گزارش کارآموزی تولید انواع دیگ های چدنی شوفاژخانه در شرکت صنعتی شوفاژ کار

مقدمه و تاریخچه

این شرکت در سال 1355 توسط حاج علی اصغر حاجی بابا تاسیس شد. ابتدا شرکت در زمینی به مساحت حدودا پنجاه هزار متر مربع و زیر بنای چهل هزار متر مربع در سال 1350 کلنگ خورده و در سال 1355 به طور رسمی راه اندازی می شود. این کارخانه در سالهای بد یک طرح توسعه داشت که بر اساس آن خطوط تولید ماهیچه (ترموشوک) و شات بلاست و قالبگیری به دو خط افزایش یافته است.

این شرکت در زمینه تولید انواع دیگ های چدنی شوفاژخانه و نیز پکیج (package) فعالیت دارد. میزان تولید ذوب در این کارخانه 70-60 تن در روز  و حدود 17000 تن در سال است. این شرکت دارای پنج سوله بزرگ است و پرسنل آن حدود 300 نفر می باشد.ماشین آلات، تجهیزات و دانش فنی تولید از کارخانه آهلمن آلمان خریداری و تولید تحت لیسانس این شرکت آلمانی آغاز گردید. در شروع تولید مواد اولیه مورد نیاز از خارج تامین می شد اما به مرور شرکت استفاده از مواد اولیه داخلی را در دستور کار خود قرار داد. به طوریکه امروزه کلیه مواد اولیه به استثنای کربن از منابع داخلی تامین می شود. مهمترین مواد اولیه مصرفی در شرکت عبارتند از: ماسه سیلیسی،  بنتونیت ، پودرزغال، فروسیلیسیم، فرومنگنز، رزین ترموشوک، رزین کلدباکس (Cold box)، آهن قراضه و کربن.

تولیدات شرکت:

محصولات تولیدی در شرکت صنعتی شوفاژکار عبارتند از:

1- پکیج(به صورت مونتاژ شده)     2- دیگ سوپر 300  ( به صورت فله ای و مونتاژ شده)       

 3- دیگ 300                           4- دیگ 400                   5 - دیگ سوپر 400                      6- دیگ توربو(TURBO)                 7 - دیگ 1300(سوپر هیت)

محصولات صادراتی: 

8- دیگ شهبا                       

 9- دیگ NG                        

10- دیگ مستر(Master )           

 در شرکت صنعتی شوفاژکار در حال حاضر انواع دیگ چدنی در 10 خانواده فوق، در ظرفیت

Kcal/h 1300000-18000 تولید می شود. شرکت در حال حاضر تولید 10000 تن انواع دیگ چدنی را در برنامه کار خود قرار داده است.  این شرکت 10 درصد محصولات خود را به کشورهایی نظیر افغانستان، پاکستان، اردن، سوریه و یونان صادر می کند.

 تجهیزات مورد استفاده در شرکت:

 4 کوره ذوب القایی بدون هسته هر یک با ظرفیت 8 تن،یک کوره نگهدارنده بدون هسته با ظرفیت 55تن ، یک کوره بارریز هسته دار با ظرفیت 13 تن با قابلیت ریخته گری اتوماتیک ، تجهیزات ماسه سازی با ظرفیت 100 تن در ساعت – خط قالبگیری Jolt squeeze  ساخت شرکت BMD آلمان ،تجهیزات Shot blasting ، تجهیزات مخصوص ماشین کاری دیگهای چدنی ، تجهیزات پیشرفته قالبسازی از جمله دستگاههای  CNCاز مهمترین تجهیزات مورد استفاده در این شرکت می باشند.

در کنار تجهیزات فوق شرکت دارای دو آزمایشگاه متالورژی و تاسیساتی با تجهیزات مدرن اندازه گیری می باشد که فرآیند تولید و محصولات تولید شده مورد تست ، بازرسی و کنترل قرار می گیرند .

در زمینه استفاده از سیستمهای مدیریت کیفیت ، شرکت صنعتی شوفاژکار دارای گواهینامه

ISO 9001 از موسسه URS انگلستان و دارای نشان استاندارد ملی در زمینه تولید دیگهای چدنی از موسسه استاندارد می باشد. استفاده از سیستمهای فوق به همراه امکانات مناسب سخت افزاری و نرم افزاری باعث شده است که شرکت شوفاژکار به منظور تامین خواسته های مشتریان و حضور فعال در بازارهای داخلی و خارجی ، کلیه محصولات خود را تا 10 سال ضمانت کند.

شعار این شرکت عبارتست از :" کیفیت عامل بقای سازمان و بقای سازمان عامل بقای شغل"

اهداف کیفی شرکت:

1- جلب رضایت مشتریان

2- بهبود مستمر سیستم های مدیریت کیفیت

3- بهبود مستمرکیفیت محصولات تولیدی

4- رضایت طرفهای ذینفع از جمله پرسنل به عنوان سرمایه اصلی سازمان

5- حضور فعال در بازارهای جهانی

فصل اول:

کوره ها

کوره های مورد استفاده در این شرکت، همگی از نوع کوره های القایی با فرکانس شبکه میباشند. کوره های القایی از نظر متالورژیکی، مناسب ترین کوره ها برای ذوب و تولید چدن می باشند، زیرا به دلیل چرخش و تلاطمی که در ذوب ایجاد می شود، باعث یکنواختی کامل ترکیب شیمیایی چدن می شوند.

کوره های القایی در یک دسته بندی کلی به سه دسته زیر تقسیم می شوند :

1-  کوره های فرکانس شبکه ( کم ) : فرکانس این کوره ها (HZ)50  است.

2 -  کوره های فرکانس متوسط : فرکانس این کوره ها (HZ) 1000 - 500 است.

3 -  کوره های فرکانس بالا : فرکانس این کوره ها بالاتر از (HZ) 1000 است.

در یک تقسیم بندی دیگر، کوره های القایی به 4 دسته تقسیم می شوند :

1)  کوره های بدون هسته و با فرکانس بالا

2)  کوره های بدون هسته و با فرکانس پائین

3)  کوره های هسته دار با فرکانس پائین

4)  کوره های فرکانس متوسط

کوره های فرکانس شبکه بدون هسته و کوره های فرکانس متوسط و بالا، برای ذوب کردن مورد استفاده قرار می گیرند. کوره های فرکانس شبکه هسته دار برای کوره های نگهدارنده وهسته دار استفاده می شوند.

کوره های القایی ازنظر نوع مصرف، به سه دسته زیر تقسیم بندی می شوند :

1-  کوره های ذوب کننده

2-  کوره های نگهدارنده

3-  کوره های بارریز

استفاده از کوره های نوع فرکانس شبکه بسیار زیاد است. این کوره ها نیاز به ژنراتور نوسان ساز ندارند و ارزان اند و به این علت در صنعت چدن کاربرد زیادی دارند. از آنجا که برای شارژ کوره، معمولا از قراضه های فولادی استفاده می کنند، پس برای آلیاژ سازی باید از مواد کربن زایی مثل کک نفتی کلسینه شده و فرو آلیاژهایی نظیر فروسیلیسیم ، فرو منگنز، فرو فسفر و ... استفاده می شود، که با وجود تلاطم مذاب، جذب عناصر آلیاژی توسط مذاب به خوبی صورت می گیرد. در ضمن کوره های القایی از نظر هزینه ذوب، از کوره های مقاومتی و قوس الکتریکی ارزان ترند، زیرا هزینه مصرف الکترود و یا مقاومت الکتریکی ندارند.

در این کارخانه ، 4 کوره دوب با ظرفیت 8 تن موجود است که در حال حاضر ، 2 عدد از این کوره ها در حال فعالیت و ذوب دهی هستند. این کوره ها از نوع کوره القایی بدون هسته با فرکانس شبکه می باشند. هچنین یک کوره القایی نگهدارنده بدون هسته با فرکانس شبکه و ظرفیت حدود ton 55 و  نیز یک کوره القایی بار ریز که از نوع هسته دار (کانال دار) می باشد، موجودند. ظرفیت کوره بارریز حدودا  ton13 است. مذاب حاصل از کوره های ذوب 8 تنی برای بار دهی به کوره بارریز در خط تولید 500-1( یا خط اتوماتیک) و یا باردهی مستقیم به پاتیل برای خط تولید اتوماتیک (خط 400-1) استفاده می شود. در مواقعی که ذوب کوره های 8 تنی برای باردهی در خط تولید کافی نیست، از ذوب کوره نگهدارنده به  کوره 8 تنی اضافه می کنند و ذوب کوره نگهدارنده در واقع نقش بار کمکی را ایفا می کند.

کار سرباره گیری این کوره روزی یک بار و در ساعت اولیه کاری انجام  می شود. درب کوره نگهدارنده دارای یک دریچه نسبتا کوچک است که مذاب را از این دریچه به داخل کوره می ریزند. چون برداشتن درب اصلی این کوره، باعث اتلاف انرژی و آلودگی بالای هوای محیط می شود، فقط برای سرباره گیری درب کوره را کنار می زنند.

در کوره های ذوب، گرمای لازم برای ذوب چدن توسط یک میدان مغناطیسی با فرکانس شبکه ایجاد می شود.

مکانیزم تولید گرما به این صورت است که عبور جریان از یک سیم پیچ باعث تشکیل یک شار مغناطیسی درون سیم پیچ می شود. حال اگر یک هسته فلزی را در مرکز سیم پیچ قرار دهیم، در اثر القای مغناطیسی درون هسته فلزی، جریانهای موسوم به جریانهای گردابی یا فوکو به وجود می آیند. این جریانها در اثر پدیده ای به نام ( اثر پوسته ای ) از مرکز به پوسته هسته قوی تر می شوند. مقاومت هسته در برابر این جریانها باعث گرم شدن هسته یا همان شارژ و درنتیجه ذوب شدن آن می شود. همچنین طبق قانون فاراده، یک نیروی رو به بالا به هسته وارد می شود که باعث لوپ زدن و گردش مذاب در کوره القایی می شود.

گرمای ایجاد شده در هسته، بنا به رابطه روبرو می باشد :Q = R.I²               

که درآن، R مجموع مقاومت الکتریکی شارژ داخل بوته بر حسب Ω و I شدت جریان القا شده به شارژ برحسب (A) می باشد. Q نیز گرمای ایجاد شده در واحد زمان، در شارژ می باشد که بر حسب (W وات) می باشد.

شدت تلاطم ایجاد شده در مذاب کوره القایی با فرکانس برق کوره رابطه عکس دارد و هرچه فرکانس برق کوره بیشتر شود، به تبع آن شدت تلاطم و لوپ زدن مذاب کمتر خواهد شد. اصولا کوره های کوچکتر به فرکانس بیشتر و کوره های بزرگتر به فرکانس کمتری نیاز دارند. کوره های مورد استفاده در این شرکت نیز با توجه به بزرگ بودن و حجم بالا، از فرکانس شبکه ( فرکانس پائین ) استفاده می کنند تا اختلاط و لوپ زدن خوبی در مذاب ایجاد شود و ترکیب شیمیایی مذاب همگن شود. وقتی ذوب در این کوره ها آماده شد، درب کوره  برداشته شده و توسط جک های هیدرولیکی که در اطراف کوره تعبیه شده ،کوره خم می شود و مذاب به داخل پاتیل تخلیه می شود. این پاتیل ها دارای حداکثر ظرفیت ton2 می باشند و جداره داخلی آنها نسوزکوبی شده است. پس از پر شدن پاتیل از ذوب، توسط جرثقیل سقفی برداشته شده و در کوره بارریزی تخلیه می شود و یا برای باردهی به خط 400-1 در ماشین بارریز ریلی قرار داده می شود.

کویله ای مسی و سیستم آبگرد :

سیم پیچ یا کویل، وظیفه القای جریان به شارژ را به عهده دارد. کویل های مسی به شکل لوله های مسی آبگرد می باشند و دور تا دور کوره به صورت مارپیچی قرار گرفته اند. آبگرد بودن کویل به خاطر آن است که به علت حرارت وارده بر آن آسیبی نبیند. این حرارت به دو علت است، یکی گرمایی که به علت مقاومت خود پیچک در برابر جریان القایی ایجاد می شود و دیگری گرمایی که از بوته کوره به آن می رسد.

آب  مورد استفاده برای خنک شدن کویل ، دارای 7  PH > می باشد تا باعث خوردگی و سوراخ شدن جداره کویل نشود. همچنین این آب باید غیر سخت باشد (بدون املاحی مثل K²+ , +²Na) زیرا درغیر این صورت رسوبات ایجاد شده، درون لوله کویل می چسبند و لوله را مسدود می کنند.

برای جلوگیری از اتصال کوتاه و ذوب شدن کویل، بین کویل ها را با مواد عایق مثل پشم شیشه و آزبست، عایق می کنند. ضخامت پیچک باید به حد کافی زیاد باشد تا تحمل عبور جریان را داشته باشد( حدودmm10 برای فرکانس شبکه ). سیم پیچ یا کویل را گاهی با ملاتهای مرغوب مثل کورالیت یا ترمولیت عایق می کنند.

سیستم آبگرد :

در این سیستم، آب ورودی از طریق پمپ ها به لوله های توخالی کویل و لوله های دیگر آبگرد کوره پمپ می شود و این آب پس از گردش  در بخش های بیرونی کوره و خنک کردن آنها از طریق لوله های خروجی بر می گردد. سیستم خنک سازی آب گرم شده، سیستم بسته تبخیری می باشد.

در این سیستم، دو ایستگاه مجزای خنک کننده داریم که هر کدام در اصل، یک سیستم خنک کننده بسته است. قسمت اصلی خنک کننده،آب لازم مبدل حرارتی را که مجموعه ای از صفحات و شبکه بندی هاست، تامین می کند. قسمت ثانویه مبدل حرارتی یک پمپ دارد که آب را در کویل، خازنها، دیودها و ترانیفورماتور می گرداند.همچنین یک برج تبخیری بسته به روش پاشش آب، حرارت آب گرم شده را حفظ می کند.

دمای اب ورودی و خروجی نباید از حد معینی بالاتر و یا پائین تر باشند. مثلا آب  برگشتی از کوره نباید بیش از 80-60  درجه سانتی گراد دما داشته باشد. دماهای ورودی و خروجی توسط دماسنج کنترل می شوند. فشار آب ورودی باید حدود (bar) 5 باشد و اگر به هر دلیلی از این حد کمتر شد، شیر آب استراری به کار افتاده و این آب بعد از جریان یافتن در کوره و خنک شدن اجزاء، بر خلاف آب معمولی به فاضلاب ریخته می شود.

سیستم مکش غبارها و گازها:

در کنار کوره های ذوب، یک دستگاه مکنده بسیار قوی وجود دارد که گازها و غبارات حاصل از ذوب ،از زیر درب کوره مستقیما وارد آن شده و از طریق یک کانال و لوله های مخصوص بزرگ عبور کرده و به برجهای تصفیه کننده بزرگی که در خارج از سوله تولید و در محیطی باز قرار دارند ، وارد می شود. در آنجا غبارات و گازها با آب مخلوط شده و به صورت لجن در استخر آب ته نشین می شوند و لجن حاصل پس از جمع آوری دور ریخته شده و آب حاصله بازیافت شده و دوباره به برجها برمی گردد. به این ترتیب، این سیستم تا حدود زیادی جلوی آلودگی هوای کارخانه را می گیرد.

جداره نگهدارنده و یوقهای کوره القایی :

بیرونی ترین بخش کوره، جداره نگهدارنده خارجی کوره است که از جنس فولاد است و برای حفظ استحکام و صلابت شکل کوره استفاده می شود. این جداره را توسط فرآیندهای مختلف خم کردن، شکل داده و با روشهایی مثل بست و پیچ، جوشکاری و... تولید می کنند. برای افزایش استحکام آن، تسمه ها یا مهارهایی نیز بر روی آن تعبیه می کنند. همچنین تعدادی میله های عمودی در اطراف پیچک یا مجموعه کویل، قرار دارند که به آنها یوق (yoke) گفته می شود. پیچک و یوق در قابی جای دارند که قابل جدا شدن است.

یوقها چند وظیفه دارند، ازجمله :

1) بالا بردن استحکام کویل به عنوان اسکلت و چهارچوب

2) اتصال حلقه های پیچک به هم

3) یکنواختی میدان مغناطیسی

4) سریع تر خشک شدن دیر گدازها هنگام تجدید پوشش عایق

5) جلوگیری از انحراف شار مغناطیسی و بالا رفتن ضریب توان

جداره نسوز :

بعد از جداره نگدارنده فولادی، یک لایه سیمانی قرار گرفته است. روی این لایه سیمانی، یک لایه آزبست یا پارچه نسوز گذاشته شده است. برای تشکیل جداره نسوز کوره، ابتدا شابلون را داخل کوره قرار داده و مابین شابون و آزبست را خاک نسوز سیلیسی می ریزند. از  آنجا که سرباره چدن مذاب، اسیدی است جداره کوره ها هم باید اسیدی باشد تا جداره دچار خوردگی نشود. بنابراین بیشتر از سیلیس (SiO2) که ماده ای اسیدی است برای این مظور استفاده می شود،  که دارای دانه بندی 45% ریز ، 45% متوسط و 10% درشت می باشد. (99 - 98 % سیلیس) . خاک نسوز دارای اسید بوریک هم می باشد تا سیلیسها از هم پاشیده نشود و آماده زینتر شدن شود. بعد از ریختن خاک بین شابلون و آزبست، شابلون را می کوبند، تا بوته درون کوره شکل شابلون را به خود بگیرد. برای شروع به کار کوره و شکل گرفتن جداره نسوز و زینتر شدن آن، یک بلوک آهنی را داخل کوره قرار می دهند که به آن بلوک استارت گفته می شود. این بلوک، آرام آرام با جریان و ولتاژ کم کوره ، شروع به ذوب شدن می کند و برای کمک به ذوب شدن آن، از کوره های دیگر به آن ذوب اضافه می کنند. به این ترتیب شابلون هم ذوب می شود. ابتدا لایه سطحی خاک نسوز زینتر می شود و به تدریج به بخشهای داخلی خاک نسوز هم پیشروی می کند. به این ترتیب یک پوشش یکپارچه غیر قابل نفوذ به دست می آید. هر قدر ضخامت جداره نسوز بیشتر شود، مقدار بیشتری از فلوی مغناطیسی هدر رفته و راندمان کوره پائین می آید. از طرف دیگر، جداره باید تحمل نگهداری شارژ را  تا ذوب کامل و تخلیه داشته باشد. بنابراین جداره کوره القایی نسبت به کوره های دیگر حساس تر است. با گذشت زمان و در اثر کارکرد کوره، لایه زینتر شده جداره، به کویل نزدیکتر می شود که در صورت نزدیک شدن بیش از حد،  باید خاک نسوز کوره را تعویض نمود و دوباره آن را نسوز کوبی کرد. نزدیک شدن لایه زینتر شده به بخش های درونی کوره از تغییر در مقاومت الکتریکی لایه نسوز پی برده می شود.هر چه لایه نسوز بیشتر خورده شود، نازک تر شده و مقاومت آن کمتر می شود، که این کاهش مقاومت در تابلوی برق کوره نشان داده می شود.