כבשן

כבשן הוא תא סגור ומבודד, המיועד לשריפה בטמפרטורה גבוהה במיוחד. השימוש בכבשן נעשה לשתי מטרות: התכה ועיבוד של חומרים, בדרך כלל מתכות, לצורך עיבודם, ולהבדיל, שריפת גופות.

השימוש העיקרי בכבשן הוא היתוך עפרות ליצירת מתכת "נקייה" והתכת מתכת לצורך ייצור סגסוגת המתכת ועיבודה ליצירת מוצרים כמו: כלי ברזל כבדים, מוצרי פלדה ועוד. על מנת להשיג טמפרטורה גבוהה בתוך הכבשן, מזרימים אליו בדרך כלל אוויר בלחץ המעשיר בחמצן את תהליך בעירת הדלק. בימי קדם השתמשו במפוח שהופעל באמצעות הרגל, באמצעות בהמה או בכוח מים. כיום משתמשים במפוחים חשמליים רבי עוצמה.

קרמטוריום או משרפה הוא סוג כבשן המשמש לשריפת גוויות.

תנור רם

תנור רם (באנגלית: Blast furnace, ברוסית: Доменная печь, בפולנית: Wielki piec - "תנור גדול" - די דומה לשם בעברית) הוא תנור תעשייתי (כבשן) המשמש להפקת יצקת מעפרת ברזל. לברזל שימושים רבים בתעשייה, אך הוא אינו נמצא בטבע בצורתו השימושית, ולכן להפקתו נדרש תהליך טכנולוגי מסובך. קודם כל מפיקים יצקת מעפרת ברזל וצרף, ואחר כך מיצקת אפשר להפיק פלדה וברזל בתנורים אחרים. היצקת מורכבת מברזל, ויותר מ-2% פחמן. את הברזל מפיקים מעפרות ברזל, המורכבות מברזל וחמצן, פחמן מקוק (דלק) או אנתרצית, בנוסף מוסיפים אבן גיר כדיי לסלק צורן מהיצקת

מבנה התנור

התנור מורכב מהחלק העיקרי- גוף התנור, שם על ידי חימומו ל-1200-1300 מעלות צלזיוס מתרחש התהליך הכימי העיקרי. לגוף התנור יש פתח עליון להכנסת עופרת הברזל וצרף להפקת פחמן. פתח להכנסת אוויר, פתח להוצאת סיגים, ופתח להוצאת יצקת. החימום נעשה על ידי שריפת הפחם באוויר המוכנס על ידי משאבה.

תהליך עבודת התנור

תרשים סכמטי של פעולת תנור רם

אוויר מוזרם בלחץ לחלקו התחתון של התנור, שבתחתיתו מונחת עפרת ברזל שעיקרה חלודה. מלמעלה נשפכת אבקת פחם (פחמן טהור כמעט) ואבן גיר גרוסה, המשמשת כזרז לתגובת החימצון המתרחשת בתחתית הכבשן.

היסטוריה

הכבשן מוזכר במקרא, ללא ציון מטרת השימוש בו, אך מצוין שהוא מעלה עשן רב (בראשית יט, כח; שמות יט, יח), ומצטברת בו כמות רבה של פיח (שמות ט,ח). כבשנים להפקת ברזל נמצאו בסין מהמאה ה-1 לפנה"ס, אך בסין עצמה נמצא ברזל מופק מהמאה ה-5 לפנה"ס , מה שאומר שהיה קיים תהליך יצירתו לפני אותם כבשנים שנמצאו. מפורסם הוא שבברזל השתמשו כל הכובשים הגדולים, היוונים, אנשי קרתגו, הרומאים, הביזנטים והפרסים, אך תהליך הפקת הברזל היה מסובך ויקר מהמקובל היום. במאה ה-8 הומצא תנור קטלוני, שלראשונה החימום בו היה נעשה דרך האוויר. תנור קטלוני יצר ברזל מאיכות טובה יותר והגדיל את הצפיפות. נהוג להאמין שנזירים ציסטרסיאניים, שהיו מהנדסים מוכשרים הפיקו ברזל דרך תנורים דומים וכך לראשונה הוחל בשימוש בתנורי רם באירופה. התנורים הידועים הראשונים נמצאו בשבדיה בלפהיטן והיו פעילים בין 1150 ל-1350. במקום אחר (Noraskog) בשבדיה נמצא תנור רם לפני 1100. קשה להכריע אם התנורים הומצאו על ידי השבדים, או הובאו מאסיה. כמו כן תנורים מאותה תקופה נמצאו גם בשווייץ בדיורסטל (Dürstel) ובמרקישה סאוארלנד (Märkische Sauerland) בגרמניה. התנורים הראשונים באירופה בדומה לתנורים הסיניים היו אפקטיביים פחות מתנורים היום. בברזל מהתנורים בלפיטן השתמשו ליצירת כדורי ברזל ריקוע שנסחרו במסחר בינלאומי. ייתכן שבהסכם הסחר עם נובגורוד מ-1203 מדובר על סוג זה של ברזל, כמו גם מרישומי המכס האנגלי מ-1250 ו-1320. תנורי רם אחרים מהמאות ה-13 וה-15 נמצאו בוסטפליה. בסוף המאה ה-15 הגיעו תנורי רם לנמיור בבלגיה ובשנת 1491 לאנגליה, שם השתמשו בפחם העצים כדלק להצתת התנור. ב-1709 אברהם דרבי, ממציא בריטי הצליח לראשונה להשתמש בצרף מאבן ופחם. אפקטיביות התהליך שופרה על ידי המהנדס הסקוטי ג'יימס בומונט נלסון. תנור רם הגיע לרוסיה בשנת 1620 לאזור העיר טולה ולאוקראינה לעיר דונצק בשנת 1871 על ידי ג'ון יוז, כך הפכה דונצק למרכז ייצור הברזל והפחם באימפריה הרוסית.

קישורים חיצוניים

מיזמי קרן ויקימדיה
תמונות ומדיה בוויקישיתוף: תנור רם

• על כבשן הסיד הגדול שנתגלה בחפירות במודיעין בשנת 2000, מתוך אתר רשות העתיקות
• אנימציה של עבודת תנור רם כיום

ערך זה הוא קצרמר בנושא טכנולוגיה. אתם מוזמנים לתרום לוויקיפדיה ולהרחיב אותו.