معرفی ترکیبات و سوخت های جایگزین که بیش از چهار دهه از عمر آن در صنایع سیمان می گذرد در10 سال گذشته و با افزایش نرخ انرژی از اهمیت بالایی برخوردار گشته است. استفاده از سوخت های جایگزین حاصله از مواد دورریز، زباله و تایر امکان کاهش هزینه ی انرژی که بیشترین تأثیر را در قیمت تمام شده سیمان دارد فراهم آورده است. با وجود گذشت چهار دهه از استفاده سوخت جایگزین حاصله از ضایعات در سایر کشورها در صنایع، هنوز تحقیقات گسترده ای در ایران در این زمینه انجام نپذیرفته است. بر اساس بررسی صورت گرفته مشخص گردید، با وجود انجام فعالیت های زیاد در سایر کشورها و وجود نتایج مثبت مربوط به این پژوهش ها، شک و تردیدهای بسیاری در زمینه ی استفاده از سوخت جایگزین در ذهن مدیران این صنعت وجود دارد، که برخی از آن ها عبارت اند از: تأثیرات مربوط به استفاده از سوخت های جایگزین بر روی کیفیت کلینکر تولیدی، شرایط کوره، گازهای خروجی، هزینه ی مورد نیاز جهت استفاده دائم از سوخت جایگزین، و مدت زمان بازگشت سرمایه. در این پروژه استفاده از تایر به عنوان ابتدایی ترین سوخت جایگزین پیشنهادی، جهت استفاده در صنعت سیمان، مورد بررسی قرار گرفته است. شرح مختصری از سیستمهای تزریق سوخت جایگزین، مزایا، معایب، کارهای انجام گرفته در دنیا و نتایج خروجی هر یک ارائه شده است. با استفاده از الگوریتم بهینه سازی ژنتیک، یک برنامه جهت بهینه سازی استفاده از سوخت های جایگزین به همراه مواد خام نوشته شده است. این برنامه با توجه به محدودیت ها و مشخصات مربوط به کلینکر و با دریافت ترکیب شیمیایی مواد خام و سوخت ها قادر است مقدار بهینه استفاده از هر یک را با توجه به قیمت تمام شده مشخص نماید. نتایج خروجی نشان می دهد می توان تایر ضایعاتی را تا 100 درصد جایگزینی بدون تأثیر منفی بر روی کلینکر به عنوان سوخت در شرکت سیمان بجنورد مصرف نمود. در گام دوم و در قسمت دوم برنامه با مشخص شدن ترکیب مواد خام و سوخت شرایط جدید کوره، دمای پخت، فازهای کلینکر تولیدی، میزان هوای مورد نیاز، میزان گازهای خروجی و... محاسبه می شود. نتایج نشان دهنده عدم تغییر محسوس در تمامی موارد به جز گازها بوده، در زمان استفاده از سوخت تایر با افزایش حجم گازهای خروجی مواجه خواهیم بود. در گام بعدی هزینه ی مورد نیاز جهت 10 درصد جایگزینی سوخت در خط 2 سیمان بجنورد و مدت زمان بازگشت سرمایه با توجه به هزینهی تجهیزات، سالن، برق مصرفی تجهیزات و حقوق کارکنان مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج ارزیابی ها نشان دادکه استفاده از سوخت جایگزین در صنایع سیمان با وجود قیمت بسیار پایین سوخت در ایران مقرون به صرفه خواهد بود و با مدیریت، برنامه ریزی و هماهنگی امکان امحاء زباله در کوره های سیمان بدون افزایش هزینه های جاری امکان پذیر است. در گام نهایی پیشنهادات مربوط به طراحی اولیه کانال تزریق سوخت تایر به کوره و مکان نصب کانال تزریق سوخت به کوره ارائه شده است.

امروزه ربات ها جایگاه وی‍‍ژه ای در صنعت به خود اختصاص داده اند به-طوری که حضور آنها در صنایع مختلف اجتناب ناپذیر می باشد. یکی از صنایعی که به طور گسترده از مزایای ربات ها بهره می برد، صنعت فولاد سازی است. ربات نمونه گیر، ربات جابجا کننده ی کویل ها و قطعات سنگین و ربات مارک زن از انواع ربات های مورد استفاده در صنعت فولاد سازی می باشند. پروژه ی حاضر در مورد شبیه سازی و طراحی ربات مارک زن است. ربات مارک زن بوسیله شیر(پیستوله) رنگ پاش اتوماتیک، بر روی تختال و کویل حروف، اعداد و علائم را می نگارد. رباتی که برای نوشتن بر روی تختال ها در نظر گرفته شده، یک ربات کارتزین است. همچنین رباتی که به منظور نوشتن بر روی کویل طراحی شده ، یک ربات 5 درجه آزادی است که 3 درجه آزادی مربوط به بازو و 2 درجه دیگر مربوط به مچ ربات می باشد. در تحقیق حاضر، به منظور حل سینماتیک معکوس مسئله، از روش هندسی به جای روش جبری که ساده تر می باشد استفاده شده و برای تعیین مسیر ربات (در واقع مسیر حروف و اعداد) از یک سری معادلات وابسته به زمان کمک گرفته شده است. برنامه نویسی مسیر ربات توسط نرم افزار matlab و labview انجام شده است. همچنین در امر شبیه سازی ربات برای پیمودن مسیرهای تعیین شده، از نرم افزارهای مختلف شبیه ساز مانند simulink, nastran, catia, adams استفاده شده است. معادلات دینامیکی ربات از روش نیوتن- اویلر محاسبه شده و برای کنترل ربات از pid استفاده شده است. در امر طراحی ربات، فاکتورهایی مانند هزینه، قابلیت ساخت و عملکرد بهینه، لحاظ شده است.

با توجه به تحقیقات وسیعی که در دنیا بر روی روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی انجام شده است و وجود مزایا و اهمیت به سزای این روش در اتصال قطعات هم جنس و غیر همجنس و امکان بدست آوردن کیفیت جوش به مراتب بالاتر از روش های جوشکاری ذوبی، این روش از اهمیت بالایی برخوردار شده است. تکنیک های جدیدی مانند استفاده از لیزر و آلتراسونیک جهت افزایش و برطرف نمودن مشکلات روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی و بسط دامنه کاربرد آن استفاده شده است. استفاده از روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی دوسرعته که در آن امکان تنظیم سرعت دورانی پین و شانه به طور مجزا وجود دارد می تواند موجب بهبود کیفیت شرایط جوشکاری شود. در این تحقیق طراحی و ساخت دستگاه جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی دوسرعته به طور موفقیت آمیزی (برای اولین بار در ایران) انجام شده است و جهت اتصال ورق های نازک آلومینیومی بکار گرفته شده است. تاثیر سرعت های دورانی پین و شانه به طور مستقل بر روی خواص مکانیکی و متالورژیکی مانند استحکام، اندازه دانه ها، هندسه منطقه تغییر شکل و ... به طور عمیق مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج مطالعات انجام گرفته نشان داده است که با کنترل مستقل سرعت های پین و شانه امکان تنظیم دمای منتقل شده به قطعه کار و میزان اغتشاش در منطقه جوش وجود دارد. به دنبال تلاش های تجربی انجام شده در این تحقیق، مدلی تئوری ریاضی بر مبنای انرژی جهت تخمین دمای بیشینه در فرایند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی ارائه شده است. مدل موجود با استفاده از بهبود و بسط روابط مربوط به روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی متداول بدست آمده است و نتایج مدل ارائه شده با مدل های پیشین و نتایج تجربی منتشر شده، مقایسه شده است. در ادامه با استفاده از یک روش ابتکاری، به صورت ترکیب فرایندهای جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی و نورد سرد، ساخت نمونه ورق های ترکیبی با ضخامت های بسیار نازک در حدود 70 میکرون انجام شده است و پارامترهای موثر در فرایندهای ترکیبی استفاده شده جهت دستیابی به نمونه بدون عیب مورد بررسی قرار گرفته است.

مکانیزم تثبیت ضخامت پوشش روی یکی از اجزای کلیدی در خط گالوانیزه گرم می باشد. این مکانیزم وظیفه تثبیت و تنظیم ضخامت پوشش نشانده شده را بر عهده دارد. در این پژوهش سعی گردید مکانیزم بهینه ای مورد طراحی و ساخت قرار گیرد که قادر باشد پارامترهای تنظیمی و موثر بر پوشش دهی را به بهترین نحو تنظیم نماید. از میان این پارامترها، دو پارامتر اصلی فاصله جت و زاویه جت به عنوان پارامترهای اصلی انتخاب میگردند. همچنین مدلی ریاضی نیز برای تخمین و پیش بینی ضخامت نشانده شده بر اساس پارامترهای خط تولید ارائه میگردد.

در این پژوهش، اثر دوپارامتر مهم جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی بر روی خواص مکانیکی و تریبولوژیکی آلیاژ w-7075 مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفت. نمونه ها با سرعت های چرخشی و سرعت های پیشروی متفاوت تحت فرآیند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی قرار گرفتند. خواص مکانیکی نمونه ها توسط آزمون های کشش تک محوری و ریزسختی سنجی مورد بررسی قرار گرفت. همچنین به منظور ارزیابی خواص سایشی نمونه ها از آزمون سایش رفت و برگشتی و آنالیز میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده شد.