鼓风炉
[拼音]:gufenglu
[外文]:blast furnace
竖炉的一种。由炉顶、炉身和炉缸或本床组成。炉顶设有加料口和排烟口。炉身下部两侧各有向炉内鼓风的风口若干个,炉缸设有熔体排出口和放空口,本床只设一个排出口。炼铁鼓风炉通称高炉;鼓风炉则一般指有色金属的熔炼竖炉。
鼓风炉可用于铜、镍、钴等金属的造锍熔炼和铅、锌等金属的还原熔炼,还可用于熔化杂铜和处理其他物料。鼓风炉的炉料一般为块状,燃料为焦炭。炉料分批从炉顶加入,形成料柱。空气由下部风口鼓入,焦炭在风口区燃烧,形成高温熔炼区;炉料在此激烈反应,不断熔化。还原熔炼时,熔体在炉缸内澄清,分别放出金属和炉渣,造锍熔炼时,熔体经本床流入前床,澄清分离出冰铜和炉渣。热烟气穿过炉料上升至炉顶排出过程中,使炉料预热(熔炼混捏精矿时,还使精矿烧结),并发生部分熔炼化学反应。所以鼓风炉的传热传质条件好,热效率高,单位面积日生产能力(即床能率)大。
近代炼铜鼓风炉多处理烧结块,烟气SO2浓度低。50年代改为处理混捏精矿和部分块料,并采用料封炉顶,提高了烟气SO2浓度,精矿中的硫得到较好的利用。1981年苏联公布了硫化铜矿鼓风炉富氧自热熔炼的专利,以低品位块矿或精矿制成的团块(或粒)为原料,鼓入含氧24~45%的富氧空气,实现自热熔炼,产出冰铜;烟气回收单质硫后,还可制取硫酸。1950年,英国建成铅、锌鼓风炉,处理铅、锌混合矿,同时获得金属铅和锌。
鼓风炉炉身横断面多为长方形,小型炉一般为圆形或椭圆形。炉内的风口部位叫风口区,风口区横断面积为衡量炉子大小的尺度。长方形鼓风炉风口区的宽度一般为1~1.5米,长度3~10米。风口至料面的距离称为料柱高度。炉顶料面上的温度为炉顶温度。鼓风炉熔炼的操作分高料柱(3.6~ 5.5米)冷炉顶(100~200℃)和低料柱(2.5~3.5米)热炉顶(300~500℃)两种。还原熔炼多用高料柱,造锍熔炼多用低料柱。鼓风炉的燃料为焦炭。还原熔炼时,焦炭兼作还原剂,焦率较高,如炼铅鼓风炉焦率约10~13%;造锍熔炼,焦率较低,炼铜鼓风炉焦率约 8~10%。鼓风炉风压与料柱高度和炉料块度有关,高料柱操作,一般为80~150毫米汞柱(表压),低料柱操作,一般为50~80毫米汞柱(表压)。鼓风炉风口区为熔炼区,温度最高,炼铅炉约为1250℃,炼铜炉约为1350℃。鼓风炉的床能率以风口区单位面积计,炼铅炉一般为50~70吨/(米2・日),熔炼铜精矿的鼓风炉一般为40~50吨/(米2・日)。
鼓风炉是传统的冶金设备之一。19世纪末,炉身开始采用局部水冷装置,后来发展成全水套炉身;现已发展为汽化冷却,生产低压蒸汽。
- 参考书目
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- 赵天从主编:《重金属冶金学》,冶金工业出版社,北京,1981。
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