发布时间:2025-01-14 03:22:07 作者 :冶金资讯 围观 : 0次
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成分包括钢板、耐火砖、耐火泥等,炼铁炉外面是钢板,内堂是由耐火砖、耐火泥等构成。
炼铁炉是用钢板作炉壳,壳内砌耐火砖内衬,炼铁炉本体自上而下分为炉喉、炉身、炉腰、炉腹 、炉缸5部分,由于高炉炼铁技术经济指标良好,工艺简单,生产量大,劳动生产效率高,能耗低等优点,故这种方法生产的铁占世界铁总产量的绝大部分。
炼铁炉生产时从炉顶装入铁矿石、焦炭、造渣用熔剂,从位于炉子下部沿炉周的风口吹入经预热的空气,在高温下焦炭中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧化碳和氢气,在炉内上升过程中除去铁矿石中的氧,从而还原得到铁,炼出的铁水从铁口放出,铁矿石中未还原的杂质和石灰石等熔剂结合生成炉渣,从渣口排出,产生的煤气从炉顶排出,经除尘后,作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等的燃料,高炉冶炼的主要产品是生铁 ,还有副产高炉渣和高炉煤气。
中国古代炼铁铸铁和生铁炼钢一直是主要方法。
我国炼铁始于春秋时代。那时候的炼铁方法是块炼铁,即在较低的冶炼温度下,将铁矿石固态还原获得海绵铁,再经锻打成的铁块。冶炼块炼铁,一般采用地炉、平地筑炉和竖炉3种。我国在掌握块炼铁技术的不久,就炼出了含碳2%以上的液态生铁,并用以铸成工具。战国初期,我国已掌握了脱碳、热处理技术方法,发明了韧性铸铁。战国后期,又发明了可重复使用的“铁范”(用铁制成的铸造金属器物的空腹器)。西汉时期,出现坩埚炼铁法。同时,炼铁竖炉规模进一步扩大。1975年,在郑州附近古荥镇发现和发掘出汉代冶铁遗址,场址面积达12万m2,发掘出两座并列的高炉炉基,高炉容积约50m3。西汉时期还发明了“炒钢法”,即利用生铁“炒”成熟铁或钢的新工艺,产品称为炒钢。同时,还兴起“百炼钢”技术。东汉(公元25~220年),光武帝时,发明了水力鼓风炉,即“水排”。我国古代水排的发明,大约比欧洲早1100多年。汉代以后,发明了灌钢方法。《北齐书·綦母怀文传》称为“宿钢”,后世称为灌钢,又称为团钢。这是中国古代炼钢技术的又一重大成就。古代块炼铁是通过将铁矿石与木炭一起加热,使其在高温下发生还原反应而得到的。这个过程中,木炭提供了还原剂,将矿石中的氧气去除,得到纯净的铁。
而生铁是通过高炉冶炼铁矿石得到的,这个过程中矿石与焦炭在高温下反应,产生液态铁和副产物。块炼铁和生铁都是铁的原始形态,块炼铁含有较高的杂质,而生铁则含有较低的杂质。
明朝拥有的是是十七世纪世界上最先进的钢铁冶炼流程——那就是明朝末期的冶铁流程。这个流程的钢铁产量与质量,均为此时代的世界之最。《天工开物》中的钢铁冶炼流程,已经到了规模化、量产化、生熟铁连续生产的地步。
这是把炼铁炉与炒铁炉串联在一起,让由炼铁炉炼出的生铁液流入炒铁炉,用柳木棍搅拌,使生铁液中的碳氧化,而成熟铁。
在明朝时,中国发明出炒钢法,不需要冷却再次加热即可生产出钢材来,降低了燃料消耗量并大幅增加了产量。
公元前6世纪前后,中国就发明了生铁冶炼技术。尤其是春秋战国时期,块炼铁和生铁冶炼两种工艺几乎是同时生产。
原始的炼铁炉是由石堆炼铁法改造而成的。在土中挖一坑洞,周围用石块堆砌,称为地炉。将铁矿石和木炭一层加一层的放在地炉中利用自然风力进行燃烧,利用木炭不完全燃烧产生的一氧化碳 ,使铁矿石中的氧化铁还原成铁,冷却后,取出铁块。这种炼铁法叫块炼铁。其炉温大约1000摄氏度左右,离纯铁的熔点(1534摄氏度)相差甚远。块炼铁得到的铁质地疏松,还夹着许多杂质不坚韧,并无多大实用价值。
后来经过不断的实践,人们发现把这种铁加热到一定温度下经过反复锻打,就可以把夹杂的氧化物挤出去,此时铁的机械性能就得到了改善。在反复锻打铁块的基础上,古人又得出了块炼铁渗碳成钢的经验。因块炼铁质柔不坚,渗碳块炼钢又太坚硬,人们又发明了炼钢的淬火工艺,进一步提高了块炼钢的机械性能。
从战国到西汉,生熟铁并用平行发展。早期的铸铁都是白口铁,铸造性能较好。但是碳是以化合碳的形式存在于铁中,导致生铁脆硬,不耐碰击。因此,在战国早期,人们就创造了白口铁柔化术。即通过长时间加热,将白口铁中的碳化铁分解为铁和石墨,消除大块的渗碳体,这时提高铁的柔性起了良好的作用。
西汉,再块炼渗碳的基础上兴起了“百炼钢”技术。他的特点是增加了反复加热锻打的次数,这样既加工成型,又是夹杂物减少,细化和均匀化,大大提高了钢的质量。
西汉中期,又出现了炒钢,即将生铁炒到成为半液体半固体状态,并进行搅拌,利用铁矿物或空气中的氧气进行脱碳,借以达到需要的含碳量,在反复热锻,打成钢制品。这省去了烦难的渗碳工序,又使钢的组织更加均匀。炒钢的发明,也打破了先前生铁不能转为熟铁的界限,使原先各行其是的两个工艺系统得以沟通。成为统一的钢铁冶炼技术体系。
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