مهندسی معکوس چیست؟

اگر سابقه ی صنعت و چگونگی رشد آن در کشورهای جنوب شرقی آسیا را مورد مطالعه قرار دهیم به این مطلب خواهیم رسید که در کمتر مواردی این کشورها دارای ابداعات فن آوری بوده اند و تقریبا در تمامی موارد، کشورهای غربی (‌آمریکا و اروپا) پیشرو بوده اند. پس چه عاملی باعث این رشد شگفت آور و فنی در کشورهای خاور دور گردیده است؟

در این نوشتار به یکی از راهکارهای این کشورها در رسیدن به این سطح از دانش فنی می پردازیم.

در صورتی که به طور خاص کشور ژاپن را زیر نظر بگیریم، خواهیم دید که تقریبا تمامی مردم دنیا از نظر کیفیت، محصولات آنها را تحسین می کنند ولی به آنها ایراد می گیرند که ژاپنی ها از طریق کپی برداری از روی محصولات دیگران به این موفقیت دست یافته اند.

این سخن اگر هم که درست باشد و در صورتی که کپی برداری راهی مطمئن برای رسیدن به هدف باشد چه مانعی دارد که این کار انجام شود.این مورد، به خصوص درباره ی کشورهای در حال توسعه ویا جهان سوم به شکاف عمیق فن آوری بین این کشورها و کشورهای پیشرفته  دنیا، امری حیاتی به شمار می رود و این کشورها باید همان شیوه را پیش بگیرند(البته در قالب مقتضیات زمان و مکان و سایر محدودیت ها) به عنوان یک نمونه، قسمتی از تاریخچه ی صنعت خودرو و آغاز تولید آن در ژاپن را مورد بررسی قرار می دهیم:

تولید انبوه خودرو در ژاپن قبل از جنگ جهانی دوم ودر سال 1920 بوسیله ی کارخانه های "ایشی کاواجیما" آغاز شد که مدل ژاپنی فورد آمریکایی را کپی کرده و به شکل تولید انبوه به بازار عرضه نمود.

همچنین شورلت ژاپنی AE جزو اولین خودرو های کپی شده آمریکایی توسط ژاپنی ها بود که به تعداد زیاد تولید می شد. سپس با تلاش های فراوانی که انجام شد(آنهم در شرایط بحرانی ژاپن در آن دوره) مهمترین کارخانه‌ی خودرو سازی ژاپن یعنی "تویوتا" درسال 1932 فعالیت خود را با ساخت خودرویی با موتور "کرایسلر" آغاز نمود ، در سال 1934، نوع دیگری از خودرو را با موتور"شورلت" ساخته و وارد بازار نموده و از سال 1936، اولین تلاش ها برای ساخت خودروی تمام ژاپنی آغاز شد. البته تا مدت ها ژاپنی ها مشغول کپی برداری از اتومبیل های آمریکایی و اروپایی بودند.

آنها خودروی پاکارد و بیوک آمریکایی و رولزرویس، مرسدس بنز و فیات اروپایی را نیز تولید کردند که همین تولیدها  زمینه ساز گسترش فعالیت خودروسازی ژاپن شد و سرانجام در دهه ی 1960 میلادی پس از سعی و کوشش فراوان ، اولین اتومبیل تمام ژاپنی که ضمنا دارای استاندارد جهانی بود، تولید و به بازار عرضه شد.

در تمامی مطاب فوق رد پای یک شگرد خاص و بسیار مفید به چشم می خورد که "مهندسی معکوس"(Reverse Engineering ) نام دارد.

مهندسی معکوس روشی آگاهانه برای دستیابی به فن آوری  حاضر و محصولات موجوداست. در این روش، متخصصین رشته های مختلف علوم پایه و کاربردی از قبیل مکانیک، فیزیک و اپتیک، مکاترونیک، شیمی پلیمر، متالورژی،الکترونیک و ...جهت شناخت کامل نحوه ی عملکرد یک محصول که الگوی فن آوری مذکور می باشد تشکیل گروه های تخصصی داده و توسط تجهیزات پیشرفته و دستگاه های دقیق آزمایشگاهی به همراه سازماندهی مناسب تشکیلات تحقیقاتی و توسعه های R&D "سعی در به دست آوردن مدارک و نقشه های طراحی محصول فوق دارند تا پس از مراحل نمونه سازی (Prototyping) و ساخت نیمه صنعتی (Pilot plant) در صورت لزوم ، تولید محصول فوق طبق استاندارد فنی محصول الگو انجام خواهد شد . همان گونه که اشاره شد استفاده از روش مهندسی معکوس برای کشورهای در حال توسعه یا عقب مانده روش بسیار مناسبی جهت دسترسی به فن آوری ، رشد و توسعه ی آن می باشد. این کشور ها که در موارد بسیاری از فن آوری ها در سطح پایینی قرار دارند، در کنار روش ها و سیاست های دریافت دانش فنی، مهندسی معکوس را مناسب ترین روش دسترسی به فن آوری تشخیص داده و سعی می کنند با استفاده از روش مهندسی معکوس، اطلاعات و دانش فنی محصولات موجود ، مکانیزم عمل کرد و هزاران اطلاعات مهم دیگر را بازیابی کرده و در کنار استفاده ار روش های مهندسی مستقیم (Forward Engineering) و روش های ساخت قطعات ، تجهیزات ، تسترهای مورد استفاده در خط مونتاژ و ساخت مانند قالب ها ،گیج و فیکسچر ها و دستگاههای کنترل، نسبت به ایجاد کارخانه ای پیشرفته و مجهز جهت تولید محصولات فوق اقدام نمایند. همچنین ممکن است مهندسی معکوس، برای رفع معایب و افزایش قابلیت های محصولات موجود نیز مورد استفاده قرار می گیرد. به عنوان مثال در کشور آمریکا ، مهندسی معکوس توسط شرکت "جنرال موتور" بر روی محصولات کمپانی "فورد موتور" و نیز برعکس، برای حفظ وضعیت رقابتی و رفع نواقص محصولات به کار برده شده است.

بسیاری از مدیران کمپانی های آمریکایی، هر روز قبل از مراجعت به کارخانه، بازدیدی از جدیدترین محصولات عرضه شده در فروشگاه ها و نمایشگاه های برگزار شده انجام داده و جدیدترین محصولات عرضه شده مربوط به محصولات کمپانی خود را خریداری نموده و به واحد تحقیق و توسعه (R&D) تحویل می دهند تا نکات فنی مربوط به طراحی وساخت محصولات مذکور و آخرین تحقیقات ، هر چه سریع تر در محصولات شرکت فوق نیز مورد توجه قرار گیرد.

جالب است بدانید که مهندسی معکوس حتی توسط سازندگان اصلی نیز ممکن است به کار گرفته شود . زیرا به دلایل متعدد، نقشه های مهندسی اولیه با ابعاد واقعی قطعات (مخصوصا زمانی که قطعات چندین سال پیش طراحی و ساخته و به دفعات مکرر اصلاح شده اند)مطابقت ندارد برای مثال جهت نشان دادن چنین نقشه هایی با ابعاد واقعی قطعات و کشف اصول طراحی و تلرانس گذاری قطعات، بخش میکروسویچ شرکت(Honywell) از مهندسی معکوس استفاده نموده و با استفاده از سیستم اندازه گیری CMM (Coordinate Measuring Machine)  با دقت و سرعت زیاد  ابعاد را تعیین نموده و به نقشه های مهندسی ایجاد شده توسط سیستم CAD منتقل می کنند.

متخصصین این شرکت اعلام می دارند که روش مهندسی معکوس و استفاده از ابزار مربوطه، به نحو موثری زمان لازم برای تعمیر و بازسازی  ابزارآلات ، قالب ها و فیکسچرهای فرسوده را کم می کند و لذا اظهار می دارند که "مهندسی معکوس زمان اصلاح را به نصف کاهش می‌دهد."

مهندسین معکوس، اضافه بر اینکه باید محصول موجود را جهت کشف طراحی آن به دقت مورد مطالعه قرار دهند، همچنین باید مراحل بعد از خط تولید یعنی انبارداری و حمل و نقل را از کارخانه تا مشتری و نیز قابلیت اعتماد را در مدت استفاده ی مفید مورد تجزیه و تحلیل قرار دهند. چرا که مثلا فرایند آنیلینگ مورد نیاز قطعه،ممکن است برای ایجاد مشخصات مورد نظر در هنگام عمل کرد واقعی محصول یا در طول مدت انبارداری و حمل و نقل طراحی شده و لزوم وجود آن تنها در هنگام اجرای مراحل مذکور آشکار خواهد شد.

چه بسا که بررسی یک پیچ بر روی سوراخی بر بدنه ی محصول(که به قطعات و اجزای دیگر متصل نشده) ، متخصصان مهندسی معکوس را ماه ها جهت کشف راز عملیاتی آن به خود مشغول کند، غافل از اینکه محل این پیچ، امکانی جهت تخلیه ی هوا، تست آب بندی یا امکان دسترسی به داخل محصول جهت تست نهایی می باشد. از سوی دیگر مهندسین معکوس باید عوامل غیر مستقیمی را که ممکن است در طراحی و تولید محصول مذکور تاثیر بگذارند، را به دقت بررسی نمایند. به دلیل اینکه  بسیاری از این موارد با توجه به خصوصیات و مقتضیات زمانی و مکانی ساخت محصول مورد نظر، توسط سازندگان اصلی توجیه پذیر باشد اما ماجرای آن به وسیله ی مهندسین معکوس فاجعه ساز باشد. مثلا فرایند تولید قطعات تا حدود قابل توجهی بستگی به تعداد محصولات مورد نیاز و ... دارد . اگر تعداد محصولات مورد نیاز جهت کشور ثانویه در بسیار کمتر از کشور اصلی که در حد جهانی و بین‌المللی فعالیت نموده ، باشد پس به عنوان مثال تعیین فرایند یک قطعه با باکالیتی (نوعی مواد پلیمری) از طریق ساخت قالب های چند حفره ای با مکانیزم عملکرد خود کاربا توجه به معضلات پخت قطعه در داخل قالب ، می تواند برای مجریان مهندسی معکوس فاجعه ساز باشد ( اگر که  این مهندسان از فرایند های ساده تر با توجه به تیراژ تولید محصول و نیز خصوصیات تکنولوژیکی کشور خود استفاده نکنند.) بنابراین، مرحله ی بعد از کشف طراحی، تطبیق طراحی انجام شده بر مقتضیات زمانی و مکانی کشور ثانویه می‌باشد که باید به دقت مورد توجه متخصصین مهندسی معکوس واقع شود.

خلاصه اینکه مهندسی معکوس ممکن است یک کاربرد غیر معقول و نامناسب از کاربرد هنر و علم مهندسی به نظر برسد، اما آن یک حقیقت از زندگی روزمره ی ما به شمار می رود.

بررسی عوامل خستگی و انواع شکست در چرخدنده ها

در این مقاله عوامل خستگی و شکست دندانه های چرخدنده مورد بررسی قرار گرفته است. عواملی که باعث خستگی دندانه و در نهایت شکست آن می شوند عبارتند از : 1ـ شکست حاصل از ممان های خمشی 2ـ سایش 3ـ کندگی 4ـ خراش که هر یک از عوامل خود به چند دسته تقسیم می شوند.
این عوامل ممکن است بر اثر نقص هایی باشد که در خود دندانه وجود دارد یا ممکن است بوسیله عملکرد سایر قطعاتی که در مجموعه چرخدنده ای بکار رفته اند ایجاد شوند. وقتی با یک دندانه آسیب دیده مواجه می شویم براحتی نمی توان در مورد علت آسیب قضاوت کرد زیرا این امر مستلزم تجربه کافی و تحقیقات دقیق می باشد. با این حال در این مقاله سعی شده است بصورت کلی با این پدیده ها آشنا شویم.
واژه های کلیدی :
سایش، خستگی سطحی، تغییر شکل پلاستیک، شکست
  
مقدمه :
طراحان چرخدنده همیشه از این موضوع تعجب می کنند که چرا بعضی از چرخدنده ها بهتر و بیشتر از آنچه در فرمول های طراحی انتظار می رفت کار می کنند در حالیکه تعدادی دیگر حتی وقتی در داخل محدوده طراحی، بارگذاری  شده اند ناگهان دچار شکست می شوند.
به همین دلیل لازم است که عوامل خستگی چرخدنده به دقت بررسی شود.

انجمن چرخدنده سازان آمریکا (AGMA) خستگیهای چرخدنده را به 5 دسته کلی زیر تقسیم می نماید:

1ـ سایش (wear)

2ـ  خستگی سطحی

3 ـ تغییر شکل پلاستیک (plastic flow)

4ـ شکست دندانه

5ـ شکست های خستگی که 2 یا چند عامل فوق را با هم دارند.

هر یک از این دسته ها خود به چند نوع و شکل مختلف تقسیم می شود که در نهایت یک مهندس که  در  زمینه  چرخدنده  کار  می کند  با  18 شکل مختلف از خستگی چرخدنده مواجه می شود. به همین دلیل در مواجه با یک  چرخدنده آسیب دیده باید تلفیقی از علم و هنر آنالیز صحیح را بکار برد. اگر آنالیز خستگی بطور صحیحی انجام نشود ممکن است علت خستگی چیزی غیر از علت اصلی تشخیص داده شود که در این صورت طراح را به سمت ساخت یک مجموعه چرخدنده ای بزرگتر از آنچه که نیاز است هدایت می کند در حالیکه طراحی جدید نیز ممکن است دارای همان عیب قبلی باشد زیرا عامل اصلی تخریب هنوز تصحیح نشده است. به عنوان مثال یک چرخدنده که در سرعت بالا کار می کند ممکن است برای ماهها دارای ارتعاش قابل قبولی باشد اما ناگهان علائم ارتعاش با دامنه بالا پدیدار می شود. تحقیقات دقیق روشن می کند در مدتی که چرخدنده کار می کرده دندانه ها دچار سایش شده اند و در نتیجه فاصله بین دندانه ها افزایش یافته که همین عامل باعث افزایش دامنه ارتعاش چرخدنده شده است. پس مشکل اصلی سایش دندانه ها است نه ارتعاش و ارتعاش باید به عنوان یک عامل ثانویه در نظر گرفته شود. نکته مهم دیگری که باید در نظر گرفته شود این است که گاهی طراحی چرخدنده صحیح است ولی چرخدنده بر اثر رفتار سایر قطعاتی که در مجموعه چرخدنده ای شرکت دارند یا سایر عوامل (محیط، خطای نصب و استقرار و …) دچار خستگی ناخواسته می شود. به عنوان مثال فرض کنید محور یک توربین توسط یک اتصال کوپلینگ به محور پینیون وصل شده است، در صورتیکه این اتصال در انتقال نیرو دارای خطای زیادی باشد یعنی نیرو را طوری انتقال دهد که نیروهای شعاعی و محوری بیشتر از آنچه در طراحی در نظر گرفته شده به پینیون وارد شود در آنصورت پینیون و یاتاقان محور آن به سرعت دچار سایش یا حتی شکست می شوند. بنابراین راه حل طراحی مجدد پینیون یا تعویض یاتاقان محور آن نیست بلکه باید در وضعیت اتصال (coupling) تجدید نظر کرد.

با این مقدمه به سراغ انواع خستگی هایی که در یک چرخدنده رخ می دهد می رویم. تذکر این نکته ضروری است که منظور از شکست خستگی در یک چرخدنده، گسیختگی (جدا شدن) دندانه نمی باشد بلکه هر عاملی که باعث شود چرخدنده از شرایط کاری مطلوب خارج گردد به عنوان یک نوع شکست خستگی محسوب می شوند. لذا سایش نیز برای چرخدنده نوعی شکست خستگی محسوب می شود.
 
1ـ سایش (wear) :
از نقطه نظر یک مهندس چرخدنده، سایش عبارتست از زدوده شدن یکنواخت یا غیر یکنواخت فلز از روی سطح دندانه.
علل اصلی سایش دندانه‌، تماس فلز به علت نامناسب بودن ضخامت لایه روغن، ذرات ساینده موجود در روغن که با شکستن لایه روغن باعث سایش سریع یا ایجاد خراش می گردند و سایش شیمیایی به علت ترکیب روغن و مواد افزوده شده است به آن می باشند. سایش باعث کم شدن ضخامت دندانه و تغییر شکل پروفیل آن می گردد که در نتیجه شکل پروفیل دندانه از حالت مطلوب (مثلا منحنی اینولوت) خارج شده و خواص آن از بین می رود. سایش بخصوص در چرخدنده هایی که باید برای مدت نامحدود با سرعت بالا کار کنند یک پدیده بسیار مهم است. البته سایش همیشه یک عامل منفی نیست بلکه وجود مقدار بسیار ظریفی سایش باعث اصلاح دندانه های درگیر با هم و هماهنگ شدن آنها می شود. پولیش کــــردن (polishing) که یک نوع عملیات پرداخت بسیار ظریف است نیز به معنای سائیدن قطعه به مقدار بسیار کمی می باشد.

در شکل 1 مراحل رشد سایش در دندانه های چرخدنده ای با سختی قابل ماشینکاری نشان داده شده است. در مرحله اول سایش در حد پرداخت دندانه ها می باشد که کمترین مقدار آن در حدود  خط گام رخ می دهد. علاوه بر آن کندگیهای ریزی در نزدیک ریشه دندانه مشاهده می شود. در مرحله دوم در سردندانه تغییر شکل پلاستیک که البته مقدار آن بسیار کوچک است آغاز می گردد. علاوه بر اینکه سایش و کندگی در نزدیک ریشه بیشتر شده است و این روند تا مرحله چهارم ادامه می یابد. همانطور که مشاهده می کنید در تمامی این مراحل منطقه نزدیک خط گام از کمترین سایش برخوردار است. (زیرا از نظر تئوری در نقطه گام غلتش محض و از نظر عملی مقدار ناچیزی لغزش وجود دارد) به همین علت در مرحله چهارم، منطقه خط گام بیشتر بار را انتقال خواهد داد که این عمل باعث افزایش تنش های تماسی در منطقه خط گام و اغلب منجر به کندگی این ناحیه می گردد. در نتیجه چرخدنده دچار شکست شده و از حالت کاری مطلوب خارج خواهد شد. کاهش بار انتقالی و افزایش کیفیت روغنکاری برای بهبود این وضعیت بسیار مفید خواهد بود. توجه کنید که سایش را می توان مقدمه ظهور سایر شکست ها در دندانه دانست. بر اثر سائیده شدن دندانه ضخامت آن کاهش می یابد. لذا علاوه بر کاهش مقاومت خمشی، در آغاز درگیری ضربه زیادی بر دندانه وارد می شود که ممکن است باعث شکست دندانه شود. علاوه بر آن تغییر شکل پروفیل دندانه باعث تمرکز تنش در بعضی نقاط روی سطح دندانه می شود که ممکن است باعث کندگی و یا شکست دندانه شود. در صورتی که علت سایش وجود مواد خارجی مانند براده های ماشین کاری ، باقیمانده های سنگزنی و یا موادی که به طریقی وارد فضای کاری چرخدنده ، شده اند باشد به این سایش، اصطکاک ساینده (abrasive wear)  گویند. اما در صورتی که عامل سایش مواد شیمیایی موجود در روانساز یا مواد آلوده کننده ای مانند آب، نمک رطوبت محیطی و … باشد به آن اصطکاک خورنده (corrosvie wear) گویند. اما شاید مهمترین سایش، سایشی باشد که ناشی از شکسته شدن موضعی لایه روغن به علت حرارت بیش از حد، می باشد که باعث تماس فلز با فلز و اصطکاک چسبنده به شکل یک جوش و یا پارگی و یا خراش می شود که اصطلاحا به این نوع سایش scuffing گویند که خود به چند نوع نقسیم می شود.  بطور کلی مستعدترین مکان ها برای این نوع سایش، سر و ته دندانه می باشد. (برای توضیحات بیشتر به منبع دوم مراجعه نمائید.) از روش های جلو گیری از این نوع سایش می توان افزایش ویسکوزیته روغن، افزایش سختی چرخدنده، پرداخت خوب سطح دندانه و در بعضی مواقع اصلاح پروفیل دندانه و تاج گذاری دندانه (crowing) که در این روش وسط دندانه به صورت یک برآمدگی، بالا می آید و بدین ترتیب بیشتر بار توسط این قسمت منتقل می شود را نام برد.

2ـ تغییر شکل پلاستیک (plastic flow) :
این نوع شکست وقتی حاصل می شود که سطوح تماس تسلیم شده و تحت بار سنگین تغییر شکل دهند. معمولا این نوع شکست در نوک و در دو انتهای (طرفین) دندانه رخ می دهد. اما در مواقعی که نیروهای لغزشی در سطح دندانه زیاد باشند تغییر شکل در سراسر دندانه مشاهده می شود. بطوریکه سطح دندانه بصورت موج موج در می آید. (به این نوع تغییر شکل پلاستیک rippling گویند) برای جلو گیری از تغییر شکل دندانه می توان بار اعمالی را کم کرده یا بر سختی دندانه افزود. نوع دیگری از تغییر شکل پلاستیک که به علت سرعت لغزشی بالا در حلزون ها و چرخ حلزون ها و چرخدنده های هیپوئید مشاهده می شود شیار شیار شدن سطح دندانه است که به این نوع تغییر شکل Ridging (شیار شیار شدن یا چروک شدن) گویند.

3ـ شکست دندانه :
شکست دندانه چرخدنده، شکستی است که در آن تمام یا قسمت قابل توجهی از یک دندانه بر اثر بارگذاری بیش از حد، ضربه یا اغلب بر اثر تنش های خمشی مکرری که بیش از مقدار حد دوام ماده چرخدنده است، از چرخدنده جدا می شود. این نوع از شکست حاصل خستگی خمشی دندانه تحت بار خمشی وارد بر آن می باشد.

در بررسی شکست دندانه بررسی چند موضوع ضروری است :

1ـ3ـ نقطه کانونی :
نقطه کانونی، نقطه ای است که شکست از آنجا آغاز می شود. این نقطه ممکن است یک شیار یا پارگی در ناحیه منحنی ریشه (Root fillet) ، یکی از ترکهایی که بر اثرعملیات  حرارتی در سطح قطعه بوجود می آید و یا نقطه اتصال بین منحنی ریشه دندانه به منحنی پروفیل دندانه (این نقطه از نظر تئوری ضعیف ترین نقطه در مقابل تنش های خمشی است) باشد.

2ـ3ـ خورندگی مخرب (Fretting corrosion) :
در طول زمانی که ترک در حال رشد است روغن به درون آن نفوذ کرده و هر گاه دندانه وارد درگیری می شود فشار هیدرولیکی زیادی تولید می کند که این فشار باعث تخریب و اشاعه ترک به زیر سطح دندانه چرخدنده می شود.

3ـ3ـ شکست براثر بارگذاری بیش از حد مجاز (over load Breakage) :
اگر شکست دندانه به علت بارگذاری بیش از حد مجاز یا بر اثر ضربه رخ داده باشد معمولا سطح شکسته شده به صورت ریش ریش است، حتی اگر دندانه کاملا سخت شده باشد. با این حال سطح شکست شبیه رشته های یک ماده پلاستیکی است که جدا جدا پیچانده شده اند.

4ـ3ـ موقعیت شکست :
معمولا شکست دندانه های چرخدنده از ناحیه منحنی ریشه بخصوص در منطقه پیوستن منحنی ریشه به منحنی پروفیل دندانه، آغاز می شود. (یک تیر یک سردرگیر در تکیه گاه دارای ضعیف ترین مقطع است). گاهی اوقات کندگی خط گام به قدری شدید است که باعث شروع شکست دندانه از خط گام می شود. گاهی اوقات نیز انطباق تداخلی ناخواسته ای که بین دندانه های درگیر رخ می دهد یا تنش های پسماند عملیات حرارتی باعث می شود که شکست در ناحیه ریشه در وسط دو دندانه آغاز شود. در برخی موارد نیز نقص های ساختاری که در عملیات آهنگری (forging) قطعه ایجاد شده باعث می شود که دندانه از نقطه ای غیر قابل پیش بینی بشکند.

4ـ کندگی در دندانه های چرخدنده (pitting) :
کندگی عبارتست از شکست خستگی حاصل از تنش های تماسی (hertzian stresses) که باعث می شود قسمت هایی از سطح دندانه چرخدنده بصورت حفره کنده شود. بر اساس شدت خسارتی که به سطح خورده است می توان کندگی را به سه دسته تقسیم کرد:

1ـ4 ـ کندگی اولیه :
در این کندگی، قطر حفره ها بسیار کوچک و در حد 0.4 تا 0.8 میلیمتر می باشد. این کندگی در نقاطی رخ می دهد که تنش از حد مجاز تجاوز نماید و بدین وسیله تمایل دارد تا با کندن این نقاط از روی سطح، بار را دوباره پخش نماید. بدین ترتیب با پخش هموارتر بار، عمل کندگی کاهش یافته و در نهایت متوقف می شود. به همین دلیل  به این نوع کندگی، کندگی تصحیح کننده (corrective pitting) نیز گویند.

2ـ4 ـ کندگی مخرب (destructive pitting) :
این نوع کندگی نسبت به کندگی اولیه شدیدتر و قطر حفره های کندگی نیز بزرگتر است و وقتی بوجود می آید که تنش سطحی در مقایسه با حد دوام ماده بزرگ باشد. در این نوع کندگی در صورتی که بار کاهش نیابد کندگی بطور پیوسته ادامه می یابد تا جائی که چرخدنده باید از سرویس خارج شود.

3ـ4 ـ کندگی خرد کننده (spalling) :
این نوع کندگی حالت شدیدتر کندگی مخرب است که کندگی ها دارای قطر بزرگتری بوده و ناحیه قابل توجهی را در برمی گیرد. کندگی خرد کننده معمولا پس از کندگی مخرب روی می دهد و علت آن خستگی سطحی سطوح باقیمانده (سطوح کنده نشده توسط کندگی مخرب)‌ و یا راه یافتن حفره های حاصل از کندگیهای مخرب به یکدیگر می باشد.

وقوع کندگی مخرب یا خرد کننده حاکی از عدم تحمل تنش های تماسی توسط سطح می باشد در بعضی موارد افزایش سختی ماده یا استفاده از موادی که کربوره یا نیتریده شده اند به جای مواد فعلی می تواند این مشکل را حل کند در غیر این صورت یک طراحی مجدد باید انجام شود که در آن ضخامت دندانه یا فاصله مراکز دو چرخدنده افزایش می یابد (افزایش فاصله مراکز بار انتقالی را کاهش می دهد)در درگیری میان چرخدنده و پینیون، پینیون از استعداد بیشتری برای کندگی برخوردار است زیرا معمولا ‌به علت کوچکتر بودن نسبت به چرخدنده، تعداد دور بیشتری می زند و در نتیجه بیشتر در معرض تنش های سطحی قرار می گیرد. ثانیا در صورتی که پینیون به عنوان راننده (driver) بکار رود (که اغلب چنین است) جهت نیروهای لغزش از خط گام به سمت طرفین خط گام می باشد که این عامل باعث می شود ماده در ناحیه خط گام تحت کشش قرار گرفته و آماده ترک شود. (برای توضیحات بیشتر به منبع دوم مراجعه فرمائید)

نتیجه :
با توجه به مباحث فوق،‌ نمودار تجربی نشان داده شده در شکل 6  را به عنوان حاصل بحث مورد توجه قرار دهیم. این نمودار حاصل آزمایش و انجام تستهای تجربی بر روی یک چرخدنده نوعی می باشد که نتایج آن  برای سایر چرخدنده ها نیز قابل تعمیم است. در این نمودار که برحسب گشتاور و سرعت خطی گام رسم شده 5 ناحیه مختلف را مشاهده می کنید. در ناحیه اول، از آنجا که سرعت چرخدنده آن قدر زیاد نیست که بتواند لایه روغن هیدرو دینامیکی را تشکیل دهد. لذا این ناحیه اغلب با خستگی سایشی مواجه می شود. در ناحیه سوم با اینکه سرعت برای تشکیل یک لایه روغن مناسب است اما سرعت به قدری بالا است که حرارت ناشی از آن باعث شکسته شدن لایه روغن  شده و در نتیجه پدیده خراش (scoring) یا جوش خوردگی رخ می دهد. در ناحیه چهارم کندگی رخ می دهد. این پدیده از آنجا که یک نوع شکست خستگی است لذا وابسته به زمان و بار اعمالی می باشد و در صورتی که نتش های تماسی بیش از حد دوام ماده باشد در هر سرعتی بالاخره رخ خواهد داد. لذا این ناحیه در تمامی نواحی بالای حد دوام مشاهده می شود. در ناحیه پنجم دندانه بیشترین استعداد را برای شکسته شدن دارد. علت اصلی شکست در این ناحیه ضعیف شدن سطح مقطع دندانه بر اثر سایش، تغییر شکل پروفیل دندانه و تمرکز تنش در برخی نقاط بخصوص در ناحیه‏ ریشه بر اثر سایش یا شوک و ضربه وارد به دندانه بر اثر سایش و بالاخره خستگی خمشی می باشد. بنابراین طراح باید سعی کند برای یک عمر نامحدود، شرایط کاری چرخدنده را در ناحیه دوم قرار دهد

نرم افزار مهندسی معکوس چزخ دندها

این نرم افزار با چند اطلاعات ساده از روی چرخ دنده قادر است تمام اطلاعات مهندسی چرخ دنده را محاسبه کند .

این نرم افزار را خودم نوشته ام .

از لینک زیر دانلود کن .

مهندسی معکوس چرخ دنده

نرم افزار انتخاب یاتاقان

اینم یه نرم افزار هست که با اطلاعات اولیه یاتاقان را انتخاب میکند.

از لینک زیر دانلود کن حالشو ببر .

یاتاقان

ماشین حساب مهندسی

اینم یه ماشین حساب مهندسی خوب و قابل برنامه نویسی.

از لینک زیر دانلود کن .

ماشین حساب

محاسبه گر افت فشار در شبکه های انتقال هوای فشرده

اینم یه نرم افزار برای محاسبه گر افت فشار در شبکه های انتقال هوای فشرده .

از اینک زیر دانلود کن

افت فشار

حلال طراحی اجزا شیگلی

سلام اینم حلال طراحی اجزا شیگلی .

از لینک زیر دانلود کن

حلال طراحی اجزا شیکلی

حلال مقاومت پوپوف جلد 1 و 2

اینم حلال مقاومت پوپوف

از لینک زیر دانلود کنید.

جلد ۱ حلال مقاومت پوپوف

جلد ۲ حلال مقاومت پوپوف

اینم یه جزوه برای دینامیک ماشین

سلام

اینم یه جزوه دینامیک ماشین

از لینک زیر دانلود کنید

جزوه دینامیک ماشین

کتاب طراحی مکانیزم oleg

سلام اینم یه کناب خوب البته به زبان انگلیسی در مورد طراحی مکانیزم

از لینک زیر دانلود کنید

طراحی مکانیزم oleg

تحلیل جرثقیل 10 تن سقفی

اینم یه پروژه انسیس که یک جرثقیل سقفی ۱۰ تن را تحلیل کرده

از لینک زیر دانلود کنید 

طول جرثقیل 24 متر  

دانلود بخش اول 

دانلود بخش دوم

کاتالوگ لوله و کلیه اتصالات پایپینگ

اینم یه کاتالوگ عالی برای پایپینگ کارا

از لینک زیر دانلود کنید

کاتالوگ پایپینگ

ماشین تراشها و اجزای آن

اینم یه مطلب عالی در مورد ماشین تراش

از لینک زیر دانلود کنید

ماشن تراش

آشنایی با شرکت ذوب آهن اصفهان

1- تاریخچه شرکت سهامی ذوب آهن

 ایران در قرون و اعصار گذشته ، از جهت آشنایی با نحوه به دست آوردن فولاد ، همسطح و همتراز دیگر جوامع و تمدن های بزرگ بود. اما در سه قرن اخیر به لحاظ سیطره کشورهای غربی و پیشرفت سریع آنان و اضمحلال صنایع داخلی ، در زمره وارد کنندگان محصولات فلزی قرار گرفته و ایجاد یک کارخانه ذوب آهن که مادر صنایع محسوب می شد به عنوان یک آرمان ملی از دوره قاجاریه مطرح بوده ، که همواره با موانع متعددی از جمله مشکلات سیاسی خارجی و داخلی و محدودیت های مالی مواجه بوده است.

 تا این که در چهارچوب پروتکل همکاری های فنی و اقتصادی بین دولتهای ایران و شوروی سابق، احداث کارخانه ذوب آهن ، خط لوله سراسری گاز و کارخانه ماشین سازی مورد توافق قرار گرفت و موافقت نامه ای به امضاء رسید که در 23 دی ماه 1344 به تصویب مجلس رسید.

یکی از اصول این توافق نامه همکاری دولت شوروی در زمینه احداث کارخانه ذوب آهن در ایران بود و بر همین اساس شرکت ملی ذوب آهن ایران ، قرارداد لازم را با موسسه تیاژ پرم اکسپورت شوروی برای تهیه طرح و تجهیزات کارخانه و طراحی و تجهیز معادن سنگ آهن و زغال سنگ و سنگ آهک منعقد کرد .

کارشناسان شوروی با توجه به محدودیت منابع مالی و مواد اولیه ، خصوصا ذخایر شناخته شده معادن زغال سنگ ، ظرفیت کارخانه را 550 هزار تن فولاد در سال تعیین کردند که مورد موافقت قرار گرفت . متعاقبا کارشناسان ایرانی و شوروی اطراف شهر اصفهان را از نظر استحکام طبقات زمین ، موقعیت محل از نظر زلزله ، تأمین آب ، گاز ، انرژی الکتریکی و سایر موارد اولیه و خطوط ارتباطی و عوامل فنی ، اقتصادی و اجتماعی مورد بررسی قراردادند .

در نتیجه مطالعات آنها ، دشت طبس واقع در 45 کیلومتری جنوب غربی اصفهان و در پنج کیلومتری زاینده رود و در کنار جاده اصفهان - شهرکرد برای احداث کارخانه ، مناسب تشخیص داده شده و قطعیت یافت .

در سال های بعد به ترتیب با راه اندازی کارگاه های مختلف، در سال 1350 محصول چدن به مرحله بهره برداری رسید و تولید محصولات فولاد ساختمانی در سال 1351 آغاز گردید و بهمین ترتیب توسعه و راه اندازی طرح ها همچنان ادامه یافت تا امروز که کارخانه ذوب آهن تولیدی بیش از 2.2 میلیون تن در سال دارد.

کارخانه ذوب آهن را نمی توان تولید کننده آهن محض دانست. بلکه تولید انواع مواد شیمیایی که خود ماده اولیه کارخانجات دیگر می باشد را می توان جزو محصولات تولیدی جنبی دانست که علاوه بر تأمین نیاز داخلی کارخانه، مازاد آن به بازارهای داخلی و خارجی عرضه می شود.

قسمت های عمده کارخانه در بخش بهره برداری شامل خط تولید و قسمت های سرویس دهنده می باشد.

1- بخش های اصلی خط تولید عبارتند از: بخش آگلومراسیون، بخش تولیدات کک و مواد شیمیایی، بخش کوره بلند، بخش فولاد سازی و مهندسی نورد.

2- بخش های سرویس دهنده که در حقیقت عملیات تعمیر و نگهداری و سرویس تجهیزات خط تولید را به عهده دارند عبارتند از: مهندسی های نیروگاه ها، تولید انرژی، آبرسانی، اتوماسیون و ارتباطات،‌بخش های آزمایشگاه مرکزی، مهندسی تعمیرات و نگهداری، راه آهن و قسمت فنی بهره برداری، بخش تولیدات نسوز و آهک. قسمت های تحت پوشش مدیریت طرح و برنامه شامل امور مالی و بازرگانی، نیروی انسانی و روابط اجتماعی و دیگر بخش های مدیریتی می باشند که هر یک به نوعی عهده دار امور مربوط به کارخانه می باشند.

در ادامه به شرح خط تولید فولاد در کارخانه ذوب آهن پرداخته می شود.

1-2- آگلومراسیون و احیاء

کلوخه سازی یا آگلومراسیون به مجموعه عملیات خرد شدن،دانه بندی،مخلوط شدن و پختن مواد گفته می شود که تولید نهائی آن کلوخه یا آگلومره می باشد. وظیفه اصلی اگلومراسیون تولید آگلومره با شرایط فنی مناسب جهت مصرف در کوره بلند است . مصرف آگلومره نسبت به مصرف مستقیم سنگ آهن به دلیل یکنواختی آنالیز مواد شیمیایی و احیاء پذیری بهتر به راندمان کوره بلند تأ میزان 30 درصد کمک کرده و همچنین مصرف کک را تا میزان 70 درصد کاهش می دهد.

بخش آگلومراسیون کارخانه ذوب آهن اصفهان از سه قست عمده زیر تشکیل شده است:

1- انبار مواد خام        

2- قسمت آماده سازی مواد

3- قسمت پخت

البته علاوه بر این سه قسمت فوق کارگاه های کمکی که به منظور تعمیرات و غیره تعبیه شده اند نیز در بخش آگلومراسیون وجود دارد و در این قسمت به تشریح مختصری از قسمت های فوق الذکر می پردازیم.

1-1-2- انبار مواد خام

 وظیفه اصلی انبار مواد خام عبارتست از:

 الف ـ دریافت مواد اولیه مناسب از نظر کمی و کیفی و ذخیره سازی آنها 

ب‌- همگن کردن مواد

ج - ارسال مواد به واحدهای مصرف کننده

این انبار دارای 15 سکو با ظرفیت هر سکو هفتاد تا هشتاد هزار تن می باشد.

در این انبار مواد مختلفی از قبیل سنگ آهک‌ ،  سنگ آهن ، سنگ منگنز ، سنگ کوارتزیت ، سنگ فلورین ، سنگ دولومیت ، سنگ آهن منگنزدار و کندله طرح قائم برای تأمین مواد مورد نیاز قسمت های آگلومراسیون ، کوره بلند، کنورتور و طرح قائم تعبیه گردیده است. علت قرار دادن انبار این است که در صورت نرسیدن مواد اولیه کارخانه بعلل خرابی راه ها یا ریل ها و غیره عملیات کارخانه متوقف نشده و خللی در آن ایجاد نشود.

از این انبار ذرات ریز سنگ آهن به آگلومراسیون و ذرات درشت آن که عیوب ذرات ریز را در کوره بلند ایجاد نمی کند تبدیل شده و مستقیماً به طرف کوره بلند حمل می شود.

انبار مواد خام از تعدادی انبار مجزا برای ذخیره نمودن سنگ آهن و سنگ های دیگر تشکیل یافته است.

مسیر حمل مواد در انبار مواد خام

حمل سنگ آهن از معادن مختلف که توسط واگن های راه آهن انجام می شود پس از ورود به کارخانه در دو محل تخلیه می شوند.

1-در واگن برگردان در اثر واژگون نمودن واگن ها

2-در بونکرهای تخلیه واگن های ته ریز (مخازن مخصوص)، که در این محل زیر واگن ها باز شده و مواد تخلیه می شوند.

البته علاوه بر دو محل فوق که فقط تخلیه واگن های راه آهن در آن انجام می شود بونکرهای دیگری نیز وجود دارد که از آنها برای تخلیه ماشین های کمپرسی استفاده می شود.

مواد تخیله شده از سه محل فوق، توسط نوار نقاله به انبارهای مواد خام حمل شده و در آنجا مواد توسط دستگاه مخصوصی به نام کپه کن بشکل منشورهائی کپه می شوند. سپس دستگاهی به نام همگن کن (برداشت کننده) مواد را از کپه ها برداشت کرده و توسط نوار نقاله بطرف کوره بلند، آگلومراسیون و کنورتور ارسال می نماید.

2-1-2- قسمت آماده کردن مواد

در این قسمت مواد ارسالی از انبار مواد خام که توسط نوار نقاله های مختلفی حمل می شوند به همراه سایر موادی که در کلوخه سازی لازم است پس از عملیات مختلفی مانند خردکن و سرند کردن در بونکرهائی (مخازن مخصوص) جمع گردیده و سپس از هر ماده به مقدار معینی که قبلاً محاسبه گردیده برداشت و پس از مخلوط کردن ابتدائی توسط نوار نقاله به قسمت پخت فرستاده می شود.

لازم به تذکر است که مخلوط کردن مواد برای یکنواخت نمودن خواص کلوخه تولید شده است.

بطور کلی مواد خام مصرفی برای تولید کلوخه و نقش هر کدام در زیر تشریح گردیده است.

1-سنگ معدن ریز

2-سنگ آهک برای بهتر کردن خواص کلوخه بدست آمده و بهبود عملیات کوره بلند.

3-کک که در اثر اشتعال باعث تولید حرارت و در نتیجه پخته شدن مواد خام و تبدیل به کلوخه می شود.کک مصرفی باعث احیاء جزئی سنگ آهک می شود.

۴-کوارتزیت برای بهبود عملیات کوره بلند و بهتر کردن خواص کلوخه.

5-دولومیت برای بهبود عملیات کوره بلند و بهتر کردن خواص کلوخه.

۶-سنگ منگنز برای بهبود عملیات کوره بلند و بهتر کردن خواص.

7-گرد و غبار کوره بلند و پوسته های اکسیده حاصله از نورد برای اقتصادی بودن عملیات کوره بلند و نورد و هدر نرفتن این مواد.

۸-مواد برگشتی کلوخه که از ذرات ریز کلوخه های آماده تشکیل یافته است و این مواد نیز برای تولید کلوخه ای با خواص مطلوب لازم می باشد.

3-1-2- کارگاه پخت

در این قسمت مواد نیمه مخلوط شده که از قسمت آماده سازی مواد خام توسط نوار نقاله حمل گردیده پس از قرار گرفتن در مخازن مربوطه (بونکرهای مواد آماده) مجدداً مخلوط و مرطوب می شوند. چرا که مرطوب شدن باعث بهبود عملیات پخت مواد خام می گردد. پس از این عملیات مواد آماده شده وارد ماشین پخت یا آگلو ماشین گردیده و بلافاصله زیر مشعل قرار می گیرند. لازم به تذکر است که در زیر این مواد آماده قشری از کلوخه های نسبتاً درشت که قبلاً کلوخه شده اند بنام پاستل برای بهبود عملیات قرار می دهند. مشعل حرارت لازم را به مواد خام داده و سطح آنها را خمیری می کند. در اثر خمیری شدن ذرات باعث چسبیده شدن آنها به یکدیگر شده و ذرات ریز بهم چسبیده تشکیل ذرات درشت تر را می دهند. این قطعات درشت پس از فرم گرفتن کامل از قسمت انتهای ماشین خارج می شوند و چون امکان دارد این کلوخه های بدست آمده بزرگتر از حد معمول باشند آنها را خرد و سپس سرند می کنند. ذرات ریز سرند شده برگشت داده شده و آنها را دوباره با مواد اولیه مخلوط کرده و عملیات تولید کلوخه را تکرار می کنند. این مواد را به نام مواد برگشتی می نامند. ذرات نسبتاً درشت را نیز روی ماشین پخت و زیر مواد اولیه قرار دهند. کلوخه های بدست آمده در سردکنی به نام سردکن مستقیم یا لنت سردکن خنک شده و سپس ذرات درشت آن را توسط نوار نقاله بطرف کوره بلند حمل می نمایند.

2-2- بخش کک سازی و تولید مواد شیمیایی

بخش کک سازی

چون زغال سنگ سنگ نمی تواند کلیه شرایط لازم را به عنوان سوخت کوره بلند داشته باشد لذا عملیاتی روی آن انجام می گیرد تا شرایط لازم برای شارژ کوره بلند را پیدا کند. تغییراتی که از تبدیل زغال سنگ به کک حاصل می شود عبارتند از:

1-افزایش درصد کربن و در نتیجه افزایش ارزش حرارتی.

2-بالا رفتن مقاومت در مقابل عوامل مکانیکی از نظر ضربه، فشار، سقوط و سایش.

3-نقصان درصد مواد اضافی و مضر که در اثر متصاعد شدن گازها و مواد فرار زغال سنگ حاصل می شود.

4-افزایش سطح مفید برای سوختی بهتر که با متخلخل شدن کک تأمین می شود. لازم به تذکر است که کک علاوه بر تأمین انرژی حرارتی لازم در کوره بلند عمل احیاء سنگ معدن را که از اکسیدهای آهن تشکیل شده است انجام می دهد.

بخش تولیدات کک و مواد شیمیائی شامل یک واحد تحقیقاتی،پنج کارگاه اصلی و سه کارگاه سرویس مکانیکی،برقی وتامین انرژی از جمله کارگاه تامین کننده آب و بخار است. این بخش قادر است در سال 1465000تن زغال سنگ را به 1135000تن کک،8817تن سولفات آمونیوم،55680تن قطران و6349تن بنزن خام تبدیل نماید.   

کارگاه کک سازی شامل سه بخش است:

۱- بخش زغال

۲- بخش کک

۳- بخش بازیابی مواد شیمیایی

1- بخش زغال

وظیفه بخش زغال آماده سازی زغال سنگ جهت شارژ در باطری کک سازی است. زغال سنگ از معادن داخلی باب نیزو ،پابدانا، هُجِدک ، زیرآب ، سنگ رود ، شاهرودو غیره توسط راه آهن و یا از معادن خارجی،از طریق بندر و توسط کامیون به کارخانه حمل می شود. در کارخانه واگن های محتوی زغال سنگ به نوبت در واگن برگردان قرار می گیرند و توسط آن واژگون  می شوند. در نتیجه زغال سنگ به داخل بونکرهای زغال که در زیر دستگاه واگن برگردان و در عمق m15 قرار دارند ریخته می شود. سپس زغال سنگ بطور یکنواخت بوسیله ریخته میشودو توسط نوارهای نقاله در زیر بونکرها بطرف جدا کننده مغناطیسی حمل می شود. در جدا کننده مغناطیسی قطعات فلزی که با زغال سنگ مخلوط شده‌اند جدا می شود. پس از آن زغال سنگ از یک سری دستگاه های خرد کننده عبور نموده و بوسیله نوار نقاله که در زیر آن می باشد به بالای سیلوهای زغال که در دو ردیف ده تایی قرار دارند برده می شود و بر حسب مارک زغال هر نوع زغال سنگ در سیلوی مربوطه شارژ می شود. سپس زغال با مشخصات فیزیکی و شیمیائی خاص، به مقدار معینی و مطابق درصد مشخص شده از واحد تحقیقات، از زیر هر سیلو و به روش لرزش خارج و بر روی نوارهای نقاله سراسری می ریزد. بدین ترتیب مارک های مختلف زغال با درصدهای معینی با هم مخلوط می شوند. این مخلوط در آسیاب های بعدی به اندازه های زیر سه میلیمتر خرد می شوند و در مسیر حرکت زغال سنگ آب بر روی آن پاشیده می شود تا علاوه بر جلوگیری از ایجاد گردو غبار، رطوبت لازم برای زغال نیز تأمین شود. در اینجا وظیفه بخش زغال پایان می یابد و زغال سنگ آماده که دارای رطوبت کافی و ابعاد مناسب و درصدهای مناسب از انواع مختلف زغال سنگ می باشد بطرف برج زغال فرستاده می شود.

2-بخش کک

کارگاه کک از دو باطری کک سازی یکی با 57 و دیگری با 73 سلول تشکیل شده است. کوره های مکعب مستطیل شکل و موازی با هم را سلول تولید کک گویند. در این بخش، در هر بار 22 تن زغال سنگ آماده در برج بوسیله واگن شارژ در باطری کک سازی شارژ شده و در طول مدت معینی(حدودا 15 الی 20 ساعت) که پریود کک سازی نامیده می شود، طی پنج مرحله وبدون وجود هوا به کک تبدیل می شود. مواد ورودی به باطری کک سازی زغال سنگ و گاز کک تصفیه شده است و مواد خروجی از آن کک و گاز کک می‌باشد.مراحل کار عبارتند از:

1-بخار شدن رطوبت زغال در دمای 100 درجه سانتیگراد.

2-تجزیه هیدروکربن های زغال ومتصاعد شدن گازها در دمای 300 تا 350 درجه سانتیگراد.

3-تبدیل توده زغال به مواد خمیری و پلاستیکی در دمای 350 تا 480 درجه سانتیگراد.

4-تبدیل توده پلاستیکی زغال به حالت نیم کک در دمای 480 تا 550 درجه سانتیگراد.

5-تبدیل توده نیمه جامد و نیم کک به حالت کاملا جامد و کک در دمای 550 تا 1000 درجه سانتیگراد.

باطری کک سازی که به شکل مکعب مستطیل است بوسیله دیوارهای عرضی به اطاقک‌های کوچک‌تر تقسیم شده است. در این اطاقک ها بطور یک در میان زغال شارژ می شود و در بقیه اطاقک ها گاز کک تصفیه شده با هوا سوخته و حرارت لازم برای تبدیل زغال سنگ به کک تولید می شود.

اطاقک‌هائی که در آنها زغال شارژ می شود اطاقک کک و اطاقک‌هائی که در آنها گاز کک تصفیه شده با هوا می سوزد اطاقک گرمائی نامیده می شود. پس از پایان پریود کک سازی برای هر اطاقک کک ، دو درب طرفین اطاقک بوسیله ماشین های در باز کن و هل دهنده باز می شود و سپس بازوی ماشین هل دهنده از یک طرف داخل اطاقک کک می شود و کک گداخته را به جلو می راند. در نتیجه کک از جلو باطری خارج می شود و به داخل واگن خاموش کن می ریزد. واگن خاموش کن کک گداخته را به زیر برج خاموش کن می برد و در آنجا با پاشیده شدن آب بر روی آن که در حدود 72ـ70 ثانیه طول می کشد کک خاموش می شود. سپس واگن خاموش کن از زیر برج خاموش کن خارج شده و کک را بطور یکنواخت روی سکوی کک می ریزد. تقریباً پس از 20 دقیقه کک توسط یک سری نوار نقاله به بخش دانه بندی کک می رود و در آنجا از نظر ابعاد به سه قسمت تقسیم می شود:

1- دانه های کک کوچکتر از 25 میلیمتر که بعنوان سوخت در آگلومراسیون و قسمت های دیگر مصرف می شود.

2-دانه های کک به قطر 80 ـ 25 میلیمتر که به کوره بلند فرستاده می شود.

3-دانه های کک بزرگتر از 80 میلیمتر که مجدداً وارد بخش دانه بندی کک شده و در آنجا به قطعات کوچکتر تبدیل می گردد.

برای استفاده از گرمای گازهای سوخته شده و جلوگیری از هدر رفتن آن یک سیستم مکنده که زیر باطری کک سازی قرار دارد استفاده می شود که با استفاده از آن هوای ورودی به باطری کک سازی گرم می شود.

3-بخش بازیابی مواد شیمیائی

گازه کک پس از خروج از باطری کک سازی بطرف بخش بازیابی مواد شیمیائی فرستاده می‌شود در این بخش با شیوه های خاص، مواد شیمیایی مختلفی از گاز کک بدست می آید.

 در حال حاضر این مواد عبارتند از:

سولفات آمونیم (که در کیسه های 50 کیلوئی بسته بندی شده و بعنوان کود شیمیائی ازت دار به مصرف کشاورزی می رسد) ، بنزن ، تولوئن ، گزیلن ، سالونت، اسید سولفوریک ، نفتالین ، فنل ، قطران و محصلولات جزئی دیگر که در تولید مواد داروئی و شیمیائی و رنگ سازی مورد استفاده قرار می گیرند. شایان ذکر است که در دنیا از گاز کک بیش از هشتاد نوع مواد بدست می‌آورند.به طور خلاصه روند کار به صورت زیر است:

 ابتدا بوسیله پاشیده شدن آب آمونیاکی گازهاخنک شده و سپس با عبور از سپراتور قطران از گاز جدا و جهت تقطیر به پالایشگاه قطران فرستاده می شود.گاز باقیمانده پس از ورود به سرد کننده های اولیه که تعداد آنها هشت عدد است مجددا سرد شده و دمای گاز از 80 به 30 درجه سانتیگراد می رسد. آنگاه از طریق شش عدد الکتروفیلتر که نوعی رسوب دهنده است بار دیگر ذرات سنگین مثل قطران و نفتالین از گاز جدا می گردد. در ادامه مسیر گاز توسط ماشین مکنده   به بخش بازیابی مواد کشیده می شود. پس از آن گاز وارد بخش اشباع کننده می شود و در اثر برخورد مستقیم گاز با اسید سولفوریک غلیظ و جدا شدن آمونیاک از گاز ماده ای بنام سولفات آمونیوم بدست می آید و پس از یک سلسله عملیات به پودر سولفات آمونیوم تبدیل می گردد. این ماده به عنوان کود شیمیائی در کشاورزی کاربرد دارد. گاز باقیمانده پس از عبور از تله اسیدی ابتدا وارد سردکننده های ثانویه شده و نفتالین خود را از دست میدهد.سپس وارد بخش جذب بنزل شده و بنزل از گاز جدا می شود که به آن بنزل خام گفته می شودو در پالایشگاه بنزل موادی از قبیل بنزن،گزیلن،تولوئن و سولونت از آن تهیه می گردد. سپس باقیمانده گاز وارد کارگاه اسید سولفوریک می شودو ترکیب گوگرد دار آن یعنی هیدروژن سولفوره توسط کربنات سدیم جذب شده و سپس به اسید سولفوریک تبدیل می شود. اسید بار دیگر به کارگاه بازیابی فرستاده می شود تا در تهیه سولفات آمونیوم مورد استفاده قرار گیرد. سپس گاز باقیمانده که همان گاز کک تصفیه شده است. گاز کک پس از تصفیه کامل بطرف باطری کک سازی بر می‌گردد و در اطاقک های گرمائی با هوا می سوزد. دود حاصله پس از عبور از مکنده ها وارد کانال سرتاسری دود شده و در انتها از دودکش خارج می شود.علاوه بر آن گاز کک به عنوان منابع تولیدانرژی در واحدهای دیگر نیز به کار می رود.

آگلومراسیون

بصورت بزرگتر در آوردن ذرات پودر مانند را که تحت عملیات و روش های مختلفی انجام می شود را آگلومراسیون می نامند. محصول این عملیات که بطور مصنوعی انجام می شود بنام آگلومره یا کلوخه نامیده می شود.

استفاده از کلوخه بدست آمده باعث ازدیاد راندمان تولید چدن در کوره بلند می شود. در اینجا علل عملیات آگلومراسیون و فواید استفاده از کلوخه در کوره بلند را شرح می دهیم.

 2-2- کوره بلند

 1-3-2- ساختمان کوره بلند

کوره بلند یا کوره دمشی کوره‌ای است استوانه ای شکل با ارتفاع زیاد که سطح خارجی این کوره فلزی بوده و سطح داخلی آن بوسیله آجرهای نسوز پوشیده شده است. دیواره این کوره را بوسیله آب خنک می کنند. کورههای بلندازقسمتهای زیر تشکیل شده اند.

دهانه: که استوانه ای شکل می باشد و مواد از طریق آن وارد کوره می شود.

بدنه: که بعد از دهانه قرار دارد و بشکل مخروط ناقص می باشد.

شکم: که قطورترین قسمت کوره بلند است.

بستر کک: که بصورت مخروط ناقص وارونه می باشد. در این قسمت مواد بصورت مذاب در می آید.

بوته:‌استوانه ای شکل بوده و محل جمع محصولات مذاب یعنی چدن خام و سرباره می باشد. سیبورک های دمنده هوا و مجاری آهن و سرباره در دیواره بوته نصب و ساخته شده اند.

ماشین مسدود کننده مجرای چدن، ماشین بارکننده مجرای چدن (ماشین درل) و مکانیزم مسدود کننده مجرای سرباره در محوطه بوته قرار گرفته اند.

فونداسیون کوره: این قسمت تمام وزن کوره و مواد شارژی را تحمل می کند.

هدف اصلی بخش کوره بلند تولید چدن مذاب جهت استفـاده در بخش فـولاد سـازی یا  درصورت عــدم پذیرش ، ارسال آن به کارگاه چدن ریزی است . این بخش شامل  :

الف-کارگاه اصلی کوره بلند

 ب- کارگاه چدن ریزی

ج- کارگاه سرباره

د- کـارگـاه آمـاده سـازی پاتیل و تاسیسات بونکرها و ذخیره سازی مواد می باشد .

کارگاه اصلی کوره بلند از طـریق کـوره بلندهای شماره 1 و 2 به تولید چدن در بخش کوره بلند می پردازد . کوره بلند شماره یک دارای حجم 1033 متر مکعب و طبق طرح تولید متوسـط سالیانـه 665 هزارتن وکـوره بلنـد شمـاره 2 دارای حجـم 2000 مـتر مکـعـب و طبق طرح تــولیـد متـوسط سالیانه 1 میلیون و 237 هـزار و 250 تن می باشد . در فـرآیند تولید چـدن در کـوره بلنـد مواد اولیه ( سنگ آهن- آگلومره پلیت- کـک وکـمک ذ وبها ) از دهانه کوره شـارژ و هـوای غنـی شده با اکسـیژن به  همراه د یگرکمک سوختها ( گازطبـیعی و مازوت ) از بالای بوته  به کـوره دمیده می شود.  

هـوای دمیـده شـده منجـر بـه سـوختن کـک و ایجاد  واکنش شده و حرارت کافی  جهت احیاء ذوب سنگ آهن ایجاد می نماید. مواد  مذاب د ر بوته کوره جمع  و  به  تناوب از کوره تخلیه و پس از جدا سازی  چدن  و سر با ره ، از طریق جوی مخصوصی که با نسوز مناسب آماده شده است،  چدن و سرباره به طور جدا گانه  در  پاتیل های حمل چدن و سر باره تخلیه می‌شوند. سپس پاتیل های سر باره توسط  لکوموتیو به کارگاه  دانه بندی سر باره  ارسال و پا تیل‌های چد ن به فولاد سازی حمل می شوند.

کارگاه سرباره

مواد ورودی به این کارگاه سرباره مذاب می باشد که دانه بندی شده یا در قسمت خرد کن به کلوخه تبد یل می گردد. سرباره دانه بندی شده به عنوان ماده اولیه در کاخانجات سیمان مورد استفاده قرار می‌گیرد .

کارگاه آماده سازی پاتیل

 وظیفه این کارگاه نسوز چینی وآماده ساختن پاتیل های چدن جهت ذوب گیری می باشد.

تاسیسات بونکرها وذخیره سازی مواد

تهیه وذخیره سـازی مـواد اولیه مورد نیاز کوره بلند وظیفه این کارگاه است. ظرفیت بونکرهای کوره بلند شماره 1و2   به ترتیب ³m  2150 و³m 6194 می باشد.

1-3-2- مواد خام کوره بلند

مواد خام لازم برای تهیه چدن در کوره بلند عبارتند از:

1-سنگ های معدن آهن (وکلوخه یا آگلومرات)، سنگ های معدن منگنز.

2-سوخت

3-کمک ذوب ها

سنگ های معدن آهن: (و همچنین کلوخه) دارای اکسیدهای مختلف‌ آهن (مانند Fe203 , Fe304 و...) و مقداری ناخالصی (مانند SiO2 , Al203 , CaO , P و...) می باشند.

سوخت: در حال حاضر برای تهیه چدن اغلب از سوخت جامد (کک) استفاد می شود. نقش سوخت که در تحولات فیزیکی و شیمیائی کوره بلند بسیار مهم است بر دو قسم می باشد.

1-ایجاد حرارت (در اثر سوختن) و رسیدن به درجه حرارت های بالای مورد نیاز برای احیاء سنگ آهن و ذوب آهن خام و سرباره تشکیل شده.

۲-عمل احیاء سوخت (کک) که کربن لازم برای واکنش های احیاء را تأمین می کند.

کمک ذوب ها

این مواد با مواد زائد سنگ های معدن و خاکستر کک ترکیب شده موادی با نقطه ذوب پائین بوجود می آورند. بدین ترتیب کمک ذوب ها نقطه ذوب ناخالصی ها را پائین می آورند. مهمترین کمک ذوب ها که در کوره بلند مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از: سنگ آهک (CaCo3) و گاهی اوقات نیز دولومیت (CaCo3-MgCo3) .

 4-3-2- تحولات فیزیکی ـ شیمیائی که در کوره بلند انجام می شوند:

بعد از آماده کردن سنگ آهن ، کلوخه ، کک و کمک ذوب آنها را وزن کرده و به کمک اسکیپ (بالا برنده) به ترتیب معینی و بصورت لایه لایه به داخل کوره شارژ می کنند. از پایین و از طریق شیپورک‌ها هوا را که درجه حرارتش 1100-1000 درجه سانتیگراد بوده و فشارش به 3-2.5 اتمسفر می رسد به داخل کوره می دمند.این هوا برای احتراق کک و تولید حرارت لازم است. مواد خام هنگام پایین رفتن در کوره با گازهایی که در حال صعود می باشند تماس پیدا می‌کند و در نتیجه این تماس درجه حرارت مواد کم‌کم بالا می رود و یک سری تغییرات و تحولات زنجیری بوجود می آید.این تحولات بخاطر گازهای احیاء کننده CO , H2 در گازهای صعود کننده می باشد که در نتیجه آهن و بعضی از عناصر (مانند Mn , Si) احیاء می گردند. مواد هر چه پایین‌تر می روند بیشتر احیاء شده و درجه حرارت آنها بالا می رود. این قطرات در بوته کوره بلند جمع می شوند. پس از اینکه مقدار آهن خام به حد معینی رسید آنرا از کوره بلند تخلیه می‌کنند.

5-3-2- محصولات کوره بلند

محصولات حاصله از کوره بلند عبارتند از:

آهن خام (چدن)، سرباره و گاز.

آهن خام: مهمترین محصول کوره بلند چدن می باشد که آلیاژی است از آهن، کربن، سیلیسیم، منگنز، گوگرد و فسفر که قسمت اعظم آهن خام را عنصر آهن تشکیل می دهد.

برحسب ترکیب شیمیایی آهن خام حاصله از کوره بلند آنرا آهن خام فولاد سازی (این آهن پس از تخلیه شدن از کوره بلند مستقیماً بطرف کارگاه کنورتور برده می شود) یا آهن ریخته گری می‌نامند که از این آهن برای ریخته گری قطعات چدنی استفاده می کنند. علاوه بر دو نوع آهن مزبور در کوره بلند آلیاژهای آهنی مانند فرومنگنزو فروسیلیسیم نیز تولید می کنند.

6-3-2- سرباره

عبارت است از مجموعه اکسیدهای احیاء نشده در کوره بلند که مهمترین آنها عبارتند از 30% تا 40% Sio2 ، 10% تا 20% Al2o3 و 40% تا 50% CaO. از سرباره برای تهیه آجرهای نسوز، سیمان، پشم عایق حرارتی و غیره استفاده می گردد.

7-3-2- گاز کوره بلند

گاز خارج شده از کوره بلند دارای 30% Co و 2%تا4% H2 می باشد. از این گاز پس از تصفیه (جدا نمدن گرد و غبار) برای گرم کردن هوا کوره بلند استفاده می شود. همچنین برای کوره های زیمنس و مارتینی و دیگهای بخار و کوره‌های حرارتی کارگاه نورد استفاده می شود.

8-3-2- دستگاه‌ها و تجهیزات کمکی کوره بلند

1- هوا گرم کن ها: هوا قبل از ورود به کوره بلند در دستگاه‌های مخصوص بنام هوا گرم کن کوره بلند گرم می شود که تعداد آنها برای هر کوره3 تا 4 عدد می باشد . سطح خارجی این دستگاه فلزی بوده و قسمت داخلی از آجرهای نسوز مفروش شده است.

2- دستگاه‌های تصفیه کننده گاز: این دستگاه‌ها از این قسمت‌های تشکیل شده است: غبارگیر اولیه، اسکروبر، لوله و نتوری و فیلترالکتریکی

3- ماشین ریخته گری: این ماشین در فاصله نسبتاً دوری از کوره قرار گرفته است. بوسیله این دستگاه آهن خام مذاب کوره بلند را بصورت شمش‌های 45 تا 50 کیلویی ریخته گری می کنند. شمش بدست آمده را بعداً تبدیل به فولاد می کنند یا برای فروش به بازرا می فروشند.

4- محل عملیات روی سرباره: در این قسمت سرباره را پس از ریختن داخل حوضچه آب (آب با فشار زیاد از محل خود خارج شده و سرباره روی آب ریخته می شود) بصورت دانه ای در می آید. این دانه‌ها را سپس به مصارف مورد نظر می رسانند.

9-3-2- روش‌های بالابردن قابلیت تولید کوره بلند

1. بالابردن فشار گاز در دهانه کوره بلند

2. استفاده از گاز طبیعی

3. بالابردن درصد اکسیژن در هوای ورودی به کوره

4. مرطوب کردن هوای ورودی به کوره

این عملیات سرعت احیاء را بالا برده و مصرف گاز را کاهش می دهند و در نتیجه قیمت آهن تولید شده کاهش می یابد.

 4-2- فولاد سازی

در بخش فولاد سازی تبدیل چدن تولید شده در کوره بلند به شمشهای فولادی  با آنالیز و ابعاد مناسب و مورد نیاز در کارگاههای نوردانجام می گیرد.

1-4-2- کارگاه کنورتور

فلز مذابی که از کوره بلند بدست می آید به آهن خام و یا در اصطلاح به چدن مذاب موسوم می باشد. چدن بر دو نوع است: چدن ریخته‌گری و چدن قابل تبدیل به فولاد. چدن ریخته‌گری را مستقیماً می توان ریخته‌گری نموده و از آن قطعات چدنی بدست آورد. بمنظور تبدیل چدن نوع دوم به فولاد، از روش‌های مختلفی استفاده می گردد.

در کارخانه ذوب آهن، تبدیل چدن به فولاد توسط کنورتور اکسیژنی L.D صورت می‌گیرد.

بطور کلی تبدیل چدن به فولاد بر مبنای حذف ناخالصی های موجود در آن تا حد لوزم می‌باشد. مهمترین این ناخالصی ها عبارتند از کربن (C) منگنز (Mn) سیلیسیم (Si) فسفر (P) و گوگرد (S).

در ذوب کنورتوری، حذف ناخالصی های مذکور بجز گوگرد از طریق اکسیداسیون آنها توسط دمش اکسیژن خالص صنعتی صورت می گیرد و ضمناً حرارت لازم برای ذوب نیز از این طریق تولید می گردد.

قسمت‌های مختلف کارگاه کنورتور

کارگاه کنورتور از قسیمت‌های مختلفی تشکیل شده است که به دو دسته اصلی و فرعی تقسیم می شوند. قسمت‌های اصلی شامل قسمت کنورتوری و قسیمت ریخته گری بوده و نقش اصلی تولید فولاد را بعهده دارند. قسیمت‌های فرعی شامل قسیمت میکسر، قسیمت تعمیر پاتیل، قسیمت مکنده دود و غیره می باشد.

قسمت کنورتور:در این قسمت 3 کنورتور 130 تنی وجود دارد که در حال کار می‌باشد. هر دوره ذوب یعنی فاصله زمانی بین دو عمل شارژ در کنورتور حدود 40 دقیقه طول می کشد. در هر کنورتور را جهت تعویض آستر نسوز داخلی‌اش متوقف نمود.

مواد اولیه در ذوب کنورتوری به دو دسته تقسیم می شوند. دسته اول شامل چدن مذاب و آهن قراضه می باشد و قسمت اصلی شارژ را تشکیل می دهد زیرا فولاد مستقیماً از این دو بدست می‌آید. اما دسته دوم شامل مواد معدنی نظیر سنگ آهن، آهک (سنگ آهک) بوکسیت و فلوریت است که بعنوان مواد کمک ذوب مصرف می شوند.

به ترتیب آهن قراضه و چدن مذاب را به داخل کنورتور شارژ می کنند و سپس عمل دمش اکسیژن را انجام می دهند.اضافه کردن مواد کمک ذوب به داخل کنورتور تحت یک برنامه معین در ابتداء و همچنین در طول دمش صورت می گیرد.

با توجه به اینکه چدن مذاب عناصر شیمیایی اضافی مثل کربن، سلیسیم، منگنز، فسفر و گوگرد وجود دارد، خروج این عناصر از طریق دمش اکسیژن صورت می گیرد. به این شکل که لانس اکسیژن وارد کنورتور می شود و اکسیژن خالص را با فشار حدود 15 اتمسفر در دبی حدود 330 مترمکعب در دقیقه به چدن مذاب تزریق می کند که باعث سوخته شدن عناصر اضافی مذاب می گردد. زمان تزریق اکسیژن حدود 28 دقیقه است که در این مرحله درجه حرارت مذاب در کنورتور از 1300 به 1700 درجه سانتی‌گراد می رسد.

پس از پایان دمش، از فولاد نمونه برداری و درجه حرارت آن را نیز اندازه گیری می نمایند هرگاه ترکیب شیمیایی و درجه حرارت فولاد مورد نظر باشد اقدام به خارج نمودن فولاد مذاب کرده و در غیر اینصورت می بایستی عمل تصحیح ترکیب شیمیایی و درجه حرارت صورت گیرد.

در حین خارج کردن فولاد از کنورتور مقدار معینی مواد دی‌اکسید کننده (بمنظور احیای FeO موجود در فولاد ) برحسب نوع فولاد مورد نیاز به داخل پاتیل اضافه می کنند. مواد اکسید کننده مصرفی عبارتند از فرومنگنز (FeMn) فروسیلیسیم (FeSi) و آلومینیم (Al).

پس از خارج کردن فولاد می‌بایستی سرباره باقیمانده در کنورتور راخارج نمود. بطوریکه در شکل ملاحظه می شود خارج کردن سرباره از طریق دهانه کنورتور صورت می گیرد در حالیکه برای خارج کردن فولاد مجرای بخصوصی تعبیه شده است.

2-4-2- کارگاه ریخته‌گری

فولاد مذابی که از قسمت کنورتور بدست می آید به قسمت ریخته‌گری حمل می گردد. اصولاً فولاد را به دو روش ریخته‌گری می کنند. ریخته‌گری در قالب و ریخته‌گری در ماشین‌های مداوم. ریخته‌گری در ماشین‌های مداوم یک روش جدید می باشد و در مقایسه با ریخته‌گری در قالب، مزایای زیادی در بر دارد.

در قسمت ریخته‌گری کارگاه کنورتور از ماشین‌های مداوم استفاده می گردد.

اساس کار ماشین‌ها مطابق شکل بدین ترتیب است که فولاد مذاب از پاتیل ریخته‌گری به داخل پاتیل میانی و از آنجا به داخل قالب دوجداره (کریستالیزاتور) ریخته می شود.

جداره داخلی این قالب از جنس مس و جداره خارجی آن از جنس چدن یا فولاد می باشد. در بین دوجداره مذکور آب جریان دارد و بطوریکه در شکل ملاحظه می شود آب از مجرای پائینی وارد شده و از مجرای بالائی خارج می گردد. بدین ترتیب در اثر تماس فولاد مذاب با جداره سرد قالب بتدریج منجمد می گردد. شمشی که از کریستالیزاتور خارج می شود گداخته است و هنوز مقداری فلز بصورت مذاب در مغز آن وجود دارد. عمل انجماد در منطقه سرد کننده ثانویه که در زیر کریستالیزاتور قرار دارد بطور کامل صورت می‌گیرد. در این منطقه آب توسط افشانک هایی به سطح شمش پاشیده می شود. بعد از منطقه سردکننده ثانوی، غلطک‌های هدایت کننده و کشنده شمش وجود دارند. سرد کردن شمش با سرعتی باید صورت گیرد که عمل انجماد تا قبل از غلطک‌های کشنده بطور کامل انجام شده باشد. بعد از غلطک‌های کشنده، مشعل برش گازی وجود دارد که شمش را بطول‌های معین می برد.

3-4-2- کارگاه میکسر

چون تولید کوره بلند توسط پاتیل‌های مخصوص از کوره بنلد به بخش فولاد سازی حمل می گردد وزن چدن در هر پاتیل حدود 75 تا 80 تن است.

هدف کارگاه میکشر تأمین چدن با ترکیب شیمیایی یکنواخت برای کارگاه کنورتور است. در کارگاه میکسر ابتدا عمل سرباره‌گیری از پاتیل ارسالی از کوره بلند صورت می گیرد.

پاتیل حاوی چدن مذاب بوسیله دو جرثقیل 125 تنی در میکسر تخلیه می گردد

این کارگاه به عنوان منبع ذخیره چدن عمل می کند و دارای دو میکسر با ظرفیت اسمی 1300 تن می باشد.

وظایف اصلی میکسر عبارتند از:

1- یکنواخت نمودن ترکیب شیمیایی چدن.

2-  جلوگیری از افت درجه حرارت مذاب و یکنوخت کردن درجه حرارت.

3- هماهنگ نمودن روند کار کوره بلند و کنوتور.

4- ذخیره نمودن چدن کوره بلند در مواقعیکه کنورتورها پذیرش چدن ندارند.

به منظور جلوگیری از سرد شدن چدن در داخل میکسر، مشعل هایی در طرفین ورودی دماغه میکسر تعبیه شده که با استفاده از گاز کک یا گاز طبیعی چدن را گرم می دارد.

زمانیکه یکی از کنورتورها نیاز به چدن داشته باشد ارابه و پاتیل کنورتور زیر میکسر قرار گرفته و به مقدار کافی چدن در داخل پاتیل تخلیه می گردد. پاتیل حاوی چدن مذاب جهت انجام عملیات فولاد سازی به طرف کنورتورها حرکت داده می شود.

4-4-2- گارگاه تعمیر پاتیل

وظیفه این قسمت، تعمیر و آماده نمودن پاتیل‌های ریخته‌گری، پاتیل‌های میانی و همچنین تهیه توپی های مربوطه به پاتیل‌های مذکور می باشد.

5-4-2- قسمت مکنده دود

در حین دمش اکسیژن به داخل کنورتور مقدار زیادی گاز تولید می گردد که قسمت اعظم آن متشکل از Co، Co2 بوده و دارای درجه حرارتی حدود C1400 می باشد. در روش کنورتوری هم از درجه حرارت فیزیکی و هم از حرارت شیمیایی (حرارت ناشی از سوختن گاز Co) گازهای خروجی جهت تولید بخار استفاده می گردد. همراه گازهای خروجی مقدار زیادی ذرات فلز و سرباره نیز بخارج پرتاب می‌شود این ذرات توسط دستگاه‌هایی که در مسیر حرکت گاز تعبیه شده‌اند از گاز جدا خواهند شد. بدین ترتیب پس از سوزاندن و تمیز نمودن گازهای خروجی می توان آنها را بخارج هدایت نمود.

برای این منظور از دستگاه مکنده دود استفاده می شود. این دستگاه گازهای مذکور را از پایین وارد دودکشی به ارتفاع 110 متر می نماید.  

گذشته از قسمت‌های اصلی و فرعی که منحصراً مورد بحث قرار گرفت، قسمت‌های دیگری نیز وجود دارند که به کارگاه کنورتور مربوطه می باشند برای مثال، قسمت آهن قراضه و فرو آلیاژها.

6-4-2- کارگاه شمش

هدف کارگاه شمش شناسایی عیوب شمش‌ها و آماده سازی شمش‌های ریخته گری شده با کیفیت مطلوب و اندازه‌های مورد درخواست مهندسی نورد است.

5-2- نورد

بطور کلی اجسام تحت تأثیر نیروهای خارجی شکل و اندازه‌های خود را تغییر می دهند.

مثلاً اگر با چکش چندین ضربه به یک قطعه فلز گرم شده وارد کنیم این قطعه، شکل خود را تغییر داده و به اشکال مختلف در می‌آید و در این حالت پدیده تغییر شکل مشاهده می‌شود.

تغییر شکل ممکن است با کم شدن وزن جسم همراه باشد (نظیر تراشکاری و روش‌های دیگری که با برداشن براده از روی جسم همراه است) و یا بدون کم شدن وزن، تغییر شکل فلز انجام گیرد (نظیر آهنگری نورد) تغییر شکل یافتن یک قطعه فلز گرم شده را در حین عبور از بین دو غلطک که در خلاف جهت یکدیگر گردش می کنند نورد می نامند. به این ترتیب قطعه تحت تأثیر نیروهای وارده از طرف غلطک‌ها تغییر پیدا می کند یعنی ضخامتش کم شده و طول آن افزایش می یابد.

نورد به دو صورت انجام می گیرد:

الف. نورد گرم: در این روش فلز را تا درجه حرارت معین (درجه حرارت کریستالیزاسیون) گرم کرده و سپس نورد می کنند.

ب. نورد سرد: در نورد سرد درجه حرارت فلز زیر درجه حرارت و کریستالیزاسیون فلز می باشد که این روش بیشتر در مورد تولیدات ورق به کار می رود و در کارگاه نورد کارخانه ورق تولید نمی‌شود و پروفیل‌های بخش نورد کارخانه از چهار کارگاه تشکیل شده است.

1. کارگاه نورد 650

2. کارگاه نورد 500

3. کارگاه نورد 250/350

4. کارگاه نورد 300

البته علاوه بر چهار کارگاه فوق کاکرگاه‌های کمکی نورد نظیر کارگاه تراش غلطک‌ها و کارگاه تعمیرات و غیره نیز با این بخش‌ها همکاری می‌کنند.

1-5-2- کارگاه نورد 650

کارگاه نورد 650 بعد از کارگاه ریخته‌گری مداوم قرار گرفته و مواد اولیه آن بیلت‌هایی با مقطع 150×150 تا 360×250 میلیمتر و طول 9.2 تا 6 متر می باشد. که از کارگاه ریخته‌گری مداوم تأمین می گردند.

قمست اصلی کارگاه نورد 650 شامل دو کوره گرم کن پنج منطقه ای و پنج قفسه کاری می‌باشد.

یک سری ماشین‌های تکمیل کننده نظیر قیچی‌ها، ماشین‌های صاف کننده، انتقال دهده‌های زنجیری، جرثقیل‌ها جهت حمل دستگاه‌ها و شمش‌ها، میزهای غلطک‌دار جهت حرکت فلز، هول دهنده‌ها و غیره تعبیه شده است.

مواد اولیه این کارگاه بوسیله میزهای غلطک‌دار به طرف کوره حرکت کرده و قبل از رسیدن به جلو کوره وزن می شود سپس در جلو کوره متوقف شده بعد توسط هول دهنده وارد کوره می‌گردد.

درجه حرارت کوره 1250- 1200 سانتیگراد می‌باشد و سوخت آن مخلوطی از گاز کک (5%) و گاز طبیعی (95%) می‌باشد. بعد از اینکه شمش‌ها تا درجه حرارت معینی گرم شدند از انتهای کوره خارج شده و بوسیله میزهای غلطک‌دار بطرف قفسه‌های کاری حرکت می کنند.

هر کدام از کوره‌های کارگاه نورد 650 دارای پنج ناحیه بشرح زیر می باشد.

1.ناحیه گرمایی مقدماتی فلز از بالا

2.ناحیه گرمایی مقدماتی فلز از پایین

3. ناحیه گرمایی سطح فلز از بالا تا درجه حرارت نورد

4.ناحیه گرمایی سطح فلز از پایین تا درجه حرارت نورد

5.ناحیه یکنواخت کننده

عمل تغییر شکل فلز بعد از گرم شدن در قفسه‌های کاری انجام می گیرد. قفسه‌های کاری عبارت از یک اسکلت ریخته‌گری شده ای از چدن که غلطک‌ها و دیگر تجهیزات اصلی نورد در داخل آن نصب می گردد.

قفسه کاری محفظه‌ای است که در آن غلطک‌های نورد نصب شده اند. کارگاه نورد 650 دارای پنج قفسه کاری است که دو تا از آنها سه غلطکی و سه‌تای بقیه دو غلطکی می باشند. در روی این غلطک‌ها شیارهایی که در روی دو غلطک مجموعاً کالیبر نامیده می شود به شکل پروفیل مورد نظر در آورده شده که بیلیت از آن کالیبرها عبور می‌کند و شکل مورد نظر را بخود می‌گیرد. قرار گرفتن این قفسه‌ها به این ترتیب است که اولین قفسه کاری دو جهته و دومین و سومین قفسه‌های کاری سه غلطکی و چهارمین و پنجمین قفسه کاری دو غلطکی یک جهته بوده که حرکت فلز از یک قفسه کاری به قفسه کاری دیگر بوسیله میز غلطک‌دار انجام می‌گیرد.

برای تولید محصولات مختلف در این کارگاه معمولاً چهار طرح مورد استفاده است: در طرح (1) بیلیت‌های آماده پس از خروج از کوره از هر پنج قفسه کاری عبور می‌کنند.

در طرح (2) بیلت‌های آماده پس از خروج از کوره از تمام قفسه‌های کاری بجز قفسه کاری سه غلطکی بیلت (شماره3) عبور می‌کنند.

در طرح (3) بیلت‌های آماده پس از خروج از کوره از اولین قفسه کاری دوغلطکی دو جهته و قفسه کاری سه غلطکی بیلت (شماره3) عبور می‌کند.

در طرح (4) بیلت‌های آماده پس از خروج از کوره فقط از قفسه سه غلطکی بیلت (شماره3) چندین بار عبور کرده و بیلت هایی به ابعاد 80×80،60×60 را جهت کارگاه نورد 350 تهیه می‌نماید.

2-5-2- کارگاه نورد 500

کارگاه نورد 500 یک کارگاه نورد گرم برای تولید پروفیل‌های مختلف ساختمانی از فولادهای کربن دار و مخصوص است. این کارگاه در سال هفتصد هزار تن ظرفیت دارد. پرفیل‌های تولیدی در این کارگاه شامل تیر آهن 100 تا 180 میلی متر، ناودانی 100 تا 180 میلی متر، نبشی 73 تا 125 میلی متر و میل‌گرد 40 تا 75 میلی متر می باشد. تغذیه اولیه برای تولید پروفیل‌های مختلف از طریق شمش‌هایی با مقطع چهارگوش و با ابعاد 150×150 میلی متر، 180×180 میلی متر و 200×200 میلی متر و با طول‌های m9.80 و .20m10 و12.11m انجام می گیرد. این شمش‌ها به وسیله کارگاه فولادسازی تأمین شده و در کوره‌های حرارتی شارژ می‌گردد.

خط نورد این کارگاه شامل کوره حرارتی و قفسه‌های نورد است.   کوره حرارتی شامل یک دریچه بارگیری یا شارژ و یک دریچه شمش می باشد. کوره از نوع گامی است و کف کوره گام بردار و متحرک است. تعداد شارژ شمش در کوره حرارتی 82 تا 109 عدد و درجه حرارتی گرمایش شمش c^ْ1151 تا c^ْ1250 و حداکثر سرعت خروج شمش 120 عدد در ساعت می‌باشد.

پس از خروج شمش از کوره حرارتی، شمش توسط رولیک‌های برنده به طرف قیچی 400 تنی هدایت شده و به طول‌های مورد نظر بریده می شود. اندازه طول شمش بریده شده به نوع پرفیل نورد شده و طول بستر خنک کننده بستگی دارد.

شمش بریده شده توسط رولیک‌ها به طرف قفسه‌ها هدایت شده و به دستگاه پوسته زدا وارد می شود. شمش‌ها در این دستگاه به کمک آب با فشار 120 اتمسفر و هوای فشرده از چهار طرف پوسته زدایی می شوند و آنگاه به طرف قفسه‌های گروه مقدماتی که شامل 9 قفسه است حرکت داده می شوند. قفسه‌های مقدماتی یک در میان افقی و عمودی است.

پس از گروه مقدماتی بوسیله قیچی 130 تنی سرشمش زده می شود.

مرحله بعدی ورود شمش به قفسه‌های گروه نهائی است که تعداد آنها 7 عدد هست. پس از اتمام عملیات قفسه‌های گروه نهائی پروفیل یا شمش‌های گرم نورد شده توسط قیچی 63 تنی در طول‌های معین بریده می شود که حاصل این برش از هر قطعه شمش 2 تا 3 قطعه پروفیل می باشد. تنظیم فعالیت قیچی 63 تنی به گونه ایست که اولاً کمترین ضایعات را در برش‌های بعدی داشته باشد و ثانیاً قطعات بریده شده در بستر خنک کننده به راحتی قرار گیرند. ضمناً تعداد شاخه‌هایی که روی بستر قرار می گیرند حدود 56 عددمی باشد.

پس از قرار گیری شمش‌های نورد شده بر روی بستر خنک کننده عملیات سرد شدن آنها از طریق عبور هوا از زیر بستر آغاز می‌گردد. یکی از موارد مهم در روند تولید مسأله کنترل کیفیت محصولات نورد شده است که توسط کارکنان کنترل کیفی کارخانه انجام می‌گیرد. موارد کنترل شامل بررسی عیوب ظاهری، ابعاد فلز، صاف بودن فلز و متناسب بودن زوایا، نداشتن ترک و شیار و.... می باشد که پس از کنترل و اطمینان از بی‌عیب بودن محصول و مطابقت داشتن با جدول استانداردها اجازه خروج یا ادامه تولید داده می شود.

شمش‌ها پس از سرد شدن به طرف ماشین صاف کاری حرکت کرده و در طول‌های مختلف و راستاهای گوناگون صاف‌کاری می شوند. عملیات پرداخت نورد از دو خط تشکیل شده و در هر خط یک ماشین صاف‌کاری دیده می شود که همزمان فعال می باشد. پس از عملیات صاف‌کاری شمش‌ها به طرف قیچی 630 تنی هدایت می گردند تا در طول‌های تجارتی مورد نظر برش داده شوند. به این صورت که هر بار 4 عدد شمش به طرف قیچی حرکت کرده و پس از قرارگیری شمش‌ها به زیر قیچی به طول‌های 12متری یا مضربی از آن بریده می شوند.

مرحله بعدی بسته بندی محصول است. وزن هر بسته حدود 5تن بوده و برای هر بسته پلاکی تعیین شده است که در حقیقت شناسنامه بسته است و اطلاعاتی از قبیل شماره ذوب، وزن بسته، نوع پروفیل و مارک فولاد روی آن حک شده است.

3-5-2- کارگاه نورد 350

کارگاه نورد 350 دارای دو خط تولید است. یکی خط نورد مستقیم برای محصولات شاخه‌ای و دیگری خط نورد سیم سازی بصورت کلاف ـ ظرفیت تولید این کارگاه بیش از 330 هزار تن و به ازای 8040  ساعت کار در سال طراحی شده است.

تغذیه اولیه کارگاه طبق طرح اولیه شمش‌هایی با ابعاد mm100×mm100 ، mm80×mm80 و mm60×mm60 می باشد و با طرح جدید شمش‌هایی با ابعاد mm150×mm150 و به طول m9 می‌باشد. این شمش توسط کارگاه فولاد سازی و نورد 650 تأمین و در کوره حرارتی شارژ  می گردد.

در ابتدای خط نورد 350 یک کوره متریک کف ثابت دیده می شود. این کوره با ظرفیت 60تن بر ساعت شارژ شده و دارای سیستم هل دهنده است. گاز مصرفی کوره از نوع گاز طبیعی و گاز کک می باشد و هوای مصرفی آن بوسیله و نتیلاتور مکیده شده و در رکوپراتورهایی که در چهار بخش و هر بخش از 63 لوله u شکل تکشیل شده جریان می یابد. محیط اطراف لوله‌ها را مسیر خروج دود تشکیل داده است که باعث گرم شدن هوای داخل رکوپراتورها شده و دمای آن را تا حدود c^ْ400 می رساند.

شمش از قسمت جانبی شارژ و بوسیله 6 عدد هل دهنده که به یکدیگر کوپل شده‌اند طی حرکت رفت و برگشتی وارد کوره می شود. حرارت کوره حدوداً c^ْ1300 می‌باشد.

خروج شمش از کوره با فرمان کوره‌بان و بوسیله اشتنگ هل دهنده صورت می‌گیرد.

پس از خروج شمش از کوره غلتک‌های کشاننده آنرا به طرف قفسه ها هدایت می کنند. تمامی مراحل شارژ و خروج شمش از کوره از طریق اتاق‌های فرمان صورت می گیرد.

 قفسه‌های کانتیلور که به آنها گروه مقدماتی می گویند شامل 4 عدد است. قفسه‌های 1‌و‌3 افقی، قفسه‌های 4 و 2 عمودی است که همه آنها دارای یک کالیبر می باشند.

 در ادامه خط تولید و بعد از گروه مقدماتی، قیچی 125 تنی S4 دانیالی از نوع پروانه‌ای برای زدن سر ‌و ‌ته شمش دیده می شود.

پس از قیچی 125 تنی قفسه‌های گروه میانی به تعداد هفت عدد مستقر شده‌اند. این قفسه‌ها یک در میان دارای برگردان بوده و شمش هنگام عبور ^ْ90 چرخانده می‌شود.

از قیچی CS11 پروانه برای زدن سر و ته شمش‌ها و در مواقع بروز اشکال برای قطعه قطعه کردن شمش و از موارد خارج کردن آن استفاده می شود.

در مرحله بعدی شمش وارد قفسه‌های گروه نهائی می گردد که از 3عدد قفسه افقی و 3عدد قفسه عمودی تشکیل شده است. پس از قفسه‌های گروه نهائی خط نورد به دو مسیر تقسیم می‌شود. یکی خط مستقیم و دیگری خط سیم سازی. در خط مستقیم قبل از قیچی DS17 از لوله‌های ترمکس جهت تغییر خواص مکانیکی استفاده می گردد.

محصول پس از یکسری رولگانگ که توسط مبدل‌های استاتیکی تغذیه می گردند به طرف قیچی DS17 و بستر خنک کننده حرکت داده می شود.

بخش کنترل کیفی محصولات نورد نمونه ای از پرفیل تولید شده را مورد مطالعه و بررسی قرار می دهد به این صورت که کلیه ابعاد فلز را اندازه گیری و پس از آنه با جدول استاندارد مطابقت داشت اجازه ادامه تولید داده می شود.

پس از سرد شدن پروفیل ها بر روی بستر خنک کننده و بعد از برش آنها به قطعات 12متری محصولات تولید شده به قسمت بستر ساختاری رفته و پس از انجام عملیات ساختاری به دستگاههای بسته بندی انتقال می یابد. محصولات بسته بندی شده در واگن ها بارگیری شده و به خارج کارگاه ارسال می گردد.

محصولات خط مستقیم کارگاه نورد 350 شامل انواع میلگرد ساده و آج‌دار از شماره 16 تا 32 میلی متر، تسمه، ناودانی، نبشی، سپری و شش گوش به صورت شاخه ای می باشد.

در خط سیم سازی سیم از قطر mm5.5 تا mm16 و با سرعت m/s500 تولید می شود. خط سیم سازی بعد از قفسه های گروه نهایی شروع می گردد و دارای مسیر طولانی و اریب است. محصول در این مسیر به وسیله هادی های قیفی شکل بطرف خط سیم سازی هدایت می شود. دمای پروفیل بین c^ْ900 تا c^ْ950 باشد تا بتواند وارد سیم سازی گردد. به همین جهت در ابتدای مسیر لوله های خنک کننده برای کنترل دمای پرفیل نصب شده است. از دیگر تجهیزات این خط دستگاه ترایبر برای کمک به حرکت پروفیل ها قیچی CS23 برای قطع سر و ته شمش و هدایت آن به هنگام بروز اشکال به سمت قیچی 23 CR می باشد. قفسه های این گروه دارای سیستم 10 قفسه ای است که تحت زاویه ^ْ45 از افق نصب شده اند و یک در میان با یکدیگر زاویه ^ْ90 می‌سازند. در ضمن محرک قفسه های سیم سازی موتور سنکرون 5MW می باشد. بعد از این قفسه ها سیستم تبرید سریع یا ترمکس وجود دارد که این سیستم دارای 14 لوله ترمکس و والو جهت باز و بسته نمودن آب می باشد.

بعد از ترمکس ترابیر 26 جهت هدایت سیم به داخل قسمت حلقه ساز نصب شده است. قسمت حلقه ساز که دارای مسیری مارپیچ و حلزونی شکل است عمل حلقه نمودن محصول را انجام می دهد.

حلقه های ایجاد شده روی میز نقاله رولیگی سردکننده 1- TS28 و 2- TS28 ریخته می‌شود. میز رولیکی شیب دار بوده و برای کار مداوم و دمای بالا مناسب می باشد. در ابتدای میز رولیکی در پوش های عایق دار تعبیه شده است که باسیستم الکتریکی باز و بسته می شوند. این قسمت ایزوله بوده و در واقع با حفظ حرارت محصول نوعی عملیات حرارتی مطلوب را در جهت ادامه تولید انجام می دهد. زیر میز رولیکی فن های الکتریکی قرار دارد.

در انتهای این میز حلقه ها در استوانه کله قندی ریخته شده وبه منظور جلوگیری از پخش شدن توسط پالت قائم محصور می شود. پس از آن ایستگاه های مختلف کلاف پیچ نصب شده اند که عبارتند از :

1- ایستگاه جمع کننده با بالابر هیدرولیکی و پالتی با چهار بازو

2-ایستگاه انتقال از یک مسیر به مسیر دیگربا چرخش نود درجه ای

3-ایستگاه سر و ته زنی و مرتب کردن کلاف

4-ایستگاه فشرده کن عمودی کلاف و گره زنی با هاموت از چهار طرف

5- ایستگاه توزیع و مارک زنی

6- ایستگاه حمل شانه ای که کلاف ها را از کارگاه خارج و به قسمت انبار تحویل  می دهد. در انتهای کلاف های تولید شده به خارج کارگاه برده شده و در تریلر یا واگن بارگیری می شود.

5-5-2-  قفسه های کاری نورد 300

این کارگاه دارای 30 قفسه کاری در پنج گروه می باشد:

1- قفسه های چکی یا ابتدایی که از چهار قفسه دو غلطکی افقی و عمودی تشکیل شده

2- گروه مقدماتی که از چهار قفسه دو غلطکی افقی تشکیل شده است.

3- گروه میانی: که از ده قفسه دو غلطکی افقی تشکیل شده است.

4- گروه نهایی چپ که از شش قفسه دو غلطکی عمودی و افقی تشکیل شده است.

5- گروه نهایی راست که از شش قفسه دو غلطکی عمودی و افقی تشکیل شده است.

گروه های نهایی چپ و راست مشابه به هم می باشند.

این کارگاه طوری طراحی شده که نورد شمش می تواند به صورت یک خطه یا دو خطه همزمان انجام گیرد.

هنگام نورد دو خطه شمش در خط چپ و راست همزمان نورد می شود و در گروه میانی نیز همانند گروه مقدماتی است. بعد از گروه میانی یک خط به گروه نهایی راست و یک خط به گروه نهای چپ جدا می شود.

تعداد قفسه های گروه‌های میانی و نهایی چپ و راست در هنگام نورد بستگی به نوع و اندازه پروفیل دارد و آرایش آن متغیر است.

رولگان های قبل از قفسه چکی

کار این رولگان ها انتقال شمش خارج شده از کوره به پوسته زدا و پس از آن هدایت به قفسه یک چکی می باشد. این رولگان ها به صورت اتومات و دستی در دو جهت جلو و عقب فرمان        می گیرد. وقتی کارگاه به صورت نرمال است در وضعیت اتومات می باشد. یک فتوسل در کنار رولگان ها قرار دارد که پس از رسیدن شمش جلوی آن فرمان استارت می دهد پس از مدت زمان مشخص و پس از انجام گیرش شمش توسط قفسه یک فرمان قطع می دهد. در وضعیف دستی توسط اپراتور پست 2 فرمان داده می شود تا در صورت بروز اشکال در خط، شمش در حال نورد برگشت داده شود. پس از جمع شدن تعدادی شمش برگشتی، جهت آن شمش‌ها یا سپورت نوشته و به منظور نورد شارژ کوره می گردند.

نرم افزار تبدیل واحد

مساله تبدیل واحد در محاسبات مهندسی همواره یکی از پر دردسرترین و وقت گیرترین کارهاست که تا کنون بارها در انجام آن به مشکل برخورده ایم . با استفاده از این نرم افزار سخت ترین تبدیل واحد ها در عرض چند ثانیه انجام میشود.از خصوصیات این نرم افزار کارکرد آسان و حجم کم و همچنین عدم نیاز به نصب را میتوان نام برد.

از لینک زیر دانلود کنید

تبدیل واحد