کوره کوپلا

کوره کوپلا

کوره‌های ذوب کوپلا یکی از متداول‌ترین وسیله‌ها برای ذوب فلز چدن است. بعد از کوره زمینی مرغوب‌ترین چدن نسبت به کوره‌های دیگر از این کوره تهیه می‌شود. کوره کوپلا دارای مکانیسم عملکرد ساده بوده و بیشتر برای ذوب قراضه‌های چدنی استفاده می‌شود. کوره کوپلا یک کوره استوانه‌ای شکل با دیواره‌هایی پوشیده از مواد نسوز است. این کوره‌ها برای اولین بار در چین در ۴۰۳–۲۲۱ قبل از میلاد ساخته و مورداستفاده قرار گرفتند.
 

انواع کوره کوپلا

1. کوره کوپل با هوای سرد (سرد دم) : ابتدا از طریق سوختن کک یا جریان هوا، کوره کوپلا سرد دم گرم می‌شود. لازم است، برای این‌که قبل از ورود بار فلزی کک سرخ‌شده و به حالت التهاب درآید، دستگاه دم برای مدت کوتاهی روشن شود. زمانی عمل بارگیری کوره انجام می‌شود که بلندی کک بستر به حد لازم رسیده باشد (بلندی لازم برای کک بستر معمولاً برابر است با قطر داخلی کوره از سطح لوله‌های دمنده بالا). در این موقع مواد گدازآور را متناوباً یا یکجا بر روی آهن و کک اضافه می‌نمایند و به‌محض این‌که کوره پر شد، جریان هوا را برقرار می‌سازند. آهن مذاب در بوته کوره جمع می‌شود یا مستقیماً به داخل حوضچه می‌ریزد.
 

2. کوره‌های کوپل با هوای گرم (گرم دم) : در اصل ساختمان کوره‌های کوپلا گرم دم شبیه کوره‌های کوپلا سرد دم است اما تفاوت اساسی این دو کوره این است که کوره کوپلا گرم دم همیشه استوانه‌ای نیست. این کوره به کمک گرم‌کننده‌هایی که به طریق بازگشتی هوا را گرم می‌کنند کار می‌کند. برای گرم کردن هوا غالباً از حرارت گازهای گلوگاه استفاده می‌شود، به‌طوری‌که گازهای گلوگاه را به‌وسیله دستگاه مکنده به رکوپراتور می‌رسانند تا در آنجا عمل انتقال گرما از گازها به هوای سرد صورت گیرد.
 

اجزاء کوره کوپل

کوره کوپلا به‌طور ساده به دو بخش اساسی تقسیم می‌شود:

• ساختمان اصلی: این بخش از کوره بدنه فلزی، مواد نسوز، محل شارژ، ورودی هوا و خروجی مذاب را شامل می‌شود.
• بخش‌های جانبی: این بخش از کوره نیز محل توزین شارژ، محل تصفیه گازهای خروجی، پیش گرم‌کن هوا و ریل شارژ شامل می‌شود.

سایر قسمت‌های کوره

بدنه کوره متشکل از استوانه فولادی که درون آن به‌وسیله یک جداره نسوز پوشانیده شده است. اندازه قطر داخلی این کوره ۴۵ تا ۲۱۵ سانتی‌متر است که برحسب ظرفیت و سرعت ذوب آن تغییر می‌کند سرعت ذوب در این کوره‌ها بین ۱ تا ۳۰ تن در ساعت متغیر است. کوره کوپلا از آن دسته از کوره‌هایی است که در آن سوخت به‌طور مستقیم با شارژ در تماس است؛ بنابراین می‌تواند آنالیز مذاب را تغییر دهد.

سوخت این نوع کوره‌ها بیشتر کک است که امروزه به علت منابع سرشار گاز در ایران کوره‌های کوپلا گازی گردیده‌اند. بعد از کوره زمینی مرغوب‌ترین چدن نسبت به کوره‌های دیگر از این کوره تهیه می‌شود. در بالای بوتهٔ کوره محفظه‌ای از هوای فشرده وجود دارد که تویرها به آن ختم می‌گردند. کوره‌های مختلف دارای تویرهای (زنبورک‌های) مختلف از یک تا شش عدد می‌باشند. هر چه ظرفیت کوره بیشتر باشد مقدار هوای دمیده شده و درنتیجه تعداد تویرها بیشتر است.
 

کوره مجهز به چشمی است که به‌وسیله آن رنگ شعله و درنتیجه حدود حرارت کوره مشخص می‌شود. در پایین‌ترین قسمت ورودی دیواره کوره سوراخی جهت خروج بار تعبیه‌شده که مذاب آماده ریخته‌گری از آن خارج می‌شود. بالاتر از دریچه خروج بار؛ دریچهٔ دیگری جهت خروج سرباره تعبیه گردیده است.

نحوه کار این کوره با کوره بلند شباهت زیادی دارد با این تفاوت که کوره بلند برای احیای سنگ معدن آهن استفاده می‌شود. این نوع کوره ذوب در اندازه‌های متنوع و باقدرت ذوب بین ۱۰۰ تا چند ده تن چدن وجود دارد.

نحوه کار کوره کوپلا

مواد معدنی آهنی ، که عمدتاً از جنس لیمستون است (Limston: CaCO3) برای ذوب استفاده می‌شود. با دمیدن هوا از پایین کوره کک می‌سوزد و فلز با حرارت مستقیم آن ذوب می‌شود. با باز کردن شیرهای پایین کوره مذاب و سرباره خارج می‌شوند. با مصرف کک و ذوب شارژ کوره ، گازهای داغ حاصله به لایه‌های فوقانی شارژ منتقل و آن را پیش گرم می‌کند. شارژ کوره اغلب پلی سه ، شمش ، ضایعات فلزی و یا ترکیبی از آن‌ها است. فلزمذاب کربن خود را از سوختن کک جذب می‌کند. درنتیجه ، محصول کوره به چند نوع چدن ریخته‌گری محدود می‌شود.