nx دارای 193 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است
فایل ورد nx کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه و مراکز دولتی می باشد.
این پروژه توسط مرکز nx2 آماده و تنظیم شده است
توجه : در صورت مشاهده بهم ريختگي احتمالي در متون زير ،دليل ان کپي کردن اين مطالب از داخل فایل ورد مي باشد و در فايل اصلي nx،به هيچ وجه بهم ريختگي وجود ندارد
بخشی از متن nx :
كاربرد مواد دیرگداز در صنایع آهن و فولاد
حدود 70% كل تولیدات مواد نسوز در صنایع تولید آهن و فولاد مصرف می شود. بسیاری از تولید كنندگان فولاد در مراكز خود دارای پخش دیرگداز هستند كه در این بخشها آزمایشهای متداول و معینی بر روی دیرگدازهای جدید دریافت شده انجام می دهند. بعضی از كارخانه ها نیز بخش های بزرگ تحقیقاتی دارند كه در آنها تحقیقات مداومی بر روی ساخت انواع دیرگدازهای جدید صورت می پذیرد.
مذاب فلزات و سرباره اثرات مخربی بر روی آستر كوره های مورد مصرف در صنایع آهن و فولاد دارد. این مواد موجبات آلودگی، پوسیدگی، سائیدگی، شستن و حمل كردن آجرهای دیرگدازی را كه ظاهراً باید در مقابل عوامل شیمیائی سخت و مقاوم باشند را فراهم می سازند. هدف اصلی طراحان و سازندگان مواد نسوز اینستكه موادی برای آسترها تهیه كنند كه فلز و سرباره نه در آنها نفوذ نماید و نه با آنها وارد واكنش گردند. ایده آل این طراحان ساخت موادی است كه بدون عیب بوده و مقاوم در مقابل شوكهای حرارتی باشند، البته آنها باید در عمل این ایده خود را تعدیل بخشند.
تولید آهن در كوره بلندعلیرغم احتمال وجود رقابتهائی از طرف روش احیا مستقیم در آینده، بنظر میرسد كه استفاده از كوره بلند برای تهیه آهن خام لااقل برای سالهای زیاد دیگری همچنان متداول باقی بماند. شواهد و قرائن بسیاری تمایل بیشتر برای استفاده از كوره های بزرگتر از جانب تهیه كنندگان را نشان می دهد. استفاده از درجه حرارتهای بالاتر، دمش اكسیژن اضافی و كار در فشارهای بالاتر، شرایط انتخاب و كاربرد مواد نسوز بهتر، دقیقتر و بحرانی تری را فراهم می سازد.
كوره بلند عبارتست از یك سیلندر مخروطی فولادی كه آستر آن بدلیل شرایط متفاوت ساختمان هر قسمت از كوره. توسط مواد دیرگداز مختلفی پوشیده شده است مواد شارژ شامل سنگ معدن آهن، كك و آهك از دهانه بالای كوره كه می تواند تا حدود 36 متر نیز ارتفاع داشته باشد، وارد كوره بلند می گردد. هوای پیش گرم شده اغلب بهمراه مواد دیگری چون اكسیژن، بخار آب و دیگر گازها از میان لوله هایی بدرون توده شارژ دمیده می شود. در نتیجه این عمل كك سوخته و به CO2 تبدیل می گردد و آهن موجود در سنگ معدن شارژ را احیاء كرده و به آهن فلزی تبدیل می كند. واكنش زیر محصول كوره بلند را نشان می دهد:
مذاب آهن تهیه شده در ته كوره جمع آوری می گردد تا اینكه یا مستقیماً تحویل كوره فولاد سازی شود و یا برای انجام عملیات بعدی، ریخته گری و سرد گردد.كوره بلند بر اساس تبادل متقابل انرژیهای شیمیائی و حرارتی عمل می كند. علیرغم وجود بیش از یك قرن سابقه تحقیقاتی در مورد تهیه آهن توسط كوره بلند، اطلاعات مختصری درباره توزیع درجه حرارت در هنگام كار این كوره ها موجود است. این امر مانع از عملكرد دقیق مواد دیرگداز بكار رفته در نقاط مختلف كوره می شود. بدنه، شكم و تنوره بخش های اصلی یك كوره بلند را تشكیل می دهد.( به شكل 1 توجه كنید). انتخاب دقیق مواد نسوز مناسب همراه با تعبیه سیستم خنك كننده در نقاط گرم كوره بخصوص نواحی شكم و بوته( محل جمع آوری مذاب) عمر كوره را افزایش می دهد اگر چه غالباً در اثر عملكرد عوامل مخرب ناشناخته، امكان بروز شكستهای ناگهانی وجود دارد.
گاز از ناحیه فوقانی كوره بلند خارج می شود و این در حالیست كه در حدود 15ـ 10 گرم بر سانتیمتر مكعب گرد و غبار حاوی ذرات سنگ معدن آهن، كك و مواد روانساز را به همراه دارد. در بعضی موارد غلظت این گردو غبارها به حدود 100 نیز میرسد. مجموعه ای از عوامل چون درجه حرارت بالا، گرد و غبار معلق در كوره و مواد ساینده ناشی از حركت نزولی شارژ كوره از بالا به پائین، مدت عمر آستر را معین می سازد. از آنجائیكه این اعمال با سرعت های متفاوتی در قسمت های مختلف كوره صورت می پذیرد لذا طراح می باید برای نواحی مختلف، مواد نسوز متفاوتی را انتخاب نماید.
برحسب مواد دیرگداز بكار رفته برای كوره بلند دو ناحیه متفاوت را می توان تصور نمود:الف) منطقه فوقانی كه بحرانی ترین ناحیه این قسمت، بدنه كوره بلند است.ب) منطقه تحتانی شامل قسمت های تنوره، كف، شكم و لوله های دمنده هوا و…
حدود تغییرات درجه حرارت در منطقه تحتانی با تقریب بسیار مابین Cْ 1800ـ1300 و در منطقه فوقانی بین C ْ1300ـ200 می باشد. منطقه تحتانی كه اجباراً در آن مذاب به همراه سرباره وجود دارد و فعل و انفعالات موجود در درجه حرارتهای بالا صورت می پذیرد، موقعی می تواند پایدار بوده و عمل كند كه آستر توسط جریان آب سرد خنك شود. نحوه ساخت منطقه فوقانی نیز باید بگونه ای باشد كه در مقابل عملیات مكانیكی و خوردگی شیمیائی ناشی از گازها و بخاراتی كه توسط شارژ ایجاد می شود مقاومت ورزد.هنگامیكه كوره بلند در حال فعالیت می باشد تنوره آن در تمام طول عمرش تحت تأثیر مذاب آهن با درجه حرارتی حدود C ْ1500 و فشار قرار دارد. باین ترتیب تنوره بزودی از بین خواهد رفت.
در این حالت مواد نسوز( آجرهای كربنی و یا خاك نسوز) در مذاب شناور شده و متصدیان كوره در معرض خطر نشت و نفوذ آهن به خارج كوره قرار می گیرند.از آنجائیكه برای هر تعمیر اساسی لازم است كاملاً كار كوره متوقف گردد و بنابراین تنوره كوره بلند باید با مراقبت های ویژه ای ساخته شود. سرعت سایش و خوردگی مواد نسوز علاوه بر نوع و كیفیت دیرگداز بكار رفته تحت تأثیر نوع آهن شارژ شده نیز می باشد. ریخته گری چدن اسفنجی و فرو سیلیس ها نیاز به كوره های با درجه حرارت بالاتری نسبت به فولاد ریزیهای معمولی دارد. آهن های فسفر دار بدلیل ویسكوزیته كمتر دارای قدرت سایش بیشتری بر روی كف كوره هستند. سایش كف كوره های بلند نیز بسیار پیچیده و نامشخص است. علت این مسئله هم اینستكه از مواد دیرگداز كف كوره در طول انجام عملیات نمی توان بسادگی نمونه برداری و آزمایش نمود. كف كوره بصورت مداوم پوشیده از فلز مذاب آهن بوده و بنابراین تحت فشار زیاد قرار دارد.
“ فاكتورهای موثر در آستر كوره”
كاركرد خوب و موثر یك كوره بلند تحت تأثیر عوامل مختلفی چون طراحی كوره و نحوه سرد شدن آن، كیفیت و خواص مواد دیرگداز بكار رفته، اندازه ذرات شارژ( سنگ آهن، كك و آهك)و روش كار عمومی آن به عنوان یك واحد تقریباً خودكار كه بطور مداوم كار می كند، دارد. باید توجه عمده ای به اندازه ذرات مواد شارژ شده داشت زیرا كه میزان ذرات ریز( بصورت گرد) موجود در شارژ تأثیر بحرانی و موثری بر روی مواردی چون عمر آستر بدنه و شكم كوره بلند دارد. استفاده از مواد نسوز كائولینی با دانسیته بالا در بدنه كوره موجب جلوگیری از نفوذ كربن مونواكسید می شود( به بحث های بعدی توجه كنید). جلوگیری از نفوذ CO باعث كاهش احتمال شكست آستر گردیده و این خود تائیدی برای این تئوری خواهد بود كه شكست آستر توسط تجزیهCO و رسوب كربن صورت می پذیرد البته در این شرایط نیز ذرات كربن بخصوص بر روی نواحی اتصال آجرها با ملاط دیده می شود. این پدیده در مراحل ابتدائی آغاز كار كوره مهم است و باین خاطر اهمیت دارد كه موجب انبساط حجمی در ساختمان می گردد.
“ بوته كوره بلند”هم اكنون در ایالات متحده آمریكا مصرف آجرهای كربنی برای كف بوته كوره بلند امری متداول است. برای چنین بوته هایی سرد كردن امری ضروری است. توپی مركزی بوته از جنس آجر خاك نسوز ساخته می شود. اخیراً از سلیمانیت نیز برای این منظور استفاده می شود. تاكنون تركیبات مختلفی از آجرهای كربنی و آجرهای خاك نسوز در دنیا برای بوته بكار گرفته شده اند اما برخی متخصصان نسبت به كار برد بلوك های كربنی در قسمت فوقانی بوته هشدار داده اند زیرا احتمال سایش آنها در اثر دمش هوا وجود دارد.علاوه بر این وقتیكه آهن های كم كربن در كوره ذوب شوند احتمالاً كربن های موجود در آجر كربنی در مذاب حاصله حل شده و آجرها بیش از پیش متخلخل گردیده و در نتیجه سریعتر سائیده می شوند. استفاده از مخلوط كوبیدنی كربن ـ كرم منیزیت در آستر عموماً به افزایش عمر بوته كمك می نماید.
در مواقعیكه آجرهای كربنی با دانه های كربن ریز در دیواره های بوته قرار داشته باشد، رسوب نمودن كربن بر روی آجر نیز می تواند نقشی تعیین كننده در عمر بلوك‌ها داشته باشد. یك راه ممكن برای رفع این اشكال استفاده از آجرهای كربنی با نفوذ پذیری كمتر می باشد. این امر ارتباط كامل به منبعی كه كربن از آن تهیه شده است دارد( بعنوان مثال كربن حاصل از كك نفتی، آنتراسیت و… ) در مدت بهره برداری از آجرهای دیر گداز بوته كوره بلند، تغییرات مینرالوژیكی و شیمیائی مهمی در آنها رخ می دهد.
مواد قسمت تحتانی با موادی چون آهن، كاربید و گرافیت آغشته گردیده كه این امر موجب افزایش دانسیته و بالا رفتن هدایت حرارتی آنها می شود. بالا رفتن هدایت حرارتی سبب افزایش راندمان سرد شدن و در نتیجه جلوگیری از سایش آستر می گردد. بمرور در ضمن فعالیت كوره صرفنظر از نوع آجر بكار رفته ناحیه مركزی ته بوته بوسیله سرباره و آهن جایگزین می گردد.
در سالهای اخیر شكلهای غیر مترقبه و غیر منتظره از بین رفتن بوته های كوره بلند مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایشها نشان داده كه برخی بوته ها حاوی ذرات فلزی كروی با قطر حدود 5/7 سانتی متر است. در نزدیكی دیواره بوته رگه های سفید رنگی كه بعداً معلوم شده كریستوبالیت است با ضخامت حدود 5/1 سانتی متر نیز دیده شده است. بنظر می رسد كه كریستوبالیت ها از تجزیه دیر گدازهای بوته ناشی شده اند.
“ شكم كوره”مواد دیرگداز بكار رفته در آستر شكم كوره بلند تحت سایش و خوردگی حاصل از تماس سرباره مذاب با درجه حرارتی حدود C ْ1500 و عوامل ساینده ای چون كلوخه های باركوره قرار دارند. نحوه عمل كوره بخصوص از نظر سرعت دمش هوا بسیار مهم است. بعضی از تولید كنندگان آهن خام معتقد بودند كه سرعت كم دمش، اثر معكوسی بر روی عمر شكم كوره بلند دارد. هنوز هم مباحثه در مورد بهترین انواع مواد دیرگداز بكار گرفته شده در شكم كوره ادامه دارد، و بسیاری از تولید كنندگان مكرراً عقایدشان را تغییر می دهند.
آجرهای كربنی، خاك نسوز و گاهی اوقات آجرهای آلومینائی ذوب و ریخته گری شده( شامل زیركون ـ آلومینا) بعنوان آستر شكم كوره بكار گرفته می شوند. آجرهای كربنی تعبیه شده در نزدیكی خنك كننده های جت های دمش هوا به سرعت بوسیله بخار آب، گاز CO2 و یا هوا اكسیده می گردند. با تحقیقات انجام شده آجرهای كربنی با نفوذ پذیری كم برای پیشگیری از رسوب كربن و تجزیه CO پیشنهاد شده است. خواص مطلوب دیگر آجرهای كربنی مورد مصرف در شكم كوره بلند، بالا بودن هدایت حرارتی، مقاومت در برابر محیط های قلیائی، مقاومت بالا در مقابل اكسیداسیون و استحكام فشاری بالا می باشد. اثر نمكهای پتاسیمی كه از طریق گازها و بار كوره بدرون خلل و فرج آستر نفوذ می كنند نیز از اهمیت ویژه ای برخوردار است، علت این اهمیت آنستكه یونهای پتاسیم توسط نفوذ در شبكه ذرات كربن آنها را منبسط كرده و موجب تجزیه آجر می گردند.
مقدار خوردگی شیمیائی در آستر شكم كوره ها مستقیماً به میزان قلیائیت سرباره و ویسكوزیته آن بستگی دارد، مثلاً سرباره ای حاوی 45% اكسید كلسیم بسیار خورنده هستند. عمر آستر شكم كوره به شكل گیری پوسته ای از آلومینا و سیلیس( ناشی از شاموت موجود در آجر در مورد آجرهای آلومینو سیلیكاتی) غنی شده از آهك، منیزیم و دیگر اكسیدهای حاصله از شارژ بستگی دارد.
تنوره كوره بلندجنبه های شیمی فیزیكی كاركرد دیرگدازهای تنوره كوره بلند شاید یكی از جالب ترین وجوه تكنولوژی دیرگدازها از نقطه نظر تاثیر آن بر كوره بلند باشد. پدیده كلاسیك تجزیه در اثر كربن فقط یكی از دلایل شكست مواد نسوز بكار رفته در بدنه كوره است. اگرچه همانطور كه قبلاً هم ذكر شد استفاده از آسترهای كائولینی با دانسیته بیشتر از وخامت و اهمیت این مسئله میكاهد ولی آنرا كاملاً از بین نبرده و همچنان این مسئله مطرح است. در هر حال مسایل بسیار دیگری نیز برای تولیدكنندگان دیرگدازها وجود دارد. با تحقیقات فراوان انجام شده معین شده است كه:
شكست آستر تنوره كوره بستگی كامل به خواص دیرگدازها، سیستم خنك كنندگی آستر، سیكل عملكرد كوره، عمل قلیائیها، سرباره اولیه، اكسید روی(Zincite) ، رسوب كربن، شدت دمش كوره، تنش حرارتی حاصل در ساختمان، سایش حاصله توسط شارژ، و فاكتورهای دیگر دارد. جهت افزایش مقاومت آستر باید این موارد را رعایت كرد: اولاً باید از آجر متراكمی كه از مواد كائولینی همراه با مقادیر زیادی از شاموت و حداقل مقدار مواد روانساز تهیه شده و در درجه حرارت بالائی پخته شده باشد استفاده نمود. ثانیاً بهترین سیستم خنك كنندگی را پیش بینی و اجرا كرد. ثالثاً سیكل كار كوره را مخصوصاً در آغاز سیكل پس از دمش هوا و قبل از مرحله خشك كردن نهائی آستر تنظیم و تثبیت نمود.
اخیراً یكی از محققین مقاله ای پس از راهنمائی های عملی در مورد آنچه كه برای بهبود وضعیت مواد دیرگداز كوره بلند مورد نیاز است ارائه نموده و در این مقاله بر تفاوت شرایط بالا و پائین تنوره كوره تائید كرده است. آجرهای كائولینی و سلیمانیتی برای كاربرد در قسمت فوقانی تنوره مناسب است و امكان دارد در مواقعیكه آجرهای دیرگداز قسمت تحتانی كه رضایتبخش نبوده اند تعویض می شوند آجرهای قسمت فوقانی در جای خود باقی بمانند. دیرگدازهای مختلفی در محدوده 42ـ 95% آلومینا( سیلیمانیت، آجر نسوز، آجرهای ذوب و ریخته گری شده) در قسمت تحتانی تنوره كوره بلند مورد استفاده واقع شده اند.
یكی از محققین تجربیات بدست آمده در مورد عمر آسترهای كوره بلند در ایالات متحده را مورد بحث قرار داده است.نتیجه گیری های او كه مبتنی بر تجربیات حاصل از سالیان متمادی كار در شركت تهیه فولاد ایالات متحده است بر روی تغییرات مینرالورژیكی آجرها ضمن كار در كوره و اهمیت آماده سازی شارژ( شامل اندازه دانه های كك، سنگ معدن و آهك) تاكید فراوان دارد. اظهار نظر محققین انگلیسی در مورد كاهش اهمیت اثر كربن در شكست آستر در واقع نتایج این محقق آمریكائی را تائید می كند.
امروزه بنظر می رسد كه مسئله محل اتصال آجرها اهمیت بیشتری دارد.“ اثر قلیائیها بر تنوره كوره بلند”در ناحیه تحتانی تنوره كوره مواد قلیائی قادرند تا عمق زیادی در آستر نفوذ كنند. عمماً غلظت مواد قلیائی 10ـ9% بوده كه گاهی تا 25% نیز میرسد. در آمریكا توسط اضافه كردن سطوح مبردها میزان خسارت وارده به آستر تنوره كوره را كاهش می دهند. در گذشته خسارت وارده به آجرهای خاك نسوز آستر را مربوط به تجزیه كربن میدانستند ولی امروزه تحقیقات نشان داده است كه این مسئله مربوط به نفوذ قلیائیها می باشد. مواد قلیائی بداخل آجر خاك نسوز نفوذ كرده و قبل از اینكه رسوب كربن به مرحله خطرناك رسیده و باعث شكست آجر گردد، موجب تركاندن آن می گردد. در واقع این امر بخاطر تشكیل كلسیت(Kalsite) در آجر است. یك آزمایش نشان می دهد كه تركیب حاصله شامل K2O 4/28% و Na2O 2/4% می باشد.
مطالعات انجام شده بر روی مقطع آجر خاك نسوز تنوره كوره نفوذ قابل توجهی از مواد قلیائی را از بالا بسمت پائین مشخص كرده و نشان می دهد كه واكنش های شیمیائی صورت گرفته در دیرگداز منجر به تشكیل تركیبات آلومینا سیلیكاتی قلیائی گردیده است. ساختمان دیرگداز مخصوصاً میزان نفوذ پذیری آن در مقابل قلیائیها نسبت به تركیب شیمیائی دیرگداز از اهمیت بیشتری برخوردار است. كربناتها، اكسیدها و همچنین سیانید پتاسیم می توانند مسئول روانسازی و تجزیه آستر تلقی گردند( به جدول شماره 2 نگاه كنید).برخی محققان عقیده دارند هنگامیكه مواد قلیائی با آجر خاك نسوز آلومینای پائین واكنش می كند یك مایع شیشه ای حاصل می شود در حالیكه در صورت واكنش با مواد آلومینای بالا محصولی خشك و پودری شكل تولید می كنند، كه می تواند موجبات تركیدن مواد دیرگداز را فراهم كند. تركیبی شامل 42% آلومینا تركیب مناسبی است كه می تواند مواد قلیائی را جذب كرده بدون اینكه تغییرات ابعادی داده و یا فازی مایع تولید نماید.
اثر CO بر روی آستر كوره بلندبدلیل طبیعت فرآیندهای متالورژیكی كه در كوره بلند اتفاق می افتد محیط كوره مملو از گاز CO می باشد. در حضور اكسید آهن كه بعنوان ناخالصی در مواد رسی آجرهای خاك نسوز موجود است، مونواكسید كربن(CO) تجزیه شده بصورت ذرات ریز كربن در داخل خلل و فرج آجرها رسوب می كنند. این عمل در درجه حرارت حدود C ْ600ـ300 برای خلل و فرج ریز كوچكتر از 5-10 سانتی متر صورت می گیرد، و به همین علت مقدار دقیق تخلخل آجرهای بكار رفته برای تنوره كوره بلند از اهمیت خاصی برخوردار است. كربن ناشی از تجزیه CO با آهن موجود در ماده اولیه آجر تشكیل سمنتیت(Fe3C) داده، مقداری انبساط حجمی بوجود میآورد. بدین ترتیب آجر ترد شده و سرانجام می شكند. حاصل این امر از بین رفتن آستر تنوره كوره می باشد.واكنش مربوط به صورت :
می باشد. میزان نفوذ CO و در نتیجه رسوب كردن كربن مستقیماً به قابلیت نفوذ پذیری آستر كوره در مقابل گاز و فشار گازهای موجود در كوره بستگی دارد. از آنجائیكه تصور می شود ذرات كربن موجب تردی ساختمان آجرها می گردد. بنابراین هر چیزی كه بتواند از میزان نفوذ گاز بكاهد در جلوگیری از تجزیه كربن مفید خواهد بود. لذا بعضی از متصدیان بر این عقیده اند كه نفوذ مواد قلیائی بعلت كاهش دادن خاصیت نفوذ پذیری در مقابل گازها در بعضی موارد به كاهش تجزیه كربن كمك می‌كند.( به بخش قبلی در موارد قلیائی رجوع كنید).
اثر كاتالیتكی(Catalytic) اكسیدهای آهن در آجرهای خاك نسوز را می توان توسط پختن دیرگدازها در حرارتهای بالاتر(تا C ْ1500) و تبدیل تركیبات آهن به سیلیكاتهای غیر قابل احیاء، كاهش داد. امروزه سعی می شود كه از مواد رسی كائولینی با مقدار آهن كم استفاده شود و برای حصول به حداكثر دانسیته ممكن، پخت آنها در درجه حرارتهای بالا انجام می شود. ولی از آنجائیكه این امر ممكن است موجبات كم شدن مقاومت در مقابل پوسته ای شدن گردد، باید برخی خواص و مزایا را فدای برخی دیگر كرده، و با در نظر گرفتن كلیه جوانب تركیبی مناسب را برای كار انتخاب نمود.
تاثیر اكسید روی بعضی ها عقیده دارند كه روی و اكسید روی كه از طریق اكسید روی موجود در سنگ معدن آهن وارد آستر تنوره كوره بلند می شود می تواند عمل تجزیه مونواكسید كربن را كه قبلاً ذكر شد تسریع بخشد. علیرغم انكار پدیده فوق توسط بعضی از افراد و اینكه هنوز در مورد نحوه انتقال و رسوب تركیبات روی بر آستر كوره بلند اطلاعات كمی موجود است ولی بهرحال این تركیبات بر روی آستر كوره بلند نقشی مخرب ایفا می نماید. طی آزمایشهای مختلف، مقدار زیادی فلز روی رسوب كرده در آستر از بین رفته تنوره كوره ها دیده شده است.( تا عمق 15 سانتی متری لایه ها.) احتمالاً واكنش صورت پذیرفته بشكل زیر است : : 1 : 2 در اینجا نیز كربن رسوب كرده و این مسئله احتمالاً موجب تردی ساختمان می گردد.
ادامه خواندن مقاله كاربرد مواد ديرگداز در صنايع آهن و فولاد
نوشته مقاله كاربرد مواد ديرگداز در صنايع آهن و فولاد اولین بار در دانلود رایگان پدیدار شد.