اجزاء کوره های مقاومتی و نکات و ویژگی های آنها

کوره های الکتریکی مقاومتی علاوه بر استفاده در آزمایشگاه ها در صنعت نیز مورد استفاده  وسیعی  قرار گرفته اند از نظر شکل و ابعاد محدوده خاصی ندارند و به ابعاد مورد نیاز و مختلف طراحی و ساخته می شوند از موارد استفاده از این کوره ها می توان برای پخت سرامیک، لعاب ،ذوب فلزات و عملیات حرارتی اشاره کرد.

اجزاء کوره الکتریکی:شامل یک اطاقک فلزی از جنس آهن معمولی یا همان فولاد st37 که متناسب با ابعاد حجم داخلی کوره محاسبه و طراحی می گردد معمولا ابحاد بیرونی کوره بسیار بزرگتر از ابعاد داخلی یا حجم کوره است این اختلاف برای ایجاد فاصله هوایی عایق کوره استفاده می شود.قسمت بعدی کوره اسکلت و یا شاستی کوره می باشد که قسمت های مختلف روی آن سوار می شود این قسمت ها شامل:

1 -محفظه نسوز 2 -المنت ها3 -در کوره 4 -مدار ها 5 -کنترلر 6 -ترموستات 7 -تروکوپل 8 -سیستم کنترل دما و زمان 9-لوله ویا دود کش کوره برای خروج گاز های داخل کوره،البته متناسب با طراحی قسمت های دیگری مانند ریل و یا لوله های  وکیوم ....می تواند به آن اضافه گردد.

کوره های المنتی یا مقاومتی از نظر عملکرد محدوده دمایی  به دو قسمت تقسیم می شوند:

 تا دمای 1200 درجه سانتیگراد تا دمای 1800 درجه سانتیگراد. در نوع اول از المنت های فلزی از جنس کانتال و یا نیکرم و ... استفاده می گردد که عملکردی راحت و سریع  دارد ولی در نوع دوم المنت ها از جنس سرامیک هایی مانند کاربید سیلیسیوم و یا دی سیلیسید مولیبدن و ... می باشد . علاوه بر سرعت پایین این المنت ها برای رسیدن به دمای لازم ،نگهداری این المنت ها نیاز به دقت بالایی دارد زیرا در صورت هر گونه شک حرارتی مانند باد سرد و یا پاشش مایعات به آن ،المنت شکسته می شود.

نسوز کاری: نسوز کوره های زیر 1200 درجه عموما شاموتی می باشد.  برای بهتر کار کردن کوره عایق کاری با آجرهای سبک و متخلخل انجام می گیرد زیرا علاوه بر دیر گدازی عایق حرارتی خوبی هستند.البته برای حفظ سلامت نسوز بایستی از بر خورد و اتصال مواد خورنده مانند سرباره و نمک با آن جلو گیری نمود.برای افزایش راندمان و سرعت کار از عایق های پشتی پنبه نسوز و بلوک های کاربید سیلیسیوم و .. نسوز های نانودیر گداز استفاده می گردد.

کوره های بالای  1200 درجه سانتیگراد از شرایط ویژه برخوردار می باشند. از عایق های آلومینا با سبکی زیاد و تخلخل ریز و گسترده استفاده می شود این عایق ها دارای خلوص و دیرگدازی و قیمت بالایی می باشند  که بآن برد نسوز یا بلوک نسوز گفته می شود و علاوه بر تحمل 1800 درجه سانتیگراد مقاومت زیادی در برابر انتقال حرارت دارند همچنین برای افزایش عایق کاری تمامی بلوک ها و برد های نسوز توسط چسب آلومینا با مقاومت 1800 درجه سانتیگراد متصل می گردند با این وظعیت در پشت این لایه از پنبه نسوز ,MoSi2  Al2O3 با مقاومت حرارتی 1650درجه سانتیگراد استفاده می گردد.

از نکات دیگر ساخت کوره های مقاومتی استفاده از سنسورهای قطع جریان بوسیله کلید های لولایی و یا  فشاری در روی درها ویا پیرامون آن می باشد تا با باز شدن در، برق قطع شود و فشار بر روی المنتها وارد نشود. لازم به ذکر است همان گونه که المنت های سرامیکی به شک حرارتی حساس می باشند المنت های فلزی به اتصال کوتاه  حساس می باشند. هرگونه اتصال بین حلقه های سیم پیچ المنت ها باعث افزایش شدت جریان گردیده و المنت را ذوب می کند.

برق کوره ها از نوع تک فاز و سه فاز می باشد که نوع سه فاز آن سرعت بالاتری داردو هزینه برق مصرفی آن کمتر است. البته انتخاب نوع جریان و شدت آن متناسب با ابعاد و شکل و نوع مصرف کوره می باشد.

مدار های برنامه دهنده و کنترلر ها از جمله امکاناتی هستند که به کارکنان با کوره اجازه دسترسی به انجام اعمال فنی مانند سیکل های عملیات حرارتی را می دهند.

یکی از ویژگی های کوره های المنت سرامیکی فاصله المنت از جداره کوره می باشد این کار برای بالا بردن راندمان حرارتی و جلو گیری از ایجاد واکنش بین نسوز و المنت می باشد ولی در کوره های المنت فلزی المنت ها در درون نسوز ویا در درون شیارهای ایجاد شده در آجر نسوز قرار دارند.

نکات و ویژگی های کوره های مقاومتی:

1-      کار  با این کوره ها در محیطی تمیز و بدون آلودگی  صوتی و هوایی صورت می گیرد

2-      این کوره ها بعلت سبکی ،کوچکی،نداشتن صدا و لرزش و دود قابل کار در هر محیط و ارتفاعی می باشند

3-      دارای قابلیت سرویس و تعمیر سریع و آسان بعلت قابلیت مونتاژ و دمونتاژ

4-      هزینه پایین ساخت نسبت به بیشتر کوره ها

5-      هزینه بالای برق مصرفی

6-      راندمان کار بسیار بالا بعلت عایق کاری مناسب در این کوره ها

7-      بسته بودن محیط بعلت عدم نیاز به دود کش و سوراخهای دمش هوا و سوخت

8-      عدم گردش و جابجایی هوایی با بیرون در کوره برای ذوب وعملیات حرارتی

9-      قابلیت نصب تجهیزات خلاء با قرار دادن کوره در یک کپسول مناسب فلزی و یا محفظه مخصوص

10-   امکان نصب لوله  ورودی گاز خنثی از بالا محفظه کوره و خروجی از پایین در این کوره برای تخلیه هوا از کوره و ایجاد یک محیط گاز خنثی به شرطی که گاز ورودی دارای فشار بیش از یک اتمسفر باشد.

11-   ذوب آلیاژ و عناصر مشتعل شونده مانند: منیزیوم . زیرکنیوم و تیتانیوم در این کوره ها  طبق شرایط بالا، 9 و 10

12-   امکان ایجاد سیکل عملیات حرارتی مناسب بعلت قابلیت کنترل سریع و راحت قطع جریان برق با رایانه و مدارهای کنترل  جریات برق

13-   قابلیت ذوب و ریخته گری چند مذاب در بوته های مختلف در یک کوره برای آلیاژ سازی

14-   یکی ازمشکلات این کوره ها عدم هم زدن مذاب و ایجاد ته باره و جدایش ثقلی در برخی آلیاژ ها می باشدالبته کوره های مقاومتی دوار ساخته شده اند ولی  استفاده از آنها گسترش نیافته است.

توجه: برای خارج کردن بوته های سرامیکی از گرفتن لبه بوته با انبر خود داری نمایید زیرا احتمال کنده شدن آن می باشد برای این کار بایستی از یک انبر حلالی که کاملا دور بوته را بگیرد استفاده کنید.برای پخت اولیه بوته گرافیتی آنرا از ابتدا در کوه قرار ندهید بلکه بس از رسیدن کوره به 800 درجه سانتیگراد بوته را در کوره قرار دهید و بعد از یک ساعت در دمای 1000 درجه سانتیگراد آنرا خارج نمایید تا در هوا سرد شود در غیر اینصورت بوته دچار عرق کردگی شده و مواد تشکیلی آن جدا می شوند و عمر کوره به شدت کاهش می یابد.

در ادامه مطلب 11 تصویر از کوره های الکتریکی و اجزاء داخل آنرا مشاهده می کنید

کلمات کلیدی:المنت فلزی و سرامیکی -عایق و دیر گداز کوره -ساخت و اجزاء کوره الکتریکی مقاومتی