冲天炉熔炼原理

9.2.2 焦炭的燃烧计算 （1）焦炭的发热量 1）焦炭发热量的概念 燃料发热量亦称燃料发热值。 它是指单位重量的固体燃料或液体燃料，或标 准状态下单位体积的气体燃料，经完全燃烧，且燃烧 产物冷却到反应物质的温度时所放出的热量。 高发热量 0℃的水。 低发热量 20℃的水蒸气
2）焦炭发热量计算 焦炭低发热量的计算公式如下：
（4）焦炭的反应性与气孔率 反应性是指焦炭还原二氧化碳的能力， 亦称反应能力，通常以R表示。

（5）铸造用焦炭的要求 冲天炉内的焦炭，由于要承受加料时冲 击力和料柱的压力，必须具有足够的强度， 以免因焦炭易于破碎而阻塞气流通道，影响 底焦燃烧，妨碍炉子的正常工作。焦炭块度 合适，是保证炉子正常工作的基本条件。焦 炭的合适块度随炉子大小而异。对于中小型 冲天炉，焦炭块度大致可在50～150㎜之间， 并力求块度均匀。大型冲天炉则用块度更大 的焦炭。
冲天炉熔炼原理 9.1 冲天炉的结构与操作工艺 9.1.1 冲天炉的基本结构 （1）冲天炉结构简介 下图为系列设计中7吨/小时冲天炉的结构 简图。
9.2 冲天炉内焦炭燃烧的基本规律 冲天炉内焦炭的燃烧是固体块状燃料层 状燃烧的一种特殊方式。 9.2.1 焦炭 （1）焦炭的成分 １）固定碳 固定碳是指焦炭中以单质存在的 自由炭。 ２）灰分 灰分是焦炭中由矿物组成的不可燃 部分。 ３）挥发物。 ４）硫。 ５）水分。
（3）焦炭理论燃烧温度的计算 理论燃烧温度为：燃料完全燃烧，且所 放出的热量全部用于加热燃烧产物时所能达 到的最高温度。计算公式如下：
1）焦炭完全燃烧时的理论燃烧温度
2）焦炭不完全燃烧时的理论燃烧温度
（2）焦炭的强度 焦炭的力学强度包括抗压强度、抗冲击 强度、抗碎裂强度（M40）和耐磨强度 M10）。 焦炭抗冲击强度可用焦炭的落下强度来 表示。试验时首先取焦炭30㎏，块度大于50 ㎜，装入450㎜×700㎜×380㎜的铁箱中。 提铁箱至1830㎜的高度，打开料底门，焦炭 自由落下与铺底的13㎜厚铁板相冲击，反复 四次，称其大于50㎜焦块质量并以百分数表 示，即落下强度。我国焦炭的抗冲击强度为 70%～90%。
（3）焦炭的块度与均匀性 焦炭块度过小时，由于炉膛单位容积内 的反应面积过大，因而燃烧反应加速，氧化 带缩短，还原带扩大，加以此时氧化带内还 原反应发展较快，致使高温区域短，炉气最 高温度较低。此外，小块焦炭对送风阻力大， 空气难于深入炉中心，炉壁效应加剧，对铁 液过热不利。 焦炭块度过大，燃烧速度慢，虽然氧化 带扩大，但燃烧区域不集中，炉气最高温度 低，不利于铁液过热。 推荐冲天炉内径与焦块平均直径之比为 10:1左右。
（2）焦炭的燃烧计算 1）焦炭燃烧用氧量的计算
2）焦炭燃烧用空气量的计算 焦炭燃烧所需的干空气量为：
3）焦炭燃烧产物的组成 焦炭燃烧产物指包括水蒸气在内的全部气 态燃烧产物， 燃烧产物的组成为： CO2、CO、H2O、SO2、N2。
4）焦炭燃烧产物量的计算 燃烧产物的体积为各可燃元素燃烧产物的体积 与燃料含氮量、燃料水分所生成的水蒸气以及 空气带入的氮气和水蒸气的体积之和。
转鼓数：焦炭的抗磨损强度过去用部标 转鼓残留量（㎏）表示。试验时将410㎏焦 装入Φ2000㎜×700㎜的转鼓中，然后使转 鼓以10r/min速度转动，经15min转动，鼓内 焦炭受焦炭、铁板的磨损而破碎，焦末在铁 栅间落下，残留在转鼓圆筒内均是大于25㎜ 的焦块。被测焦炭越结实，转鼓圆筒内残留 的焦炭量就越多。