高炉:简介、定义、结构、工作原理、应用及优点

简介

高炉是一种特殊的圆柱形熔炉,主要用于冶炼。因此,工业金属可以从它们的矿石中提取,如铁、生铁或铜。

“爆炸”一词的意思是,燃烧空气被强力供给或产生到上方的大气压力中。在过去,火炉只用木炭来炼铁。

由于砍伐森林导致木材短缺后不久,就有人建议用煤来解决这个问题。由于煤中含有硫,硫会使铁变得很脆,因此人们认为煤是铁寿命的浪费。

然而,在17世纪,亚伯拉罕·达比完成了他的使命,生产出了这样的熔炉,可以用焦炭作为燃料冶炼铁。他的成就是惊人的,他增加了铁的贸易,最终导致了工业革命。

本文全面地讨论和阐述了有关的信息高炉,其结构细节,包括其主要部件及其工作现象和作用。本文还着重介绍了这些炉的实际应用情况。

高炉的定义:

它被定义为冶金炉,主要用于从铁和铜矿石中提取金属。这种燃料含有一种混合的助熔剂,在有铁矿石的地方,这种助熔剂是石灰石,焦炭是通过炉子顶部供应和泵送的。

另一方面,炉底装有一系列平行管道,用于输送富氧热风。

一旦允许热空气进入,氧化矿石就被还原成不纯金属。当这两种材料混合在一起时,化学反应发生了,熔化的金属掉落在被吸掉和收集的地方。

原料的废料,基本上就是“炉渣”,在炉顶通过管道排出。熔融金属和熔渣是这个过程的最终产品。这两种产物在相反方向上的流动以及不同的燃烧气体被称为逆流交换。

然而,有类似的程序用于各种目的,包括吹屋获得锡,铅,可以由冶炼厂提取,同样,铁是通过灯笼炉获得的。这些都被归类为高炉。

然而,这个术语用于冶炼铁矿石的目的非常有限。这种冶炼将有助于生铁的生产,生铁是钢铁生产加工中主要使用的材料。

高炉分段:

高炉由以下部分组成:

  1. 炉的
  2. 出铁场
  3. 炉灶
  4. 原料贮存科
  5. 原料装料科
  6. 气体清洗点
  7. 倾渣区
  8. 煤粉接种

让我一个一个地讨论。

炉的:

这是我们将原料产生的炉渣注入热金属的整个熔炉区域。

出铁场:

在铸室内,带渣的热金属流过一个通道,通道分为两种形式,一种是热金属,另一种是渣,然后依次进入熔炉的铁侧和渣侧。

炉灶:

炉子用来加热由高速鼓风机提供的空气。

原料储存科:

原料储存在这一段,经过精心设计,原料可以很容易地从这一段转移。

原料加料段:

顾名思义,这是一个充电站。在这个部分,我们可以看到原料通过料斗进入熔炉。

气体清洗点:

由于我们使用几种燃料来产生热量,在这种情况下,高炉内部也会产生大量的燃烧气体,所以我们需要有一个点或段,从中我们可以很容易地提取燃烧气体。

卸渣区:

在鼓风炉中,当当时发生了提取铁的过程时,我们也得到了炉渣或杂质。要去除这个,我们使用两种类型的方法。

一种是使用高压水射流,它与矿渣或杂质混合,然后我们将混合物送到造粒计划,其次,如果它无法在造粒厂造粒,那么我们将在一个单独的区域倾倒矿渣。

煤粉接种:

在这一节中,我们将粉碎的煤尘充入,使其可以轻松取火。

还读:

高炉主要部件:

爆炸由以下部分组成:

  1. 漏斗
  2. 可盖茨
  3. 旋转斜槽
  4. 耐火砖
  5. 燃烧
  6. 煤气灶
  7. 碳砖
  8. 出铁口
  9. 风口

斗:

它是一个锥形漏斗,用于倾倒来自原料储存段的原料。

可盖茨:

为了控制原料的流量和数量,我们需要使用可调闸门。它可以手动控制,但在现代高炉中,它是电子打开或关闭的。

旋转槽:

它用于混合原料,更重要的是,它防止炉气在原料加料时逸出。

耐火砖:

耐火粘土砖用于保护炉壳。它是由陶瓷材料制成的,它可以承受高温,导热系数很低。

燃烧室:

它是燃料燃烧发生的地方。

气体燃烧器:

为了产生火,我们需要一个燃烧器,所以在燃烧室里,安装了一个燃气燃烧器。

碳砖:

燃烧室的外部是由碳砖制成的,因为它有更强的能力抵抗燃烧室的内部热量。它是一种复合耐火材料,具有较强的抗渣能力和较高的热导率和较低的碳膨胀性。

出铁口:

通过龙头孔,我们可以将熔化的物质抽到炉外。

风口:

这是一根管子,我们用它给炉子供气。为了产生空气,我们可以使用高压鼓风机。

高炉区域:

在高炉内,我们可以看到有四个主要区域。

  1. 堆栈
  2. 波什

堆栈区域:

它是高炉的顶部区域,由耐火砖覆盖。在这一段,热气体从燃烧室上升,向上流动,加热从料斗中新来的原料。

桶区:

相对来说,它比堆叠更热。它也被称为还原区,在那里发生了化学关系。

波什区:

这是一个介于红心(底部)和波什之间的区域。它是熔炉中最热的部分,因为在这个部分,空气和焦炭之间的反应非常接近。部分炉灰覆有厚烧制粘土砖,部分炉灰覆有碳砖。

炉区:

它是高炉的底部。在中心区域,热气从一侧进入,新鲜的大气气体从另一侧通过风口进入。

高炉结构细节:

高炉以高大结构的形式建造,放置有特殊类型的砖(耐火粘土砖),这种砖抵抗任何环境攻击的分解。这些砖是使带电材料膨胀的轮廓。

一旦开始融化,这些砖就会受热并缩小尺寸。完整的程序是建立在各种材料和隔间的帮助下开始加工。这些包括来自Cowper炉的热风、废气、氧化铁还原区(堆叠)、包含矿石、石灰石和焦炭的长柱、预热区、熔化区(波束)、氧化亚铁还原区(桶)和矿石、焦炭和石灰石的进料。这些组件具有不同的特性和用途,本文稍后将对此进行讨论。

高炉的详细构造分为物理区和化学区两个区域。在物理区,该高炉的结构系统分为五个部分,包括炉膛、轴、炉腹、炉缸和风口。

另一方面,化学区也被细分为5个区域,即堆积区、粘性或软化区、活性焦炭区、滚道(或风口)区和炉缸区。

高炉示意图
1.来自考伯炉的热风2。熔化区3。氧化亚铁还原区4。氧化铁还原区5。6、预热区矿石、石灰石和焦炭的饲料7。废气8。矿柱中有矿石、焦炭和石灰石。除渣10。 Tapping of molten pig iron 11. Collection of waste gases

还读:

高炉工序:

该高炉的工作现象很简单。为了从矿石中冶炼铁,首先,石灰石助熔剂、焦炭和铁矿石被引入炉顶面。它们被允许以非常精确的顺序进入,以便有效地控制气体流量和其他化学反应。

非常热和脏的气体被加压并通过喉道供应到炉的出口点,而“泄气阀”有助于保护炉顶施加的突然气体压力。

废气中含有的粗颗粒沉积在“捕尘器”中,这样它们就可以被处理掉。另一方面,提供一个“文丘里洗涤器”,使气体流过它,然后气体从气体冷却器通过,以降低被清洗气体的温度。

炉的下半部分设有水冷却器铜风口、扰流管和炉渣、铁液收集设备。这个隔间通常被称为“铸造室”。

在耐火粘土塞中插入一个龙头,使铁液和矿渣流经一个“撇铁器”,将铁和矿渣撇出。先进的大高炉通常有四个出铁孔和两个铸造室。炉渣和生铁一收集,难熔粘土就从龙头孔中释放出来。

高炉应用:

  • 鼓风炉有许多应用,大多在各种大小工业中实践。
  • 一般来说,它被用来从矿石中生产生铁。
  • 它被用于加工厂。
  • 高炉炉渣具有水力性能,可作为水泥添加剂使用
  • 矿渣也有助于土壤的稳定。

高炉优点:

高炉有助于节省燃料从82至87 MJ/t-HM安装在工业。在日本,据观察,每1公吨/年仅回收50%的炉子烟气,就可节省约0.125吉焦/吨生铁。

热风炉通常用于回收热量,有助于减少能源需求0.26 GJ/t-HM,在全球范围内,它用于减少能源潜力0.15 EJ/y。而假设最大可节约能量约为0.3 GJ/t生铁。

提高高炉顶压0.6 Bar左右,降低了焦炭率和风口喷注量。如果安装回收涡轮机,这些高压熔炉有助于产生约0.35 GJ/t-HM的电力。

同样,使用高炉每吨节约26%的焦炭消耗是可行的。为此,具有顶级气体回收服务的高炉将是首选。另一方面,如果该炉与干式除尘气相结合,则可减少9 Nm3/tH的用水量,使发电系统增加30%。

此外,如果高炉与生物质一起使用,PCI可以完全被木炭取代,仅占碳输入的45%。高炉煤气释放后得到改善和回收,节约能源35% MJ/t-HM ~ 70% MJ/t-HM。因此,通过这些高炉程序实现的总节能量约为0.4 GJ/t-HM。

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