
【化】 blast furnace iron******
blast furnace
【化】 blast furnace
puddling
定義
高爐煉鐵是以鐵礦石、焦炭和熔劑(石灰石等)為原料,在高溫還原性氣氛的高爐内連續生産液态生鐵的冶金過程。英文術語"blast furnace ironmaking"中,"blast"指鼓入熱風的操作,"furnace"特指豎式爐體結構。
高溫還原反應
焦炭燃燒産生高溫(爐缸區達1500°C以上)和還原氣體(CO為主),鐵氧化物(Fe₂O₃/Fe₃O₄)經逐級還原生成金屬鐵:
$$ ce{Fe2O3 ->[text{+CO}] Fe3O4 ->[text{+CO}] FeO ->[text{+CO}] Fe} $$
熔劑與礦石中脈石反應生成低熔點爐渣,實現鐵渣分離(來源:《現代冶金學·鋼鐵冶金卷》)。
逆流換熱與連續生産
原料從爐頂分批裝入,熱煤氣向上流動預熱爐料;液态生鐵和爐渣定期從爐底排出,實現連續作業(來源:《煉鐵工藝學》)。
類别 | 組成與作用 |
---|---|
原料 | -鐵礦石:赤鐵礦/磁鐵礦(含鐵量>55%) |
: 王筱留. 《鋼鐵冶金學(煉鐵部分)》. 冶金工業出版社, 2013.
: 那樹人. 《煉鐵計算》. 冶金工業出版社, 2019.
: International Iron and Steel Institute. Blast Furnace Operation. IISI Technical Report, 2020.
高爐煉鐵是一種通過高溫還原反應從鐵礦石中提取生鐵的冶金工藝,是現代鋼鐵生産的關鍵環節。以下是其核心要點:
高爐煉鐵是由古代豎爐煉鐵發展而來的工業化生産方法,利用焦炭等燃料在密閉高爐内将鐵礦石還原為液态生鐵。其爐體自上而下分為爐喉、爐身、爐腰、爐腹、爐缸五部分。
還原反應:焦炭燃燒生成CO和H₂,作為還原劑将鐵氧化物(如Fe₂O₃)還原為鐵: $$ text{Fe}_2text{O}_3 + 3text{CO} rightarrow 2text{Fe} + 3text{CO}_2 $$
造渣過程:熔劑(如石灰石)與礦石中的雜質(SiO₂、Al₂O₃等)結合形成液态爐渣,實現渣鐵分離。
原料類型 | 作用 |
---|---|
鐵礦石 | 提供鐵元素(赤鐵礦、磁鐵礦等) |
焦炭 | 燃料兼還原劑,支撐料柱透氣性 |
熔劑(石灰石) | 降低礦石熔點,去除雜質 |
輔助燃料(煤粉/天然氣) | 部分替代焦炭,降低成本 |
如需更完整的工藝流程圖示或設備說明,可參考詳細描述。
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