ذوب آهن : بررسی نقش کوره بلند در تولید فولاد
امروز قصد داریم در این مقاله به بررسی کارکرد کوره بلند بپردازیم. تا انتهای مطلب همراه ما باشید. در ابتدای بحث جا دارد تا توضیحاتی را در خصوص شیوهی کار کوره های بلند بیان کنیم. کوره های بلند که جزء کوره های عمودی محسوب میشوند با هدف استخراج سنگ آهن و احیای آن در کارخانه های ذوب آهن مورد استفاده قرار میگیرند.
این روش از احیاء سنگ آهن سابقهای طولانی دارد و یکی از قدیمی ترین روشهایی است که در طول زمان بدین منظور به کار گرفته شده است.
شاید برایتان جالب باشد از اولین کشورهایی که با استفاده از کوره بلند به استخراج فلز پرداخت، کشور چین بود. این روزها هم از این ابزار در صنایع مرتبط با فولاد استفاده میشود. در واقع برای اینکه آهن خام استخراج شود دو روش وجود دارد: ۱- احیاء ۲- استفاده از کوره بلند
در حقیقت محصولی که کوره بلند نهایتا به ما میدهد همان آهن خام است. اینکه برای استخراج آهن خام از روش احیاء یا کوره بلند استفاده شود به فاکتورهای مختلفی بستگی دارد.
اما در هر حال مادهی مذابی از روش های مذکور به دست میآید و پس از فولادسازی عملیات ریخته گری روی آن انجام میشود.
در نهایت محصولی داریم که در صنعت میتواند مفید واقع شده و مورد استفاده قرار گیرد.
برای این که مواد در کوره های بلند ذوب شوند، حجم زیادی از آنها را وارد کوره می کنند.
برای اینکه کوره ها انرژی لازم برای عملکرد خاص خود را داشته باشند از مادهی خاصی استفاده میکنند که به آن کک میگویند. اینکه ساختار کوره بلند به چه صورتی باشد، انرژی آن چگونه تامین شود و.. واجد اهمیت زیادی است.
خروجی کوره های بلند
همان طور که پیش از این هم اشاره کردیم، محصولی که از کوره بلند به دست میآید همان آهن خام است. معمولا نقطهی ذوب آهن خام را ۱۳۰۰ درجه سانتیگراد در نظر میگیرند. همچنین این ماده در داخل خود حدود ۳ تا ۴ درصد کربن دارد. آهن خام را نمیتوان بدون هیچ گونه تغییری در صنعت مورد استفاده قرار داد.
زیرا ناخالصی های زیادی دارد و بسیار شکننده است. با استفاده از کوره های بلند میتوان به ۲ نوع آهن خام به نام های آهن خام سفید و آهن خام خاکستری دست پیدا کرد. از آهن خام سفید می توان چدن های مخصوص یا انواع فولادها را ساخت.
در واقع بعد از اینکه این ماده از کوره بلند بیرون آمد به داخل ظرف مخصوصی ریخته میشود.
این ظرف مخصوص وظیفه دارد که آهن خام را همگن کند.
سپس از آن چه حاصل شده به صورت مذاب یا سرد شده استفاده میکنند. آهن خام خاکستری در ریخته گری کاربرد بسیار زیادی دارد. زیرا برای ریخته گری گزینه ی مناسبی محسوب میشود.
آهن خام به شدت شکننده میباشد. در واقع محل شکستگی آهن خام این رنگ خاکستری را به وجود میآورد.
بعد از این که آهن خام خاکستری را از کوره خارج میکنند، آن را در داخل حوضچه های ماسه ای میریزند. این حوضچه ها معمولا در کف کارگاه ساخته میشوند.
نحوهی عملکرد کوره بلند
در کوره بلند شیوه ی کار به این شکل است که از قسمت بالای کوره مواد وارد می شوند. این مواد شامل سنگ آهک، زغال سنگ، سنگ آهن و… است. گرمای لازم نیز از قسمت کف دمیده میشود. معمولا حدود ۶ الی ۸ ساعت زمان لازم است تا این که مواد خام به قسمت کف کوره خود را برسانند.
چدنهای مذاب به همراه سرباره در این قسمت تشکیل میشوند. در فواصل زمانی مختلف چدن و سرباره را از کوره بیرون می کشند. گرمای هوای کف کوره چندین ثانیه پس از این که واکنش های شیمیایی لازم انجام شد، به قسمت بالای کوره میرود. طول عمری که برای این کوره ها در نظر میگیرند، چیزی حدود نهایتا ۱۰سال است.
البته در این بین ممکن است گاهی زمان اندکی نیز در عملکرد کوره وقفه ایجاد شود.
وجود کوره بلند لازم است زیرا یکی از اولین گام هایی است که در راستای تولید فولاد از اکسید آهن برداشته شده است.
سابقهی نخستین موارد از این کوره ها به قرن چهاردهم برمیگردد. در واقع کوره ها در آن زمان این توانایی را داشتند که چیزی در حدود یک تن فولاد به صورت روزانه تولید کنند. با گذشت زمان کوره ها هم مثل سایر تجهیزات همگام با علم پیشرفت کردند و توسعه یافتند.
امروزه کوره ها به شکل مدرن ساخته می شوند به همین جهت توانایی تولید فولاد آنها نیز افزایش یافته است.
اگر بخواهیم یک مقایسهی عددی داشته باشیم، کوره های مدرن امروزی روزانه حدود ۱۳۰۰۰ تن به صورت میانگین تولید فولاد انجام میدهند.
نحوهی ساخت کوره بلند در طول زمان
درست است که ساختار کوره ها همزمان با توسعهی علم، پیشرفت میکند. همین پیشرفت هم باعث می شود تا نرخ تولید به شدت در مقایسه با قدیم افزایش پیدا کند اما آن چه که درون کوره اتفاق میافتد تقریبا در همهی زمانها یکسان بوده است.
نیاز بشریت به این کوره ها تا زمان های طولانی باقی خواهد ماند. زیرا با افزایش ظرفیت تولید کوره ها حجم زیادی از چدن تولید می شود که مصارف مختلفی دارد. یک مزیت دیگر در خصوص کوره ها این است که هزینههای تولید را در مقایسه با روش های دیگر تا حد زیادی کاهش میدهند.
در ادامه می خواهیم کمی در خصوص ساختار کوره های بلند با همدیگر صحبت کنیم.
کوره های بلند از قسمت های مختلفی مثل ستون، فونداسیون، نگه دارنده ی کوره و دهانه، بوته و … تشکیل شده اند. زمانی که سازندگان می خواهند این کوره ها را طراحی کنند مواردی مثل ظرفیت کوره، فشار هوا و فشار بالایی کوره اهمیت زیادی پیدا میکنند. بعلاوه باید این نکته را در نظر گرفت که به ازای یک تن آهن خامی که تولید میشود، چه میزان کک لازم است.
از نظر کلیت و اصول ساخت، ساختار کوره ها با همدیگر خیلی فرقی ندارد. اما گاهی اوقات ممکن است سازندگان در حین ساخت ابعاد قسمت های مختلف کوره را به صورت مشابه با کوره های دیگر پیش بینی نکنند. البته این مسئله مشکلی در کارایی کوره به وجود نمیآورد.
زیرا در گذشته خیلی به محاسبات و اعداد و ارقام برای ساخت کوره توجه نمیکردند و با توجه به تجربیات شخصی اقدام به ساخت کوره میکردند.
کارخانه کوره بلند در ایران
یکی از کارخانه های که در فرآِیند تولید فولاد از کوره بلند استفاده میکند شرکت ذوب آهن اصفهان میباشد ، کارخانه ذوب آهن یکی از بزرگترین تولید کنندگان انواع شمش ، میلگرد ، تیرآهن ، نبشی ، ناودانی ، سپری ، ریل و … در ایران میباشد برای اطلاع از قیمت محصولات این شرکت با کارشناسان فروش شرکت پارتاک فولاد فرهنگ تماس حاصل فرمائید.