高炉炼铁在化学上有哪些步骤？
高炉中有几个区域。炉底是装铁水的地方，称为炉膛。炉膛的上部称为炉腹，炉腹的上部称为炉身(有时还可以细分)。炉身顶部有加料装置，炉料(即矿石、焦炭和石灰石)从这里进入炉内。在炉膛的上部，围绕炉膛布置了几十根吹管，这些吹管与炉膛的风口相连，预热后的空气和喷入炉膛的燃料(如石油或天然气)通过这些管道喷入炉膛。此时进入炉内的预热空气可达到900至1250摄氏度的高温。这种高温气体进入炉内后会与焦炭发生剧烈反应生成煤气(一氧化碳)，同时沿炉内上升，达到1650摄氏度，使炉料变成铁水和炉渣。炉腹是高炉最热的部位，因为这是空气与焦炭发生剧烈反应(即燃烧)的地方。为了保护外壳为钢板的炉子不被烧坏，人们在炉内建造耐火材料。炉壁内还嵌有冷水循环系统和喷水装置。矿石产生的铁水聚集在炉膛中，炉膛设有用于出铁水的出铁口和用于出渣的出渣口。因为炉渣比铁水轻，浮在铁水上，所以出渣口在出铁口上方。大型高炉有多个出铁口和出渣口。看示意图。
高炉的生产是连续的，一旦被点燃，没有特殊情况会继续燃烧(通常高炉从开炉到停炉的时间可达十年以上)。焦炭、矿石和石灰石将逐步安装在炉体中。焦炭在炉底被点燃，然后被热空气猛烈燃烧，使矿石熔化成铁水，焦炭的灰烬与石灰石、铁矿渣形成炉渣。热气从燃烧区上升，加热新加入炉内的炉料，然后从炉顶的煤气管道引出。根据高炉大小，出钢次数和频率不同，一般为6 ~ 12次/昼夜。大型高炉有2 ~ 5个出铁口，依次出铁。每次敲击间隔为30 ~ 60分钟。放出的铁水会流入钢包，然后被运到炼钢厂炼钢，或者就近浇铸生铁。出钢时，用电钻打开出铁口，使铁水沿铁沟流入钢包。铁水出炉后，用一种叫做泥炮的机器吹泥巴，把堵铁口的泥巴吹进、出铁口，封住出口。出钢后，过一会儿就出渣。渣有专门的渣罐来装，装完后再运走。因为高炉是连续运转的，所以下面出渣时，炉内还是会剧烈燃烧。当炉渣几乎耗尽时，在炉渣上方燃烧的炉料也会到达出渣口附近。这时候场面会非常壮观——出渣口喷出一团火焰。此时出渣口会被堵塞。通常，高炉有两个出渣口。一些现代巨型高炉已经减少了渣量，所以不再设置出渣口，让渣随铁水流出铁口，然后进行渣的清理。高炉出铁扒渣的地方也叫高炉出铁场，是高炉最繁忙的地方。我们平时在电影电视上看到的工人在炉前挥汗如雨的场景，其实都是在高炉出铁场拍的。大部分钢包和渣包都是火车运输，所以高炉旁边总是有火车和轨道。
18世纪以前，人们用煤或木炭代替焦炭炼铁。那时候高炉也很小。到20世纪初，美国的大型高炉每天只能生产几百吨铁。19世纪中叶，人们发明了向高炉内吹热风而不是吹冷风的方法。20世纪初，高炉鼓风机革新，高炉炼铁迅速发展。现代高炉高度多在20米至30米，真直径6至14米，每天可生产生铁100至1000吨。
以前小高炉炉壁没有冷却设备，65438+60年代用水冷却高炉。冷却方式有很多种，由于高炉不同区域的温度不同，采用的冷却方式也不同。有的地方用水箱，有的地方喷水，有的地方通风等等。带走高炉热量的水被冷却后再利用。
至此，我们对高炉和炼铁有了大致的了解。事实上，高炉只是一个用于冶炼的装置，还有很多与之相关的辅助系统设施。让我们来了解一下这些设备。