鼓風(fēng)爐
[拼音]:gufenglu
[外文]:blast furnace
豎爐的一種。由爐頂、爐身和爐缸或本床組成。爐頂設(shè)有加料口和排煙口。爐身下部兩側(cè)各有向爐內(nèi)鼓風(fēng)的風(fēng)口若干個(gè),爐缸設(shè)有熔體排出口和放空口,本床只設(shè)一個(gè)排出口。煉鐵鼓風(fēng)爐通稱高爐;鼓風(fēng)爐則一般指有色金屬的熔煉豎爐。
鼓風(fēng)爐可用于銅、鎳、鈷等金屬的造锍熔煉和鉛、鋅等金屬的還原熔煉,還可用于熔化雜銅和處理其他物料。鼓風(fēng)爐的爐料一般為塊狀,燃料為焦炭。爐料分批從爐頂加入,形成料柱??諝庥上虏匡L(fēng)口鼓入,焦炭在風(fēng)口區(qū)燃燒,形成高溫熔煉區(qū);爐料在此激烈反應(yīng),不斷熔化。還原熔煉時(shí),熔體在爐缸內(nèi)澄清,分別放出金屬和爐渣,造锍熔煉時(shí),熔體經(jīng)本床流入前床,澄清分離出冰銅和爐渣。熱煙氣穿過爐料上升至爐頂排出過程中,使?fàn)t料預(yù)熱(熔煉混捏精礦時(shí),還使精礦燒結(jié)),并發(fā)生部分熔煉化學(xué)反應(yīng)。所以鼓風(fēng)爐的傳熱傳質(zhì)條件好,熱效率高,單位面積日生產(chǎn)能力(即床能率)大。
近代煉銅鼓風(fēng)爐多處理燒結(jié)塊,煙氣SO2濃度低。50年代改為處理混捏精礦和部分塊料,并采用料封爐頂,提高了煙氣SO2濃度,精礦中的硫得到較好的利用。1981年蘇聯(lián)公布了硫化銅礦鼓風(fēng)爐富氧自熱熔煉的專利,以低品位塊礦或精礦制成的團(tuán)塊(或粒)為原料,鼓入含氧24~45%的富氧空氣,實(shí)現(xiàn)自熱熔煉,產(chǎn)出冰銅;煙氣回收單質(zhì)硫后,還可制取硫酸。1950年,英國建成鉛、鋅鼓風(fēng)爐,處理鉛、鋅混合礦,同時(shí)獲得金屬鉛和鋅。
鼓風(fēng)爐爐身橫斷面多為長方形,小型爐一般為圓形或橢圓形。爐內(nèi)的風(fēng)口部位叫風(fēng)口區(qū),風(fēng)口區(qū)橫斷面積為衡量爐子大小的尺度。長方形鼓風(fēng)爐風(fēng)口區(qū)的寬度一般為1~1.5米,長度3~10米。風(fēng)口至料面的距離稱為料柱高度。爐頂料面上的溫度為爐頂溫度。鼓風(fēng)爐熔煉的操作分高料柱(3.6~ 5.5米)冷爐頂(100~200℃)和低料柱(2.5~3.5米)熱爐頂(300~500℃)兩種。還原熔煉多用高料柱,造锍熔煉多用低料柱。鼓風(fēng)爐的燃料為焦炭。還原熔煉時(shí),焦炭兼作還原劑,焦率較高,如煉鉛鼓風(fēng)爐焦率約10~13%;造锍熔煉,焦率較低,煉銅鼓風(fēng)爐焦率約 8~10%。鼓風(fēng)爐風(fēng)壓與料柱高度和爐料塊度有關(guān),高料柱操作,一般為80~150毫米汞柱(表壓),低料柱操作,一般為50~80毫米汞柱(表壓)。鼓風(fēng)爐風(fēng)口區(qū)為熔煉區(qū),溫度最高,煉鉛爐約為1250℃,煉銅爐約為1350℃。鼓風(fēng)爐的床能率以風(fēng)口區(qū)單位面積計(jì),煉鉛爐一般為50~70噸/(米2?日),熔煉銅精礦的鼓風(fēng)爐一般為40~50噸/(米2?日)。
鼓風(fēng)爐是傳統(tǒng)的冶金設(shè)備之一。19世紀(jì)末,爐身開始采用局部水冷裝置,后來發(fā)展成全水套爐身;現(xiàn)已發(fā)展為汽化冷卻,生產(chǎn)低壓蒸汽。
- 參考書目
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- 趙天從主編:《重金屬冶金學(xué)》,冶金工業(yè)出版社,北京,1981。
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