تاپیک متالورژی

[ghasem motamedi]

معرفي تكنولوژي سوپرآلياژ و ميزان كاربرد آن در جهان و ايران

معرفي وكاربردها
سوپرآلياژها در واقع آلياژهايي مقاوم در برابر حرارت، خوردگي و اكسيداسيون مي¬باشند كه به لحاظ تركيب شيميايي شامل سه گروه پايه نيكل، نيكل-آهن و پايه كبالت مي¬باشند. اولين استفاده از سوپرآلياژها در ساخت توربين¬هاي گازي، طرح¬هاي تبديل ذغال‌سنگ، صنايع شيميايي و صنايعي كه نياز به مقاومت حرارتي و خوردگي داشته¬اند بوده است.
امروزه تناژ وسيعي از قطعات مصرفي در توربين¬هاي گازي از جنس سوپرآلياژها مي¬باشند. در ذيل به بعضي از مصارف اين قطعات اشاره شده است:
- توربين¬هاي گازي هواپيما
- توربين¬هاي بخار نيروگاه‌هاي توليد برق
- ساخت قالب‌هاي ريخته¬گري و ابزارهاي گرمكار
- مصارف پزشكي و دندانپزشكي
- فضاپيماها
- تجهيزات عمليات حرارتي
- سيستم¬هاي نوتروني و هسته¬اي
- سيستم¬هاي شيميايي و پتروشيمي
- تجهيزات كنترل آلودگي
- تجهيزات و كوره¬هاي نورد فلزات
- مبدل¬هاي حرارتي تبديل ذغال سنگ

به منظور انتخاب سوپرآلياژها جهت مصرف در كاربردهاي فوق لازم است خواص فني نظير شكل¬پذيري، استحكام، مقاومت خزشي، استحكام خستگي و پايداري سطحي در نظر گرفته شوند.
تقسيم‌بندي سوپرآلياژها برحسب روش توليد
با توجه به نحوة توليد مي¬توان سوپرآلياژها را به چهار گروه كلي تقسيم‌بندي نمود كه عبارتنداز:
1) سوپرآلياژهاي كارپذير
سوپرآلياژهاي كارپذير در حقيقت گروهي از سوپر آلياژها هستند كه قابليت كار مكانيكي دارند و از روش¬هاي مكانيكي مي¬توان به آنها شكل¬داد. به منظور توليد مقاطع معيني ازسوپرآلياژهاي كارپذير، اولين گام آن است كه شمش¬هاي سوپرآلياژها به دليل حضور عناصر فعال(عناصري كه سريع در مجاورت هوا اكسيد مي¬شوند) در شرايط خاصي تهيه شوند. فرايندهاي ذوب در خلاءدر مورد تهيه سوپرآلياژهاي پايه نيكل و پايه آهن جزء ضروريات مي-باشد. اما در مورد سوپرآلياژهاي پايه كبالت امكان ذوب در هوا وجود دارد.
پس از تهيه شمش¬ آلياژهاي كارپذير به يكي از روش‌هاي فوق عمليات شكل¬دهي صورت مي¬گيرد. عمليات شكل-دهي سوپرآلياژها نيز مي¬تواند توسط عمليات متداول كليه آلياژهاي فلزي انجام پذيرد. سوپرآلياژهاي پايه آهن، كبالت و نيكل را مي¬توان به صورت مفتول، صفحه، ورق، نوار، سيم و اشكال ديگر توسط فرايندهاي نورد، اكستروژن و آهنگري توليد نمود. معمولاً عمليات شكل¬دهي در دماي بالا صورت مي¬گيرد و تعداد كمي از سوپرآلياژها را مي¬توان به صورت سرد شكل‌دهي نمود. ساختارهاي يكنواخت و ريزدانه¬اي كه از شكل‌دهي سرد حاصل مي¬شود نسبت به ساختارهاي شكل¬دادن گرم ارجحيت دارند.
عمليات ترموديناميكي بر روي سوپرآلياژها معمولاً در حدود 1000-950 درجه سانتي¬گراد انجام مي¬شود كه به اين ترتيب در حين شكل دادن عمليات حرارتي نيز صورت مي¬گيرد.

2) سوپرآلياژهاي متالورژي پودر
بسياري از انواع آلياژهاي كارپذير از طريق فرايندهاي متالورژي پودر توليد مي¬گردند. امروزه قطعات متالورژي پودر از جنس سوپرآلياژ با دانسيته كامل از طريق روش‌هاي اكستروژن يا پرسكاري ايزواستاتيك گرم (HIP) توليد مي-گردند. مهمترين اين قطعات قيچي¬ها و سوزنهاي جراحي مي¬باشند.
فرايندهاي متالورژي پودر به‌دليل داشتن مزاياي زير بر فرايندهاي ريخته¬گري ترجيح داده مي¬شوند هر چند كه معايبي را نيز به همراه خواهند داشت:
- يكنواختي در تركيب شيميايي و ساختار كريستالي
- ريز بودن اندازه دانه¬هاي كريستالي
- كاهش جدايش¬ها
- راندمان بالاتر از نظر مصرف مواد
اما مشكلاتي نظير حضور گاز باقيمانده، آلودگي كربني و آخال‌هاي سراميكي باعث مي¬گردد كه در برخي موارد نيز فرايندهاي شمش‌ريزي و ترمومكانيكي متداول صورت پذيرند.

3) سوپرآلياژهاي پلي‌كريستال ريختگي
وجود محدوديت‌هاي تكنولوژيكي سبب محدود شدن رشد صنعت سوپرآلياژ مي‌گردد و بنابراين با پيدايش فرايندهاي جديد توليد، اين صنعت نيز روز به روز توسعه مي¬يابد.
تعداد زيادي از فرايندها را مي¬توان در توليد قطعات سوپرآلياژ با اندازه نزديك به قطعة نهايي مورد استفاده قرار داد اما اساساً اين قطعات توسط فرايند ريخته¬گري دقيق توليد مي¬گردند.
محدوده تركيب شيميايي سوپرآلياژهاي ريختگي بسيار گسترده¬تر از سوپرآلياژهاي كارپذير بوده و بنابراين خواص متنوع¬تري نيز از اين طريق قابل حصول خواهند بود هر چند كه انعطاف‌پذيري و مقاومت به خستگي در فرآيندهاي كار مكانيكي بهتر از ريخته¬گري خواهد بود، اما امروزه با توسعه فرآيندهاي جديد ريخته¬گري و انجام عمليات حرارتي متعاقب، خواص سوپرآلياژهاي ريختگي نيز افزايش يافته است.

4) سوپرآلياژهاي تك¬كريستالي انجماد جهت¬دار
به‌منظور توسعه توربين¬هاي گازي مصرفي در هواپيماها و افزايش دماهاي كاري و كارآيي موتورها، به‌طور مداوم روش¬هاي توليد سوپرآلياژها در حال بهبود است.
قسمت‌هاي بحراني توربين¬ها معمولاً شامل پره¬هاي تحت فشار بالا، هواكش¬ها و ديسك¬ها مي¬باشند. در طول 15 سال گذشته تحقيقات بسياري در زمينه افزايش راندمان توربين¬ها صورت گرفته است و عمده اين تحقيقات بر امكان افزايش دماي ورودي، فشاركاري و كاهش هزينه¬هاي توليد استوار بوده است. توسعه فرايند انجماد جهت¬دار به‌منظور توليد تك‌كريستالي‌هاي ريختگي سبب شده تا بتوان از اين طريق پره¬هاي توربين را با دانه¬هاي جهت¬دار در راستاي اعمال تنش توليد نمود و به اين ترتيب علاوه بر خواص پايدار حرارتي، استحكام خستگي، استحكام خزشي و انعطاف‌پذيري نيز افزايش يابند.
با توسعه اين تكنولوژي، امروزه در توربين¬هاي مصرفي در نيروگاه‌هاي برق نيز از قطعات تك‌كريستال از جنس سوپرآلياژها استفاده به‌عمل مي¬آيد.
در سال¬هاي اخير شركت هواپيمايي PWA يكي از پيشگامان توليد سوپرآلياژها مي‌باشد و توليد آلياژهاي PWA 1480 به صورت تك‌كريستال توسط اين شركت، سبب افزايش عمركاري هواپيماي جنگي F-100 گرديده است.
تقسيم‌بندي سوپرآلياژها برحسب تركيب شيميايي
به طور كلي اين آلياژها شامل سه گروه پايه نيكل، پايه آهن و پايه كبالت مي¬باشند كه بسته به درجه حرارت كاربردي مورد استفاده قرار مي¬گيرند .

1) سوپرآلياژهاي پايه نيكل
امروزه آلياژهاي نيكل در حالت‌هاي "تك‌فازي"، "رسوب سختي شده" و "مستحكم‌شده توسط رسوبات اسيدي و كامپوزيت¬ها" در مصارف صنعتي مختلف مورد استفاده قرار مي¬گيرند.
سوپرآلياژ¬هاي پايه نيكل پيچيده¬ترين تركيباتي مي¬باشند كه در قطعات دماي بالا به كار مي¬روند. در حال حاضر 50 درصد وزن موتورهاي هواپيماهاي پيشرفته از جنس اين آلياژها مي¬باشد. خصوصيات اصلي آلياژهاي نيكل، پايداري حرارتي و قابليت مستحكم شدن مي¬باشد.
بسياري از اين آلياژها حاوي 10 الي 20 درصد كرم، حداكثر 8 درصد آلومينيوم و تيتانيم، 5 تا 15 درصد كبالت و مقادير كمي موليبدن، نيوبيم و تنگستن مي¬باشند.
دو گروه اصلي از آلياژهاي آهن- نيكل كه ميزان نيكل آنها بيشتر از مقدار آهن است عبارت از گروهIncoloy 706 و Inconel 718 مي¬باشند.
اين آلياژها معمولاً حاوي 3 تا 5 درصد نيوبيم مي¬باشند و در رديف آلياژهاي پايه نيكل قرار مي¬گيرند. آلياژهاي پايه نيكل معمولاً تا دماي 650 درجه سانتي¬گراد استحكام خود را حفظ مي¬كنند. اما در دماهاي بالاتر به سرعت استحكام خود را از دست مي¬دهند.

2) سوپرآلياژهاي پايه آهن
سوپرآلياژهاي پايه آهن نشات گرفته از فولادهاي زنگ نزن آستينتي مي¬باشند كه داراي زمينه¬اي از محلول جامد آهن و نيكل بوده و براي پايداري زمينه نياز به حداقل 25 درصد نيكل است.
- گروه‌هاي متعددي از اين آلياژها تاكنون مشخص گرديده¬اند كه هر يك با مكانيزم¬هاي خاصي مستحكم مي¬¬شوند. برخي از اين آلياژها نظير 57-V و 286-A حاوي 25 تا 35 درصد وزني نيكل مي¬باشند و استحكامشان به دليل حضور آلومينيوم و تيتانيم مي‌باشد.
- گروه دوم آلياژهاي پايه آهن كه آلياژهايX750 و Incoloy901 نمونه¬هاي آن مي¬باشند، حداقل 40 درصد وزني نيكل داشته و همانند گروه¬هاي با نيكل بالاتر استحكام بخشي توسط سختي رسوبي صورت مي¬گيرد.
- گروه ديگر اين آلياژها بر پايه آهن- نيكل- كبالت مي¬باشند و استحكام اين گروه در محدوده 650 درجه سانتي¬گراد مناسب بوده و ضريب انبساط حرارتي آنها پايين مي¬باشد. اين آلياژها شامل Incoloy با شماره¬هاي 903، 907، 909، 1-1- PyrometCTX و 3-PyrometCTX و غيره مي¬باشند.

3) سوپرآلياژهاي پايه كبالت
سوپرآلياژهاي كارپذير پايه كبالت برخلاف ساير سوپرآلياژها مكانيزم استحكام بخشي متقاوتي دارند و خواص حرارتي خوبي در دماي حدود 1000 درجه سانتي¬گراد خواهند داشت.
سوپرآلياژهاي پايه كبالت حاوي كرم، مقاومت به خوردگي و اكسيداسيون خوبي داشته و هم چنين قابليت جوشكاري و مقاومت به خستگي حرارتي آنها نسبت به آلياژهاي پايه نيكل بالاتر مي¬باشد. از طرف ديگر امكان ذوب و ريخته¬گري اين آلياژ، در هوا با اتمسفر آرگون مزيت ديگري نسبت به ساير سوپرآلياژها كه نياز به خلاء دارند مي¬باشد.
سه گروه اصلي آلياژهاي پايه كبالت را مي¬توان به صورت ذيل در نظر گرفت:
- آلياژهايي كه در دماهاي بالا در محدودة 650 تا 1150 درجه سانتي¬گراد مورد استفاده قرار مي¬گيرند كه شامل آلياژهايS-816، 25HAYNES، 188 25HAYNES، 55625HAYNES، 50UMCO مي¬باشند.
- آلياژهايي كه تا حدود 650 درجه سانتي¬گراد به كار مي¬روند نظيرTN3MP، 159 MP
- آلياژ مقاوم به سايش B 6 Stellite
آلياژ 2525HAYNES بيشترين كاربرد را در ميان آلياژهاي كارپذير پايه كبالت داشته اشت و در ساخت قطعات گرمكار نظير توربين¬هاي گازي، اجزاء راكتورهاي هسته¬اي، ايمپلنت‌هاي جراحي و غيره مورد استفاده قرار گرفته-اند. آلياژهاي گروه پايه كبالت كه شامل كرم- تنگستن- كربن مي¬باشند معروف به آلياژهاي Satellite بوده كه به شدت مقاوم به سايش مي¬باشند.
اين گروه معمولاً در مواردي كه مقاومت سايشي در درجه حرارت‌هاي بالا مورد نياز باشد به كار مي¬روند. در واقع سختي اين مواد در دماي بالا حفظ شده و در مواقعي كه نمي¬توان در حين كار روغنكاري انجام داد به خوبي مورد استفاده قرار مي¬گيرند.

بازار سوپرآلياژها
شايد بتوان گسترش بازار سوپرآلياژها را در دنيا مربوط به صنايع هوا _ فضا در نظر گرفت كه با توجه به رشد روزافزون اين صنعت و قطعات يدكي آن در سطح جهان پيش بيني مي¬گردد كه تنها بازار قطعات يدكي هواپيماها بالغ بر 4،5 ميليارد دلار باشد، بررسي¬ها حاكي از آنست كه تا سال 2015 تعداد 16000 فروند هواپيماي جديد با موتورهاي توربين گازي وارد بازار مي¬شوند كه نيمي از وزن اين موتورها از جنس سوپر آلياژ خواهدبود .
بر اساس آمارهاي تخميني موجود در ايران، سوپرآلياژها سالانه به ميزان 80 ميليون دلار در سه وزارت¬خانة نفت، نيرو و دفاع مورد استفاده قرار مي¬گيرند.

[ghasem motamedi]

در فراينداستخراج , تصفيه و ذوب مجدد , معمولاً راههائي وجود دارد كه بسته به نوع كار طراحيمي شوند و در اين كوره ها عمل ذوب انجام مي شود . در اين جهت مي توان از كوره بلند (كوره اي كه در آن اكسيد آهن تبديل به چدن مي شود) ,
كنورتور كه در آن چدن با دمش اكسيژن خالص به فولاد تبديل مي شود . و كوره هاي ديگر بعنوان كوره هاي ذوبMeltingناميدهمي شود , در اين درس بحث ما در روي كوره هائي كه براي استخراج فلزات استفاده مي شوددور نمي زند مثل كوره هاي استخراج آهن در اصفهان , استخراج مس در سرچشمه كرمان , استخراج سرب و روي در زنجان .
در اين درس كورههائي كه مورد بررسي قرار مي گيرند بيشتر كوره هاي مربوط به صنعت ريخته گري هستند . يعني كوره هائي كه شوشه هاPigsدر آنهاذوب مي شود و با تنظيم آناليز آنها مذاب براي ريخته گري قطعات آماده مي شود .
اصطلاحاً به اين كوره ها , كوره هاي دوباره ذوب(Re-Melting Furnaces)ميگويند , كوره هائي كه در ريخته گري براي ذوب مجدد فلزات و آلياژها استفاده مي شوندبه ترتيب مي توانيم به شرح زير نام ببريم :
1)كوره هاي بوته ايCrucible Furnaces
2)كوره هاي تشعشعيRadiation or Reverberatory Furnaces
3)كوره هاي ايستاده (كوپل) Vatical Shaft (Cuple)
4 ) كوره هاي برقيElectric Furnaces
5)كوره هاي با شعاع الكترونيElectron Furnaces
6)كوره هاي ديگر (استفاده از انرژيهاي ديگر)
كوره هاي بوته اي :
همانطو كه از نام آنها پيداست برايعمل ذوب از بوته استفاده مي شود . انتقال حرارت در اين كوره ها بيشتر از طريق هدايتبه مواد موجود در داخل بوته مي رود .
حرارت بهسه طريق منتقل مي شود : 1- هدايت. 2- جابجائي. 3- تشعشعي
جنس بوته ها :
جنس بوته ها كه استفاده مي كنند به شرح زير است . بوته هاي آهنخالص- بوته هاي فولادي- بوته هاي چدني- بو ته هاي شاموتي- بوته هاي گرافيتي- بوتههاي سيليكون كاربايدي- بوته هاي ديگر
آهن خالصبراي فلزاتي كه نقطه ذوب كمتري نسبت به آهن دارند و خوردگي كمتري دارند- از بوتههاي آهني براي ذوب موادي كه نقطه ذوب آنها پائين تر از نقطه ذوب آهن خالص است (1539-1536درجه سانتيگراد) است . منيزيم را مجبوريم در داخل اين بوته ذوب كنيم چونبا بهترين آجر نسوز نمي توان منيزيم را ذوب كرد و دليلش ميل تركيبي منيزيم بااكسيژن است كه اكسيژن نسوز را مي كشد و نسوز متخلخل مي شود.
آهن خالص تجاري:
چون آهن بصورتخيلي خالص به ندرت يافت مي شود , بيشتر از اين آهن استفاده مي شود و خلوصش 8/99% است و ناخالصي اش 2/0-1/0% مي باشد. آهن خالص تجاري را در دنيا برخي از شركتهاتوليد مي كنند . از جمله شركت آرمكو و وستينگ هاوس در آمريكا توليد مي كنند كه برايذوب آلياژهاي با نقطه ذوب كم مثل روي , منيزيم , سرب و ... از اين ورقها بوته درستكرده (بوته يكپارچه) استفاده مي كنند (بوته را جوش نمي زنند بلكه با آهنگري درست ميكنند بلكه پرس و گرم كاري)- از بوته هاي چدني براي ذوب آلياژهاي روي , آلومينيوم وساير آلياژها با نقطه ذوب پائين استفاده مي كنند بشرطيكه مشكل آهن در آن آلياژهاوجود نداشته باشد . تجربه نشان مي دهد مذابAlوZn , آهن را درخود حل مي كند چون چدن داراي انتقال حرارت خوب است (بدليل گرافيتهاي لايه اي) وارزان ريخته گري مي شود . در ايران بيشتر از بوته هاي چدني استفاده مي شود .
بوته هاي فولادي :
از بوته هاي فولادي براي ذوبآلياژها با نقطه ذوب كم و آلياژهائي كه ميل تركيبي زيادي نسبت به اكسيژن دارد مثلآلياژهاي منيزيم كه علاقه دارند اكسيژن مواد نسوز را بگيرند , استفاده مي كنند . فولادهاي معمولي خوردگي بيشتري دارند و مذاب آلياژهاي مختلف در آن تدريجاً آن را ميخورند (يعني بدنه را در خود حل مي كنند).
بوته ازجنس مواد نسوز دوام بيشتري در برابر پوسته پوسته شدن يعني اكسيد شدن دارد . آناليزيك نوع فولاد نسوز عبارتست از 25% كرم و 20% نيكل و بقيه عناصر جزئي ديگر , ازآلياژهاي ديگر نيز كه قيمت آنها گران است بعنوان بوته مي توان استفاده كرد , ازجمله آلياژ 50% كرم و 50% نيكل يا آلياژ 50% كرم و 50% نيكل و كمي نيوبيومNb (كه دوام ومقاومت خوبي دارد) .
بوته هايگرافيتي :
همانطور كه از نام اين بوتهها پيداست , جنس اين بوته ها از گرافيت مي باشد . (مي دانيم كه كربن در طبيعت به سهصورت ديده مي شود : 1) كربن بي شكل : اين كربن شكل بلوري ندارد و به آن كربن آمولفنيز مي گويند . اين كربن در اثر حرارت در مجاورت اكسيژن , مي سوزد و خاكستر از آنباقي مي ماند. 2) كربن بصورت گرافيت : اين نوع كربن بصورت بلوري (كريستالي) مي باشدو بلوري آن طوري است كه داراي صفحات لغزش است و اين صفحات مي توانند روي هم براحتيبلغزند . بهترين آنها گرافيت چرب نقره اي است . اين گرافيت ماده نسوز است و نقطهذوبي در حدود بيش از 3000 درجه سانتيگراد دارد گرافيت راسب (رسوب يافته) شده در حينانجماد در چدنهاي خاكستري از اين نوع است كه از مذاب جدا شده . 3) كربن بصورت الماس : بلور اين نوع كربن بصورت يك هشت وجهي است ولي رنگي و شفاف است و با سختي 10 موهسسخت ترين ماده در طبيعت مي باشد .
بوته هايگرافيتي بدليل اينكه نقطه ذوب بالا داشته و گرافيت نيز علاوه بر نسوز بودن ازانتقال حرارت زيادي نيز برخوردار است هدايت خوبي داشته و حرارت را از جداره خود بهداخل بوته هدايت مي كند .
طرز ساخت بوته هايگرافيتي :
به اين شكل است كه گرافيت را همراه باكمي قير و مواد چسبي آغشته كرده و با
فشار زيادپرس مي كنند سپس آن را در مدت زمان طولاني در محيط بسته اي دور از هوا مي پزند (دمادر حدود 1600 درجه سانتيگراد) تا عمل تف جوشي (زينتر) روي آن انجام شود و به آراميدر كوره سرد مي شود .
بوته هايسيليكون كاربايد :
اين نوع بوته ها ازاستحكام بيشتري برخوردارند و خود ماده سيليكون كاربايد در اثر حرارت , كمي منقبض ومنبسط مي شود . يكي از بهترين موادي است كه به شك حرارتي مقاوم است . براي ذوب چدنبيشتر از بوته هاي سيليكون كاربايدي استفاده مي شود چون چدن آلياژيست از آهن- كربن- سيلسيم , پس كمتر علاقه دارد جداره را بخورد .
بوته هاي شاموتي :
اين بوته ها از خاك رس نسوز ساخته مي شود . از ريختن رس نسوز دراثر حرارت اصطلاحاً شاموت به دست مي آيد . البته درجه نسوز بوته هاي شاموتي بستگيبه درجه خلوص شاموت دارد . بهترين ماده شاموت آن است كه پس از پخت , مقدار فازهايموليت در حداكثر خود قرار گيرد(1800 0C . 3Al2O3 . 2SiO2).
موليت نسوزي است كه تا دماي 18000Cمي تواند دوام بياورد , در ضمن از نظر مقاومت مكانيكي در دمايبالا نيز خوب است . در بوته هاي شاموتي آلياژهاي غير آهني و بندرت چدن ذوب مي شود . معمولاً دوام بوته هاي شاموتي تا دماي 16500Cاست .
انواعكوره هاي بوته اي : Crucible Furnaces
الف) كوره بوته اي چرخان) 1- چرخان حول تقريباً كمي بالاتر از مركز ثقل 2- چرخان حول محورناوداني كورهب) كورهبوتهاي ثابت (زميني)
1- با سوخت جامد - اين نوع كوره هادو نوعند,يكي كوره سنتي است كه از سوخت جامد زغال سنگ يا كك براي عمل ذوب استفادهمي كردند.اين نوع كوره نياز به برق نداشت و با هواي طبيعي كه از زير كوره از لابهلاي ميله هاي كف به داخل كشيده مي شد زغال سنگ يا ككها را مشتعل مي ساخت . براي ذوبفلزات مخصوصاً چدن بوته را در داخل ككها دفن مي كردند تا هم از بالا و هم از بغل هاو هم از زير حرارت به فلز برسد و ذوب خوب و كامل انجام شود. (براي ذوب چدن در اينكوره ها اول بايد ككها را الك كرد يعني ككها را دسته بندي كرد از درشت به ريز وپودر,كك
درشت در زير و بعد بوته و بعد شارژ و چندكك گنده در داخل بوته و كك متوسط در اطراف و ريزها را در اطراف مي ريزيم و بقيه رادر بالا مي گذاريم.
2- با سوخت مايع–نقشه اينكوره در شكل آمده است كه براي ذوب 100-150 كيلوگرم چدن مي باشد, سوخت اين كوره هااز گازوئيل با ارزش حرارتي 9300 كيلو كالري بر ليتر درجه سانتيگراد يا مازوت باارزش حرارتي 1100 كيلو كالري بر ليتر درجه سانتيگراد است و مي توان با استفاده ازبوته هاي گرافيتي در آن چدن ذوب كرد. مشعل آن از نوع فارسونگاهي(يك نوع مشعل سادهصنعتي كه از طريق يك لوله رابط به يك ونتيلاتور(دمنده هوا) وصل شده است).نوعونتيلاتور يا دمنده هوا بستگي به ظرفيت كوره انتخاب مي شود , معمولاً دمنده هائي كهپس از ساخت بالانس شده اند را در اين كوره ها قرار مي دهند (در تهران ,مظفريان و درتبريز,كارخانه متحد) بدنه كوره از اسكلت فلزي است , از تكه لوله هاي 40 اينچي يابالاتر از آن به ارتفاع 130 سانتيمتر و اگر نبود از ورق 6mmبه بالا رولكرده و به هم جوش مي زنيم .قطر داخلي 100 و ارتفاع 130- 110cmپس 100*14/3=314 cmقطر داخليبدنه مي باشد كه از جوش زدن ورق گسترده بدست مي آيد. و در كف بدنه رول شده رينگ ميزنيم و ميله هاي در جاي خالي رينگ جوش مي دهيم رويش آجر نسوز با كمي شيب قرار ميدهيم تا سرباره ها بيرون رود , بعد كف بوته قرار داده مي زنيم كه كف بوته مي تواندبوته شكسته باشد و سپس از پائين به بالا نسوز كاري مي كنيم كه نسوز جداره 20- 15cmاست. فارسونگاه را طوري مي گذاريم كه بصورت مماس به كف بوته بخورد تا شعله دور بزند.
مثال :
ازكوره هاي تشعشعي ثابت براي ذوب آلياژهاي غير آهني مخصوصاً آلومينيوم استفاده ميكنند , در اين كوره ها شعله مستقيماً به مذاب نمي خورد , زيرا اگر مستقيماً به مذاببخورد موجب اكسيده كردن آن مي شود.
كوره هاي تشعشعي نيمه چرخان :
از اين كوره ها نيز براي ذوب آلياژهاي غير آهني استفاده مي كنند وموقع تخليه مذاب , كوره چرخانده مي شود يا در هنگام شارژ كوره چرخانده شده و شارژرا تحويل مي گيرد.
در اين كوره ها نيز سعي مي شودشعله به ديواره ها برخورد كرده و برخورد مستقيم با مذاب نداشته باشد
كوره هاي دوار :
كوره هاي دوار كه براي ذوب چدن درسال 1930 در آلمان ساخته شد ولي در حال حاضر در دنيا بيشتر انگليسي ها از آناستفاده مي كنند . يك شركت در انگلستان به نامManometerسازنده اين نوع كوره ها است.
Rotary Furnaceكه با ظرفيت هايKg 250 تا 70 تنمذاب چدن و تا 12 تن مذاب آلومينيوم مي سازد. سوخت اين نوع كوره ها گاز , گازوئيل ومازوت است . كوره هائي با ظرفيت كمتر با دست و كوره هاي با ظرفيت بيشتر به كمكجراثقيل شارژ مي شوند. كوره روي جكهاي مربوطه به اندازه 45 درجه بلند مي شود و بعداز شارژ دوباره به جاي خودش بر مي گردد.
جدارهنسوز اين كوره ها براي ذوب چدن , خاك نسوز سيليسي و براي ذوب آلياژهاي آلومينيومخاك نسوز آلومينائي است .
ساختمان اين كوره ها : اين كوره ها شامل يك اسكلت فلزي كه به شكل يك استوانه متصل به دو مخروط ناقص است وتوسط فلنچ روي استوانه و مخروط ها به يكديگر متصل مي شود .
به طرف دهانه بزرگ مخروط ها و هر دو طرف استوانه فلنچ نصب شده وروي استوانه دو غلطك وصل مي شود. غلطكهاي محرك , كوره را با سرعت يك دور در دقيقهمي چرخانند1 r.p.mودر ايران با سرعت تقريباً2 r.p.mدرست مي شود .
در كشور كورههاي دوار توسط بعضي از افراد ساخته مي شود , يكي از سازندگان خوب اين كوره ها حاجصادق مهامي در تهران (ايران ذوب) كه كوره هائي با ظرفيت 250- 350- 500Kgو 1 تن را ميسازد .
اولين كوره كه در ايران در تسليهات ارتشتهران توسط مهندس پسيان و مهندس گرنسر آلماني ساخته شد و شروع به ذوب چدن نمود . درايران ظرفيت 500Kgدر ريختهگريهاي چدن زياد استفاده مي شود , زيرا خاك نسوز داخل آن خاك سيليسي بودهو قابلتهيه در داخل كشور است . چون بوته هاي گرافيتي گران است , بيشتر از اين كوره ها درايران استفاده مي شود. در يك طرف مخروط ناقص مشعل و در طرف ديگر دودكش است , دربعضي از طرح كوره ها دود از سقف كارگاه با كانالي خارج مي شود و در تعدادي از آنهانيز دود توسط كانالهائي به زيرزمين كارگاه كشيده میشود.