کابل تابیده‌شده (پیچه) مسی۱
هادیهای مورد استفاده در ساختار کابل‌های آبگرد کوره‌های الکتریکی ذوب فلزات، از رشته‌های تابیده‌شده مسی تشکیل شده‌اند. جنس(گرید) مورداستفاده، ضخامت و میزان انعطاف‌پذیری تک‌رشته‌های مورد استفاده در ساختار کابل‌ها، نوع پوشش و سطح مقطع آنها پارامترهای اساسی کابل‌ها می‌باشد که در زیر به‌تفکیک و بطور مشروح به توضیح هر یک از این مسائل می‌پردازیم.
جنس (گرید) کابل‌ها
تک‌کابل‌های مورد استفاده برای ساخت کابل‌های آبگرد از جنس مس گرید ETP2 تحت استاندارد ASTM-C11000 می‌باشد. مطابق استاندارد مذکور خلوص این گرید از مس حداقل ۹۹.۹۵% و میزان رسانایی آن حداقل معادل ۱۰۰% مقدار تعریف شده پایه توسط IACS3 (استاندارد جهانی مس آنیل‌شده) برابر با ۵۸ مگازیمنس بر متر می‌باشد.
ضخامت تک‌رشته‌ها۴
برخلاف رشته‌های بکاررفته در ساختار کابل‌های افشان روکش‌دار که در ضخامت(قطر)های زیر ۰.۲۰ میلیمتر مورد استفاده قرار می‌گیرند، ضخامت تک‌رشته‌های مورد استفاده در کابل‌های آبگرد مقدار بیشتری باید داشته باشد. در غیر اینصورت، برخی از تک‌رشته‌های موجود در پیچه‌ها بمرور زمان بر اثر فشارهای کششی ناشی از تحرک کابل‌ها و ضربات الکترومکانیکی وارده بر آنها کنده‌شده و مقاومت الکتریکی کابل بدون آنکه در ظاهر امر بنظر برسد، بمرور زمان بیشتر خواهد شد. جدول زیر ضخامت پیشنهادی برای تک‌رشته‌های مورد استفاده در ساخت کابل‌های آبگرد را بر حسب نوع کابل‌آبگرد موردنظر نشان می‌دهد:
| نوع کابل آبگرد مورد استفاده | ضخامت (قطر) تک‌رشته‌ها |
|---|---|
| کابل‌های سکوندر۵ | ۰.۲۵ میلیمتر |
| کابل های آبگرد مورد استفاده در کوره‌های القایی | ۰.۴۰-۰.۴۵ میلیمتر |
| کابل های آبگرد مورد استفاده در کوره‌های قوس الکتریکی و پاتیلی | ۰.۵۰-۰.۶۰ میلیمتر |
انعطاف‌پذیری
میزان انعطاف‌پذیری کابل‌های دورنی مورد استفاده درساختار کابل‌های آبگرد از اهمیت بسزایی برخوردار است. در صورتی‌که میزان سختی کابل‌های مورداستفاده بالا باشد، احتمال گسستگی و پاره‌شدن آنها بر اثر فشارهای کششی ناشی از تحرک کابل‌ها و ضربات الکترومکانیکی وارده بر آنها بالا بوده و تاثیری مشابه نازک بودن تک‌رشته‌ها را خواهد داشت. از اینرو کابل‌های موردنظر بایستی تا حد لازم در پروسه ساخت آنیل۶ شده باشند.
نوع پوشش
تک‌رشته‌های موجود در ساختار پیچه‌ها هم بصورت بدون پوشش (لخت۷) و هم بصورت قلع‌اندود۸ شده مورد استفاده قرار می‌گیرند، پیچه‌های قلع‌اندودشده مقاومت بیشتری در برابرخوردگی‌های شیمیایی ناشی از تماس با آب در طول زمان خواهند داشت، بدیهی است که در صورتی‌که کیفیت آب در حال جریان داخل کابل‌ها به لحاظ شیمیایی مطلوب نباشد، در طول زمان باعث واکنش‌های شیمیایی در سطح بیرونی تک‌رشته‌هایی که بر اثر عبور جریان گرم‌شده‌اند، خواهند شد و سبب خوردگی و به‌تبع آن تغییر رنگ و نهایتا از دست دادن ضخامت و پارگی خواهند شد. البته شایان ذکر است که پیچه‌های قلع‌اندود به لحاظ هزینه نسبت انواع بدون پوشش بطور محسوسی گران‌تر بوده، فلذا در صورتی که کیفیت آب و شرایط محیطی کابل در حد بسیار نامطلوبی نباشد استفاده از پیچه‌های قلع‌اندود شده چندان مورد توصیه نمی‌باشد.
همچنین بدلیل آنکه میزان تحرک کابل‌های‌آبگرد در کوره‌های قوس‌الکتریکی و پاتیلی بسیار زیاد است، برای جلوگیری از سایش پیچه‌ها به‌یکدیگر حین حرکتهای ناگهانی، ترجیحا سطح بیرونی پیچه‌ها بصورت تمام و یا یک‌درمیان توسط روکش‌های ویژه از یکدیگر ایزوله می‌شوند.
روکش‌های مذکور از جنس LS0H9 (پلاستیک کم‌دود و بدون هالوژن) می‌باشند، این ماده همان جنس مورد استفاده برای ساخت روکش مشکی رنگ کابل‌های معمولی می‌باشد که در صورت حرارت بالا و سوختن اولا دود بسیار کمی تولید می‌کند، ثانیا موجب تشکیل گازهای سمی نمی‌گردد. شایان ذکراست که روکش‌های مذکور جهت جلوگیری از محبوس شدن آب در داخل پیچه‌ها و دفع حرارت بصورت پانچ‌شده ساخته می‌شوند.
سطح مقطع
یکی از مهمترین پارامترهای تعریف شده برای پیچه‌های داخلی یک کابل آبگرد، میزان سطح مقطع آن و تعداد و ترکیب تک‌رشته‌های آنها می‌باشد. میزان سطح مقطع کل کابل‌ها بستگی به میزان چگالی جریان عبوری در نظرگرفته‌شده برای کابل دارد، این میزان برای کابل‌های آبگرد مورداستفاده درکوره‌های القایی برابر با ۱۰ الی ۱۵ آمپر بر میلیمترمربع می‌باشد. این در حالی‌است که بدلیل وجود پیک‌های ناگهانی و گذرای بسیاربالا در شکل موج جریانهای عبوری از کابل‌های آبگرد کوره‌های قوس‌الکتریکی، چگالی جریان عبوری از آنها به‌میزان ۴.۵ الی ۶ آمپر بر میلیمترمربع در نظر گرفته می‌شود.
گذشته از میزان سطح‌مقطع پیچه‌ها، تعداد و ترکیب تک‌رشته‌های تشکیل‌دهنده آنها طبق استاندارد ASTM-B172، مطابق جدول زیر در نظر گرفته می‌شود:
سطح مقطع (mm2)واقعی | ترکیب تک‌رشته‌ها | ضخامت (mm)تک‌رشته‌ها | سطح (mm2)مقطع نامی | |
|---|---|---|---|---|
| 26 | 19 × 28 | 0.25 | 25 | مورد استفاده برای ساخت کابل های آبگرد سکوندر |
| 22 | 7 × 25 | 0.40 | مورد استفاده برای ساخت (IF) کابل‌های آبگرد کوره‌های القایی | |
| 50 | 19 × 21 | 0.40 | 50 | |
| 100 | 19 × 33 | 0.45 | 100 | |
| 193 | 7 × 7 × 20 | 0.50 | 200 | مورد استفاده برای ساخت‌کابل‌های آبگرد کوره‌های (EAF & LF) قوس‌الکتریکی و پاتیلی |
| 392 | 19 × 7 × 15 | 0.50 | 400 | |
| 496 | 19 × 7 × 19 | 0.50 | 500 |
نکته دیگری که در این خصوص حائز اهمیت و توجه می‌باشد، جهت پیچش لایه‌های طبقات مختلف پیچه‌ها می‌باشد. برای جلوگیری از بازشدگی رشته‌ها بایستی جهت پیچش در طبقات مجاور پیچه بصورت معکوس یکدیگر باشد.
1 – Copper Rope
2 – Electric Tough Pitch Copper
3 – International Annealed Copper Standard (مقدار استاندارد برای رسانایی مس معادل 58 مگازیمنس بر متر)
4 – Filament
5 – Secondary Cables
6 – Annealing Process
7 – Bare Wire
8 – Tin Coated Wire
9 – Low Smoke Zero Halogen