المبادئ الكيميائية لصناعة الحديد

يتم إنتاج فرن الصهر بشكل مستمر. يمكن لفرن الصهر من الجيل الأول (من بدء التشغيل إلى الإغلاق الرئيسي) الإنتاج بشكل مستمر لعدة سنوات إلى أكثر من عشر سنوات. أثناء الإنتاج، يتم تحميل خام الحديد والفحم والصهر بشكل مستمر من أعلى الفرن (يتكون عادةً من جرس وقادوس، في حين أن أفران الصهر الحديثة لها صمام جرس وقمم خالية من الجرس). يتم نفخ الهواء الساخن (1000-1300 درجة مئوية) في الجزء السفلي من فرن الصهر من خلال فوهة، ويتم حقن الوقود مثل النفط أو الفحم أو الغاز الطبيعي. يتكون خام الحديد المحمل في فرن الصهر بشكل أساسي من مركب من الحديد والأكسجين. عند درجات الحرارة العالية، يأخذ الكربون الموجود في فحم الكوك ومواد الحقن، بالإضافة إلى أول أكسيد الكربون الناتج عن احتراق الكربون، الأكسجين من خام الحديد للحصول على الحديد. تسمى هذه العملية الاختزال. يتم تنقية خام الحديد إلى حديد خام من خلال تفاعلات الاختزال، ويتم إطلاق الحديد المنصهر من مخرج الحديد. تتحد الشوائب والفحم والرماد في مادة حقن خام الحديد مع المواد المضافة مثل الحجر الجيري إلى الفرن لتكوين الخبث، والذي يتم تفريغه من مخرج الحديد ومخرج الخبث على التوالي. يتم تصدير الغاز من أعلى الفرن، وبعد إزالة الغبار، يتم استخدامه كغاز صناعي. يمكن لأفران الصهر الحديثة أيضًا الاستفادة من الضغط العالي في أعلى الفرن لتوليد الكهرباء باستخدام جزء من الغاز المصدر.