تبلیغات
سیمرغ سعادت(بانک اطلاعاتی در مورد گزارش کار،تحقیق،آموزشی،مقاله،پروژه،پایان نامه،و...) - مطالب ابر روش های ذوب فلزات و آلیاژها




ghoirve

joyaye kar >joyaye_kar

joyaye_kar
جمعه 19 تیر 1388

کوره قوس الکتریک ( بخش 10 )

   نوشته شده توسط: ادریس    نوع مطلب :کوره قوس الکتریک ،

Bookmark and Share

خلاصه  اختراع :

برای ایجاد پوشش مناسب در برابر اکسیداسیون وسایش سطحی برای الکترودها ،یک پوشش نیترید تیتانیم بوسیله اسپری کردن فاز مذاب به سطح الکترود با دمش گاز نیتروژن، امکان پذیر است .این پوشش یکدست ویکنواخت ورسانااست ومقاومت به سایش خوبی دارد .این پوشش اولیه با پاشش مذاب تیتانیم (بصورت الکترود سیمی مصرف شوند)همراه با گاز نیتروژن باعث ایجاد واکنش وتولید نیتریدورسوب آن بروی سطح می شود.

در طی این فرآیند می توان همزمان با الکترود تیتانیمی ازالکترودهای دیگر مانند آلیاژ هایی که می توانند باعث ایجا دلایه اکسیدی مقاوم شوندنیزاستفاده کرد ونتایج مشابهی مانند پوشش دولایه بدست آورد .این فرآیند پوشش بسیار مناسب عمل کرده وباعث کاهش هزینه الکترود و....می شود.

 

تشریح جزئیات کار :

(کلیاتی درمورد نحوه استفاده از الکترودها وروش ذوب فولاد بوسیله الکترود بیان شده )اندازه الکترودها از قطر 1اینچ تا 35اینچ وطول 24اینچ تا 7فوت متغییر است .

 

علت استفاده از گرافیت:

دمای ذوب بالا ورسانایی الکتریکی واستحکام مکانیکی مناسب ومقاومت مناسب به شوک حرارتی می باشد.

مقدار مصرف الکترودها به کارایی وکیفیت سیستم ذوب بستگی داردولی به طور کل، 7تا 15پوند  درهر تن فولاد است .مصرف الکترودهم در نوک آن(محل ایجادقوس )وهم درجداره آن رخ می دهد ولی تنها12درصد  از مصرف الکترود به این قسمت از الکترود مربوط می شود وچیزی بیشتر از 75درصد ازمصرف الکترود براثر اکسید شدن گرافیت در جداره الکترودها است که دردمای بالای کوره رخ می دهد وحدود 18درصد از مصرف الکترود می بود به شکستن الکترود براثر سر خوردن از محل اتصال به روی کوره یا خرد شدن آن درحین ذوب (قوس )است .از 15پوند مصرف الکترود در تن فولاد ،7 پوند آن مربوط به اکسید شدن سطح جداره است تمام پوشش های ایجاد شده برای الکترود ها فقط برای کاهش همین مقدار مصرف الکترود که براثر اکسیداسیون ایجاد می شود می باشد.

تیتانیم پوشش شده روی گرافیت در ابتدا کاربید تشکیل می دهد ودردمای کاری الکترود براثر حرارت با اکسید ترکیب شده واکسید تیتانیم یکنواخت همراه با ترکیبات نیتریدی تیتانیم پوشش شیشه ای محافظ ایجاد می کند .دراین تحقیق بهترین فرآیند ومقرون به صرفه ترین حالت ایجاد پوشش بررسی شده است .بعداز بررسی انواع روشها روش پاشش ذوب با قوس الکتریک انتخاب شدو فاکتور های موثر بر آن بررسی شد .این کار توسط پیسوله پاشش انجام می شود.

درپیسوله پاشش دوسیم تیتانیم همزمان ازدوجهت وارد محل قوس شده وبا ایجاد جریان الکتریکی ،قوس ایجاد شده بین الکترود باعث ذوب آنها شده وسپس گازنیتروژن بافشار ،از پشت محل قوس وارد شده ومحصولات قوس (مذاب)رابه سمت جلو پاشش می کند .این فشارگاز باعث ایجاد قطرات ریز از مذاب می شود دراین حین واکنش بین تیتانیم مذاب وگاز نیتروژن نیز انجام می پذیرد .

می توان باحرکات نوسانی پیسوله یک پوشش یکنواخت به تمام قسمت های الکترود نشاند.

باروش های مختلفی می توان الکترود های تیتانیم را از قرقره به محل قوس هدایت کرد سیستم ها با سرعت 115اینچ بردقیقه واردپیسولهشده و ولتاژ33وآمپر 160برای ایجاد قوس بکار برده می شود  فشار نیتروژن و...93مناسب است .فاصله پیسوله از سطح 7اینچ وسرعت حرکت دادن افقی پیسوله 31اینچ بردقیقه است .دراین شرایط ضخامت پوشش به ......اینچ می رسدوبرای ایجاد ضخامت مناسب 5بار متوالی باید پوشش تکرار شود .فاصله پیسوله از سطح باید در حدی باشد که سطح رازیاد گرم نکند (7اینچ مناسب است )

فشار گاز می تواند از 10تا 120psiباشد در آزمایش انجام گرفته فشار بین 60تا 90وpsiدرنظر گرفته شد جریان برق نیز از 50تا 300 آمپر مناسب است ودر نمونه ها ی تحت آزمایش این تحقیق 10تا250آمپر درنظر گرفته شد.

زیر 100آمپر قوس پایداری ایجادنمی شود.وبالاتر از 250آمپر ترکیب نیترید تیتانیم بصورت کامل ایجاد نمی شود.با استفاده از سیم ها ی نازک تر ومحفظه های کمک کننده می توان فشار کمتر برای پاشش وسطوح جریان متغییری را برای فرآیند بکاربرد .

تعدادی از الکترودهای پوشش داده شده را در سیکل کاری همراه با الکترودهای پوشش نداده قرار دادیم تانتایج حاصل از پوشش را بدست آوریم .با ذوب کردن 8/69تن فولاد مقدار مصرف الکترود پوشش داده نشده 903پوند بود یعنی 94/12پوند به ازاءهر تن فولاد مصرف شد .

سپس 6نمونه از الکترود های پوشش داده شده بکار گرفته شد و661/151تن فولاد، تهیه شد ومصرف الکترود 1168پوند بود یعنی 7/7پوند به ازاءهرتن فولاد ذوب شده این نتیجه نشان می دهد که 61درصد از مصرف فولاد کاسته شده است .طبق نتایج ،استفاده از نیتروژن خالص بعنوان گاز دمنده باعث ایجاد نیترید تیانیم می شودولی دراین حال اکسید تیتانیم ایجاد نمی شود این فرآیند بسیار ساده بود وهزینه تمام شده پائینی دارد چون از محفظه های کنترل کننده جوصرف نظر می شود ومی توان اکترود را پس از پوشش بلافاصله مورد استفاده قرار داد ونیاز به عملیات دیگری پس از پوشش دادن ندارد.با استفاده از این پوشش ،الکترود هامقاومت خیلی خوبی در برابر اکسیدشده از خودنشان می دهندو همچنین مقاومت سایشی (خراش )خوبی نیز دارد .این مورد درمحل اتصال الکترود به حلقه های اتصال با رالکتریکی اهمیت پیدا می کند.

اگر از گاز نیتروژن همراه هوا استفاده شود اکسید تیتانیم ایجاد شده مقاومت سازش خوبی بوجود خواهد آورد وچسبندگی مناسبی را به سطح گرافیت دارد همچنین این پوشش مقاومت خوبی در برابر اکسید شدن دارد .دراین تحقیق از مواد دیگری نیز بعنوان پوشش دهنده همراه با فلز تیتانیم استفاده شد تا اثر متقابل آنها بررسی شود مانند آلومینیوم که اکسید یکنواخت ومقاومی ایجاد می کند می توان فلز دوم را بجای یکی از دو سیم تیتانیمی در پیسوله استفاده کرد.

می توان برای ایجاد پوشش آلیاژی روی سطح بجای استفاده از سیم های آلیاژ شده از سیم ها ی مختلف طبق آلیاژ موردنظر استفاده کرد وآلیاژسازی پوشش را درلحظه اسپری کردن ایجاد کرد که مقرون به صرفه تر است تنها مشکل دراین کار پیچیده بودن فرآیند وفنون انجام آن می باشد ،چون مثلا نیاز به یک سرعت کنترل شده متفاوت دردو نوع سیم می باشد تا بتوان آلیاژ مورد نظررا بدست آورد.

درتحقیق انجام شده TixNوTi-AL-Si(آلیاژ دوتایی )بکار گرفته شد .

در پوشش TixNازدوسیم تیتانیمی همراه فشار گاز N2استفاده شد وپوشش AL-Ti-Si/N2(سیستم دوتایی )با استفاده همزمان سیم تیتانیمی وسیم آلیاژی....(قطب مثبت +)همراه فشار گاز ...انجام شد ودرواقع آلیاژ ....درحین پاشش مذاب تولید می شود.

همچنین کشف شدکه برای ایجاد پوشش دوتایی بالا بهتر است قطب منفی به Tiمتصل شود وسیم AL-SIقطب مثبت باشد وسیم Tiباید سریع تر از AL-Siبه پیسوله پاشش وارد شود اگراین مسائل رعایت شود دراین صورت چسبندگی این فاز به زیر لایه گرافیتی همانند پوشش TixNمناسب خواهد بود وحفاظت خوبی را خواهد انجام داد .

می توان از دوسیم آلیاژTiALSiنیز برای پوشش فوق استفاده کرد .

آزمایش اکسیداسیون نمونه ها درون کوره القایی ودمای 1300درجه به مدت یک ساعت انجام شد . آزمایش سیکلی سردوگرم شدن نیز برای بررسی مقاومت پوشش در همین شرایط انجام شد .

افزایش مقاومت الکتریکی نمونه های پوشش شده بعداز پوشش دادن زیاد تفاوت نمی کند .

پوشش AL-TI.با SI%5اکسیداسیون را به حداقل می رساندوبرای جلوگیری از اکسیداسیون بهترین ترکیب است ولی خواص مکانیکی این ترکیب مناسب نیست مثلا چسبندگی ،مقاومت سایشی ،مقاومت به ضربه ودرهمه موارد خواص آن کمتر از پوشش TixNمی باشد .

آزمایشات مختلف نیز با استفاده از هوا به عنوان اسپری کننده استفاده شد ولی مقاومت الکتریکی زیادی ایجادمی کند چون پوشش به وجود آمده نارسانا می باشد (اکسیدی )

قبلا استفاده ازپاشش مذاب به روی سطح با روش استفاده شده در این تحقیق استفاده نمی شد .چون استفاده از هوادرپاشش باعث ایجاد اکسید های نامناسب در طول اسپری کردن می شد.

21% اکسیژن موجود در هوا مانع ایجاد نیترید  Tiورسانایی مناسب پوشش می شود .

درعین  حال چسبندگی به الکترودهانیز نامناسب است .بنابراین تلاش های بعدی باعث استفاده از روش ها ی گران  قیمت در پوشش دهی الکترودهاشد ،مانند پاشش پلاسما ،رسوب بخار شیمیایی ،رسوب بخار مکانیکی یا روش های نامناسب دیگر مانند پوشش به روش رنگرزی (قلمو ).

سه روش نامبرده اول بسیار گران قیمت است وروش رنگرزی نیز  کیفیت مناسب نداردوفقط 15درصد باعث کاهش مصرف الکترود می شود ،چون محدودیت دمایی درمصرف دارند .بنابراین طبق تمام شواهد ونتایج ،روش استفاده شده دراین تحقیق بسیار مناسب است.


joyaye kar tabligh-foroshgah-simorgh_saadat >

joyaye kar RSS >


نرم افزار های موجود در بانک نرم افزاری سیمرغ





















برچسب ها: روش های ذوب فلزات و آلیاژها ، تکنیک های ذوب ، کوره قوس الکتریک ( بخش 10 ) خلاصه اختراع : برای ایجاد پوشش مناسب در برابر اکسیداسیون وسایش سطحی برای الکترودها ، یک پوشش نیترید تیتانیم بوسیله اسپری کردن فاز مذاب به سطح الکترود با دمش گاز نیتروژن ، امکان پذیر است .این پوشش یکدست ویکنواخت ورسانااست ومقاومت به سایش خوبی دارد .این پوشش اولیه با پاشش مذاب تیتانیم (بصورت الکترود سیمی مصرف شوند)همراه با گاز نیتروژن باعث ایجاد واکنش وتولید نیتریدورسوب آن بروی سطح می شود. در طی این فرآیند می توان همزمان با الکترود تیتانیمی ازالکترودهای دیگر مانند آلیاژ هایی که می توانند باعث ایجا دلایه اکسیدی مقاوم شوندنیزاستفاده کرد ونتایج مشابهی مانند پوشش دولایه بدست آورد .این فرآیند پوشش بسیار مناسب عمل کرده وباعث کاهش هزینه الکترود و....می شود. تشریح جزئیات کار : (کلیاتی درمورد نحوه استفاده از الکترودها وروش ذوب فولاد بوسیله الکترود بیان شده )اندازه الکترودها از قطر 1اینچ تا 35اینچ وطول 24اینچ تا 7فوت متغییر است . علت استفاده از گرافیت: دمای ذوب بالا ورسانایی الکتریکی واستحکام مکانیکی مناسب ومقاومت مناسب به شوک حرارتی می باشد. مقدار مصرف الکترودها به کارایی وکیفیت سیستم ذوب بستگی داردولی به طور کل ، 7تا 15پوند درهر تن فولاد است .مصرف الکترودهم در نوک آن(محل ایجادقوس )وهم درجداره آن رخ می دهد ولی تنها12درصد از مصرف الکترود به این قسمت از الکترود مربوط می شود وچیزی بیشتر از 75درصد ازمصرف الکترود براثر اکسید شدن گرافیت در جداره الکترودها است که دردمای بالای کوره رخ می دهد وحدود 18درصد از مصرف الکترود می بود به شکستن الکترود براثر سر خوردن از محل اتصال به روی کوره یا خرد شدن آن درحین ذوب (قوس )است .از 15پوند مصرف الکترود در تن فولاد ، 7 پوند آن مربوط به اکسید شدن سطح جداره است تمام پوشش های ایجاد شده برای الکترود ها فقط برای کاهش همین مقدار مصرف الکترود که براثر اکسیداسیون ایجاد می شود می باشد. تیتانیم پوشش شده روی گرافیت در ابتدا کاربید تشکیل می دهد ودردمای کاری الکترود براثر حرارت با اکسید ترکیب شده واکسید تیتانیم یکنواخت همراه با ترکیبات نیتریدی تیتانیم پوشش شیشه ای محافظ ایجاد می کند .دراین تحقیق بهترین فرآیند ومقرون به صرفه ترین حالت ایجاد پوشش بررسی شده است .بعداز بررسی انواع روشها روش پاشش ذوب با قوس الکتریک انتخاب شدو فاکتور های موثر بر آن بررسی شد .این کار توسط پیسوله پاشش انجام می شود. درپیسوله پاشش دوسیم تیتانیم همزمان ازدوجهت وارد محل قوس شده وبا ایجاد جریان الکتریکی ، قوس ایجاد شده بین الکترود باعث ذوب آنها شده وسپس گازنیتروژن بافشار ، از پشت محل قوس وارد شده ومحصولات قوس (مذاب)رابه سمت جلو پاشش می کند .این فشارگاز باعث ایجاد قطرات ریز از مذاب می شود دراین حین واکنش بین تیتانیم مذاب وگاز نیتروژن نیز انجام می پذیرد . می توان باحرکات نوسانی پیسوله یک پوشش یکنواخت به تمام قسمت های الکترود نشاند. باروش های مختلفی می توان الکترود های تیتانیم را از قرقره به محل قوس هدایت کرد سیستم ها با سرعت 115اینچ بردقیقه واردپیسولهشده و ولتاژ33وآمپر 160برای ایجاد قوس بکار برده می شود فشار نیتروژن و...93مناسب است .فاصله پیسوله از سطح 7اینچ وسرعت حرکت دادن افقی پیسوله 31اینچ بردقیقه است .دراین شرایط ضخامت پوشش به ......اینچ می رسدوبرای ایجاد ضخامت مناسب 5بار متوالی باید پوشش تکرار شود .فاصله پیسوله از سطح باید در حدی باشد که سطح رازیاد گرم نکند (7اینچ مناسب است ) فشار گاز می تواند از 10تا 120psiباشد در آزمایش انجام گرفته فشار بین 60تا 90وpsiدرنظر گرفته شد جریان برق نیز از 50تا 300 آمپر مناسب است ودر نمونه ها ی تحت آزمایش این تحقیق 10تا250آمپر درنظر گرفته شد. زیر 100آمپر قوس پایداری ایجادنمی شود.وبالاتر از 250آمپر ترکیب نیترید تیتانیم بصورت کامل ایجاد نمی شود.با استفاده از سیم ها ی نازک تر ومحفظه های کمک کننده می توان فشار کمتر برای پاشش وسطوح جریان متغییری را برای فرآیند بکاربرد . تعدادی از الکترودهای پوشش داده شده را در سیکل کاری همراه با الکترودهای پوشش نداده قرار دادیم تانتایج حاصل از پوشش را بدست آوریم .با ذوب کردن 8/69تن فولاد مقدار مصرف الکترود پوشش داده نشده 903پوند بود یعنی 94/12پوند به ازاءهر تن فولاد مصرف شد . سپس 6نمونه از الکترود های پوشش داده شده بکار گرفته شد و661/151تن فولاد ، تهیه شد ومصرف الکترود 1168پوند بود یعنی 7/7پوند به ازاءهرتن فولاد ذوب شده این نتیجه نشان می دهد که 61درصد از مصرف فولاد کاسته شده است .طبق نتایج ، استفاده از نیتروژن خالص بعنوان گاز دمنده باعث ایجاد نیترید تیانیم می شودولی دراین حال اکسید تیتانیم ایجاد نمی شود این فرآیند بسیار ساده بود وهزینه تمام شده پائینی دارد چون از محفظه های کنترل کننده جوصرف نظر می شود ومی توان اکترود را پس از پوشش بلافاصله مورد استفاده قرار داد ونیاز به عملیات دیگری پس از پوشش دادن ندارد.با استفاده از این پوشش ، الکترود هامقاومت خیلی خوبی در برابر اکسیدشده از خودنشان می دهندو همچنین مقاومت سایشی (خراش )خوبی نیز دارد .این مورد درمحل اتصال الکترود به حلقه های اتصال با رالکتریکی اهمیت پیدا می کند. اگر از گاز نیتروژن همراه هوا استفاده شود اکسید تیتانیم ایجاد شده مقاومت سازش خوبی بوجود خواهد آورد وچسبندگی مناسبی را به سطح گرافیت دارد همچنین این پوشش مقاومت خوبی در برابر اکسید شدن دارد .دراین تحقیق از مواد دیگری نیز بعنوان پوشش دهنده همراه با فلز تیتانیم استفاده شد تا اثر متقابل آنها بررسی شود مانند آلومینیوم که اکسید یکنواخت ومقاومی ایجاد می کند می توان فلز دوم را بجای یکی از دو سیم تیتانیمی در پیسوله استفاده کرد. می توان برای ایجاد پوشش آلیاژی روی سطح بجای استفاده از سیم های آلیاژ شده از سیم ها ی مختلف طبق آلیاژ موردنظر استفاده کرد وآلیاژسازی پوشش را درلحظه اسپری کردن ایجاد کرد که مقرون به صرفه تر است تنها مشکل دراین کار پیچیده بودن فرآیند وفنون انجام آن می باشد ، چون مثلا نیاز به یک سرعت کنترل شده متفاوت دردو نوع سیم می باشد تا بتوان آلیاژ مورد نظررا بدست آورد. درتحقیق انجام شده TixNوTi-AL-Si(آلیاژ دوتایی )بکار گرفته شد . در پوشش TixNازدوسیم تیتانیمی همراه فشار گاز N2استفاده شد وپوشش AL-Ti-Si/N2(سیستم دوتایی )با استفاده همزمان سیم تیتانیمی وسیم آلیاژی....(قطب مثبت +)همراه فشار گاز ...انجام شد ودرواقع آلیاژ ....درحین پاشش مذاب تولید می شود. همچنین کشف شدکه برای ایجاد پوشش دوتایی بالا بهتر است قطب منفی به Tiمتصل شود وسیم AL-SIقطب مثبت باشد وسیم Tiباید سریع تر از AL-Siبه پیسوله پاشش وارد شود اگراین مسائل رعایت شود دراین صورت چسبندگی این فاز به زیر لایه گرافیتی همانند پوشش TixNمناسب خواهد بود وحفاظت خوبی را خواهد انجام داد . می توان از دوسیم آلیاژTiALSiنیز برای پوشش فوق استفاده کرد . آزمایش اکسیداسیون نمونه ها درون کوره القایی ودمای 1300درجه به مدت یک ساعت انجام شد . آزمایش سیکلی سردوگرم شدن نیز برای بررسی مقاومت پوشش در همین شرایط انجام شد . افزایش مقاومت الکتریکی نمونه های پوشش شده بعداز پوشش دادن زیاد تفاوت نمی کند . پوشش AL-TI.با SI%5اکسیداسیون را به حداقل می رساندوبرای جلوگیری از اکسیداسیون بهترین ترکیب است ولی خواص مکانیکی این ترکیب مناسب نیست مثلا چسبندگی ، مقاومت سایشی ، مقاومت به ضربه ودرهمه موارد خواص آن کمتر از پوشش TixNمی باشد . آزمایشات مختلف نیز با استفاده از هوا به عنوان اسپری کننده استفاده شد ولی مقاومت الکتریکی زیادی ایجادمی کند چون پوشش به وجود آمده نارسانا می باشد (اکسیدی ) قبلا استفاده ازپاشش مذاب به روی سطح با روش استفاده شده در این تحقیق استفاده نمی شد .چون استفاده از هوادرپاشش باعث ایجاد اکسید های نامناسب در طول اسپری کردن می شد. 21% اکسیژن موجود در هوا مانع ایجاد نیترید Tiورسانایی مناسب پوشش می شود . درعین حال چسبندگی به الکترودهانیز نامناسب است .بنابراین تلاش های بعدی باعث استفاده از روش ها ی گران قیمت در پوشش دهی الکترودهاشد ، مانند پاشش پلاسما ، رسوب بخار شیمیایی ، رسوب بخار مکانیکی یا روش های نامناسب دیگر مانند پوشش به روش رنگرزی (قلمو ). سه روش نامبرده اول بسیار گران قیمت است وروش رنگرزی نیز کیفیت مناسب نداردوفقط 15درصد باعث کاهش مصرف الکترود می شود ، چون محدودیت دمایی درمصرف دارند .بنابراین طبق تمام شواهد ونتایج ، روش استفاده شده دراین تحقیق بسیار مناسب است. ،

پنجشنبه 18 تیر 1388

کوره قوس الکتریک ( بخش 9 )

   نوشته شده توسط: ادریس    نوع مطلب :کوره قوس الکتریک ،

Bookmark and Share

منحنی  A :

گرافیت بدون پوشش است كه در سیكل اول 80% ودر سیكل دوم كاملاً اكسید شده است

منحنی B  :

اطلاعات داده های نمونه پوشش داده شده نارسانا است كه بعد از 10 سیكل در 1000 درجه فقط 10% كاهش وزن دارد .

 متوجه می شویم كه پوشش رسانا در 600 درجه اكسید شده وبه نارسانا تبدیل می شود .

در تمام تستها از نمونه گرافیتهای مشابه طبق استاندارد شماره 20-20 استفاده شده است  .

ضریب انبساط حرارتی گرافیت متغیر است وساختار آن هگزاگونال  می باشد .

 این ضریب به طور آهسته اضافه می شود وتا 4*10^-6 در جه / سانتیگراد افزایش می یابد .

 به دلیل هگزاگونال  بودن ساختار پوششی كه به گرافیت داده می شود باید جای نفس كشیدن (انقباض وانبساط ) داشته باشد .

دو نوع Sic موجود است:

 1- آلفا

 2- بتا 

كه دارای ضریب انبساط حرارتی متفاوت می باشند . اثرات این دو نوع بر روی پوشش محافظ بررسی شده است .

در نوع آلفا در 5سیكل بیشتر از 10 % اكسایش صورت نمی گیرد .

در نوع بتا نیز در 5 سیكل كمتر از 10 % سوختن انجام می شود

البته نوع بتا پوشش هایی ایجاد می كند كه در 11 سیكل هم كمتر از 10 % كاهش وزن دارد به عبارتی كیفیت آنم از نوع آلفا بهتر است .

تحقیقی نیز برروی محلول انجام شده است .

هنگامی كه در فاز مایع از اتیل الكل در محلول كلوئیدی سیلیس استفاده می شود رسوب نداریم وپیوند مناسبی برقرار نمی كند وقتی كه الكل همراه با محلول فسفات آلومینیوم اضافه می شود رسوب تشكیل می شود اما توضیح مناسبی ندارد كه قابلیت ایجاد پیوند داشته ول نیاز به هم زدن دارد علاوه براین ، این پوشش بعد از خشك شدن تمایل به پوسته پوسته شدن دارد . هنگامی كه محلول كلوئیدی سیلیس وفسفات آلومینیوم با هم تركیب شوند حالت پف كردن از بین رفته تخلخل كمتر ، چسبندگی ویكنواختی بالاتر می شود .

ولی به هر حال این پوشش هم جاذب رطوبت است ( ایجاد تركیب شیمیایی ، خوردگی ) ،

قابلیت تعلیق مناسب نداشته ، قابلیت تعلیق مواد اضافه شده را ندارد كه بتواند جلوی اكسید شدن پوشش گرافیت را بگیرد .

آزمایش دیگر برروی غلظت دوغاب انجام شده است كه اسید بوریك تا 5/2 % باعث بهبود حفاظت وكاهش سوختن تا 17 % می شود . بهترین حالت برای تركیب نسبت مساوی از محلول كلوئیدی سیلیس ومحلول فسفات آلومینیوم است كه 13-9 % الكل اتیلیك دارد .

رنج افزودن اجزاء اصلی 65-35 % حجمی سیلیس كلوئیدی و65-35 % ارزش حجمی فسفات آلومینیوم و45-5/0 % الكل می باشد اگر مقدار محلول كلوئیدی سیلیس در تركیب بیش از 65% شود ضخامت یكنواختی از پوشش بدست نیامده ومحلول تعلیق خوبی نخواهد داشت  .

اگر جزء فسفات آلو مینیوم از 65% بالاتر رود فاز مایع به صورت صمغ درآمده وبه راحتی خشك نمی شود   .

اگر اتیل الكل كمتر از 5/0 % باشد محلول مناسبی ایجاد نمی شود واگر بیش از 45% باشد تعلیق مناسبی بوجود نمی آید چون محلول به شدت رقیق می شود در هر حال پوششهای رسانا ونارسانا بر روی كاهش اكسید اسیون الكترودهایب گرافیتی موثر می باشد

ایجاد پوشش نیترید تیتانیم بروی سطوح کربنی وگرافیتی با استفاده از ابری ،مذاب ایجاد شده با قوس الکتریکی واستفاده از فلزتیتانیم وگاز نیتروژن بعنوان گاز اسپری کننده :

قطعاتی ازجنس گرافیت مخصوصاً الکترودکوره های قوس الکتریکی بعلت تماس بادمای بالا وحرارت با اکسیژن واکنش می دهد وگازهای  ....و....ایجادمی کند که عمرمفید این قطعات گرافیتی را خیلی کاهش می دهد.در طول 20سال اخیر تلاش های فراوانی برای رفع این عیب وکاهش اکسید شدن وایجاد پوشش محافظ بروی گرافیت انجام شده است وعمده این تلاشها در جهت ایجاد پوشش بروی الکترودهای گرافیتی کوره های قوس الکتریک که بیشترین کاربرد در صنعت رادارند انجام شده است .تلاش های اولیه سعی در ایجاد یک پوشش سیلیکوتی کاربید سیلیکون بوسیله اسپری پلاسما یا رسوب بخار شیمیایی بروی سطوح استوانه ای الکترودها ارائه شده است .روش استفاده شده دیگرپوشش دادن کاربید سیلیکوت با روش رنگرزی (استفاده از قلمو )وخشک کردن وتکرار رنگرزی بود.

 

 

 

روش دیگری که تحت عنوان (انقلابی در پوشش الکترودهای گرافیتی )نام گرفت در 1983ایجاد شد وروش کار آنها (به طور خلاصه )ایجاد یک لایه محافظ نارسانا بوسیله قلم مو بروی الکترودها می باشد .این پوشش الکترود باعث افزایش طول عمر الکترودها از 10تا 20درصد می شوند امااز آنجایی که این پوشش نارسانا می باشد باید در قسمت اتصال الکترود ها با حلقه اتصال بارالکتریکی به الکترودها قرار نگیرد ولازم است قبل از ورودالکترود به کوره پوشش روی این قسمت از الکترود انجام نشودواین فرآیند باعث افزایش هزینه وقت ومشکلات جانبی دیگر دررسانایی الکتریکی الکترودها می شود مقاله دیگری تحت عنوان( کاهش  اکسیدشدن سطحی الکترودوکاهش مصرف الکترود )در 1985نیز ارائه شده است وبطور خلاصه از ترکیب 3فرآیند متفاوت پوشش دهی ایجادشده است .این 3فرآیند شامل 1- پوشش اولیه 2-سردکردن در آب 3-پوشش دادن در محل استفاده الکترود می باشد .کل فرآیند به صورت اتومات به وسیله ربات انجام می شود که در بالای کوره نصب شده است وبصورت پاشش پوشش رابروی الکترود انجام می دهد .این پوشش یک لایه شیشه ای بعد از .....شدن در کوره ایجاد م یکند این پوشش عمدتاًشامل ......می باشد که می تواند تا عمر الکترود را از 16تا 20درصد افزایش دهد وبعداز برآورد قیمت به طور کلی حدود 15درصد از قیمت کلی الکترود را کاهش  می دهد .این پوشش نارسانا است ونیاز به سرمایه گذاری اولیه با لایی درراه اندازی فرآیند دارد .مقاله دیگری تحت عنوان تکنولوژی پوشش سطح در 1987از تکنولوژی پوشش بوسیله پلاسما صحبت می کند که برای قطعات گرافیتی کاربرددارد .پودری که برای استفاده در پلاسما بکار می رود آلومینیوم وکاربید سیلسیوم ،تیتانیوم وکاربید تیتانیوم می باشد .ابتدا لایه تیتانیوم وتیتانیوم کاربید پودری به سطح پاشیده می شود وضخامت 50میلی متری ایجادمی کند این لایه می تواند به عنوان لایه چسبنده لایه محافظ بکار رود وسپس لایه دوم از آلومینیوم وکاربید سیلسیوم بصورت اسپری به سطح الکترود پاشیده می شود وبه ضخامت 700....می رسد .این لایه محافظ دردمای بالای 800درجه حساس می شود وبه صورت پایدار بروی سطح الکترود (در قسمت هایی از الکترود که وارد فضای کوره می شود)باقی نمی ماند.بطور کلی لایه چسبنده با ایجاد فاز ....که چسبندگی خوبی ایجادمی کند باعث حفاظت از الکترود دراین فرآیند می شود.

فرآیند های دیگری نیز با استفاده ازمواد پایه آلومینیومی برای پوشش الکترودها بوسیله پاشش پلاسما بکار برده شده است که ضخامت زیادی را ایجاد می کنند.ضخامت پوشش از 1تا2 میلی متر می باشد که باعث کاهش اکسید اسیون سطحی الکترود از 25تا30درصد می شودبدون اینکه اثرات منفی برروی هدایت الکتریکی وهدایت گرمایی الکترودها داشته باشد .

یک فرآیند ثبت شده آلمانی با استفاده از پاشش پلاسما در خلاءبروی الکترودهای گرافیتی را انجام می دهد .دراین فرآیند از رسوب سیلیکون تا ضخامت 1/0میلیمتر استفاده می شود .دراین فرآیند الکترود ها باید ابتدا سند بلاست شوند (به وسیله یک گاز خنثی)وپس از پوشش  دادن دریک محیط کنترل شده به آرامی تا دمای محیط سرد شود تا یک پوشش یکنواخت حاصل شود .یک مقاله ژاپنی نیز روشی با استفاده ا زپاشش پودر مخلوطی از                      Si3N4                  فسفات ALAL2O3و در یک زمینه شیشه ای    (2ro2،sioz،m.9وFwzo3)همراه با پودر مس ونیکل وفولاد ضد رنگ وآهن وقلع بروی الکترود ها ی گرافیتی را بیان می کند.طبق نتایج آنها عمر الکترود ها تا 7/11درصد افزایش می یابد .

البته طبق نظر کارشناسان ،پوشش باید عمر الکترود ها را تا بیشتر از 15درصد افزایش دهد تا با ارزش محسوب شود.

یک .....آمریکایی نیز برای ایجاد یک پوشش نیترید تیتانیومی بروی الکترودها ابتدا پوششی از اکسید تیانیوم یا اکسید تیتانیوم همراه با کربن به عنوان اتصال دهنده بروی الکترود ایجاد کرده وسپس آنرا در دمای بالا درجوی از نیتروژن واکنش داده ورسوب نیترید تیتانیم را روی سطح الکترود ایجاد یک ثبت آمریکایی دیگر استفاده از پوشش ضخیمی را عنوان می کند که در آن از 15تا 90درصد وزنی از یک ماده زمینه که دمای ذوبی بالاتر از 1000درجه دارد استفاده می شود واز یک ماده پر کننده به میزان 15تا 85درصد وزنی که ماده ای نسوز ونارسانا می باشد استفاده می شود.این پوشش نباید در محل اتصال بارالکتریکی به الکترود ها وجود داشته باشد .این پوشش هردوساعت یکبار در شرایط کاری باید تکرار شودیا بعد از هر سیکل کاری که الکترودها وارد فضای کوره برای ذوب می شوند .این پوشش ها رامی توان بصورت پیش ساخته تهیه کرد وبه صورت ورق هایی باچسب به سطح الکترود چسباند .

شماره ثبت های بسیار زیاد دیگری نیز از آمریکا برای پوشش الکترودها وجود دارند که هر یک به نوعی باعث ایجاد پوشش های محافظ اکسیداسیون یا پوشش برای جلوگیری از آسیب سطحی این الکترود ها می شوند.


joyaye kar tabligh-foroshgah-simorgh_saadat >

joyaye kar RSS >


نرم افزار های موجود در بانک نرم افزاری سیمرغ





















برچسب ها: روش های ذوب فلزات و آلیاژها ، تکنیک های ذوب ،

چهارشنبه 17 تیر 1388

کوره قوس الکتریک ( بخش 8 )

   نوشته شده توسط: ادریس    نوع مطلب :کوره قوس الکتریک ،

Bookmark and Share

خلاصه :

یك پوشش محافظ برای جلوگیری از اكسیدشدن وسوختن كه تا دمای 1000 درجه مناسب می باشد . این پوشش هم به صورت رسانا وهم به صورت نارسانا وجود دارد كه برای پوشش الكترودها وبوته ها مناسب است تركیب آن از یك چسب و محلول تعلیق كه 45-40 درصد فاز را تشكیل می دهد .

تركیب از محلول چسب شیشه ، محلول فسفات آلومینیوم واتیل الكل است .

پوشش نارسانا مخلوطی از اسید بوریك وكاربید سیلیسیم ویك عامل تعلیق (چسب ) تشكیل شده است .

پوشش رسانا مخلوطی از Tic Sic كه Sic جزء نارسانا است  این پوشش پایدار است وبه صورت قلم مویی برروی گرافیت زده می شود ودر دمای اتاق نیز خشك می شود .

 با ضخامت mm 23/0-15/0 مقاومت خوب در مقابل اكسید شدن دارد .

شرح :

گرافیت براحتی در دمای بالاتر از 500 درجه سانتیگراد اكسید می شود وگازهای منو اكسید ودی اكسید كربن تولید می كند .

در مورد الكترودهای گرافیتی این واكنش باعث نازك شدن الكترودها می شود .

بسیاری از این پوشش دهی ها باید در دمای بالا تحت یك گاز خنثی انجام شود تاچسبندگی مناسب ایجاد شود بعلت شرایط كاری سخت یك فاصله بین الكترود و پوشش ایجاد می شود كه باعث اكسید شدن آن قسمت می شود .(در دمای كم ) به این دلیل از دمای بالا استفاده می شود .

تركیبات اكثراً سیلیكون ، كاربید سیلیكون وآلومینیوم ، مولایت ومقادیر متفاوتی از فسفات وبسیاری از اكسید های نسوز دیگر  است .

 بسیاری ازاین تركیبات كه حاوی سیلیكات هستند جاذب رطوبت بوده واین رطوبت می تواند مشكل ساز باشد وبا فلز واكنش داده یا مقاومت الكتریكی را بالا ببرند .

دلیل استفاده از اسید بوریك : چون پوشش را می توان در دمای محیط انجام داد ونتیجه مناسب نیز بدست آورد .

دوغاب مورد استفاده برای پوشش دهی می تواند از محلول كلوئیدی سیلیكون همراه محلول فسفاته آلومینیوم باشد

 این محلولها بصورت تجاری وجود دارد وشامل mgr 8 ذرات كروی سیلیس ومحلول تجاری فسفات آلومینیوم  با 8%  Al2 o3 و33% P2 O4 با PH=1

در حین مخلوط كردن الكل اتیلیك افزوده می شود وحدود 11 % حجم كل محلول را از این الكل می افزاییم این كار باعث ایجاد یك تركیب چسبنده وخمیری می شود ودر حین پوشش دادن یك لایه تقریباً ضخیم ایجاد می كند كه بسیار یكنواخت و یكدست بوده ودوام زیادی در طول انبار كردن دارد در این تركیب مخلوطی از فسفات آلومینیوم وسیلیكون به صورت آگلومره شده در اسید فسفریك والكل ایجاد می شود .

 

جدول 1 تركیب كاملی این مخلوط را نشان می دهد

 

 

برای تبدیل تركیب گفته شده به یك پوشش نارسانا از اسید بوریك در فاز مایع آن می توان استفاده كرد وهمچنین پودر كاربید سیلیس را نیز باید افزایش داد . تركیب حاصل 50 % مایع و5/2 درصد وزنی  H3 BO3 و47% وزنی  SIC  می باشد . طبق جدول زیر

 

 

البته مكانیزم ایجاد پوشش محافظ كاملاً كشف نشده ولی به نظر میرسد كه فسفات آلومینیوم در دمای بالاترALPO ونسبت مولی اولیه AL2O3P2O5  0/33 ومقداری P2O5 ایجاد میكند .

این تركیبات باعث تولید فازهای BPO4-Sio2 ,2Sio2p2o5وALPO4 میكند.

كه فازهای BPO4  و ALPO4و Sio2  یك محلول جامد تشكیل می دهد از آنجا كه دمای ذوب تركیب Sio2 ,2Sio2p2o5 كه فاز یوتكتیك را تشكیل می دهند

 با استفاده از درصد آن در فاز پوشش می توان دمای ذوب پوشش كه حدوداً1300 درجه سانتیگراد است را بدست آورد .

پوشش رسانا نیز با همین مكانیزم  ایجاد می شود وشامل 42% فاز مایع وچسبنده و1/2 %H3BO3 و9/45% Tic واز % پودر Sic می باشد

 پودرهای مورد استفاده با خلوص 99 % وبا اندازه دانه ای 44 میكرومتر است  این پوشش تا دمای 600 درجه سانتیگراد رسانا است ودر بالاتر از آن به دلیل اكسید شدن Tic رسانای كم می شود كه این اكسید شدن اثر مضری برروی مذاب ندارد .

 

آزمایش مقاومت پوشش :

برای بدست آوردن كیفیت پوشش های محافظ آزمایش زیر انجام می شود كه در آن ورقه های گرافیت با ابعاد 1-2 cm * 1-2 cm *2-3 cm می باشد .

پوشش به صورت مرحله به مرحله وسه لایه انجام می شود وبعد از هر مرحله پوشش خشك شده تا برای پوشش بعدی آماده شود .

 لبه های نمونه  بمنظور جلوگیری از سائیدگی به دلیل شدت جریان بالا در لبه یك باردیگر پوشش داده می شود .

ضخامت كلی پوششmm23/0 تا 13/0 در هر بار پوشش می باشد . برای انجام آزمایش اكسید اسیون طبق سیكل های متفاوت تا 1000 درجه سانتیگراد گرم شده وسپس تا دمای محیط سرد می شود .

دمای نگهداری در 1000 درجه سانتیگراد به مدت یك ساعت بوده وقطعه در كوره سرد شده وبعد از سرد شدن كاهش وزن قطعه نشان دهنده مقدار اكسید اسیون نمونه است .

 

 در تصویر منحنی سه نوع حالت متفاوت بدون پوشش ، پوشش نارسانا نمایش داده شده است

 

 


joyaye kar tabligh-foroshgah-simorgh_saadat >

joyaye kar RSS >


نرم افزار های موجود در بانک نرم افزاری سیمرغ





















برچسب ها: روش های ذوب فلزات و آلیاژها ، تکنیک های ذوب ،

سه شنبه 16 تیر 1388

کوره قوس الکتریک ( بخش 7 )

   نوشته شده توسط: ادریس    نوع مطلب :کوره قوس الکتریک ،

Bookmark and Share

پیشینه بحث :

این تكنولوژی باهدف ایجاد لایه محافظ برروی الكترودهای گرافیتی وممانعت از سوختن جداره ی الكترودها در حین ذوب در كوره قوس می باشد .

لایه محافظ سرامیكی وفلزی شناخته شده هستند وفرمولهای متفاوتی  از این تركیبات برای شرایط كاربردی خاص استفاده می شوند .

پوششهای فلزی برای مقاومت خوردگی استفاده می شوند ولایه های مخلوط سرامیك وفلز دارای خصوصیات هر دو تركیب می باشند .

به هر حال خصوصیات گفته شده بالا در برخی شرایط سخت كاری مانند قوس الكتریكی ، كافی نیست كه نیاز به مقاومت شدید خوردگی در دمای بالا وهدایت الكتریكی خوب دارد مشاهده می شود كه گرافیت در بالاتر از  600 درجه سانتیگراد  شروع به سوختن می كند ومقادیر ی به صورت زیر دارد :

 

   0/7 kg/m^2در 600 درجه سانتیگراد

 5/5kg/m^2  در 1000 درجه سانتیگراد

 10kg/m^2 در 1600 درجه سانتیگراد .

 

طبق نتایج آلمانی ها می توان با استفاده از پوشش آلومینیوم ، سیلیكون لایه محافظ ایجاد كرد كه لایه ابتدایی از سیلیكون ولایه نهایی سطحی را از آلومینیوم بوسیله اسپری كردن شعله ای ایجاد می كنند .

البته در برخی از مواقع استفاده از لایه فیبری در این دو لایه نیز گزارش شده است .

 

در شوروی نیز از تركیبات Tib2همراه چسب سیلیكات استفاده شده سپس 10-3 دقیقه بوسیله گدازش پلاسما از 3000 درجه سانتیگراد تا 6000 درجه سانتیگراد با ولتاژ آندی 10 kv وجریان 3/5 تا5 آمپر وطول پلاسما 80-800 میلیمتر پخته شد (زینتر شدن )

 در چك اسلواكی نیز از پودر سرامیك همرا با زمینه فلزی مس یا نیكل استفاده شده است .

در انگلیس نیز روش با استفاده از لایه های مختلف از آلومینیوم ومواد سرامیكی استفاده شده است .

تمامی این لایه ها ی ایجاد شده تاكنون چسبندگی خوبی با گرافیت ندارند .مخصوصاً در دماهای بالاتر از 800 درجه سانتیگراد وسرو وگرم شدن های متوالی كه ترك در پوشش وپوسته شدن ایجاد می شود .

بعضی از پوششها كه با تكنیكهای پیچیده ایجاد می شوند خواص بهتری دارند ولی مقرون به صرفه نیست البته بسیاری از آسیبها به پوشش الكترود نیز در انبار كردن آنها پیش می آید .

خلاصه كار :

موضوع كار این مقااله لایه محافظ مواد كربنی مخصوصاً در الكترودهای گرافیتی با پوشش پلاسما از موادی شامل  98-65% از آلومینیوم فلزی و 20-5% سیلیسیم همراه با  sio ² وحداكثر 16% تركیبات اكسیدی آلومینیوم ، انجام می شود .

 مقاومت لایه پوشش 0/07*10^-6 تا 0/3*10^-6 اهم متردر20 درجه سانتیگراد

و0/12*10^-6 تاحداكثر 0/7*10^-6 اهم متر در 400 درجه سانتیگراد می باشد .

 

مراحل پوشش شامل :

 پاشش پلاسما ی ایجاد شده بوسیله مشعل پلاسما (كه با آب حفاظت می شود ) روی سطوح گرافیتی می باشد .

 موادی كه به مشعل پلاسما وارد می شود حدود 95-85% پودر آلومینیوم با اندازه دانه حدود 0/09-0/18mm و 1-15% سیلیكون به اندازه دانه حدوداً 0/07-0/185 mm می باشد

 

شرح كار :

پوشش محافظ بوسیله پاشش پلاسما با تركیباتی از 98-65% وزنی آلومینیوم فلزی واز 20-1%وزنی سیلیس وسیلیسیم وحدود 15% از تركیبات اكسیدهای آلومینیوم موضوع كار می باشد .

 

این پوشش رسانای الكتریكی است ومقاومتی تا

 0/07*10^-6 تا 0/3*10^-6 اهم متردر20 درجه سانتیگراد

0/12*10^-6 تاحداكثر 0/7*10^-6 اهم متر در 400 درجه سانتیگراد می باشد .

ضخامت این پوشش دربهترین حالت 0/3-1/5 mm است .

وزن مخصوص لایه ها ی پوششی 900-2300kg/m^3   .مقاومت الكتریكی بعد از گرم كردن الكترود تا400 درجه سانتیگراد وسرد كردن آن تاحدود 15-10 % كاهش می یابد وبه حالت پایدار می رسد .

پوشش بوسیله یك مشعل پلاسما حفاظت شده با آب ایجاد می شود وبا موادی شامل 85تا98% وزنی آلومینیوم با اندازه دانه 9/0 تا 18% میلیمتر و1%وزنی سیلیكون با اندازه دانه 0/07mm می باشد اندازه ذرات وارد شده به مشعل پلاسما از اهمیت بالایی برخوردااست .

 

زمانی كه این ذرات درشت باشند یك لایه متخلخل با مقاومت الكتریكی زیاد ایجاد می كنند .با ریز تر شدن اندازه ذرات مقاومت الكتریكی آن كمتر می شود تا یك اندازه خاص با ریز تر شدن اندازه ذرات مقاومت كم وكمتر شده تا كه به مقداری می رسد كه با ریزتر شدن دانه مقاومت كاسته می شود . دلیل افزایش مقاومت با ریز تر شدن دانه ها افزایش كسر اكسیدی ذرات با گرم شدن در گرم شدن در جریان پلاسما است .

برای افزایش كیفیت اسپری بهتر است كه آلومینیوم وسیلیكون از چند مسیر متفاوت كه در اطراف شعله پلاسما با فاصله تنظیم شده قرارگرفته اندبه سر مشعل تغذیه شوند این كار توسط فشار هوا یا گازهای دیگر امكانپذیر است برای مثال نیتروژن ، دی اكسید كربن ، هیدروژن ، Ar ، پرویان بوتان ،استیلن وغیره كه مخلوط این گاز به منظور كاهش اكسید شدن ذرات اسپری شده مناسب است .

گازهای نامبرده بالا می توانند به تنهایی ویا بصورت تركیبی استفاده شوند .

بهترین سرعت پلاسما برای پوشش چیزی حدود 8/0 متر برثانیه ومقدار 60 كیلو گرم برساعت می باشد .

با توجه به ضخامت مورد نیاز پوشش محافظ می توان تعداد دفعات اسپری كردن را افزایش داد در حالت بهینه 2تا 4 بار مناسب است .

سیلیكون اسپری شده همراه با آلومینیوم باعث افزایش چسبندگی لایه محافظ در دمای بالا بوسیله ایجاد یك پیوند شیمیایی با مواد كربنی می شود ودر عین حال در دمای بالا باعث افزایش مقاومت لایه محافظ می شود .

برای به دست آوردن خواص بالا بهترین مقدار سیلیكون قابل استفاده حدوداً 5- 10 درصد وزنی می باشد .

 برای ایجاد لایه محافظ گفته شده می توان از سیلیكون تجاری دارای 99-96 درصد سیلیسیون وآلومینیوم تجاری با كیفیت معمولی استفاده كرد .

لایه محافظ ایجاد شده در این فرآیند مقاومت خوبی در دمای بالا همراه با چسبندگی خوب به مواد كربنی در دمای بالاتر از 800 درجه دارد ودر طول سیكل گرم وسرد شدن الكترودها ترك ایجاد نمی شود وپوشش پوسته پوسته نمی شود حتی در زمانهای طولانی انبار كردن پوشش از بین نمی رود .

 روش های ایجاد وتولید این فرآیند ساده وموثر است این لایه هم در حالت گرم وسرد هدایت خوبی دارد ومقاومت آن در طول زمان انبار كردن افزایش نمی یابد این پوشش می تواند بر روی مواد كربنی چه صاف وچه استوانه ای حتی ابعاد كوچك تا 3میلیمتر مانند صفحات گرافیتی ، بوته های ذوب ، الكترودها با ابعاد متفاوت به راحتی ایجاد شود .

یك مثال :

یك الكترود با قطر   mm350  وطول   mm1800  لایه محافظ با ضخامت  mm  45/0  ومقاومت

 e^-610*136/0  اوهم متر در 20 درجه سانتیگراد به وزن مخصوصkg  2120 كه بوسیله مشعل پلاسما با خروجی kw160 مواد  پوشش شامل 92/0 وزنی آلومینیوم كه 3/1 ذرات آن اندازه ای از 09/0 تاmm  118/0 و3/2 آن اندازه ای بین 118/0 تاmm  175/0 دارد و08/0 اكسید سیلیسیم با اندازه ذرات بین 071/0 تا mm 112/0 دارد  این تركیب با سرعتkg  13 در ساعت به مشعل پلاسما تغذیه می شود سرعت اسپری كردن m/s62/0 الكترودها سپس روی كوره قوس الكتریك با ظرفیتton  40 نصب شده است حدود 20-15 درصد از سوختن الكترود كم می شود ( افزایش عمر الكترود)

 


joyaye kar tabligh-foroshgah-simorgh_saadat >

joyaye kar RSS >


نرم افزار های موجود در بانک نرم افزاری سیمرغ





















برچسب ها: روش های ذوب فلزات و آلیاژها ، تکنیک های ذوب ،

دوشنبه 15 تیر 1388

کوره قوس الکتریک ( بخش 6 )

   نوشته شده توسط: ادریس    نوع مطلب :کوره قوس الکتریک ،

Bookmark and Share

6-3) شكستن الكترود

الكترودها طبیعتاً شكننده بوده و به سادگی صدمه می بینند .

 بیشتر صدمات الكترود به علت فرو ریختن قراضه در داخل كوره در حین عمل ذوب می باشد .

 برای جلوگیری از فرو ریختن قراضه در داخل كوره همانطوری كه قبلاً ذكر شد باید قطعات بزرگ قراضه را با برشكاری به تكه های كوچكتر تبدیل كرد وقطعاتی مانند تكه های ورق ، ریل ودیگر قطعات ناجور را به دقت در كوره جای داد تا در صورت فرو ریختن به الكترودها برخورد نكنند ومنجر به شكستن الكترود نشوند

همانطوری كه قبلاً گفته شد مواد غیر هادی می توانند باعث صدماتی به الكترود شوند ، بویژه برگشتیهای كارگاه ریخته گری كه به آنها ماسه وآجر های نسوز چسبیده باشد (8)وهمچنین  قطعات بزرگ سنگ آهك وآنتراسیت اگر زیر الكترود ها قرارگیرند سبب می شوند (به علت عایق بودن این قطعات ) قوس الكتریكی برقرار نشود وسیستم كنترل فاصله الكترود بطور اتوماتیك الكترود را به پائین خواهد آورد كه در این صورت به علت برخورد الكترود با این قطعات شكستگی الكترود بوقوع می پیوندد .(6)

عوامل دیگری كه باعث شكستن الكترود می شود عبارتست از : (6)

1- الكترود از قسمت بست نگه دارنده ویا از مغزی اتصال بشكند كه علل آن می تواند شارژ قراضه درشت ، محكم نبودن اتصال مغزی ، دقیق قرارندادن محل ورودی الكترود در سقف كوره ، یا لرزش بازوی نگه دارنده الكترود باشد .

2- جدا شدن الكترود در محل مغزی اتصال كه علت آن می تواند محكم مغزی اتصال باشد .

3- ترك خوردن كه علت آن می تواند نامرغوب بودن جنس الكترود ویا بیش از حد بوذن شدت جریان باشد .

4- حركت بازوهای نگه دارنده الكترودها باید به سادگی وبدون ارتعاش باشد به طوری كه الكترودها بتوانند بدون برخورد با دیواره رینگ های خنك كننده ودیواره سوراخ الكترود در سقف به داخل وخارج كوره حركت كنند .

 لقی كافی بین الكترود و سوراخ الكترود در سقف كوره بایستی منظور گردد ، تا هم بتواند انبساط الكترود وهم تغییر فرم جزئی آن را تحمل كند .

5- سیستم تنظیم كننده الكترود بایستی مرتباً تنظیم گردد تا عكس العمل این سیستم در مقابل شدت جریان های شدید ، كه در اثر فرو ریختن قراضه ها ، اتصال كوتاه وغیره ایجاد می شود سریعاً انجا گیرد .

حساسیت رگولاتور وشتاب گیری بازوهای نگه دارنده بایستی به دقت تنظیم گردند . تا مانع تعادل الكترود نشوند .

درغیر این صورت به علت ارتعاش شدید بازوهای نگه دارنده ، متصل كننده الكترود ها خواهند شكست .

در كوره هایی كه تنظیم كننده بازوهای الكترود الكتروهیدرلیكی می باشد ، منبع هیدرولیك بایستی مرتباً هوا گیری شود تا حركت های غیر قابل كنترل ودر نتیجه شكست الكترود پیش نیاید

6- اتصال دو الكترود به یكدیگر باید با گشتاور معین صورت گیرد تا در حین عمل این اتصالات شل نشود .

محكم نبودن اتصالات بین دو الكترود سبب می شود كه مقاومت الكترودبالا رفته و الكترودها بیش از حد گرم شوند .

گرم شدن بیش از حد الكترود كمك به افزایش اكسید شدن بدنه الكترود ودر نتیجه افزایش سایش می كند .

7-الكترودها در حین كار كوره در معرض بارهای ارتعاشی ، ضربه ای ، خمشی ودیگر انواع تنشها می باشند ،

از اینرو محل اتصال دو الكترود تمایل دارد كه شل تر شوند ، زیرا در این محل سطح تماس كمتر می باشد ، وبه علت آنكه اكثر جریان برق از محل مغزی عبور می كند ،مقاومت آن زیاد شده ودر نتیجه حرارت زیادی تولید شده ومغزی منبسط خواهد شد وچون سطح تماس كمتر گرم می شود این اختلاف درجه حرارت باعث ترك خوردگی در محل اتصال می شود .

 با بزرگ شدن ترك در اثر تنشهای مختلف ، بتدریج تمام اتصال خواهد شكست .

اگر این اتصال ، اتصال بالائی دو الكترود باشد باعث صدمه خوردن به تمام الكترود می شود

 

7-3 ) سایش الكترود (6)

الكترود كوره های قوسی از دوطریق سائیده می شوند ،

یكی از نوك الكترود كه عامل آن قوس الكتریكی می باشد

دیگری سایش از طریق اكسید اسیون در قسمتی از بدنه الكترود كه در كوره وجود دارد می باشد .

مقدار سایش نوك الكترود متناسب با میزان شدت جریانی كه از الكترود می گذرد می باشد . شكل شماره 11 رابطه مقدار سایش نوك را با میزان شدت جریان الكترود نشان می دهد .

 

شكل 11 مقدار سایش نوك با میزان شدت جریان الكترود

 

 

مقدار سایش الكترود به علت اكسید اسیون عمدتاً بستگی به درجه حرارت كوره وخاصیت اكسید  كنندگی گاز های  كوره دارد .

 هر چه كوره بلندتر  وكوره قطور تر باشد ، سطح بیشتری از الكترود در معرض اكسید شدن قرارگرفته وبیشتر سائیده خواهد شد .

 بنابراین همیشه سعی می شود قطر الكترود مینیمم ممكن در نظر گرفته شود ، البته با در نظر گرفتن مقدار شدت جریانی كه بایستی از آن عبور كند ومقاومت كششی لازم برای الكترود .

در حین عمل ذوب میزان سایش نوك الكترود بیشترین مقدار می باشد ، زیرا در مرحله ذوب بیشترین مقدار انرژی ودر نتیجه بیشترین شدت جریان از الكترود عبور می كند  

در این مرحله درجه حرارت كوره نسبتاً پایین می باشد یعنی حدود 900 تا 1500 درجه سانتیگراد ( زیرا بیشتر انرژی جذب قراضه های در حال ذوب می شود ) در نتیجه میزان سایش بدنه الكترود در اثر اكسیداسیون كم می باشد .

پس از  آنكه قراضه ها كاملاً ذوب شدند میزان انرژی الكتریكی ورودی كوره به میزان 3/1 حالت ذوب می رسد ودر نتیجه میزان سایش نوك الكترود كاهش خواهد یافت .

ولی در عوض بعلت بالا رفتن درجه حرارت كوره در مرحله تصفیه كه به حدود 1700 درجه سانتیگراد خواهد رسید .میزان سایش بدنه الكترود حداكثر خواهد شد .

در واقع در در مرحله تصفیه ذوب میزان سایش از طریق اكسید اسیون به حدود 70 درصد كل سایش در این مرحله خواهد رسید .   

كنترل دقیق میزان انرژی الكتریكی ورودی به كوره در مرحله ذوب می تواند میزان سایش الكترود را كاهش دهد .

 تجربه نشان داده است كه حفظ ماكزیمم انرژی ورودی در مرحله ذوب باعث نمی شود كه مرحله ذوب شدن سریعتر انجام شود .

اگر برنامه دقیق كاهش میزان انرژی ورودی از اواسط مرحله ذوب تاانتهای مرحله ذوب اجرا شود (باكاهش شدت جریان ولتاژ ) علاوه بركاهش زمان مرحله ذوب میزان سایش نیز كاهش خواهد یافت .

انتخاب شدت جریان وولتاژ در مرحله احیاء كه معمولاً در اختیار مسئولین ذوب می باشد اثر مهمی در سایش الكترود دارد.

 البته فكر می كنند كه هر چه شدت جریان الكترود بیشتر باشد حرارت بیشتری جذب فولاد خواهد شد .

 البته این نظر تا حدودی صحیح است . زیزا طول قوس الكتریكی متناسب با عكس شدت جریان می باشد . ولی اگر شدت جریان بیش از حد اضافه شود طول قوس چنان كاهش خواهد یافت كه الكترود در سرباره فرو رفته ودر نتیجه باعث خوردگی شدید نوك الكترود در اثر سائیدگی سرباره مذاب وشدت جریان زیاد می شود .

 

لایه محافظ برای مواد كربنی و روش ایجاد آن

خلاصه :

لایه محافظ مواد كربنی مخصوصاً در الكترودهای گرافیتی با پوشش پلاسما از موادی شامل  98-65% از آلومینیوم فلزی و 20-5% سیلیسیم همراه با  sio ² وحداكثر 16% تركیبات اكسیدی آلومینیوم ، انجام می شود . مقاومت لایه پوشش 0/07*10^-6 تا 0/3*10^-6 اهم متردر20 درجه سانتیگراد و0/12*10^-6 تاحداكثر 0/7*10^-6 اهم متر در 400 درجه سانتیگراد می باشد .

 

مراحل پوشش شامل :

پاشش پلاسما ی ایجاد شده بوسیله مشعل پلاسما (كه با آب حفاظت می شود ) روی سطوح گرافیتی می باشد .

موادی كه به مشعل پلاسما وارد می شود حدود 95-85% پودر آلومینیوم با اندازه دانه حدود 0/09-0/18mm و 1-15% سیلیكون به اندازه دانه حدوداً 0/07-0/185 mm می باشد


joyaye kar tabligh-foroshgah-simorgh_saadat >

joyaye kar RSS >


نرم افزار های موجود در بانک نرم افزاری سیمرغ





















برچسب ها: تکنیک های ذوب ، روش های ذوب فلزات و آلیاژها ،

تعداد کل صفحات: 6 1 2 3 4 5 6