عموما برآمدگی از نظر محل اجزاء متشکله و چگونگی تشکیل، به دو دسته تقسیم میشود. Scaffold در نواحی کم حرارت که فازهای مایع بطور نرمال بوجود می‌آید در وسط و بالای بدنه ایجاد میشود. در مقابل scab در حرارت‌های بالا از نیمه سیالهای غلیظ با فازهای مایع در مناطق شکم و کارگاه تشکیل میشود.چون علت تشکیل scab وscaffold متفاوت ا ست ابتدا scaffold را مورد بحث قرار میدهیم.

کاهش سطح مقطع کوره بلند در محل تشکیل برآمدگی باعث کند شدن و یا وقفه در پائین آمدن مواد و افزایش سرعت گاز در نواحی بدون برآمدگی شود. نتیجه اینکه گاز خروجی بطور اعم و بالاخص در بالای قسمت بدون برآمدگی دارای حرارت زیاد خواهد بود.

در یک حالت عملی مقدار co2 گاز دهانه از 3/13٪ به 9/11٪ و حد استفاده از co 8/33  به 1/305 و احیاء غیر مستقیم از 6/55 به 8/50 درصد تقلیل یافت. حرارت متوسط دهانهc25 افزایش پیدا کرد. تمام اینها باعث افزایش مصرف کک به 2/3 درصد و سرعت عبور گاز باعث افزایش گرد و غبار دهانه تا 100-70 درصد میشود.

تحقیقات و آزمایشات متعددی برای پیدا کردن علت پیدایش برآمدگی در زمان کار و همچنین توقف کوره بلند انجام گرفته است. این برآمدگی به  عمل فلزات قلیائی فرار، روی، سرب، قلع و ترکیبات آنها، سنگ آهن با مشخصات ذوب متفاوت، دانه‌های ریز در آگلومره، تجمع کربن و کار کوره بلند( جریان گازها) و حتی خنک کننده‌های صفحه‌ای نسبت داده شده است.

آنالیز شیمیائی حاصل از نمونه‌های بدست آمده از این برآمدگی‌ها حضور ترکیباتی از سدیم، پتاسیم، روی، سرب و همچنین پودر کک با اجزا‌ء دیگر بار کوره بلند را نشان میدهد.منافذ و ترکهای آجرها مقدمه ایجاد برآمدگی را فراهم می‌آورد. مواد به آجرهای نرم شده می‌چسبد و محل مناسبی برای انباشته شدن بعدی بوجود می‌آورد و مواد سرباره‌ای یک لایه چسبنده دیگر ایجاد می‌کند و برآمدگی در یک پوسه تسریع شوند ساخته شده و بیشتر به طرف محور بدنه و در امتداد دیوار پیش می‌رود.

حضور دوده کربن مربوط است به تجزیه co و پودر شدن کک که بواسطه قلیائی‌ها ضعیف شده است.از آنجائیکه تشکیل برآمدگی حداکثر در حرارت c 1100-800میباشد، احتمال میرود که پایه برآمدگی (scaffold- foot) در محلی بالای شکم و پائین بدنه ایجاد شود.

کنترل برآمدگی

جلوگیری از ایجاد برآمدگی اولاً با کنترل موادی که به کوره بلند داده میشود و یا با فراهم کردن شرایطی که خروج مواد را از کوره بلند سهل نماید امکان پذیر است و در ثانی عملیاتی انجام شود که پیدایش برآمدگی به حداقل برسد و چنانچه تشکیل شد هر چه زودتر در برطرف کردن آن اقدام شود. علائم تشکیل برآمدگی عبارتند از:

1- افزایش ناگهانی گرد و غبار کوره بلند در عرض چند روز بین 200-100 درصد و حتی بیشتر.

2-افزایش حرارت گاز خروجی

3-حرارت پائین گاز در قسمت بالای برآمدگی در دیواره کوره بلند و در مجاورت برآمدگی

4-نسبت زیاد co/co2 در گاز دهانه کوره بلند

 5-ویختگی، حرکت پله‌ای و پائین آمدن غیر یکنواخت مواد.

فلز روی در وضعیت مشابهی تشکیل برآمدگی میدهد. روی متالیک اطراف خنک کننده‌های صفحه‌ای کندانسه میشود.در جائیکه پتانسیل اکسیژن زیاد و حرارت پائین است، روی مجدداً اکسیده میشود (zno) . روی مثل قلیائی‌ها فقط آجرها و مواد را قشر محافظ اندوده نمی‌کند، بلکه نفوذ آن باعث افزایش حجم آجرها و خراب شدن آنها میشود.

سرب به آسانی احیاء شده و قسمتی از آن بصورت فلز در دیواره کوره بلند و بقیه در بوته جمع میشود. تجمع کربن (2co=c+co2) در حرارت متوسط c600-400 رخ میدهد و با وجود سنگ آهن و  اکسیدهای آن و اکسیدهای روی کاتالیزور می‌باشد، طبق نظر دیمر (Demer) رابطه زیر می‌تواند برقرار شود: C 3/2 +2N3/2+ 3OC2 K 3/2=2O +KCN3/4

نظریه (Chester) بر این است که کربن بین خلل و فرج و اطراف آجرها نشسته و زائده‌ای در دیواره کوره بلند بوجود آورده که مواد در حال پائین آمدن روی آن جمع شده و به دیوار می‌چسبد.مکانیزم‌های مختلفی که باعث ایجاد قشر محافظ روی آجرهای آستر نسوز توسط فلزات قلیائی و روی می‌شوند، بررسی شده است. بعنوان مثال تشکیل سانیدها سیلیکاتها و کربناتها و یا اکسیدها. مکانیزم هر چه در بر داشته باشد باور بر این است که ایجاد قشر محافظ و نرم شدن آجرها بیشتر توسط ترکیبات فلزات قلیائی و با مشارکت اسیدهای روی انجام میشود.فلزات قرار مجدداً در شکم بدنه اکسیده شده و آجرها را نرم کرده و در تماس با قلیائی‌ها و نشستن در

متدهای کنترل برآمدگی:

1-کم کردن غلظت فلزات قلیائی در منطقه c 1100-800 با افزایش خروج آنها با سرباره. این امر با پائین آوردن ضریب اکتیویته اکسیدهای قلیائی که با کم کردن نسبتcao/sio2s سرباره حاصل میشود، قابل انجام است، هر چند از نظر گوگرد زدائی درجه قلیائی نمی‌تواند از حد معینی پائینتر باشد مگر اینکه گوگرد زدائی در خارج کوره بلند انجام شود.

2-کنترل توسط حرارت شعله فورم. سیکل مجدد قلیائیها در حرارت (c1100-800(  بالا که باعث زیاد شدن درجه قلیائی‌سرباره، در کارگاه می‌شود، تولید می‌گردد. تشکیل قلیائیها در حرارت پائین شعله فورم تقلیل می‌یابد و امکان برطرف کردن آنها توسط سرباره سهل‌تر میشود ولی از طرف دیگر مصرف کک را افزایش میدهد.

3-تقلیل مقدار روی در بار کوره بلند با آگلومره کردن مواد.

4-در کوره بلند‌ای که کارگاه آن شیب تند داشته و ضخامت آستر نسوز آن کم باشد و مجهز به خنک کننده‌های صفحه‌ای باشد، می‌توان از آویختگی مواد جلوگیری کرد.

5-استفاده از آجرهائی که خوب فشرده شده و حتی الامکان دارای تخلخل کمتر باشند یا در برابر نفوذ قلیائی‌ها و co مقاومت نماید.

استفاده از آجرهائیکه درصد اکسید آلومینیوم آنها (در مقایسه با آجرهائیکه اکسید آلومینیوم کمتری دارند) بالا ا ست و در حرارت زیاد خشک شده‌اند و کمتر در معرض حمله قلیائیها هستند. با استفاده از آجرهائیکه تمام آهن موجود در آنها در مرحله تولید در یک اتمسفر احیا‌ء کننده در حرارت زیاد به ترکیبات غیر اکتیو تبدیل شده‌اند، می‌توان از نفوذ کربن جلوگیری به عمل آورد. مانند:

فایالیت‌ها و هرسینیت‌ها

6- جریان صحیح تقسیم گاز در محاط کوره بلند باعث عدم تشکیل برآمدگی گردیده و چنانچه قبلاً‌ا ایجاد شده باشد، رشد بعدی آنرا کنترل می‌کند. معمولاً جریان محاطی گاز بیشتر به (شکل m) ترجیح داده میشود تا بصورت ‌v.

فرم M می‌تواند با تنظیم مناسب نسبت بین دهانه و قطر زنگ، فاصله ریزش مواد و استفاده از زینگ قوس دار و یا صفحه محافظ متحرک و غیره بدست اید. سیستم بارگیری و مقدم قرار دادن کک مثل CCCOOO و یا CCOC (سنگ معدن= O و کک = C) باعث آزاد شدن محاط کوره بلند گردیده و نتیجتاً‌ حرارت گاز در امتداد دیواره افزایش می‌یابد. این امر مانع تشکیل برآمدگی شده و یا برآمدگی در قسمتهای بالاتر تشکیل و خرد و خراب میشود.

7-به منظور بهتر شدن جریان محاطی گاز در ناحیه‌ای که برآمدگی تشکیل شده از فورم‌های هوای دم با قطر بیشتر استفاده میشود.

8-استفاده نکردن از سنگ معدن آهن که دارای دامنه نرم شوندگی وسیع هستند.چ

9-استفاده نکردن از دانه‌های ریز در شارژاستفاده کلی که دارای مقاومت بالا و قابل خرد شوندگی و واکنش‌های شیمیائی باشد.

10-آگلومر‌ه‌ای که دارای دانه‌های ریز باشد و قبل از شارژ در کوره بلند سرند نگردد می‌تواند سبب تشکیل برآمدگی شود.

11-برای کاهش ادامه حرارت نرم شوندگی و ورود مواد قلیائی باید شارژ مناسبی از مواد تهیه گردد.

12- تخریب برآمدگی با مواد منفجره مقدار هوای دمش را کاهش داده و در برآمدگی سوراخهائی تعبیه کرده و مواد منفجره را در آن قرار داده و منفجر می‌کنند. (خطرناک)

13- سوزاندن برآمدگی با مشعل گازوئیلی که از طریق آستر کوره بلند (پس از سوراخ کرد) در محل مناسبی قرار گرفته است.

14- استفاده از کلسیم کلراید به عنوان تمیز کننده. طرز عمل از این قرار است که از روی بالانس مواد، قلیائی‌هایی که در کوره بلند تجمع کرده محاسبه نموده و طبق رابطه زیر مقدار استو کیلومتری کلسیم کلراید اضافه می‌‌گردد.

Cao+ ) 2Kci) 2NaCI  = caCL2 + ) K2O)na2o

برآمدگی scab

شارژ نامناسب یا کار غیر یکنواخت کوره بلند تغییراتی در خواص فیزیکی سرباره اولیه و کارگاه ایجاد کوره بلند و برآمدگی در ناحیه کارگاه تشکیل میدهد. علت عمده نزول ناگهانی منطقه ذوب سرباره افزایش در ویسکوزیته و انجماد مجدد سرباره می‌باشد. در نتیجه یک قشر از توده خمیری تشکیل و در زاویه شیب کارگاه چسبیده که پیشرفتی آن بداخل کوره بلند مانع صعود گاز و نزول مواد می‌گردد.چنانچه برآمدگی برطرف نگردد عبور گاز بصورت کانالی بوده و منجر به کار یک طرف گشته و خسارت به آستر نسوز وارد می‌نمائد.

تغییرات درجه حرارت، ویسکوزیته و منطقه انجماد سرباره می‌تواند به دلائل زیر باشد:

1-افزایش حرارت شعله (پائین آوردن منطقه ذوب سرباره).

2-کم شدن رطوبت هوای دمشی.

3-تغییر در ترکیب شیمیائی سرباره ترکیبی ناهمگون سنگ معدن و (یا) کک.

4-توزیع نامنظم گاز، یعنی احیاء مستقیم غیر یکنواخت که به مفهوم تحویل و ستیت (یا عامل کمک ذوب به کارگاه باعث انجماد مجدد سرباره کارگاه میشود.

به طور خلاصه، هر تغییری در پراتیک که منجر به ضخیم شدن سرباره اولیه و کارگاه شود، ممکن است منتج به تشکیل برآمدگی گردد. در این رابطه سرباره‌هائی با زیسیته بیشتر خطرناکتر از سرباره‌های اسیدی می‌باشند زیرا دومی حتی بعد از احیاء قابل توجه در حرارت مایع باقی می‌ماند.روانی سرباره اولیه با مقدار FeO کنترل می‌شود. مادامی که Feo بطور فزاینده کاهش یابد، همزمان حرارت ذوب سرباره افزایش یافته و با بازیسیته زیاد این افزایش سریعتر میشود. اگر به هر دلیلی افت ناگهانی حرارت پیش آید، سرباره ممکن است منجمد شود. به طور مثال به علت افزایش ناگهانی احیاء‌ مستقیم گرما گیر. (Endotherm).

کنترل برآمدگی:

با اعمال متقابل زیر میتوا از تشکیل برآمدگی جلوگیری و یا آن را برطرف نمود:

1-شارژ کردن کک ا ضافی به منظور ذوب کردن برآمدگی.

2-کاهش موقت حرارت هوای دمشی برای همان هدف.

3-اگر آویختگی به علت طاق زدن به طرف مرکز کوره بلند شدید باشد، شاید ضروری باشد با کند کردن کار کوره بلند (پائین آوردن فشار هوای دم) تاثیر بالا نگهدارندگی (buoyant effect) هوا را کاهش داده تا وزن ستون مواد باعث خرد شدن برآمدگی گردد.

4-برای پرهیز از تشکیل سرباره قلیائی در دیواره‌ها، سنگ آهک دور از دیواره کوره بلند شارژ می‌گردد. این عمل با بارگیری OOCCLC یا CCLCOO حاصل میشود.

5-برای آزاد کردن محاط و تمیز کردن برآمدگی به طور کوتاه مدت میتوان از سیستم بارگیری  CCCOO استفاده کرد. با چنین بارگیری کک قبل از سنگ معدن یک گودی (قیف) در محور کوره بلند تشکیل داده و سنگ معدن در شیب قیف به طرف مرکز می‌غلطد.

6-در مواردی که تولید کوره بلند منظم و یکنواخت نیست، باید گاه گاهی برآمدگی از دیوار شسته و تمیز گردد. این عمل با استفاده از کلوخه‌ای که سخت احیا‌‌ء شونده (Hard- Burnt Sinters) و دارای فایالیت زیادی باشند، میسر است. یک چنین کلوخه‌ای در c1150-100احیاء شده و حضور سرباره سیال کافی را به فاصله قابل توجهی در پائین کوره بلند تامین کرده و برآمدگی قلیائی را حل می‌کند. و کار یکنواخت کوره بلند را باعث میشود.

7-استفاده از سرباره پیش ساخته با حرارت زیاد و دامنه کن نرم شوندگی (آگلومره یا پلت خودگداز که وقوع برآمدگی را کم می‌کند.

آهک=  L                                                               

کانال زدن

در مخلوط مواد با اندازه‌های مختلف، با ازدیاد قطعات کوچک و خرده ریزها، مقاومت در مقابل جریان گاز افزایش می‌یابد. همزمان نفوذ پذیری گاز کم شده و افت فشار گاز زیاد میشود و این امر باعث جریان متفاوت گاز در بستر شده و توزیع غیر یکنواخت سرعت متفاوت گاز را به همراه دارد. جائیکه سرعت گاز زیاد است، سیللیت آغاز می‌شود و قطعات کوچکتر بالا برده شده و گاز بطور فزاینده به طرف این نواحی با شتاب حرکت می‌کند.این مناطق بیشتر و بیشتر نامتعادل گشته تا قسمت اعظم قطعات در یک وضعیت معلق قرار گیرد. لایه‌های معلق می‌توانند تا عمق قابل ملاحظه‌ای پائین بروند. حرکت قطعات به بالا شروع کانال زدن است. گاز در این ناحیه به طور فعال و مستقیم روی ساختمان مواد تاثیر می‌کند.

طبق نظریه Shur هر چند کانال زدن عموماً از توزیع غیر یکنواخت گاز ایجاد میشود. اما در حالات مشخص مستقیماً با انتقال ایرودینامیک و نه با یکنواختی ارتباط دارد.

کانال زدن بیشتر با انفجار گاز در لایه‌ای از مواد زیر ایجاد میشود  نتیجه افزایش نفوذ ناپذیری گاز در آن ناحیه نمی‌باشد. بعداً در نتیجه نیروی بالا برنده گاز، نفوذ پذیری گاز در ناحیه کانال، زیاد میشود. با مشاهده یک یا چند مورد از نکات زیر میتوان به وجود کانال در کوره بلند پی برد:

1-افزایش حرارت گاز در دهانه

2-افزایش شدید حرارت گاز محاطی در همسایگی کانال.

3-کاهش قابل توجه co2 در گاز دهانه

4-حجم بیشتری از هوای دمشی به فورم‌هائی وارد می‌شوند که به کانال نزدیکترند.

5-افزایش گرد و غبار کوره بلند.

6-شاخص نشان دهنده حرکت مواد، ریزش مواد را در لایه معلق کوره بلند نشان میدهد.

7-نوسان شدید فشار گاز در موقع باز شدن زنگ بزرگ،

8-افت فشار هوای دمشی( بالا خص زمانیکه کانال بزرگ باشد).

در تباین با موارد بالا، توزیع غیر یکنواخت گاز به طرق ذیل مشخص میشود:

1-توزیع غیر یکنواخت هوا در فورم‌ها.

2-تغییرات ناگهانی در سطح مواد.

3-اختلاف در حرارت و مقدار co2 نمونه‌های گاز کوره بلند.

در حالیکه با تصحیح سیستم بارگیری با غیر یکنواختی می‌توان مبارزه کرد. با باز کردن دریچه اسنورت و کاهش فشار هوای دمشی تا 2/0 اتسمفر و یا بعضی اوقات با ریزش مصنوعی میتوان کانال را برطرف کرد. در مواردی کنترل کانال با تغییر سیستم بارگیری به منظور تغییر جریان محاطی گاز یا با کاهش حرارت و یا افزایش مقدار رطوب هوای دمشی امکان پذیر است. بر خلاف تصور عمومی، شارژ کردن مواد ریز در کانال باعث حذف آن نمیشود. بلکه کمک میشود تا کانال خود را حفظ و نگهداری کند، زیرا مواد به علت سرعت زیاد گاز و به محلهائی که کمتر نفوذ پذیر هستند، دمیده شده و جایگیر میشوند.

بدین طریق جریان گاز از وسط کانالی که قبلاً تشکیل شده، تشدید میشود. چنانچه مقداری سنگ معدن ریز به کانال وارد شود، توسط گازهای داغ ذوب گشته و توده مذاب دیواره‌های کانال را استحکام می‌بخشد.

به علت انتقال سنگ معدن از یک محل به محل دیگر امکان دارد که چندین کانال سرانجام به یک کانال بزرگ تبدیل شوند.

آویختگی:

وقتی مواد در جریان پائین آمدن و یا گازها در حال صعود یا مقاومت برخورد کند،آویختگی رخ می‌دهد. این موضوع به دلائل زیر می‌‌باشد. 

1-مانع فیزیکی نزول مواد بعلت تشکیل برآمدگی یا چسبندگی سرباره کارگاه.

2-به علت وجود ذره‌های ریز، گاز در کوره بلند افزایش می‌یابد.

3-راه عبور مواد مذاب از داخل شبکه کک مسدود میشود.

4-سرباره خیلی غلیظ و یا دوباره منجمد شده و یا آهن سرده شده، راه عبورد گاز را در کارگاه مسدود می‌کند.