دید کلی
با توجه به اینکه در اکثر پروسس و فرایند های با حرارت بالا از دستگاههای مخصوص که به دما و حرارت بالا مقاوم باشند، استفاده می‌گردد و گاهی بر حسب نوع پروسس و مواد ، محدودیتهای خاصی نیز برای استفاده از این دستگاهها وجود دارد که در محدوده بحث این مقال نیست، لذا در این قسمت به انواع کوره‌ها و دستگاههایی که در پروسس‌های شیمیایی حرارت بالا بکار می‌روند و بیشتر در رابطه با سیستم هتروژن است، استفاده می‌گردد.
هیچ کارگاه و کارخانه ای بدون انرژی حرارتی قادر به کار و تولید نیست. در این میان ، کوره‌ها از مهمترین منابع تولید انرژی هستند و قسمت عمده هزینه تولید محصولات را انرژی حرارتی در بر می‌گیرد. به عنوان مثال ، اگر مخارج پالایشگاهی برابر یک دلار باشد، یک‌چهارم آن ، خرج کوره و یا در حقیقت مخارج مربوط به سوخت می‌شود. لذا با طراحی کوره مناسب و بالا بردن راندمان حرارتی ، می‌توان هزینه تولید را کاهش داد .
کوره های حرارت بالا
طبقه‌بندی کوره ها
واکنشهای شیمیایی در حرارت بالا اکثرا در انواع مختلف کوره مانند اتوکلاو ، تبخیر کننده دیک بزرگ ، اجاق ، تنور و غیره صورت می‌گیرد. در صنعت ، اکثرا از کوره های صنعتی استفاده می‌شود. کوره های صنعتی به دستگاههایی اطلاق می‌گردد که در آنها ، در اثر حرارت حاصل از سوخت یا واکنشهای شیمیایی و یا با استفاده از انرژی الکتریکی ، مواد یک سری تغییر فیزیکی یا شیمیایی را محتمل می‌گردند.
چیزی که مشخصه این کوره های صنعتی است، وجود دو پروسس مشخص می‌باشد: یکی اجرای پروسس تعیین مواد معین و دیگری ایجاد و استفاده از حرارت می‌باشد. در نتیجه ، باید این دستگاهها از لحاظ تکنولوژیکی و انرژی ، طوری انتخاب گردند که از دو نظر تولید و مصرف مواد و تولید و مصرف انرژی رضایت‌بخش باشند. در ساخت کوره ها باید مواد زیر پیش‌بینی گردد.:
ظرفیت حداکثر در رابطه با انتقال انرژی از منطقه تولید به محل انجام واکنشها
یک ضریب استفاده حداکثر از حرارت و در همان زمان ، اتلاف حداقل انرژی و روشهای احیاء انرژی‌های مختلف
تولید محصولات نهایی با کیفیت بالا و راندمان بیشتر
ساده بودن دستگاهها و استحکام آنها
مکانیزاسیون و اتوماسیون کامل جریان عمل
به‌علت تنوع و کثرت زیاد واکنشهای شیمیایی در حرارتهای بالا ، تعداد زیادی از انواع کوره های صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. با وجود این ، یک طبقه‌بندی کاملا مشخص برای همه کوره های مورد استفاده وجود ندارد. ولی بطور عموم ، می‌توان آنها را بر حسب منشا انرژی ، نحوه گرم کردن ، نحوه پخت و نوع عملیات آنها و غیره طبقه‌بندی کرد که بطور خلاصه به این شرحند:
بر اساس پروسس های تکنولوژیکی
برحسب طبیعت انرژی تولید شده
بر حسب نحوه گرم کردن
کوره های بلند مدرن
این کوره ها ، دارای ظرفیت مفید تا حدود 5000 متر مکعب دارند و از قسمتهای اساسی زیر ساخته شده‌اند:
قسمت مربوط به شارژ دستگاه که دارای یک مخروط برای تغذیه مواد است که در زمانهای معینی باز و بسته می‌شود.
گلوگاه (Throat) که مواد (سنگ معدن ، کک و مواد دیگر) در این محل ریخته می‌شود.
قسمت حمزه یا استوانه (Shaft) که در آنجا احیای سنگ آهن شروع و انجام می‌گیرد.
قسمتن بدنه (Body) که احیای سنگ معدن ادامه دارد و دما در حدود 900 درجه سانتی‌گراد است.
قسمت شکم (boshed) که گشادترین قسمت کوره است و عمل احیای سنگ معدن آهن در آن قسمت ادامه می‌یابد. در این قسمت ، دما در حدود 1000 درجه می‌باشد.
قسمت بوته یا کروزه (hearth) که قسمت زیرین کوره است و مذاب در آن قرار می‌گیرد.
قسمت کاتنالیزاسیون (tuyere) که هوای گرم با فشار از این قسمت وارد دستگاه می‌شود.
زمین و پایه بوته (کروزه) که بوته در روی آن قرار می‌گیرد.
کوره های القایی
به طور کلی قسمت های مختلف کوره های القائی عبارتند از :
الف- بوته :
حاوی اسکلت فلزی کوره ، کویل ، جداره نسوز – هسته ترانسفورمر،
وغها(yokes)پلات فرم
(سکو)
ب- تاسیسات الکتریکی
شامل دژنکتور،سکیونر، ترانسفورماتور، مبدل فرکانس ، خازن ها ، چوکها، کلید های کولرها ،مکنده ها و تابلو های کنترل.
تاسیسات خنک کن:
تاسیسات الکتریکی کوره القائی مثل ترانسفورماتور چوک ، خازن ها ، کلیدهای فشار قوی و تابلو مدار فرمان در محدوده ی زمانی خاصی می توانند کار کنند و اگر از حد معینی گرمتر شوند باعث ایجاد مشکلاتی می گردند ، لذا این تاسیسات باید خنک گردند ، خنک کردن تاسیسات الکتریکی می تواند ب فن ، ارکاندیشن یا کولر گازی صورت گیرد .
کوره های القایی
به طور کلی قسمت های مختلف کوره های القائی عبارتند از :
الف- بوته
حاوی اسکلت فلزی کوره ، کویل ، جداره نسوز – هسته ترانسفورمر، بوغها(yokes)پلات فرم (سکو)
ب- تاسیسات الکتریکی
شامل دژنکتور،سکیونر، ترانسفورماتور، مبدل فرکانس ، خازن ها ، چوکها، کلید های کولرها ،مکنده ها و تابلو های کنترل.
پ- تاسیسات خنک کن:
تاسیسات الکتریکی کوره القائی مثل ترانسفورماتور چوک ، خازن ها ، کلیدهای فشار قوی و تابلو مدار فرمان در محدوده ی زمانی خاصی می توانند کار کنند و اگر از حد معینی گرمتر شوند باعث ایجاد مشکلاتی می گردند ، لذا این تاسیسات باید خنک گردند ، خنک کردن تاسیسات الکتریکی می تواند ب فن ، ارکاندیشن یا کولر گازی صورت گیرد .
کویل و بدنه کوره در کوره های بوته ای و کوپل ، پوسته ی اینداکتور ، پوسته خنک کن و گلوئی کوره در کوره های کانال دار نیز باید خنک شوند این قسمت ها عموما با آب خنک می گردند(برخی از کوره های کوچک کانال دار بگونه ای طراحی می شوند که تمام قسمت های فوق الذکر یا قسمتی از آن با هوا خنک می شود ) و تاسیسات مخصوصی شامل مبدل های حرارتی ، پمپ ،برج خنک کن و غیره را دارا می باشد و معمولا مقصود از تاسیسات خنک کن همین قسمت می باشد .
ت- تاسیسات حرکت بوته
برای کوره های بزرگ هیدرولیکی و برای کوره های کوچک مکانیکی یا هیدرولیکی است و شامل جک های هیدرولیک ، پمپ هیدرولیک، مخزن روغن ، شیر ها ، فیلتر ها ، دیگر تاسیسات هیدرولیک و میز فرمان هیدرولیک یا سیستم های چرخ دنده ای دستی یا چرخ دنده ای موتوردار.