(1)高炉料柱结构。
高炉内自上而下的温度总趋势是逐渐升高,60年代以来各国通过对高炉进行解剖表明,高炉内的等温线并非沿横截面呈水平状,因高炉炉型、原料品位和操作参数等因素,等温线可呈W形或倒V形(下图)等不同类型。料柱上部低于1100℃的区域,炉料保持入炉前的固体块状,该区域称块状带。料柱中部温度1100-1350℃的部位,矿石从外表到内部逐渐软化融着,故该区域称软融带,由于高炉内中心气流与边缘气流速度以及温度的差异,使软融带呈倒v形或w形。料柱中下部温度高于1350℃,此处仅焦炭仍呈固块状,熔化的铁水和炉渣沿焦炭层缝隙向下流动并滴落,高温煤气则沿粘附有铁水和炉渣的焦炭缝隙向上流动,该区域称滴落带。在滴落带下方的中心部位,有一个缓慢移动的呆滞焦炭层(也称死料柱)。这主要是当焦炭移动时由软融带上层滑落下来,未经受剧烈碳溶反应的焦炭组成。进入滴落带以下风口前的焦炭在高速热气流的吹动下剧烈回旋并猛烈燃烧形成回旋的风口区。风口区的周边是焦块、焦屑、铁水和熔渣,并随风口区内焦炭烧掉,边界层的焦炭被热风卷入回旋风口区,同时外围焦炭补入风口区边界层形成动平衡。风口区内焦炭完全燃烧生成的co2,在流经边界层时与灼热焦炭反应,几乎全部转化为co,提供铁氧化物还原所需的还原剂。
(2)铁氧化物的还原
高炉内自上而下的温度总趋势是逐渐升高,60年代以来各国通过对高炉进行解剖表明,高炉内的等温线并非沿横截面呈水平状,因高炉炉型、原料品位和操作参数等因素,等温线可呈W形或倒V形(下图)等不同类型。料柱上部低于1100℃的区域,炉料保持入炉前的固体块状,该区域称块状带。料柱中部温度1100-1350℃的部位,矿石从外表到内部逐渐软化融着,故该区域称软融带,由于高炉内中心气流与边缘气流速度以及温度的差异,使软融带呈倒v形或w形。料柱中下部温度高于1350℃,此处仅焦炭仍呈固块状,熔化的铁水和炉渣沿焦炭层缝隙向下流动并滴落,高温煤气则沿粘附有铁水和炉渣的焦炭缝隙向上流动,该区域称滴落带。在滴落带下方的中心部位,有一个缓慢移动的呆滞焦炭层(也称死料柱)。这主要是当焦炭移动时由软融带上层滑落下来,未经受剧烈碳溶反应的焦炭组成。进入滴落带以下风口前的焦炭在高速热气流的吹动下剧烈回旋并猛烈燃烧形成回旋的风口区。风口区的周边是焦块、焦屑、铁水和熔渣,并随风口区内焦炭烧掉,边界层的焦炭被热风卷入回旋风口区,同时外围焦炭补入风口区边界层形成动平衡。风口区内焦炭完全燃烧生成的co2,在流经边界层时与灼热焦炭反应,几乎全部转化为co,提供铁氧化物还原所需的还原剂。
(2)铁氧化物的还原