الفرن اللافح Blast furnace
- يسمى أيضاً الفرن العالي أو فرن الصهر
- هو فرن لاختزال أو استخلاص الفلزات من خاماتها.
- يستخدم بصفة أساسية لإنتاج الحديد والصلب كما يستخدم لغيرها من الفلزات.
- فرن يستخدم لصهر خامات الحديد مثل الهيماتيت Fe2O3 أو المجنيتايت Fe3O4 للحصول على الحديد الزهر .
- الفرن اللافح أسطوانة رأسية ضخمة مصنوعة من الفولاذ ومبطنة بالطوب الحراري.
- يبلغ ارتفاع بعض الأفران اللافحة حوالي 30م أو أكثر، ويكون قطرها في حدود تسعة أمتار عند القاعدة.
- ويوجد عند قمة الفرن معدات لشحن المواد الخام الأولية إلى الفرن و هي خام الحديد وفحم الكوك و جميعها تسمى الشحنة، ولاسترجاع عادم الغازات وتنظيفها.
كيف يعمل الفرن العالي؟
- يصنع الحديد في الفرن العالي عن طريق تفاعلات كيميائية بين خام الحديد، والكوك والحجر الجيري، وتيار هواء لافح ساخن.
- تحمل عربات خاصة الشحنة (مواد صلبة) أعلى معبر وتقذف بها إلى الفرن.
- يسخن الهواء في مواقد ضخمة ويدفع بعدئذ إلى الجزء السفلي من الفرن العالي.
- يستقر الحديد السائل أيضًا في قاع الفرن ويتم صبه في عربات الفلز الساخن.
- يتحد الحجر الجيري مع الشوائب مكونًا الخبث (النفايات)، وينساب إلى غرفة الخبث.
![](https://ask-chemistry.com/?qa=blob&qa_blobid=8468440275791362636)
طريقة اختزال خام الحديد باستخدام الفرن اللافح (الفرن العالي)
(1) الأساس العلمي : اختزال الهيماتيت Fe2O3 بغاز أول أكسيد الكربون CO الناتج من فحم الكوك (C)
(2) الشحنة : الهيماتيت Fe2O3 + فحم الكوك (C)
(3) غاز الأختزال : غاز أول أكسيد الكربون CO
(4) مصدر غاز الأختزال : فحم الكوك (C)
(5) كيفية تحضير غاز الاختزال:
يمرر تيار هواء ساخن على فحم الكوك فينتج غاز ثاني أكسيد الكربون الذ يتفاعل مع الجزء المتبقي من فحم الكوك منتجاً غاز الأختزال CO
![](https://ask-chemistry.com/?qa=blob&qa_blobid=11665805752165626060)
(6) تفاعل الاختزال الحادث
![](https://ask-chemistry.com/?qa=blob&qa_blobid=11154720026827436226)
يتم التفاعل السابق عند درجة حرارة أكبر من 700 سلزيوس
درجات الحرارة المستخدمة فى الفرن العالي
- تتراوح درجة حرارة تيار الهواء أثناء دفعه إلى الفرن بين 760°م و1150°م.
- يتم اختزال الحديد بواسطة غاز أول أكسيد الكربون عند درجة حرارة أعلى من 700°م
- تزيد درجة حرارة قاع الفرن على 1600°م، ويطلق على هذه المنطقة اسـم المجمـرة أو البـوتقـة.