
【化】 blast furnace iron******
blast furnace
【化】 blast furnace
puddling
定义
高炉炼铁是以铁矿石、焦炭和熔剂(石灰石等)为原料,在高温还原性气氛的高炉内连续生产液态生铁的冶金过程。英文术语"blast furnace ironmaking"中,"blast"指鼓入热风的操作,"furnace"特指竖式炉体结构。
高温还原反应
焦炭燃烧产生高温(炉缸区达1500°C以上)和还原气体(CO为主),铁氧化物(Fe₂O₃/Fe₃O₄)经逐级还原生成金属铁:
$$ ce{Fe2O3 ->[text{+CO}] Fe3O4 ->[text{+CO}] FeO ->[text{+CO}] Fe} $$
熔剂与矿石中脉石反应生成低熔点炉渣,实现铁渣分离(来源:《现代冶金学·钢铁冶金卷》)。
逆流换热与连续生产
原料从炉顶分批装入,热煤气向上流动预热炉料;液态生铁和炉渣定期从炉底排出,实现连续作业(来源:《炼铁工艺学》)。
类别 | 组成与作用 |
---|---|
原料 | -铁矿石:赤铁矿/磁铁矿(含铁量>55%) |
: 王筱留. 《钢铁冶金学(炼铁部分)》. 冶金工业出版社, 2013.
: 那树人. 《炼铁计算》. 冶金工业出版社, 2019.
: International Iron and Steel Institute. Blast Furnace Operation. IISI Technical Report, 2020.
高炉炼铁是一种通过高温还原反应从铁矿石中提取生铁的冶金工艺,是现代钢铁生产的关键环节。以下是其核心要点:
高炉炼铁是由古代竖炉炼铁发展而来的工业化生产方法,利用焦炭等燃料在密闭高炉内将铁矿石还原为液态生铁。其炉体自上而下分为炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸五部分。
还原反应:焦炭燃烧生成CO和H₂,作为还原剂将铁氧化物(如Fe₂O₃)还原为铁: $$ text{Fe}_2text{O}_3 + 3text{CO} rightarrow 2text{Fe} + 3text{CO}_2 $$
造渣过程:熔剂(如石灰石)与矿石中的杂质(SiO₂、Al₂O₃等)结合形成液态炉渣,实现渣铁分离。
原料类型 | 作用 |
---|---|
铁矿石 | 提供铁元素(赤铁矿、磁铁矿等) |
焦炭 | 燃料兼还原剂,支撑料柱透气性 |
熔剂(石灰石) | 降低矿石熔点,去除杂质 |
辅助燃料(煤粉/天然气) | 部分替代焦炭,降低成本 |
如需更完整的工艺流程图示或设备说明,可参考详细描述。
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