理论燃烧温度对高炉生产的影响

・理论探讨・

理论燃烧温度对高炉生产的影响

东北重型机械学院　　　　　　邱　坤　宋志明

哈尔滨汽轮机有限责任公司　　廖冬梅

　　保持理论燃烧温度在一稳定的范围, 是高炉熔炼工艺中最重要的环节之一。许多文献证明, 随着理论燃烧温度的增加, 高炉生产率也随之提高, 但理论燃烧温度若超过某个确定的值, 就将导致高炉正常工作的破坏。

1　熔炼后熟铁温度与理论燃烧温度的关系

　　Б. И基达椰夫方程:

t n ・n =

W Γ

(-) t 0M n 因素对热交换影响时, 使用斯潘———包理茨曼定律更加合适。3　理论燃烧温度与生产率的关系　　我们知道, 当高炉生产率增加P kg/s 时, 必须Cu +G ЛЛt (3) 充论燃烧温度提高T T 44

(4) 由N =б・F (T T -T n. n )

ΤT (5) 得ΔN =[Δ・F (T 4T -T 4n ・n ) +46FT T ]ΔT T

　　由(4) 式可知, 强化热交换不仅可以通过提高理论燃烧温度来实现, 还可以通过增加引入的辐射热传导系数б来实现。　　如果引入的辐射热传导的系数保持不变, 则提高理论燃烧温度能使高炉生产率成比例提高。　　由(3) . (5) 式可得:

ΔP (Cu +

G Δt ΔT T =(6)

46FT 3T

θc +G ЛЩ+ard ∑b i x i

-W M

(1)

　　由(1) 可知, 熔炼后熟铁的温度t n ・n 与理论燃烧温度t T 成正比。同时还与直接生成程度和水当量

W T 、W M 等因素有关。

2　不同熔炼制度下的理论燃烧温度

　　文献〔1〕、〔2〕论述了炼铁炉工艺参数对生铁温度及炉渣温度的影响, 从中可知, 在不同的工艺条件下, 保证理论燃烧温度, 却不一定能满足熔炼生铁所需的加热。

　　文献〔3〕提到了所必须的理论燃烧温度t T 2的概念, 该温度在新的工艺条件下, 能保证熔炼生铁温度维持在原有的初始状态, t T 2可由下式确定:

t T 2=

W ・K ・V (t -t 0) +t 0

W M 1・K 2・V 2T 1

(2)

　　利用(6) 式可计算出高炉生产率增加ΔP 时, 所要求的理论燃烧温度的改变量。此时б・F 的值可由式(4) 用实验数据求得。　　笔者曾对某两钢铁公司的高炉进行了计算, 结果见图1。

　　由(2) 式可知, 所必须的理论燃烧温度与初始熔炼制度下的理论燃烧温度相比可能高一些, 也可能低一些, 即不同熔炼制度要求有不同的理论燃烧温度。

　　这种方法在分析炼铁炉从炉顶到风嘴的热交换中被采用, 但在风口燃烧带及受料口处, 辐射起主要作用, 它决定着生铁及炉渣的温度, 由于高温情况下, 热能主要是通过辐射传导的。所以在分析外部《机械工程师》　1997. 2

图1　理论燃烧温度与生产率的关系

　　从图1可得此两钢铁公司高炉所必须的理论燃

烧温度的增量分别为0. 18℃/T ・生铁和0. 29℃/T ・

・49・

生铁。　　图1中计算结果与实验结果有差别的主要原因是:不是所有的生铁和炉渣都通过风口燃烧带。　　总体分析图1所示曲线可以得知, 要想提高炼铁炉的生产率, 必须提高理论燃烧温度, 这在大型炼铁炉的生产实践中已得到充分证明。4　理论燃烧温度与热交换区下层高度H H 的关系。　　高炉生产率及理论燃烧温度的变化, 直接导致热交换区下层高度H H 的变化H H 由下式确定:

()

(7) H H =

α(W M /W T -1) 　　当分析理论燃烧温度对热交换底层高度影响时, 式(7) 中的表达式C Щ(1-f ) /α(W м/W г-1) 可认为是不变的, 那么

H P a P T T -T n. n

==H H 1P 1a 2P 1T T -T n. n

4k T -) бT T P 1T T

a k (T T -T n. n T

　　经分析可知, 随着理论燃烧温度的提高, 在炉底

层进行的热交换也随之变得激烈。5　结论

　　1. 理论燃烧温度对高炉生产影响很大, 也就是要提高高炉生产率, 在一定范

热交换区下层高度与理围内必须要有高的理图2　

论燃烧温度间的关系论燃烧温度与之相适

应。　　2. 高的理论燃烧温度, 能加强高炉下层的热交换, 并降低炉底层高度。

1А. А. И. 高炉熔炼工艺参数对生铁和炉

・T 4T

()

式中　a k ——。

　　针对上述两钢铁公司, 按(8) 式可计算出不同的生产率和理论燃烧温度所对应的热交换区下层高度。图2给出了所获数据的统计结果。

料温度影响. 19823　亚罗舍夫斯基С. Л. 生铁熔炼中粉尘煤燃料的

使用. 　冶金出版社,19884　Takata ko гo koike Atsunori 1147Ironmak , Conf

Proc 1988

(编辑　启迪)

Z 1=25, Z 2=75, i =3, h a =1. 0, C

(上接43页) 2　计算机辅助计算

=0. 25,

　　计算举例:已知一对齿轮传动,m =4mm ,

　　　　　表1

d k 1

U 1k

d k 2

U 2k

d k 1

U 1k

d k 2

U 2k

α=20°, 计算齿面各点的滑动系数U 1k 和U 2k 。

　　计算结果如表1(框图及程序略) 。3　结论　　1. 本文推导出的滑动系数公式中, 只包含齿轮的常用参数, 公式简便、实用。

　　2. 计算举例中所得U 1k 和U 2k 的数值, 完全符合文献〔1〕中给出的U 1k 和U 2k 的变化规律曲线, 由此证明了本文推导出的公式的正确性。　　3. 由计算举例可见, 利用计算机可以非常容易地计算出两相互啮合齿廓上各点的滑动系数值。这些数值(绝对值) 直观地反映了齿面的磨损情况, 参考这些数据, 可以通过改变大、小齿轮齿顶和齿根的高度, 即采用变位齿轮, 使两轮的最大滑动系数接近相等, 从而改善齿轮的磨损情况, 达到提高齿轮传动寿命的目的。

参考文献(略)

(编辑　松柳)

93. 975-4×1018313. 338

94. 475-3. 362309. 22594. 975-1. 983307. 58895. 475-1. 371306. 35795. 975-1. 005305. 33696. 475-0. 756304. 44996. 975-0. 571303. 65797. 475-0. 427302. 93897. 975-0. 312302. 27598. 475-0. 216301. 65998. 975-0. 134301. 08399. 475-0. 064300. 53999. 975-0. 003300. 025100. 4750. 051299. 5360. 333101. 4750. 257101. 9750. 222102. 4750. 193102. 9750. 167103. 4750. 143103. 9750. 121104. 4750. 100104. 9750. 079105. 4750. 059105. 9750. 039106. 4750. 020106. 9750. 001107. 475-0. 018107. 9750. 1430. 1820. 2180. 2510. 2810. 3090. 3350. 3590. 3820. 4030. 4230. 4420. 4590. 476298. 623298. 195297. 783297. 387297. 005296. 635296. 277295. 931295. 595295. 269294. 952294. 644294. 343294. 051--------------0. 0560. 0740. 0930. 1120. 1300. 1490. 1680. 1870. 2060. 2250. 2440. 2640. 2830. 303・50・《机械工程师》　1997. 2

・理论探讨・

理论燃烧温度对高炉生产的影响

东北重型机械学院　　　　　　邱　坤　宋志明

哈尔滨汽轮机有限责任公司　　廖冬梅

1　熔炼后熟铁温度与理论燃烧温度的关系

　　Б. И基达椰夫方程:

t n ・n =

W Γ

(4) 由N =б・F (T T -T n. n )

ΤT (5) 得ΔN =[Δ・F (T 4T -T 4n ・n ) +46FT T ]ΔT T

ΔP (Cu +

G Δt ΔT T =(6)

46FT 3T

θc +G ЛЩ+ard ∑b i x i

-W M

(1)

　　由(1) 可知, 熔炼后熟铁的温度t n ・n 与理论燃烧温度t T 成正比。同时还与直接生成程度和水当量

W T 、W M 等因素有关。

2　不同熔炼制度下的理论燃烧温度

　　文献〔3〕提到了所必须的理论燃烧温度t T 2的概念, 该温度在新的工艺条件下, 能保证熔炼生铁温度维持在原有的初始状态, t T 2可由下式确定:

t T 2=

W ・K ・V (t -t 0) +t 0

W M 1・K 2・V 2T 1

(2)

　　由(2) 式可知, 所必须的理论燃烧温度与初始熔炼制度下的理论燃烧温度相比可能高一些, 也可能低一些, 即不同熔炼制度要求有不同的理论燃烧温度。

图1　理论燃烧温度与生产率的关系

　　从图1可得此两钢铁公司高炉所必须的理论燃

烧温度的增量分别为0. 18℃/T ・生铁和0. 29℃/T ・

・49・

()

(7) H H =

α(W M /W T -1) 　　当分析理论燃烧温度对热交换底层高度影响时, 式(7) 中的表达式C Щ(1-f ) /α(W м/W г-1) 可认为是不变的, 那么

H P a P T T -T n. n

==H H 1P 1a 2P 1T T -T n. n

4k T -) бT T P 1T T

a k (T T -T n. n T

　　经分析可知, 随着理论燃烧温度的提高, 在炉底

层进行的热交换也随之变得激烈。5　结论

　　1. 理论燃烧温度对高炉生产影响很大, 也就是要提高高炉生产率, 在一定范

热交换区下层高度与理围内必须要有高的理图2　

论燃烧温度间的关系论燃烧温度与之相适

应。　　2. 高的理论燃烧温度, 能加强高炉下层的热交换, 并降低炉底层高度。

1А. А. И. 高炉熔炼工艺参数对生铁和炉

・T 4T

()

式中　a k ——。

　　针对上述两钢铁公司, 按(8) 式可计算出不同的生产率和理论燃烧温度所对应的热交换区下层高度。图2给出了所获数据的统计结果。

料温度影响. 19823　亚罗舍夫斯基С. Л. 生铁熔炼中粉尘煤燃料的

使用. 　冶金出版社,19884　Takata ko гo koike Atsunori 1147Ironmak , Conf

Proc 1988

(编辑　启迪)

Z 1=25, Z 2=75, i =3, h a =1. 0, C

(上接43页) 2　计算机辅助计算

=0. 25,

　　计算举例:已知一对齿轮传动,m =4mm ,

　　　　　表1

d k 1

U 1k

d k 2

U 2k

d k 1

U 1k

d k 2

U 2k

α=20°, 计算齿面各点的滑动系数U 1k 和U 2k 。

　　计算结果如表1(框图及程序略) 。3　结论　　1. 本文推导出的滑动系数公式中, 只包含齿轮的常用参数, 公式简便、实用。

参考文献(略)

(编辑　松柳)

93. 975-4×1018313. 338

理论燃烧温度对高炉生产的影响

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