تاریخچه ی:
کوره بلند آهن
تفاوت با نگارش: 2
- | ||آهن که مهترین فلز از نظر تجارتی است، بوسیله کاهش با کربن در کوره بلند صورت میگیرد. ارتفاع این کوره به حدود 30 متر و قطر آن به 7.5 متر میرسد و جدار داخلی آن بوسیله ((آجر نسوز|آجر مخصوصی)) که در برابر گرما مقاوم است، پوشیده شده است. این کوره چنان طراحی شده است که کار آن دائمی است. که عملکرد آن را مرور میکنیم.|| |
+ |
||((آهن)) که مهترین فلز از نظر تجارتی است، بوسیله کاهش با ((کربن)) در کوره بلند صورت میگیرد. ارتفاع این کوره به حدود 30 متر و قطر آن به 7.5 متر میرسد و جدار داخلی آن بوسیله ((آجر نسوز|آجر مخصوصی)) که در برابر گرما مقاوم است، پوشیده شده است. این کوره چنان طراحی شده است که کار آن دائمی است. که عملکرد آن را مرور میکنیم.||
|
| !مراحل تولید آهن در کوره | | !مراحل تولید آهن در کوره |
- | از بالای کوره بلند ، کانه یا کانی آهن ، ((کک)) و ((سنگ آهک)) را که "گداز آور" یا "بار کوره" نیز مینامند، وارد میکنند و از پایین کوره نیز جریان شدیدی از هوای گرم میدهند. این هوای گرم گاهی با اکسیژن تقویت میشود. هوای ورودی با کک یا همان کربن ، ترکیب شده ، به کربن منوکسید کاهیده میشود و مقدار قابل ملاحظهای گرما آزاد میکند. در این مرحله دمای کوره بالاترین مقدار یعنی حدود 1500ċ را دارد.
|
+ | از بالای کوره بلند ، کانه یا کانی آهن ، ((کک)) و ((سنگ آهک)) را که "گداز آور" یا "بار کوره" نیز مینامند، وارد میکنند و از پایین کوره نیز جریان شدیدی از هوای گرم میدهند. این هوای گرم گاهی با ((اکسیژن)) تقویت میشود. هوای ورودی با کک یا همان کربن ، ترکیب شده ، به کربن منوکسید کاهیده میشود و مقدار قابل ملاحظهای ((واکنش گرمازا|گرما)) آزاد میکند. در این مرحله دمای کوره بالاترین مقدار یعنی حدود 1500ċ را دارد.
|
| ::{TEX()} {2C + O_2 \rightarrow 2CO} {TEX}::
| | ::{TEX()} {2C + O_2 \rightarrow 2CO} {TEX}::
|
| بار کوره که در حال نزول است به تدریج گرم میشود. نخست رطوبت آن گرفته و سپس کانی آهن بطور جزئی توسط کربن منوکسید کاهیده میشود. در قسمت داغتر کوره ، کاهش کانی آهن به آهن فلزی ، تکمیل میشود و سنگ آهک نیز CO2 از دست میدهد و با ناخالصیهای موجود در کانی آهن (که بطور عمده سیلیسیم دیاکسید است) ترکیب شده ، سرباره مذاب تولید میشود. آهن مذاب و سرباره مذاب با یکدیگر مخلوط نمیشوند و در ته کوره دو لایه جداگانه تشکیل میشوند.
| | بار کوره که در حال نزول است به تدریج گرم میشود. نخست رطوبت آن گرفته و سپس کانی آهن بطور جزئی توسط کربن منوکسید کاهیده میشود. در قسمت داغتر کوره ، کاهش کانی آهن به آهن فلزی ، تکمیل میشود و سنگ آهک نیز CO2 از دست میدهد و با ناخالصیهای موجود در کانی آهن (که بطور عمده سیلیسیم دیاکسید است) ترکیب شده ، سرباره مذاب تولید میشود. آهن مذاب و سرباره مذاب با یکدیگر مخلوط نمیشوند و در ته کوره دو لایه جداگانه تشکیل میشوند.
|
| __واکنشهای این مراحل عبارتند از:__
| | __واکنشهای این مراحل عبارتند از:__
|
| ::{TEX()} {Fe_2O_3 + CO \rightarrow 2Fe_3O_4 + CO} {TEX}:: | | ::{TEX()} {Fe_2O_3 + CO \rightarrow 2Fe_3O_4 + CO} {TEX}:: |
| ::{TEX()} {CaCO_3 \rightarrow CaO + CO_2} {TEX}:: | | ::{TEX()} {CaCO_3 \rightarrow CaO + CO_2} {TEX}:: |
| {TEX()} {Fe_3O_4} {TEX} در ناحیه پایینتری از کوره که داغتر است به {TEX()} {FeO} {TEX} کاهیده می شود:
| | {TEX()} {Fe_3O_4} {TEX} در ناحیه پایینتری از کوره که داغتر است به {TEX()} {FeO} {TEX} کاهیده می شود:
|
| ::{TEX()} {Fe_3O_4 + CO \rightarrow 3FeO + CO_2} {TEX}:: | | ::{TEX()} {Fe_3O_4 + CO \rightarrow 3FeO + CO_2} {TEX}:: |
| در داغترین ناحیه کاهش به آهن فلزی صورت می گیرد:
| | در داغترین ناحیه کاهش به آهن فلزی صورت می گیرد:
|
| ::{TEX()} {FeO + CO \rightarrow Fe + O_2} {TEX}:: | | ::{TEX()} {FeO + CO \rightarrow Fe + O_2} {TEX}:: |
| !نقش سرباره | | !نقش سرباره |
| لازم به ذکر است که سرباره مذاب عمدتا ((کلسیم سیلیکات)) است و بوسیله اثر نمایی گدازآور بر روی هرزه سنگ تولید میشود. این سرباره بر روی آهن مذاب شناور است و به این ترتیب فلز را از اکسید شدن بوسیله هوای ورودی حفظ میکند. | | لازم به ذکر است که سرباره مذاب عمدتا ((کلسیم سیلیکات)) است و بوسیله اثر نمایی گدازآور بر روی هرزه سنگ تولید میشود. این سرباره بر روی آهن مذاب شناور است و به این ترتیب فلز را از اکسید شدن بوسیله هوای ورودی حفظ میکند. |
| !نقش مقدار زیاد کک در کوره | | !نقش مقدار زیاد کک در کوره |
| واکنشهای کاهش اکسیدهای آهن برگشت پذیرند و کاهش کامل فقط وقتی صورت میگیرد که دیاکسید کربن حاصل را از بین ببریم. این کار توسط کاهش آن با مقدار زیاد کک صورت میگیرد.
| | واکنشهای کاهش اکسیدهای آهن برگشت پذیرند و کاهش کامل فقط وقتی صورت میگیرد که دیاکسید کربن حاصل را از بین ببریم. این کار توسط کاهش آن با مقدار زیاد کک صورت میگیرد.
|
| ::{TEX()} {CO_2 + C \rightarrow 2CO_2} {TEX}:: | | ::{TEX()} {CO_2 + C \rightarrow 2CO_2} {TEX}:: |
| !گاز خروجی از بالای کوره | | !گاز خروجی از بالای کوره |
- | گازی که از بالای کوره خارج میشود، بطور عمده از منواکسید کربن و نیتروژن موجود در هوای دمیده شده ، تشکیل میشود. این مخلوط گازی داغ را با هوا ترکیب میکنند تا منواکسید کربن آن بسوزد و محصولات این احتراق را که گرمای بیشتری دارد از درون دستگاه تبادل گرما عبور میدهند و به کمک آن هوای ورودی را گرم میکنند. |
+ | گازی که از بالای کوره خارج میشود، بطور عمده از منواکسید کربن و ((نیتروژن)) موجود در هوای دمیده شده ، تشکیل میشود. این مخلوط گازی داغ را با هوا ترکیب میکنند تا منواکسید کربن آن بسوزد و محصولات این احتراق را که گرمای بیشتری دارد از درون دستگاه تبادل گرما عبور میدهند و به کمک آن هوای ورودی را گرم میکنند. |
| !جایگزین هوا در بعضی از کورهها | | !جایگزین هوا در بعضی از کورهها |
- | در بعضی کورهها به جای هوا از اکسیژن نسبتا خالص استفاده میکنند. در این مورد ، ابعاد کوره کوچکتر و دمای آن قدری زیادتر است و مونواکسید کربن حاصل نسبت به مخلوط نیتروژن و مونواکسید کربن ، سوخت بهتری است. |
+ | در بعضی کورهها به جای هوا از اکسیژن نسبتا خالص استفاده میکنند. در این مورد ، ابعاد کوره کوچکتر و دمای آن قدری زیادتر است و مونواکسید کربن حاصل نسبت به مخلوط نیتروژن و ((مونواکسید کربن)) ، ((واکنش سوختن|سوخت)) بهتری است. |
| !مباحث مرتبط با عنوان | | !مباحث مرتبط با عنوان |
| *((آهن)) | | *((آهن)) |
| *((استخراج آهن)) | | *((استخراج آهن)) |
| *((اصول کلی استخراج فلزات)) | | *((اصول کلی استخراج فلزات)) |
| *((تهیه فولاد)) | | *((تهیه فولاد)) |
| *((چدن)) | | *((چدن)) |
| *((خوردگی فلزات)) | | *((خوردگی فلزات)) |
| *((فولاد)) | | *((فولاد)) |
| *((متالوژی)) | | *((متالوژی)) |