کاربرد استیل در کوره های کربوره سازی

Image for post
Image for post

مقدمه

صرف نظر از ساختمان کوره های صنعتی و نوع ورق استیل نسوز مورد استفاده در ساخت آن، و فارغ از اندازه، طراحی و نحوه کار آنها، یکی از موارد بسیار مهم در نحوه عملکرد کوره ها که می تواند عواقب فاجعه باری داشته باشد، دربهای آن است. درب ها از جنس ورق استیل 309 هستند که یکی از اجزاء مهم در هر سیستم کوره ای محسوب می شوند، زیرا ضمن کاهش اتلاف حرارت و تحمل فشار، باید به اندازه کافی محکم بسته شوند تا کمترین نشتی را داشته و در برخی موارد تمام نشتی ها را از بین ببرد. قیمت ورق استیل 309 و کیفیت درب ها باید به گونه ای باشد که بارها و بارها بدون ایراد باز و بسته شوند و باید بیشترین قابلیت تعمیر و نگهداری با کمترین هزینه را داشته باشند. کوره‌های صنعتی خلاء یا تحت فشار در سرتاسر جهان ابزار اصلی تولید بالا محسوب می شوند و ممکن است در یک تعریف ساده جزء تجهیزات عملیات حرارتی باشند، که عملکرد درهای آنها برای کنترل جو بسیار مهم است. کوره های خلاء یا تحت فشار چند منطقه ای و چند ردیفه دارای چندین در هستند که تنها دو درب (درب شارژ و تخلیه) جو را از محیط کارخانه جدا می کند. داخل هر دو درب حداقل دو در دیگر وجود دارد که مهر و موم حرارتی را فراهم می کند.

Image for post
Image for post

ویژگی‌های درب کوره های صنعتی

بدنه اصلی کوره های صنعتی از جنس انواع ورق استیل نسوز نظیر ورق استیل 309 ساخته شده است که مهر و موم های الاستومری مانند اورینگ ها کاملاً نشتی درب را از بین می برد. به عنوان مثال حلقه‌های اورینگ احتمالاً 99 درصد درب‌های کوره‌های خلاء را آب بندی می‌کنند و شاید تنها 7-10×7 سی‌سی در ثانیه در فشار اتمسفر نشت صورت گیرد. نوع مکانیزم درب کوره دارای تکنولوژی چرخان می باشد و به صورت مارپیچ فرآیند آب بندی صورت می گیرد. قیمت ورق استیل 309 در ساخت این درب ها پر هزینه ترین بخش تولید محسوب می گردد ولی بیشترین بخشی که در حین سرویس کوره نیاز به تعمیر و نگهداری دارد، حلقه های اورینگ می باشد.

کوره های کربوره سازی

کوره‌های کربوره‌سازی از گاز گرماگیر حاوی 40 درصد هیدروژن، 20 درصد CO و40 درصد نیتروژن استفاده می‌کنند، بنابراین یکپارچگی درهای آن به همان اندازه یا حتی مهم‌تر از کوره‌های خلاء است. کربوره سازی در در دمایی بین 1550 درجه فارنهایت و 1750 درجه فارنهایت انجام می شود. کوره‌های کربوره سازی معمولاً یک موقعیت در منطقه داغ، دهلیز و مخزن کوئنچ با دو در دارند. یک درب داخلی که دهلیز کوئنچ را از منطقه داغ جدا می‌کند و یک درب هشتی بیرونی که سینی از طریق آن بر روی آسانسور بالای روغن کوئنچ قرار می‌گیرد. درب به گونه ای طراحی شده است که یک آب بندی حرارتی ایجاد کند و یک مسیر جریان گاز تعریف شده را در یک نقطه پایین در منطقه گرم ارائه دهد. گاز کربنیک که از بالا یا دو طرف درب داخلی نشت می کند می تواند کنترل جو را دشوار کند. برای اینکه اتمسفر کربورکننده به طور کامل با بار تعامل داشته باشد، منطقه داغ باید دائماً با گاز پر شود و به فن در حال گردش اجازه دهد تا جو را در بین قطعات توزیع کند. اگر گاز فرآیند اجازه داشته باشد در اطراف درب اتصال کوتاه کند، نمی‌تواند به اندازه کافی در منطقه داغ بماند تا کربن کافی را به قطعاتی که در حال کربوریزه شدن هستند، منتقل کند. درب نرم مهر و موم شده بیرونی یا دهلیزی کوره یونیورسال بچ کوئنچ (UBQ) نه تنها با بیرون نگه داشتن هوا نقش مهمی ایفا می کند، بلکه باعث کاهش فشار نیز می شود. بسیاری از درهای بیرونی کوره های کربوره سازی از یک صفحه ماشینکاری شده تشکیل شده اند که از طریق تماس فلز به فلز در برابر چارچوب دهلیز باز و بسته می شود.

Image for post
Image for post

خطرات کوره کربوره سازی

صرف نظر از نوع کوره کربوره سازی (خلاء یا اتمسفر) به دلیل ماهیت خطرناک اتمسفرهای اختلاط، خطراتی نیز دارد:
مهمترین مشکل در کوره های کربوره سازی موضوع اختلاط استیلن و هوا برای کوره خلاء و هیدروژن و هوا برای گاز اندو می باشد. در کوره‌های کربوره سازی، به‌ویژه آن‌هایی که دارای محفظه‌های خنک‌کننده بالایی هستند، زمانی که درب داخلی به‌درستی زمان‌بندی نشده باشد، می‌تواند پیش مخلوطی از سوخت و هوا در دهلیز ایجاد گردد. به عنوان مثال، اگر پس از انتقال سینی به دهلیز برای خاموش کردن، درب داخلی خیلی سریع بسته شود، جو دهلیز به سرعت سرد شده و فرو می ریزد و خلاء جزئی ایجاد می کند و احتمالاً هوا را به داخل فضای محدود می کشد. همانطور که اتمسفر کربور کننده به پاکسازی دهلیز ادامه می دهد، پیش مخلوط می تواند مشتعل شود و در نتیجه باعث انبساط قابل توجه گاز و افزایش فشار شود. از این امر می توان با کاهش سرعت پایین درب جلوگیری کرد و در نتیجه اجازه داد که گاز دهلیز گرم شده به تدریج خنک شود و اختلاف فشار کاهش یابد. نیروی اشتعال تابعی مستقیم از نحوه آب بندی درب دهلیز است. 

 

سیدرحیم کیاحسینی