轧钢加热基础知识

轧钢加热基础知识

1、钢的物理性质与加热的关系

钢是铁与碳及其它元素的合金，在常温下其比重为7.8—7.9。含碳量高的钢比重较小；含碳量低的钢比重较大。在常温下钢有很高的强度和硬度，但随着温度的升高其强度和硬度迅速降低。钢的机械性能（强度、硬度、塑性等）与其内部结晶组织状态有很大关系。通过热处理可以使钢材得到各种不同的结晶组织，从而具有不同的机械性能和使用用途。

2、加热的能源

在日常生产和生活中需要的各种能量，如热能、机械能、光能、化学能等。产生这些能量的资源通常称为能源。

能源可分为两类：一类是自然界中以天然形式存在的能量资源，如煤炭、石油、天然气、植物燃料、核燃料、水能、风能、太阳能、地热能等。另一类是由自然能量资源直接或间接转换为其它种类和形式的能源，如汽油、煤油、煤气、焦炭、电能、氢能、余热、余能等。

3、加热炉常用的燃料

煤、重油、焦油、煤气（焦炉煤气、高炉煤气、发生炉煤气）、天然气等。为合理和有效地利用燃料，把自然资源燃料经过加工改质后再利用。如煤加工成煤粉或制成发生炉煤气再供给加热炉使用；石油经提炼各种成品油后所剩的重渣油（重油）才是用于加热炉的燃料。另外在冶金企业中，一般都有焦炉煤气、转炉煤气和高炉煤气等都可作为加热炉的燃料。

(1)、加热炉常用燃料的性质和使用

煤质工业分析的主要项目

水分水分包括外部吸附的水和内部的结晶水；

灰份灰份包括生成过程和采运过程混入的不可燃物质，煤中灰份愈少愈好；

挥发份发份指煤炭在隔绝空气加热到800℃时挥发掉的碳氢化合物。挥发份多的煤干馏时可得到较多的煤气和焦油，其燃烧时有较长的火焰；

固定碳碳指除去挥发份的可燃成分。煤的炭化程度越高，即年代越久的，含固定碳越高。

工业用煤的发热量Q≈6500—7000kcal/kg。

(2)、重油

重油是由原油分馏出各种成品油后所剩下的残渣油，其化学组成和所用原油有关，主要是一些烷烃、环烷烃、烯烃和芳香烃的碳氢化合物。一般来说，重油的粘度越大含碳量越高，含氢量则越少。重油中的含硫量虽然不多，但危害甚大，作为冶金燃料必须严加控制。必要时应进行脱硫处理。

重油的发热量Q≈9500—10000kcal/kg。

油的闪点、燃点和自燃点

油的闪点—石油产品在规定条件下，加热到它的蒸气与火焰接触发生闪火现象称为油的闪点。（油的闪点测试分：开口杯闪点、闭口杯闪点）

油的燃点—当温度继续升到油液面蒸气接触火焰点着并燃烧不少于5秒钟的最低温度称为油的燃点。一般重油的燃点较闪点高7—10℃。

油的自燃点—当油温达到某一温度时，不用点火即可自燃。能发生自燃的最低温度称为油的自燃点。一般重油的自燃点约530—580℃。

油的闪点、燃点和自燃点是使用各种燃料油时必须了解的性能指标。储油罐油温应严格控制在闪点以下，以防火灾；燃烧室的温度应不低于自燃点，否则不能保证油的稳定燃烧。

(3)、焦炉煤气的性质和使用

焦炉煤气是炼焦生产的副产品。1吨煤在炼焦过程中可得到730—780公斤焦炭和300—350标准立方米焦炉煤气。焦炉煤气的发热量Q≈4000千卡/标米3。焦炉煤气是一种高发热量的优质燃料，在冶金企业中多与高炉煤气配成发热量为1200—2400千卡/标米3左右的混合煤气供加热炉使用。

(4)、高炉煤气的性质和使用

高炉煤气是高炉炼铁过程中所产生的一种副产品。其化学成分与高炉燃料及所炼生铁品种有关，其发热量约800—1000千卡/标米3。理论燃烧温度约为1400—1500℃。这种煤气质量较差，但产量很大，每生产1吨生铁大约可得到3500—4000立方米高炉煤气，即高炉燃料的热量约有60%转移到高炉煤气中。因此，充分有效地利用高炉煤气对节约能源具有重要意义。高炉煤气是冶金工厂的重要二次能源。

在使用高炉煤气时为了提高其燃烧温度，一般与高热值煤气混合或与重油混合燃烧；有时也把空气和煤气预热到较高的温度以达到需要的燃烧温度。

高炉煤气含有大量的一氧化碳（CO），在使用时应特别注意，防止煤气中毒。(5)、发生炉煤气的性质和使用

发生炉煤气是专门用煤制造的气体燃料。一般是在煤气发生炉内，从上部加入块状燃料，从下部鼓入空气和蒸汽，在炉内进行部分燃烧得到气体燃料。发生炉煤气可作为加热炉等各种中温工业炉的燃料。

(6)、煤气燃烧的特点

任何一种燃烧都要经历三个阶段，即煤气与空气的混合、混合气体的活化和混合气体的燃烧。在加热炉内混合过程是一个限制性环节，即燃烧过程的速度决定于混合阶段的长短。