موضوع مقاله: هات بلاست | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # هات بلاست | مقدمه: از آنجا که استفاده از این پیش‌گرم‌کن میزان سوخت مصرفی را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهد، هات بلاست یکی از مهمترین فناوری‌های توسعه یافته در طول انقلاب صنعتی بود. | ## بخش 1: هات بلاست | فناوری هات بلاست همچنین باعث افزایش دمای کوره می‌شود که این امر ظرفیت کوره‌ها را افزایش می‌دهد. این دستگاه نخستین بار توسط جیمز نیلسون در سال ۱۸۲۸ در یک کوره استخراج آهن در اسکاتلند به کار گرفته شد، اما بعدها در سایر زمینه‌ها از جمله کوره آهن خالص نیز به کار برده شد. برای اولین بار، این فرایند با ذخیره متناوب گرما از گاز خروجی دودکش کوره در مجرایی پوشیده شده با آجر نسوز و شامل محفظه‌های متعدد، و سپس دمیدن هوای احتراق از طریق محفظه گرم کار می‌کرد. وی دریافت که با افزایش دمای هوای ورودی تا ۳۰۰ درجه فارنهایت، می‌تواند مصرف سوخت را از ۸٫۰۶ تن ذغال سنگ به ۵٫۱۶ تن زغال سنگ به ازای هر تن آهن تولید شده کاهش دهد یا حتی با افزایش دما این مقدار سوخت را نیز کمتر کند. در ابتدا مجرای گرمایش از صفحات آهن فرفورژه ساخته می‌شدند، اما این مواد به مرور زمان اکسید می‌شدند، از این رو او یک ظرف چدنی را جایگزین صفحات آهنی کرد. تا سال ۱۸۴۰، تنها ۵۸ تولید کننده آهن با پرداخت هزینه حق امتیاز به مبلغ ۳۰۰۰۰ پوند در سال ، مجوز استفاده از این فناوری را گرفته‌بودند. در سال ۱۸۴۳، درست پس از انقضای پرونده ،۴۲ کوره از ۸۰ کوره در جنوب استافوردشایر از هات بلاست استفاده می‌کردند و روند تبدیل کوره ‌ها در جنوب ولز نیز حتی کندتر بود. از دیگر مزایای هات بلاست این بود که اجازه می‌داد به جای کک از زغال سنگ خام استفاده شود. این امر سبب شد در اسکاتلند، ذوب سنگ آهن نسبتاً ضعیفی موسوم به "بلک بند" سودآوری مناسبی داشته باشد. | ## بخش 2: هات بلاست | برای مثال میزان تولید کارخانه‌های آهن آلات کالدر در اسکاتلند از ۵.۶ تن در روز در سال ۱۸۲۸ به ۸.۲ تن در سال ۱۸۳۳ افزایش یافت، که باعث شد اسکاتلند کم هزینه ترین منطقه تولید فولاد در انگلیس در دهه ۱۸۳۰ باشد. کوره‌های هات بلاست اولیه مشکلات زیادی داشتند، زیرا انبساط و انقباض ناشی از حرارت کوره می‌توانست باعث شکستگی لوله ها شود. همچنین لازم بود که روش‌های جدیدی برای اتصال لوله های احتراق به نازل ورودی کوره طراحی شود، زیرا دیگر استفاده از چرم عملی نبود. به طور مستقل، جورج کرین و دیوید توماس از ولز در سال ۱۸۳۶ ایده مشابهی را پیش بردند و کرین تقاضای ثبت این اختراع را در انگلستان ارائه کرد. بعد ها کرین حق ثبت اختراع دیگری را خرید که اجازه‌ی کنترل استفاده از این فرایند را هم در ایالات متحده و هم در انگلستان به او می‌داد. در حالی که کرین در ولز مانده بود، توماس به عنوان نماینده‌ی یک شرکت زغال سنگ به ایالات متحده رفت و شرکت تولید آهن خود را در امریکا بنا نهاد. آنتراسیت در تولید آهن در فرایند هات بلاست می‌توان از آنتراسیت در ذوب آهن استفاده کرد. در همین حال در هات بلاست امکان استفاده از زغال سنگ با کیفیت پایین نیز هست زیرا نیاز به سوخت کمتر که از طریق این فرایند حاصل می‌شود به معنای نسبت کمتری گوگرد و خاکستر تولید شده است. در زمان اختراع فرآیند ، زغال کک با بازده مناسب فقط در انگلیس و آلمان غربی به مقدار کافی در دسترس بود، بنابراین کوره های آهنی در ایالات متحده از زغال استفاده می کردند. | ## بخش 3: هات بلاست | این بدان معنا بود که هر کوره آهن برای تولید زغال چوب مورد نیاز خود به زمین‌های وسیع جنگلی احتیاج دارد و به پس از مدتی با قطع تمامی درخت‌های جنگل‌های اطراف کوره آهن، تولید آن متوقف می‌شود. تلاش برای استفاده از آنتراسیت به عنوان سوخت در کوره‌ها نیز با شکست مواجه شد، زیرا زغال سنگ در برابر احتراق در شرایط معمولی(بدون هات بلاست) مقاومت می کند.در سال ۱۸۳۱، دکتر فردریک گسنهاینر استفاده از هات بلاست و آنتراسیت برای ذوب آهن را به عنوان اختراع در ایالات متحده به ثبت رساند. وی در سال ۱۸۳۶ مقدار کمی آهن آنتراسیت را با استفاده از این روش در کوره آهنی در پنسیلوانیا امریکا تولید کرد، اما به دلیل بیماری و مرگ وی در سال ۱۸۳۸، او نتوانست این فرآیند را به تولید در مقیاس بزرگ تبدیل کند. این امر به خاطر آن صورت گرفت که کک متخلخل‌تر بود و قادر به تحمل بارهای سنگین‌تر در کوره های بسیار بزرگ اواخر قرن نوزدهم بود. فولاد امروزه تقریباً تمامی فولاد جهان از طریق ذوب آهن به روش‌های مختلف به دست می‌آید. برای تولید فولاد در این فناوری، دمای هات بلاست بسته به طراحی و شرایط کوره ذوب می تواند از ۹۰۰ درجه سانتیگراد تا ۱۳۰۰ درجه سانتیگراد باشد (۱۶۰۰ درجه فارنهایت تا ۲۳۰۰ درجه فارنهایت). دمایی که ذوب در آن صورت می‌گیرد، ممکن است یه ۲۰۰۰ درجه سانتیگراد تا ۲۳۰۰ درجه سانتیگراد (۳۶۰۰ درجه فارنهایت تا ۴۲۰۰ درجه فارنهایت) نیز افزایش یابد. | ## جمع‌بندی | روغن، گاز طبیعی، پودر زغال سنگ و اکسیژن نیز می توانند به کوره از طریق نازل ورودی (نزدیک پایه) تزریق شوند تا با کک ترکیب شده و انرژی اضافی آزاد کنند که امری لازم برای افزایش بهره وری تولید است.