高炉炼铁很常见。高炉是一个很高的圆筒形炉子。它的外面是钢板。里面砌着耐火砖。耐火砖能抵抗高温。高炉从上到下分成五个部分。这五个部分是炉喉、炉身、炉腰、炉腹和炉缸。高炉生产是连续进行的。

炼铁需要原料。主要原料有三种。它们是铁矿石、焦炭和熔剂。铁矿石是含铁的岩石。铁矿石有很多种。常见的有赤铁矿和磁铁矿。铁矿石含铁量不一样。含铁量高的矿石更好。矿石里也有杂质。这些杂质叫做脉石。焦炭是从煤里炼出来的。焦炭在高炉里做两件事。它燃烧产生热量。它产生一氧化碳气体。一氧化碳气体能还原铁矿石。熔剂一般是石灰石。石灰石帮助去掉脉石。

原料不能直接加入高炉。它们需要准备。矿石要经过处理。大的矿石要破碎成小块。小块矿石需要筛分。粉末状的矿石不能直接用。它们会被烧结成块。或者被造球成球团。焦炭也要检查。焦炭要有合适的强度。熔剂也要破碎成小块。

高炉装料有顺序。原料从炉顶装入。装料设备保证炉顶密封。高炉里不能漏气。料车把原料送到炉顶。原料一批一批加入。一批料包括矿石、焦炭和熔剂。这个顺序很重要。

高炉下部有风口。热风从风口吹进去。热风温度很高。热风来自热风炉。热风炉先燃烧煤气加热格子砖。然后冷风通过热的格子砖变成热风。热风炉通常有三到四座。它们轮流工作和加热。

热风进高炉后遇到焦炭。焦炭燃烧。燃烧产生热量。高炉下部温度很高。燃烧产生二氧化碳。二氧化碳上升遇到红热焦炭。它们变成一氧化碳。一氧化碳气体往上升。

炉料往下走。煤气往上升。它们互相接触。矿石在下降过程被加热。温度慢慢升高。一氧化碳还原铁矿石中的氧。铁矿石失去氧变成铁。这个反应需要时间。铁水在炉腰和炉腹开始形成。铁水滴往下流。

熔剂起作用了。石灰石受热分解。它变成生石灰和二氧化碳。生石灰和脉石结合。它们形成炉渣。炉渣比铁水轻。炉渣浮在铁水上面。炉渣保护铁水。它防止铁水被氧化。它吸收铁水里的杂质。

高炉底部有出铁口和出渣口。铁水积存在炉缸里。每隔一段时间就出铁一次。用开口机打开出铁口。铁水流进铁水罐。铁水罐是耐火材料衬里的容器。铁水送去炼钢。炉渣从出渣口流出。炉渣流进渣罐。炉渣有很多用途。它可以做水泥。它可以铺路。

高炉生产会产生煤气。从炉顶出来的煤气叫高炉煤气。高炉煤气含有可燃气体。它不能直接排放。它会污染环境。它也有利用价值。高炉煤气经过除尘。灰尘被去掉。干净的煤气送去烧热风炉。多余的煤气可以发电。

高炉操作需要控制很多参数。风量很重要。风量大小影响生产。风温也很重要。风温高节省焦炭。炉顶压力需要稳定。装料制度要合理。太多粉末影响透气性。煤气流动不顺畅。高炉会不顺行。

有时高炉会出问题。炉况失常需要处理。炉缸堆积是问题。炉温向凉是问题。悬料是问题。结瘤是问题。操作工要会判断。他们调整操作参数。他们让高炉恢复正常。

高炉需要维护。高炉工作很长时间。耐火砖会磨损。炉衬需要修补。高炉工作几年后要大修。大修时间很长。大修花费很多钱。

高炉炼铁消耗很多能源。它产生很多二氧化碳。人们想办法节约能源。他们回收余热。他们提高风温。他们喷吹辅助燃料。煤粉从风口喷进去。煤粉代替部分焦炭。这样节省焦炭。焦炭生产污染大。

高炉炼铁技术很古老。人们一直在改进它。高炉变得更大。自动化程度更高。计算机控制高炉。传感器监测数据。操作工看屏幕。他们了解炉内情况。

铁水质量很重要。铁水含碳不能太高。铁水含硫不能太高。硫会使钢变脆。操作工控制炉温。他们调整炉渣成分。他们让硫进入炉渣。这样铁水更干净。

高炉炼铁是一个系统。每个部分都重要。原料要好。操作要细。设备要可靠。任何地方出问题都会影响生产。

研究高炉很有意义。我们研究如何降低燃料比。燃料比是炼一吨铁需要的焦炭量。降低燃料比节省成本。我们研究如何延长高炉寿命。高炉寿命长经济效益好。我们研究如何减少排放。环境保护很重要。

我们做实验。我们在实验室模拟高炉。我们研究反应机理。我们分析原料性能。我们研究新的炉料结构。我们比较不同矿种的效果。

我们建立数学模型。模型计算高炉内的反应。模型预测铁水温度。模型预测煤气成分。模型帮助操作工调整参数。

我们检测铁水。我们取样分析。我们知道铁水成分。我们检查炉渣。炉渣颜色告诉我们炉温。黑色炉渣表示炉温低。白色炉渣表示炉温高。

高炉炼铁是钢铁生产的第一步。没有铁水就不能炼钢。高炉炼铁技术还在发展。它仍然是主要炼铁方法。