תנור רם הוא כבשן גבוה שמשתמשים בו להתכת עפרות כדי לייצר מתכות תעשייתיות, בעיקר ברזל גולמי. החומרים הנכנסים אליו נאכלים כל הזמן דרך פתח בראשו: עפרה (חומר המכיל סיליקטים ותחמוצות של מתכות), דלק כגון קוק (פחם שעבר טיפול כדי להפוך למוצק דחוס), ותלחים (אבן גיר, משמשת לנטרול מזהמים). במקביל מוזרם אליו זרם אוויר לוהט דרך צינורות שמסתיימים בזרבוביות בתחתית; כך נוצרת זרימה נגדית שבה החומר היורד פוגש גזים עולים החמים. בתחתית מתרכזת המתכת המותכת, מעליה צפים הסיגים, תערובת של שכבות מותכות הנמצאות בצד כפסולת או חומר גלם לבידוד.
תנורים רמים הופיעו בסין כבר במאה הראשונה לספירה. באירופה הם התפתחו מאז ימי הביניים, עם ממצאים משוודיה, שווייץ וגרמניה מהמאה ה-13 עד ה-15. התנור הרם הראשון באנגליה הוקם ב-1491 ושימש בעיקר עם פחם. במאה ה-18 החל שימוש נרחב בקוק, שהגביר את היעילות כי הוא יציב וצפוף יותר מפחם עץ. תחילת המאה ה-19 הביאה חידוש חשוב: חימום מקדים של האוויר שהוזרם לתנור (patent של ג'יימס בימונט נילסון, 1828), ושיטה זו צמצמה את צריכת הדלק.
בתנור מודרני יש מערך של מתקנים: שטחי אחסון עפרה, מסועים, משקלים ומערכות להאכלה מדודה. שיטות כניסה כוללות "פעמון כפול", לשמירה על גזים חמים, או עיצוב "חסר פעמון" עם קרוניות ושסתומים לשליטה מדויקת בכמות החומר. פנים התנור מצופה בלבנים עמידות לחום. דרך הזרבוביות בתחתית מוזרם הגז החם, שנקרא באנגלית blast, והטמפרטורות בתוך התנור יכולות לנוע עד כמה אלפים מעלות במוקד. פתחי ניקוז מאפשרים לשפוך את הברזל הנוזלי והסיגים ולהחזיר את הפתח לאחר מכן.
בשנים האחרונות בונים תנורים גדולים יותר ויעילים יותר. נכון ל-2016 היו בעולם מספר תנורים עם נפח פנימי מעל 5,000 מ"ק. התנור הגדול בעולם פעיל בדרום קוריאה ונפחו 6,000 מ"ק.
עקרון הפעולה הוא חיזור: גז פחמן חד-חמצני (CO) מוריד חמצן מתחמוצות הברזל וגורם להתכת הברזל. תחילה פחמן מהקוק מגיב עם חמצן ומייצר CO וחום. גזי CO עוברים דרך שכבות העפרה ומחוזרים את תחמוצות הברזל בשלבים לפי הטמפרטורה. אבן הגיר מתפרקת לחממה (CaO) ופחמן דו-חמצני; החממה מגיבה עם תחמוצות מזהמות ליצירת סיגים (סיליקטים של סידן) הנכנסים כצביר מעל הברזל. ברזל גולמי מכיל בדרך כלל 4, 5% פחמן, ולכן הוא פריך יחסית; הוא מעובד אחר כך לייצור ברזל יצוק או פלדה.
חסרון משמעותי הוא פליטת פחמן דו-חמצני בתהליך. מחקרים ותכניות כמו ULCOS באירופה מנסים לצמצם פליטות אלה באמצעות תהליכים חלופיים או שינויים טכנולוגיים.
משתמשים גם בסיגים מתנור רם לייצור צמר סלעים, סיבים מינרליים לבידוד ולהדברה חקלאית. בתהליך מזינים תנור רם בסלע דיאבז, טווים את הסיג החם לסיבים, וכמות המתכת שנוצרת בו קטנה ומטופלת כפסולת.
תנור רם הוא כבשן גדול שממיס עפרה כדי להוציא ברזל. עפרה היא האבן שמכילה ברזל. לתנור מוסיפים גם קוק. קוק הוא פחם חזק שעוזר לחימום. שמים גם אבן גיר. אבן גיר עוזרת להוציא לכלוך מהברזל.
החומרים נכנסים מעל. אוויר חם נכנס מתחת בעזרת צינורות. החום והגזים קולטים את החמצן מהעפרה. הברזל המומס צונח לתחתית. מעליו צף סיג. סיג הוא פסולת מותכת שמופרדת מהמתכת.
תנורים רמים היו בסין לפני הרבה שנים. באירופה התחילו להשתמש בהם בימי הביניים. במאה ה-18 התחילו להשתמש בקוק במקום עצים. במאה ה-19 התחילו לחמם את האוויר שנכנס, וזה חסך דלק.
תנורים היום גדולים וחזקים. יש שטחי אחסון לעפרה ומסועים שמכניסים את החומר. לפעמים משתמשים ב"פעמון" כדי שלא יברחו הגזים. יש דלתות לניקוז הברזל ולניקוז הסיג.
הגז החם שנוצר מהקוק עוזר להפוך את העפרה לברזל. אבן הגיר מתפרקת ועוזרת ליצור את הסיג. הברזל שיוצא בתנור קשה ובעל הרבה פחמן. אחר כך מעבדים אותו כדי להפוך אותו לברזל יצוק או פלדה.
מהסיגים אפשר להכין צמר סלעים. זה חומר בידוד שעוזר לשמור על חום בבניין. את הסיג מחממים ומטווים לסיבים דקים.
התהליך יוצר גם גזים שנחשבים מזהמים. חוקרים ממציאים דרכים להקטין את הפליטות האלה.
תגובות גולשים