ما هو تصوير فرن وتردد المعادن

A فرن الصهر iS A Furnace Metallurgical Furnace يستخدم لذات وإنتاج المعادن الصناعية ، وعادة ما يكون الحديد الخنزير ولكن أيضًا معادن أخرى مثل الرصاص أو النحاس. (فحم الكوك) ، يتم تزويد خام وتدفق (الحجر الجيري) بشكل مستمر من أعلى الفرن ، بينما يتم تمرير الهواء الساخن (أحيانًا مخصب الأكسجين) من خلال سلسلة من الأنابيب تسمى tuyeres ، بحيث تكون المادة تسقط إلى أسفل. في جميع أنحاء تفاعل الفرن. عادة ما تكون المنتجات النهائية من المعدن المنصهر والخبث من القاع ، وغازات النفايات (غازات المداخن) التي تخرج من أعلى الفرن. غازات الاحتراق الغنية هي عملية تبادل مضادة للتواصل والتفاعل الكيميائي. في النقيض من ذلك ، فإن أفران الهواء (مثل أفران الصدى) يتم استنشاقها بشكل طبيعي ، وعادة ما يكون عن طريق الحمل الغازات الساخنة في المداخن. سيتم تصنيف KS ، ونباتات تحويل القصدير ، ونباتات الصهر الرصاص كأفران الصهر. ومع ذلك ، يقتصر المصطلح عادةً على تلك المستخدمة في خام الحديد لإنتاج حديد الخنازير (مادة وسيطة تستخدم لإنتاج فولاذ سلعي) ، وأفران العمود المستخدمة مع نباتات التلبيس في صهر المعادن الأساسي. تقدر أفران الأضلاع بأنها مسؤولة لأكثر من 4 ٪ من انبعاثات غازات الدفيئة العالمية بين عامي 1900 و 2015 ، ولكن من الصعب إزالة الكربون.

هندسة العمليات والكيمياء

يعمل فرن الصهر على مبدأ التقليل الكيميائي ، حيث يحول أول أكسيد الكربون أكسيد الحديد إلى الحديد العنصري. تختلف أفران البضائع عن الأفران الخشنة والتردد في ذلك في أفران الصهر ، تتلامس غازات المداخ لنشرها في خام وتقليل أكسيد الحديد. تعمل أفران البضائع كعملية تبادل مضادة ، في حين أن الأفران المتداعية لا. يفضل أيضًا لأن أفران الصهر يصعب البدء والتوقف. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الكربون الموجود في الحديد الخنزير يجعل نقطة الانصهار أقل من الفولاذ أو الحديد النقي ؛ الحديد ، على العكس من ذلك ، لا يذوب في المصنع.يجب إزالة السيليكا من الحديد الخنزير.

يتفاعل مع أكسيد الكالسيوم (الحجر الجيري المحترق) ويشكل السيليكات ، التي تطفو على سطح مكواة الخنزير المنصهرة كـ "خبث ". تاريخياً ، تم إنتاج أفضل حديد جودة باستخدام الفحم لمنع تلوث الكبريت.يجب أن يكون للعمود المتحرك لأسفل من ORE أو Flux أو Coke أو الفحم وتفاعل منتجات التفاعل مسامية كافية لمرور غاز المداخ بما يكفي لا يمكن سحقها بوزن المادة فوقها. بالإضافة إلى القوة البدنية للجزيئات ، يجب أن يكون فحم الكوك أيضًا منخفضًا في الكبريت والفوسفور والرماد.

تصفح فرن المعادن

ينتج فرن الصهر ، فرن رمح رأسي ، معدن سائل من خلال رد فعل مجرى من الهواء تم إدخاله تحت الضغط في أسفل الفرن مع مزيج من خام المعادن ، فحم الكوك وتغذيه إلى أعلى. الأفران الخشبية تستخدم لإنتاج حديد الخنازير من خام الحديد ، الذي تتم معالجته بعد ذلك إلى فولاذ ، ويستخدم أيضًا لمعالجة الرصاص والنحاس والمعادن الأخرى. يتم الحفاظ على احتراق الرابية عن طريق تدفق الهواء تحت الضغط. المقدمة في شكل فحم الكوك) في درجات حرارة عالية في وجود تدفق مثل الحجر الجيري. يتكون فرن الصهر الحديد من عدة مناطق: موقد على شكل بوتقة في القاع ؛ منطقة وسيطة تسمى الموقد بين الموقد والمداخن ؛ رمح عمودي (مدخنة) يمتد من الموقد إلى أعلى الفرن ؛ والسقف ، الذي يحتوي على آلية شحن الفرن. تهمة أو شحنة من المواد الحديدية (مثل كريات خام الحديد والتلبيس) ، ينحدر فحم الكوك وتدفق (مثل الحجر الجيري) عبر العمود ، حيث يتم تسخينه ويتفاعل مع ارتفاع ارتفاع الغازات لإنتاج الحديد المنصهر ويتراكم في فرن الخبث. يتم تسخينها إلى 900 إلى 1250 درجة مئوية (1،650 و 2300 درجة فهرنهايت) والوقود المحقن (مثل الزيت أو الغاز الطبيعي) من الفرن عبر عدد من tuyeres (الفوهات) تقع حول محيط الفرن ؛ على الأفران الكبيرة ، قد يختلف عدد هذه الفوهات من 12 إلى 40. يتم تزويد الهواء المحرومين مرة أخرى من قناة قطر كبيرة تحيط بالفرن. يتفاعل الهواء المسخن مسبقًا بعنف مع فحم الكوك المسبق ، مما تسبب في انخفاض الغازات (أول أكسيد الكربون) الفرن ودرجات حرارة عالية جدًا حوالي 1650 درجة مئوية (3000 درجة فهرنهايت) لإنتاج الحديد المنصهر والخبث.

Bosh هو الجزء الأكثر سخونة من الفرن جزئيًا بسبب قربه من التفاعل بين الهواء وفحم الكوك. يجمع الحديد المنصهر في الموقد ، الذي يحتوي على تافول لتصريف الحديد المنصهر وثقب خبث في وضع أعلى ل إزالة مزيج من الشوائب والتدفق. الموقد والبوش سميكة الجدران ، تصطف على الطوب الحراري الكربوني ، وتصطف الموقد مع الطوب الطين عالي الجودة لحماية قذيفة الفرن. من أجل منع هذه الحراريات من الاحتراق ، يتم بناء اللوحات أو الجوانب أو الرشات لتداول مياه التبريد فيها. أثناء التشغيل المستمر ، تمتلئ المدخنة دائمًا بطبقات متناوبة من فحم الكوك ، وخام الحجر الجيري. يتم إشعال فحم الكوك في القاع ويحترق بسرعة عن طريق الهواء القسري من tuyeres. أول أكسيد الكربون والكربون في فحم الكوك.

يتكون الخبث المتكون من تدفق الحجر الجيري ، والرماد من فحم الكوك ، والشوائب في خام رد فعل مع التدفق ؛ إنه يطفو في الحديد المنصهر في حالة من المنصهر. ترتفع غازات المحفوظات من منطقة الاحتراق ، وتسخين المادة الطازجة في المدخنة ، وتخرج عبر قنوات بالقرب من السقف. قد يكون للفرن الصهر المرافق المساعدة التالية: مستودع لإعداد الشحن قبل رفع الصندوق إلى السطح بواسطة سيارة نقل حزام قادوس ؛ نظام شحن أعلى يتكون من مجموعة من الأجراس المزدوجة الرأسية (المخاريط) أو المزالق الدوارة ، لمنع إطلاق غاز الفرن أثناء الشحن ؛ الفرن الذي يستخدم غازات العادم للفرن لتسخين الهواء الذي يتم تسليمه إلى tuyeres ؛ ومسبك يتكون من أحواض توزع الحديد المنصهر والخبث على المحافلات المناسبة للنقل إلى فرن صناعة الصلب ومنطقة استرداد الخبث.

في أوروبا ، تطورت أفران الصهر تدريجياً على مدار قرون من مصاهر صغيرة تديرها الرومان ، حيث تم استخدام الفحم لتقليل خام الشذرات الحديد شبه الصلبة التي تحتوي على كميات صغيرة نسبيًا من الكربون والخبث. لإزالة الخبث ، مما أدى إلى الحديد المطاوع. زيادة ارتفاع الفرن ، جنبا إلى جنب مع الأجزاء الميكانيكية المستخدمة لإدخال المزيد من الهواء فيه ، يسمح بدرجات الحرارة الأعلى اللازمة لإنتاج الحديد الكربون العالي المعروف باسم المصبوب أو الحديد الخنزير. تم استخدام طريقة الإنتاج في وسط أوروبا في منتصف القرن الرابع عشر ووصلت إلى إنجلترا حوالي 1500 الفحم. في منتصف القرن الثامن عشر ، تم استخدام فحم الكوك على نطاق واسع في أفران الصهر ، وتم تقديم مبدأ تسخين الهواء قبل دخول فرن الصهر في أوائل القرن التاسع عشر. يتراوح حجم أفران الصهر الحديثة من 20 إلى 110 مترًا (70 إلى 360 قدمًا) ، مع أقطار الموقد من 6 إلى 15 مترًا (20 إلى 50 قدمًا) ، ويمكن أن تنتج من 1000 إلى 15000 طن من الحديد الخنازير يوميًا. لحوالي 8 ٪ من انبعاثات غازات الدفيئة العالمية - معظمها من أي صناعة - وتساهم هذه الانبعاثات في الاحتباس الحراري. تم تجهيز بعض أفران الصهر بتكنولوجيا التقاط الكربون لتقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون. ومع ذلك ، يخطط بعض صانعي الصلب لاستخدام عملية تعتمد على الهيدروجين لا تتطلب فرن الصهر ولا ينبعث سوى الماء كمنتج ثانوي.

صدى الفرن المعادن

فرن الصدى ، في إنتاج النحاس ، القصدير ، والنيكل ، وهو فرن يستخدم في الصهر أو التكرير الذي لا يكون الوقود على اتصال مباشر بالخام ولكن يتم تسخينه بواسطة لهب من خلال غرفة أخرى. في صناعة الصلب ، هذه العملية التي عفا عليها الزمن إلى حد كبير يُعرف باسم عملية السحب المفتوح. تمر الحرارة عبر الموقد الذي يتم فيه وضع الخام ، ثم يتردد في الخلف. السقف مقبب ، مع أعلى نقطة فوق صندوق النار. ينحدر إلى جسر المداخ النيران وتردد الصدى. الموقد كثيف وغير منفذ بحيث لا يمكن للمعادن غير اللامعة أو المنصهرة أن تخترق ويمر عبر الموقد ، والجدران مصنوعة من مادة تقاوم الهجوم الكيميائي بواسطة الخبث. العملية مستمرة في الصدى الفرن: يتم شحن التركيز من خلال الفتحة في الأعلى ؛ الخبث يرتفع إلى الأعلى يفيض باستمرار في نهاية واحدة ؛ يتم استخراج Matte على فترات من أعمق جزء من المسبح ونقلها إلى المحول لمزيد من التكرير.على الرغم من أن هيكلها الأساسي لا يزال كما هو ، فقد زادت العديد من الابتكارات التقنية من القدرة الإنتاجية للفرن. الانصهار المستمر واستخدام عمليات أحدث مثل أفران الكهرباء أو الفلاش.