what is blast furnace. how does a blast furnace works.

GYANI GAREEB

25 Aug 202104:15

Summary

TLDREn este vídeo de Mechanical Presentation, se explora cómo funciona un alto horno, una estructura cilíndrica utilizada para reducir y convertir los óxidos de hierro en hierro líquido. Se explican los materiales necesarios, como el mineral de hierro, coque y cal, y cómo se calientan y procesan. El sistema de enfriamiento es crucial para mantener la estabilidad del horno. Se detallan los pasos de la formación del hierro, desde el mineral hasta el metal refinado, y cómo el aire caliente y los gases de escape juegan un papel vital en el proceso. El vídeo termina con una llamada a suscriptores y comentarios sobre temas de interés.

Takeaways

🔧 Un alto horno es una estructura cilíndrica alta utilizada para reducir y convertir los óxidos de hierro en hierro líquido.
🏗️ El interior del alto horno está revestido con ladrillos refractarios para soportar las altas temperaturas.
🌡️ La función principal del alto horno es la reducción de los minerales de hierro y la conversión en metal caliente.
🧱 El proceso comienza con la formación de sinter, que es un material que se añade al horno.
💧 Un sistema de enfriamiento es esencial para mantener la estabilidad del alto horno, evitando que se sobrecalente.
🌀 El aire se calienta y se sopla en la parte inferior del horno, lo que ayuda a mantener las reacciones químicas necesarias.
🔥 La combustión de carbón con oxígeno produce dióxido de carbono, que es clave para el proceso de reducción.
♻️ El dióxido de carbono se mezcla con carbón para formar monóxido de carbono, que actúa como agente reductor.
🕒 El alto horno puede funcionar continuamente por periodos de hasta dos años sin interrupción.
🌟 La temperatura crítica dentro del alto horno es de 1700 grados Celsius, donde el hierro se funde y se derrama hacia la parte inferior del horno.

Q & A

¿Qué es un alto horno?
-Un alto horno es una estructura cilíndrica alta y estrecha, compuesta generalmente de acero y forjado, con interiores revestidos de ladrillos refractarios, diseñado para reducir y convertir los óxidos de hierro en hierro líquido conocido como metal caliente.
¿Cuál es la función principal de un alto horno?
-La función principal de un alto horno es reducir y transformar los óxidos de hierro en metal caliente, esencialmente hierro líquido.
¿Cómo se forma el sinter en el proceso de alto horno?
-El sinter se forma al calentar ladrillo, carbón y mineral de hierro en un horno, creando gradualmente un material que luego se añade al alimentador del alto horno.
¿Qué es el sistema de enfriamiento en un alto horno y por qué es importante?
-El sistema de enfriamiento es crucial para evitar que el alto horno se sobrecalente. Consiste en un casco de enfriamiento de agua que mantiene la temperatura del horno a través de un flujo continuo de agua.
¿Cómo se añaden los materiales a un alto horno?
-Los materiales se añaden a través de un tolva ubicado en la parte superior del alto horno, diseñado para evitar que los gases escapen mientras se añade el sinter.
¿Qué sucede cuando el aire se sopla en la parte inferior del alto horno?
-Cuando se sopla aire en la parte inferior, el hierro se funde y se extrae a través de un orificio perforado en la parte inferior del horno, mientras que los gases de desecho y el escoria se eliminan a través de otros orificios.
¿Cómo se utiliza el escoria en el proceso del alto horno?
-El escoria, siendo menos denso que el hierro, flota en la superficie y se extrae a través de un segundo orificio mientras que los gases de desecho se liberan a través de la parte superior del horno.
¿Qué pasos son necesarios para que el alto horno funcione continuamente durante dos años?
-Para que el alto horno funcione continuamente, se deben mantener sistemas de enfriamiento efectivos, suministrar constantemente materiales de entrada y gestionar adecuadamente la salida de metal caliente y escoria.
¿Cuál es la temperatura a la que se funde el hierro en el alto horno?
-El hierro se funde a una temperatura de 1700 grados Celsius dentro del alto horno.
¿Cómo se genera energía en el alto horno y cuál es su relación con la producción de dióxido de carbono y monóxido de carbono?
-La energía se genera a través de la reacción exotérmica entre el carbón y el oxígeno, produciendo dióxido de carbono. Este dióxido de carbono luego se mezcla con más carbón para formar monóxido de carbono, que actúa como agente reductor, extrayendo el oxígeno de los óxidos de hierro.

Outlines

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🔥 Funcionamiento de un Alto Horno

El video comienza con una introducción al funcionamiento de un alto horno, una estructura cilíndrica alta compuesta por acero y forjada en su interior con ladrillos de fuego. Se describe la forma estrecha hacia la cima y cómo se amplía y se reduce nuevamente hacia la base. El horno está diseñado para introducir mineral y tener una salida para los gases de desecho. El propósito principal es reducir y convertir los óxidos de hierro en hierro líquido conocido como metal caliente. Se menciona que el horno es un gran montón de acero revestido con múltiples ladrillos refractarios, donde se colocan el mineral de hierro, coque y cal, y se soplan aire precalentado desde la parte inferior. Se detallan los pasos de la formación del hierro, desde el mineral hasta el material crudo, incluyendo la formación de sinter, el sistema de enfriamiento, la adición de material bruto, la entrada de aire en la parte inferior y la salida de escoria y gases por la parte superior. Además, se explica cómo los gases calientes son utilizados para precalentar los gases entrantes y cómo la reacción exotérmica de carbono con oxígeno produce dióxido de carbono, que luego se combina con carbono para formar monóxido de carbono, que actúa como agente reductor para extraer el oxígeno de los óxidos de hierro.

Mindmap

Keywords

💡Alta horno

Un alta horno es una estructura cilíndrica alta utilizada en la producción de hierro y acero. En el vídeo, se describe cómo el alta horno se compone de latón y tiene una forma estrecha en la parte superior, creciendo hacia abajo. Es fundamental para reducir y convertir los óxidos de hierro en metal caliente, mostrando su importancia en el proceso de producción de metales.

💡Ladrillo refractario

Los ladrillos refractarios son materiales resistentes al calor que recubren el interior del alta horno para protegerlo de la alta temperatura. En el guion, se menciona que el alta horno está revestido con múltiples ladrillos refractarios, lo que es esencial para mantener la estructura del horno en funcionamiento.

💡Óxido de hierro

El óxido de hierro es un mineral que se encuentra en el mineral de hierro y es la principal materia prima en la producción de hierro. En el vídeo, se explica que el alta horno convierte los óxidos de hierro en metal caliente, lo cual es un paso clave en la producción de hierro.

💡Sinter

El sinter es una mezcla de mineral de hierro, coque y cal que se calienta en un horno para formar un material sólido agregado al alta horno. En el guion, se menciona que el sinter se forma en la presencia de calor y se agrega gradualmente al alimento del horno, siendo un paso importante en la producción de hierro.

💡Sistema de enfriamiento

El sistema de enfriamiento es crucial para mantener la temperatura del alta horno y prevenir que se sobrecalente. En el vídeo, se describe cómo el exterior del horno tiene un casco enfriado por agua que mantiene la temperatura del horno, mostrando cómo el agua fluye continuamente a través del casco.

💡Coque

El coque es un carbón que se produce al coclear el carbón mineral y se usa como combustible y reductor en el alta horno. En el guion, se menciona que el coque se coloca en el alta horno junto con el mineral de hierro y la cal, destacando su papel en la reducción de los óxidos de hierro.

💡Aire precalentado

El aire precalentado es el aire que se calienta antes de ser bombeado en el alta horno para aumentar la temperatura y la eficiencia del proceso. En el vídeo, se explica que el aire se calienta en diferentes etapas y se circula, lo que es esencial para mantener el proceso de producción de hierro.

💡Reducción

La reducción es el proceso químico por el cual se extrae el oxígeno de los minerales de metal, como el óxido de hierro, para producir metal. En el vídeo, se describe cómo el monóxido de carbono actúa como agente reductor y extrae el oxígeno de los óxidos de hierro, resultando en la formación de hierro.

💡Slag

El slag es un residuo fundido que se forma durante la fusión de los minerales en el alta horno y que fluye hacia la superficie debido a su menor densidad. En el guion, se menciona que el slag se vacía a través de un segundo orificio de tapado, mostrando cómo se gestiona el desecho en el proceso de producción de hierro.

💡Metal caliente

El metal caliente es el hierro fundido que se produce en el alta horno y que se prepara para procesos adicionales. En el vídeo, se menciona que el metal caliente se derrama hacia la parte inferior del alta horno y se recoge en una bañera, siendo el producto final del proceso descrito.

💡Reacciones exotérmicas

Las reacciones exotérmicas son aquellas que liberan energía en forma de calor durante la reacción química. En el vídeo, se menciona que la reacción entre el carbono y el oxígeno produce dióxido de carbono, lo cual es exotérmico y proporciona la energía necesaria para calentar el alta horno.

Highlights

Blast furnaces are tall cylindrical structures made of steel, lined with fire bricks.

The furnace's shape narrows at the top and widens towards the bottom.

The top of the furnace is designed for introducing ore and an outlet for waste gases.

The primary function of a blast furnace is to convert iron oxides into liquid iron, known as hot metal.

Iron ore, coke, and limestone are fed into the top of the furnace.

Preheated air is blown into the bottom of the furnace to aid in the reduction process.

The formation of sinter is a key step, where limestone, coke, and iron ore are heated together.

A cooling system, often water-cooled casing, is crucial for maintaining the furnace's temperature.

Raw materials are added to the furnace through a hopper at the top.

Air is blasted into the furnace at the bottom to facilitate the reduction of iron oxide.

The furnace can operate continuously for up to two years without stopping.

Slag, being less dense than iron, floats on the surface and is removed through a separate tap hole.

Waste gases are expelled through the top of the furnace and can be used to preheat incoming air.

Different temperature distributions occur at various points within the furnace, with iron melting at 1700 degrees Celsius.

The melted iron drips to the bottom of the furnace, ready for further processing.

The video demonstrates the addition of the preheated mixture to the furnace.

The water cooling system is shown in action, protecting the furnace from overheating.

Hot gases are charged from the bottom, and the air is preheated and circulated at different stages.

Carbon reacts with oxygen to produce carbon dioxide, providing energy to heat the furnace.

Carbon monoxide acts as a reducing agent, separating iron from iron oxide.