کوره بلند یکی از دو روش اساسی برای تولید آهن خام در دنیا است. این کوره طی سالیان متمادی در طراحی خود تغییراتی ایجاد کرده است تا به حالت ایده‌آل خود نزدیک شود. در ایران نیز تولید آهن اسفنجی به وسیله کوره بلند بسیار مرسوم است. در این مقاله به نحوه کارکرد این کوره و تاریخچه آن پرداخته می‌شود و مطالبی هم در خصوص کوره بلند ذوب آهن به عنوان مهم‌ترین تولید کننده آهن خام در کشور ذکر می‌شود.
فهرست این مطلب
تاریخچه استفاده از کوره بلند
جالب است بدانید تاریخچه استفاده از کوره بلند به سالیان بسیار قدیم برمی‌گردد. مطالعات باستان شناسان نشان می‌دهد که کوره‌هایی با کاربری مشابه در حدود ۸۰۰ سال پیش از میلاد مسیح در چین وجود داشته است. در اروپا اما روند به صورت دیگری بود. در اوایل قرن ۱۵ام نیاز به آهن کارشده شدیدا حس می‌شد. در همین سال‌ها بود که بریتانیا و فرانسه موفق به ساخت کوره‌هایی برای تولید آهن خام شدند. تا چند دهه پس از آن، تعداد کوره بلندهای موجود در اروپا بسیار محدود بود اما سرانجام در سال ۱۵۹۰ میلادی تعداد این کوره در کل اروپا به شدت گسترش یافت. در ایران اما بهره‌منده از کوره بلند به صورت پیشرفته و امروزی از حدود ۵۰ سال پیش آغاز شد. جایی که کارخانه ذوب آهن اصفهان در سال ۱۳۵۰ موفق به راه اندازی نخستین کوره بلند خود شد.
نحوه تولید فولاد به روش کوره بلند
کوره بلند به کوره‌های عمودی‌ای اتلاق می‌شود که از آن‌ها برای تولید برخی فلزات به صورت مایع استفاده می‌شود. بله علاوه بر فولاد ، برای تولید فلزات دیگری نیز از کوره بلند استفاده می‌شود. از جمله این فلزات می توان به سرب و مس اشاره کرد.
اساس کار این کوره به لحاظ تئوری ساده است. در کوره بلند فشار هوا با فشار بالا وارد محفظه می‌شود و در کف کوره با مخلوطی شامل سنگ معدنی فلز مورد نظر، کک و فلاکس واکنش می‌دهد. حاصل این واکنش مذاب فلز، سرباره و مقادیری از گازها پس از واکنش است. گازها از بالای کوره خارج شده و مذاب از کف کوره به پاتیل‌های کوچک‌تر منتقل شده و برای ریخته‌گری یا شمش ریزی به مکان‌های مورد نیاز انتقال داده می‌شود.
منبع
نقش آهک (کک) در کوره بلند چیست؟
در این کوره، سنگ آهک و یا در حالت خالص کک، نقشی کلیدی دارد. کک با هوای ورودی واکنش می‌دهد و از این طریق دو فعالیت اصلی انجام می‌دهد. اقدام اول آن به وجود آوردن گرمای مورد نیاز برای ذوب فلزات است. واکنش آهک و هوای ورودی به شدت گرمازا است. از این رو به کک، گداز آور نیز گفته می‌شود. اقدام دوم سنگ آهک این است که محصول واکنش آن با هوا در واقع پیش ماده‌ای است که با سنگ آهن واکنش می‌دهد و ناخالصی‌های موجود در سنگ آهن را از آن جدا می‌کند و خالص سازی آهن خام را افزایش می‌دهد.
نحوه تصفیه گاز در کوره بلند
همانطور که گفته شد، هوای وردی پس از واکنش با کک باید از محفظه کوره خارج شود. گازهای خروجی دارای ترکیبات سمی و خطرناکی هستند که باید پیش از ورود به محیط، جلوی آن را گرفت. تا کنون راهکارهای گوناگونی ارائه شده است. کارآمد ترین روش برای جلوگیری از ورود این گازهای خطرناک به محیط، استفاده از فیلترهای تبدیل کننده است. این فیلترها گازهای خروجی را به گازهای کم خطر و یا بی اثر تبدیل می‌کنند و پس از آن وارد محیط می‌کنند. راه حل کلیدی دیگر که تبدیل به یکی از اصول اساسی در راه اندازی کارخانه‌ها شده است، تولید فضای سبز در اطراف کارخانه است. این فضای سبز متناسب با مساحت کارخانه و میزان تولید سالانه توسط مراکز معتبر تعیین می‌شود و کارخانه‌ها موظف به رعایت آن هستند.
مزایا و معایب استفاده از کوره بلند
کوره بلند در مقایسه با سایر روش‌های تولید آهن خام مانند احیای مستقیم دارای مزایا و معایبی هستند.
مزایا
- حجم تولید بالا به دلیل شارژ پیوسته
- مصرف انرژی نسبتا پایین
- کیفیت بالای محصول ساخته شده از شمش این کوره
- فرایند بهینه شده و هزینه تولید پایین
- بازدهی بالا
معایب
- وابستگی فرایند به کک و کاهش معادن سنگ آهک و افزایش قیمت آن
- آسیب محیط زیستی بالا نسبت به روش‌های دیگر تولید آهن خام
- طولانی بودن فرایند
- بالا بودن میزان سوخت مصرفی
کوره بلند ذوب آهن اصفهان
کارخانه ذوب آهن اصفهان در ابتدا کار خود را با یک کوره بلند آغاز کرد که از آن برای تولید چدن بهره می‌برد. در سال‌های بعد ابتدا کوره شماره دو و پس از آن شماره سه راه اندازی شد. خط شماره یک که در سال حدود ۸۰۰هزار تن فولاد را داشت مدتی بلا استفاده قرار گرفت اما از سال ۱۳۹۱ مجددا در خط تولید قرار گرفته است و هم اکنون در مراحل پایانی آماده سازی و احداث مجدد است.
کوره شماره دو دارای ظرفیت تولید ۱/۴۰۰/۰۰۰ تن تولید سالانه است و خط شماره سه نیز که از سال ۱۳۸۸ مورد بهره برداری قرار گرفت، دارای ظرفیت تولیدی مشابه با خط دو است.
جمع‌بندی
در این مقاله در خصوص روش تولید آهن خام به وسیله کوره بلند مطالبی آورده شد. نحوه تولید آهن خام در این روش ذکر شد و مزایا و معایب این روش با روش دیگر نظیر احیای مستقیم مورد بررسی قرار گرفت. علاوه بر آن مطالبی هم در خصوص کوره بلند ذوب آهن اصفهان که مهم‌ترین مجموعه تولید کنند شمش فولادی به این روش است، آورده شد. برای مطالعه سایر مقالات مرتبط می‌توانید اینجا کلیک کنید.