ورق استیل 309

زغال یکی از منابع تامین انرژی در مصارف صنعتی و خانگی می باشد که به صورت معادن زغالسنگ یا زغال چوب در دسترس صنعتگران قرار دارد. آماده سازی زغال در کوره های مخصوص از جنس انواع ورق استیل نسوز نظیر ورق استیل 309 دارای مراحلی است که به وسیله مشعل کوره و تامین حرارت، تهیه می گردد، لذا انجام دقیق فرآیندها می تواند منجر به تولید محصول با کیفیت و با کمترین آلودگی محیطی شود. با آنکه قیمت ورق استیل 309 مورد استفاده در ساخت این کوره ها نقش بسزایی در حجم کوره انتخابی توسط صنعتگر دارد، ولی تکنولوژی ساخت مشعل و انجام کامل فرآیندهای درون کوره توسط آن می تواند یکی از مهمترین گزینه های انتخاب آن باشد. در ذیل به بررسی کوره های با  بازدهی بالا پرداخته شده است.

در همه کوره های زغال، یک بخش مشترک به نام مشعل کوره قراردارد که با بدنه ساخته شده از جنس انواع ورق استیل نسوز خصوصاً ورق استیل 309 وظیفه تامین گرمای کوره برای پخت زغال را بر عهده دارد. فارغ از قیمت ورق استیل 309، آنچیزی که کارآیی کوره را تسهیل می کند، رعایت مقررات زیست محیطی و کاهش آلودگی می باشد. یکی از این روش ها، فناوری CharcoTec است که جز روشهای جدید تولید زغال است.
هدف فناوری CharcoTec حذف مضرات زغال‌سنگ سنتی بدون ایجاد مضرات "جدید" برای اقتصادهای محلی در شرایط وابستگی به مواد وارداتی است. اما در عین حال، مزایای فناوری مدرن را از نظر بازده بالاتر (زغال چوب بیشتر در هر کیلوگرم زیست توده ورودی)، و استفاده بالقوه نسبت به سایر مواد چوبی به عنوان منبع و در نتیجه جنگل زدایی کمتر به ارمغان می آورد. همچنین با جذب بخارات تند و زننده، احتراق آنها و استفاده مجدد از محتوای انرژی از دست رفته در آن، از آسیب های زیست محیطی و بهداشتی جلوگیری می کند و در نتیجه هزینه سوخت فرآیند زغال سنگ را کاهش می دهد. 

 

 

کوره CharcoTec به احتمال زیاد تنها کوره موجود در بازار است که می تواند تقریباً به طور کامل به صورت محلی تولید شود و می تواند برای طیف وسیعی از ظرفیت ها و در نتیجه هزینه تولید شود. کارکرد آن آسان است (بسیار شبیه به کوره های سنتی) و به سختی نیاز به تعمیر و نگهداری دارد. با این حال، همیشه به دو مخزن راکتور جداگانه نیاز دارد تا هیزم در آن قرار گیرد و توسط مشعل خشک گردد تا به کربن تبدیل گردد. با جدا کردن این دو فرآیند فرعی، استفاده مجدد از انرژی بهینه می شود و منجر به بالاترین بازده ممکن با این فناوری می شود و همچنان مفهوم عملیاتی را ساده نگه می دارد.

مزیت های اقتصادی کوره CharcoTec به گونه ای است که کارآفرینان در زمینه تولید زغال چوب در سراسر جهان می توانند از عهده خرید فناوری آن برآیند، زیرا پول سرمایه گذاری شده را می توان ظرف یک سال عملیاتی بازیابی کرد و چشم انداز به گونه ای است که تأمین مالی به راحتی امکان پذیر است.

بر اساس اصول فرآیند CharcoTec، اولین کارخانه آزمایشی در سال 2014 با هدف بررسی عملکردهای عملیاتی و کیفیت محصول و ارائه یک طراحی بهبود یافته برای کارخانه تجاری طراحی و ساخته شده است. نیروگاه آزمایشی شامل یک مشعل پروپان و دو کشتی راکتور کوچک است که در یک محفظه دریایی عایق بندی شده داخلی قرار می گیرد. زیست توده در دو ظروف استوانه‌ای قفس مانند قرار داده می شود که از بالا در راکتورها قرار می‌گیرد و متعاقباً راکتورها با یک درپوش با مهر و موم شن بسته می شود. راکتورها با عبور گاز دودکش داغ از مشعل پروپان در کنار دیواره راکتورها راه اندازی می شوند. گازهای خارج شده از هر دو راکتور از طریق یک لوله گاز به مشعل پروپان هدایت شده تا تمام هیدروکربن ها را محترق کنند (بدون انتشار اجزای خطرناک) و از ارزش کالری گاز خارج شده استفاده نمایند. 

عملکرد کوره CharcoTec نسبت به زغال سنگ سنتی قابل مقایسه است. در کوره سنتی چوب تازه و مرطوب به صورت دستی در ظرفی بارگذاری و سپس بسته می شود و در کوره آزاد قرار می گیرد که به یک خط گاز متصل است تا گازهای خارج شده از فرآیند زغال سنگ در حین کار کم شود. در ابتدا بخار آب در حین خشک شدن و گازهای قابل احتراق در طی کربنیزاسیون آزاد می گردند که می توانند برای سلامتی انسان و محیط زیست مضر باشند. این فرآیند به عنوان یک کوره سنتی با سوزاندن مقداری زیست توده در اجاق چوبی آغاز می شود.

 

 

از آنجایی که راندمان کوره CharcoTec بالاتر است، هیزم کمتری نسبت به کوره های معمولی سوزانده می شود. پس از پایان فرآیند، کانتینر کربن‌سازی از خط گاز خارج می‌شود و برای خنک‌سازی به بیرون منتقل می‌شود. یک ظرف جدید که با چوب مرطوب پر شده است در حالی که اولین دسته پردازش می شود، در کوره قرار می گیرد. با تعویض تعدادی دریچه، دو کوره جداگانه وظیفه خود را برعکس می کنند، خشک کن تبدیل به کربنایزر می شود و بالعکس، و تولید زغال سنگ شروع می شود، بنابراین با افزودن یک ظرف یا کوره اضافی به فرآیند، تقریباً یک فرآیند پیوسته ایجاد می شود.

در ساخت کوره های بویلر باید از ورق استیل نسوز استفاده شود. علت این امر این است که بویلر باید تحمل دمای بالای ایجاد شده را داشته باشد و علاوه بر این تلفات گرمایی را نیز به حداقل برساند. بنابراین بدنه بویلر باید عایق حرارتی داشته باشد و مقاومت دمایی بالایی نیز داشته باشد. در این جا به معرفی ورق استیل نسوز و کاربرد آن در ساخت بویلر خواهیم پرداخت.

ورق استیل 309 یک آلیاژ آستنیتی ضد زنگ است که به علت در صد بالای نیکل و کروم در آن در برابر خوردگی مقاوم است، مقاومت دمایی بالایی دارد و ضد اکسیداسیون می باشد. ورق استیل گرید 309 می تواند در محیط گوگردی تا دمای 1000 درجه سانتی گراد (1800 درجه فارنهایت) را تحمل کند. البته استفاده از این ورق استیل در محیط های کربوریزه توصیه نمی شود زیرا جذب کربن متوسطی دارد. منظور از محیط کربوریزه محیطی است که اتمسفر آن غنی از کربن است و به منظور واکنش شیمیایی قطعات با کربن به قطعات اجازه می دهند که مقدار کافی کربن از محیط جذب کنند. ورق استیل گرید 309s یک آلیاژکم کربن است که نسخه اصلاح شده آن، با کربن بیشتر گرید 309H نام دارد.

 

 

ورق استیل 310 نیز یک آلیاژ آستنیتی دیگر است که کربن آن متوسط است. این ورق استیل تا دمای 1150 درجه سانتی گراد را تحمل می کند، انعطاف پذیری آن نسبت به ورق استیل مشبک 309 بیشتر است و قیمت بیشتری نیز دارد.
این ورق ها استیل قابلیت جوشکاری راحتی دارند و به راحتی می توان آن ها را به یکدیگر جوش داد. ویژگی منحصر به فرد دیگر ورق استیل گرید 309 و ورق استیل 310 قابلیت شکل پذیری آن است. این ورق ها در برابر پوسته پوسته شدن استحکام بالایی دارند و به راحتی فرسوده نمی شوند.

منظور از ورق استیل مشبک، ورقی است که بر روی آن سوراخ هایی ایجاد شده است. این سوراخ ها ممکن است توسط پانچ، لیزر یا دستگاه CNC ایجاد شود. انواع ورق استیل مشبک بر اساس جنس و ضخامت طبقه بندی می شوند. قطر سوراخ ها و تعداد آن ها بسته به کاربردهای مختلف متفاوت است. ورق استیل مشبک 309 در واقع ورق استیل گرید 309 است که مشبک شده است. ورق استیل مشبک یک انتخاب اقتصادی است چرا که وزن کمتری دارد اما در مقابل، استحکام آن قابل قبول است.

مهمترین مواردی که در آن ها از ورق استیل 309 استفاده می شود عبارتند از: کوره ها در بخش مشعل، درها، فن ها، لوله کشی ها و ریکاوراتورها، کوره های بستر سیال در بخش توری، لوله کشی، جعبه های باد، تجهیزات آسیاب کاغذ، پالایش نفت در سیستم های بازیابی کاتالیزوری، بازیابی، تولید برق در قسمت مشعل های زغال سنگ پودر شده، آویزهای لوله ای، پردازش حرارتی در بازپخت پوشش ها و جعبه ها، مشعل ها، درب ها، پنکه ها، تابه های سربی و نمک خنثی، صدا خفه کن ها و مخزن ها، رکوپاتورها، تیرهای راهپیمایی، در فناوری تصفیه زباله مانند زباله سوز، کوره های دوار و کلسینر.

بویلر یا دیگ بخار محفظه بسته ای است که بخار آب در آن به وسیله گرمای ناشی از احتراق تولید شده و برای استفاده به خارج از محفظه هدایت می شود. دیگ بخار از دو بخشِ طرف بخار و طرف آب تشکیل شده است. تمامی بخش های داخلی و بیرونی دیگ بخار از آلیاژهای آهنی ساخته می شوند. برای تولید بخار کم فشار از بویلر چدنی و برای تولید بخار پر فشار از بویلر فولادی یا استیل استفاده می شود.

 

 

در بویلر نیاز است از ورق ها نسوزی استفاده شود که علاوه بر مقاومت دمایی بالا، توان مکانیکی خوبی را دارا باشند. برای مثال باید در برابر وزن آجرکاری، نیروهای ارتعاشی، عملیات برش و سایندگی قاب تحمل خوبی داشته باشد. همچنین درجه حرارت بالا، تغییرات ناگهانی دما و گرد و غبار دودکش نباید اختلالی در عملکرد بویلر ایجاد کند.
ترکیباتی که برای ساخت تجهیزات نسوز استفاده می شود دارای نقطه ذوب بالایی در محدوده 1800 تا 2800 درجه سانتیگراد هستند. (مانند MgO، SiC، Fireclay و ...) . این مواد باید بتوانند در برابر تغییرات دمایی به طور یکنواخت منقبض و منبسط شوند بدون اینکه ترک خوردگی و آسیب به بویلر وارد شود. 
علاوه بر خود بویلر، تجهیزاتی که به آن متصل می شوند نیز باید مستحکم بوده و در برابر خوردگی مقاوم باشد. همچنین از بویلر به عنوان چربی زدا در صنایع استفاده می شود.
علت اهمیت ضد خوردگی بودن در بویلر این است که املاح موجود در آب وارد شده به دیگ بخار، پس از تبخیر در ته دیگ ته نشین می شوند و به مرور زمان باعث خوردگی می شود. بنابراین باید از ورق استیل مقاوم در برابر خوردگی در ساخت بویلر استفاده می شود.
ورق استیل گرید 309 در واقع یک ورق استیل همه کاره است. این ورق استحکام خوبی دارد و مقاومت دمایی آن بالا است به همین دلیل در ساخت بویلر بسیار مورد توجه است. این ورق استیل به راحتی تغییر شکل نمی دهد و با مواد داخل کوره نیز واکنش نمی دهد. به همین دلیل طول عمره کوره ساخته شده با ورق استیل 309 بالا است.
شاید ساخت بویلر با استفاده از ورق استیل 309 هزینه بیشتری داشته باشد، اما هزینه تعمیر و نگهداری آن به مراتب پایین تر است و یک انتخاب خوب برای ساخت دیگ بخار با کیفیت و با دوام است. مطمئنا در صورت استفاده از این محصول هزینه اولیه نیز جبران خواهد شد و نتیجه نهایی کیفیت عالی و شکیل خواهد بود.