کوره بلند ، قدیمی ترین روش جهت استخراج آهن

کوره بلند یکی از مهم ترین کوره های مورد استفاده در صنایع متالورژی و فولاد سازی است. ذوب مواد در این کوره در حجم بسیار بالا و به صورت پیوسته صورت می گیرد. (با کلیک روی لینک در مورد ریخته گری پیوسته بیشتر بخوانید.) ماده مورد استفاده برای تامین انرژی در این کوره ها کک است. ساختار کوره، ماده تامین کننده انرژی و فرایندهایی که در این کوره انجام می شود از اهمیت بالایی برخوردار است. . در این مقاله به بررسی کوره بلند و فرایندهای صورت گرفته در این کوره می پردازیم.
از زمان‌های دور همواره کربن جامد عامل احیای آهن و تبدیل اکسید آهن به آهن فلزی بوده است. در گذشته کربن به صورت ذغال چوب مورد استفاده قرار می گرفت و با پیشرفت علم کک جایگزین آن شد. کک ماده ای است که از تقطیر بدون هوا و بسیار آهسته ذغال‌ سنگ تشکیل شده و در کوره بلند تولید آهن مورد استفاده قرار می‌گیرد. پیشرفته‌ترین روش تولید آهن مبتنی بر کربن جامد در کوره های موسوم به کوره بلند رخ می‌دهد. در کوره بلند سنگ معدن آهن کلوخه شده و به همراه آهک (در نقش فلاکس) و کک (به عنوان عامل احیا) از بالای کوره وارد شده و کک با دمش هوا و اکسیژن سوخته و گرمای لازم جهت ذوب کردن آهن و احیای آن تامین می‌شود. پس از آن آهن احیا شده که اصطلاحا چدن خام (Pig Iron) با کربن بسیار بالا و خلوص آهن حدود ۹۵% به صورت مذاب از پایین و گاز CO و CO2 از بالای کوره خارج می‌شود. طبیعتا چدن خام قابلیت استفاده و تبدیل به محصول را نداشته و می بایست مراحل فولادسازی بر روی آن صورت بگیرد. در کانورتورهای فولاد سازی ناخالصی‌های مضر (مانند گوگرد، فسفر و …) و کربن آن با دمش اکسیژن به مذاب کاهش یافته و عیار آهن تا ۹۹ درصد بالا می‌رود. مذاب فولاد خام (Crude Steel) به صورت شمش ، بیلت یا بلوم ریخته می‌شود. (با کلیک روی لینک در مورد آهن اسفنجی بیشتر بخوانید.)
ساختار کوره بلند
کوره بلند از دو مخلوط ناقص تشکیل شده است که در قاعده بزرگ با هم مشترکند . جدار خارجی کوره را از صفحات فولادی درست می کنند و قسمت داخلی آن را با لایه ای از مواد نسوز می پوشانند . برای خنک کردن کوره، معمولا از جریان آبی که در بین دیواره کوره وجود دارد استفاده می شود. کوره های بلند را به ارتفاع ۳۰ تا ۸۰ متر می سازند و در بزرگترین قسمت، قطری از ۱۰ تا ۱۴ متر دارند. قسمت تحتانی کوره ، استوانه ای شکل و به بوته معروف است ؛ در این محل مواد مذاب و سرباره جمع می شود . بوته معمولا دارای دو محل خروجی است که یکی در بالا ، برای خروج سرباره و دیگری در قسمت پایین ، برای خروج آهن خام مذاب در نظر گرفته شده است.