فایل بای | FileBuy
مرجع خرید و دانلود گزارش کار آموزی ، گزارشکار آزمایشگاه ، مقاله ، تحقیق ، پروژه و پایان نامه های کلیه رشته های دانشگاهیفایل بای | FileBuy
مرجع خرید و دانلود گزارش کار آموزی ، گزارشکار آزمایشگاه ، مقاله ، تحقیق ، پروژه و پایان نامه های کلیه رشته های دانشگاهیبررسی کاربرد مبردها
| دسته بندی | صنایع |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 19 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 21 |
1- مقدمه Introduction
با توجه به آنچه که در گزارش اول ، اسفند 1381 ( بررسی و چگونگی تعویض مبرد R-22 در چیلرهای مجتمع پتروشیمی اصفهان) به آن اشاره شد و پروژههای انجام شده در خصوصتعویضCFC ها در این مجتمع، PROPOSAL حذف برای مبردهای R-11 ، R-13 ، R-502 و R-12 صادر شده است و در طی سال گذشته و جاری دستگاههای سبک مجتمـع که با R-12 کار میکردند ، در زمـان تعمیرات و در واحد تهویه گاز آنها با مبرد R-134a با موفقیت تعویض شد که در این زمینه میتوان به دو دستگاه آبسرد کن و دو دستگاه فریزر اشاره نمود.
واحد تهویه امیدوار است بتواند با انجام پروژه تعویض HCFC R-22 که برای اولین بار در کشور در این مجتمع انجام میگیرد ، رسالت خود را در خصوص تعهدات زیست محیطی و پروتکل مونترال تکمیل نموده و بدین ترتیب در کارنامة خود در خصوص RETROFIT تجربه جدید ( تعویض HCFC ها ) را به دستاوردهای خود اضافه نماید.
البته با توجه به تماسها و مکاتباتی که از طریق اینترنت بعمل آمده است، از مبرد R-507 بجای فرئون R-22 فقط در دستگاههای سرد کنندهای که دمای آنها زیر صفر است (LOW AND MEDIUM TEMPERATURE) استفاده میشود و این مسئله هم اخیراً و آنهم بصورت یک پروژة تحقیقاتی که از طرف ASHRAE هزینه شده است ، عنوان گردیده و در واقع استفاده از R-507 بجای R-22 در سیستمهای سرد کننده با دمای بالای صفر (HIGH TEMPERATURE) و آنهم به کمک BRINE ( ضد یخ – اتیلن گلایکول ) برای اولین بار در این مجتمع صورت میگیرد که در صورت موفقیت علاوه بر تعویض HCFC ، مسئله بهینهسازی در مصرف انرژی نیز مدنظر قرار خواهد گرفت.
نکته : استفاده از گلایکول اتیلن و پائین آوردن دمای آب چیلر از 8°C به 1°C ، از سیستم میتوان بعنوان ICE CHILLER STORAGE بهره برد. ( باید در نظر داشت که مکانیزمها و سیستمهای بکار برده شده از نظر دما و فشار محدودیتی نداشته باشند )
استفاده از دستگاههای ICE STORAGE در طراحیهای جدید و آتی با دمای (1°C) 36°F علاوه بر بهینه کردن مصرف انرژی ، هزینههای لولهکشی ، داکت و کانال کشی ، پمپها و وسایل برقی را بدلیل کوچک شدن سایزشان کاهش داد.
2- مبردها Refrigerants
مبرد مادهایست که با جذب حرارت از یک ماده و یا یک محیط و انتقال آن به محیط دیگر بصورت عامل خنک کننده عمل میکند. در یک سیکل تراکمی تبخیری ، ماده مبرد با تبخیر و تقطیر تناوبی ، به ترتیب حرارت را در اواپریتور جذب و در کاندنسر دفع مینماید.
مبرد میبایستی دارای خواص شیمیائی ، فیزیکی و ترمودینامیکی ویژهای باشد که استفاده از آن مطمئن و از نظر اقتصادی به صرفه باشد.
البته مبردی وجود ندارد که برای همه کاربردها مناسب باشد ، بهمین دلیل میبایستی در انتخاب یک مبرد شرایطی را در نظر گرفت که بتواند نیازهای یک کاربرد بخصوص را تأمین نماید.
3- مبردهای جایگزین و معیارهای انتخاب
Retrofit Refrigerants & The Guide Lines Of Choise
با شرایط خاصی که در سالهای اخیر برای کرة زمین ایجاد شده است ومسئله صدمه دیدن لایة اوزن ، سازمانهای بینالمللی استفاده از HCFC ها را نیز همانند CFCها محدود و برای حذف (PHASE OUT) کردن آنها برنامه زمان بندی شدهای را در نظر گرفتهاند و شرکتهای تولید کنندة اینگونه مواد سعی بر این دارند که جایگزینهای مناسبی را تولید و در دسترس مشتریها و مصرف کنندهها قرار دهند.
البته همانگونه که در گزارش اول به آن اشاره شده است واحد تهویه در نظر دارد که مسئله بهینه سازی انرژی را در زمان تعویض و انتخاب مبرد جایگزین ، مد نظر قرار داده تا بدین ترتیب در کاهش مصرف سوختهای فسیلی قدم مؤثری برداشته باشد. در نتیجه نسبت به تعویضهای گذشته میتوان اصل ششم یعنی ارزیابی انرژی مصرفی را به پنج اصل گذشته اضافه نمود.
الف ) عملکرد Performance
ب) ایمنی Safety
ج) اطمینان Reliability
د) ملاحظات زیست محیطی Environmental Consideration
هـ) ملاحظات اقتصادی Economic Consideration
و) مصرف انرژی Power Consumption
3-1- عملکرد Performance
ظرفیت برودتی (COOLING CAPACITY) ، ضریب عملکرد (COP) ، گرمای نهان تبخیر مبرد ، چگالی گاز و نقطة جوش مبرد فاکتورهائی است که عملکرد سیستم را مشخص مینماید.
3-2- ایمنی Safety
غیر سمی بودن ، غیر قابل اشتعال بودن و فشار کارکرد مبرد بعنوان مهمترین شاخصهای ایمنی مبرد در نظر گرفته میشود.
3-3- اطمینان Reliability
پایداری شیمیائی و سازش و تطابق آن با اجزای مختلف سیستم و مخصوصاً با روغن کمپرسور یکی از ویژگیهای مهم یک مبرد به حساب میآید. قابلیت حل شدن مبرد در روغن آنهم در دماهای کارکرد مختلف باید مورد قبول بوده و در برگشت روغن به کارتل کمپرسور خللی بوجود نیاید.
3-4- ملاحظات زیست محیطی Environmental consideration
در انتخاب مبرد جایگزین دو فاکتور مهم زیست محیطی مدنظر است
1- پتانسیل تخریب لایه اوزن OZON DEPLETION POTENTAIL
2- پتانسیل گرمایش گلخانهای GLOBAL WARMING POTENTAIL
3-5- ملاحظات اقتصادی Economic Consideration
با توجه به مقررات جدید EC REQULATION 2037/2000 واضح است که در آیندهای نزدیک حذف و از رده خارج شدن CFC ها و بدنبال آنها HCFC ها حتمی است. در نتیجه علاوه بر گران شدن مبردهای قدیمی و نیز به سبب مقررات گمرکی که در واردات و صادرات اینگونه مواد در نظر گرفته شده است ، چنانچه در بازار هم یافت شوند ، بصورت قاچاق و گران خواهند بود ، علاوه بر این ، انتخاب یک مبرد جایگزین نیز در بعضی مواقع میتواند منجر به تعویض کامل کمپرسور ، روغن و یا تمام اتصالات لوله کشی شود بهمین دلیل در انتخاب یک مبرد جایگزین میبایستی مسائل اقتصادی و هزینهها را در نظر گرفت.
3-6- مصرف انرژی Power Consumption
با توجه به مقایسه دقیق خصوصیات مبردها و اطلاعاتی که از طریق اینترنت دریافت شده است میتوان با لحاظ کردن
1) COP Of Refrigerants
2) Surface Coefficient Of Heat Transfer Of Refrigerants
3) Surface Coefficient Of Heat Transfer Of Oils
و حلالیت روغنهای POLYOIL ESTER که نسبت به روغنهای معدنی و الکالین بنزنی شرایط بهتری را دارا هستند ، مسئله مصرف انرژی به ازای هر تن برودت را کاهش و بدین ترتیب علاوه بر انتخاب مبرد ایدهآل از نظر سازگاری آن با سیستم در بهینه کردن مصرف انرژی میتوان اقدام نمود.
البته استفاده از گلایکول اتیلن بعنوان ضد یخ در آب چیلر این فرصت را به صاحب دستگاه خواهد داد که دمای آب چیلر را پائینتر آورده و زمان استراحت دستگاه را بیشتر نماید. بدیـن تـرتیـب تعـداد ON و OFF هـای سیستـم در 24 ساعـت کاهش یافته و در دیماند و آمپرهای راه اندازی که خود باعث افزایش هزینههای الکتریکی میگردد ، صرفهجوئی نماید.
4- انواع مبردها Kinds Of Refrigerants
بطور کلی مبردها ( مبردهای قدیم و جدید ) به سه دسته تقسیم میشوند :
1- مادة خالص (SINGLE FLUID) مانند R-22 , R-134a
2- مخلوط آزئوتروپ (AZEOTROPIC) مانند R-502 , R-507
3- مخلوط زئوتروپ (ZEOTROPIC) مانند R-404 A , R-407 C
البته بهترین مبردها ، مبردهائی هستند که از یک ماده خالص تشکیل شده باشند ( به دلیل ایجاد دما و فشار ثابت در اواپریتور و کاندنسر ) ، ولی با توجه به موارد گوناگون و تنوع در کاربرد سیستمهای تبرید ، استفاده از یک مبرد خالص (SINGLE FLUID) همیشه امکان پذیر نبوده و با محدودیتهائی مواجه است اما لزوم جایگزینی (RETROFITTING) استفاده از مبردهای مخلوط را هم اجتناب ناپذیر مینماید.
به دلایل زیر انتخاب آزئوتروپها نسبت به زئوتروپها بعنوان جایگزین و تعویض مبردهای تخریب کنندة لایة ازون بهتر است.
1- ضریب انتقال حرارت
2- دمای گلاید TEMPERATURE GLIDE
3- مسئله نشتی و تغییر در غلظت یکی از عناصر تشکیل دهندة مخلوط
از نظر ضریب انتقال حرارت آزئوتروپها از زئوتروپها بهتر عمل می‌کنند همچنین در صورت نشتی ، در نسبت وزنی عناصر تشکیل دهنده زئوتروپها تغییرات فاحشی ایجاد میشود که نهایتاً منجر به تغییر ضریب عملکرد (COP) دستگاه شده و حتی ممکن است نیاز باشد که کل گاز دستگاه تخلیه و دوباره شارژ مجدد شود در صورتیکه آزئوتروپها در این مورد تقریباً همانند مادة خالص عمل می‌کنند ( بدلیل صفر بودن و یا پائین بودن دمای گلاید )
بررسی سیستم های اندازه گیری
| دسته بندی | صنایع |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 1163 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 124 |
ریخته گری و متالوژی پودر:
مقدمه: ریخته گری در اشکال مختلف آن یکی از مهمترین فرایندهای شکل دهی فلزات می باشد. گرچه روش ریخته گری ماسه ای یک فرایند متنوع بوده و قادر به تولید ریخته با اشکال پیچیده از محدوده زیادی از فلزات می باشد، ولی دقت ابعادی و تشکیل سطح مختلف ساخته شده به این روش نسبتاً ضعیف می باشد. علاوه بر این ریخته گری ماسه ای عموماً برای حجم تولید بالا مناسب نمی باشد. به ویژه در جایی که ریخته ها احتیاج به جزئیات دقیق دارد، جهت از بین بردن این محدودیت ها فرایندهای ریخته‌گری دیگری که هزینه تولید کمتری هم دارند به وجود آمده اند، این روش شامل:
(i) قالب گیری پوسته‌ای
( ii ) قالبگیری بسته‌ای
(iii ) دای کاست یا ( ریخته گری حدیده ای که علاوه برفرآیندهای ریخته گری شکل دهی قطعات با استفاده از پودرهای فلزی نیز شامل این فصل می باشد.
قالب گیری پوسته ای: این فرآیند را می توان به عنوان فرآیند گسترش داده شده ریخته گری ماسه ای دانست. اصولاً این روش از 2 نیمه مصرف شدنی قالب یا پوسته قالب از ماسه مخلوط شده با یک چسب مناسب جهت ایجاد استحکام در برابر وزن فلز ریخته شده، پخته شده است تشکیل می شود.
شکل دهی پوسته:
برای تشکیل پوسته ابتدا یک نیم الگوی فلزی ساخته می شود که معمولاً از جنس فولاد یا برنج می باشد و به صفحه الگو چسبانده می شود. یک الگوی راه گاه بر روی این صفحه تعبیه می شود. بر روی الگو یک زاویه 1 تا 2 درجه برای راحت جدا شدن ایجاد می شود. همچنین بر روی صفحه الگو دستگیره هایی برای جدا کردن صفحات ایجاد می شود.
پخت جزعی: این مجموعه تا درجه حرارت در کوره یا توسط هیترهای مقاوم الکتریکی که در داخل الگو نصب شده اند گرم می شوند. از هر کدام از روشهای حرارت دهی که استفاده شده باشد صفحه الگو به جعبه های ماسه مخلوط شود. با چسب تر متوسط متصل می شود این جعبه سپس وارونه شده تا مخلوط ماسه و چسب بر روی الگوی حرارت دیده ریخته شود تا رزین یا چسب ذوب شده و باعث چسبیدن ماسه شود. پس از 10 تا 20 ثانیه را برگردانده تا یک لایه ( حدوداً نیمه پخته شده پوسته که به الگو چسبیده باقی بماند.
پخت نهایی و ریزش:
مجموعه صفحه الگو به همراه پوسته به داخل کوره براه شده تا پخته نهایی در درجه حرارت 300 الی در مدت زمان 1 الی 5 دقیقه صورت گیرد. زمان و درجه حرارت دقیق جهت این کار بستگی به نوع رزین مصرف شده دارد. پس از پخت پوسته از صفحه الگو جدا می شود هر دوی پوسته ها به این روش ساخته می شود. و قالب به هم چسباندن 2 نیمه توسط چسب یا کلمپ یا پیچ کامل می شود.
قالب همگون آماده ریختن می باشد. در جاهایی که احتیاج به قسمتهای تو خالی
می باشد. فنری قرار داده می شود و این ماسه مشابه روش ریخته گری ماسه ای انجام
نمی شود. مراحل ساخت یک پوسته قالب در شکل (1. 2) نشان داده شده است.
مراحل تهیه و ساخت قالب گری پوسته ای:
در مقایسه با روش ریخته گری ماسه ای قالب گیری پوسته ای دارای مزایای زیر
می باشد:
a) دقت ابعادی بهتر یا تلرانس ( ).
b) تکمیل سطح بهتر یا قابلیت دوباره تولید جزئیات دقیق تر.
c) این فرآیند جهت کارکردهای غیر ماهر یا با مهارت کم می توانند استفاده کنند.
اشکال این روش قسمت بالای الگوها و ماسه قالب گیری آنها می باشد. ( هر چند ) چون فرآیند نیمه مکانیزه می باشد زمان تولید یک پوسته قالب در مقایسه با ساخت یک قالب برای ریخته گری ماسه ای به صورت قالب ملاحظه ای کمتر می باشد. بنابراین این فرآیند جهت تولید ریخته اثر بالا که هزینه های اولیه در آن قابل جبران می باشد مناسب می باشد.
قالب گیری Invesment ) (بسته‌ای)
این روش ریخته گری قدمتی مانند ریخته گری ماسه ای دارد توسط قدیمیان جهت ساخت قطعات با جزئیات دقیق مانند دسته شمشیر و جواهرات مورد استفاده قرار گرفته است. در طول قرن ها این فرآیند محدود شده بود به مجسمه های برنزی و به درستی تنی فرآیندی است که امروزه در این حرفه مورد استفاده قرار می گیرد در پانزده سال اولیه این قرن بوده که قالب گیری Invesmemt جهت فرآیندهای صنعتی به ویژه در جابه جائی که ریخته ها با دقت ابعادی و تکمیل سطح بالا مورد نیاز است مناسب تشخیص داده شده.
اساساً رویه فوم از مراحل ساختن و شکل دادن تشکیل شده است که از مواد نسوز (مقاوم در مقابل حوادث ) برای شکل دادن قالب پوشانده می شود.
وقتی پوشانده سخت می شود فوم مذاب از حفره های قالب بیرون زده و از آهن مذاب پر می شود. زمانی که آهن مذاب به درجه انجماد رسید و قالب نسوز شکسته
شد، چدن ریخته گری ظاهر می شود.
I) مدل ساخته می شود. II) مدل پوشانده می شود. III ) آهن ریخته گری می شود.
ساختن مدل
برای رویه فوم به یک قالب دو نیمه ای لازم است که اساساً از یک یا دو روش زیر ساخته می شود.
1) زمانیکه انتظار دوام طولانی داشته باشیم، قالبها معمولاً از آهن، استیل، برنج، آلومینیوم ساخته می شوند. شکل معکوس قالب را در فلز تراش داده و آن را برای راحتی انقباض مقداری بزرگ می سازند، که مقدار دقت و مهارت در این مرحله خیلی بالاست. دقیقاً مانند مرحله ساخت قالبهای پلاستکی.
2) اگر دوام قالب مهم نباشد. از قالبهای ارزانی که با آلیاژ های نقطه ذوب پائین ساخته شده استفاده می شود. مراحل در شکل (2-2) نشان داده شده است.
اولین لازمه قالب اصلی است که از برنج یا استیل ساخته شده است که از سطح صاف و صیقلی ساخته شده، برای انقباض موم مقداری اندازه آن را بزرگ می سازند. شکل تا
عمق نصف قالب داخل ماسه فرو می رود و قالب استیلی دور بقیه شکل قرار داده میشود و با آلیاژهای بانقطه ذوب پائین 19 درجه سانتیگراد پر میشود.
پس از انجماد شدن آلیاژ دو نیمه قالب از هم جدا می شود و ماسه اطراف آن عوض میشود با همان آلیاژ نقطه ذوب پائین مانند قبل.
هر کدام از روشهای ساخت نوع قالب استفاده شده را معین می کند. و پس از انتخاب موم گداخته شده را داخل آن تزریق می کنیم و آن را مونتاژ می کنیم. بعد از انجماد موم قالب را دو نیمه کرده و موم شکل گرفته را از آن خارج می کنیم.
پوشاندن مدل:
به پوشش نسوزی که به روی شکل کشیده می شود که قالب را تکمیل کند و به آن پوشاننده می گویند. و در دو مرحله انجام می گیرد.
پوشانده اولیه از رنگ کردن یا فرو بردن شکل در آبی که مخلوطی از سدیم سلیکات و اکسید کرومیک و آرد زارگون است تشکیل شده قبل از خشک شدن پوشش معمولاً مقداری پودر خاک نرم روی آن ریخته، برای پوشاندن و زمینه را برای پوشاندن نهائی فراهم می کند. بعد از خشک شدن یک قالب فلزی دور شکل پوشیده شده می گیرند و با پوشش دوم که معمولاً از موادی که آب با آلومینیوم گداخته شده یا خاک رس مذاب تشکیل شده پر می کنند. برای اطمینان مواد نسوز دور اولین لایه پوشش را فرا می گیرد و معمولاً قالب را تکان می دهند. قالب را در کوره با درجه حرارت کم قرار می دهند تا اینکه هم پوشش سخت می شود و هم موم ذوب می شود و از قالب خارج می شود که در دفعات بعد استفاده شود. این مراحل معمولاً 8 ساعت در دمای 95 درجه سانتیگراد طول می کشد. زمان و حرارت دقیقاً به نوع جنس موم بستگی دارد. سپس درجه حرارت تا 1000 درجه سانتیگراد افزایش می یابد. تا اینکه قالب کاملاً سخت شده و هیچگونه اثری از موم باقی نماند. قالب برای قالبگیری آماده است. (در شکل 4-2)
قالب گیری فلز:
زمانیکه قالب گرم است آنرا در کوره ای که با برق گرم می شود و مواد مذاب در آن موجود است قرار می دهند (شکل 5-2) در درجه حرارت مناسب کوره را بر عکس کرده تا مواد مذاب وارد قالب شود. برای اطمینان از اینکه مواد مذاب درون تمام حفره‌ها را پر کرده، معمولاً مواد را با فشار زیاد تزریق می کنند. بصورتیکه تمام جزئیات نشان داده شود. سپس بعد از سرد شدن (انجماد) قالب کوره به حالت اولیه برگردانده می شود و قالب برداشته می شود. سپس با چکش های باید و قلم مواد را از قالب خارج
می کنند.
مزایای پوشاندن قطعه:
برتریهای این رویه بطور خلاصه در زیر توضیح داده شده است.
الف ) این نوع قالب گیری دقت دقیقی دارد و با تلرانس 8/0+ میلی متر ممکن است.
ب ) سطح صیقلی بسیار مناسبی دارد که دیگر به صاف کاری احتیاج ندارد و این در قالب گیریهائی که با فلز درست می شوند و سخت هستند مهم می باشد، برای عملیات دوباره صاف کاری (آلیاژهای کروم و نیکل) در پروانه توربینها استفاده می شود.
برتریهای این رویه بطور خلاصه در زیر توضیح داده شده است.
الف) این نوع قالب گیری دقت دقیقی دارد و با تلرانس 8/0 + میلی متر ممکن است.
ب) سطح صیقلی بسیار مناسبی دارد که دیگر به صاف کاری احتیاج ندارد و این در قالب گیریهائی که با فلز درست می شوند و سخت هستند مهم می باشد، برای عملیات دوباره صاف کاری ( آلیاژهای کروم و نیکل ) در پروانه توربینها استفاده می شود.
ج) از آنجائی که شکل موم دقیقاً مانند قالب نهائی است و تمام قسمتها مشخص
می شود و به قطعات ریز دیگر احتیاجی نمی باشد.
د) قطعات ممکن است در یک واحد درست بشوند. اگر از روش دیگر استفاده
می گردید، ممکن بود قطعه از چند قسمت تشکیل شود و در کنار همدیگر مونتاژ شود.
شکل اصلی این رویه این است که وسایل و هزینه تولید بسیار بالاست ولی چون تراشکاری اضافی احتیاج نمی باشد. مانند قالب گیریهای دیگر این هزینه سنگین با صرفه و مورد قبول است.
قالب ریخته گری فلزی:
در قالب گیری که توضیح دادیم از پوششهای مصرفی استفاده می کنیم. ولی قالبهای ریخته گری بر مبنای استفاده از قالبهای فلزی دائمی است که به اسم قالبها می باشند. از آنجائیکه طراحی و تولیدشان گران است و از ماشین های گران قیمت استفاده می شود. این روش زمانی اقتصادی است که در حجم زیاد تولید شود.
فلزقالب ریخته گری فلز:
فلز مورد استفاده برای قالب ریخته گری بطور کلی محدود به گروهی از فلزات غیر آهنی است، بدین ترتیب برای مدت زیادی عمر می کنند که نقطه ذوب آنها پایین تر از آلیاژها است.
دو شرط در این است که باید سیالیت خوب داشته باشند و در ضمن در برابر «تردی داغ» هم حساس نباشد. تردی داغ عبارتی است که برای توصیف تردی قطعات ریختگی در دمای بالا به کار می رود آلیاژهای مورد استفاده شامل آلیاژهای پایه آلومینوم روی منیزیم قلع و سرب و به مقدار محدودی برنج و برنز هستند تا کنون رایج ترین فلزات مورد استفاده در این روش آلیاژهای پایه آلومینیوم به صورت زیر است:
مس 4% سیلسیم 5% آهن 3% نیکل 2% و منیزیم 5/0% از قطعات ریخته گری تحت فشار آلومینیوم در جاهایی استفاده می شود که نسبت به استحکام به وزن بالایی موردنیاز است یک آلیاژ پایه روی معمولی شامل 4% آلومینیوم 7/2% مس و 3% منیزیم است این آلیاژ خواص ریخته گری خوبی دارد و به علاوه این مزیت را هم دارد که دمای ریخته گری آن در مقایسه با آلیاژهای پایه قلع و سرب محدود است کاربرد اصلی آنها در ساخت یاتاقانهای فشار پایین و قطعاتی دیگر است که در آنها استحکام یک فاکتور با اهمیت نیست آلیاژهای منیزیم که گاهی اوقات با نام تجاری Elektron شناخته می شوند در بین آلیاژهای فوق از همه سبکتر هستند و در جایی استفاده می شود که مسئله وزن و مقاومت در برابر خوردگی بهترین ملاحظات موجود باشند.
فرآیند دای کست (ریخته گری تحت فشار)
ریخته گری تحت فشار به طور عمده شامل دو نوع فرایند است.
1) ثقلی 2) فشار بالا (تحت فشار)
دای کست ثقلی:
این فرآیند شبیه به ریخته گری ماسه است با این تفاوت که قالب از چدن یا از فولادهای آلیاژهای مخصوص ساخته می شوند در اینجا هم باید از سیستم راه گاهی استفاده کرد اما از آنجا که بر خلاف ریخته گری ماسه نمی توان قالب را پس از استفاده خُرد کرد باید قالب را به گونه ای استفاده کرد که بتوان دو تکه آن را از هم جدا کرد و قطعه را خارج نموده ساده ترین قالب مورد استفاده در این روش از دو لنگه قالب تشکیل می شود اما به دلیل پیچیدگی بسیاری از قطعات قالب باید طوری طراحی شود که تعدادی قطعات متحرک و قابل جداشدن هم داشته باشد و ماهیچه های هم درون آن قرار گیرد در هر حال طراح قابل سعی می کند که تعداد این گونه قطعات را به حداقل برساند تا هم هزینه قالب کاهش یابد وهم زمان سر هم کردن قالب قبل از ریختن مذاب بعدی کمتر شود علاوه بر پیش بینی برای جبران انقباض ناشی از انجماد و سرد شدن، طراح باید سیستم تهویه مناسبی را هم در نظر بگیرد تا از ایجاد تخلخل و حفره در قطعه جلوگیری شود.
سیستم تهویه یا همان راه خروج هوا را معمولا با ایجاد شیارهایی در فصل مشترک دو لنگه قالب (با عمق تقریبی mm5/0) ایجاد می کنند که موقعیت و تعداد آنها به طبیعت و پیچیدگی قطعه ریختگی بستگی دارد.
برای اینکه مذاب خیلی سریعتر منجمد نشود، قالب را پیشگرم می کنند (تقریباً با c200) البته پیشگرم کردن قبل از اولین مذاب ریزی انجام می شود. بعد از ریختن اولین مذاب در هر مرحله حرارت ناشی از فلزات مذاب به اندازه کافی قالب را برای مراحل بعد گرم کرده از آنجا که از قالبهای فلزی استفاده می شود می توان به دقت ابعادی و کیفیت سطحی بهتری نسبت به قطعات حاصل از ریخته گری در قالبهای ماسه ای دست پیدا کرد.
دای کست تحت فشار (فشار بالا):
در این روش فلزات مذاب با فشار بسیار زیاد به دال یک قالب فلزی بسته تزریق
می شوند در مقایسه با دای کست ثقلی دای کست تحت فشار مزیتهای زیر را دارد
1- می توان سطوح نازکتر و جزئیات بیشتری را تولید کرد.
2- کیفیت سطحی و ابعادی بهتری به دست می آید
3- ساختار دانه بندی بهتری به دلیل فلز تحت فشار به دست می آید دای کست تحت فشار به دو دسته تقسیم می شود.
1- فرآیند محافظ سرد
2- فرآیندمحافظ داغ
انتخاب روش دای کست تحت فشار عمدتاً به نوع فلزی که قرار است ریخته گری شود و آهنگ تولید مورد نیاز بستگی دارد فرآیند محافظ سرد:
مشخصات اصلی و عمده ماشینهای محفظه سرد در شکل 6-2 نشان داده شده فلز مذاب به صورت دستی در سیلندر تزریق ریخته می شود و پس از آنها به وسیله بازوهای هیدرولیکی به داخل محفظه قالب تزریق می شود.
فشار مورد استفاده در تزریق بسته به حجم و نوع فلز تزریقی می کند اما معمولا در محدوده 14 تا mn/m 70 قرار دارد.
بعد از انجماد و سرد شدن قالب باز می شود و قطعه معمولا به وسیله پینهای بیرون انداز بیرون انداخته می شود فلزات مورد استفاده در این روش شامل آلیاژها پایه آلومینیوم و منیزیم برنج و برنز هستند.
فرآیند محفظه داغ: در شکل 7-2 نشان داده شده ماشین این فرآیند معمولا یک سیلندر تزریق دارد که داخل پاتیل فلز مذاب قرار دارد.
در عمل بازوی هیدرولیکی جابجا می شود تا مقداری فلز مذاب به درون سیلندر تزریق وارد شود و پس از آن به درون قالب تزریق 5/2 تا mn/m5/3 است وقتی قطعه منجمدشد، قالب باز و قطعه خارج می شود معمولا بازکردن، بستن و تزریق در یک سیکل اتوماتیک قرار داده می شود و با یک ماشین تمام اتومامیک می تواند 2000 قطعه در ساعت تولید کرد. آلیاژهای پایه آلومینوم به ندرت با روش محفظه داغ ریخته گری می شوند چون آلومینیوم با پاتیل دستگاه واکنش می دهد. بنابراین فرآیند بیشتر به آلیاژهای روی و منیزیم محدود شده. در مقایسه با فرآیند محفظه سرد، این روش بسیار سریعتر است.
قالب های ریخته گری تحت فشار ( دای کست ):
طراحی و ساخت قالب های دای کست نیازمند مهارت زیاد و رعایت استانداردهای دقیق و نکات هندسی بسیار است به همین دلیل ساخت قالب بسیار گران است. اما این هزینه زیاد با تعداد زیاد قطعات باید در برابر سایش مقاوم باشند تا عمر قالب حتی الامکان افزایش یابد به همین دلیل فولادهای آلیاژی خاصی توسعه یافته‌اند که حاوی مقدار زیادی کروم و وانیوم به عنوان عناصر آلیاژی اصلی هستند که در طراحی یک قالب باید تدابیر لازم برای جبران مذاب در حین انقباض ناشی از انجماد در نظر گرفته شود پینهای بیرون انداز هم باید به گونه ای طراحی شوند که باعث صدمه خوردن یا اعوجاج قطعه ریخته شده نشوند سرعت سرد شدن هم مهم است و با استفاده از سیستم آب گرد در قالب تنظیم می شود.
عمدتاً از 3 نوع قالب استفاده می شوند.
1- تک حفره ای
2- چند حفره ای
3- مختلط
قالب های تک حفره ای ساده ترین نوع قالب هستند و هدف از طراحی آنها تولید یک قطعه پرسیکل است قلابهای چند حفره ای دارای تعدادی حفره مشابه هستند و در مواقعی به کار می روند که سرعت تولی بالا است با استفاده از قالبهای چند حفره ای حتی ال 120 قطعه را هم می توان در یک سیکل تولید کرد قالبهای مختلف حفره های متعدد دارند که متشابه نیستند و بطور کلی در مواقعی استفاده می شوند که قطعات کوچک یک مجموعه کامل را می‌خواهند در یک سیکل تولید کنند.
بررسی طرز کار جوشکاری به روش GTAW (TIG)
| دسته بندی | صنایع |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 17 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 28 |
طرز کار جوشکاری به روش GTAW (TIG)
چه از جریان متناوب استفاده شود و چه طریقه DCRP بکار رود، استفاده از این روشهای جوشکاری این حسن را دارد که قطعه کار از پاکیزگی زیادی برخوردار خواهد بود و به این لحاظ است که اینگونه مدارهای الکتریکی را بیشتر برای جوشکاری قطعات آلومینیوم و فولاد ضد زنگ بکار می برند. این عمل “اثر پاکیزگی کاتدی” (در تمام یا قسمتی از زمان جوشکاری، کار در قطب منفی است) نامیده میشود. در صورتیکه پاکیزگی از اهمیت بیشتری برخوردار باشد بهتر است از گاز آرگون استفاده شود.
اگرچه باید توجه داشت که در این حالت باید قبل از شروع جوشکاری کار را کاملاً تمیز نمود.
برای تمیز کردن آلومینیوم ابتدا سطح آن را با بررسی از جنس فولاد ضد زنگ پاک کرده و گردزدائی می کنند و سپس با استفاده از آستون، آن را به طریق شیمیایی نیز تمیز می نمایند. توجه داشته باشید که آستون فوق العاده قابل اشتعال است.
در این مورد یک ساعت قبل از جوشکاری، از آستون استفاده کنید.
برای کسب نتیجه بهتر توصیه می شود که قبل از جوشکاری آلیاژهای فولاد آنها را تا 60 درجه فارنهایت گرم کنید. برای از بین بردن بخارات و ذرات مزاحم، قبل از جوشکاری آلومینیوم باید آنرا تا 120 درجه فارنهایت گرم کرد.
اگر جوشکاری در چند مرحله صورت می گیرد، بین هر مرحله باید اجازه داد تا کار خنک شود. اگر جنس کار از فولاد نرسیده، مرحله بعدی را آغاز نکنید. در مورد آلومینیوم دمای 300 درجه فارنهایت پیشنهاد می شود.
همانطوری که گفته شد برای محافظت حوضچه مذاب و منطقه جوش از گاز محافظ استفاده می کنند. برای انجام یک جوشکاری مناسب، کمی قبل از روشن کردن قوس، جریان گاز را برقرار کنید. در موقع جوشکاری مخازن و محفظه های سربسته، ابتدا مجرائی برای خروج گازها پیش بینی کنید تا از ایجاد فشارهای اضافی پیشگیری شود.
گاهی اوقات در شروع جوشکاری، کار با اشکال مواجه شده و جوش داده شده زیاد جالب نخواهد بود. برای درک این موضوع بهتر است از یک ذره بین استفاده نمائید. پس از کشف محل ترک ها، بوسیله سنگ فنری و قلم و چکش جوش های ترک دار را کنده و محل مزبور را با جوش مجدد پر کنید.
بعضی وقتها هم گرمای بیش از اندازه موجب ایجاد ترک در جوش می شود. در این حالت هم جوش ها را به روش گفته شده کنده و محل آنها را دوباره جوش بدهید.
انتهای خط جوش نیز باید کاملاً مورد بررسی قرارگیرد. در این حالت هم پس از بررسی اگر به ترک یا اشکال مشابهی برخورد کردید، آنها را کنده و محل آنها را دوباره جوش بدهید. در موقع جوشکاری لوله، حتی الامکان از مراحل کوتاه مدت استفاده کرده و بتناوب نقاط مختلف پیرامون لوله را خال جوش بگذارید. برای مثال برای جوشکاری لوله های کمتر از 16 اینچ (قطر) طول هر مرحله (پاس) جوش نباید بیش از 2 اینچ باشد.
در مورد لوله های با قطر 6 اینچ یا بیشتر، حداکثر طول هر پاس می تواند تا 3 اینچ نیز باشد.
آماده سازی کار برای انجام جوشکاری
آماده سازی فلز جهت جوشکاری به هر یک از دو شیوه: جوشکاری با قوس الکتریکی در پناه گاز خنثی با الکترود تنگستن (TIG)، یا سیم جوش (MIG) با هم شباهتهای زیادی دارند. در عمل برای جوشکاری قطعات با ضخامت 32/3 اینچ و بیشتر بهتر است لبه کار را با زاویه 60 درجه پخ بزنیم هر چند که بدون این پخ هم نتیجه جوشکاری بسیار جالب است.
برای جلوگیری از ورود اکسیژن و ناخالصی های دیگر بهتر است از یک زیر کاری مناسب استفاده کرد. در این حالت فلزات قطعات کار با کیفیت بهتری ذوب و در یکدیگر ممزوج می شوند. برای جوشکاری قطعاتی از جنس منیزیم، تیتانیم یا زیرکونیم و غیره بهتر است از زیر کاری از جنس کربن (یا حتی فلزات دیگر) استفاده کرد.
در شروع کار، برای تمرین، بهتر است از جوشکاری قطعات ساده تر شروع کرده و بمرور تمرینات مشکل تری انتخاب شود تا کار آموز نحوه در دست گرفتن مشعل و کار کردن با آن را بخوبی فرا گیرد. پس از این مرحله کار آموز باید آنقدر تسلط پیدا کند که قادر به جوشکاری انواع اتصالات بوده و در جای لازم از سیم جوش استفاده نماید.
در هر حالتی، نوع فلز مورد جوشکاری باید شناخته شده باشد. میزان جریان مورد نیاز برای فلزات مختلف نشان داده شده است.
جوش MIG را به صورت خودکار نیز می توان انجام داد. در این حالت مشعل یا قطعه کار مورد جوشکاری با سرعت مشخص حرکت کرده و در صورت لزوم سیم جوش نیز بصورت خودکار به منطقه مذاب هدایت می شود.
نحوه انجام جوش MIG
پس از ایجاد قوس و شروع عملیات جوشکاری، حرکت مشغل را در کوچکترین دایره ممکن ادامه دهید و سعی کنید که در محل شروع جوشکاری یک حوضچه مذاب ایجاد نمائید. زاویه الکترودگیر با سطح کار باید بین 60 تا 80 درجه باشد البته در این حالت شیب مشعل از شیب آن در جوشکاری اکسی استیلن کمی بیشتر است و این بخاطر حفظ منطقه مذاب با گاز محافظ است.
در این جا نیز حرکت حوضچه مذاب باید بهمان طریقی باشد که در جوشکاری با اکسی استیلن (فصل هفتم) توضیح داده شد. بهرحال باید توجه داشت که حرکت مشغل از حرکت حوضچه مذاب کمتر باشد.
در صورتیکه از سیم جوش استفاده می کنید، قوس الکتریکی را متوجه لبه پشتی حوضچه کرده و سیم جوش را از لبه جلوئی وارد حوضچه نمائید و سپس قوس الکتریکی را به آرامی به طرف جلو متوجه کرده و سعی کنید که حوضچه را به ملایمت در امتداد خط جوش بحرکت در آورید.
زاویه سیم جوش با سطح کار بسیار کم و در حدود 20 درجه است رای متوقف کردن جوشکاری، الکترود را به سرعت عقب کشیده و یا با استفاده از پدال کنترل از راه دور، جریان را کم کنید.
نکته ای که یادآوری آن در این جا ضروری است این است که همیشه تا کمی پساز متوقف شدن عملیات جوشکاری جریان ورود گاز را نبندید تا جریان مزبور، تنگستن را خنک کرده و از آن محافظت نماید. در غیر این صورت تنگستن به سرعت از بین خواهد رفت.
جریان گاز علاوه بر خاصیت مذکور این حسن را دارد که حوضچه مذاب را نیز تا سرد شدن کامل، از ورود گازهای مزاحم در امان نگه می دارد.
از این جور مشعل ها می توان برای جوشکاری در وضعیت های افقی، تخت، عمودی و یا سربالا استفاده نمود. معمولاً اگر جوشکاری در وضعیت عمودی صورت بگیرد، حرکت از بالا به پائین خواهد بود.
در مجموع اگر نکات زیر را در این طریقه جوشکاری رعایت نمائید .
1- الکترود تنگستن را همیشه پاکیزه و راست نگهداری کنید.
2- الکترود را همیشه در وضعیت مناسب نگهداری کنید.برای این منظور انتهای الکترود را همیشه پاکیزه و صاف و یکنواخت نگهدارید. انتهای الکترودهائی که برای جریان متناوب بکار می روند همیشه باید حالت نیم کره داشته باشند. در مورد DCSP از الکترودی که نوک تیز است استفاده کنید.
3- مطمئن شوید که اندازه الکترود انتخابی صحیح است. اگر قطر الکترود انتخاب شده از حد مورد لزوم کوچکتر باشد، در انتهای الکترود نیمکره ای تشکیل می شود که قطر آن از قطر الکترود بزرگتر است و امکان اینکه این نیمکره مذاب به سطح کار چکه کند بسیار زیاد می باشد. در صورتی که قطر الکترود انتخابی خیلی کوچک باشد، امکان دارد که ذوب شده و به داخل کلت مشعل برگشت نموده و در آن فرو بریزد.
اگر الکترود بیش از اندازه کلفت انتخاب شده باشد، قوس الکتریکی از یک گوشه به گوشه دیگر تغییر مکان می دهد.
4- اگر الکترود داغ را بلافاصله در هوای آزاد قرار دهیم، رنگ آن بر می گردد.
5- حتی الامکان سعی کنید که طول کوتاهی از الکترود از الکتروگیر بیرون بماند حتی اگر انجام این عمل رویت منطقه مذاب را کمی دشوار کند.
6- قبل از جوشکاری از محکم بودن اتصالات گاز اطمینان حاصل کنید. سفت نبودن این اتصالات باعث می شود که هوا وارد لوله گاز شده و به منطقه مذاب راه پیدا کند و باعث کاهش کیفیت جوش گردد، ضمناً در نتیجه شل بودن اتصالات، گاز گران قیمت مورد استفاده به هدر خواهد رفت.
7- باید توجه داشت که سیم جوش فولادی مورد استفاده از نوع مس اندود نباشد زیرا در این صورت در موقع کار به اطراف ترشح کرده و به الکترود تنگستن نیز لطمه خواهد زد.
تجربه نشان داده که استفاده از مشعل هائی که با هوا خنک می شوند، برای مبتدی‌ها بهتر است. نصب این جور مشعل ها بسیار ساده است. در این حالت یا از بست های مخصوص اینکار استفاده کنید و یا کابل ها را مستقیماً به ترمینال های ماشین جوشکاری مربوط سازید.
الکترودگیرهائی که با هوا خنک می شوند در اندازه های با ظرفیت بیش از 50 آمپر در دسترس هستند.
قبل از جوشکاری باید تمام سیم جوش ها و فلزهای مورد استفاده را کاملاً تمیز کرده و بلافاصله پس از تمیز کردن، عملیات جوشکاری را آغاز نمود.
روشهای جوشکاری آلومینیوم، منیزیم، فولاد ضد زنگ و تیتانیم در فصول بعدی عرضه خواهند شد.
اصول کار جوشکاری به روش GMAW (MIG)
یکی از روش هائی که در جوشکاری با قوس الکتریکی در پناه گاز محافظ صورت می گیرد، استفاده از یک الکترود مصرف شدنی است که ضمناً وظیفه فلز پر کننده (سیم جوش) را نیز بعهده دارد.
این عمل، جوشکاری با قوس الکتریکی در پناه گاز خنثی و به کمک سیم جوش یا فلز پر کننده بوده و اختصاراً با حروف (MIG) مشخص می شود. الکترود فلزی با همان سرعتی که در نوک الکترودگیر ذوب شده و بر روی سطح کار ته نشین می شود، به داخل الکترودگیر هدایت می شود.
برای تغذیه سیم جوش به منطقه جوش، یک موتور الکتریکی با سرعت قابل کنترل، سیم جوش را از قرقره آن کشیده و به داخل الکترودگیر هدایت می کند.
معمولاً اینگونه الکترودها را به صورت کلاف یا حلقه به بازار عرضه می کنند. در این جا باید توجه داشت که الکترودگیر چند وظیفه اصلی دارد. اولاً جریان لازم برای ایجاد قوس را تامین کرده ثانیاً سیم جوش را به محل قوس هدایت می کند و بالاخره در صورتیکه سیستم با آب خنک شود جریان آب خنک را در محل های لازم جاری می سازد.
عملکرد مشعل بوسیله مکانیسم خاصی که در روی آن تعبیه شده و رله ها از آن فرمان می گیرند، کنترل می شود. این کنترل ها شامل: شدت جریان قوس، میزان عبور جریان، میزان عبور گاز محافظ و بالاخره مقدار سرعت تغذیه سیم جوش می‌باشد.
از این مکانیسم برای انواع سیستم های جوشکاری استفاده می شود که عبارتند از:
1- جوش (MIG) که خود بر دو نوع است.
A. اسپری یا نوع ذره پاشی
B. انتقال عمقی یا قطره ای
2- جوشکاری MIG با روانساز مغناطیسی.
3- جوشکاری با سیم جوشی که هسته آن حاوی ماده روانساز است.
بررسی جوشکاری با اکسی استیلن
| دسته بندی | فنی و مهندسی |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 17 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 21 |
تعریف جوشکاری
جوشکاری یکی از فرآیندهای فلز کاری است که به وسیله آن فلزات را بهم جوش می‌دهند. فلزات را تا نقطه ذوب حرارت می دهند تا قسمتهای ذوب شده بهم متصل شوند.
روشهای مختلف جوشکاری و برشکاری
معمول ترین انواع جوشکاری: جوشکاری با گاز، جوشکاری با برق، جوشکاری با برق و گاز و جوشکاری مقاومتی است. اقسام دیگر آن جوشکاری با هیدروژن اتمی، جوشکاری با ترمیت، جوشکاری سرد، جوشکاری با ماوراء صوت، جوشکاری با اشعه الکترون، جوشکاری با لیزر و جوشکاری با پلاسما است.
دو نوع معمول برش، برش با گاز و برش با برق است. در اینجا جوشکاری با استیلن را شرح می دهیم زیرا:
1. اصول جوشکاری با استیلن که شامل اصول مهم انواع دیگر جوشکاری نیز هست.
2. جوشکاری بااستیلن معمولترین جوشکاری دستی است، آهسته تر انجام می شود و تنظیم آن ساده تر از اقسام دیگر است.
جوشکاری با گاز
یکی از معمولترین اقسام جوشکاری استفاده از گاز برای تولید حرارت است. در اینجا از احتراق گاز در مجاورت اکسیژن هوا استفاده می شود. در مورد استفاده از اکسیژن می توان از اکسیژن کپسول و یا از اکسیژن هوا استفاده نمود. در این روش اکسیژن به سه طریق ممکن است با گاز ترکیب شود.
1. از هوای اطراف که:
الف. در آن درجه حرارت پایین است.
ب. کار کاملاً تمیز نیست.
ج. خود مقدار حرارت هم کم است.
2. هوا از سوراخهای مشعل وارد آن شده که:
الف. در آن درجه حرارت بالاتر است.
ب. کار تمیزتر از روش اول است.
ج. خود مقدار حرارت بیشتر است.
3. اکسیژن کپسول با فشار وارد گاز قبل از احتراق می شود که:
الف. درجه حرارت بسیار بالاتر است.
ب. خیلی تمیز است.
ج. بیشترین مقدار حرارت را پس می دهد.
شعله های جوشکاری
جوشکاری با گاز هنر اتصال فلزات مختلف بهم است و با آن سطوح مجاور را ذوب نموده و بهم می‌چسبانند.
یک شعله متمرکز خیلی شدید در نقطه ای روی فلز وارد می کنیم تا ذوب شده و حوضچه مایع درست شود. دو قسمت مایع بهم متصل شده، کنار دو قطعه بهم وصل میشود. این عمل باید طوری انجام شود که دو فلز صدمه نبینند.
شعله جوشکاری باید دارای خواص زیر باشد:
الف. درجه حرارت شعله باید باندازه کافی بالا باشد تا فلز ذوب شود.
ب. مقدار حرارتیکه تلف می شود توسط شعله تامین می گردد.
ج. شعله نباید فلز را بسوزاند (آنرا اکسیده کند).
د. شعله نباید ناخالصی هائی روی فلز رسوب دهد.
هـ. شعله نباید فلز را با دوده بپوشاند.
و. شعله نباید تولید گازهای مسموم نماید.
مقدار حرارت تولید شده با تنظیم حجم گاز مصرف شده، تعیین می شود. برای اینکه حرارت بیشتری تولید شود سوراخ سر مشعل را گشادتر و فشار گاز را بیشتر انتخاب می کنیم. در نتیجه گاز بیشتری از سوراخ خارج خواهد شد. هرچند اگر از سر مشعل بزرگتر یا کوچکتر استفاده کنیم، درجه حرارت تغییر نخواهد کرد.
باید خاطر نشان کرد که مقدار حرارت تولید شده و در نتیجه ضخامت فلزی که میخواهیم جوش دهیم به مقدار گاز سوختی در واحد زمان بستگی دارد. پس مقدار حرارت باندازه سوراخ سر مشعل بستگی خواهد داشت.
در صنعت چند نوع جوشکاری و برش کاری با گاز معمول است:
1. استیلن- اکسیژن 2. هیدروژن- اکسیژن 3. گاز طبیعی یا صنعتی- اکسیژن 4. گاز مایع- اکسیژن.
شعله اکسی استیلن
شعله ممکن است دارای اکسیژن زیاد یا کم باشد که خوب نیست و در آن صورت نسبتهای مخلوط دو گاز اکسیژن و استیلن نامناسب است. اگر اکسیژن خیلی زیاد باشد، شعله اکسید کننده و اگر استیلن زیاد مصرف شود، شعله احیا کننده خواهد شد.
شعله‌ی صحیحی را که به فلز حرارت می دهد و آنرا اکسیده یا احیاء نکند شعله خنثی می نمامند. شعله خنثی وقتی حاصل می شود که نسبت گاز استیلن و اکسیژن متناسب باشد. در شعله خنثی دو گاز با هم ترکیب شده، اکسیژن با کربن و هیدروژن گاز استیلن ممزوج و حرارت لازم تولید می شود. لازم به یادآوری است که گازهای حاصل بی ضرر هستند.
می توان به زبان شیمی چنین نوشت: استیلن+ اکسیژن= گاز کربنیک+ آب+ حرارت
دو گاز تولید شده یعنی گاز کربنیک و بخار آب سمی نیستند.
اکسیژن موجود در هوای اطراف شعله برای تکمیل احتراق مصرف می شود و این بدان معنی است که وقتی در شکاف یا گوشه ها بخواهیم جوشکاری کنیم، بطوریکه هوا نتواند به شعله برسد، اکسیژن بیشتری از کپسول را باید بشعله برسانیم. اگر نسبت مخلوط دو گاز مناسب نباشد فرم ظاهری شعله این اشکال را روشن خواهد کرد. آخر سر نیز، شعله خنثی را از وضع فلز ذوب شده می توان امتحان کرد.
مواد زائد از دو راه وارد شعله جوشکاری می شوند:
الف. ممکن است گازها مواد اضافی داشته باشند.
ب. دستگاه تمیز نباشد.
گاز باید همیشه از کیفیت خوبی برخوردار باشد. خلوص گاز را کارخانه سازنده مشخص کرده و باید در نظر داشت که گرمای شعله استیلن- اکسیژن خنثی به 5600 درجه فارنهایت می رسد. اگر اکسیژن زیادتر باشد درجه حرارت به کمی بالاتر هم ممکن است برسد.
دستگاه جوشکاری اکسی استیلن
قبل از بحث در طرز کار جوشکاری، بهتر است اطلاعاتی درباره دستگاههای جوشکاری پیدا کنیم تا امکانات و حدود کار این دستگاه‌ها مشخص شود.
در اصل، دستگاه جوشکاری اکسی استیلن شامل وسایل زیر است:
یکی منبع تامین دو گاز اکسیژن و استیلن و دستگاهی که در آن، دو گاز بدون خطر با هم مخلوط شده و به مشعل می رسند. در آنجا گازهای مزبور مشتعل شده و درجه حرارت زیادی ایجاد می شود. در اینجا دستگاهی را که بیشتر بکار می رود توضیح می‌دهیم:
الف. کپسولهای گاز: یکی کپسول اکسیژن و دیگری کپسول استیلن.
ب. تنظیم های فشار و فشارسنج ها: تنظیم فشار اکسیژن و تنظیم فشار استیلن.
ج. لوله اکسیژن و لوله استیلن.
د. مشعل جوشکاری.
معمولاً دو نوع مشعل جوشکاری استیلن و اکسیژن به کار می رود:
1. مشعل از نوع فشار مساوی 2. مشعل از نوع تزریقی در نوع اول همانطور که از اسم آن پیداست گازهای اکسیژن و استیلن هر دو فشاری مساوی یا تقریباً نزدیک بهم دارند. این نوع مشعل ها خیلی بیشتر بکار می روند. در مشعل نوع تزریقی، فشار گاز استیلن نسبتاً کم و فشار اکسیژن خیلی بالاتر است.
سوار کردن دستگاه جوشکاری اکسی استیلن
در صورت استفاده صحیح از دستگاه جوشکاری، خطر عمده ای پیش نمی آید و نتیجه جوشکاری خوب و عمر دستگاه تا اندازه ای زیاد می شود.
کپسول های اکسیژن و استیلن معمولاً در تملک شرکتهای فروشنده گاز است. تا مدت معینی از کپسولها اجاره نمی گیرند ولی پس از آن اجاره جزئی دریافت می‌کنند. بقیه قسمتهای دستگاه متعلق به جوشکار است.
چون فشار گاز اکسیژن در کپسول زیاد است و قابلیت اشتعال استیلن زیاد می‌باشد، لازم است در جابجا کردن کپسولها دقت زیاد معمول شود. در موقع جوشکاری همیشه عینک مناسب به چشم بزنید.
نحوه عملیاتی که در شروع و خاتمه کار با دستگاه باید اعمال شود، تقریباً یکسان است. رعایت دستورهای حفاظتی همیشه باید مورد توجه قرار گیرد.
قبل از استفاده از دستگاه باید مطمئن شویم که دستگاه بطور صحیح نصب شده زیرا این مطلب خیلی مهم است. ببینید کپسولهای گاز در شرایط مناسب قرار دارند؟ این کپسولها باید بطور محکم در محلی ثابت باشند بطوریکه امکان افتادن و برگشتن آنها وجود نداشته باشد.
اگر دستگاه قابل انتقال است بایستی کپسولها را با نوار فولادی یا زنجیر بطور محکم بوسیله نقلیه متصل کنید و وسیله نقلیه طوری باشد که امکان وارونه شدن کپسولها بهیچ وجه موجود نباشد.
در محل های ثابت کپسولها را بدیوار محکم ببندید یا در کف محل کار، ستونهائی نصب کرده کپسولها را بوسیله تسمه یا زنجیرهای فولادی بآنها متصل کنید. محکم کردن کپسولها باید طوری باشد که تعویض آنها بطور سریع صورت گیرد.
قبل از اینکه دستگاه تنظیم فشار را روی مخزن وصل کنیم، با کمی باز کردن شیر کپسول، سرپوش روی کپسول بیرون می رود. باید بگذاریم کمی گاز با فشار زیاد خارج شود تا ذرات زائد را بیرون براند. سطوح مهر و موم و زانو و پیچها را بررسی کنید. از اجزا و قسمتهای خراب استفاده نکنید. سپس فشار سنج ها را روی کپسول ببندید. فقط از آچارهائی استفاده کنید که انتهای آنها ثابت و دارای گیره های وسیع بوده و برای این منظور ساخته شده اند. مطمئن شوید که مهره تنظیم فشار درست با شیر کپسول متناسب است. شیر کپسول سوخت، معمولاً پیچ های چپ گرد دارد، در صورتی که شیر کپسول اکسیژن دارای پیچ های راست گرد است. قطر پیچ شیر دو کپسول با هم اختلاف دارند بدین دلیل که نتوانیم تنظیم فشار را عوضی ببندیم و باین ترتیب گازها مخلوط نگردیده و احتیاط حفاظتی رعایت شود. معمولاً انواع مختلفی از وسائل تنظیم فشار و کپسول بکار می رود.
لوله هائی که از تنظیم فشار به مشعل وصل شده اند باید محکم بآنها مربوط شده باشند. اتصال آنها باید طوری صورت گیرد که وقتی مشعل را در محل جوشکاری بدست می گیریم روی لوله تاب نیفتد. وقتی مشعل را در دست می گیریم در محل جوشکاری نباید وضع طوری باشد که بدست ما فشار وارد شود یا لازم باشد مشعل را بچرخانیم تا در جای خود قرار گیرد. قبل از اینکه لوله را به مشعل وصل کنیم و در حالتیکه تنظیم فشار وصل شده باشد، شیرهای کپسول ها را باز می کنیم. شیرهای تنظیم فشار را به ملایمت باز و بسته می کنیم، ابتدا تنظیم فشار گاز استیلن و بعداً تنظیم فشار گاز اکسیژن را باز و بسته کرده تا گاز از لوله خارج شود. با این عمل لوله‌ها تمیز می شوند، در جایی که از لوله فشار استفاده می شود، در بستن پیچها از خمیر مخصوص (منجمله مخلوط گلیسیرین و سرنج) استفاده کنید.
پس از پاک کردن لوله ها، مشعل را بآن وصل می کنیم. در نظر داشته باشید، در مورد دستگاه جوشکاری اکسی استیلن، مهره‌های لوله استیلن پیچ چپ گرد و مهره‌های لوله اکسیژن پیچ راست گرد دارند. فقط از آچار با دهانه باز و مناسب استفاده کنید. پس از سوار شدن دستگاه جوشکاری، امتحان کنید که از نقطه‌ای گاز خارج نشود. امتحان نشت گاز یکی از کارهای اساسی است. هر دستگاهی را که بخواهیم مجدداً سوار کنیم بایستی از این لحاظ امتحان کنیم. همینطور اگر قسمتی از دستگاه را بخواهیم تعویض کنیم باید این عمل را انجام دهیم.
امتحان نشت گاز بدین ترتیب توصیه می شود که مقداری آب صابون در نقطه مورد نظر میمالیم از روغن و شعله بهیچ وجه نباید استفاده کنیم. پیچ تنظیم را کاملاً گشوده، شیر کپسول را باز کنید، فشار سنج تنظیم باید 5 تا 15 پاوند نشان دهد. این عمل را با باز کردن پیچ تنظیم (که در جهت گردش عقربه ساعت می‌چرخانید) انجام دهید. بعد آب صابون به محل اتصال بمالید. اگر گاز نشت شود در آنجا حباب تولید خواهد شد.
در صورتیکه برای اولین بار از دستگاه جوشکاری استفاده می کنید، به ترتیب زیر عمل کنید:
1. باید یاد بگیرید چگونه محل کار را آماده کنید.
2. روش مخصوص روشن کردن مشعل را یاد بگیرید.
3. تنظیم خروج گاز برای شعله مناسب را یاد بگیرید.
4. یاد بگیرید چگونه دستگاه را خاموش کنید.
جدول 7-6 اندازه قطر سیم جوش و نوک مشعل را نسبت به ضخامت فلز مورد نظر نشان می‌دهد. این اندازه‌ها تقریبی و نتایج آنها عالی است. ضخامت فلزی که میخواهیم جوشکاری کنیم حائز اهمیت است. در جوشکاری قطعات کوچک از سیم جوش و مشعل بانوک کوچکتر استفاده کنید. اگر قطعات بزرگتر باشند از سیم جوش و مشعل با نوک بزرگتر استفاده شود.
بررسی تولید آهن به روش اسفنجی
| دسته بندی | مواد و متالوژی |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 26 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 47 |
مقدمه
از بین روشهای صنعتی احیای مستقیم کانه های آهن که از گاز طبیعی استفاده می کنند ، تولید اهن اسفنجی به روش میدرکس توسعه چشم گیری داشته است . باردهی مداوم آهن اسفنجی به صورت سرد یکی از روش میدرکس می باشد . واحدهای متعددی به این روش در دهه اخیر در کشورهای مختلف تاسیس و شروع به کار کرده اند .
ابداع روش میدرکس به وسیله D .Beggs w .t .marton و تحقیقات لازم برای توسعه آن از سال 1965 میلادی درشرکت میدلند- روس انجام گرفت . در سال 1976 میلادی یک واحد احیای مستقیم آزمایشی با تولیدی برابر 5/1 تن آهن اسفنجی در ساعت در توله دو واقع در اوهیو و سپس واحد دیگری به ظرفیت سالیانه 150هزار تن در پرتلند ، آمریکا تاسیس شد که در سال 1969 میلادی شروع به تولید کرد . متعاقباً ، واحدهای دیگری در چرجتاون آمریکا و در کارخانه فولادسازی هامبورگ، تاسیس شدند که در سال 1971 میلادی راه افتادند . واحد بعدی سیدبک رد کانادا بود که در سال 1973 میلادی راه اندازی شد . در ژانویه 1974 میلادی ، اجازه ساخت کارخانه های تولید آهن اسفنجی به روش میدرکس به گروهفولاد کورف واگذار شد.
در کشورهای پیشرفته صنعتی مانند آمریکا و آلمان فدرال، کانادا ، اتحاد جماهیر شوروی و نیز کشورهایی که دارای منابع غنی گاز طبیعی هستند ، در دهه گذشته از تولید آهن اسفنجی به روش میدرکس استقبال کرده اند .
مضافاً به اینکه ابعاد و ظرفیت تولید آهن اسفنجی کوره های احیا در واحدهای میدرکس گسترش چشمگیری یافته است و مثلاً قطر کوره احیا در مدول 200 ، 6/3 متر ، قطر کوره احیا در مدول 400 ، 88/4 متر ، ظرفیت روزانه نسل اول آن مدول 1000 و ظرفیت روزانه نسل دوم آن 1250 تنبودهاست اما قطر کوره احیا در مدول 400 به 5/5 متر و ظرفیت روزانه آن به حدود 1700 تن اهن اسفنجی افزایش یافته است . به عقیده سازندگان واحدهای میدرکس گسترش ظرفیت کوره های احیا به دلایل اقتصادی ممکن می باشد . گرچه در این زمین دلایل کافی در دست نیست ولی این امر طبیعی به نظرمی رشد .
در اغلب روشهای صنعتی تولید آهن اسفنجی به روش میدرکس ، گاز طبیعی به عنوان عامل احیا کننده و گرما زا مصرف می شود . یک واحد میدرکس از دو قسمت اصلی تشکیل می شود :
قسمت اول ، تجهیزات لازم برای تبدیل گاز طبیعی به گاز احیا کننده .
قسمت دوم ،تجهیزات لازم برای احیای کسیدهای آهن توسط گاز احیا کننده .
تولید آهن اسفنجی گاز احیا کننده به روش میدرکس مداوم است . درزیر باختصار تجهیزات واحدهای میدرکس تشریح می شود .
ذکر این نکته ضروری است که چون تجهیزات واحدهای مختلف و نیز ویژگی احیا به این روش در دهه گذشته تغییرات زیادی داشته لذا خصوصیات ارائه شده در زیر مربوط به واحدهایی است که ویژگی آنها در منابع منتشر شده و برای کلیه واحدهای میدرکس عمومیت ندارد .
تجهیزات انتقال بار به کوره احیا و تخلیه آهن اسفنجی از کوره به روش میدرکس
در سیستم میدرکس ، بار گندله یا سنگ آهن خرد شده پیش از ورود به سیلوهای روزانه سرند می شوند. دانه بندی بار برای کوره از این قرار است :
بار درشتر از 50 میلیمتر
بار بیشتر از 6تا50 میلیمتر
بار بین 3 تا 6 نیلیمتر
و بار زیر 3 میلیمتر
بار با دانه بندی 6 تا 50 میلیمتر و 3 تا 6 میلیمتر به نسبت معینی در کوره احیا تغذیه می شود . برای دانه بندی گندله و یا سنگ آهن خرده شده و به روش میدرکس تجهیزاتی پیش بینی شده است . همچنین آهن اسفنجی تولید شده در کوره احیا پیش از ورود به سیلوها و مصرف مستقیم سرند می شوند و نرمه آن در برخی از واحدها به خشته تبدیل شده و در برخی مستقیماً در کوره های قوس الکتریکی به مصرف می رسد . طرح برخی از تجهیزات انتقال گندله و سنگ آهن خرد شده به کوره و نیز آهن اسفنجی به صورت گندله و یا کلوخه در می آید .
در یک میدرکس بار به وسیله نوار نقاله از سیلوهای روزانه به مخزن تغذیه قیف مانندی که در بالای کوره قرار گفته ،تخلیه میگردد . این مخزن در واحدهای میدرکس مستقر در مجتمع فولاد اهواز 75 متر مکعب گنجایش دارد . هنگامی که نوار نقاله کار نمی کند ، گندله این مخزن به عنوان ذخیره مورد استفاده قرار می گیرند .ضمناً گندله می تواند توسط یک اسکیپ بالا برنده (به جای نوار نقاله ) در این مخزن تخلیه گردد .
سطح مواد در مخزن بالای کوره از طریق میله ای رادیو اکتیو تعیین می گردد. این میله از طرفی با سطح بار و از طرف دیگر با سیستم کنترل در تماس می باشد و سطح بار به طور اتوماتیک اندازه گیری می گردد . در صورتی که گندله در این مخزن در چهار سطح زیر باشد . سیستم کنترل علائم هشدار دهنده ذیل را مخابره می کند :
1-بالاترین سطح بار: اخطار داده می شود
2-پر : دستور توقف نوار نقاله تغذیه کننده بار به مخزن صادر
می گردد.
3-خالی : دستور کارنوار نقاله تغذیه کننده باربه مخزن صادر میشود .
4-پایین ترین سطح: تخلیه کوره متوقف و اخطار لازم داده می شود .
مخزن بالای کوره توسط لوله نسبتاً طویلی به قسمت توزیع کننده بار (آپولو) ارتباط دارد. چون مخزن تغذیه بار در بالای موره روباز است ، لذا برای جلوگیری از داخل کوره جریان دارد و فشارآن به طور اتوماتیک کنترل می گردد . به این وسیله از نشت گاز احیا کننده کوره به خارج جلوگیری به عمل می آید . گاز خنثی نیز به علت طویل بودن لوله های رابط بین مخزن تغذیه بار و 12 لوله توزیع کننده بار در کوره به خارج کوره نفوذ نمی کند . مضافاً به اینکه زیر مخزن تجهیزاتی برای آب بندی گاز پیش بینی شده است که از این قرار می باشند :
1- دریچه کشوئی هیدرولیکی که در هنگام خالی شدن مخزن به طور اتوماتیک بسته می شود و از خروج گاز به خارج جلوگیری به عمل می آورد .
2- فلانچها که برای جلوگیری از خروج گاز نصب شده و در مواقع اضطراری آنها به وسیله بازوی هیدرولیکی از هم باز و یک صفحه به وسیله دست بین آنها قرار داده می شود .
3- یک کمپنزاتور که برای تعدیل انبساط حرارتی کوره پیش بینی شده است .
توزیع یکنواخت گدله در کوره احیا برای جریان یکنواخت گاز احیا کننده در بین گندله ها از اهمیت خاصی برخوردار است . با احیای بار گندلهدر کوره ، درجه فلزی آن بالا می رود ، درجه فلزی آهن اسفنجی تولید شده در کورههای میدرکس حدود 92 در صد و اکسید آهن احیا نشده در آهن اسفنجی به صورت وسیت می باشد .
در شروع راه اندازی کوره احیا ، بار به میزان کافی احیا نمی گردد . لذا درجه فلزی آهن اسفنجی تولید شده کافی نیست به این علت بار مجدداً به کوره برگشت داده می شود . مسیر جریان بار برگشتی به کوره نیز می شود .
گندله های آهن اسفنجی سرد پس از خروج از کوره سرند می گردند . میزان نرمه آهن اسفنجی زیر 5 میلیمتر در روند احیا به روش میدرکس حدود 2/0 در صد است . نرمه می تواند مستقیماً یا پس از خشته شدن در واحد فولاد سازی مصرف می گردد . آهن اسفنجی درشتر از 50 میلیمتر خرد و همراه سایر گندله ها به مخزن ذخیره حمل ودر آنجا انبار می شوند . طرح تجهیزات دانه بندی گندله های آهن اسفنجی داده شده است . همچنین سیلوهای ذخیره آهن اسفنجی دیده می شود . در این مخازن برای جلوگیری از اکسایش گندله ها ، گازی خنثی جاری است .
تجهیزات کوره احیا به روش میدرکس
واحدهای صنعتی احیای مستقیم که به روش میدرکس آهن اسفنجی تولید می کنند در دهه گذشته به سرعت تکامل یافته اند . در این بخش کوشش می شود باختصار تجهیزات کوره های تولید آهن اسفنجی به روش میدرکس که مشابه آنها در مجتمع فولاد اهواز مستقر هستند و یا در مبارکه مستقر خواهند شد بررسی شود .
کوره احیا به روش میدرکس
کوره احیا در روش میدرکس از یک قسمت فوقانی و یک قسمت تحتانی تشکیل شده است . قسمت فوقانی کوره که منطقه اصلی احیا می باشد، استوانه ای به قطر 8/4 تا 5 متر و ارتفاع 9 متر است که حجم مفید آن حدود 220 متر مکعب می باشد ، اما کل ارتفاع کوره 12 تا 14 متر می باشد .
بار به صورت سنگ آهن خزد شده یا گندله سنگ آهن از بالای کوره به طرف پایین جریان داشته و در مدتی حدود 5/6 ساعت در منطقه احیا به وسیله گاز احیا کننده به اهن اسفنجی تبدیل می شود . گاز احیا کننده از بالای کلوخه شکنهای فوقانی ازطرق لوله کمربندی وارد کوره شده ودرخلاف جهت نزول بار ، جریان می یابد . گاز کم کم سرد و پس از حذف رطوبت گندله ، آن را احیا و خود تا اندازه ای اکسید می شود . طرح لوله کمربندی برای توزیع گاز احیا کننده در کوره آمده است .
درجه حرارت و فشار در کوره احیا
احیای اکسیدهای آهن به روش میدرکس به طور کلی بر اساس واکنش زیر انجام می شود :
1- Fe2o3 +3h2 = 2fe+3H2O
2- Fe2o3+3co=2fe+3vo2
جداره داخلی کوره توسط نسوزهای مقاوم در برابر سایش و مواد عایق پوشانده شده است تا از تلفات حرارتی کوره تا اندازه ای کاسته شود، مع هذا دمای دیواره خارجی کوره حدود 100 درجه سانتیگراد می باشد . تغییر دمادر طول کوره احیا به صورت شماتیک نشان داده شده است.ملاحظه می گردد که درجه حرارت در قسمت عمده طول کوره تا اندازه ای ثابت می باشد .
دمای احیا در کوره میدرکس به وسیله حرارت گاز احیا کننده تنظیم می گردد .درجه حرارت از طریق دما سنج هایی که در سه ناحیه کوره مستقر هستند ، اندازه گیری ودمای کوره به طور خودکار تنظیم می گردد که حدود 760 درجه سانتیگراد می باشد . فقط در قسمت بالای کوره یعنی جایی که گندله های سرد وارد کوره می شوند ،درجه حرارت به شدت کاهش می یابد به طوری که دمای گاز خروجی از کوره حدود 450 درجه سانتیگراد است .
فشار گاز در داخل کوره در حین تولید بالاتر از فشار محیط و بالغ بر 8/1 بار است . برای جلوگیری از مخلوط شدن گاز سرد کننده آهن اسفنجی و گاز احیا کننده ،فشار گاز سرد کننده در محل خروج توسط یک سیستم کنترل و برابر فشار گاز احیا کننده ورودی به کوره می گردد .
توزیع گاز سرد کننده آهن اسفنجی در کوره احیا
درجه تخلخل آهن اسفنجی زیاد است لذا امکان اکسایش مجدد آهن اسفنجی گرم ، در هوا وجود دارد . به این علت آهن اسفنجی در قسمت تحتانی کوره توسط گاز سرد کننده ای خنک می گردد تا از فعالیت آن کاسته شود . در این قسمت امکان تولید دوده و تشکیل سمانتیت در سطح آهن اسفنجی وجود دارد :
3- 3fe +co+H2=Fe3c +H2o
برای تولید آهن اسفنجی با کربن پایین باید گاز احیا کننده فاقد متان بوده و ترکیب آن مناسب باشد . قسمت تحتانی کوره در واحد میدرکس به شکل مخروطی ناقص ساخته شده است . در این قسمت آهن اسفنجی به وسیله گاز سرد کننده ای که در مداری بسته جریان دارد ، خنک شده و با دمایی حدود 30 تا 50 درجه سانتیگراد از کوره خارج می گردد .
توزیع کننده گاز سرد در کوره از یک سری لوله هایی با قطرهای متفاوت که درون یکدیگر قرار گرفته اند ، تشکیل شده است .
برای سرد شدن یکنواخت گندله ها ، فشار گاز سرد کننده به نحوی تنظیم می گردد که گندله هلای میان کوره به طرف دیواره کوره هدایت گردند تا فرصت کافی برای خنک شدن داشته باشند .
گاز سرد کننده که توسط آهن اسفنجی تا حدود 400 درجه سانتیگراد سرد می شود پس از خروج از کوره با آب شسته می شود تا دمای آن به حدود 40 درجه سانتیگراد برسد . سپس مجدداً توسط کمپرسوری متراکم می گردد و به توزیع کننده گاز برگردانده می شود . توضیح اینکه زمان مکث آهن اسفنجی در قسمت سرد کننده کوره حدود 5 ساعت می باشد .
خوشه شکنهای کوره احیا
به علت تماس و فشار مکانیکی گندله های آهن اسفنجی به یکدیگر در درون کوره احیا چسبیدن آنها به یکدیگر و تشکیل خوشه های آهن اسفنجی ممکن می باشد. لذا برای خرد کردن خوشه های آهن اسفنجی احتمالاً تشکیل شده و نیز تنظیم یکنواخت جریان بار در کوره ، در قسمت تحتانی کوره در سه محل بترتیب زیر هفت خوشه شکن نصب شده است :
1- سه خوشه شکن فوقانی
2- سه خوشه شکن وسطی
3- یک خوشه شکن پائینی
کلوخه شکنهای بالایی به علت درجه حرارت زیاد در کوره توسط آب سرد می گردند در صورتی که خوشه شکنهای وسطی و پائینی نیازی به سرد شدن ندارند . مکانیسم حرکت خوشه شکنها هیدرولیکی و زاوایه چرخش آنها به طور دوراه ای 5/22 درجه به راست و 5/22 درجه به چپ می باشد .
برای اینکه خوشه شکنها بیش از حد لازم آهن اسفنجی را خرد نکنند و سایش آنها و گندله ها حداقل باشد ، سرعت چرخش آنها با سرعت جریان مواد در کوره هماهنگ می گردد . کلوخه شکنها نه تنها خوشه های آهن اسفنجی را خرد می کنند بلکه سرعت جریان بار در کوره را تنظیم می کنند.
پاروی تخلیه آهن اسفنجی در کوره میدرکس
سرعت تخلیه آهن اسفنجی از کوره توسط پارویی که در پائین ترین قسمت کوره احیا نصب شده است و حرکت چرخشی رفت و برگشتی دارد، تنظیم می گردد .هرچه سرعت حرکت پارو بیشتر باشد ،سرعت تخلیه مواد از کوره سریعتر خواهد بود . سرعت حرکت پارو با چرخش خوشه شکنهای وسطی و پائینی هماهنگی می باشد .
تولید گاز احیا کننده به روش میدرکس
اکسایش جزیی گاز طبیعی در روش میدرکس برای تولید گاز احیا کننده با قسمتی از گاز خروجی کوره احیا به طور مداوم به صورت رکوپراتیو در راکتور تولید گاز (رفورمر) انجام می شود . به این وسیله گاز طبیعی که قسمت عمده آن متان است با عوامل اکسید کننده گاز خروجی کوره احیا که از هیدروژن اکسید کربن ، بخار آب ،گاز کربنیک و متان تشکیل شده به صورت جزیی اکسید شده و به طور عمده به هیدروژن و اکسید کربن تبدیل می شود .
واکنش کلی اکسایش جزیی متان چنین است :
4- CH4+H2O =3H2+CO
5- CH4+CO2=2H2 +2CO
بدیهی است ترکیب گاز تولید شده بستگی به دما ، فشار، نسبت عوامل اکسید کننده و نیز بازده واکنشها دارد . چون برای اکسایش جزیی گاز طبیعی به بهره مناسب به دمای بالا نیاز است ، لذا مقداری حرارت به طور دائم به راکتور تولید گاز احیا کننده داده می شود .
ساختمان راکتور تولید گاز احیا کننده به روش میدرکس
راکتور تولید احیا کننده به روش میدرکس به شکل مکعب مستطیل طراحی شده است . طول آن حدود 40 متر ، عرض آن 10 متر و ارتفاع آن 8 متر می باشد . دیواره این راکتور با آجرهای مخصوص عایق بندی شده است ، مع هذا دمای بدنه خارجی آن حدود 100 درجه سانتیگراد می باشد .
در این راکتور 288 لوله فولادی در چهار ردیف 72 تایی قرار دارد که درون آنها با سفال و کاتالیزور پر شده است . این لوله ها به طور عمودی و به فواصل معین در راکتور قرار دارند ظرفیت راکتورهای تولید گاز احیا کننده به تعداد ، ابعاد و ویژگی کاتالیزورها درون آن بستگی دارد .
چون تولید گاز احیای کننده از مخلوط گاز طبیعی وگاز خروجی کوره احیا ،گرما گیر و دمای 750مناسب درجه سانتیگراد می باشد .لذا باید به طور مداوم حرارت به راکتور داده شود . به این منظور راکتور تولید گاز احیای کننده توسط مشعلهایی گرم می شود به راکتور گاز در راکتور به حدود 900 درجه سانتیگراد رسانده می شود . مجموعاً 120 مشعل اصلی در ردیف 5 در کف راکتور بین لوله ها و مجموعاً 48 مشعل کمکی در سه ردیف و در بین مشعلهای اصلی قرار گرفته اند . مشعلهای کمکی برای تنظیم دمای راکتور در نظر گرفته شده اند .