El alto horno es un importante equipo metalúrgico que se utiliza para convertir el mineral en hierro fundido. El principio de la fabricación de hierro en altos hornos es colocar materias primas como minerales, coque y piedra caliza en el alto horno y, mediante una reacción de reducción a alta temperatura, los óxidos de hierro del mineral de hierro se reducen a hierro metálico. Las impurezas del mineral también se pueden eliminar para obtener hierro fundido de alta calidad.
Preparación de la materia prima
En el proceso de fabricación de hierro en alto horno es necesario preparar tres materias primas: mineral de hierro, coque y piedra caliza. El mineral de hierro es la principal materia prima de los altos hornos, normalmente magnetita, hematita, limonita, etc. El coque es el agente reductor en la reacción de reducción del alto horno y debe tener cierta resistencia y porosidad. La piedra caliza es una materia prima auxiliar utilizada para la desulfuración y desfosforización.
El proceso de fabricación de hierro en alto horno
El proceso de fabricación de hierro en alto horno se puede dividir en tres etapas: precalentamiento, reducción y fusión.
Precalentamiento
Inyectar aire y combustible en la parte superior del alto horno para elevar la temperatura en el horno hasta unos 500°C. En este momento, el coque comienza a sufrir una reacción de combustión, generando una gran cantidad de calor y elevando la temperatura en el horno a aproximadamente 1000°C. Al mismo tiempo, el mineral de hierro pierde gradualmente agua cristalina y materia volátil a altas temperaturas, preparándose para entrar en la etapa de reacción de reducción.
Reducción
En medio del alto horno se produce una reacción de reducción entre el mineral de hierro y el coque, reduciendo los óxidos de hierro a hierro metálico. La ecuación química de la reacción de reducción es: Fe2O3·3C→2Fe·3CO. Durante la reacción de reducción, el monóxido de carbono producido puede continuar reaccionando con los óxidos de hierro para generar más hierro metálico. Al mismo tiempo, la piedra caliza también participa en la reacción, eliminando azufre y fósforo del mineral, produciendo escorias de fácil descarga.
Fundición
En la parte inferior del alto horno se estratifican escorias y hierro fundido, quedando la escoria en la parte inferior y el hierro fundido en la parte superior. La escoria se produce por la reacción de impurezas en el mineral y la piedra caliza. Tiene alta fluidez y baja densidad y puede descargarse desde el fondo del alto horno. El hierro fundido tiene una mayor densidad y puede bombearse desde la parte superior del alto horno. El hierro fundido también necesita pasar por procesos posteriores, como la fabricación de acero, para producir diversos productos de acero.
Fin
El principio de fabricación de hierro en alto horno es un proceso complejo que requiere la preparación de múltiples materias primas y el control de múltiples procesos de reacción. La investigación, el desarrollo y la mejora de los altos hornos son cruciales para el desarrollo de la industria siderúrgica. Con el avance continuo de la tecnología, la eficiencia y la calidad de la fabricación de hierro en altos hornos también mejoran constantemente, proporcionando una base sólida para fabricar más acero de alta calidad.