A proporção de combustível em pequenos fornos excede a de grandes fornos, um fenômeno determinado por princípios fundamentais na física metalúrgica e química. Pequenos fornos de alta velocidade, caracterizados pelo seu design quadrado, têm colunas de material mais curtas em comparação com grandes fornos de alta velocidade. Consequentemente, o aquecimento de gás da carga é insuficiente, e o tempo de reação é mais curto, levando a redução indireta do mineral de ferro no alto forno.
A redução indireta do mineral de ferro envolve reações exotermicas, enquanto a redução direta é um processo endotérmico. Devido ao menor grau de redução indireta, a fundição em pequenos fornos de alto nível requer maior consumo de energia. Além disso, a pressão máxima em pequenos fornos de alta velocidade é aproximadamente 200-250 kPa menor do que em grandes fornos de alta velocidade, resultando em uma proporção de combustível 6-10% maior.
Pequenos fornos de alto nível empregam grandes ventiladores, assegurando alta intensidade de fundição com volume de ar substancial. Normalmente, o consumo de vento por tonelada de ferro varia de 1200 a 1300 m3. Para cada 1 m3 de ar produzido pelo soprador, aproximadamente 0,085 kg de equivalente de carvão padrão (ce) é consumido.
Em comparação com grandes fornos de alta velocidade, pequenos fornos de alta velocidade consumem 17,0-42,5 kg adicionais de carvão padrão por tonelada de ferro devido a sua maior proporção de combustível e maior volume de ar. Consequentemente, o consumo de energia do soprador aumenta. Em condições normais, os ventiladores de alto forno representam 10% do consumo total de energia no ferro. Além disso, o pequeno gás de alto forno contém aproximadamente 5% menos CO? do que os grandes fornos. Uma redução de 1,0% no CO? conteúdo leva a um aumento de 4-5 kg/t na proporção de combustível do alto forno.
Uma redução no grau de ferro no forno resulta em um aumento de 1,5% na relação de combustível, uma redução de 2,5% na produção de ferro suíno, um aumento de 30 kg/t na produção de broca de ferro e uma redução de 15 kg/t na relação de injeção de carvão.
A fabricação de ferro no forno de explosão é baseada em concentração, então a qualidade das matérias-primas e combustível, as condições de produção, o nível de equipamento técnico e o nível de operação do forno de explosão afetam a eficiência de produção de pequenos fornos de explosão.
