La estructura de un alto horno de fabricación de hierro
Hay varias zonas en el alto horno. El fondo del horno es donde se almacena el hierro fundido y se llama horno. La parte superior del horno se llama vientre del horno y la parte superior del vientre del horno se llama cuerpo del horno (a veces se puede subdividir). Hay un dispositivo de carga en la parte superior del cuerpo del horno, y los materiales del horno (es decir, mineral, coque y piedra caliza) ingresan al horno desde aquí. En la parte superior del horno, se disponen decenas de sopletes alrededor del horno. Estos sopletes están conectados a la tobera del horno. Se inyecta el aire precalentado y el combustible (como petróleo o gas natural) inyectados en el horno. al horno a través de estos tubos. En este momento, el aire precalentado que ingresa al horno puede alcanzar una temperatura alta de 900 a 1250 grados Celsius. Después de que este gas de alta temperatura ingresa al horno, reaccionará violentamente con el coque para generar gas (monóxido de carbono). Al mismo tiempo, aumentará a lo largo del horno y alcanzará los 1650 grados Celsius, convirtiendo la carga en hierro fundido y escoria. El bosh es la parte más caliente del alto horno porque es donde el aire y el coque reaccionan violentamente (es decir, se queman). Para proteger el horno con una carcasa de placa de acero contra la quema, se construyen materiales refractarios dentro del horno. También hay un sistema de circulación de agua fría y un dispositivo de pulverización de agua integrados en la pared del horno. El hierro fundido producido a partir del mineral se recoge en el horno, que está equipado con un orificio de extracción para extraer el hierro fundido y un orificio de extracción de escoria para extraer la escoria. Debido a que la escoria es más liviana que el hierro fundido y flota sobre el hierro fundido, la salida de la escoria está por encima del orificio del grifo. Los altos hornos grandes tienen múltiples grifos y grifos de escoria. Mira el diagrama.
La producción de un alto horno es continua una vez encendido, seguirá ardiendo salvo que concurran circunstancias especiales (normalmente el tiempo desde la apertura hasta el apagado de un alto horno puede llegar a más de diez años) . El coque, el mineral y la piedra caliza se irán instalando gradualmente en el cuerpo del horno. El coque se enciende en el fondo del horno y luego se quema violentamente con aire caliente, lo que hace que el mineral se funda en hierro fundido. Las cenizas del coque, la piedra caliza y la escoria de hierro forman escoria. El gas caliente sube desde la zona de combustión, calienta la carga recién agregada al horno y luego sale por la tubería de gas en la parte superior del horno. Dependiendo del tamaño del alto horno, el número y la frecuencia de las tomas son diferentes, generalmente de 6 a 12 veces por día y por noche. Los altos hornos grandes tienen de 2 a 5 orificios de drenaje, que extraen el hierro en secuencia. El intervalo entre cada golpeteo es de 30 a 60 minutos. El hierro fundido liberado fluirá hacia la cuchara y luego será transportado a una planta siderúrgica para fabricar acero o para fundir arrabio cercana. Al roscar acero, utilice un taladro eléctrico para abrir el orificio del grifo de modo que el hierro fundido fluya hacia el cucharón a lo largo de la zanja de hierro. Después de que el hierro fundido sale del horno, se utiliza una máquina llamada cañón de lodo para soplar lodo dentro y fuera de la abertura del hierro para sellar la salida. Después de golpear el acero, la escoria saldrá después de un tiempo. Hay tanques de escoria especiales para contener la escoria y luego transportarla después del llenado. Debido a que el alto horno funciona continuamente, aún habrá una combustión violenta en el horno cuando la escoria se descargue desde abajo. Cuando la escoria está casi agotada, la carga que se quema sobre la escoria también llegará cerca de la salida de la escoria. En este momento, la escena será muy espectacular: una bola de fuego brotará de la salida de escoria. En este momento, la salida de escoria estará bloqueada. Normalmente, un alto horno tiene dos grifos de escoria. Algunos altos hornos gigantes modernos han reducido la cantidad de escoria, por lo que ya no tienen una salida de escoria, lo que permite que la escoria salga por el orificio del grifo con el hierro fundido y luego se limpie la escoria. El lugar donde el alto horno extrae y elimina la escoria también se llama patio de extracción del alto horno, que es el lugar más concurrido del alto horno. Las escenas de trabajadores sudando profusamente frente al horno que solemos ver en las películas y la televisión, en realidad fueron filmadas en el patio de extracción del alto horno. La mayoría de los cucharones y balas de escoria se transportan en tren, por lo que siempre hay trenes y vías al lado del alto horno.
Antes del siglo XVIII, la gente utilizaba carbón o carbón vegetal en lugar de coque para fabricar hierro. El alto horno también era muy pequeño en aquella época. A principios del siglo XX, los grandes altos hornos estadounidenses sólo podían producir unos pocos cientos de toneladas de hierro al día. A mediados del siglo XIX, la gente inventó un método para soplar aire caliente en el alto horno en lugar de aire frío. A principios del siglo XX, los sopladores de alto horno eran innovadores y la fabricación de hierro en alto horno se desarrolló rápidamente. Los altos hornos modernos tienen en su mayoría de 20 a 30 metros de altura, de 6 a 14 metros de diámetro y pueden producir de 100 a 1.000 toneladas de arrabio por día.
Antes no existía ningún equipo de refrigeración para las paredes de los altos hornos pequeños. En los años 60 se utilizaba agua para enfriar los altos hornos. Existen muchos métodos de enfriamiento Debido a las diferentes temperaturas en las diferentes áreas del alto horno, se utilizan diferentes métodos de enfriamiento. Algunos lugares tienen tanques de agua, algunos tienen rociadores de agua, algunos tienen ventilación, etc. El agua que elimina el calor del alto horno se enfría y se reutiliza.