고로 바닥의 온도는 얼마입니까? 철 생산의 핵심을 밝히다

고로의 맨 아래 부분에서, 주입되는 뜨거운 공기의 온도는 1,000°C에서 1,200°C (1,832°F에서 2,192°F) 사이입니다. 이 초고온 공기 주입은 코크스와 석탄과의 일련의 화학 반응을 시작하여 이 연소 구역의 국부적인 온도를 훨씬 더 높게, 종종 2,000°C (3,632°F)에 가깝게 만들 수 있습니다.

노 바닥의 극한 온도는 단순히 재료를 녹이는 것만을 위한 것이 아닙니다. 그 주요 목적은 노 전체에서 철광석을 액체 철로 변환하는 데 필요한 강렬한 열과 중요한 환원 가스를 생성하는 연소를 시작하는 것입니다.

고온 구역의 기능

고로의 바닥 부분은 노상(hearth) 또는 보쉬(bosh)라고 불리며, 전체 제철 공정의 엔진룸입니다. 이곳의 온도가 노에서 가장 높은 것은 매우 구체적인 이유가 있습니다.

열풍 주입

1,000°C에서 1,200°C 사이로 예열된 뜨거운 공기는 송풍구(tuyeres)라고 불리는 수냉식 구리 노즐을 통해 노 안으로 분사됩니다. 이것은 핵심 반응을 위한 산소의 주요 도입입니다.

1차 연소 반응

이 뜨거운 산소 분사는 즉시 코크스(고탄소 연료) 및 첨가된 분쇄 석탄과 반응합니다. 이 연소 반응(C + O₂)은 강렬하게 발열하며, 엄청난 양의 에너지와 열을 방출합니다.

환원제 생성

초기 연소에서 발생하는 강렬한 열은 즉시 두 번째 반응을 유도합니다. 생성된 이산화탄소(CO₂)는 더 많은 뜨거운 코크스와 반응하여 CO₂ + C → 2CO 방정식에 따라 일산화탄소(CO)를 형성합니다. 이 일산화탄소는 노 위로 이동하는 중요한 환원 가스입니다.

이 극한 온도가 필요한 이유

바닥에서 생성되는 열은 전체 작업을 가능하게 하는 여러 중요한 기능을 수행합니다. 이는 노의 나머지 화학 및 물리적 과정이 의존하는 기초입니다.

철과 슬래그를 액화시키기 위해

온도는 최종 제품인 용선과 슬래그라고 알려진 액체 불순물이 녹는점보다 훨씬 높게 유지되도록 충분히 높아야 합니다. 이를 통해 이들은 코크스 층을 통해 흘러내려 노상에 분리된 층으로 모여 출선 준비를 할 수 있습니다.

화학 공정을 추진하기 위해

바닥에서 상승하는 뜨거운 일산화탄소 가스 기둥은 노의 상부에서 철광석(산화철)에서 산소 원자를 제거하는 역할을 합니다. 이 가스를 생성하기 위한 바닥의 강렬한 열이 없으면 철광석의 환원이 단순히 일어날 수 없습니다.

온도 구배를 설정하기 위해

노는 바닥이 가장 뜨겁고 위로 갈수록 점진적으로 차가워지는 온도 구배에 따라 작동합니다. 이 구배는 위에서 내려오는 원료가 건조되고, 예열되고, 통제된 순차적인 방식으로 화학적으로 환원된 후 최종적으로 용융 구역에 도달하도록 합니다.

목표에 맞는 올바른 선택하기

이 열의 기능을 이해하는 것이 단일 숫자를 암기하는 것보다 더 중요합니다. 바닥의 온도는 그 위에서 일어나는 모든 것의 시작점입니다.

• 주요 초점이 에너지원이라면: 노의 바닥은 코크스와 뜨거운 공기가 반응하여 전체 공정을 위한 열에너지를 생성하는 주요 연소 구역입니다.
• 주요 초점이 화학이라면: 이 고온 구역은 중요한 환원 가스(일산화탄소)가 생성되는 곳이며, 이 가스는 위로 이동하여 철광석을 철로 변환합니다.
• 주요 초점이 물리적 공정이라면: 강렬한 열은 최종 철과 폐기물 슬래그가 모두 완전히 액체가 되도록 보장하여 효과적인 분리 및 제거를 가능하게 합니다.

궁극적으로 고로를 단순한 오븐이 아니라 동적인 역류 화학 반응기로 보는 것이 그 작동을 이해하는 핵심입니다.

요약표:

매개변수	값
열풍 공기 온도	1,000°C - 1,200°C (1,832°F - 2,192°F)
최고 연소 구역 온도	~2,000°C (3,632°F)
주요 기능	열 및 환원 가스(CO) 생성
핵심 반응	C + O₂ → CO₂, 그 다음 CO₂ + C → 2CO
결과 제품	용선 및 슬래그

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