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两排大间距双层送风冲天炉与单排风口冲天炉
发布时间:2012-4-25 浏览次数:3397

两排大间距双层送风冲天炉与单排风口冲天炉
特点与效果的比较
  两排大间距双层送风冲天炉(简称大双冲天炉),是指具有两排风口,且两排风口之间的距离适当加大(较一般两排风口或三排风口的排距为大);又由于风箱中设有隔板,可籍阀门予以分别调节上下两排风口送风量的冲天炉。由于其结构的特点,炉内的底焦燃烧过程与温度分布,都产生了显著的变化,改善提高了冲天炉熔炼的综合效果,是中华人民共和国在五十年代末创建的一种新型炉型。自从两排大间距双层送风冲天炉问世以来,单排风口冲天炉已逐步淘汰,已较少应用。现将两排大间距双层送风冲天炉与单排风口冲天炉从理论与实践上加以分析与比较。
一、两种炉型底焦燃烧过程的不同
  冲天炉的燃料绝大多数是用焦炭(当然也有用煤粉、天然气为燃料的,本文主要讲焦炭的燃烧),众所周知,焦炭的化学反应是:
C+O2=CO2    …… ① 氧气充分时,完全燃烧反应
C+O2=2CO   …… ② 氧气不足时,不完全燃烧反应
2CO+O2=2CO2…… ③ CO再燃烧的烧尽反应
C+O2=2CO   …… ④高温缺氧时的还原反应
单排风口冲天炉内底焦的燃烧见图1:


  

 

                              CO2(%)                                         炉温t×100(℃)
                           a)炉气成分分布                                       b)炉温分布
  图1 单排风口冲天炉炉气分布和炉温分布图
由图1可见,新鲜的空气经风口进入冲天炉内后,碳与氧发生燃烧反应,生成二氧化碳,部份生成一氧化碳。随着燃烧反应的进行,炉气中的氧逐渐消失,CO2浓度增加,炉温也随之上升。从空气与焦碳接触的位置开始,至炉气中自由氧基本消失,CO2浓度到达最大值为止,这一区间称为“氧化带”。炉气经氧化带继续上升,在高温缺氧的情况下,使C+CO2=2CO的还原反应得以发展,CO2浓度开始逐渐减少,CO的浓度逐渐增加,炉温逐渐降低。从氧化带顶面至炉气中CO2还原反应基本结束的位置,这一区间称为“还原带”。
  两排大间距双层送风冲天炉内焦炭的燃烧见图2:

 

 

                             CO2(%)                                       炉温t×100(℃)
                          a)炉气成分分布                                     b)炉温分布
  图2 两排大间距双层送风冲天炉炉气分布和炉温分布图
  由图2可见:两排大间距双层送风冲天炉内,新鲜空气经第一排风口(或称下排风口)进入冲天炉内后,同单排风口冲天炉一样,形成第一个燃烧带(燃烧带即氧化带和还原带的统称)。而当第一个燃烧带中氧气逐渐稀薄时,第二排风口(或称上排风口)又送入一定量的空气,从而又形成第二个燃烧带。因此,在炉内形成了二个氧化带和二个还原带。图2中所示的CO2和CO分布曲线,是这二个氧化带和二个还原带叠加以后的实际分布曲线。由图中可见,CO2和CO都有二个“鼻子”(形像话的称谓)。这两个“鼻子”是两排大间距双层送风冲天炉的显著特征。也正因为二氧化碳形成了二个“鼻子”。所以,冲天炉内温度分布曲线也形成了二个“鼻子”。这二个“鼻子”正是两排大间距双层送风冲天炉能提高铁液温度的根本原因,这是单排风口冲天炉无法实现的。这也是我们对两种送风方式进行比较的依据。
二、两排大间距双层送风冲天炉和单排风口冲天炉效果比较:
1、两排大间距双层送风冲天炉的燃烧过程,在冲天炉内形成了二个燃烧带叠加的炉气分布曲线,决定了炉内有二个“鼻子”的温度分布曲线。这条曲线有两个特点:①说明燃烧带拉长了,也就是金属炉料开始熔化的位置提高了,从而铁液受到过热的距离拉长了;②炉温分布的两个“鼻子”说明炉内温度的高温峰值提高了,即铁液受到的加热温度提高了,这就使铁液最终的温度提高了。这是单排风口冲天炉达不到的。
根据大量的实践数据,国内外一致认为,两排大间距双层送风冲天炉与单排风口冲天炉相比具有:
① 铁液出炉温度高。当焦耗相同时,铁液温度提高45~50℃(美、英)、30~50℃(中国)。
② 当铁液温度相同时,焦耗可减少20~30%(美)、20~32%(英)、20~30%(中国)。
③当铁液温度相同时,熔化率提高11~23%(美)、20~32%(英)、15~20%(中国)。
④ 铁液含碳量提高,硅、锰烧损接近。
⑤ 炉衬局部浸蚀深度小于单排,侵蚀高度大于单排(水冷无炉衬时此特点不存在)。
2、两排大间距双层送风冲天炉对焦炭的质量要求相对宽松了。冲天炉熔炼中讲究风量平衡,即送风量不可过大,也不可过小,应该适当。过大或过小都会造成熔炼综合经济指标的负面影响。因此,冲天炉熔炼时一定要注意考核送风强度,即炉膛风口区单位截面积上的送风量。单排风口冲天炉风口少,为了达到一定的送风强度,则势必增加单个风口直径,又势必影响空气的射流速度,减少空气向炉膛的穿透深度。为弥补此特点,则必须提高送风压力或增大焦炭块度,因此,对焦炭质量的要求提高。两排风口时,风口数量多,单个风口的直径适中,对风压的要求及焦炭块度要求相对说要宽松许多。同时,由于两排大间距双层送风冲天炉上排及下排风口可以根据焦炭质量适当调节送风量,即上、下排风口风量分配比可以不同,可以按等置(上、下排进风量相等)、顺置(下排风口进风量大,上排风口进风量小)、倒置(下排风口进风量小,上排风口进风量大)来适当控制,以配合焦炭的质量(块度、固定含炭量等)灵活应用。
3、两排大间距双层送风冲天炉较单排风口冲天炉操作方便,容易掌握控制。


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