کاربرد کوره بلند در صنعت چیست؟
کوره بلند تولید فولاد یکی از قدیمی‌ترین و پرکاربردترین انواع کوره‌های صنعتی است که در صنایع فولادسازی استفاده میشود. این کوره‌ها از بدنه بلند و استوانه‌ای تشکیل شده‌اند.کوره بلند تولید فولاد، با اعمال حرارت بالا بر روی مواد اولیه شامل سنگ آهن و کک، آنها را به مرحله ذوب می‌رساند و باعث تولید پیوسته و مداوم فولاد میشود.
کوره بلند چیست؟
کوره بلند یک نوع کوره صنعتی است که در کارخانه‌های ذوب آهن برای احیاء سنگ آهن و تولید فولاد استفاده میشود.این کوره اصیل‌ترین و قدیمی‌ترین روش احیاء آهن از سنگ معدن محسوب میشود.تاریخچه کوره‌های بلند به دوره‌های قدیمی تر برمی‌گردد و از آن زمان تا به امروز تکنولوژی‌های مختلف برای بهبود عملکرد این کوره‌ها به کار گرفته شده است.
تاریخچه تولید فولاد با کوره های بلند
تاریخچه تولید فولاد با استفاده از کوره‌های بلند به تاریخ‌های بسیار دیرین برمی‌گردد. چین از قرن پنجم میلادی یکی از اولین کشورهایی بود که از این تکنولوژی برای تولید فلزات استفاده کرد. قرن‌ها بعد، این تکنولوژی به اروپا نیز راه یافت و در قرون وسطی به صورت گسترده‌تری مورد استفاده قرار گرفت.
در ایران، کوره بلند ذوب آهن اصفهان اولین و بزرگترین نمونه این نوع کوره‌ها است. این کوره توسط شوروی طراحی و ساخته شد و به عنوان یکی از پرکاربردترین و پیشرفته‌ترین مدل‌های کوره‌های بلند در ایران شناخته میشود. این نمونه نشان از تاریخچه برجسته و اهمیت این تکنولوژی در تولید فولاد و فلزات دارد.
انواع دیگر این کوره‌ها، با استفاده از فناوری جدیدتر و ظرفیت‌های کمتر توسط شرکت پوسکو کره جنوبی در ایران ساخته شده‌اند.این کوره‌ها به دو دسته کوره‌های زنگ‌دار (مدل روسی) و کوره‌های بدون زنگ (مدل کره‌ای) تقسیم میشوند، که با تکنولوژی به‌روزتر و نوآوری‌های پیشرفته ساخته شده‌اند. این توسعه‌ها به عملکرد، کارایی و کاهش هزینه‌های تولید فولاد کمک کرده و بهبودهای چشمگیری در صنعت فولادسازی ایجاد کرده‌اند.
طرز کار کوره بلند
در کوره بلند، سنگ آهن به همراه کک حاصل از زغال سنگ و آهک از بالا وارد کوره شده و از پایین هوای داغ با دمای بالا(۸۰۰ تا ۱۲۰۰ درجه)به درون کوره وارد میشود. حرارت حاصل از سوختن کک باعث ذوب شدن سنگ آهن میشود. کک به عنوان منبع تامین حرارت و ماده احیا کننده آهن وارد کوره میشود. کربن موجود در کک اکسید آهن را به آهن فلزی تبدیل می‌کند. علاوه بر این، مازوت و گاز طبیعی نیز به عنوان عوامل تسهیل کننده برای احیای آهن وارد کوره شده و در فرایند ذوب کمک می‌کنند. این فرآیند باعث تولید فولاد و سایر محصولات فلزی مورد نیاز صنایع مختلف میشود.
سرباره کوره بلند
در فرایند کوره بلند، آهن احیا شده به صورت چدن خام از بخش پایینی کوره که بوته نام دارد، جدا میشود. در این مرحله، گازهای مونو اکسید کربن و دی اکسید کربن حاصل از سوختن کک نیز از بالای کوره خارج میشوند.در فرایند کوره بلند، آهن احیا شده به صورت چدن خام از بخش پایینی کوره که بوته نام دارد، جدا میشود. در این مرحله، گازهای مونو اکسید کربن و دی اکسید کربن حاصل از سوختن کک نیز از بالای کوره خارج میشوند. همچنین، آهک که به کوره اضافه شده و ناخالصی‌های موجود در سنگ آهن مانند انواع کلسیت‌ها، سیلیکات‌ها، اکسیدها و سولفورها با هم ترکیب میشوند و سرباره کوره بلند تولید میشود. سرباره دارای چگالی کمتر از آهن مذاب است و به عنوان محصول جداگانه از آهن خام تولید میشود.
در مرحله تولید سرباره، چگالی آن نسبت به آهن کمتر است که باعث میشود سرباره بالاتر از آهن مذاب قرار بگیرد و هر کدام به وسیله دریچه‌های خود تخلیه میشوند.چدن خام حاصل از این مرحله دارای غلظت بالای کربن و خلوص آهن حدود ۹۵ درصد است. این چدن خام سپس برای استفاده در واحدهای فولادسازی و کارگاه‌های ریخته‌گری چدن استفاده میشود. اما برای تبدیل این چدن خام به محصولات نهایی، نیاز به مراحل دیگری از فولادسازی داریم.
چدن خام پس از تولید، به عنوان خوراک اصلی در واحدهای فولادسازی و کارگاه‌های ریخته‌گری چدن مورد استفاده قرار می‌گیرد. اما برای تبدیل این چدن خام به محصولات نهایی، نیاز به مراحل فولادسازی داریم. در این مراحل، ناخالصی‌هایی مانند کربن اضافی، گوگرد و فسفر که کیفیت فولاد را تحت تاثیر قرار می‌دهند، حذف میشوند.این فرآیند باعث تولید فولاد با خلوص حدود ۹۹ درصد آهن و کیفیت بالا میشود. این فولادها به عنوان محصولات نهایی در صنایع مختلف از جمله خودروسازی و ساختمان‌سازی استفاده میشوند.
اجزا و ساختار کوره بلند
کوره بلند از دو مخروط ناقص تشکیل شده است که از قاعده بزرگ روی هم قرار گرفته‌اند.دیوار خارجی این کوره از صفحات فولادی ساخته شده و داخل آن با یک لایه از مواد نسوز پوشیده شده است. برای خنک کردن کوره، عموما از جریان آبی که بین دیواره‌های کوره وجود دارد، استفاده میشود.کوره‌های بلند با ارتفاع بین ۳۰ تا ۸۰ متر و قطر بزرگترین قسمت آنها بین ۱۰ تا ۱۴ متر، دارای بوته‌ای استوانه‌ای شکل در قسمت تحتانی خود می باشد. این بوته به عنوان قسمتی از کوره شناخته میشود که مواد مذاب و سرباره در آن جمع‌آوری میشوند. علاوه بر این، بوته اغلب دارای دو درب خروجی است؛ که یکی در بالا، برای خروج سرباره و دیگری در پایین، برای خروج آهن خام مذاب طراحی شده است.
در طراحی کوره‌های جدید، شیب تنوره کاهش یافته است و ابعاد بوته تغییر نکرده است. این تغییرات به دلیل استفاده از سنگ‌آهن مرغوب و تغلیظ شده در فرایند تولید فلزات است. همچنین، در اطراف قسمت بالایی بوته، شیپورک‌هایی وجود دارد که هوای گرم برای احتراق کک را به داخل کوره دمش می‌دهند. این هوا دمایی حدود ۸۰۰ تا ۱۲۰۰ درجه سانتیگراد دارد، که برای فرایند احتراق بهینه در کوره ها فراهم می کند.
در کوره بلند چه چیزی تولید می شود؟
محصولی که در نتیجه عملکرد کوره بلند به دست می‌آید، به عنوان آهن خام شناخته میشود. این نوع آهن دارای مقدار کربن بین ۳ تا ۴ درصد و دمای ذوب حدود ۱۳۰۰ درجه سانتیگراد می باشد. اما به دلیل شکنندگی بسیار زیاد و حضور ناخالصی‌های فراوان، این محصول قادر به استفاده در صنایع نمی‌باشد.با دقت در تنظیم درجه حرارت کوره بلند و کنترل دقیق مقدار سیلسیم و منگنز در آن، می‌توان دو نوع آهن خام با ویژگی‌های مختلف، یعنی آهن خام سفید و آهن خام خاکستری، تولید کرد.این دو نوع آهن خام با کیفیت بالا و ویژگی‌های منحصر به فرد،گزینه ای ایده آل برای استفاده در صنایع فولادسازی و دیگر صنایع مرتبط تلقی میشوند.
