高炉及工艺说明

高炉及工艺描述： 炼铁高炉是一座立式竖井，用于熔化铁矿石并通过热交换和化学反应生产铁水。炉料由氧化铁、助熔剂和焦炭组成，从炉顶通过炉口提供。

高炉

通过接收来自炉腹区域的上升热风（氧气、氮气）和喷射（油/煤粉）供给的热量，氧化铁被还原成铁水。在喉部下方，直径有所增加，称为炉身，之后炉子保持直径恒定的圆柱形部分，称为炉腹。

就在它的下方，有一个直径减小的区域，称为炉腹区域，鼓风通过周围的风口进入炉内。风口是冷却的铜锥形喷嘴，小型熔炉有 12 个风口，大型熔炉最多有 42 个。

预热空气 (1000–1300 °C) 吹过其中。鼓风中的氧气将焦炭燃烧成一氧化碳，并且在风口区域中存在多个燃烧区，每个燃烧区在每个风口前面。炉床区是最底部的区域，是储存铁水和炉渣的地方。

高炉内部容积根据物理意义和炉内发生的化学反应分为不同的区域。炉顶部分称为块状区；负担进入并逐层堆叠为固体。

氧化铁的还原发生在内聚区。赤铁矿 (Fe2O3) 转化为磁铁矿 (Fe3O4)，随后通过含有一氧化碳的上升还原气体转化为方铁矿 (FexO)，产生二氧化碳作为反应产物。

铁矿石在粘性区开始软化和熔化，在下端铁熔化并分散在固体焦炭层中。在粘性区下方，滚道开始：在这里，焦炭燃烧成一氧化碳，一氧化碳由氧气和一些惰性氮气组成。

在炉腹的中心，紧密地分布着一堆未反应的焦炭，称为死区。最后一个区域称为炉床区域，炉渣漂浮在铁水表面并被分离。高炉示意图如图1所示。

流程说明

在炉膛的上部，距炉膛边缘约半米处，有开口。炉床的周围设有空间，通过风口将热空气吹过该空间。热风使通过风口注入的焦炭和其他碳基材料气化，这些材料通常是煤、天然气和石油。

在此过程中，爆炸中的氧气转化为气态一氧化碳。焦炭（Ck）与其他原料一起从喉部下降到炉膛，并与各个风口前面的氧化区的热风接触，焦炭在此发生剧烈燃烧。

CK + O2 _ CO2

由于炉膛中有多余的碳，二氧化碳被还原成一氧化碳。因此，一氧化碳总是作为一种物质从氧化区逸出焦炭燃烧的产物。

CK + CO2 _ 2CO

在缺氧地区，焦炭中的碳不能完全燃烧成二氧化碳。

原料铁矿石、焦炭、石灰石从顶部经喉部装入炉内。氧化铁（矿石）Fe2O3 主要被上升的 CO 还原。铁矿石发生还原并转化为最终铁水。

原料在炉身内部形成层状结构，由矿石、熔剂和焦炭组成，在炉膛下部熔化，炉料层逐渐向下移动。炉料分布对于高炉的平稳运行起着重要作用。充电设备控制负荷分配。现代设备为有效分配负担提供了更好的选择。