定义(过程 燃烧带定义)

反映原理(数据 燃烧带定义)

定义

过程

燃烧带(eombustionzone)是高炉炼铁过程中，风口前焦炭及其他喷吹燃料中的碳被鼓风燃烧气化的区域，其范围比风口回旋区稍大。它是炉知反应中，焦炭和喷吹燃料中碳燃烧气化的场所。因为鼓风失去动能时，其中的氧化性气体并未耗尽。燃烧反应及边界的确定可与碳反应的氧化性气体有02、COZ和H20，其燃烧的反应式分别为C+O笑粉一气二O:(1)C+CO。、—ZCO(2)亡+HZO二井一CO+H。(3)沿风口中心线向炉中心径向的不同距离上所测得的各种气体的成分及相对应的煤气温度Tg的变化。

燃烧带定义

在锅炉炉膛中心部分四周水冷壁管上事先按照所需要的尺寸焊上抓钉,在抓钉之间涂上耐火材料，在水冷壁管上形成一段方块状的涂层称为燃烧带。

反映原理

数据

在所取数据的高炉的特有条件下(炉缸直径3.Z m)，自风口前端开始，0:的浓度在回旋区内下降缓慢，但在距风口0.s m处急速衰减，至1.4m处已接近为零。CO:量的变化与O:的变化相对应，自风口前端开始缓慢增加，并在距风口0.s m处急速上升并达到峰值(此处与回旋区边界相对应)。这说明，在O:的浓度高的条件下，反应(1)占主导地位。在CO:量由峰值开始下降时，CO开始产生并与CO:量的减少相对应，CO量急速增加，当0:量完全消失时，CO量也达到极值，即反应(2)是产生CO的原因。由图还可看出，H20含量的变化与0:的变化规律相类似，在回旋区丙变化缓慢，在距风口0.g m处迅速减少，与此对应H:的量开始增长。由此可推断，H:的产生是反应(3)的结果(在没有喷吹燃料释放H:的条件下)。而煤气温度Tg的变化与CO:的变化趋势同步;即在C02%达到峰值时，爪也达到峰值，而C02量下降时，对应于吸热反应(2)的开始发展，T:也随之下降。燃烧带的边界一般定为CO:的浓度下降至1%处。在图中的具体条件下为1.6m处。当喷吹含H:的附加燃料时，由于H20较co:有更强的扩散能力(H:的分子量小)，燃烧带当向炉中心相应延伸。这种情况下燃烧带的边界定在H20浓度降至1%处。

距风口前端距离/m沿风口轴线煤气成分及温度的变化(图中的点为在高炉上的实测值;曲线为将实测数据经回归处理绘制的)决定和影响燃烧带大不的因素02、coZ和HZo‘向炉中心穿透的深度对燃烧带的大小起决定性作用。该穿透深度取决于鼓风动能和气化反应速率两大因素:(l)高炉鼓风动能越高，回旋区越大，故02、CO:及H20越能穿透更深的炉缸区;同时部分鼓风与燃烧产物也在循环区内做高速循环运动，促使气体成分均匀化，相对地延缓了燃烧反应(即图中0:及H20卞降迟缓)。(2)碳气化反应的速率高则氧化性物质消耗快，可使燃烧带缩短。而燃烧反应速率又受3个条件的制约:(l)气相中氧化性组分(包括02、CO:和HZO)迁移到固体碳素表面的速度;(2)燃烧反应本身的速率;(3)反应产物气体的脱附及向外迁移的速率。由于鼓风的流速极高，远远超过了分子自由扩散的速率，故三个制约条件中，化学反应速率往往成为限制性环节。由化学动力学的分析可知，化学反应速率受温度、固体炭的比表面积和鼓风中氧化性组分浓度的影响。富氧鼓风、高风温、高炉喷吹燃料皆可加速燃烧反应，促使燃烧带缩短。由子燃烧带是高炉煤气的发源地，又由此煤气提供冶炼过程还原剂及所需的热量，故燃烧带的尺寸及其在炉缸截面上的分布(包括风口前各个燃烧带之间“死区”的大小)对全炉煤气及温度的分布有极重要的影响。

为了尽量缩小相邻燃烧带之间形成的死区，以使炉料的下降及炉缸截面上煤气及温度的分布更趋均匀，应减小相邻的风口在炉壳圆弧上的间距。先进的大型高炉此间距仅为1.1至1.Z m。即风口个数N与炉缸直径d(m)之间的关系为N=7rd/(1.0一1.2)或N一3d一(l或2)例如，依上式计算，炉缸直径为12m的高炉，风口个数应为二只12/1.1=34或55个，或N=3只12一(1或2)=54或35个。适当的燃烧带的尺寸也应与炉缸直径相适应，并通过适当的鼓风动能值加以控制。对低于Z000m3的高炉，适当的鼓风动能值E(kg·m/s)与炉缸直径d(m)之关系的经验公式为E=86.5d2一313d+1160例如d一9.s m的高炉，则E一86.SX(9.5)2一313只(9.5)+1160=5900kg·m/s依鼓风穿透炉缸内的深度D(m)与鼓风动能值(E)的经验关系式D一。.12xlo一3E+。.65(此式不考虑喷吹辅助燃料及焦炭粒度过大或过小等非常规的特殊条件)，在上述鼓风动能值下，穿透深度D一0.12x10一3X5900+0.65=1.358m。燃烧带的尺寸还受以下因素的影响:上部炉料及煤气的分布;风口前焦炭的粒度;焦炭反应后的强度;炉渣数量及成分;风口喷吹附加物的种类及数量(包括富氧，固、液及气态辅助燃料等)。例如，若风口燃烧带以上炉料的分布特征为边缘部分矿石少，焦炭多，则边缘煤气流较发展，会使燃烧带缩短;若实行中心加焦技术，边缘矿石多而炉中心焦炭多，形成较强烈的中心气流，则促使燃烧带向炉中心延伸。又如，焦炭落入风口前时粒度越大，则鼓风冲击焦块所消耗的动能也大，将会缩短燃烧带。而由上部落入风口前回旋区的炉渣数量多(相应于吨铁渣量大)、密度大、豁度高，则会加速鼓风动能冲击炉渣液滴后动能的衰减，也会使燃烧带缩短。焦炭参加反应后的强度，决定了在运动中产生碎焦量的多少，从而影响炉缸中心焦炭死料柱的透气性及透液性。

强度大的焦炭使中心死焦柱中粉末少，从而渗透性强，有助于燃烧带向炉中心延伸。通过风口随鼓风吹入的多种附加物，对燃烧带大小的影响，有多方面相互矛盾的作用。富氧鼓风可加速燃烧反应，从而缩短燃烧带。而喷吹各种辅助燃料时，有两个方面的影响:既有辅助燃料皆比焦炭分散度大，易于燃烧从而缩短燃烧带的一面;又有某些燃料要先受热分解，故吸收一定数量的热，从而降低燃烧带温度延缓燃烧反应的另一面。此外含碳氢化合物高的燃料，单位耗氧量条件下产生的产物量大，等于加大了鼓风动能，并随之促使燃烧带扩大等等。正确地分析和估价喷吹不同辅助燃料对燃烧带大小的影响，要根据各个方面的因素综合考虑。

燃烧带定义

在锅炉炉膛中心部分四周水冷壁管上事先按照所需要的尺寸焊上抓钉,在抓钉之间涂上耐火材料，在水冷壁管上形成一段方块状的涂层称为燃烧带