Lò cao, lò trục thẳng đứng tạo ra kim loại lỏng do phản ứng của luồng không khí được đưa vào dưới áp suất của lò với hỗn hợp quặng kim loại, than cốc và từ thông được đưa vào đỉnh. Lò cao được sử dụng để sản xuất gang từ quặng sắt để chế biến tiếp theo thành thép, và chúng cũng được sử dụng để chế biến chì, đồng và các kim loại khác. Sự đốt cháy nhanh chóng được duy trì bởi dòng không khí dưới áp suất.
gia công sắt: lò cao
Về cơ bản, lò cao là một bộ trao đổi nhiệt và oxy ngược dòng, trong đó khí đốt tăng lên làm mất phần lớn nhiệt của nó trên
Lò cao sản xuất gang từ quặng sắt bằng tác dụng khử cacbon (được cung cấp dưới dạng than cốc) ở nhiệt độ cao với sự có mặt của chất làm chảy như đá vôi. Lò luyện gang bao gồm một số khu vực: một lò sưởi hình chén nung ở dưới cùng của lò; một khu vực trung gian được gọi là bosh giữa lò sưởi và ngăn xếp; một trục thẳng đứng (ngăn xếp) kéo dài từ bosh đến đỉnh lò; và đỉnh lò, trong đó có một cơ chế để sạc lò. Điện tích của lò, hoặc gánh nặng của vật liệu mang sắt (ví dụ, viên quặng sắt và thiêu kết), than cốc và từ thông (ví dụ, đá vôi) đi xuống qua trục, nơi nó được nung nóng trước và phản ứng với các chất khí giảm dần để tạo ra chất lỏng sắt và xỉ tích lũy trong lò sưởi. Không khí đã được làm nóng trước ở nhiệt độ từ 900 ° đến 1.250 ° C (1.650 ° và 2.300 ° F), cùng với nhiên liệu được bơm như dầu hoặc khí tự nhiên, được thổi vào lò qua nhiều vòi (vòi phun) nằm xung quanh chu vi của lò gần đỉnh lò sưởi; những vòi này có thể có số lượng từ 12 đến 40 trên các lò lớn. Lần lượt, không khí được làm nóng trước được cung cấp từ một đường ống nhộn nhịp, một đường ống có đường kính lớn bao quanh lò. Không khí được làm nóng trước phản ứng mạnh mẽ với than cốc được làm nóng trước, dẫn đến cả sự hình thành của khí khử (carbon monoxide) tăng qua lò và nhiệt độ rất cao khoảng 1.650 ° C (3.000 ° F) tạo ra sắt lỏng và xỉ.
Bosh là phần nóng nhất của lò vì sự gần gũi với phản ứng giữa không khí và than cốc. Sắt nóng chảy tích tụ trong lò sưởi, có một lỗ để rút sắt nóng chảy và cao hơn, một lỗ xỉ để loại bỏ hỗn hợp tạp chất và từ thông. Lò sưởi và bosh là những cấu trúc có thành dày được lót bằng các khối vật liệu chịu lửa loại carbon, trong khi ngăn xếp được lót bằng gạch Fireclay chất lượng cao để bảo vệ vỏ lò. Để giữ cho các vật liệu chịu lửa này không bị cháy, các tấm, tấm hoặc thuốc xịt để nước mát lưu thông được tích hợp vào chúng.
Ngăn xếp được giữ đầy đủ với các lớp than cốc, quặng và đá vôi xen kẽ được thừa nhận ở trên cùng trong quá trình hoạt động liên tục. Than cốc được đốt cháy ở phía dưới và bị đốt cháy nhanh chóng với không khí cưỡng bức từ các ống khói. Các oxit sắt trong quặng được khử hóa học thành sắt nóng chảy bởi carbon và carbon monoxide từ than cốc. Xỉ được hình thành bao gồm từ thông đá vôi, tro từ than cốc và các chất được hình thành do phản ứng của tạp chất trong quặng với thông lượng; nó trôi nổi trong trạng thái nóng chảy trên đỉnh của sắt nóng chảy. Khí nóng bốc lên từ khu vực đốt, đốt nóng vật liệu tươi trong đống và sau đó đi ra ngoài qua các ống dẫn gần đỉnh lò.
Lò cao có thể có các thiết bị phụ trợ sau: nhà kho nơi gánh nặng lò được chuẩn bị trước khi được nâng lên đỉnh lò bằng cách bỏ qua xe hơi hoặc hệ thống băng tải; một hệ thống sạc trên cùng bao gồm một bộ chuông đôi (hình nón) hoặc máng xoay để ngăn việc xả khí lò trong quá trình sạc; bếp lò sử dụng khí đốt lò để làm nóng không khí được đưa đến các ống dẫn; và một nhà đúc, bao gồm các máng phân phối sắt và xỉ lỏng cho các thang thích hợp để chuyển đến các lò luyện thép và các khu vực cải tạo xỉ.
Ở châu Âu, lò cao đã phát triển dần dần qua nhiều thế kỷ từ các lò nhỏ do người La Mã vận hành, trong đó than được sử dụng để khử quặng thành một khối sắt bán thành phần chứa một lượng carbon và xỉ tương đối nhỏ. Khối sắt sau đó được đập để loại bỏ xỉ, mang lại sắt rèn. Tăng chiều cao của lò, kết hợp với ống thổi cơ học để đưa lượng không khí lớn hơn vào nó, cho phép nhiệt độ cao hơn cần thiết để tạo ra một loại sắt có hàm lượng carbon cao được gọi là gang, hoặc lợn, sắt. Phương thức sản xuất này đã được sử dụng ở trung tâm châu Âu vào giữa thế kỷ 14 và được đưa vào Anh khoảng 1500. Than là nhiên liệu lò duy nhất cho đến thế kỷ 17, khi sự cạn kiệt của các khu rừng cung cấp than củi ở Anh dẫn đến các thí nghiệm với than cốc, được sản xuất từ than. Coke đã được sử dụng rộng rãi để sử dụng trong lò cao vào giữa thế kỷ 18, và nguyên tắc làm nóng không khí trước khi đưa vào lò được đưa vào đầu thế kỷ 19.
Lò cao hiện đại có kích thước từ 20 đến 35 m (70 đến 120 feet), có đường kính lò sưởi từ 6 đến 14 m (20 đến 45 feet) và có thể sản xuất từ 1.000 đến gần 10.000 tấn gang mỗi ngày.
