ضایعات و زبالهها، از ابتدای زندگی بشر، جزء جدا نشدنی زندگیها بودهاند و سالانه خیل عظیمی از این ضایعات در سراسر جهان تولید و به زبالهدانیها سپرده میشوند. این مساله آلودگی کرهی زمین و منابع طبیعی را بیش از پیش در معرض خطر قرار میدهد. علاوه بر آن، میزان منابع و معادنی که برای این ساخت مواد مصرف میشوند، محدود بوده و نیازمند دقت در تولید زبالهها و ضایعات فلزی است. مسالهای که امروزه برای رفع این مشکلات مطرح شده و بسیاری از جوامع جهانی به خوبی از آن استقبال کردهاند، بحث بازیافت زبالهها و ضایعات فلزی است. در این مطلب به چگونگی بازیافت ضایعات توسط کورههای القایی بدون هسته خواهیم پرداخت.
معرفی کورههای القایی بدون هسته
این کورهها از انواع کورههای مختلفی هستند که برای ذوب و استفادهی مجدد از ضایعات فلزی مختلف مورد استفاده قرار میگیرند. وجود ویژگیهای خاصی در این نوع کورهها، استفادهی گستردهتر از آنها را نسبت به دیگر انواع موجود، توجیه میکند.
یکی از ویژگیهای منحصر به فرد در این کورهها، حرکت حمام فلزی نامیده میشود، بدین معنا که مواد مذاب در درون کوره حرکتهای حلقوی خاصی را تحت اثر میدان مغناطیسی موجود، خواهند داشت. این حرکت، در اساس به قدرت کوره و فرکانس عملیاتی آن بستگی دارد.
اما چرا این ویژگی برای بازیافت ضایعات به نحو مطلوب اهمیت دارد؟ زیرا حرکت حمام سبب میشود تا گدازههای درون کوره، چه از نظر ترکیب و چه از نظر دمای آزاد شده، به خوبی همگن و یکنواخت شوند. این حرکت درست مانند یک همزن برقی عمل کرده و در زمانی که ضایعات فلزی اندازهی ریز داشته یا از جنسهای متفاوت هستند، اهمیت بیشتری پیدا میکند.
فناوریهای جدیدتر در ساخت کورههای القایی بدون هسته، این امکان را فراهم آوردهاند تا یک کورهی القایی با فرکانس قابل تنظیم در دسترس باشد. تغییرات فرکانس عملکردی کوره سبب میشود در انتخاب قدرت گرمایش کوره و تنظیم شدت حرکت حمام آزادی عمل بیشتری داشته باشیم.
مزیت این کورههای جدید ورود مستقیم گرما به فلز است، در شرایطی که وجود حرکت حمام نیز از جهش قابل توجه دمایی در بخشهای مختلف کوره جلوگیری میکند. با وجود قابلیت کنترل دقیق دما و فرایند ذوب، میتوان موارد دیگری را به عنوان مزیت برای آنها برشمرد. از جمله: تلفات ذوب کم، کاهش آلودگی محیط زیست و محیط کار، آنالیزهای بسیار پایدار و دقیق و راندمان انرژی بالادر بازیافت ضایعات فلزی.
حتی میتوان از مبدل فرکانس پیشرفته در کنار کورههای با فرکانس متوسط استفاده کرد و تا حد زیادی با کنترل دیجیتالی این کورهها، به مهندسی فرایند به نحو دلخواه در بازیافت ضایعات پرداخت.
اجزای کورههای القایی فرکانس-متوسط بدون هسته
یک سیستم ذوب القایی پیشرفته با قدرت بالا مانند شکل از چندین قسمت مهم تشکیل شده است:
- واحد ذوب شامل بدنهی کوره و چهارچوب آن
- سیستم منبع تغذیه و ذخیرهی نیروی الکتریکی با ترانسفورماتور، مبدل فرکانس و قفسهی خازن
- سیستم کنترل فرایند با سیستم توزین، اتاقک اپراتور و پردازندهی ذوب
- تجهیزات جانبی از جمله دستگاه آبرسان، شارژر و سیستم جمعآوری گرد و غبار
عکس 1- کارخانه ذوب فرکانس متوسط
در پروژههای جدید جمعآوری و بازیافت ضایعات فلزی، کورههای جدید بدون هسته با فرکانس متغیر، به دلیل مزایای متعددی که دارند، جایگزین تاسیسات قبلی(کورههای فرکانس اصلی) شدهاند.
یکی از مزایای اصلی این است که به لطف فرکانس بالاتر، کوره میتواند برای ضایعات مختلف بدون هیچ اتلافی، با اطمینان به کارگرفته شود. در واقع با چگالی نیروی چند برابر کورههای با فرکانس اصلی، میتوان اتلاف و خسارت را به حداقل رسانده و کیفیت بازیافت ضایعات را افزایش داد.
ظرف مخصوص مواد مذاب که ضایعات فلزی در آن ذوب میشوند، نسوز بوده و در داخل مارپیچ جریان القایی که توسط یک میدان مغناطیسی تولید میشود، قرار دارد. میدان مغناطیسی با ایجاد جریانهای حلقوی موسوم به حرکت حمام، عملکردی مشابه همزن را بر ماده مذاب اعمال میکند.
هم چنین به دلیل اثر سطحی در ناحیهی حاشیهی مواد مذاب، که به طور مستقیم در مجاورت دیوارهی ظرف نسوز قرار دارد، چگالی جریان به بیشترین حد خود میرسد. یک میدان مغناطیسی ثانویه نیز از حرکت جریان گدازهها، برخلاف جریان القایی تولید میشود.