高爐在冶煉過程中的物理化學(xué)變化非常復(fù)雜。煉鐵原料從離爐爐頂加入后，經(jīng)過預(yù)熱、鐵氧化物的分解和還原、焦炭的燃燒及造渣等一系列過程之后才能獲得生鐵，當(dāng)然每一個(gè)過程并不是孤立的。

 

髙爐冶煉過程包括原料準(zhǔn)備、鼓風(fēng)加熱、煤氣清洗、冶煉過程控制以及冶煉產(chǎn)品處理等環(huán)節(jié)。高爐冶煉過程的連續(xù)性和周期性，決定了高爐的每一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障都將會(huì)影響整個(gè)煉鐵生產(chǎn)。

 

現(xiàn)代高爐在混凝土基礎(chǔ)上設(shè)有耐熱混凝土基墩，以降低基礎(chǔ)混凝土熱負(fù)荷，并防止燒壞混凝土基礎(chǔ)。爐體采用整體鋼殼，可以保證耐火砌體穩(wěn)定和仿制媒體外漏。在高爐的四角設(shè)置4根大支柱，柱間連以橫梁，以支持爐體各層操作平臺(tái)，熱風(fēng)圍管也吊掛在橫梁上。爐頂有上料設(shè)備系統(tǒng)、爐缸部分有渣鐵處理系統(tǒng)的，還有送風(fēng)系統(tǒng)，原料系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)等。關(guān)于高爐的附屬設(shè)備系統(tǒng)在這里不再贅述，只談及一下本體及高爐內(nèi)型。

 

 

高爐比較完善的形式結(jié)構(gòu)是5段式：爐喉、爐身、爐腰、爐腹、爐缸。其中，爐喉、爐腰、爐缸均為圓筒形，而爐身和爐腹則分別為上小下大和上大下小的圓錐臺(tái)。5段式的爐型結(jié)構(gòu)既滿足了爐料下降時(shí)受熱膨脹而引起體積加大的需要，同時(shí)又適應(yīng)了爐料的還原熔化以及選渣過程，也適應(yīng)了煤氣上升過程中冷卻收縮的情況。實(shí)踐已經(jīng)證明，5段式作為一個(gè)現(xiàn)代爐型結(jié)構(gòu)滿足了煉鐵生產(chǎn)的要求，并已取得明顯效果。

 

高爐內(nèi)型作為一個(gè)外部條件對(duì)冶煉過程確實(shí)有很大影響，現(xiàn)就內(nèi)型各段在冶煉過程中的特征表現(xiàn)及作用分述如下：

 

爐喉：主要起著保護(hù)爐襯、合理布料和限制煤氣灰被氣體大量帶出的作用。在這里形成煤氣流的3次分布，從爐喉煤氣曲線可以從另一側(cè)面看出高爐的冶煉行為。其爐喉形狀大小隨高爐使用原料條件的變化而變化。一般爐喉直徑與爐腰直徑之比(d1/D)為0. 69~0. 72，其高度在3m以內(nèi)正常生產(chǎn)時(shí)， 爐喉溫度為400~500 ℃。由于爐料的撞擊和摩擦比較劇烈，鋼磚一般選用鑄鋼件。

 

爐身：主要起著爐料的預(yù)熱、加熱、還原和造渣的作用。在這里發(fā)生了一系列的物理化學(xué)變化。為了使?fàn)t料順利下降和煤氣不斷上升，爐身要有一定的傾斜度(通常用爐身角β表示)，以利于邊緣煤氣有適當(dāng)發(fā)展。當(dāng)爐身角太大時(shí)，邊緣煤氣不發(fā)展，便會(huì)發(fā)生懸料事故，造成高爐不順行;反之，爐身角太小，大量的煤氣會(huì)從邊緣跑掉，煤氣能量利用變差，礦石就得不到充分的加熱和還原，以致焦比升高。因此，合適的爐身角很重要，一般以83°~85°30′為宜。小高爐的料柱低，為了充分利用煤氣的熱能和化學(xué)能，爐身角應(yīng)稍大些;反之，爐身角應(yīng)稍小些。

 

爐腰：起著緩沖上升煤氣流的作用。爐料在這里已部分還原造渣，透氣性較差，故爐腰直徑有逐漸擴(kuò)大之勢(shì)。爐腰髙度則不易過高，大高爐一般為2m左右，如某1000m3高爐，其爐腰高度僅616mm。另外，因?yàn)闋t腰部位的物料沖刷嚴(yán)重，所以爐腰是髙爐的一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。榮盛耐材技術(shù)人員會(huì)為您提供合理施工方案。

 

爐腹：連接著爐缸和爐腰。其上大下小，也正適應(yīng)氣體體積增加和爐料變成渣鐵后體積縮小的需要。爐腹的傾斜度(用a角)也應(yīng)適宜。為了改善此處爐料的通氣性(該部位既有液態(tài)的渣鐵，又有固態(tài)的焦炭爐腹角也有擴(kuò)大的趨勢(shì)，一般大中型高爐爐腹角在80°~82°之間。

 

另外，爐腹部位溫度很高，并有大量熔渣形成，所以渣蝕嚴(yán)重，又是高爐部位的一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。

 

爐缸、爐底：主要起著燃燒焦炭和儲(chǔ)存渣鐵的作用。隨著冶煉強(qiáng)度提高，爐缸直徑也在擴(kuò)大。爐缸部位工作環(huán)埦更為惡劣。特別是風(fēng)口區(qū)溫度是高爐內(nèi)溫度更高的地方，內(nèi)襯除受高溫作用外，還受渣鐵的化學(xué)侵蝕和沖刷。爐底主要受到潦鐵特別是鐵水的侵蝕，侵蝕形成一般為蒜頭狀爐底。由于爐缸、爐底內(nèi)襯的侵蝕不易修補(bǔ)，所以爐缸、爐底壽命的長(zhǎng)短往往決定著一代高爐壽命的長(zhǎng)短。