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高炉炼铁有哪些过程? 高炉是将铁矿石还原成金属铁的炼铁设备,生产作为转炉、电炉原料的炼钢生铁,或供机械等行业使用的铸造生铁。从冶金过程角度讲,高炉是一个竖式反应器和热交换器,在高炉内部,炉料向下、煤气向上的逆向运动过程中,实现铁矿石的还原。高炉由炉壳等钢结构、耐火材料炉衬、炉顶装料设备、送风装置、冷却设备、检测仪表和基础等组成。耐火砖衬砌筑成的高炉内型是进行高炉冶炼的空间,由炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸和死铁层六部分组成。
(1 )炉内上部块状带,炉料中焦炭与矿石呈层状交替分布,下降的炉料与上升的煤气产生热变换,将炉料加热温度升高,使 高炉内进 固体料中水分蒸发、部分物料分解、铁氧化物间接还原等。炉料 在炉喉的分布决定着最终煤气流分布。
(2)炉子中部的软熔带,它是矿石在煤气流作用下从软化到熔化成渣铁液滴的区域,其上边界是开始软化,而下边界则熔融 此带发生着气一固一液多相的直接还原反应和造渣反应。软熔带的形状、位置及焦窗的面积决定着煤气流分布的二次分配。
(3)炉子中下部滴落带,它是从软熔带形成的渣铁液滴穿越焦炭柱进入炉缸的区域,焦柱分为疏松区和密实区两部分,前者的焦炭是进入风口前燃烧带燃烧的主要部分,后者则相对呆滞(又称死料柱),下滴的渣铁和焦炭与上升煤气在这里发生多种复杂的质量传输(例如铁的渗碳、少量元素的直接还原等)和热交换过程。
(4)炉缸的渣铁贮存区,它的上层被焦炭占领,浸埋于渣铁中,即上层为完全被焦炭浸埋的渣层和部分铁层,下层为无焦炭的铁层,这里进行着渣铁之间的液一液反应,煤气与渣铁间的辐射传热和高温焦炭与渣铁间的传导传热,提高渣铁温度。
(5)燃烧带,进入燃烧带的焦炭和煤粉,被具有高鼓风动能的热风带动做逆时针循环旋转运动,同时燃料中的碳与氧发生燃烧反应,形成高温煤气向上运动,是高炉炼铁的热源和间接还原剂CO和H2的发生地,其大小决定着炉内煤气的初始分布 。
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