《高炉炼铁技术知识》项目9任务9.4热交换.pptVIP

项目9 ----燃料燃烧及热交换 ; ; 高炉内的热交换是指煤气流与炉料之问的热量传递。高炉各个区域中化学反应能否进行和进行程度如何，温度高低是决定性的条件。煤气流是载热体，不仅炉腹以上炉料由煤气直接加热，而且炉缸中渣、铁和焦炭的温度也主要决定于它们进入炉缸前的预热程度。因此，煤气与炉料之间的热交换是高炉冶炼诸过程中的又一重要过程。 ;炉内温度分布图;由图可以看出： 1．矿石和焦炭等炉料进入高炉后，在料面下不远处就被加热到600℃以上，在这一高度上热交换很剧烈； 2．随后炉料在炉身中部下降时升温速度变慢，炉身中部大部分区域温度不高于1000℃： 3．风口前煤气温度(燃烧焦点温度)一般高达1800～2000℃，而炉渣和生铁一般不超过1500℃，从风口平面到炉腰之间煤气降温幅度大于渣、铁的升温幅度。在这一段高度上，热交换再一次剧烈进行。;冶金工程系; ;炉料水当量相当于煤 气水当量，即W料≈W气 炉料升高1℃所需热 量相当于煤气降低1℃ 放出热量;全部是直接还原反应;9.4.3高炉上部热交换与炉顶温度;影响ｔ顶高低的因素有： (1)炉料与煤气在炉内分布合理而均匀，煤气与炉料充分接触，煤气的热能利用充分， ｔ 顶 将降低。 (2)降低燃料比，则作用于单位炉料的煤气量减少，Ｗ气减小，Ｗ料/Ｗ气比值增大，ｔ顶降低。反之，ｔ顶会升高。 (3)炉料的性质。;(4)风温提高而焦比不变时， 于Ｗ气不变， 故ｔ顶变化不大。但在实际操作中，风温提高后，焦比必然有所降低，因而Ｗ气减小，ｔ顶会降低。由此可见热风所带入的热量可以全部为高炉利用，而燃料燃烧所放出的热量有一部分被煤气带走，不能全部被有效利用。 (5)采用富氧鼓风时，由于N2含量减少，煤气量减少，Ｗ气 降低，Ｗ料/Ｗ气 升高，ｔ顶 降低。;9.4.4高炉下部热交换和炉缸温度; 由于空区内Ｗ料≈Ｗ气，因此，可简化为： Ｗ料·ｔ缸 ＝ Ｗ气·ｔ气 ｔ缸 ＝Ｗ气 /Ｗ料·ｔ气 因此，炉缸温度主要取决于ｔ气 和Ｗ气／Ｗ料 比值。一切有利于炉缸煤气温度升高和Ｗ 气／Ｗ料 比值增大的因素都将使炉缸温度升高。 ;影响ｔ缸的因素主要有： (1)风温提高???焦比不变，则ｔ气升高,Ｗ气／Ｗ料不变，ｔ缸升高；若焦比降低，则煤气量减少，Ｗ气减小，Ｗ气／Ｗ料减小，ｔ缸有可能降低，但ｔ气升高，补偿Ｗ气／Ｗ料的降低，其结果ｔ缸可能变化不大。若焦比不变，则ｔ缸增加。 (2)富氧鼓风时，Ｎ2量减少，Ｗ气减小，Ｗ气／Ｗ料降低。然而富氧鼓风可大大提高ｔ气，ｔ气提高完全可以补偿Ｗ气／Ｗ料降低而有余，结果使ｔ缸升高。; (3)炉料与煤气分布不合理时，炉料在高炉上部间接还原程度降低，从而增加了高炉下部的直接还原，则煤气中CO增加，使Ｗ气略有增加，但直接还原吸热很多，使炉料的表现热容增大很多，这样Ｗ料也增加，而且增大幅度比Ｗ气大，因此Ｗ气／Ｗ料降低，则ｔ缸降低。当炉料的还原性差时，高炉下部的直接还原必然增加，ｔ缸也会降低。 ; 因此，根据冶炼条件和生铁品种，合理地利用有关手段和选择有关参数，就能获得一个适宜的炉缸温度水平。高风温和富氧鼓风有利于提高炉缸温度， 因而有利于冶炼高温生铁。 ;[课堂小结] 本节课主要讲述了高炉内煤气上升过程中体积、成分的变化，高炉内的热交换过程，炉内温度的分布，水当量的概念，高炉上部热交换与炉顶温度的关系，下部热交换与渣铁温度的关系。 ;[评价观测点] 能否正确介绍水当量的概念。 能否正确介绍煤气沿高度方向的温度变化规律。 能否正确介绍沿高炉横截面上的温度分布特点。 能否正确介绍高炉上部热交换与炉顶温度的关系。 能否正确介绍高炉下部热交换和炉缸温度的关系。 能否正确介绍煤气上升过程中体积、成分的变化规律。 能否正确介绍煤气上升过程中压力的变化规律。