طرح توجیهی تولید آهنربای نواری

طرح تولید آهنربای نواری که چگونگی تولید آهنربا از مواد معدنی به وسیله القاء مغناطیسی را توضیح می دهد، به طور خلاصه به صورت زیر بیان می شود.

محصول این طرح، آهنربای مصنوعی با عرض های مختلف و طول ۳ متر و حجم یکسان می باشد که برای استفاده در درب انواع یخچال ها و فریزهای خانگی و صنعتی به کار می رود و چند سالی است که در ایران تولید می شود.

حجم تولید این محصول در ایران حدود ۶۰ درصد نیاز بازار داخلی را تأمین می کند و مصرف کنندگان صرفا کارخانجات تولید و مونتاژ یخچال و فریزر می باشد.

این محصول از ترکیب یک سری مواد معدنی و مخلوط کردن و حرارت و قالب زدن آنها و سپس القاء مغناطیسی به روی آنها تولید می شود. برخی از دستگاه ها و ماشین آلات مورد نیاز طرح از داخل کشور و بعضی از خارج کشور تأمین می شود.

مواد اولیه مورد نیاز از داخل کشور تهیه می شود و ظرفیت تولید این کارخانه سالیانه سه میلیون متر آهنربا در طول های ۳ متری است.

برنامه زمان بندی طرح در ۲۱ ماه تنظیم شده است و محل اجرای این طرح در شهر صنعتی زرقان شیراز واقع می باشد که به خاطر نزدیکی به جاده اصلی شیراز – تهران،‌ از موقعیت خوبی برای تأمین مواد اولیه و فروش محصول برخوردار است.

نیروی انسانی مورد نیاز برای اجرای طرح ۴۷ نفر است که دو شیفت کاری مشغول به کار هستند و حقوق و دستمزد آنها طبق مقررات قانون کار در کشور پرداخت می شود.

زمین مورد نیاز این طرح به مساحت ۲۱۰۲ متر مربع می باشد که در ساختمان های واحد تولید،‌ اداری و خدمات و پشتیبانی تشکیل شده است.

مقدمه ای بر طرح تولید آهنربای نواری

حقیقت اصلی و تجربی که برای مغناطیس وجود دارد و لازم است که بدانیم به شرح زیر است:

یونانیان قدیم می دانستند که سنگ معدن ذره های آهن را روی سطحش جذب می کند. سنگ مگنیتک در حقیقت یک آهنربای طبیعی است. اگر یک میله از آهن سخت را نزدیک آهنربای دائم کنیم خاصیت مغناطیسی در آن القاء‌ می شود.

در این طرح که به القاء مغناطیسی موسوم است و ما برای درک بهتر این مفهوم خاصیت مغناطیسی پذیری برخی عناصر را تشریح می کنیم.

اگر در عنصرهای جدول تناوبی بررسی کنیم، عناصر مس، باریم، سرب و تیتانیوم از اهمیت ویژه مغناطیسی برخوردارند اگر یک فلز در میدان مغناطیسی یکنواخت قرار گیرد در ابتدا و انتهای آن قطب N و S تشکیل می شود که جهت میدان از S به N در داخل آن می باشد اگر میدان به اندازه کافی قوی باشد و مدت طولانی در میدان واقع شود حوضه های مغناطیسی هماهنگ و موازی هم قرار می گیرند و فلز مورد نظر به آهنربای دائمی تبدیل می شود.

در بررسی عناصر جدول تناوبی درجه حرارت از اهمیت ویژه ای بر خوردار است که در مقایسه عناصر پارا مغناطیسی اگر بتوان مغناطیس پذیری دائمی عناصر از این قاعده پیروی نمی شود، آهن، باریم و تیتانیوم در زمره عناصر دسته عنصرها یک طبقه مهم را تشکیل می دهند. خواص اجسام فرو مغناطیسی به میزان ناخالصی آنها زمان و شدت میدان بستگی دارد.

۱- خاصیت مغناطیسی آهن و آلیاژهای: آهن خیلی خالص را می توان از تجزیه حرارتی پنتاکربونیل آهن بدست آورد و مقدار بسیار کم کربن آهن را نیز بوسیله حرارت دادن آن با اکسید آهن تهیه و خلوص آنرا به ۹/۹۹ درصد رساند. علت این که خاصیت مغناطیسی به زمان مربوط می شود آن است که ناخالصی ها با گذشت زمان تغییر و تبدیل پیدا می کنند اما در آهن این عامل تأثیری ناچیزی دارد. نقطه کوری فرو مغناطیسی برای آهن ۷۷۰ است.

۲- خاصیت باریم: مغناطیس پذیری باریم به مقدار کم به درجه حرارت بستگی دارد که از ۲۰ درجه به ۶۰۰ درجه افزایش پیدامی کند و از عناصر مهم فرو مغناطیسی است.

۳- خاصیت تیتانیوم: از بررسی این فلز در درجه حرارت های مختلف مشخص می شود که مغناطیس پذیری آن با درجه حرارت زیاد می شود. تا این که در دمای ۱۲۰۰ درجه یک حالت غیر عادی بوجود می آید که احتمالا مربوط به تغییر در ساختمان بلوری آن است اما افزایش مغناطیس پذیری در دمای ۴۷۳ درجه مشاهده می شود.

معرفی طرح توجیهی تولید آهنربای نواری

محصولی که در این طرح مورد تحقیق قرار گرفته، آهنربای درب یخچال است که قبلا از خارج کشور مخصوصا از کشور ژاپن وارد ایران می شد و در حال حاضر در کارخانه شیراز کهربا تولید می شود.

این آهنربا از  چند نوع ماده معدنی شامل اکسید آهن – ترکیباتی از تیتانیوم و سرب و باریم و نوعی پلی اتیلن و تعدادی کاتالاکت بدست می آید به علت سری بودن فرمول ساخت آن و جزئیات دقیق آن از ذکر نوع ترکیبات خودداری شده است این آهنربا مصنوعی است و به روش القاء مغناطیسی تهیه می شود.

فرایند تولید آهن ربا

مواد اولیه از یک سری مواد معدنی شامل اکسید آهن،‌ ترکیبات باریم، سرب و تیتانیوم،‌ نوعی پلی اتیلن و چند نوع کاتالاکت می باشد. ابتدا این مواد برای مدت ۳-۲ ماه خریداری و در انبار مواد اولیه نگهداری می شود.

انبار مواد اولیه توسط یک دیوار کوتاه به دو قسمت تقسیم شده است که در یک قسمت پودر آهن و در قسمت دیگر ترکیبات و سایر مواد در جعبه های مخصوص نگهداری می شود. مواد اولیه برای مصرف یک روز توسط باسکول توزیع می شود سپس پودر آهن، ترکیبات سرب و باریم و تیتانیوم به نسبت خاص خود توزین و با نوار نقاله به طرف میکسر جابجا می شود و پس از مخلوط شدن در میکسر توسط نوار نقاله بعدی به داخل فیلتر ۵ لایه ریخته می شود که فیلتر در پنج مرحله با لرزش و چرخش ناخالصی های موجود را جدا کرده و در هر مرحله میزان خلوص را تا حدی بالا می برد. مواد تصفیه شده از نظر مقدار ناخالصی و صحیح مخلوط شدن مورد بررسی و کنترل کیفیت قرار می گیرد.

مواد تصفیه شده بعد از کنترل کیفیت توسط نوار نقاله به درون کوره که دستگاه رول کن نامیده می شود. ریخته می شود. این مواد با درجه حرارت ۸۰۰ تا ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد در داخل کوره بصورت خمیری شکل در می آیند . تا به راحتی بتوان قالب گیری کرد . این مواد هرگز بصورت مایع در نمی آیند و فقط روانروی کمی بدست می آورند .

کوره از طریق شبکه گاز رسانی شهری تأمین می شود و یک هیتر الکتریکی سه فاز وظیفه روشن کردن مشعل گاز را به عهده دارد و فن های الکتریکی هوای مورد نیاز کوره را برای بهتر سوختن به کوره می فرستند. دمای کوره توسط سنسورهای حرارتی ثابت نگه داشته می شود.

ماده گرم شده که خمیری شکل است وارد میکسر دوم می شود و با پلی اتیلن و کاتالاکتها به مقدار مشخص مخلوط می شوند . ویژگی پلی اتیلن و کاتالاکتها این است که وقتی مایع مذاب سرد می شود به آن خاصیت انعطاف پذیری می دهد و کیفیت محصول را بالا می برد.

پس از مخلوط شدن مواد در میکسر دوم به سمت دستگاه های نوار ساز منتقل می شود و در سه اندازه مختلف قالب گیری می شود و اندازه نوارهای به دست آمده طوری است که حجم مواد بکار رفته در هر سه نوار با هم برابر است لذا هزینه هر متر نوار برای انواع قالب ها یکسان است. سپس نوارهای تولید شده از نظر طول، صاف بودن سطح نوار، شکستگی،‌ ترک خوردگی و هوا گرفتگی مورد بازرسی و کنترل کیفیت قرار می گیرند.

نوارهای حاصله توسط دستگاه القاء مغناطیسی به آهنربا تبدیل می شوند. کار دستگاه القاء مغناطیسی این است که خاصیت مغناطیسی نوارها را افزایش داده و حوضه های مغناطیسی را هماهنگ و در موازات هم قرار می دهد و این خواص مغناطیسی به صورت پایدار و دائمی در می آنید. نوارها دوباره از نظر شکستگی و سالم بودن مورد بررسی و کنترل کیفیت قرار می گیرند و سپس توسط لیفتراک به انبار محصول منتقل شده و برای فروش نگهداری می شوند.