نظرة علي الفرن العالي

صفحة 2 من اصل 2 الصفحة السابقة  1, 2

استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي اذهب الى الأسفل

23112010

مُساهمة 

. نظرة علي الفرن العالي




انتاج الحديد الزهر


انتاج الحديد الزهر باستخدام الفرن العالي

يحضر الزهر الخام باختزال أكاسيد الحديد و يتم هذا الاختزال في الفرن العالي.

و يستخدم الفرن العالي لانتاج نوعين من الزهر: حديد زهر السباكة الرمادي و حديد زهر تحويلي أبيض و ذلك عن طريق الاختزال المباشر أو غير المباشر.


المواد الحيدية هي اكثر المواد استخداما في الصناعات الهندسية كما أن عنصر الحديد هو اكثر العناصر شيوعا في الكرة الارضية حيث يحتل المرتبة الرابعة بعد الاكسجين و السيليكون و الالومنيوم و تحتوي القشرة الأرضية علي 4.2% بالوزن حديد.




انتاج الحديد الزهر:


يحضر الزهر الخام باختزال أكاسيد الحديد و يتم هذا الاختزال في الفرن العالي. و الفرن العالي بناء اسطواني يصل ارتفاعه الي حوالي 40 متر و له قطر يصل الي 9 أمتار و تصل سعته الي 1600 متر مكعب و ينتج في اليوم الواحد حوالي 1000 طن من الحديد الزهر. و قد يصل ارتفاع الفرن الي 90 متر باتساع يصل الي 15 متر و يصل انتاجه اليومي الي حوالي 12000 طن في اليوم.





صورة 1: الفرن العالي.

الفرن العالي



و الفرن العالي (أيضا يسمي بالفرن اللافح) مغلف من الخارج بألواح من الصلب و مبطن من الداخل بالطوب الحراري. و يتم تسخين الهواء للفرن عن طريق المبدلات الحرارية و عددها من 3 الي 5 و يصل ارتفاعها من 25 متر الي 40 متر و يتراوح قطرها من 6 الي 10 امتار و الوقود ا




لمستخدم في هذهالمبدلات الحرارية هو خليط من غاز الفرن العالي و الهواء و يتم تسخين الهواء اللازم للفرن العالي بامراره خلال مبدل ساخن و يتم تسخين المبدلين الاخرين بامرار غازات الاحتراق خلالهما.


مكونات الفرن العالي
و يتكون الفرن العالي من الأجزاء الرئيسية الاتية:1. القمة و أعلاها توجد فتحة خروج الغازات.2. القصبة.3. الأكتاف.4. البئر و به فتحة خروج الزهر المنصهر في أسفله و تعلوها فتحة خروج الخبث و كذلك فتحات دخول الهواء الساخن.


صورة 2 : المكونات الرئيسية للفرن العالي.

الشحنة.

و يشحن الفرن العالي شحنة تتكون من خام الحديد و فحم الكوك و مساعد الصهر. و يتنوع خام الحديد فنجد منه: ·خام الحديد المغناطيسي Fe3O4 و نسبة الحديد به 60 الي 70%. ·أكسيد الحديديك (الهيماتيت)Fe2O3 و نسبة الحديد به 30ا لي 50%. ·أكسيد الحديديك المائي (الهيماتيت البني أو الجوتايت) Fe2O3 – 3H2O و نسبة الحديد به من 35 الي 45%.·كربونات الحديد Fe2Co3 و نسبة الحديد به من 25 الي 40%. و يستخدم مساعد الصهر كي يتفاعل مع الشوائب و المواد الغير مرغوب فيها؛ و يطلق عليها المادة العاطلة، و ذلك لتكوين خبث يطفو فوق سطح المعدن و يسهل ازالته. و مساعد الصهر يمكن أن يكون:أ. حجر جيري اذا ما كانت المادة العاطلة حامضية(السيليكا و الألومينا).ب. كوارتز أو رمل اذا ما كانت المادة العاطلة قاعدية(جيرية).

عملية الختزال:

هي العملية الرئيسية في الفرن العالي و تتم تفاعلات الاختزال بطريقتين هما :

‌أ. مباشرة

يتم فيها اختزال اكاسيد الحديد المنصهرة وفقاً للتفاعل التالي .

FeOn+nC = Fe+nCO

‌ب. غير مباشرة

يتم فيها اختزال اكاسيد الحديد في حالتها الصلبة بواسطة غازي اول اكسيد الكربون والهيدروجين – الناتج من تفاعل الغاز الطبيعي مع غاز ثاني اكسيد الكربون – وفقاً للتفاعل التالي :

FeOn+n(CO,H2 )= Fe+n(CO2,H2O

وطبقاً للتفاعلات السابقة فانه يتم اختزال اكاسيد الحديد العليا- مثل الهيماتيت والماجنيتيت والووستيت- وكذلك (FeO) بواسطة غاز اول اكسيد الكربون على النحو التالي :

x3Fe2O3+CO---->x2Fe3O4+CO2

Fe3O4+CO---->3FeO+CO2

FeO+CO---->Fe+CO2

النواتج:

و يستخدم الفرن العالي لانتاج نوعين من الزهر:أ. حديد زهر السباكة الرمادي (زهر تماسيحPig Iron ) و تكون نسبة السيليكون به عالية و يستخدم في مسبوكات الورش.

ب. حديد زهر تحويلي أبيض(نسبة المنجنيز به عالية و كربيد الحديد به ذائب في الحديد) و يستخدم في عمليات انتاج الصلب.
طريقة عمل الفرن العالي
و ينتج مع الحديد الزهر خبث يستخدم في انتاج طوب الخبث و الحوائط و الاسمنت الخبثيو غاز يسمي غاز الفرن العالي و يستخم في تسخين المبدلات الحرارية.

مثال توضيحي:






و المثال التالي يبين مقدار الشحنة الداخلة للفرن العالي و نواتجها:







و يستخد مع هذه الشحنة 5 ملايين م3 من الهواء 25 ألف م3 من المياه للتبريد و الفرق بين الشحنة و النواتج يمثل غازات الفرن العالي.



المعلم القدوة


الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل

مُشاطرة هذه المقالة على: Excite BookmarksDiggRedditDel.icio.usGoogleLiveSlashdotNetscapeTechnoratiStumbleUponNewsvineFurlYahooSmarking

نظرة علي الفرن العالي :: تعاليق

مُساهمة في 05/06/12, 01:46 pm  فيسبوكى

الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل

مُساهمة في 24/06/15, 08:11 pm  عز الدين مرعي

بارك الله فيك

الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل

صفحة 2 من اصل 2 الصفحة السابقة  1, 2

استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي الرجوع الى أعلى الصفحة


 
صلاحيات هذا المنتدى:
لاتستطيع الرد على المواضيع في هذا المنتدى