کورهٔ بُلَند کوره‌ای عمودی است که در کارخانه‌های ذوب فلز برای استخراج فلز به ویژه آهن، از سنگ معدنی استفاده می‌شود. کوره بلند به عنوان اصیل‌ترین روش جداسازی از سنگ آهن شمرده می‌شود.

نمای پانورامیک از یک کوره بلند از نوع کوره‌های شوروی در دومبرووه گورنیچا، لهستان

به همراه سنگ آهن، کک و آگلومره هم داخل کوره بلند ریخته می‌شود. در کوره بلند سوخت جامد، معمولاً کُک همراه با جریان دمشی هوا می‌سوزد و کانی‌ها را ذوب می‌کند.[۱]

تاریخچهویرایش

 
یک کوره بلند در سستائو اسپانیا. کوره اصلی در زیر تیرآهنهای میانی قرار دارد.

کوره‌های بلند در چین از حدود سده پنجم پیش‌از میلاد وجود داشته‌اند. در سده‌های میانه در اروپا نیز این‌گونه کوره‌ها ساخته‌شد و در سده ۱۵ از استان نامور در بلژیک به مناطق دیگر گسترش یافت. سوخت به‌کاررفته در این کوره‌ها زغال سنگ بود.[۲] بزرگترین کوره بلند ایران به حجم ۲۰۰۰ متر مکعب و در ذوب آهن اصفهان احداث شده‌است. کوره‌های بلند در دو نوع زنگدار و بدون زنگ ساخته می‌شوند. فناوری ساخت کوره بلندهای ایران سابقاً توسط شوروی سابق و اخیراً توسط شرکت پوسکو کره جنوبی وارد ایران شده‌است. کوره‌های روسی اساساً زنگدار و کوره‌های کره‌ای با فناوری جدیدتر و بدون زنگ ساخته می‌شوند. در کوره‌های بدون زنگ شارژ مواد توسط تجهیزی دوار صورت گرفته و باعث می‌شود مواد با نظم زیادی در کوره انباشته شود، لذا جریان هوای دم کوره به صورت یکنواخت در بین مواد نفوذ کرده و نهایتاً مصرف کُک کمتری به همراه خواهد داشت.

اندازه کوره بلندویرایش

کوره‌های بلند با حجم از ۷۰ مترمکعب تا ۵۰۰۰ متر مکعب طراحی می‌شوند.

کوره‌های بلند مدرنویرایش

کوره بلند مدرن آهنویرایش

سیستم cowper stove برای پیش گرم کردن هوای ورودی در کورهٔ بلند بخش مهمی از روش مدرن تولید آهن است. کوره‌های مدرن بسیار کارآمد هستند که از جملهٔ دلایل آن استفاده از سیستم بازیابی برای استفاده از گرمای گازهای خارج شده از کورهٔ بلند، افزایش فشار هوا و اینجکت پودر کک می‌باشد. علت دیگر آن افزایش مقدار اکسیژن ورودی به کوره است. این عوامل باعث افزایش تولید آهن، مقدار گازهای گرمازا و حجم کک مورد استفاده در کوره شده‌است. بزرگترین سیستم کورهٔ بلند آهن در جهان در کرهٔ جنوبی قراردارد که ۶۰۰۰ متر مکعب حجم دارد. این کوره می‌تواند در حدود ۵۶۵۰۰۰۰ تن در سال آهن تولید کند.[۳]این یک جهش بزرگ در تولید آهن نسبت به کوره‌های بلند قدیمی در قرن ۱۸ که حدوداً ۳۶۰ تن در سال آهن تولید می‌کردند.

کورهٔ بلند مدرن سربویرایش

کوره‌های بلند در حال حاضر به ندرت در ذوب سرب استفاده می‌شوند. کوره‌های بلند سرب بسیار کوتاه‌تر از کورهٔ بلند آهن هستند و از نظر شکل هندسی مکعب مستطیلی هستند.[۴]ارتفاع کلی آن در حدود ۵ تا ۶ متر است.[۴]کوره‌های بلند مدرن سرب فاقد دیواره جانبی با پوشش نسوز هستند و پایهٔ کوره از مواد نسوز (آجر نسوز ریخته‌گری) ساخته شده‌است.[۴]

HOT BLAST[۵]ویرایش

Hot blast مهمترین پیشرفت در کارایی و بازده کورهٔ بلند و یکی از مهمترین فناوری‌های توسعه یافته در انقلاب صنعتی بوده‌است. این فناوری توسط جیمز باومومنت و ویلسون تاون در سال ۱۸۲۸ اختراع شد[۶] که با پیش گرم کردن گاز ورودی به وسیلهٔ سوزاندن گازهای نسوختهٔ خروجی مصرف کک را به شدت کاهش داد و هم چنین باعث افزایش ظرفیت کورهٔ بلند به علت کاهش حجم سوخت شد.[۷]

فرایند مدرن تولید آهن در کورهٔ بلند[۵]ویرایش

انتقال مواد اولیهویرایش

 
۱- سنگ آهن+پودر سنگ آهن۲-کک # تسمه نقاله # ورودی مواد اولیه # لایه کک # سینتر سنگ معدن و سنگ آهک # انفجار گرم # حذف سرباره # بهر برداری از pig iron # گلدان سرباره # انتقال به سمت torpedo cars # گرد و غبار سیلیکون # اجاق # دودکش # COWPER (پیش گرم کن) # پودر ذغال سنگ # اجاق کک # کک # کاهندهٔ گاز کورهٔ بلند

کوره‌های مدرن برای افزایش کارایی مانند مخزن‌های ذخیره‌سازی سنگ معدن مجهز به مجموعه ای از تجهیزات پشتیبانی هستند. مواد اولیه توسط اتومبیل‌های انتقال سنگ معدن به مجتمع انبار منقل می‌شود. مواد اولیه توسط یک ماشین container که از وینچ یا تسمه نقاله استفاده می‌کند به بالای کورهٔ بلند آورده می‌شود.[۸]

شارژ کورهویرایش

روش‌های مختلفی برای شارژ کورهٔ بلند وجود دارد. بعضی از کوره‌های بلند از سیستم زنگ دوتایی استفاده می‌کنند که در آن از دو زنگ برای کنترل ورود مواد اولیه به داخل کورهٔ بلند استفاده می‌شود. هدف از استفاده از این زنگ‌ها به حداقل رساندن اتلاف گازهای داغ از کوره و به تبع آن از دست رفتن انرژی است. کوره‌های بلند به صورت مداوم به وسیلهٔ لوله‌های آبگرد که در اطراف آن قرار دارد خنک کاری می‌شود. ابتدا مواد اولیه در زنگ بالا یا زنگ کوچک تخلیه می‌شوند سپس زنگ کوچک بسته می‌شود تا از خروج گازهای داغ جلوگیری شود. زنگ بزرگ باز می‌شود و با استفاده از مکانیزم خاصی که دارد مواد اولیه را به‌طور یکنواختی در کوره پخش می‌کند.[۹] سیستم دیگری که برای شارژ کورهٔ بلند وجود دارد استفاده از سیستم " bell less " است. این سیستم از چند دریچه برای فراهم کردن مواد اولیهٔ کوره استفاده می‌کند. این دریچه‌ها در کنترل میزان ورود مواد اولیه به کورهٔ بلند دارای دقت بیشتری نسبت به نسبت به سیستم زنگ دوتایی است که از این طریق باعث افزایش کارایی کورهٔ بلند می‌شود.[۱۰]

فرایند درون کورهویرایش

 
دمنده‌ها (TUYERES)

کورهٔ بلند آهن به شکل یک برج بلند (به ارتفاع ۳۰ تا ۸۰ متر[۱۱]) است که دیوارهٔ داخلی آن از آجر نسوز و دیوارهٔ خارجی آن از ورقه‌های فولادی ساخته می‌شود تا امکان اضافه کردن مواد اولیه به صورت پیوسته وجود داشته باشد. زیرا امکان خاموش کردن کوره برای برای کوتاه مدت وجود ندارد و اگر کوره ای روشن شود تا چند سال باید به‌طور مداوم کار کند. کوره‌های بلند به صورت مداوم به وسیلهٔ لوله‌های آبگرد که در اطراف آن قرار دارد خنک کاری می‌شوند. به این ترتیب سنگ آهن وسنگ آهک و کک با دستوری دقیق از بالای کوره وارد می‌شود. برای مدتی از ذغال سنگ استفاده شد که به علت وجود گوگرد که باعث شکننده شدن آهن می‌شد منسوخ شد. هوای گرم (با دمایی بین ۸۰۰ تا ۱۲۰۰ درجهٔ سانتی گراد) از پایین توسط شیپورک‌های دمنده (tuyeres) وارد و با کک یا همان کربن ترکیب می‌شود و باعث تولید منو کسید کربن می‌شوند و گرما ی زیادی تولید می‌کند. شیپورک‌های دمنده هوای گرم به داخل کوره در لایه خارجی دارای پوششی از سرامیک و در لایهٔ داخلی دارای پوششی از مس (به علت ضریب انتقال حرارت بسیار خوب) هستند که در معرض جریان آب به منظور خنک کاری قرار دارند.[۱۱]

== == واکنشهای شیمیایی مهمخطای یادکرد: خطای یادکرد: برچسب تمام کنندهٔ </ref> بدون برچسب <ref> ().

برخی از کوره‌های بلند ایران:

  • کوره‌های بلند ذوب اصفهان که سه عدد هستند هر کدام با ظرفیت تولید 800000 و 1400000 تن در سال[۱۲]
  • کورهٔ بلند شرکت فولاد میبد با ظرفیت تولید 1400000 تن در سال[۱۳]
  • کورهٔ بلند فولاد زرند کرمان

پیوند به صفحات دیگر برای اطلاعات تکمیلیویرایش

Encyclopædia Britannica

https://newsroom.posco.com/en/blast-furnace-anatomy-1/

https://oldschool.runescape.wiki/w/Blast_Furnace

جستارهای وابستهویرایش

منابعویرایش

  1. افضلی، محمدرضا، فرهنگ مهندسی مکانیک، تهران: فرهنگ معاصر، ۱۳۸۶، ص۹۷
  2. Ebrey, Walthall, Palais (2006). East Asia: A Cultural, Social, and Political History. Boston: Houghton-Mifflin Company. P. 30.
  3. «بزرگترین کورهٔ بلند جهان».
  4. ۴٫۰ ۴٫۱ ۴٫۲ R J Sinclair, The Extractive Metallurgy of Lead (The Australasian Institute of Mining and Metallurgy: Melbourne, 2009), 75.
  5. ۵٫۰ ۵٫۱ «ویکی‌پدیا انگلیسی».
  6. Landes, David. S. (1969). The Unbound Prometheus: Technological Change and Industrial Development in Western Europe from 1750 to the Present. Cambridge, New York: Press Syndicate of the University of Cambridge. p. 92. ISBN 0-521-09418-6.
  7. Ayres, Robert (1989). "Technological Transformations and Long Waves" (PDF): 21. Archived from the original (PDF) on 1 March 2012. Retrieved 17 October 2013<Fig. 7 shows C/Fe ratio time series>.
  8. «کوره بلند چگونه کار می‌کند».
  9. McNeil, Ian (1990), An encyclopaedia of the history of technology, Taylor & Francis, p. 163, ISBN 0-415-01306-2.
  10. Whitfield, Peter, Design and Operation of a Gimbal Top Charging System (PDF), archived from the original (PDF) on 5 March 2009, retrieved 22 June 2008.
  11. ۱۱٫۰ ۱۱٫۱ یادکرد خالی (کمک)
  12. «کورهٔ ذوب اصفهان».
  13. «نام پروژه:کوره بلند میبد | شرکت سرمایه‌گذاری پرشیا فلز اسپادانا». نام پروژه:کوره بلند میبد. دریافت‌شده در ۲۰۲۰-۰۴-۰۴.[پیوند مرده]