فرن لافح

فرن لافح في سستاو, اسبانيا. الفرن الفعلي هو داخل المنشأ المعدني الأوسط.

الفرن اللافح (Blast Furnace) هو فرن لاختزال أو استخلاص الفلزات من خاماتها.

الفرن اللافح يسمى أيضا في مصر بالفرن العالى لأنه يتميز بهيكل ضخم عال بخلاف الأفران الصناعية و الميتالورجية الأخرى وهى تسمية شكلية. ولكن التسمية الأولى الموافق عليها أيضا من مجمع اللغة العربية بالقاهرة أدق و أفضل لأنها تسمية وظيفية حيث تختزل الخامات باستخدام تيار من غازات مختزلة (بكسر الزين) تلفح كتل الخام داخل الفرن.

الفرن اللافح هو نوع من الأفران الميتالورجية تستعمل للصهر لانتاج الفلزات, وعموماً الحديد.

في الفرن اللافح, يتم امداد الوقود والخام بصفة مستمرة من أعلى الفرن, بينما يـُنفخ الهواء (أحياناً مدعوم بأكسجين اضافي) في قاع الفرن, لكي تحدث التفاعلات الكيميائية في جميع أنحاء الفرن بينما المواد تتحرك للأسفل. المنتجات النهائية هي عادة معدن مصهور وخبث تسحب من أسفل الفرن, وغازات العادم تخرج من أعلى الفرن.

الأفران اللافحة تتناقض في اسلوب التسخين مع الأفران الهوائية (مثل الأفران العاكسة) , التي احتذت الطبيعة مثالاً, عادة بنقل الغازات الساخنة في أنبوب المدخنة. وحسب هذا التعريف العريض, bloomeries للحديد, blowing houses للقصدير و smelt mills للرصاص يـُصنـَفوا على أنهم أفران لافحة. إلا أن, التعبير قد اقتصر مؤخراً على الأفران المستخدمة لصهر خام الحديد لانتاج حديد غفل, وهي مادة وسيطة تستخدم في انتاج الحديد و الصلب التجاريين.

بعض الأفران المعاصرة المستخدمة لعمليات صهر الفلزات غير الحديدية تـُعرف كذلك بالأفران اللافحة, ويحدث ذلك بالتحديد في انتاج الرصاص والنحاس. إلا أن هذه المقالة (فيما عدا آخر جزء) ستركز على الأفران المستخدمة في انتاج الحديد الغفل.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 التسمية

التعريفات حسب مجمع اللغة العربية بالقاهرة (تم البحث من خلال محرك البحث في صفحة المجمع ):

(1)الفرن اللافح: فرن يستخدم لاستخراج الحديد من خاماته يتم فيه صهر الخامات بإمرار تيار من الهواء الساخن يندفع من قاعدته إلى قمته.

(2)الفرن اللافح: فرن أسطوانى الشكل يسخن بتيار من الهواء الشديد السخونة الذى يدخل من فتحة في قاعه ، ومن أمثلته الفرن العالى المستعمل في صهر خامات الحديد

(3)الفرن العالى: فرن يستعمل في صناعة الحَدِيد، فيه يسخن خليط من خام الحَدِيد والفحم و الحجر الجيري بواسطة تيار من الهواء الساخن، فيختزل الخام إلى حَدِيد مصهور.

يتضح من هذه التعريفات أن مصطلح الفرن العالى يخص صناعة الحديد فقط دون غيرها من الصناعات الاستخلاصية.

 تاريخ

والأفران اللافحة تواجدت في الصين منذ القرن الخامس قبل الميلاد, وفي الغرب منذ أواخر العصور الوسطى. فقد انتشروا من المنطقة المحيطة بنامور في بلجيكا في أواخر القرن الخامس عشر, ودخلت انجلترة في 1491. الوقود المستخدم في تلك الأفران كان على الدوام الفحم. الاستبدال الناجح للفحم بفحم الكوك يـُنسـَب إلى ابراهام داربي في 1709. فعالية العملية تحسنت أكثر باتباع التسخين المسبق للفرن, والذي صدرت به براءة اختراع لصالح جيمس بومونت نيلسون في 1828.

ويجب تمييز الفرن اللافح من bloomery في كون الغرض من الفرن اللافح هو انتاجمعدن مصهور يمكن صبه من الفرن, بينما الغرض من bloomery هو تجنب الانصهار لكي لا يذوب الكربون في الحديد. Bloomeries كان يتم النفخ فيهم اصطناعياً باستخدام منافيخ, إلا أن تعبير 'فرن لافح' عادة ما يخص الأفران التي فيها الحديد (أو معادن أخرى) يـُستخلص من خامه.

 العالم القديم

An illustration of furnace bellows operated by waterwheels, from the Nong Shu, by Wang Zhen, 1313 AD, during the Yuan Dynasty of China.

The left picture illustrates the puddling process to make wrought iron from pig iron, with the right illustration displaying men working a blast furnace, of smelting iron ore producing pig iron, from the Tiangong Kaiwu encyclopedia, 1637.

Representation of blast furnaces and other ironmaking processes from the 19th century

 العملية المعاصرة

Blast furnace diagram
1. Hot blast from Cowper stoves
2. Melting zone (bosh)
3. Reduction zone of ferrous oxide (barrel)
4. Reduction zone of ferric oxide (stack)
5. Pre-heating zone (throat)
6. Feed of ore, limestone, and coke
7. Exhaust gases
8. Column of ore, coke and limestone
9. Removal of slag
10. Tapping of molten pig iron
11. Collection of waste gases

 التفاعلات الكيميائية داخل الفرن

Blast furnaces of Třinec Iron and Steel Works

The main chemical reaction producing the molten iron is:

Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂

 معادن أخرى

Blast furnaces are used today to smelt lead from its oxide, after it has been desilvered. قالب:Section-stub

 انظر أيضاً

• فرن
• قمينة
• مرمد
• فرن عاكس
• Extraction of iron
• Laskill
• Category:Ironworks and steelworks in England, which covers ironworks of all kinds.

 وصلات خارجية

• Science Aid: Blast Furnace How iron is extracted, for high school level
• Blast Furnace animation
• How a Blast Furnace works Illustrated.
• Precursors of the Blast Furnace
• Extensive picture gallery about all methods of making and shaping of iron and steel in North America and Europe. In German and English.
• Blast Furnace Museum Radwerk IV
• Schematic diagram of blast furnace and Cowper stove
• ironfurnaces.com - a free wiki dedicated to preserving the history and location of historic blast iron furnaces
• Blast furnace automation at Siemens VAI