یکی از کوره های اصلی تولید آهن خام و فولاد، کوره بلند ذوب آهن است که به عنوان ماده اولیه در صنایع مختلف فولادی برای تولید انواع مقاطع، شمش‌ها و ورق‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. اگرچه تکنولوژی کوره بلند تولید فولاد در طول این سالها تغییر کرده، اما کاربرد آن بدون تغییر مانده است. این کوره از قرن 15 میلادی در کل جهان رایج شده و در ایران نیز در سال 1350 برای اولین بار در کارخانه ذوب آهن اصفهان مورد استفاده قرار گرفته است.

در این گزارش کوره بلند ذوب آهن، نحوه کار این کوره و کارخانه‌های استفاده کننده از محصولات آن را تشریح کرده شده است.

آنچه در این مقاله میخوانید

کوره بلند چیست؟

این کوره یکی از عظیم‌ترین کوره‌ها در زمینه ذوب آهن آلات است. این نوع از کوره‌ها را می‌توان در اندازه‌های مختلف و بر اساس نیاز هر کارخانه ساخت. ظرفیت کوره بلند می‌تواند بین 70 تا 6000 متر مربع باشد . کوره بلند تولید آهن آلات معمولا به دو دسته زنگ دار و بدون زنگ تقسیم می‌شود. کوره‌های زنگ دار که توسط روس‌ها اختراع شده، قدیمی‌تر از کوره‌های بدون زنگ است.

از سوی دیگر کوره‌های بدون زنگ توسط متخصصان کره جنوبی ساخته شده است و تکنولوژی بالاتری دارد؛ به همین دلیل در کوره‌های بدون زنگ به انرژی و زمان کمتری برای ذوب فولاد نیاز است.کوره‌های بلند را معمولا در ارتفاعی بین 30 تا 80 متر می‌سازند و قطر آن در بزرگترین قسمت بین 10 تا 14 متر است.

تاریخچه کوره بلند

اگرچه کوره بلند ذوب آهن به شکل امروزی نیز به خودی خود تکنولوژی جدیدی محسوب نمی‌شود، اما نخستین استفاده از آن مربوط به زمان‌های بسیار قدیمی‌تر است. بر اساس موارد باستانی کشف شده در نقاط مختلف جهان، در دوران باستان نیز از کوره‌هایی شبیه کوره بلند فولاد استفاده می‌شد.

این مقاله را حتما بخوانید:‌ با انواع کوره ذوب فولاد آشنا شوید

به عنوان مثال نمونه‌هایی در چین یافته شده که مربوط به 800 سال قبل از میلاد است.اما شاید بتوان استفاده دقیق‌تر از این نوع کوره‌ها را به اروپا و اوایل قرن 15 میلادی ارتباط داد. در این قرن کشورهایی مانند انگلیس و فرانسه به دلیل نیاز شدید به آهن، مجبور به استفاده از کوره بلند تولید فولاد شدند.با موفقیت این دو کشور، در پایان قرن 15 میلادی این نوع کوره‌ در بیشتر نقاط اروپا مورد استفاده قرار گرفت.

در ادامه و در قرن اخیر روس‌ها موفق به ساخت کوره‌های بلند با تکنولوژی مدرن‌تر شدند و کره‌ای‌ها نیز این تکنولوژی را بهبود بخشیدند. اولین کوره بلند نصب شده در ایران از نوع روسی بوده و این کار در سال 1350 در اصفهان انجام شده است.

نحوه کار کوره بلند

کوره بلند به شکل دو مخروط ناقص ساخته می‌شود که از طرف قاعده بزرگ روی هم قرار می‌گیرند. بخش خارجی این کوره از فولاد و قسمت داخلی آن معمولا از مواد نسوز ساخته میشود که این مواد به صورت لایه‌ای کامل بخش داخلی کوره بلند ذوب آهن را در بر می‌گیرند. خنک کردن این کوره‌ها نیز با عبور آب از بخشی که روی دیواره کوره قرار دارد، انجام می‌شود.

این کوره‌ دارای بوته‌ای است که دو خروجی دارد؛ خروجی اول مواد مذاب و خروجی دوم مواد سرباره را خارج می‌کند. همچنین در بالای بوته، شیپورک‌های بزرگی قرار دارد که وظیفه آن‌ها دمیدن هوای گرم است. این هوای گرم باعث احتراق کک در کوره و در نتیجه ذوب مواد اولیه میشود.

فرآیند تولید فولاد در کوره بلند

معمولا از سنگ آهن به عنوان ماده اولیه تولید آهن خالص یا فولاد در کوره بلند فولاد استفاده می‌شود. این مواد اولیه به همراه کک در داخل کوره ریخته شده و از پایین نیز هوای گرم با دمای 800 تا 1200 سانتی گراد به داخل کوره دمیده می‌شود. در این مرحله کک شروع به سوختن می‌کند و با دمای ایجاد ‌شده، سنگ آهن یا سایر مواد اولیه ذوب می‌شود.

کک فقط ماده افزاینده حرارت کوره نیست و علاوه بر آن به عنوان ماده احیا کننده آهن نیز استفاده می‌شود. همچنین کربن موجود در کک موجب احیای اکسید آهن می‌شود تا مواد اولیه را به فلز آهن تبدیل کند.

این مقاله را حتما بخوانید:‌ آیا فولاد همان آهن است؟

همچنین برای افزایش هر چه بیشتر دمای درون کوره بلند از گاز طبیعی و مازوت نیز استفاده می‌شود. این موارد نیز کاتالیزوری برای احیای آهن از سنگ آهن هستند. پس از احیا آهن مذاب شده از بخش پایینی کوره خارج شده و مواد اضافی و سرباره نیز از بخش دیگر به خارج منتقل می‌شوند.در بالای کوره بخشی برای خروج گازهای دی اکسید کربن و مونو اکسید کربن وجود دارد که این گازها حاصل سوختن کک هستند.

آهک در کوره بلند ذوب آهن

کربن و آهک دو ماده‌ای هستند که در کوره بلند ذوب آهن کاربرد زیادی دارند. از کربن معمولا برای جدا کردن اکسیژن از سنگ آهن استفاده میشود و با تشکیل دی اکسید کربن، این گاز به بیرون از کوره منتقل می‌شود. نقش آهک نیز تسریع خروج اکسیژن از مواد اولیه و تشکیل این گاز است.همچنین آهک یک ماده گداز آور است و دقیقا به همین دلیل از آن در داخل کوره استفاده می‌شود.

از این خاصیت آهک برای ذوب کردن ناخالصی‌های سنگ آهن و جدا کردن آنها از آهن خالص نیز استفاده می‌شود. این اقدام در چند مرحله و در حین ذوب صورت می‌گیرد.در برخی از فرآیندها ممکن است این ناخالصی‌ها حتی با آهن ترکیب شده و خلوص ماده ذوب شده را تحت تاثیر قرار دهند. آهک در جلوگیری از این مشکل نیز کارساز است و با این ناخالصی‌ها ترکیب می‌شود تا جلوی ترکیب آنها با آهن خالص را بگیرد. به این ترتیب ناخالصی‌ها از سرباره خارج می‌شوند.

تصفیه گاز در کوره بلند آهن

تصفیه گاز در کوره بلند ذوب آهن، یکی از بخش‌های اصلی عملکردی این کوره محسوب می‌شود. همانطور که اشاره شد، هوای ورودی پس از واکنش با کک شروع به ایجاد گازهای دی اکسید کربن، مونو اکسید کربن با ترکیبات مختلف می‌کند و این گازها باید از قسمت بالای کوره به بیرون هدایت شوند، اما این گازها دارای ترکیبات سمی هستند و باید ابتدا تصفیه و سپس وارد چرخه محیط زیست شوند.

برای این کار از راه حل‌های متفاوتی استفاده می‌شود، اما کامل‌ترین و جدیدترین آن، بهره‌گیری از فیلتر‌های تبدیل کننده است. این فیلترها گازهای سمی و خطرناک را به گازهای کم خطر و بی اثر تبدیل و از کوره خارج می‌کنند.برخی از کارخانه‌ها نیز از فضای سبز در اطراف محل کوره استفاده می‌کنند تا بخشی از گازهای خطرناک به صورت طبیعی توسط درختان تصفیه شود.

سرانه فضای سبز به ازای هر کوره از سوی سازمان حفاظت از محیط زیست تعیین شده است و کارخانه‌های دارای کوره بلند ذوب آهن مجبور به رعایت آن هستند.

مزایا و معایب این کوره

برای ذوب فلز آهن و تولید فولاد از کوره‌های مختلفی استفاده می‌شود. هر یک از این کوره‌ها دارای معایب و مزایایی هستند و کوره بلند آهن نیز از این قاعده مستثنی نیست.کوره‌های بلند تولید فولاد اگرچه تکنولوژی‌های متفاوتی دارند، اما در کل دارای مزایای زیادی نسبت به سایر کوره‌ها هستند.

از مهم‌ترین مزایای کوره بلند:

این کوره‌ها دارای بازدهی بالایی نسبت به سایر کوره‌ها هستند.
هزینه تولید در این کوره‌ها پایین و تولید فولاد در کوره بلند بهینه شده است.
محصول نهایی و شمش‌های فولادی تولید شده در این کوره جزو مواد اولیه باکیفیت برای تولید محصولات و مقاطع فولادی محسوب می‌شود.
حجم تولید در این کوره‌ها بالا است و این مزیت، کوره بلند فولاد را برای کارخانه‌های بزرگ ایده‌آل می‌کند.
مصرف انرژی در این کوره‌ها پایین است.

مهم‌ترین معایب کوره بلند:

فرآیند تولید فولاد در این کوره‌ها نسبت به برخی دیگر از کوره‌های دیگر طولانی‌تر است.
کوره بلند تولید فولاد دارای آسیب محیط زیستی بیشتری نسبت به سایر کوره‌ها است.
این روش به کک و آهک وابسته بوده که قیمت این محصولات نیز روز به روز در حال افزایش است و قیمت نهایی تولید محصول فولاد را بالاتر می‌برد.

کدام کارخانه‌ها در ایران از این کوره استفاده می‌کنند؟

کارخانه ذوب آهن اصفهان، اولین کارخانه‌ در ایران است که کوره بلند تولید آهن آلات را نصب و راه‌اندازی کرد. علاوه بر این کارخانه که هنوز هم از این نوع کوره در تولید محصولات خود استفاده می‌کند، کارخانه‌هایی همچون فولاد مبارکه اصفهان و فولاد خوزستان نیز از این نوع کوره برای تولید محصول با کیفیت شمش فولاد استفاده می‌کنند.

استعلام لحظه‌ای و خرید انواع مقاطع فولادی از «ایران فرمینگ»

مجموعه ایران فرمینگ از سال 1360 فعالیت خود را به عنوان تامین کننده محصولات مرغوب و با کیفیت فولادی آغاز کرده و هم اکنون نیز به عرضه آنلاین این نوع از محصولات می‌پردازد. این مجموعه یکی از عرضه کننده‌های مقاطع فولادی کشور است که امکان استعلام آنلاین قیمت تمام محصولات را به صورت لحظه‌ای فراهم کرده است.

علاقمندان برای خرید محصولات با کیفیت فولادی و دریافت مشاوره رایگان می‌توانند با شماره تلفن 09120414100 تماس بگیرند.