هر کدام از انواع کوره ریخته گری مانند کوره بلند، کوره قوس الکتریکی، کوره بوته‌ای، کوره کاپولا و کوره القایی، مزایا و کاربردهای مختص به خود را دارد. با این حال، انواع کوره ریخته گری در ماهیت امر یک کار را انجام می‌دهد که شامل ذوب مواد اولیه تولید فلزات مختلف است. در واقع برای تولید انواع محصولات فولادی و …، نیاز است که مواد اولیه به یک ماده مذاب تبدیل شود. برای تبدیل کردن مواد اولیه به ماده مذاب جهت شکل‌دهی آنها، از کوره ریخته گری استفاده میشود که در ادامه به توضیح انواع کوره ریخته گری می‌پردازیم. برای خواندن ادامه مطلب، مجله کارآهن را دنبال کنید.
| جدول انواع کوره ریخته گری | ||
| نام کوره | سازگاری با محیط زیست | کاربرد |
| کاپولا | کم | انواع فلزات |
| القایی | زیاد | آهن، فولاد، مس و آلومینیوم |
| بوته‌ای | زیاد | برنج، برنز و آلومینیوم |
| قوس الکتریکی | زیاد | آهن و فولاد |
| بلند | کم | آهن و فولاد |
کوره ریخته گری چیست؟
وظیفه اصلی کوره ریخته گری ذوب کردن مواد فلزی است تا بتوان آنها را در قالب ریخته و محصولات مختلف تولید کرد. کورههای ریخته گری برای ذوب طیف وسیعی از فلزات از جمله آهن، فولاد، آلومینیوم، برنج، برنز و غیره استفاده میشود. علاوه بر این، انواع کوره ریخته گری برای کاربردهای مختلف در بسیاری از صنایع از جمله معماری، راه آهن، کشاورزی و غیره مورد استفاده قرار می‌گیرد.
هنگامی که فلز در کوره ذوب میشود، معمولا در قالب‌ها یا قطعات ریخته گری ریخته شده تا محصولات مختلفی مانند لوله، ابزار و وسایل تزئینی به وجود آید. قالب‌ها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که شکل مطلوب محصول نهایی را ایجاد کنند. به طور کلی، کوره ریخته گری جزء حیاتی هر عملیات فلزکاری است. این فرآیند اجازه می‌دهد تا کارخانه‌های ریخته گری، فلزات را ذوب کرده و به انواع محصولات، از اقلام تزئینی کوچک گرفته تا قطعات صنعتی بزرگ، شکل دهند و نقش اساسی در صنعت ایفا کنند.
انواع کوره ریخته گری
انواع کوره ریخته گری به ۵ دسته اصلی تقسیم‌بندی می‌شوند که عبارتند از:
۱- کوره کاپولا
کوره کاپولا نوعی کوره ریخته گری است که برای ذوب و ریخته گری آهن استفاده میشود. نام کاپولا به دلیل شکل آن که شبیه یک فنجان یا گنبد است، شُهرت دارد. کوره کاپولا یا کوره گنبدی از یک پوسته استوانه ای (معمولا از ورق فولادی) ساخته شده است که با آجرهای نسوز و سایر مواد مقاوم در برابر حرارت پوشش داده شده است. یک کوره کاپولا معمولا ۳۰ تا ۸۰ فوت ارتفاع دارد و قطر آن می تواند بین ۵ تا ۱۳ فوت باشد.
کوره کاپولا به عنوان یکی از انواع کوره ریخته گری، با ترکیبی از سنگ آهن، کک (کربن) و سنگ آهک بارگیری شده که هر کدام به صورت لایه‌ای اضافه میشود. سپس یک انفجار هوای داغ از طریق نازل‌هایی که در پایین قرار دارند به داخل کوره دمیده شده و مواد را گرم می‌کند تا باعث ذوب شدن و واکنش شیمیایی آنها گردد.
پس از آن با سوختن کک، مونوکسید کربن تولید میشود که با اکسید آهن موجود در سنگ معدن واکنش داده و آن را به آهن مذاب تبدیل می‌کند. همچنین سنگ آهک با تشکیل سرباره به حذف ناخالصی‌ها کمک می‌کند که با شناور شدن روی آهن مذاب، می‌توان آن را از بین برد.
هنگامی که آهن مذاب در کف کوره جمع شد، آن را از سوراخی کوبیده و در ملاقه‌هایی جمع می‌کنند تا در قالب‌ها ریخته شود. کوره کاپولا یک کوره ریخته گری بسیار کارآمد و قابل اعتماد برای تولید چدن، قرن‌هاست که در صنعت از آن استفاده میشود. با این حال، کوره کاپولا یا کوره گنبدی منبع قابل توجهی از آلودگی زیست محیطی به همراه دارد؛ زیرا احتراق کک باعث تولید مقادیر زیادی دی اکسید کربن و سایر آلاینده‌ها می شود.
بیشتر بخوانید: چدن یا آهن خام چیست؟ روش تولید انواع آهن خام
۲- کوره بوته‌ای
کوره بوته‌ای یکی از انواع کوره ریخته گری است که برای ذوب و ریخته گری فلزاتی که نقطه ذوب پایینی دارند مانند برنج، برنز و آلومینیوم، استفاده میشود. با توجه به اینکه فلز در یک بوته (ظرفی از مواد مقاوم در برابر حرارت مانند گرافیت، خاک رس یا سرامیک) ذوب میشود، به آن کوره «بوته‌ای» می‌گویند.
کوره ریخته گری بوته‌ای معمولا از یک محفظه کوره ساخته شده از مواد نسوز تشکیل شده است که توسط منبع سوختی مانند گاز طبیعی، پروپان یا برق، گرم میشود. همچنین با قرار گرفتن بوته در داخل محفظه کوره، حرارت داده میشود تا به واسطه آن بتوان فلز داخل آن را ذوب کرد. هنگامی که فلز ذوب شد، می‌توان آن را در قالب ریخت تا اشکال مختلف از آن درست کرد. بوته را می‌توان با استفاده از انبر یا ابزارهای دیگر از محفظه کوره خارج کرد و فلز مذاب را در قالب ریخت.
کورههای بوته‌ای در اندازه‌های مختلفی وجود دارند، از واحدهای کوچک رومیزی که در جواهرسازی و فلزکاری در مقیاس کوچک استفاده می‌شوند تا کورههای بزرگ‌تر در مقیاس صنعتی که در ریخته‌گری‌ها و تأسیسات تولیدی بزرگ‌تر استفاده می‌شوند. استفاده و نگهداری آنها نسبتا آسان است. به همین دلیل روشی مقرون به صرفه برای ذوب و ریخته گری مواد کوچک تا متوسط فلزی به حساب می‌آید.
۳- کوره القایی
کوره القایی یکی دیگر از انواع کوره ریخته گری است که برای ذوب فلزات مختلف استفاده میشود. این کوره از القای الکترومغناطیسی برای گرم کردن و ذوب فلز با ایجاد جریان‌های الکتریکی در خود فلز بهره می‌گیرد. همچنین کوره القایی از یک سیم پیچ لوله مسی تشکیل شده است که با جریان متناوب گرم شده و میدان مغناطیسی ایجاد می‌کند. این میدان مغناطیسی باعث ایجاد جریان‌های گردابی در فلز شده که پس از تولید گرما، منجر به ذوب فلز میشود.
از کوره القایی می‌توان برای ذوب انواع فلزات از جمله آهن، فولاد، مس و آلومینیوم استفاده کرد. همچنین معمولا در کارگاههای فلزکاری برای ذوب و ریخته گری فلزات به اشکال مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد.
کورههای القایی در اندازه‌های مختلف، از واحدهای کوچک و دستی گرفته تا کورههای ریخته‌گری بزرگ در مقیاس صنعتی که در کارخانه‌های فولادسازی و سایر صنایع سنگین استفاده می‌شوند، تولید می‌گردد. این نوع کوره از انواع کوره ریخته گری، مزایای متعددی نسبت به سایر انواع کوره تولید فلزات دارد که می‌توان به زمان گرمایش سریع تر، راندمان بالای انرژی و کنترل بهتر دما اشاره کرد. این نوع کوره همچنین آلاینده کمتری تولید می‌کند که آنها را به گزینه ای سازگارتر با محیط زیست تبدیل می‌کند.
۴- کوره قوس الکتریکی
کوره قوس الکتریکی به عنوان یکی از انواع کوره ریخته گری شناخته می‌ود. این نوع کوره (EAF) نوعی کوره ریخته گری است که برای ذوب و تصفیه فلزات، به ویژه ضایعات فولاد استفاده میشود. کوره قوس الکتریکی از قوس الکتریکی ایجاد شده توسط الکترودهای گرافیتی بزرگ برای ذوب فلز استفاده می‌کند. در ضمن این کوره به طور معمول از یک پوسته فولادی بزرگ با مواد نسوز ساخته شده است و الکترودها برای ایجاد قوس الکتریکی بین آنها و فلز به داخل کوره فرو می‌روند.
گرمای شدید تولید شده توسط قوس‌ها، ضایعات را ذوب می‌کند و سپس با افزودن مواد مختلف مانند آهک یا فلورسپار برای حذف ناخالصی‌ها، تصفیه می‌گردد. هنگامی که سطح خلوص مورد نظر به دست آمد، فلز مذاب از کوره ریخته گری استخراج شده و برای پردازش بیشتر در قالب‌ها ریخته میشود.
یکی از مزایای کوره قوس الکتریکی این است که می‌توان از آن برای بازیافت ضایعات فولاد استفاده کرد. همچنین می‌توان نیاز به مواد اولیه جدید و میزان ضایعات تولیدی را کاهش داد. علاوه بر این، از آنجایی که EAF یا کوره قوس الکتریکی از برق به عنوان منبع سوخت استفاده می‌کند، می‌تواند نسبت به سایر انواع کورههایی که به سوخت‌های فسیلی متکی هستند، سازگاری بیشتری با محیط زیست داشته باشد.
۵- کوره بلند
آخرین نوع کوره ریخته گری که به آن می‌پردازیم کوره بلند است که به عنوان یکی از انواع کوره ریخته گری شناخته میشود. این نوع کوره، یک کوره بزرگ و عمودی است که برای ذوب سنگ آهن و سایر مواد مانند سنگ آهک و کک برای تولید آهن خام مورد استفاده قرار می‌گیرد.
کوره بلند با گرم کردن باری از سنگ آهن، سنگ آهک و کک در حضور هوای گرمی که از طریق یک سری نازل به داخل کوره دمیده میشود، کار می‌کند. هوای گرم با کک واکنش داده و مونوکسید کربن تولید می‌کند که سنگ آهن را به شکل عنصری آن کاهش می‌دهد. سپس سنگ آهک به کوره اضافه میشود تا ضمن حذف ناخالصی‌ها و سرباره‌ای ایجاد شده از سطح آهن مذاب نیز از بین برود.
کورههای بلند معمولاً از یک پوسته فولادی با مواد نسوز ساخته شده است و به طور مداوم برای چندین سال کار می‌کند. این کوره با مواد خام در بالا شارژ میشود و آهن مذاب به صورت دوره‌ای از پایین آن خارج می‌گردد.
یکی از مزایای اصلی کوره بلند توانایی آن در تولید مقادیر زیادی آهن و فولاد با هزینه نسبتا کم است. کورههای بلند قرن‌ها است که مورد استفاده قرار می‌گیرد و امروزه نیز به طور گسترده در تولید فولاد کاربرد دارد. با این حال، کوره بلند منبع اصلی انتشار گازهای گلخانه‌ای است؛ زیرا فرآیند گرم کردن کوره به مقادیر زیادی سوخت فسیلی نیاز دارد.
بیشتر بخوانید: خرید آهن آلات
کلام آخر
در این مقاله به معرفی انواع کوره ریخته گری؛ مزایا و کاربردها پرداختیم. برای تولید آهن نیاز است که مواد اولیه به ماده مذاب تبدیل شود. تبدیل کردن سنگ آهن و سایر مواد فلزی به ماده مذاب، از طریق انواع کوره ریخته گری صورت می‌گیرد. به صورت مثال برای تبدیل سنگ آهن به ماده مذاب، از انواع کوره ریخته گری مانند کوره بلند، کوره قوس الکتریکی و … استفاده میشود. برای کسب اطلاعات بیشتر در زمینه کورههای ریخته گری، می‌توانید با کارشناسان ما مشورت کنید. برای ارتباط با کارشناسان کارآهن، با شماره ۶۷۱۴۵-۰۲۱ تماس بگیرید.
سوالات متداول
کوره ریخته گری چیست؟
برای تبدیل مواد اولیه انواع فلزات به یک ماده مذاب، از انواع کوره ریخته گری استفاده میشود. بنابراین در چرخه تولید فلزات به ویژه آهن، کورههای ریخته گری اولین مرحله است.
انواع کوره ریخته گری کدام است؟
انواع کوره ریخته گری به چندین دسته تقسیم‌بندی میشود که مهمترین آنها شامل کوره القایی، کوره قوس الکتریکی، کوره بوته‌ای، کوره کاپولا و کوره بلند است.
کوره بوته‌ای برای چه فلزاتی مناسب است؟
این کوره برای فلزاتی مانند برنج، برنز و آلومینیوم که نقطه ذوب پایینی دارند، کاربرد دارد.
برای تولید آهن از چه کورههایی استفاده میشود؟
معمولا برای تولید آهن از کورههای القایی، بلند، قوس الکتریکی و … استفاده میشود.
پرکاربردترین کورههای ریخته گری در ایران کدام‌اند؟
کوره بلند پرکاربردترین انواع کوره تولید آهن در این به حساب می‌آید.