
【機】 blast-furnace roasting
blast furnace
【化】 blast furnace
blaze; burn; burnable; burning; burnt; combustion; flame; inflammation
【化】 burning; combustion
【醫】 combustion
高爐燃燒(blast furnace combustion)是冶金工業中将鐵礦石還原為生鐵的核心熱工過程。該術語在《漢英綜合大詞典》中被定義為"通過焦炭、煤粉等燃料與鼓入空氣的氧化反應,在豎式爐膛内實現鐵氧化物化學還原的系統工程"。
技術要點解析
燃料系統:以焦炭(coke)為主要還原劑,噴吹煤粉(PCI)為輔助燃料。現代高爐焦炭負荷通常維持在380-420 kg/t鐵,化學反應式為:
$$
text{C} + text{O}_2 rightarrow text{CO}_2 quad (Delta H = -393.5 text{kJ/mol})
$$
$$
text{CO}_2 + text{C} rightarrow 2text{CO} quad (Delta H = +172.5 text{kJ/mol})
$$
熱風系統:經熱風爐預熱的空氣(1200-1350℃)通過風口鼓入,維持爐内1900-2300℃的高溫帶。《現代冶金學手冊》指出,每立方米鼓風可攜帶3.5-4.2 MJ顯熱。
物料平衡:典型原料配比為鐵礦石:焦炭:熔劑=1.6:0.4:0.15(質量比)。爐頂煤氣中CO含量達20-28%,經除塵後可用于餘熱發電。
行業應用
據《鋼鐵工業技術發展報告》統計,2024年中國高爐平均利用系數達2.8 t/(m³·d),較2010年提升45%。日本JFE鋼鐵研發的氫基還原技術,已實現15%氫氣替代率示範運行。
環境影響
《工業生态學與清潔生産》數據顯示,現代高爐通過TRT餘壓發電、煤氣循環等技術,可使噸鐵能耗降至480 kgce,較傳統工藝降低18%。
高爐燃燒是指在高爐煉鐵過程中,焦炭等燃料與鼓入的熱風發生氧化反應,産生高溫和還原性氣體(如一氧化碳),從而将鐵礦石還原為液态生鐵的核心過程。以下是詳細解釋:
燃料與反應
高爐内主要燃料為焦炭,其燃燒反應為:
$$mathrm{C + O_2 rightarrow CO_2}$$
隨後生成的二氧化碳與熾熱焦炭進一步反應生成一氧化碳:
$$mathrm{CO_2 + C rightarrow 2CO}$$
這些反應釋放大量熱量,維持爐内高溫(約1500°C),同時産生還原性氣體。
還原作用
一氧化碳與鐵礦石(主要成分為$mathrm{Fe_2O_3}$)發生還原反應:
$$mathrm{Fe_2O_3 + 3CO rightarrow 2Fe + 3CO_2}$$
最終得到液态鐵水,從爐缸排出。
主要發生在高爐的爐缸和風口帶,此處鼓入的熱風(約1200°C)與焦炭劇烈反應,形成高溫煤氣向上流動。
如需更完整的工藝流程或曆史演變,可參考冶金工程專業文獻。
比較成本財産損失估價人員春福壽草苷存儲器清除氮溢第四條修正案共同海損分攤價值恒常平衡交換器金錫紫計算機影響下的文化基于微型機的圖象系統刊印流動支出鹵素的盲腸下垂排隊存取法破壞甲狀腺的柔弱乳液的三氟哌多視神經睫狀神經切斷術獸力拉運水溶性茜素紅數字鐘松二糖調查确實銅朊萬