تجهیزات استیل در کوره دوار

مقدمه

کوره‌های دوّار دسته‌ای از کوره‌ها هستند که عموماً از مشعل‌های اکسی سوخت (oxy-fuel) استفاده می‌کنند تا حجم گازهای خارج شده را محدود کنند. کوره دوار ساخته شده از انواع ورق استیل نسوز نظیر ورق استیل 310، در صنایع مختلف مورد استفاده قرار گرفته و استفاده از ورق استیل مشبک 309، کمک شایانی در افزایش راندمان این کوره دارد، به گونه‌ای که از انرژی ورودی با حداکثر توان ممکن در مقایسه با کوره‌های ثابت استفاده می‌شود.
کوره‌های از جنس ورق استیل نسوز بسیار انعطاف‌پذیر هستند و می‌توانند برای طیف گسترده‌ای از مواد مورد استفاده قرار گیرند. در کوره‌های ذوب فلزات از ورق استیل 310  و ورق استیل مشبک 309  کمتر استفاده می‌شود و کاربرد این مواد در کوره‌های دوار عملیات حرارتی می‌باشد. از آنجایی که این نوع کوره‌ها، از خانواده کوره‌های دسته‌ای هستند، یعنی شارژ اولیه به صورت کامل و دسته‌ای صورت می‌گیرد، لذا اجزای شارژ کوره را می‌توان به راحتی بر اساس وزن یا حجم محاسبه کرد. لذا کوره را می‌توان به سادگی توسط کارگران نسبتاً غیرماهر استفاده کرد، زیرا به صورت دسته‌ای کوره را شارژ می‌کنند و آن را برای یک دوره زمانی معین (4 تا 6 ساعت) استفاده می‌کنند.

مشخصات کلی و عملکرد کوره‌های دوّار

کوره دوار ابزاری بشکه‌ای شکل است که هنگام انجام عملیات حرارتی حول محور خود می‌چرخد. این ابزارها کمی کج می‌شوند تا نمونه تحت عملیات حرارتی از یک سر بشکه به انتهای دیگر منتقل شود. این انتقال نمونه با چرخش کوره دوار اتفاق می‌افتد و این چرخش همچنین می‌تواند مقداری اختلاط یا هم زدن نمونه را ایجاد کند. هنگامی که کوره دوار در حال کار است، گازهای داغ از داخل محفظه عبور می‌کنند تا عملیات حرارتی را انجام دهند. به طور کلی، گازهای داغ در جهت مخالف حرکت نمونه عبور می‌کنند، اما بسته به نیازهای کاربردی می‌توانند در همان جهت نیز عبور کنند.
سرباره مورد استفاده در اکثر کوره‌های دوّار از جنسFeS-Na2S  مات است. آهن به عنوان یک عامل کاهنده به همراه کک در کوره اضافه می‌شود و یک ترکیب اکسید سرباره مات تولید می‌کند. سرباره مات مذکور دارای نقطه ذوب زیر 800 درجه سانتیگراد در مقایسه با بیش از 1100 درجه سانتیگراد برای سرباره‌های سیلیکات است، بنابراین زمان ذوب را کاهش می‌دهد. یک کوره دوار را می‌توان با شارژ زیاد فلزات و ضایعات سرب، تفاله‌های گرد و غبار، تفاله‌های پالایشگاه، خمیر باتری و هر ترکیبی از آنها استفاده نمود. 
اندازه کوره‌های دوار از 3 تا 10 متر مکعب است و بر اساس محتوای آن بین 3 تا 30 تن در هر بار شارژ می‌شود. سرباره حاصل از یک کوره دوار به طور کلی حاوی سطوح پایین سرب (2-4٪) است.  

اجزای کوره دوار

 کوره‌های دوار از اجزای اساسی شامل بدنه کوره، پوشش کوره، چرخ دنده محرک و منبع حرارت داخلی تشکیل شده‌اند. بدنه کوره در یک کوره دوار عموماً از ورق فولادی ساخته شده و برای تشکیل بشکه که می‌تواند تا 230 متر طول داشته باشد جوش داده می شود. طول بدنه کوره بسته به کاربرد می‌تواند به طور چشمگیری متفاوت باشد. با این حال، با افزایش ابعاد کوره، حفظ دمای یکنواخت در سراسر محفظه سخت‌تر می‌گردد. پوشش کوره عموماً از یک ماده نسوز ساخته می‌شود تا از عایق بودن بدنه فولادی در برابر دمای بسیار بالای تولید شده در داخل کوره اطمینان حاصل شود. یک پوشش نسوز همچنین کوره دوار را در برابر خوردگی محافظت می‌کند. نسوز مورد استفاده بسته به نیاز کاربرد می‌تواند آجر، سیمان یا گچ باشد. به طور معمول، تمام نسوزها می‌توانند تا دمای 1000 درجه سانتیگراد را تحمل کنند. 
چرخ دنده محرک، جزئی است که کوره دوار را می‌چرخاند، اگرچه گاهی اوقات می‌توان آن را با غلتک‌های مناسب جایگزین کرد. برای اینکه یک کوره دوار سرعت چرخش متغیری داشته باشد، چرخ دنده محرک باید مجهز به یک محرک سرعت متغیر برای کنترل آن باشد.
 بسته به نیازهای کاربردی، منبع حرارت داخلی می‌تواند گاز یا برق باشد. این منابع گرما را می‌توان با هدایت، همرفت یا تشعشع هدایت کرد.

کاربردهای کوره دوار

یکی از کاربردهای معمولی کوره‌های دوار، پودرهایی است که نیاز به قرار گرفتن مکرر در معرض گازهای فرآیندی تازه دارند، مانند احیای اکسید فلز با هیدروژن. این واکنش شامل آب می‌شود و بخار آب سنگین‌تر از هیدروژن است، به این معنی که معمولاً در پایین راکتور جایی که بستر پودر است، قرار می‌گیرد. پس هدف حذف آب از بستر پودر و قرار دادن آن در معرض هیدروژن تازه است. بنابراین، با استفاده از ویژگی‌های داخلی در لوله، می‌توان بستر پودر را به طور مداوم در معرض هیدروژن تازه قرار داد. 
طیف وسیعی از عملیات حرارتی وجود دارد که می تواند در یک کوره دوار انجام شود، از جمله اکسیداسیون، برای کاهش تعداد الکترون‌ها در یک نمونه، کلسینه کردن یکی از کاربردهای رایج کوره‌های دوار است که فرآیند القای تجزیه حرارتی است. ذوب فلزات، خشک کردن محصولات کارخانه سیمان و گچ و ... از دیگر کاربردهای عمومی‌تر کوره‌های دوّار هستند. با توجه به حجم بالای قابل شارژ در این کوره‌ها، در صنایع کوچک و متوسط مورد استفاده قرار می‌گیرد.