کاربرد سنگ آهک در ذوب آهن
از نظر علمی ، آهک همان اکسید کلسیم CaO است که از حرارت دادن شدید سنگ آهک (کربنات کلسیم طبیعی) بدست می‌آید. سنگ آهک بعنوان ماده گداز آور در کوره بلند بکار میرود.گدازآور به آن دسته از مواد اولیه‌ای گفته می‌شود که در صنعت سرامیک برای کاهش نقطه ذوب بدنه یا لعاب مورد استفاده قرار می‌گیرند. این مواد در دماهای بالا در هنگام پخت، باعث ایجاد فازهای با نقطه ذوب پایین می‌شوند
در صنعت ذوب آهن:
بعد از سنگ آهن و سوخت ، مواد گداز آور (که در اینجا آهک است) مهمترین ماده تشکیل دهنده بار کوره بلند می‌باشد. این مواد دو کار انجام می‌دهند: ۱- ذوب کردن ناخالصیهای موجود در سنگ آهن که نقطه ذوب آنها بالاتر از درجه حرارت معمولی کوره است. ۲- بعضی از عناصر که همزمان با سنگ آهن احیا می‌شود یا در آهن حل و یا با آن ترکیب شده و جدا کردن آن ممکن نمی‌گردد، مواد گداز آور با این ناخالصی‌ها ، قبل از ترکیب با آهن ، ترکیب می‌گردند و درنتیجه امکان مزاحمت آنها را برای تولید آهن خنثی کاهش می دهند.
از بالای کوره بلند ، کانه یا کانی آهن ، کک و سنگ آهک را که “گداز آور” یا “بار کوره” نیز می‌نامند، وارد می‌کنند و از پایین کوره نیز جریان شدیدی از هوای گرم می‌دهند. این هوای گرم گاهی با اکسیژن تقویت می‌شود. هوای ورودی با کک یا همان کربن ، ترکیب شده ، به کربن منوکسید کاهیده می‌شود و مقدار قابل ملاحظه‌ای گرما آزاد می‌کند. در این مرحله دمای کوره بالاترین مقدار یعنی حدود ۱۵۰۰ċ درجه سانتیگراد را دارد. نوع مواد گداز آور بستگی به ترکیب مواد متشکله بار کوره دارد.در صورتیکه سنگ آهن ، آهکی (قلیایی) باشد، ماده گداز آور باید اسیدی (مثل SiO2 سیلیس) باشد.در صورتیکه سنگ آهن ، سیلیسی (اسیدی) باشد، ماده گداز آور باید قلیایی (مثل سنگ آهک ، دولومیت و سنگهای فسفاته) باشد.در مواردیکه بخواهند سرباره خیلی سیال باشد، از مواد گدازآور خنثی از جمله فلوراسپار که دارای نقطه ذوب پایینی می‌باشند، استفاده می‌شود.
هوا در پایین کوره دمیده شده و با استفاده از گازهای گرم خارج شده از بالای کوره بلند، گرم می شود. کک (کربن خالص) که با حرارت دادن ذغال سنگ در غیاب هوا تشکیل می شود، در حین دمش هوای گرم می سوزد و توسط یک واکنش شدیدا گرمازا، دی اکسید کربن تشکیل می شود. این واکنش منبع مهم حرارتی در کوره بلند است:
C + O2 = CO2
در پایین کوره در دمای بالا، دی اکسید کربن، برای تولید مونوکسید کربن با کربن واکنش می دهد:
C + CO2 = 2CO
مونوکسید کربن تشکیل شده عامل اصلی احیاء برای تولید آهن در کوره می باشد:
Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2
در بخش های گرم تر کوره، خود کربن نیز به عنوان عامل احیاء واکنش می دهد. با توجه به این دماها، محصول دیگر واکنش، به جای دی اکسید کربن، مونوکسید کربن است:
Fe2O3 + 3C = 2Fe + 3CO
دمای کوره برای ذوب آهن کافی می باشد تا به عنوان آهن خام چکه کند.
سنگ آهک برای تبدیل ناخالصی های سیلیسی به سرباره (بعنوان سیلیکات کلسیم ) افزوده شده تا ذوب شده و به پایین رانده شود. سیلیکات کلسیم ذوب شده و به پایین کوره حرکت می کند تا یک لایه روی آهن مذاب تشکیل شود:
CaCO3 + O2 = CaO + CO2. CaO + SiO2 = CaSiO3
