高爐為橫斷面為圓形的煉鐵豎爐届囚。用鋼板作爐殼,殼內(nèi)砌耐火磚內(nèi)襯。高爐本體自上而下分為爐喉、爐身、爐腰弄跌、爐腹 、爐缸5部分。由于高爐煉鐵技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)良好缝裁,工藝簡(jiǎn)單,生產(chǎn)量大足绅,勞動(dòng)生產(chǎn)效率高捷绑,能耗低等優(yōu)點(diǎn),故這種方法生產(chǎn)的鐵占世界鐵總產(chǎn)量的絕大部分氢妈。高爐生產(chǎn)時(shí)從爐頂裝入鐵礦石粹污、焦炭、造渣用熔劑(石灰石)首量,從位于爐子下部沿爐周的風(fēng)口吹入經(jīng)預(yù)熱的空氣壮吩。在高溫下焦炭(有的高爐也噴吹煤粉、重油加缘、天然氣等輔助燃料)中的碳同鼓入空氣中的氧燃燒生成的一氧化碳和氫氣鸭叙,在爐內(nèi)上升過程中除去鐵礦石中的氧,從而還原得到鐵拣宏。煉出的鐵水從鐵口放出沈贝。鐵礦石中未還原的雜質(zhì)和石灰石等熔劑結(jié)合生成爐渣,從渣口排出蚀浆。產(chǎn)生的煤氣從爐頂排出缀程,經(jīng)除塵后,作為熱風(fēng)爐市俊、加熱爐杨凑、焦?fàn)t、鍋爐等的燃料摆昧。高爐冶煉的主要產(chǎn)品是生鐵撩满,還有副產(chǎn)高爐渣和高爐煤氣。
高爐冶煉用的原料:
高爐冶煉用的原料主要由鐵礦石、燃料(焦炭)和熔劑(石灰石)三部分組成伺帘。
通常昭躺,冶煉1噸生鐵需要1.5-2.0噸鐵礦石,0.4-0.6噸焦炭伪嫁,0.2-0.4噸熔劑领炫,總計(jì)需要2-3噸原料。為了保證高爐生產(chǎn)的連續(xù)性张咳,要求有足夠數(shù)量的原料供應(yīng)帝洪。
因此,無論是生鐵廠家還是鋼廠采購原料的工作是尤其重要脚猾。
高爐生產(chǎn)是連續(xù)進(jìn)行的葱峡。一代高爐(從開爐到大修停爐為一代)能連續(xù)生產(chǎn)幾年到十幾年。生產(chǎn)時(shí)龙助,從爐頂(一般爐頂是由料種與料斗組成砰奕,現(xiàn)代化高爐是鐘閥爐頂和無料鐘爐頂)不斷地裝入鐵礦石、焦炭提鸟、熔劑军援,從高爐下部的風(fēng)口吹進(jìn)熱風(fēng)(1000~1300攝氏度),噴入油沽一、煤或天然氣等燃料盖溺。裝入高爐中的鐵礦石,主要是鐵和氧的化合物铣缠。在高溫下,焦炭中和噴吹物中的碳及碳燃燒生成的一氧化碳將鐵礦石中的氧奪取出來昆禽,得到鐵蝗蛙,這個(gè)過程叫做還原。鐵礦石通過還原反應(yīng)煉出生鐵醉鳖,鐵水從出鐵口放出捡硅。鐵礦石中的脈石、焦炭及噴吹物中的灰分與加入爐內(nèi)的石灰石等熔劑結(jié)合生成爐渣盗棵,從出鐵口和出渣口分別排出壮韭。煤氣從爐頂導(dǎo)出,經(jīng)除塵后纹因,作為工業(yè)用煤氣∨缥荩現(xiàn)代化高爐還可以利用爐頂?shù)母邏海脤?dǎo)出的部分煤氣發(fā)電瞭恰。
生鐵是高爐產(chǎn)品(指高爐冶煉生鐵)屯曹,而高爐的產(chǎn)品不只是生鐵,還有錳鐵等,屬于鐵合金產(chǎn)品恶耽。錳鐵高爐不參加煉鐵高爐各種指標(biāo)的計(jì)算密任。高爐煉鐵過程中還產(chǎn)生副產(chǎn)品水渣、礦渣棉和高爐煤氣等偷俭。
高爐煉鐵的特點(diǎn):規(guī)模大浪讳,不論是世界其它國家還是中國,高爐的容積在不斷擴(kuò)大涌萤,如我國寶鋼高爐是4063立方米驻债,日產(chǎn)生鐵超過10000噸,爐渣4000多噸形葬,日耗焦4000多噸合呐。
冶煉過程:
高爐冶煉是把鐵礦石還原成生鐵的連續(xù)生產(chǎn)過程。鐵礦石笙以、焦炭和熔劑等固體原料按規(guī)定配料比由爐頂裝料裝置分批送入高爐淌实,并使?fàn)t喉料面保持一定的高度。焦炭和礦石在爐內(nèi)形成交替分層結(jié)構(gòu)猖腕。礦石料在下降過程中逐步被還原拆祈、熔化成鐵和渣,聚集在爐缸中倘感,定期從鐵口放坏、渣口放出。
鼓風(fēng)機(jī)送出的冷空氣在熱風(fēng)爐加熱到800~1350℃以后老玛,經(jīng)風(fēng)口連續(xù)而穩(wěn)定地進(jìn)入爐缸淤年,熱風(fēng)使風(fēng)口前的焦炭燃燒,產(chǎn)生2000℃以上的熾熱還原性煤氣蜡豹。上升的高溫煤氣流加熱鐵礦石和熔劑麸粮,使成為液態(tài);并使鐵礦石完成一系列物理化學(xué)變化镜廉,煤氣流則逐漸冷卻弄诲。下降料柱與上升煤氣流之間進(jìn)行劇烈的傳熱、傳質(zhì)和傳動(dòng)量的過程娇唯。
下降爐料中的毛細(xì)水分當(dāng)受熱到100~200℃即蒸發(fā)齐遵,褐鐵礦和某些脈石中的結(jié)晶水要到500~800℃才分解蒸發(fā)。主要的熔劑石灰石和白云石塔插,以及其他碳酸鹽和硫酸鹽梗摇,也在爐中受熱分解。石灰石中CaCO3和白云石中MgCO3的分解溫度分別為900~1000℃和740~900℃佑淀。鐵礦石在高爐中于400℃或稍低溫度下開始還原留美。部分氧化鐵是在下部高溫區(qū)先熔于爐渣彰檬,然后再從渣中還原出鐵。
焦炭在高爐中不熔化,只是到風(fēng)口前才燃燒氣化,少部分焦炭在還原氧化物時(shí)氣化成CO谎砾。而礦石在部分還原并升溫到1000~1100℃時(shí)就開始軟化逢倍;到1350~1400℃時(shí)完全熔化;超過1400℃就滴落景图。焦炭和礦石在下降過程中较雕,一直保持交替分層的結(jié)構(gòu)。由于高爐中的逆流熱交換,形成了溫度分布不同的幾個(gè)區(qū)域挚币,①區(qū)是礦石與焦炭分層的干區(qū)亮蒋,稱塊狀帶,沒有液體妆毕;②區(qū)為由軟熔層和焦炭夾層組成的軟熔帶慎玖,礦石開始軟化到完全熔化;③區(qū)是液態(tài)渣笛粘、鐵的滴落帶趁怔,帶內(nèi)只有焦炭仍是固體;④風(fēng)口前有一個(gè)袋形的焦炭回旋區(qū)薪前,在這里润努,焦炭強(qiáng)烈地回旋和燃燒,是爐內(nèi)熱量和氣體還原劑的主要產(chǎn)生地示括。
——本文摘自《鋼鐵百科》