مقدمه

تازه واردی کهج قدم به فلات ایران ، به مراکش و یاواحه های صحرا(شمال آفریقا) می گذارد با ردیفی از دهانه ها مواجه می شود که مناطق خشک کوهپایه ها را طی می کنند تا به نقطه ای سبز و خرم که همیشه یک روستا و گاه یک شهر است برسند. اگر کنجکاوی به خرج دهد و به بررسی ادامه دهد درخواهد یافت که این سوراخها ، دهانه چاههایی است که سطح زمین را به دهلیزهای زیرزمینی که آب را به روستا می برد و در سطح زمین جاری می سازد ، متصل می کند.

تعریف قنات

مجموعه ای از چند میله و یک کوره (یا کوره های) زیر زمینی که با شیبی کمتر از شیب سطح زمین، آب موجود در لایه (یا لا یه های) آبدار مناطق مرتفع زمین یا رودخانه ها یا مردابها و برکه ها رابه کمک نیروی ثقل و بدون کاربرد نیروی کشش و هیچ نوع انرژی الکتریکی یا حرارتی با جریان طبیعی جمع آوری میکند و به نقاط پست تر می رساند.به عبارت دیگر ،قنات را می توان نوعی زهکش زیر زمینی دانست که آب جمع آوری شده توسط این زهکش به سطح زمین آورده می شود و به مصرف آبیاری یا شرب می رسد.چاههای نیمه عمیق با کوره های شعاعی (کوره های شعاعی در چاهای نیمه عمیق معادل دستکها در قنوات است)،حالت خاصی از یک قنات بدون خشکه کار است،زیرا موتور پمپ کار خشکه کار را انجام می دهد.

تاریخچه

طبق نظر هانری گوبلو قنات در حدود 800 ق.م در شمال غربی ایران در مرکز ترکیه فعلی توسط معدنچیان برای استخراج آب معادن حفر گردید . این تکنیک کم کم مورد استفاده کشاورزان واقع شد و به سراسر فلات ایران گسترش یافت.در حدود 525 ق.م توسط ایرانیان به عمان و مسقط و شبه جزیره عربستان منتقل شد.حدود 500 ق.م توسط لشکرکشیهای ایرانیان این فن در مصر رواج یافت . با گسترش اسلام ، شمال آفریقا با قنات آشنا شد و قنات یافوگا در حدود 750 میلادی توسط مسلمین در شهر مادرید پایتخت اسپانیا دایر گردید. در سال 1520 اسپانیاییهاحفر قنات را در مکزیک آغاز کردند و از آنجا این تکنیک به لس آنجلس برده شد. در سال 1540 شهر پیکا در شیلی صاحب قنات گردید. گسترش قنات در شرق نیز قدمت طولانی دارد.

در بعضی از منابع اشکال متنوعی از قنات ترسیم شده است،گرچه نویسندگان این منابع در اصول و در به تصویر کشیدن مکانیسم قنات با هم توافق دارند،ولی در نام گذاری و تشریح اجزای آن سلیقه های گوناگونی را عرضه کرده اند.برش طولی یک قنات را در شکل زیر مشاهده می کنیم.این تصویر با استفاده از اشکال منابع فوق الذکر و تلفیق آنها با همدیگر به وجود آمده است.

قنات درگستره تاریخ

پژوهشگران بهاتفاق معتقدند که بهرهبرداری از قنات ابتدا در ایرانصورت گرفته و در دورهی هخامنشی توسط ایرانیان به عمان، یمن و شاخ آفریقا نیز راهیافت سپس مسلمانان آن را به اسپانیا بردند. مهمترین و قدیمیترین کاریزها در ایران،افغانستان و تاجیکستان وجود دارد. در حال حاضر در ٣٤ کشور جهان قنات وجود دارد ولیچهلهزار قنات فعال موجود در ایران چند برابر بیشتر از مجموع قناتها در سایر کشورهایجهان است. مهمترین قناتهای ایران در استانهای کویری خراسان، یزد، کرمان، مرکزی وفارس وجود دارد.

قنات یا کاریز یکی از شگفتانگیزترین کارهای دستهجمعی تاریخ بشریاست که برای رفع یکی از نیازهای مهم و حیاتی جوامع انسانی، یعنی آبرسانی به مناطقکم آب و تأمین آب شرب انسان، حیوان و زراعت و با کار گروهی و مدیریت و برنامهریزیبه وجود آمده است. این پدیدهی شگفتانگیز آبرسانی از دیرباز و از عصر آهن بهعنوانیکی از منابع تأمین آب شرب و کشاورزی در مناطقی که با خطرات خشکسالی در فلات ایرانروبهرو بودهاند، نقش کلیدی و مؤثری در نظام اقتصادی و حیات اجتماعی کشور داشته وموجب شکوفایی اقتصاد کشاورزی و ایجاد کار و فعالیتهای متعدد شهری و روستایی و باعثآرامش مردم بوده است. به گواه تاریخ، و کشفیات باستانشناسی این فنآوری مهم ازابتکارات ویژهی ایرانیان بوده و به تدریج، به سایر مناطق جهان، از جمله منطقهیاروپای غربی، شمال آفریقا، چین و حتی به بخشهایی از آمریکای جنوبی چون شیلی راهیافته است.

تاریخ قنات در ایران بهطور مشخص، به دورهی ایران باستان و ماقبلکتابت و به عصر آهن بر میگردد. تمدن پنجهزار سالهی شهر سوخته و تمدن هکمتانه و وجودقنات در این شهر دلیل روشنی بر ساخت قنات در دورهی ماقبل هخامنشی است. یکی ازقدیمیترین اسناد مکتوب شناخته شده که در آن به قنات اشاره شده، شرح هشتمین نبردسارگون دوم، (پادشاه آشور است که در سده هشتم قبل از میلاد میزیسته) علیه امپراطوریاوراتور در سال ٧١٤ قبل از میلاد مسیح است (محقق فرانسوی گوبلو به کمک یک لوح بزرگمسی که با خط میخی و به زبان آکادی نوشته شده، از آن مطلع شده است. این لوح، اکنوندر موزهی لوور پاریس موجود میباشد). سارگون از کوههای زاگرس میگذرد و به ناحیهایواقع در اطراف شهر اوهلو (مرند کنونی) در حدود ٦٠ کیلومتری شمال غرب تبریز در شمالدریاچهی ارومیه میرسد. او متوجه میشود که در این ناحیه رود وجود ندارد. معهذاناحیهای است که با آبیاری سبز و خرم شده، اما او از این امر تعجب نمیکند برای اینکه او در دشتهایی فرمانروایی کرده که چنین تکنیکها یا سیستمهایی از حداقل دو هزارسال پیش در آنها معمول بوده است اما آنچه که او را شگفتزده میکند، بیاطلاعی ازمنشاء این آبها بوده است. به طور قطع، سارگون موفق شد که قنات را ببیند. اما اینقناتها را چه کسانی ساختهاند؟ و چه کسی این تکنیک را به منطقه آورده است؟

بهاستناد کتیبهی سارگون، اورسای اول پادشاه همعصر او بوده که اولین قنات را احداثکرده است. بنابراین فرمانروای آشور، رواج این تکنیک را که به گفتهی او پدیدهای تازهبوده است، به اهالی اوراتور نسبت میدهد. از طرف دیگر در ناحیهی دریاچه وان (که درآن زمان جزء خاک ایران بوده) ناظری در آغاز قرن هشتم قبل از میلاد، به وجود ٢١ رشتهقنات اشاره کرده است. در کتابی تحت عنوان «ارمنستان در گذشته و حال» نوشتهی لهمان ـمورخ ١٩٢٥، آمده است که ابداع قنات به اوراتورها تعلق دارد و میدانیم که اهالیاوراتور، اعقاب بلافصل ارمنیها هستند.

برابرمطالب اوستایی و مطابق شاهنامهی فردوسی هوشنگ مخترع قنات بوده است و جم یا جمشیدمخترع لباس، تبر، شمشیر، بیل و ادوات کشاورزی است میدانیم که شاهان پیشدادی بر اساسداستانهای شفاهی تا دورهی زرتشت ادامه داشتند واین روایت ها تا زمان فردوسی در میانمردم نیز نقل میشدند این داستانهای شفاهی ریشهی هفت تا ده هزار سالهدارند.

اشغال فلات ایران از سوی مادها و پارسها با ایجاد شهرهای بزرگ و باشکوههمراه است مانند شهرهای اکباتان (همدان) و پاسارگاد پایتخت قدیمی امپراطور ماد کهاز سوی کوروش دوم بنیان گذاشته شد. همچنین تختجمشید که داریوش اول آن را در نزدیکیپاسارگاد به وجود آورد و به صورت پایتخت هخامنشیان درآمد. شهر راگس یا راجس (ری) درچند کیلومتری شهر ری کنونی یکی از پرجمعیتترین شهرها بود. تمامی این شهرها بااستفاده از سیستم قنات توانستد آب خود را تامین کنند و به حیات خود ادامه دهند زیرادر آن زمان رودها و یا چشمههایی بیش از امروز وجود نداشته است. اما به هر حالقدیمیترین قنات ثبتشده در تاریخ به سههزار سال پیش (٣٠ قرن قبل)، برمیگردد که درآذربایجان و ارمنستان حفر گردیده است. در پی آن، در دورهی داریوش کبیر (٤٨٦-٥٢١ ق. م) که اوج شکوفایی و اقدامات آبیاری و حفر کاریز در سرتاسر فلات ایران به شمارمیرود. قناتهای متعددی در قلمرو فلات ایران و در عمان و مصر حفر شده است. بر اساسکاوشهای باستانشناسی این باور وجود دارد که کاریزهای ایجاد شده درنواحی جنوبیخلیجفارس، خراسان، یزد و کرمان در دورهی هخامنشیان ساخته شده و قنوات قدیمی قم وبسیاری دیگر از مناطق ایران در عصر ساسانیان و قنوات تهران در دورهی صفویه وقاجاریه حفر شده است.

از مطالعهی کتب قدیم و آثار باستانی ایران پیمیبریم کهکندن کاریز و تعمیر آن و آبیاری و زراعت کاری مقدس محسوب میشده است. در وندیداد کهزرتشتیان آن را کتاب الهی میدانند و بعضی نیز آن را دایرةالمعارف فرهنگ باستانمحسوب میکنند چنین جملاتی وجود دارد:

سوگند یاد میکنم به جاری کردن آب خنک درخاک خشک (کاریز) و عمارت راه و سوگند یاد میکنم به زراعت و کاشتن درختمیوه.

آقای گوبلو، دانشمند فرانسوی که حدود بیست سال در ایران اقامت داشته و درزمینهی آب در ایران کار کرده است، این سیستم باستانی دستیابی به آب زیرزمینی راقابل مطالعه مییابد و بر این اساس وقتی به وطن خود (فرانسه) برمیگردد موضوع دکترایخود را قنات انتخاب میکند و با سفرهای متعدد به مناطق مختلف جهان و با استفاده از٥٣٤منبع علمی، تحقیقی، کتاب یا تز دکترای خود را تحت عنوان «قنات فنی برای دستیابیبه آب در ایران» مینویسد او در این نوشتهی خود ثابت میکند که قنات اختراع ایرانیاناست و دهها قرن هم قدمت دارد در حالی که چینیها فن قنات را تازه چند قرن پس ازایرانیان آموختهاند، گوبلو در کتاب خود که در سال ١٩٧٩ انتشار یافتهمینویسد:

همه چیز دال بر آن است که نخستین قناتها در محدودهی فرهنگی ایران ظاهرشدهاند و انگیزهی اصلی از حفر قنات، باور و فرهنگ یکجانشینی و توسعهی کشاورزی وآبادی بوده است به طوری که این صنعت در میان ترکهای شرقی و اعراب که فرهنگ کوچنشینیداشتهاند رونق نیافته است.

گوبلو دهها صفحه از کتاب خود را به بررسی صادر شدنفن قنات از ایران به دیگر کشورهای شرق و غرب و غیره اختصاص داده است اما برایجلوگیری از طولانیشدن مقاله فقط به ذکر نکات زیر که در واقع نتیجهگیری کوچکی ازنوشتههای مهم این دانشمند فرانسوی است اکتفا میشود: این دانشمند در نتیجهی سالهاتحقیق و نیز سفر به کشورهای مختلف و همچنین استفاده از صدها منبع، معتقد است کهخاستگاه اصلی قنات ناحیهی آذربایجان غربی ایران و ارمنستان فعلی در منطقهی معادنسرب این نواحی میباشد و این فن دستیابی به آب زیرزمینی، در محیط فرهنگی ایران دراوائل هزارهی اول قبل از میلاد مسیح، اختراح شد و سپس به سرعت در دیگر نقاط کشور ودر خارج از آن رواج یافت این فن دستیابی به آب زیرزمینی در سالهای ٨٠٠ قبل از میلادبه وسیلهی کشاورزان در داخل فلات ایران رواج پیدا کرد و از آنجا به سایر نقاط جهانگسترش یافت. به عنوان مثال حدود ٥٠٠ سال قبل از میلاد مسیح ایرانیان، آموزش فن حفرقنات را به مصر و حدود ٧٥٠ میلادی مسلمانان بنیامیه این فن را ازآنجا بهاسپانیا منتقل کردند و سپس از آنجا به مراکش منتقل شد و حدود سال ١٥٢٠ میلادی بهآمریکا به ویژه منطقهی لسآنجلس فعلی، انتقال یافت (به موجب بررسیها، آب لسآنجلسآمریکا ابتدا به وسیلهی قنات تأمین میشده است) و در سال ١٥٤٠ میلادی به ناحیهیپیکارد شیلی منتقل شده است. بررسیهای گوبلو ثابت میکند که سیستم قنات تازه در سال١٧٨٠یعنی در حدود ٢٢٥ سال قبل به چین شرقی (ناحیه تورفان) رسیده است.

تعریفیفنی از واژهی قنات

مجموعهای از چند میله و یک کوره (یا کورههای) زیرزمینی که باشیبی کمتر از شیب سطح زمین، آب موجود در لایه (یا لایههای) آبدار مناطق مرتفع زمینیا رودخانهها یا مردابها و برکهها را به کمک نیروی ثقل و بدون کاربرد نیروی کشش وهیچ نوع انرژی الکتریکی یا حرارتی با جریان طبیعی جمعآوری میکند و به نقاط پست ترمیرساند. به عبارت دیگر، قنات را میتوان نوعی زهکش زیرزمینی دانست که آب جمعآوریشدهتوسط این زهکش به سطح زمین آورده میشود و به مصرف آبیاری یا شرب میرسد.

چندنمونه از قناتهای ایران

در حال حاضر عمیقترین قنات ایران، قنات قصبهی گناباد استبا حدود ٣٤٠ متر عمق مادر چاه آن، و طولانیترین قنات در منطقهی یزد قرار دارد باطول ١٠٠ کیلومتر. قنات قصبهی گناباد پیشینهی تاریخی ٢٥٠٠ ساله دارد و بیش از دوهزار هکتار از اراضی کشاورزان این شهرستان را به صورت سنتی آبیاری میکند. در قناتقصبه با ٣٣١٣٣مترطول، ٣٤٠ مترعمق و ٤٧٠ حلقه چاه که در دوران هخامنشیان و یا قبل ازآن حفر شده است با یک محاسبهی سرانگشتی میتوان گفت ٥٦ هزار تن خاک و سنگ برای حفرمادر چاه و چاههای عمودی اتصالی و کانال افقی سراسری توسط کارگران و مقنیان جابهجاشده است و جابهجایی این حجم خاک بدون تردید کمتر از عظمت اهرام مصر نیست. قنات قصبهبه عنوان عمیقترین قنات دنیا، میراث فرهنگی و تمدنی عظیمی است و بدون شک یکی ازعجایب تمدن بشری به شمار میرود. قنات قصبه از نظر طولی (٦٠ کیلومتر) دومین قناتایران بعد از قنات زارچ یزد محسوب میشود و پرآب ترین قنات منطقهی کویریاست.
پرآبترین قنات ایران، قنات اکبرآباد فسا است و قدیمیترین قناتایران، قنات

فهرست

• مقدمه
• تعریف قنات
• تاریخچه
• قنات درگستره تاریخ
• تعریفیفنی از واژهی قنات
• چندنمونه از قناتهای ایران
• ساختمان های مرتبط با قنات
• پایاب
• قنات یا قنوات
• مشخصات قنات
• آغاز قنات
• حفر قنات
• طول و عمق قنات
• ویژگیهای قنات
• معایب قنات
• طرز حفر قنات
• قنات در افسانه‌های ایرانی
• قنات در امپراطوری هخامنشی
• مزایای عمده قنوات
• ضرورت‌ها و مستندات قانونی حفظ و احیاء قنوات کشور
• طرح احیاء و مرمت قنوات کشور
• طرح ملی ساماندهی قنوات کشور
• تقسیم بندی قنات از نظر فنی
• انواع قنات از جهت نحوه بهره برداری
• انواع قنات از جهت مالکیت
• واژه شناسیقنات
• اسامی معادل قنات
• ابزار و وسایل جهت حفر قنات
• قنات و صنعت گردشگری
• شمای قنات
• کاربردهای گوناگون قنات و کاریز در ایران و جهان
• منابع

فرآیند تولید سیمان

فهرست

مقدمه

قبل از شناخته شدن سیمان ، از ملاتهای آهکی برای کارهای ساختمانی استفاده می گردید ، ولی بعد از شناخت خواص سیمان و طریقه تولید آن ، این کالا به میزان وسیعی جایگزین آهک گردید.

سیمان ، پودری است نرم و جاذب آب که باعث چسبندگی خرده سنگها به یکدیگر شده و ماده ای است از ترکیبات پخته وگداخته شده اکسید کلسیم با اکسیدهای سیلیسیم ، آلومینیوم و آهن که ملات این ماده به مرور در مجاورت هوا یا در زیر آب سخت شده و با حفظ ثبات حجم ، مقاومت خود را در زیر آب نگه می دارد. این ماده در فاصله 28 روز به حداقل مقاومت مجاز ، یعنی 250 کیلو گرم بر سانتی متر مربع می رسد.

امروزه در جهان متناسب با تنوع نیازها ، سیمانهائی با خواص فیزیکی و شیمیائی مختلف تولید می گردد که هر کدام کاربردهای مشخصی را دارا می باشد.

احتمالاً رومیها نخستین کسانی بودند که بتن را بکار بردند آنان بتن را که بر اساس سیمان ساخته می شد ، بعنوان مواد هیدرولیکی ، یعنی موادی که در آب سخت می شد ، بکار می بردند. این خاصیت بتن وخواص دیگر آن ضمن گیرش در آب ، سبب استفاده روز افزون این ماده ساختمانی گشته است. سالها سیمان ساخت رومیها بکار می رفت تا اینکه یکنفر بنای انگلیسی بنام (جوزف اسپدین) موفق به پیدا کردن سیمان پرتلند در سال 1824 میلادی گردید سیمان پرتلند ، سیمانی است که از مخلوط کردن مواد آهکی ورسی یا هر ماده دارای اکسیدهای سیلیسی و آلومینیومی و آهنی وپختن آنها تا مرحله تولید کلینکر بدست می آید.

بر اساس مشخصات استاندارد انگلیس (BS) و آمریکا (ASTM) قبل از آسیاب مقداری سنگ گچ به کلینکر افزوده می شود ، تا از گیرش سریع آن جلوگیری نماید.

مواد اولیه مورد نیاز و روش استخراج آن

ترکیباتی از سنگ آهک و خاک رس (مارل) ، مواد اولیه اصلی سیمان را تشکیل میدهند . استخراج سنگ آهک ، بطور معمول در معادن رو باز با استفاده از دریلهای چالزنی و ایجاد حفره صورت می گیرد.

بر حسب نوع سنگ و روش کار ، مواردی از قبیل عمق ، قطر و فاصله چالها و حفره ها تعیین شده و اقدام به حفاری می شود.

پس از آماده شدن چال ها ، با خرج گذاری مواد منفجره و اتصال آنها بوسیله چاشنی و کابلهای الکتریکی ، با استفاده از دستگاه انفجار (مینیاتور) با ولتاژ معین ، انفجار صورت می گیرد.

بر حسب موقعیت ، مخلوط طبیعی سنگ آهک و خاک رس و مواد معدنی دیگری مثل سنگ آهن و سنگ سیلیس ، به مقدار معینی برای ساختن انواع سیمان به کار می رود.

معدن سنگ آهک

این معدن دارای موادی آهکی است که دارای املاحی از سنگ آهک ، سیلیس ، اکسید آلومینیوم ، اکسید منیزیم و غیره می باشد.

معدن خاک

معدن خاک نیز به صورت رو باز بهره برداری میشود و استخراج آن با استفاده از ماشین آلات راهسازی همانند لودر ، بلدوزر و ... و بدون ایجاد انفجار صورت می گیرد.

فهرست

عنوان صفحه

مقدمه ......................................................................3

مواد قالبگیری و افزودنی ها ..........................................4

کوره ها و ذوب فلزات...................................................15

سیستم را گاهی ، تغذیه و مبرد...................................30

گزارش 1 ( مذاب ریزی وزنه )........................................46

گزارش2 ( مذاب ریزی مدل صفحه ای).................………. 50

گزارش 3 ( مذاب ریز ی بوش ).....................................53

گزارش 4 ( مذاب ریز ی قطعه صنعتی ).........................57

برسی عیوب ناشی از ماسه داغی...............................60

بررسی کامل حفره های گازی و انقباضی .....................61

مقدمه

چدن ها و فولادها از روی درصد کربن مشخص می شوند. بیشتر از 1/2 درصد کربن چدن نام دارد و کمتر از 1/2 درصد کربن فولاد نام دارد.

هر چه درصد کربن در چدنها بیشتر باشد پایدار کردن آن نیز بیشتر می شود. انواع چدن هایی که استفاده می شود عبارتند از : خاکستری ، نشکن ، مالی بل و سفید . ویژگیهای چدن نسبت به فولاد را می توان به این شکل بیان کرد: نقطه ذوب پایین نسبت به فولاد، خواص مکانیکی مختلف ، سیالیت خوب به دلیل وجود گرافیت آزاد در چدن ها و عدم نیاز به تغذیه درمواردی که انقباض به دلیل انبساط گرافیت چدن کم است. چدن ها دارای اجزا یوتکتیک کمتر و گرافیت کمترو نتیجتا مقاومت بالا به دلیل اینکه در چدنهای هیپو یو تکتیک گرافیت ها درشتر به وجود می آید که چدن را نرم و ضعیف می کند. همان طور که می دانید آلیاژ های آهنی را می توان در یک سیستم آلیاژی دو تایی برای فولاد ها و نیز با اضافه شدن سیلیسیم بیشتر یک سیستم سه تایی برای چدن ها تعریف کرد.

(( مواد قالب و افزودنی ها ))

مواد قالبگیری را می توان به دو گروه زیر تقسیم بندی کرد :

1- مواد قالبگیری موقت یا مصرفی

2- مواد قالبگیری دائمی

ما در این گزارش به بررسی مواد قالبگیری موقت می پردازیم .

موارد مورد بحث در باره این مواد می توانند از نظر ترکیب شیمیایی

خواص فیزیکی و خواص فیزیکی – مکانیکی این مواد باشد.

ماسه

یکی از مهمترین مواد مورد مصرف در قالبگیری موقت قطعات ماسه است. ما می توانیم با استفاده از ماسه قالبهایی با ظرفیت کمتر از یک کیلو تا چند تن را با نوجه به روش قالبگیری تولید کنیم. نصبت ماسه با فلز متفاوت است مانند: 10به 1 می تواند با توجه به قطعه و ر.ش قالبگیری مورد استفاده قرار گیرد . در نقاط مختاف دنیا محل هایی وجود دارد که ماسه با انواع مختلف در آنجا تجمع پیدا کرده است که این محلها را معادن طبیعی ماسه گفته می شود که در نقاط مختلف ماسه با اشکال و اندازه های مختلف یافت می شود.ماسه می تواند به اشکالی مانند گرد، گوشه دار و مخلوطی از هر دو یافت شود.

اندازه یا مش ماسه نیز می تواند متفاوت باشد در ریخته گری آهنی اگر مش ماسه باید کم باشد به دلیل اینکه هرچه مش پایین تر باشد استحکام قالب نیز بالا می رود.

اشکال ماسه نیز اثرات متفاوتی بر روی قالب دارد. اگر ماسه گرد باشد استحکام کم می شود و نفوز گاز افزایش می یابد اما اگر ماسه گوشه دار وتیز باشد استحکام قالب بالا می رود اما نفوذ گاز کم می شود و موجب ایجاد مک در قطعه می شود.

ماسه های ریخته گری عمدتأ از اکسید سیلیسیم و میکاوفلداسپار تشکیل شده اند. ماسه با کیفیت بالا برای ماهیچه ها و قالب های با دقت بالا قرار دارند و در جایی که خواص بی نظیر اینگونه مواد مورد نیاز است

به کار می روند. ماسه های ویژه عبارتند از :

)ZrSiO21- زیرکن (

)FeCr2O42- کرومیت (

)Mg – Fe) 2SiO23- اولین

)FeAl5Si2O12.OH4- استائورولیت (

سیلیس بعد از اکسیژن فراوانترین عنصر در طبیعت است. سیلیس به دو صورت ) که سیلیس می نامند و تبلور بنیان اولیه سیلیکاتها SiO2 اکسید (

) در تشکیل کانیها شرکت دارد.SiO4

خواص فیزیکی ماسه Green strenath

1-استحکام تر

پس از افزودن رطوبت به ماسه ماسه تر حاصل می شود.این مقدار رطوبتی که ما می افزاییم باید به طور دقیق افزئده شود تا به تواند انتظاراتی که از ماسه می رود را برابرده کند . ماسه تر باید علاوه بر دارا بودن استحکام کافی باید از شکل پذیری مناسبی برخوردارد باشد تا مابعد از خارج کردن مدل از درون قالب از خود استحکام بالا نشان دهد

همان طور که گفته شد رطوبت و مقدار چسبندگی باید به طور دقیق کنترل شودچون اگر رطوبت از یک درصد مشخص ( 6%) افزایش یابد می تواند باعث کاهش خواص مکانیکی ماسه شود. استحکام تر یک قالب به عوامل مختلفی چون میزان رطوبت ، مقدار چسب،شکل و اندازه و عدد ریزی ماسه بستگی دارد. در نمودار زیر تا ثیر رطوبت را بر استحکام مکانیکی مشاهده کرد.

استحکام استحکام استحکام فشاری

استحکام کششی

استحکام برشی

در صد رطوبت

7 % 6% 5%

2- )استحکام خشک)Dry strength

ما هنگامی به اهمیت استحکام خشک ماسه پی می بریم که مذاب درون قالب ریخته شده و ماسه به دلیل تماس با مذاب تمام رطوبت خود را از دست می دهد و اگر نتواند استحکام خود را به اندازه کافی برای مقاومت در برای مقاومت در برابر فرسایش و نیز استحکام کافی در برابر فشار متا استاتیکی مذاب را داشته باشد باعث می شود که قالب اندازه و ابعاد خود را از دست دهد و ما قطعه خود را با اندازه های دقیق نمی توانیم ریخته گری کنیم و باعث کاهش راندمان ریخته گری می شود.

اما مامی توانیم با کنترل وافزایش رطوبت استحکام خشک ماسه را به اندازه کافی اغزایش بدهیم تا با مشکلا ت گفته شده برخورد نکنیم.

استحکام

در صد رطوبت 7 % 6% 5%

3-( نفوذ پذیری )permeability

ما در قالبگیری با مشکلاتی با معایبی به نام مک های گازی یا حفره روبرو می شویم که این معایب می توانند از بخار شدن رطوبت ماسه و یا تولید گاز کردن مواد دیگر قالب بوجود بیاید . هنگامی که این بخارات و گازها تولید می شود نیاز به راهی برای خروج دارند و اگر نفوذ ماسه کم باشد این گازها در قالب حبس شده و تولید عیب های گفته شده می کند .

ما می توانیم با اظافه کردن مقدار مشخصی از رطوبت ( 7%) نفوذ پذیری ماسه را افزایش بدهیم اما باید این مقدار به طور دقیق کنترل شود و گرنه با کاهش رطوبت نفوذ پذیری کاهش می یابدو اگر این مقدار بیشتر از مقدار مورد نظر باشدباعث می شود چسبندگی ماسه افزایش یابد و راه خروج گازها بسته شود و مشکلاتی در تولید قطعات پیش آید.

4- )قابلیت شکل پذیری )flow ability

ماسه مورد استفاده ما در قالبگیری با ید قابلیت شکل پذیری کافی و متناسب با فرایند ریخته گری داشته باشد. ما می توانیم این مقدار را با افزایش کمی رطوبت به ماسه و افزایش چسبندگی این خصوصیت را در ماسه ایجاد کرد تا محفظه قالب مورد نظر را با دقت ابعادی بالا درست کردماسه تحت تا ثیر نیروی وارد به هنگام قالبگیری ، راحت تر شکل موردنظر را قبول کند. هر قدر حرکت ذرات ماسه بر روی یکدیگر به واسطه عواملی مثل فشار یا لرزش آسانتر صورت می گیرد.

از خواص فیزیکی دیگر ماسه می توان به چند مورد زیر نیز اشاره کرد:

)Thermal stability5- پایداری حرارتی (

)Refractoriness6- دیرگدازی (

7- تولید با سطح نهایی خوب

8- قابلیت فروریختن و متلاشی شدن( بعد از مذاب ریزی)

9- قابلیت استفاده مجدد

اجزاء مخلوط ماسه قالبگیری

از موادی که در مخلوط با ماسه در قالبگیری استفاده می شودکه به نام افزودنی ها معروف هستند می توانیم به انواع چسب ها اشاره کرد که باعث چسبندگی و اتصال ذرات ماسه می شود. مواد دیگری نیز برای تکمیل کار و گاهی کسب خواص ویژه مانند صافی سطح، استحکام و ......

به مخلوط اضافه می شود.

)type of binder انواع چسب ها (

)organic چسب ها را می توان از نظر ماهیت به دو دسته چسبهای آلی(

)تقسیم بندی کرد.in organicو چسب های غیر آلی (

اگر چسب مورد استفاده در قالبگیری خصوصیات زیر را دارا باشد می توان گفت این یک چسب مناسب است.

1- در هر دو حالت ماسه ( تر و خشک ) باید استحکام کافی داشته باشد.

2- باید بتواند با بالا بردن شکل پذیری ماسه تمامی قسمت های مدل را به خود بگیرد.

3- چسب مورد استفاده در قالبگیری نباید کمترین چسبندگی به سطوح مدل و جعبه ماهیچه را داشته باشد.

4- حداقل تولید گاز به هنگام تماس با مذاب

5- دیرگدازی ماسه را پایین نیاورد تا با ماسه سوزی مواجه نشویم

6- از نظر تولید گازهای آلوده و مضر درپایین ترین در صد باشد.

7- اقتصادی بودن

چسب های آلی را می توان به سه گروه اصلی تقسیم کرد:

)Resin 1- صمغ ها(

)،غلات،نشاستهCerteal2- حبوبات (

)Oli3- روغن (

چسبهای غیر آلی به قرار زیر هستند:

الف) خاک رس:

خاک رس یکی از متداول ترین و مهمترین چسب مورد استفاده در قالبگیری است،خاک رس اساسا سیلیکات آلومینیم است.

ما در طبیعت عموما سه نوع از این خاک را می یابیم که عبارتند از:

)Al2O3.4SiO2.H2O1-مونت موری لونیت (

)Al2O3.2SiO3.H2O2- کائولینیت (

3- ایلیت

ب) سیمان:

سیمان نیز از جمله چسبهایی است که ما به دلیل سختی بالا و استحکام زیادی که بعد از مخلوط کردن با ماسه بدست می آید در قالبگیری قطعات مختلف مورد استفاده قرار می دهیم. سیمان پرتلند به میزان 12-8 درصد به همراه 6-4 درصد آب برای تهیه یک مخلوط ماسه قالبگیری به کار می رود. ما برای اینکه سیمان به خوبی خود گیر و سفت شود باید مخلوط را 72 ساعت نگه داشت تا بعد مورد استفاده قرار گیرد.

ج) سیلیکات:

سیلیکاتها نیز در فرایند قالبگیری مورد استفاده قرار می گیرد که به طور کلی به دو دسته سیلیکات سدیم و ترکیبات اتیل از که از مهمترین انواع اینگونه چسبها هستند.

د) گچ

ما در فرایند قالبگیری برای بدست آمدن برخی از خواص ویژه موردنظر خود از موادی استفاده می کنیم که افزودنی ها گفته می شوند که عبارتند از:

- حبوبات ، غلات :

این دو مواد بیشتر برای بالا بردن استحکام تر و خشک و بالا بردن قابلیت فروپاشی مورد استفاده قرار می گیرد.

در مواردی هم جلوگیری از عیوب انبساطی و ایجاد ترکهای گرم مورد استفاده قرار می گیرد.

- خاک اره:

به منظور ایجاد حالت پلاستیکی مواد قالب و قابلیت نفوذ گاز و همچنین قابلیت از هم پاشیدگی و موارد دیگر مورد استفاده قرار می گیرد.

- ملاس – دکسترین:

ملاس برای بالا بردن سختی لبه قالب و افزایش استحکام خشک ماسه مورد استفاده قرار می گیرد. دکسترین نیز برای کنترل انبساط و افزایش سختی سطح قالب به کار می رود.

- نفت سیاه ،قیر و مازوت:

این مواد یرای بهبود سطح تمام شده قطعات آهنی و خواص چسبندگی ذرات ماسه در فراین قالبگیری استفاده می شود.

- گرافیت :

به منظور اصلاح قابلیت قالبگیری ماسه و بهبود سطح تمام شده قطعات به کار گرفت.

- پودر سیلیس:

پودر سیلیس به دلیل بالا بردن چگالی توده ماسه باعث فشردگی بیشتر و مقاومت بیشتری در بابر نفوذ فلزات مذاب دارد.

- اکسید آهن :

اکسید آهن باجذب گازهای موجود در قالب از ایجاد عیوبی مانند مک و حفره جلوگیری می کند و استحکام گرم قالب را نیز افزایش می دهد.

مواد دیگر نیز مثل روغن سوخت، پرلیت ، سیکول، رسوب فورفورال،پودر سردا،اسید بوریک و ........مورد استفاده قرار می گیرد.

(( کوره ها و ذوب فلزات))

در مورد ذوب چدن ها می توان گفت که بیشترین و رایج ترین کوره مورد استفاده در ذوب این فلز از کوره کوپل نام برد.

کوره های متفاوتی در تولید مذاب وجود دارد که میتوان به کوره های دوار،کوره های زمینی و کوره های الکتریکی اشاره کرد.

یک کوره مناسب برای ذوب چدن باید خصوصیاتی مثل درجه حرارت ذوب و فوق ذوب،سرعت ذوب،ظرفیت ذوب ،هزینه ذوب و ..... است.

شارژ کوره هامی تواند از شمش های چدنها ویا قراضه ها( راه گاهها، تغذیهو قطعات برگشتی و.......) باشد.

اگر ما می خواهیم یک قطعه مناسب تولید کنیم باید علاوه بر دقت و کنترل مواد قالبگیری مورد استفاده که در بخش پیش توضییح داده شد به مذابی که برای ریخته گری مورد استفاده قرار می گیرد به طور جدی توجه کرد تا بتوانیم از ورود مواد آلوده کننده مذاب جلوگیری کرد و یک مذاب تمیز وارد محفظه قالب کرد و با یک راندمان بالای ریخته گری قطعات سالم و بی عیب تولید کرد.

ما در اینجا به منابع آلوده کننده مذاب و راه حلهای رفع یا جلوگیری از ورود این منابع توضییح می دهیم.

منابع آودگی مذاب

یکی از مباحث در متالورژی واکنش پذیری مذاب با مجموعه عوامل محیطی و عوامل دیگر است.

منابع را می توان به عبارت زیر بیان کرد:

هوای محیط

مذاب به راهتی می تواند با مجموعه واکنشهای مختلف شیمیایی و فیزیکی با گازهای موجود در هوا ( هیدروژن،اکسیژن،ازت و بخار آب ) موجب تلف شدن عناصر مفید در آلیاژ و تشکیل مواد مضر و ناخاسته کند که راندمان ریخته گری را به شدت کاهش می دهد.

سوخت و محصولات احتراق

سوخت یکی از عوامل مهم در ذوب است که می تواند با کنترل آن و درست مصرف کردن و ایجاد یک احتراق مورد نظر ما برای ذوب فلزات از به وجود آمدن آلودگی های مختلف جلوگیری کرد.

مواد نسوز

مواد نسوز می تواند با ایجاد واکنش مکانیکی وارد مذاب شود و ایجاد آلودگی در مذاب کنند. نسوزهای مورد استفاده در پاتیل ها و بوته های مورد مصرف در ذوب فلزات اگر دارای دیرگدازی بالا و بی اثر بودن نسبت به مذاب نباشند باعث دخول مکانیکی می شوند.