Peyman 16,150 اشتراک گذاری ارسال شده در 29 اسفند، ۱۳۸۸ مقدمه آلومينيم و آلياژهاي آن، به دليل نقطه ذوب كم و داشتن سياليت خوب و همچنين دارار بودن قابلیت عمليات هاي حرارتي و مكانيكي براي افزايش خواص مكانيكي در صنايع مختلف بخصوص در صنعت خودرو، كاربرد زیادی داشته و موارد مصرف اين آلياژها روز به روز توسعه مي يابد. معمولاً براي توليد قطعات آلومينيمي، مواد اوليه شامل شمش، برگشتي و آميژان‌هاي مورد نياز با درصدهاي مناسب در كوره ذوب شارژ شده و در حين عمليات ذوب، به دليل تاثير اكسيژن هواي محيط و وجود يك سري ناخالصي‌ها نظير اكسيدها، نيتريدها و كاربيدها در مواد شارژ شده و يا جداره نسوز كوره، يك سري ناخالصي و تركيبات بين فلزي نامطلوب در داخل مذاب ايجاد مي‌شوند كه با توجه به وزن و ماهيت اين تركيبات و استفاده از فلاكس مناسب، آنها از مذاب جدا شده و به شكل سرباره در سطح مذاب، و يا به صورت لجن در ته كوره انباشته مي‌شوند. سرباره را قبل از تخليه مذاب و لجن ته كوره را بعد از تخليه مذاب از كوره خارج مي كنند. در حالت كلي، نوع كوره، اندازه قطعات، نوع آلياژ و عوامل فرايند نظير دما و زمان، در ميزان اتلافات مذاب موثر است. براي اينكه فرايند عمليات ذوب اقتصادي باشد، بايد ميزان اكسيداسيون مذاب به حداقل برسد. تمركز اين مقاله بر تكنيك‌ها و تكنولوژي‌هايي است كه مي‌توانند به كاهش تشكيل سرباره و نحوه مديريت و بازيافت آن كمك كنند. عوامل موثر در كاهش تشكيل سرباره 1. قراضه قانوني قديمي در صنعت آلومينيم وجود دارد كه به ازاي هر يك درصد آلودگي شارژ شده به كوره مذاب، حداقل يك درصد پرت مذاب وجود خواهد داشت. نوع قراضه‌ها و آماده سازي آنها قبل از شارژ، تفاوت قابل ملاحظه اي در ميزان تشكيل سرباره ايجاد خواهد كرد. البته هميشه انتخاب نوع قراضه مناسب براي شارژ امكان‌پذير نمي‌باشد. آلودگي قراضه (نظير آب، روغن، رنگ، پلاستيك و آلودگي هاي ديگر) فرايند ذوب را مختل كرده و ميزان بازيافت آلومينيم موجود را كاهش خواهد داد. روش‌هاي مختلفي براي كاهش آلودگي قراضه‌ها وجود دارد. اصلي‌ترين روش جداسازي و مرتب‌كردن قراضه ها، «روش دستي» است، به‌طوري كه مواد زائد از آنها با دست جدا و حذف شوند. از اين فرايند، بيشتر در كشورهاي پيشرفته مخصوصاً در نقاطي كه نيروي انساني ارزان است، استفاده مي‌شود. در حالت پيشرفته، قراضه‌ها به صورت اتوماتيك در خطوطي مخصوص جداسازي مي‌شوند. در اين روش، قراضه‌ها به اندازه‌هاي مناسب برش داده شده و مواد زائد، از طريق جداسازهاي مغناطيسي و يا «ادي‌كارنت» حذف مي‌شوند. در شركت هايي كه به طور وسيع و در مقادير زياد از قراضه هاي پوشش‌دار و رنگي استفاده مي كنند، سيستم هاي پوشش زدايي اغلب براي حذف پوشش هاي آلي به كار مي‌روند. پوشش زدايي، فرايندي حرارتي است كه در آن مواد آلي نظير پلاستيك ها و رنگ‌ها تحت شرايط كنترل شده، بخار مي شوند. بسته به تيراژ توليد ميزان صرفه‌جويي حاصل از كاهش 1 تا 2 درصد پرت مذاب مي تواند بيشتر از هزينه تجهيزات پوشش زدايي باشد. علاوه بر بحث هاي اقتصادي، اين سيستم ها در كنترل مواد مضر و حفظ محيط زيست، موثر هستند. 2 نقل قول لینک به دیدگاه
Peyman 16,150 مالک اشتراک گذاری ارسال شده در 29 اسفند، ۱۳۸۸ 2. نحوه شارژ كوره طراحي كوره مي‌تواند عاملي اصلي در تشكيل سرباره باشد. شارژ كوره، گام مهم بعدي در كنترل تشكيل سرباره است. غوطه وري قراضه‌هاي سبك‌تر در زير مذاب، هميشه مزيت بوده اما بسته به انواع قراضه و كوره مورد استفاده، همواره امكان‌پذير نيست. به صورت قانوني كلي، قراضه سبك بايد از تماس مستقيم با شعله دور بماند. در شارژ اوليه براي شروع عمليات ذوب، بهتر است اول قراضه هاي سبك و سپس قراضه هاي سنگين تر شارژ شوند. در كوره هاي شعله مستقيم، استفاده از مواد در اندازه هاي بزرگتر بهتر است. هدايت حرارتي انجام شده از طريق اين نوع مواد، به ذوب سريعتر مواد كمك كرده و ميزان اكسيداسيون سطوح خارجي تر را كاهش خواهد داد. زماني كه مواد داراي پروفيل نازك، نظير ورق شارژ مي‌شوند، مواد مذاب مستقيماً از شارژ به سمت ديواره‌ها و در كوره رانده مي شوند. اين امر به اكسيداسيون مذاب در اين مناطق مي انجامد. ماشين هاي شارژ مدرن (شكل زیر) براي شارژ سريع بار طراحي شده‌اند و مي‌توانند شارژ را در كل كف كوره به طوري مناسب توزيع كنند. اين ماشين‌ها به طوري موثر، چرخه هاي شارژ كوره را كاهش داده و باعث بهبود بازيافت كلي مذاب مي‌شوند. 3. دماي كوره دماي مذاب، عاملی بسيار مهم و قابل كنترل است كه مي تواند ميزان تشكيل سرباره در كوره را تعيين كند. دماي مذاب اگر از 782 درجه سانتي‌گراد تجاوز كند، تشكيل سرباره به صورت تصاعدي افزايش مي‌يابد (شكل زیر). به هم زدن مذاب كوره، مي‌تواند اختلاف دماي بين بالا و پايين كوره را در مدت چند دقيقه كاهش دهد و حدود 25درصد از تشكيل سرباره بكاهد (شكل زیر). اگر دماي فلز مذاب مناسب نباشد، سرباره مي تواند شروع به واكنش «ترميت» كند. در هر زماني كه واكنش ترميت اتفاق بيفتد، تلفات عناصر موجود در مذاب، بيشتر شده و سوخت مصرفي در يك واكنش «ترميتي»، آلومينيم است. از آنجا كه اين واكنش گرمازاست، مي تواند دماي سطح مذاب را به سرعت تا بالاي 780درجه سانتي‌گراد افزايش داده و به اكسيداسيون بيشتر مذاب، كمك كند. علاوه بر پرت زياد مذاب، واكنش‌هاي ترميتي مي‌توانند به لايه نسوز كوره آسيب رسانده و از عمر كوره بكاهند. نقل قول لینک به دیدگاه
Peyman 16,150 مالک اشتراک گذاری ارسال شده در 1 فروردین، ۱۳۸۹ 4. تكنولوژي مشعل (سيستم گرمادهنده) انتخاب و نوع مولدهاي حرارتي مورد استفاده در يك كوره، اهميت زيادي دارد. در اغلب موارد، مي بايستي تعادلي خوب بين انتقال حرارت كافي و موثر مواد داخل كوره و در عين حال، حداقل اكسيداسيون مذاب برقرار باشد. شعله معمولاً به دو طريق باعث افزايش سرباره مي‌شود: يكي از طريق واكنش محصولات سوخت با مذاب و ديگري تشكيل نقاط داغ در سطح مذاب زير شعله كه باعث اكسيداسيون بيشتر مذاب مي شوند. با طراحي مشعل هاي متحرك و حركت دوراني و چرخه اي شعله، نقاط داغ سطح مذاب حذف شده و باعث كاهش حداقل 20 درصد سرباره مي شود. همچنين، حركت مذاب از طريق هم زدن، به جلوگيري از پيدايش نقاط داغ، كمك خواهد كرد. 5. سرباره گيري كوره در عمليات سرباره گيري، بيشترين سرباره از كوره حذف مي شود. بازده بيشتر عمل ذوب و كنترل دما، زمان و چگونگي سرباره گيري بسيار مهم بوده و در بازيافت كلي تاثير خواهد گذاشت. تاخير زياد در سرباره گيري، باعث كاهش بازده ذوب شده و همچنين باعث افزايش بيش از حد دماي سطح مذاب خواهد شد. مهارت اپراتور و همچنين استفاده از تجهيزات مناسب براي سرباره گيري، تاثير زيادي دارد. تكنيك نامناسب سرباره گيري باعث مي‌شود تا مقدار زيادي آلومينيم از كوره، بيرون كشيده شود. نگه‌داشتن مذاب در داخل كوره در مقايسه با حالتي كه مذاب همراه سرباره بيرون آمده و با روش‌هايي ديگر بازيافت شود، بسيار اقتصادي تر است. امروزه استفاده از ماشين هاي سرباره گيري رباتيك، متداول شده است (شكل زیر). اين سيستم ها كاملا اتومات بوده و نيازي به مهارت با تخصص اپراتور ندارند. اين ماشين ها نه تنها ميزان مذاب خارج شده به همراه سرباره را به حداقل مي‌رسانند بلكه براساس برنامه ريزي انجام شده، با نسوز كوره تماس نگرفته و به افزايش عمر كوره كمك مي كنند. 1 نقل قول لینک به دیدگاه
Peyman 16,150 مالک اشتراک گذاری ارسال شده در 1 فروردین، ۱۳۸۹ روش‌هاي بازيافت بهتر آلومينيم موجود در سرباره گرچه تاييد شده است كه ميزان سرباره، بايد در حداقل باشد، به نظر می رسد که از اهميت افزايش ميزان آلومينيم موجود در سرباره، چشم‌پوشي شده است. برخي‌ها به اشتباه بر اين باورند كه كاهش ميزان آلومينيم در سرباره، مطلوب‌تر است. زيرا آلومينيم بيشتري در كوره باقي مي‌ماند. اگر سرباره شبيه آنچه كه در شكل زیر ديده مي‌شود، باشد، نه تنها امكان بهبود شرايط محيط كار فراهم مي‌شود بلكه سودبخشي سازمان نيز افزايش خواهد يافت. براساس قيمت‌هاي كنوني، Al افزايش بازتابي سرباره به ميزان 3 درصد براي تناژ 500 تن در ماه، منجر به صرفه‌جويي سالانه حدود 46000 دلار مي‌شود. مديريت موثر سرباره، منجر به بهبود كيفيت مذاب، كاهش مصرف سوخت، افزايش عمر مفيد ديواره نسوز كوره و بازده بيشتر كل فرايند مي‌شود. در سال‌هاي اخير، تسهيلاتي براي بهتر سرد كردن سرباره و بازيابي آن ايجاد شده است. امروزه ميزان بازيافت سرباره بايد در محدوده 60 تا 70درصد باشد. روش‌هاي مختلفي براي بهبود بازيافت آلومينيم موجود در سرباره وجود دارد كه در ادامه، هركدام از آنها و ميزان تاثيرشان موردبررسي قرار گرفته است. 1- خنك كردن سرباره از كف اين روش، اولين و اصلي‌ترين روش مديريت سرباره است كه در آن با پخش كردن سرباره داغ بر روي شمش Al و يا تختال فولادي، سرباره به سرعت سرد مي‌شود. سپس كارگران، قطعات بزرگ آلومينيم را جمع‌آوري مي‌كنند. گرچه ميزان بازيافت آلومينيم در اين روش 30 درصد است، اما در مقايسه با روش‌هاي جديد، بسيار ناچيز است. علاوه بر آن، به علت ايجاد گرد و غبار زياد، انتخاب اين روش از لحاظ ايجاد آلودگي‌هاي زيست‌محيطي، توصيه نمي‌شود. 2- روش تلاطمي اين روش در اواخر دهه 1960 و اوايل دهه 1970 به صنعت معرفي شد. در اين روش، سرباره وارد مخزني با ديواره‌هاي نسوز مي‌شود. سپس، مخزن به يك ماشين همزن منتقل مي شود كه مجهز به ابزاري براي هم زدن سرباره است. بعد از 4 تا 6 دقيقه هم زدن سرباره، محتواي مخزن به قالب شمش ريزي منتقل مي شود. ايجاد تلاطم، اكسيداسيون و فرايند ترميت را افزايش داده و موجب تشكيل سرباره به صورت خاكستر مي‌شود كه انجام فرايند مرحله بعد در مور آنها مشكل خواهد بود. ميزان بازيافت در اين روش به طور متوسط 40 درصد است. 3- خنك‌كننده‌هاي چرخشي از خنك‌كننده هاي چرخشي، براي نخستين بار در 1970 استفاده شد. اين سيستم از 4 جزء تشكيل شده است كه عبارتند از: 1. ظرفي استوانه اي شكل كه از قسمت خارجي با آب خنك مي شود. 2.وسيله اي براي شارژكردن سيستم. 3. غربال. 4. سيستم كنترل آلودگي. در اين روش، سرباره گيري توسط ملاقه هايي بزرگ و سوراخدار انجام شده و سرباره خارج شده به محفظه‌هاي استوانه‌اي شكل انتقال مي يابد. اين محفظه ها مي‌چرخند و در حين چرخش، يا در آب فروبرده مي‌شوند و يا آب بر روي آنها اسپري مي‌شود. نحوه خنك كردن در اين روش، منجر به افزايش ميزان بازيابي به ميزان 50 تا 60 درصد مي‌شود. از ديگر مزاياي اين خنك‌كننده ها، امكان كنترل فرايند ترميتي است. از معايب اين روش، هزينه بالاي سرمايه گذاري و خطرهاي احتمالي ناشي از انجام فرايند پاشش آب بر روي سرباره داغ و آلومينيم مذاب است. به همين دليل از اين روش بندرت استفاده مي‌شود. 4- خنك‌كننده‌هاي گاز خنثي اين روش در اوايل دهه 1990 تجاري شد. اين سيستم، شامل قاب‌هاي بزرگ فولادي و ايستگاه هاي خنك‌كاري بوده كه در آن، هوا با گاز آرگون يا در برخي موارد نيتروژن، جايگزين مي‌شود تا از اكسيداسيون بيشتر سرباره جلوگيري شود. نحوه عمل اين سيستم ها، شباهت بسياري به خنك كننده هاي چرخشي دارد، اما با توجه به زمان زياد خنك كاري (12 تا 24 ساعت) بايد از قاب ها و ايستگاه هاي خنك‌كاري زيادي استفاده شود كه اين امر به فضايي بيشتر نياز دارد. گفتني است كه خواص خنك كنندگي قاب ها، اهميت به مراتب بيشتري از افزودن گاز خنثي دارد، به طوري كه حتي مي توان به منظور صرفه جويي هاي اقتصادي، از قاب هايي بدون ايستگاه خنك كاري استفاده كرد. قاب ها، شرايط بازيابي را به ميزان 5 تا 10درصد افزايش داده و در بازيابي ثانويه، ميزان بازيافت به 40 تا 50 درصد مي رسد. ادامه دارد ... 1 نقل قول لینک به دیدگاه
Peyman 16,150 مالک اشتراک گذاری ارسال شده در 1 فروردین، ۱۳۸۹ 5- فشاري اين روش كه از اوايل دهه 1990 تجاري شد، مبتني بر اين اصل است كه مايع تحت فشار، از جامد جدا شده و به سمت مناطق داراي حداقل فشار، جريان مي يابد. سيستم فشار، شامل ملاقه اي سوراخدار و فولادي، واحد هيدروليك، كلاهك فشار و يك سري سيني است. سرباره وارد ملاقه شده و به سيستم فشار منتقل مي شود. سپس، كلاهك فشار به تدريج پايين مي آيد. اين فشار موجب مي شود كه مذاب به قالب شمش كه زير ملاقه قرار دارد، منتقل شود. از سوي ديگر، اين فشار منجر به «آگلومره» شدن ذرات آلومينيم موجود در سطح خارجي سرباره مي شود. اين امر از ايجاد گرد و غبار و انجام فرايند ترميت، جلوگيري مي كند. در اين روش، نه تنها سرعت سرد شدن سرباره بالاست بلكه ميزان بازيابي آن به 60 تا 70درصد مي رسد. البته در مواردي كه سرباره سرد بوده و قابل فشردن نباشد، اين روش كاربردي ندارد. در شكل زیر روش های مختلف بازیافت سرباره با یکدیگر مقایسه شده اند. در اين نمودار، تكنيك هاي مختلف مديريت سرباره با يكديگر مقايسه شده اند. در تمام اين روش ها، سرباره استفاده شده، كوره ها و اپراتورها، يكسان بوده اند. 6- كلاهك خنك‌كننده گاهي، ميزان سرباره آنقدر اندك است كه استفاده از روش فشاري، امكان‌پذير نيست. در اين موارد، از روش كلاهك خنك كننده استفاده مي‌شود. اين روش، شامل ملاقه و كلاهك فولادي خنك‌كننده اي است كه روي ملاقه قرار مي‌گيرد. كلاهك، به كمك يك جرثقيل روي ملاقه قرار گرفته و با ايجاد فشار، نيمي از عمليات بازيافت آلومينيم از سرباره در مقايسه با فرايند فشاري، انجام مي‌شود. اين روش، براي سرباره هاي ترميتي بسيار مناسب است. كلاهك هاي مورد استفاده در اين روش، جرم بيشتري در مقايسه با كلاهك هاي مورداستفاده در فرايند فشاري دارند. ميزان بازيابي در اين روش 40 تا 60 درصد است. 7- فرايند داغ از اين روش، بيشتر در آسيا و برخي نقاط اروپا و امريكا استفاده مي شود. به اين ترتيب كه، سرباره پس از سرباره گيري، بلافاصله به كوره اي چرخشي منتقل مي گردد كه از آن براي ايجاد تلاطم استفاده مي شود. در اثر تلاطم، ذرات آلومينيم به يكديگر متصل شده و پس از مدتي فلز مذاب از كوره خارج مي شود. كوره چرخشي، مي تواند با حداقل ميزان نمك كار كند، به اين شرط كه همراه با سرباره، قراضه هاي تميز نيز به كوره اضافه شود. اين امر به سرد شدن مواد و كنترل فرايند ترميت كمك مي كند. در اين روش، ميزان بازيابي 5 تا 10 درصد بيش از فرايند فشاري است. خنك كاري پسماندهاي اكسيدي، مهم ترين چالش در استفاده از اين روش است. 1 نقل قول لینک به دیدگاه
Peyman 16,150 مالک اشتراک گذاری ارسال شده در 1 فروردین، ۱۳۸۹ نتيجه گيري درك اين موضوع اهميت زيادي دارد كه برنامه مديريت موثر سرباره، از قراضه آغاز شده و با انتخاب سيستمي مناسب براي اداره و سرد كردن سرباره و در نهايت، با انتخاب سيستم و روشي مناسب براي استفاده از سرباره ثانويه، ادامه مي يابد. مرور ساده فعاليت‌هاي هر روزه نظير عمليات سرباره‌گيري يا مديريت دماي كوره اغلب مي تواند به رفتاري موثر در افزايش منافع شركت بينجامد. شركت هايي كه امروزه بر مديريت سرباره تمركز كرده اند، نه تنها قيمت محصولات خود را به حداقل مي رسانند بلكه از ديگر مزاياي مديريت سرباره به ويژه مزاياي زيست محيطي آن، بهره مند مي شوند. برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید. ورود یا ثبت نام 1 نقل قول لینک به دیدگاه
behnam0058 0 اشتراک گذاری ارسال شده در 30 شهریور، ۱۳۹۸ با سلام.بنده ریختگر هستم و توکار تولید شمش الومینیوم از قوطی رانیم.میزان افت من تو کوره خیلی زیاده یعنی از 100 درصد مواد 55درصد شمش میشه و 45 درصد بقیش سرباره.میخاستم بپرسم که چطوری میتونم این افت رو کاهش بدم مثلا تا 25 درصد بیارم پایین؟ممنون که راهنمایی میکنید. نقل قول لینک به دیدگاه
ارسال های توصیه شده
به گفتگو بپیوندید
هم اکنون می توانید مطلب خود را ارسال نمایید و بعداً ثبت نام کنید. اگر حساب کاربری دارید، برای ارسال با حساب کاربری خود اکنون وارد شوید .