沖天爐爐身下部裝有一定高度的焦炭,稱作低碳。低碳之上為批碳,他們按金屬料-焦炭(稱作層焦)和石灰石,再金屬料焦炭和石灰石的順序,分批加至加料口下沿附近,一般約加7-8批層料。
沖天爐開風(fēng)熔煉后,經(jīng)風(fēng)口進(jìn)入爐內(nèi)的空氣與底焦發(fā)生燃燒反應(yīng),放出巨大熱量,一方面使?fàn)t內(nèi)溫度迅速提高,另一方面燃燒生成的高溫爐氣向上運(yùn)動(dòng),并使底焦面上的批金屬爐料溶化。溶化后的鐵滴(以及后來融化的),在底焦層內(nèi)下落的過程,受高溫爐氣和熾熱焦炭的共同作用,溫度不斷上升而被過熱,然后經(jīng)爐缸和過橋而進(jìn)入前爐。同時(shí),隨著底焦的燃燒損耗和金屬爐料的溶化,料層逐漸下降,由層焦不斷補(bǔ)償?shù)捉?,鐵料繼續(xù)溶化,因而溶化過程得以連續(xù)進(jìn)行。在爐氣的熱作用下,石灰石在下行的過程分解成二氧化碳和石灰。后者與焦炭的灰分和侵蝕的爐襯及鐵料帶來的雜質(zhì)相結(jié)合成熔點(diǎn)較低的爐渣。流動(dòng)性良好的爐渣可以改善爐內(nèi)的透氣性,并對(duì)鐵液起一定的凈化作用。
在鐵料與爐氣,鐵液與爐氣、焦炭、爐渣的交互作用下,鐵液的化學(xué)成分也會(huì)發(fā)生一定的變化。一般的規(guī)律是碳、硫增加,硅、錳減少,而磷保持不變。鐵液的終化學(xué)成分, 是金屬爐料的原始化學(xué)成分熔煉過程經(jīng)過變化的結(jié)果。
須重視層焦的作用,它的作用是及時(shí)補(bǔ)償?shù)捉沟南模沟捉垢叨染S持穩(wěn)定。爐料的料面在熔煉過程會(huì)不斷下降,應(yīng)及時(shí)地由后續(xù)批料加以補(bǔ)償以維持料位的穩(wěn)定。時(shí)間表明,維持底焦高度和料位高度的穩(wěn)定對(duì)于保證熔煉的穩(wěn)定性是 重要的。