高炉炼铁化学方程式:CO2+C=高温=2CO,Fe2O3+3CO=高温=2Fe+3CO2,CaCO3=高温=CaO+CO2↑,CaO+SiO2=高温=CaSiO3。
高炉炼铁的原理是将铁矿石、油、煤、焦炭等原料放入高炉中加热,将铁中的氧夺取出来从而形成铁的过程。整个高炉炼铁的流程的方程式为:
1.造气(提供热量、产生CO):CO2+C=高温=2CO
2.炼铁:Fe2O3+3CO=高温=2Fe+3CO2;
3.造渣:CaCO3=高温=CaO+CO2↑,CaO+SiO2=高温=CaSiO3。
这一流程的目的是利用石灰石使得冶炼生成的铁与杂质分开。
炼铁的主要设备是高炉。冶炼时,铁矿石、焦炭、和石灰石从炉顶进料口由上而下加入,同时将热空气从进风口由下而上鼓入炉内,在高温下,反应物充分接触反应得到铁。
炼铁高炉的工艺流程:高炉冶炼是一个连续的生产过程,全过程在炉料自上而下,煤气自下而上的相互接触过程中完成。炉料按一定批料从炉顶装入炉内,从风口鼓入由热风炉加热到1000-1300°C热风,炉料中焦炭在风口前燃烧,产生高温和还原性气体,在炉内上升过程中加热缓慢下降的炉料,并还原铁矿石中的氧化物为金属铁。
矿石升至一定温度后软化,熔融滴落,矿山中未被还原的物质形成熔渣,实现渣铁分离。渣铁聚集于炉缸内,发生诸多反应,最后调整成分和温度达到终点,定期从炉内排放炉渣和铁水。上升的煤气流将能量传给炉料而使温度降低,最终形成高炉煤气从炉顶导出管排出,进入除尘系统。
高炉炼铁法是在高炉中把铁矿石还原成铁的一种连续冶金方法。是一种主要的现代炼铁方法。其冶炼工艺是按规定的配比从炉顶装入铁矿石、焦炭、造渣用的熔剂,并使炉喉料面保持一定的高度,焦炭和矿石在炉内形成交替分层结构,从位于炉子下部沿炉周方向的风口吹入经预热到800~1350℃的空气。
焦炭同鼓入热空气的氧燃烧生成一氧化碳和氢气,在炉内上升过程中除去铁矿石中的氧,从而还原得到铁,并在2000℃以上的炽热高温中成为液态。炼出的液态铁水从出铁口流出,经凝固而形成生铁锭。铁矿石中不还原的杂质和熔剂结合生成炉渣,从出渣口排出。产生的煤气从炉顶导出,经除尘后作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等的燃料。
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