وظیفه کوره بلند، احیاء سنگ آهن و تبدیل به چدن مذاب است. احیاء سنگ آهن به معنی حذف اکسیژن موجود در سنگ آهن است. اکسیژن موجود در سنگ آهن به صورت ترکیب و یا است عامل حذف‌کننده اکسیژن از سنگ آهن ، گاز منواکسید کربن Co است که از سوختن کک به دست می‌آید . البته در کوره بلند کربن موجود در کک می‌تواند در صورت بالا بودن دما ( مقابل فرم‌های هوا ) به صورت مستقیم واکنش احیاء یا همان حذف کربن را انجام دهد .

   ذوب آهن اصفهان دارای دو کوره بلند شماره 1و 2 است . تولید هرکدام به ترتیب 2200 تن و 4300 تن در شبانه‌روز است . لازم به توضیح است که هم اکنون با اجرای طرح توازن ذوب آهن ، کوره بلند شماره 3 ذوب آهن به حجم 2000 متر مکعب به بهره برداری رسیده است .

قسمت‌های مختلف بخش کوره بلند

   قسمت‌های مختلف بخش کوره بلند ، عبارت‌اند از :

1. کارگاه اصلی کوره بلند
2. کارگاه چدن ریزی
3. کارگاه دانه بندی سرباره
4. کارگاه تعمیر پاتیل و تأسیسات
5. تأسیسات بونکر و ذخیره‌سازی مواد
6. کارگاه اصلی کوره بلند

کارگاه اصلی کوره بلند را می‌توان به قسمت‌های زیر تقسیم‌بندی کرد :

1. بدنه کوره بلند
2. ساختمان مجرای چدن مذاب و سرباره
3. سیستم شارژ مواد به داخل کوره بلند ( زنگ بزرگ و زنگ کوچک )
4. تصفیه گاز کوره بلند
5. پیش گرم‌کن‌های هوا ( کائوپر)
6. ساختمان دستگاه دمنده هوا به کوره بلند
7. سیستم خنک کاری کوره بلند ( خنک‌کن‌ها )
8. غبارگیر (آسپراسیون )
9. قسمت هوا رسانی
10. ماشین مسدود کننده مجرا
11. ماشین مته یا ماشین بازکننده مجرا ( مته بور)

بدنه کوره بلند را می‌توان به پنج قسمت تقسیم کرد. این قسمت‌ها عبارت‌اند از :

1. دهانه
2. تنوره یا سینه
3. شکم
4. کارگاه
5. بوته

   بالاترین قسمت کوره بلند که دارای شکل استوانه‌ای شکل است، دهانه است. قسمت بعدی که بلندترین قسمت بدنه کوره بلند است ، تنوره یا سینه است. قسمت بعد ،شکم و سرانجام پایین‌ترین قسمت کوره بلند، بوته است. عمر بوته حدود 11 سال است و هنگام تعمیرات اساسی کوره بلند تخریب می‌شود . در بوته دو مجرا برای خروج چدن مذاب به همراه سرباره قرار دارد .

   به‌طورکلی، پوسته کوره بلند از خارج با ورقه‌های فولادی و از داخل با آجرهای نسوز پوشانده   می‌شود . وظیفه پوسته کوره بلند ، محافظت کردن و نگهداری از آجرهای نسوز چیده شده در داخل کوره بلند ، مقابل فشار هوای دشارژ شده به کوره بلند است . همچنین نگهداری خنک‌کننده‌های آبی و جلوگیری از خروج گازهای داخل کوره به خارج کوره از دیگر وظایف پوسته کوره بلند است .

تصفیه گاز کوره بلند

   گاز خارج‌شده از کوره بلند به‌عنوان سوخت مورد استفاده قرار می‌گیرد . در اثر سوختن یک تن کک در کوره بلند، 5000 متر مکعب گاز حاصل می‌شود که ارزش حرارتی آن 900 کیلو کالری بر متر مکعب است. اگر مصرف کک به ازا یک تن چدن مذاب 500 کیلوگرم باشد، حجم گاز حاصله به 2500 الی 2750 متر مکعب می‌رسد . گاز کوره از دهانه به همراه غبار که مجموعاً گاز کثیف نام دارد ، از طریق لوله‌ای قطور و مورب وارد مجموعه تصفیه گاز می‌شود. در ابتدا در غبارگیر با شکست فشار و افزایش حجم و کاهش سرعت ذرات درشت از هم جدا می‌شوند و در پایین غبارگیر از طریق عبور از دریچه‌های باز و بست ، کنترلی و آب‌بند در زیر بونکر غبارگیر وارد سیستم حلزونی شده و از آنجا به واگن‌های مربوطه تخلیه می‌گردد .

   گاز نیمه کثیف که ذرات درشت غبار از آن جداشده‌اند ، وارد سیستم اسکروبر می‌شوند . در اسکروبر با پاشش آب از طریق افشانک‌های آب تبدیل به گاز نیمه تمیز می‌شود . گاز نیمه تمیز مرطوب وارد سیستم رطوبت‌گیر شده و پس از عبور از یک مجموعه پره ثابت و ایجاد نیروی گریز از مرکز در اثر حرکت سیال رطوبت آن جداشده و گاز تمیز خشک از یک لولۀ U شکل عبور کرده و به شبکه سوخت کائوپرها ،کوره‌های کک سازی­ ـ کوره زیمنس مارتین و در تأسیسات دیگ‌های بخار ارسال می‌گردد. در شرایط نرمال در کوره‌های 1 و2 به ترتیب ، 170000 و 300000 متر مکعب گاز در هر ساعت تولید می‌شود .

پیش گرم‌کن‌های هوا ( کائوپر )

   حجم هوای مصرفی در کوره بلند مقدار زیادی است . به طوری که هوای ورودی به کوره بلند از وزن تمام مواد خام ورودی به کوره بلند بیشتر است . مثلاً مصرف روزانه هوا در کوره بلندی که حجم آن 1500 متر مکعب است و مصرف کک ، 0.5 تن به ازای یک تن چدن است ، بیش از 3 میلیون متر مکعب یا بیش از 4000 تن است. در کوره‌های خیلی بزرگ این رقم به 5 میلیون متر مکعب هم می‌رسد . در حال حاضر مصرف هوای کوره بلندی که با فشار قوی کار می‌کنند ، 2.2 ـ 1.8 متر مکعب در دقیقه به ازا هر متر مکعب حجم مفید کوره بلند است . بنابراین در کوره‌هایی که حجم آن 1033 متر مکعب است ، باید 2250 ـ 1850 متر مکعب هوا در دقیقه دمیده می‌شود .

   کائوپر کوره بلند ، جزء لاینفک فرایند تولید فولاد در صنایع فولاد است . هر کوره بلند دارای 2 الی 4 کائوپر است . با استفاده از هوای گرم در کوره بلند ، در مصرف کک صرفه‌جویی می‌شود و سرعت تولید هم افزایش می‌یابد . کائوپرهای هوای گرم نوعی مبدل می‌باشند . به این صورت که هوای سرد دمنده‌های توربین را گم می‌کنند و بدین‌صورت منبعی از هوای گرم ایجاد می‌نمایند . سیستم کائوپر هوای گرم شامل کائوپرهای دمش هوای گرم ، منبع گرمایی کائوپرها و والوها ، لوله‌ها و کنترل‌گرها برای ایجاد منبع دائم هوای گرم در یک درجه حرارت مطلوب کوره بلند است . گرمای لازم از طریق محصولات احتراق گاز مخلوط ( از پیش گرم شده) و هوای احتراق ( از پیش گرم شده ) به دست می‌آید .

   کائوپرها ابتدا توسط احتراق هوا و گرم شده و سپس توسط عبور هوای سرد ، سرد می‌شوند . برای ثابت نگه داشتن دبی هوای گرم از طریق سیستم کائوپر ، هر کائوپر دارای سیکل متوالی گرم کردن و سرد شدن است و با استفاده از دبی مسیر فرعی ، درجه حرارت را کنترل می‌نماید . فرایند چرخه‌ای سه کائوپر باعث می‌شود که یکی از کائوپرها همیشه در حالت دمش باقی بماند . در صورتی که کائوپرهای دیگر از حالت دمش خارج‌شده‌اند ، در حالت گرماگیری ، گرم می‌شوند و در نهایت به حالت جدایی در آمده و آماده استفاده می‌شود .

سیستم خنک کاری کوره بلند ( خنک‌کن‌ها )

   برای جلوگیری از تخریب آجرچینی کوره بلند و افزایش عمر آجرهای نسوز ، آن‌ها را خنک می‌کنند . بعلاوه در اثر خنک کردن ، یک پوسته جامد روی آجرچینی قسمت پایینی کوره تشکیل می‌شود که این لایه همانند یک عایق عمل کرده و انتقال حرارت به پوسته خارجی کوره را کاهش می‌دهد و از گرم شدن پوسته فلزی جلوگیری می‌کند . برای سرد کردن کوره بلند به ازای یک متر مکعب حجم مفید کوره تقریباً 1.2 ـ 1 متر مکعب آب در ساعت مصرف می‌شود . مثلاً برای خنک کردن کوره بلند با حجم 1033 متر مکعب ( کوره بلند 1 ) 1200 ـ 1100 متر مکعب آب در ساعت لازم است .

   آب مورد مصرف برای سرد کردن در یک سیکل بسته گردش می‌کند . آب مورد استفاده از ابتدا وارد فیلتر می‌شود. هر کوره دارای دو فیلتر است . یکی از آن‌ها به‌عنوان رزرو مورد استفاده قرار می‌گیرد . پس از مدتی که از استفاده یکی از آن‌ها گذشت ، فیلتر رزرو وارد سیستم می‌شود و فیلتر خارج‌شده در سرویس قرار می‌گیرد . علت استفاده از فیلترها، گرفتن املاح و جلبک‌هایی است که ممکن است همراه آب از برج‌های خنک‌کن آمده باشد . سپس آب وارد کلکتورها می‌شود تا به داخل خنک‌کن‌ها هدایت شود . پس از انجام عمل خنک کاری ، آب با دمای بالا به برج فرستاده می‌شود تا خنک گردد . این سیکل به طور مداوم در جریان است .

   عمر کاری کوره بلندها مستقیماً به نوع و کیفیت سیستم خنک‌کننده بستگی دارد .

   علاوه بر روش استفاده از خنک‌کن برای خنک کاری کوره بلند ، از روش خنک کردن پوسته خارجی کوره به‌وسیله ریزش آب بر روی پوسته خارجی ، از آب فشان دایره‌ای شکل استفاده می‌کنند . از این روش به صورت ذخیره استفاده می‌کنند . سرد کردن ذخیره‌ای در موارد اضطراری مثلاً در مواقع سوختن یا شکستن خنک‌کن‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد .

   در روش خنک کاری با استفاده از خنک‌کن‌ها ، خنک‌کن‌های موجود در قسمت شکم و کارگاه ، هر دو دستگاه خنک‌کننده از یک لوله ، و هر چهار خنک‌کننده بدنه کوره بلند از یک لوله تغذیه می‌شوند .