آلية عمل “الفرن اللافح”

2015 عصرا البخار والكهرباء

براون بير

KFAS

الفرن اللافح آلية عمل الفرن اللافح التكنولوجيا والعلوم التطبيقية

في الأفران اللافحة المستخدمة في العصور الوسطى كانت المنافيخ التي يديرها الماء تدفع الهواء عبر أنابيب إلى أسفل الفرن المعبأ بفحم والحديد الخام المشتعل.

وكان تفجر الهواء ينتج درجات حرارة أعلى من درجات الحرارة التي ينتجها الفرن ذو الموقد المفتوح التقليدي.

في حين يبقى الحديد الخام ملامساً الفحم لفترة زمنية أطول ، ولذلك فإن الحديد الخام يمتص كمية أكبر من الكربون بحيث تنخفض نقطة الانصهار بدرجة تمكن معها من إنتاج الحديد المنصهر .

أما اليوم فإن الأفران اللافحة عبارة عن اسطوانات ضخمة مصنوعة من الفولاذ  ومبطنة بطوب مقاوم للحرارة ، وتعمل مواقد ضخمة على تحسين الهواء (إلى درجة حرارة تصل إلى 2100 فهرنهايت ، أو 150 مئوية) بحيث ينفجر في أسفل الفرن ويمر عبر أنابيب تسمى القصبات أو أنابيب النفخ . 

ثم تنقل عربات الحديد الخام وفحم الكوك وحجر الجير عن طريق سلم صعود إلى أعلى الفرن . 

في هذا النوع من الأفران هناك "فتحة " صغيرة تنخفض لتسمح للمواد بالدخول إلى الحجرة الأولى ، ومن ثم تغلق الفتحة الصغرى قبل أن تفتح "فتحة" كبرى بحيث تسمح للمواد بالسقوط في الفرن .

يحترق فحم الكوك أولاً بحيث يتفاعل مع الأكسجين الموجود في الهواء وينتج غاز أول أكسيد الكربون.

ويعمل الغاز كعامل تخفي بحيث يزيل الأكسجين من خام الحديد ويحوله إلى حديد معدني الذي بدوره يتحول إلى حديد منصهر في الحرارة الشديدة . ويتم إزالة الحديد المنصهر بانتظام عبر فتحة في أسفل الفرن .