بررسی پوشش نسوز
راتورها بر روی برخی از دستگاهها با این گونه مواد در عملیات کاملاً رضایت بخش و مطلوب می باشد. اما دیگران که سعی در آنها داشته اند در دستیابی به موفقیت های اقتصادی با شکست موجه شده اند،مواد قابل ریخته گری با آلومینیوم بالا (بسیار زیاد) به طور عادی با روکش های الومینیومی بالا مورد استفاده قرار گرفته اند و مواد قابل ریختگی سیلیس با پوشش سیلس مورد استفاده قرار گرفته اند . از آنجائیکه آن غالباً قسمت میانی و مرکزی یک پوشش می باشد که ابتدا در معرض فرسایش و تحلیل رفتن قرار می گیرد .
کشش و جاذبه واضح و آشکاری در قادر بودن در تعمیر یک ناحیه بوسیله کوبیدن وجود داشته است . و همچنین در آوردن پوشش عقب در سرویس و اجازه دادن به استفاده کامل از بقیه موادنسوز باقی مانده در ان نسبت فرسایش و تحلیل سرعت کمتری داشته است وجود داشته است .
در کوره های قوسی با ظرفیت 25 تن ، نمونه ای از آجرهای پوششی آلومینیومی تا بیش از 200ریختگی وجود دارد . برای کوره های بزرگ از ظرفیت 150 تن مدت زمان از 110 یک امر بسیار خوب مد نظر قرار می گیرد . و دستگاههای زیادی وجود دارد که عمر پوشش تا حد جزئی بیشتر از 60 می باشد .
پوشش نسوز :
مواد نسوزی که درپوشش های نسوز کوره های قوسی الکتریکی اصلی مورد استفاده قرار می گیرند ممکن است که از مواد مغناطیسی و یا مغناطیسی کروم و یا dolomite باشد. آجرها ممکن است بعد از اینکه به شکل آجر گرفتند پخته شوند و یا نا پخته باقی بمانند.dolomite های قیر اندود شده ممکن است در قطعات و بلوک های کوبیده شده بزرگ مورد استفاده قرار بگیرند و آجرها ممکن است در قطعات و بلوک های کوبیده بزرگ مورد استفاده قرار بگیرند و آجرها ممکن است در کنار هم گذاشته شوند تا قطعات تکمیلی پوشش نسوز شکل بگیرند به صورتیکه مجرا ممکن است به وسیله گذاشتن در یک تعدادی از قطعات و بلوک های بسیار بزرگ به جای ساختن پوشش نسوز با آجرها به تنهایی در تراز همدیگر قرار بگیرند .
چندین سال قبل پوشش نسوز در کوره های قوسی به دو قسمت تقسیم شده بود : یک پوشش نسوز عقبی که نسبتاً نازک بود و یک میزان شخصی از مواد عایق را فراهم می اورد و در نزدیکی پوسته بود و یک پوشش نسوز کار که در معرض نعویض منظم بود در کوره های مدرن عالباً این عمل برای استفاده از یک پوشش نسوز به تنهایی می باشد که به طور کامل در هر زمان که کوره مجدداً پوشش داده شودبرداشته می شود و در نزدیکی پوسته فولادی قرار دارد . عقیده براین می باشد که برای عمر پوشش نسوز برای داشتن گرمای هدایت شده از طریق پوسته بوسیله این روش مفید می باشد که در مقایسه با عایق سازی که در موقعیکه یک پوشش نسوز عقبی جداگانه مورد استفاده قرار می گرفت اثر می گذارد ارجهیت دارد.
پوشش نسوز مجرا ممکن است در میزان ضخامت از 18 اینچ تا 12 اینچ متفاوت باشد. یک تعدادی از کوره ها از پوشش نسوز 18 اینچ استفاده می کنند اما حالا تعداد زیادی وجود دارند که از پوشش های نسوز 5/13 اینچ از آجرهای جداگانه استفاده می کنند. به منظور ارائه یک عمر بهتر به خوبی یک پوشش نسوز ضخیم تر مطالبه می شود و علاوه بر این ظرفیت و گنجایش برای ضایعات را افزایش می دهد که باعث توسعه و بهبود سرعت و میزان خروج و تقلیل منطقی و حاصله در تحلیل مواد نسوز در هر تن از ساخت فولاد می شود. تولید افزایش یافته برای تحلیل نیروی افزایش یافته موازنه هایی را ارئه می کند که از استفاده از یک پوشش نسوز نازکتر انتظار می رود.
در بیشتر کشورها پوشش نسوز از آجرهای مغناطیسی –کروم و یا مغناطیسی ساخته می شود که یا پخته شده هستند و یا ناپخته هستند و با ورقه های فولادی شل و نرم (آزاد) در اتصالات ساخته می شوند (در قاره اروپا) بهر حال در قاره اروپا و تا حدی در UK . برخی از اپراتورها از بلوک ها و قطعات dolomite قیر اندود شده بزرگ استفاده می کنند.
هزینه اصلی و اولیه بطور قابل توجهی نسبت به یک پوشش نسوز مغناطیسی ارزان تر می باشد اما بقیه یک طول عمر طولانی تر دارند . بواسطه هزینه های نسبی مواد ، هزینه در تن از تولید مشابه با دو نوع از پوشش های نسوز می باشد . تهیه و تدارک قطعات و بلوک های dolomite قیر اندود شده فشرده از بهترین نوع کیفیت می باشند. در زمان پوشش دهی مجدد با عمر پوشش نسوز کوتاهتر می تواند دارای اثراتی بر روی هزینه بطور قابل توجه داشته باشد . قطعات و بلوک های dolomite ممکن است دارای آهن های قراشه و شکسته شده باشد که پوشش نسوز را قادر می سازد تا به سرعت به طرف پائین کشیده شود . و حال آنکه آجرهای اصلی که ورقه های فلزی در بین آنها گذاشته شده اند از نظر چسبندگی بسیار قوی به یکدیگر قابل اعتماد و اطمینان باشند و بدین صورت کار برداشتن را طولانی تر می کند. بنابراین بهم پوشش نسوز dolomite می تواند برداشته شودو بسیار سریع تعویض شود حتی یک زمان کوتاهتری نیز آن را ارائه نتایج اقتصادی در رابطه با آنهائیکه از استفاده از آجرهای مغناطیسی - کروم و مغناطیسی پخته و نپخته بدست می آید متوقف نمی سازد. علیرغم این بسیاری از اپراتورها یک طول عمر طولانی تر و پوشش دهی مجدد کمتری را ترجیح می دهد. چون این تهیه و تدارک فولاد را برای دور زدن جدول برنامه ساعات آسانتر می سازد برای بسیاری از عملیات های ساخت فولاد آجرهای مغناطیسی تقویت شده با پانر فیلتر وپخته تا حد بیشتری رضایت بخش تر می باشند.
در کوره هایی که ضایعات زنگ نزن را تولید می کنند وبویژه در مواقعی که ناخن زنی اکسیژن برای ضایعات زنگ نزن مورد استفاده قرار می گیرد نتایج بسیار خوبی با آجرهای مغناطیسی- کروم هم به صورت پخته شده وهم ناپخته بدست آمده است.این امرها در کوره هایی که انواع دیگری از فولاد را می سازند کمتر رضایت بخش می باشد،به این علت که خواصی وجود دارد که برای کنترل شدت وسختی واستحکام میزان کروم در فولاد می باشد واگر پوششهای نسوز مغناطیسی – کروم بر روی یک برنامه ساخت فولاد ترکیب یافته (مخلوط)مورد استفاده قرار بگیرد .همیشه امکان دستیابی به این خصوصیات و کیفیات وجود ندارد .
خواص آجرهای مغناطیسی –کروم و مغناطیسی در قسمت قبلی شرح داده شده اند و تجزیه و تحلیل آنها در بخش دوم شرح داده شده اند.
اگر قطعات و بلوک های dolomite مورد استفاده قرار می گیرند .این امر اهمیت دارد که مواد می بایستی در سلیس پایین و کم باشند و بسیار خوب پخته شوند بصورتی که آن بطور کامل در آب سرد گذاشته شود و منقبض شود.پس آن می بایستی خورد شود و از صافی رد شوند و اندازه گیری شود (درجه بندی شود)و مجددا شکل بگیردو با میزان مناسبی از قیر مخلوط شود و به اندازه مناسبی در اطراف میله و قطعه تقویت فلز کوبیده شوند تا قادر به تولید رضایت بخش قطعات برای تولید در این اندازه های بزرگ باشند موقعیکه دریافت شد ، قطعات و بلوک ها در قسمت بیرونی آنها با قیر و قیر گونی پوشیده شود بصورتیکه در مقابل رطوبت تا چندین هفته استحکام داشته باشند.
پس آنها می توانند از پیش مرتب شوند تا با کنتورها و فاز اصلی یک کوره ویژه جفت و جور شوند .و تا زمان مورد نیاز ذخیره شوند . اگر که آنها در برشهای بسیار بلند نگهداشته شوند بسیار از آنها به هدر خواهد رفت. این امر بسیار اهمیت دارد که بلوک ها و قطعات از برش و حالت مواد خام به همان شکل و ترتیب که آنها از تهیه کننده دریافت شده اند بیرون آورده می شوند. و می بایستی دقت لازم به عمل بیاید تا اطمینان حاصل کنیم که برشهای ایستاده بزرگتر از آنچه که برای نگهداری دستگاه به طور سالم در اتفاقات از یک پوشش نسوز جداگانه با عمر کمتر مورد انتظار نباشند.
-2-1- ذرات سوخت:
برخلاف ذرات زغالسنگ که دارای شرایط ناپایدار و متغیری می‌باشند، ذرات فلزات برای مطالعات بنیادی احتراق ذرات ریزجامد مناسب می‌باشند. این ذرات خالص بوده و جنس یکنواخت دارند، درمقابل ذرات آلی تجزیه‌پذیر بوده و گستره درجه حرارت زیادی به علت این تجزیه شدن و تشکیل بخارات دارند، درجه حرارتی که این سوختها شروع به تجزیه شدن می‌کنند، اگر در آزمایشات مربوط به بررسی احتراق ذرات موردبررسی قراربگیرند بسیار پایین‌تر از دمای شعله می‌باشد. بنابراین ساختار این شعله‌ها بسیار شبیه به شعله هیدورکربنهای سنگین اسپری شده می‌باشد. درمقابل این خاصیت، درجه حرارت ذوب بسیاری از فلزات نزدیک و یا حتی بالاتر از دمای آدیاباتیک شعله می‌باشد و این بدان معنی است که فرایند احتراق غیریکنواخت نقش مهمی در شعله ذرات فلزی دارد.
برای ذرات آلومینیوم که برای این آزمایشات انتخاب شده‌اد مشخصات اشتعال و احتراق یک ذره تنها، نسبتاً به خوبی شناخته شده است. پودرآلومینیوم اتمی که دراین آزمایش مورداستفاده قرارگرفته است دارای حداقل درجه خلوص %99 و ذرات آن دارای شکل کروی می‌باشد. برای بدست آوردن نظرمتوسط ذرات که درمراحل بعدی مورداستفاده قرارمی‌گیرند می‌توان از رابطه زیر استفاده کرد:
(3-1)
که نشان‌دهنده متوسط حجم ذرات به متوسط سطح ذرات می‌باشد.
شکل (3-1) تصویر بزرگنمایی شده ذرات آلومینیوم را نشان می‌دهد. این تصویر نشان می‌دهد که ذرات دارای شکل کردن هستند.
3-2-2- سیستم تزریق ذرات:
شکل شماتیک دستگاه آزمایش و قسمت تزریق ذرات درشکل (3-2) نشان داده شده است. سیستم پخش‌کننده ذرات شامل دو قسمت می‌باشد:
1- تغذیه‌کننده ذرات
2- پخش‌کننده ذرات
ذرات سوخت بوسیله قسمتی سرنگ مانند که دارای قطرداخلی 5/2سانتیمتر و حداکثر طول کورس 17سانتیمتر است به سمت بالا حرکت داده شده تا توسط قسمت پخش‌کننده، پخش شوند. نسبتی که این ذرات به داخل جریان تزریق می‌شوند، بوسیلة تغییردادن سرعت پیستون به کمک یک جک الکترومکانیکی مخصوص کنترل می‌شود. محدودیت تغییرات جک می‌باشد.
ذرات سوخت در پایین قسمت کله قندی به علت برخورد با جت هوای ورودی با شدت جریانی حدود که بوسیله روتامتر اندازه‌گیری شده و از سوراخ دایره‌ای تغذیه می‌شود پخش می‌گردند. یک لوله به قطر 4/6سانتیمتر و طول 150سانتیمتر که از جنس شیشه پیرکس می‌باشد به قسمت بالای محفظه پخش کنندگی که دارای یک دیفیوزر کله‌قندی 8درجه‌ای است متصل می‌باشد. وظیفه این پخش‌کننده، انبساط مخلوط و ایجاد جریانی لایه‌ای است چرا که مخلوط درابتدا به صورت آشفته می‌باشد.
3-2-3- قسمت اندازه‌گیری غلظت ذرات
درطی که برای اندازه‌گیری غلظت ذرات مورد استفاده قرارگرفته است از یک دستگاه لیزر هیوم ـ نئون (مدل 2000IR ساخت مرکز تحقیقات لیزر) به عنوان منبع تولید نور استفاده شده است. نور پس از عبور از ابری از ذرات قدرت خود را ازدست داده و با اندازه‌گیری قدرت نور عبوری از ابر ذرات و میزان ذراتی که روی فیلتری متصل به مکش یک جاروبرقی در مدت زمانی مشخص جمع می‌شود، می‌توان لیزر را کالیبره کرده و غلظت ذرات را بدست آورد. این فیلترها حدود %95 ذرات را در مدت زمان کوتاه جذب می‌نمایند.