高爐
正文
橫斷面為圓形的煉鐵豎爐，用鋼板作爐殼，裡面砌耐火磚內襯。高爐本體自上而下分為爐喉、爐身、爐腰、爐腹、爐缸五部分。爐喉之上設定裝料設備（見高爐供料和裝料系統）。爐缸上部沿周均勻設風口，熱風通過熱風圍管、支管和彎頭、直吹管由風口鼓入爐內（見高爐鼓風系統）。風口平面之下有出渣口，渣口平面之下有出鐵口（圖1）。
高爐高爐大型化帶來了技術指標先進、勞動生產率高和生產成本低的效果。從工藝操作和功能方面來說，高爐容積的大小，在很大程度上取決於鋼鐵廠規模以及礦石和燃料的質量。大型高爐要求焦炭強度高，礦石的強度、還原度、品位等也要高，粒度小於 5毫米的粉礦要低於5％。
高爐內型 高爐內型輪廓要根據原料、燃料、高爐容積和操作等條件設計。設計爐型時首先確定爐缸直徑及單位爐缸面積每日燃燒焦炭的數量。中國設計的經驗式是
,式內d為爐缸直徑（米）；i為冶煉強度〔噸／（米3·日）〕，取1.0～1.2；V為高爐容積(米3)；J為燃燒強度〔噸焦炭／（米2·日）〕,取24～28.8。然後按各部分尺寸比例和爐身角 (85°左右)計算。設計的內型要與生產中的高爐內型對比，參考容積近似的其他高爐的尺寸進行修改。 過去高爐只設一個鐵口，大型高爐增至2～4個。渣口一般是2個,多鐵口和渣量不多的高爐可不設渣口。風口數目可根據經驗按爐缸圓周大小來確定。一般兩個風口的中心距沿爐缸內壁圓周上不應小於1000毫米。
高爐爐體結構 按爐體外部結構、高爐基礎、高爐內襯和冷卻設備分述如下：
爐體外部結構 主要有自立式、爐缸支柱式、框架支柱式、框架自立式等四種（圖2）。它們的差別在於支承爐頂、上部爐殼和磚襯負荷的地方不同。早期小高爐多是自立式，大型高爐大多採用框架自立式。現代大型高爐鼓風壓力高,爐體外殼鋼板加厚,殼內噴塗耐火材料，防止熱應力和晶間腐蝕引起開裂和變形。風口平台有較寬敞的操作空間；取消渣口，改用矮式泥炮；風口平台連成一片，以便叉車和換風口機行走。
高爐高爐內襯 高爐爐殼內部砌有一層厚345～1150毫米的耐火磚，以減少爐殼散熱量，磚中設定冷卻設備防止爐殼變形。高爐各部分磚襯損壞機理不同，為了防止局部磚襯先損壞而縮短高爐壽命，必須根據損壞、冷卻和高爐操作等因素，選用不同的耐火磚襯。爐缸、爐底傳統使用高級和超高級粘土磚。這部分磚是逐漸熔損的，因收縮和砌磚質量不良，過去常引起重大燒穿事故，現在爐缸、爐底大多用碳素耐火材料，基本上解決了爐底燒穿問題。爐底使用碳磚有三種型式：全部為碳磚；爐底四周和上部為碳磚，下部為粘土磚或高鋁磚；爐底四周和下部為碳磚，上部為粘土磚或高鋁磚。後兩種又稱為綜合爐底。設計爐底厚度有減薄趨勢(由0.5d右減至0.3d左右或爐殼內徑的1/4厚度，d為爐缸直徑)。碳磚的缺點是易受空氣、二氧化碳、水蒸氣和鹼金屬侵蝕。爐腰特別是爐身下部磚襯，由於磨損、熱應力、化學侵蝕等,容易損壞。採用冷卻壁的高爐，投產兩年左右,爐身下部磚襯往往全被侵蝕。爐身上部和爐喉磚襯要求具有抗磨性和熱穩定性的材料，以粘土磚為宜。爐腹磚襯被侵蝕後靠“渣皮”維持生產。
近幾年套用噴補技術修補磚襯已相當普遍。噴補高鋁質耐火材料（含Al2O340～60％），壽命為砌襯的3/4。
冷卻設備 早期的小高爐爐壁無冷卻設備，19世紀60年代高爐磚襯開始用水冷卻。冷卻設備主要有冷卻水箱和冷卻壁兩種。因高爐各部分熱負荷而異。爐底四周和爐缸使用碳磚時採用光面冷卻壁。爐底之下可用空氣、水或油冷卻。爐腹使用碳磚時可從外部向爐殼噴水冷卻，使用其他磚襯時，用冷卻水箱或鑲磚冷卻壁。爐腰和爐身下部多採用傳統的銅冷卻水箱，左右間距250～300毫米，上下間距1～1.5米。爐身上部可採用各種形式的冷卻設備，一般用鑄鐵或鋼板焊接的冷卻水箱。近幾年來爐腰和爐身有的用鑲磚冷卻壁汽化冷卻。但爐身下部由於熱負荷較高，多改用強制循環純水冷卻；爐喉一般不冷卻。冷卻介質過去使用工業水，現在改用軟水和純水。直流或露天循環供水系統也已被強制循環供水系統所代替，後者優點是熱交換好、無沉澱、消耗水量少等。
