高炉热储备区温度对煤气利用率的影响
高风温对高炉强化冶炼的意义
五.高炉接受风温的条件
①搞好精料。精料水平越高，炉内料柱透气性越好，炉 搞好精料。精料水平越高，炉内料柱透气性越好， 况越顺，高炉越易接受高风温。 况越顺，高炉越易接受高风温。 喷吹燃料。喷吹量的提高，有利于高炉使用高风温。 ②喷吹燃料。喷吹量的提高，有利于高炉使用高风温。 加湿鼓风。 ③加湿鼓风。加湿鼓风能因鼓风中水分分解吸热而降低 炉缸燃烧温度，利于高风温的使用。通常， 炉缸燃烧温度，利于高风温的使用。通常，加湿鼓风是 作为暂时没有喷吹或喷吹量太少的高炉为控制风口前理 论燃烧温度的一种手段而使用的。我们不提倡此法。 论燃烧温度的一种手段而使用的。我们不提倡此法。 精心操作。首先要找准高炉的基本操作制度， ④精心操作。首先要找准高炉的基本操作制度，特别是 要搞好上下部调剂，保持合理煤气分布， 要搞好上下部调剂，保持合理煤气分布，以保证炉况顺 其次，操作中要精心调节，早动、少动， 行。其次，操作中要精心调节，早动、少动，以减少炉 况波动，并应尽可能采用固定风温（固定在最高水平） 况波动，并应尽可能采用固定风温（固定在最高水平） 调节喷吹量或鼓风湿度的操作方法。 调节喷吹量或鼓风湿度的操作方法。
简史 19世纪20年代以前高炉使用冷风炼铁，燃料消耗很 19世纪 年代以前高炉使用冷风炼铁 世纪20年代以前高炉使用冷风炼铁， 生产率低。1828年英国尼尔森 D.Neilson） 年英国尼尔森（ 高，生产率低。1828年英国尼尔森（D.Neilson）建议 在高炉上使用“热鼓风”炼铁，并于1829年在苏格兰克 在高炉上使用“热鼓风”炼铁，并于1829年在苏格兰克 拉依特厂首次实现来这一建议，风温虽然只有149℃ 拉依特厂首次实现来这一建议，风温虽然只有149℃，但 效果惊人，每吨生铁的燃料消耗由8.06t/t降到 降到5.16t/t。 效果惊人，每吨生铁的燃料消耗由8.06t/t降到5.16t/t。 降低来30%以上 产量提高46%， 以上， 降低来30%以上，产量提高46%，而用于加热鼓风消耗 的燃料只有0.4 t/t生铁 1831年该厂将风温提高到 生铁。 的燃料只有0.4 t/t生铁。1831年该厂将风温提高到 316℃ 燃料消耗降到来2.25t/t， 316℃，燃料消耗降到来2.25t/t，产量比用冷风炼铁时 翻了一番。从此热风很快被推广， 翻了一番。从此热风很快被推广，它成为高炉炼铁史上极 重要的技术进步之一。170℃余年来风温水平不断提高， 重要的技术进步之一。170℃余年来风温水平不断提高， 在日本、西欧、北欧、北美高炉的风温普遍达到1200℃ 在日本、西欧、北欧、北美高炉的风温普遍达到1200℃， 有的先进高炉的风温叨叨1350℃ 有的先进高炉的风温叨叨1350℃，前苏联的全苏平均风 温到1990年已达到 年已达到1150℃左右。 温到1990年已达到1150℃左右。中国重点企业的平均风 温在1997年为 年为1047℃ 梅山冶金公司、 温在1997年为1047℃，梅山冶金公司、包头钢铁公司高 炉的风温在1100℃以上，宝山钢铁(集团)公司3 炉的风温在1100℃以上，宝山钢铁(集团)公司3号高炉的 风温在1997年达到 年达到1230℃ 风温在1997年达到1230℃。而地方骨干企业的平均风温 1997年为 年为971℃ 在1997年为971℃，虽然其中个别钢铁厂高炉的风温在 1000℃以上， 1000℃以上，但总体上说中国高炉的风温水平要比工业 先进国的低150～200℃ 先进国的低150～200℃。
高炉煤气 燃烧烟气温度
高炉煤气燃烧烟气温度高炉是冶金工业中的重要设备，用于将铁矿石转化为熔融铁水。
高炉煤气是在高炉内部产生的一种重要燃料，它可以为高炉提供所需的热能。
而煤气燃烧的过程中产生的烟气温度则是一个关键参数，它对高炉的热效率和生产效率有着重要影响。
高炉煤气的产生过程中，燃烧是一个主要的化学反应。
在高炉内，煤气与空气或氧气混合后，经过点火点燃，燃烧产生大量的热能。
而煤气燃烧的过程中，也会产生一定的烟气。
烟气的温度取决于燃烧的速率、煤气的组分以及高炉的操作条件等因素。
煤气燃烧的速率与煤气的供给量、燃烧区域的氧气浓度等因素有关。
一般来说，煤气供给量越大，燃烧速率越快，烟气温度也就越高。
而燃烧区域的氧气浓度对煤气燃烧速率也有很大影响。
在高炉的操作过程中，通过调整煤气供给量和氧气供给量，可以控制烟气温度的高低。
煤气的组分也会对烟气温度产生影响。
不同种类的煤气由于其组分的不同，其燃烧产生的烟气温度也会有所差异。
煤气中的主要成分是一氧化碳、氢气和一些杂质气体。
其中，一氧化碳和氢气是主要的燃料，它们的燃烧能够产生大量的热能。
而杂质气体则是煤气中的其他成分，它们的燃烧能力较弱，不能产生太多热能。
因此，煤气中杂质气体的含量越高，烟气温度也就越低。
高炉的操作条件也会对烟气温度产生影响。
高炉的操作温度、高炉内部的热传导和传热等因素都会影响烟气的温度。
高炉内部的温度越高，烟气温度也就越高。
而高炉内部的热传导和传热能力则会影响烟气温度的分布，不同位置的烟气温度也会有所差异。
煤气燃烧烟气温度的控制对于高炉的正常运行至关重要。
烟气温度过高会导致高炉的炉墙和炉缸受到过热而损坏，同时也会使炉渣不易排出，影响高炉的生产效率。
而烟气温度过低则会导致高炉的热效率下降，影响高炉的能耗和产能。
因此，高炉煤气燃烧烟气温度的控制是高炉操作的重要内容之一。
通过合理调整煤气和氧气的供给量，控制燃烧速率，可以实现烟气温度的控制。
同时，对于煤气的组分进行优化，减少杂质气体的含量，也可以提高烟气温度。
浅析燃高炉煤气锅炉热值与燃气量的关系
浅析燃高炉煤气锅炉热值与燃气量的关系秦小东朱宇翔（上海威钢能源公司，上海200431）摘要：在全燃高炉煤气高温高压锅炉中，燃料的发热量变化较大时，锅炉的许多运行参数将发生很大变化，而其中确定燃气量与热值的关系是至关重要的。
本文从锅炉热力计算书及最基本的热平衡方程出发，建立较为简单可行的数学模型，可供有关人员借鉴。
关键词：传热系数；煤气量；烟气量Analysis of Relations between Heat Value and Amount of Gas in Firing BFG Boiler ABSTRACT：When high temperature and pressure boiler of pure firing BFG, the operation data correspond to the heat value of gas. It is very important relations between heat value and amount of gas. According to hot balance equation and heating power calculation book of boiler,build a simple mathematic model.Key word: heating transfer factor; amount of gas; amount of flue gas1.前言高炉煤气作为冶金行业副产品被再次利用作为蒸汽锅炉的动力燃料极具意义,既可减少污染又可以节约能源,减少锅炉对动力用煤的需求[1]。
随着冶金行业的高炉大型化，高炉煤气的产量成倍增加。
纯燃高炉煤气的锅炉已由原来的中低压锅炉向高压锅炉迈进，并有向大型化发展的趋势。
而同时由于高炉运行水平的改善，致使高炉煤气热值有下降的趋势。
以上海威钢能源有限公司全燃高炉煤气锅炉为例，锅炉实际运行时，高炉煤气的热值只有2900 kJ/ N m3，偏离设计值3268kJ/ N m3有11%多。
高炉煤气成分研究
高炉煤气成分研究高压鼓风机鼓风，通过热风炉加热后进入了高炉，这种热风和焦炭助燃，产生二氧化碳和一氧化碳，二氧化碳又和炙热的焦炭产生一氧化碳，一氧化碳在上升的过程中，还原了铁矿石中的铁元素，使之成为生铁，这就是炼铁的化学过程。
铁水在炉底暂时存留，定时放出用于直接炼钢或铸锭。
这时候在高炉的炉气中，还有大量的过剩的一氧化碳，这种混合气体，就是“高炉煤气”。
1.高炉煤气成分高炉煤气为炼铁过程中产生的副产品，主要成分为CO、CO2、N2、H2、CH4等，其中可燃成分CO含量约占25%左右，H2、CH4的含量很少，CO2、N2的含量分别占15%、55%，热值仅为3500KJ/m3左右。
高炉煤气的成分和热值与高炉所用的燃料、所炼生铁的品种及冶炼工艺有关，现代的炼铁生产普遍采用大容积、高风温、高冶炼强度、高喷煤粉量的生产工艺，采用这些先进的生产工艺提高了劳动生产率并降低能耗，但所产的高炉煤气热值更低，增加了利用难度。
高炉煤气中的CO2、N2既不参与燃烧产生热量，也不能助燃，相反，还吸收大量的燃烧过程中产生的热量，导致高炉煤气的理论燃烧温度偏低。
高炉煤气的着火点并不高，似乎不存在着火的障碍，但在实际燃烧过程中，受各种因素的影响，混合气体的温度必须远大于着火点，才能确保燃烧的稳定性。
高炉煤气的理论燃烧温度低，参与燃烧的高炉煤气的量很大，导致混合气体的升温速度很慢，温度不高，燃烧稳定性不好。
燃烧反应能够发生的另一条件是气体分子间能够发生有效碰撞，即拥有足够能量的相互之间能够发生氧化反应的分子间发生的碰撞，大量的CO2、N2的存在，减少了分子间发生有效碰撞的几率，宏观上表现为燃烧速度慢，燃烧不稳定。
高炉煤气中存在大量的CO2、N2，燃烧过程中基本不参与化学反应，几乎等量转移到燃烧产生的烟气中，燃高炉煤气产生的烟气量远多于燃煤。
高炉富氧时煤气混合成分能够检测出CO、CO2、H2、CH4、N2等成分,为何停止富氧后只能检测出CO2及O2。
高炉使用含碳复合炉料的原理
高炉使用含碳复合炉料的原理发布时间：2021-05-14T09:00:16.270Z 来源：《基层建设》2020年第30期作者：葛超[导读] 摘要：考虑CO还原碳的反应，热储备区温度对煤气利用系数的影响在热力学和动力学方面存在竞争关系。
中国十九冶集团有限公司四川成都 617000摘要：考虑CO还原碳的反应，热储备区温度对煤气利用系数的影响在热力学和动力学方面存在竞争关系。
本文以单界面未反应核模型为基础，就温度对高炉煤气利用系数的影响推导理论模型，然后利用此模型解析高炉热储备区温度对煤气利用系数的影响规律，进而探讨高炉焦炭反应性与含碳炉料还原性的匹配。
结果表明，高炉使用高反应性焦炭降低热储备区温度，进而提高煤气利用系数的前提是矿石具有高的还原性。
矿石还原性低时，高反应性焦炭的使用会导致煤气利用系数下降，而期望通过增加矿石停留时间或提高压力来改变这样规律的操作空间甚小。
矿石还原性高时，热储备区所能承受的温降在理论上仍有一个极限。
因此，在实际生产中不必盲目追求焦炭的高反应性，应根据矿石的还原性选择具有适宜反应性的焦炭。
关键词：高炉;热储备区温度;煤气利用系数;矿石还原性;焦炭反应性热储备区是高炉炉身中下部煤气与炉料间热交换非常缓慢的区域，其中煤气和炉料的温差较小，且各自的温度沿高度基本不变。
理论研究和生产实践表明，高炉热储备区内主要发生碳至Fe的间接还原，且热储备区温度由入炉焦炭的溶损反应起始温度决定。
因此，热储备区下沿通常被认为是高炉内直接还原和间接还原的过渡界限。
鉴于CO还原碳为放热反应，热储备区温度的降低会使反应向生成CO2的方向移动，意味着高炉煤气利用系数的提高。
正是基于此，一些学者提出了使用高反应性焦炭降低热储备区温度，进而提高煤气利用系数和降低燃料比的高炉冶炼技术路线。
即高炉热储备区温度对煤气利用系数的影响。
需要说明的是，解析高炉热储备区对煤气利用系数的影响固然可以采用目前备受青睐的全高炉动力学模型。
750高炉高煤比实践及对高炉行程的影响
* 7 + 改善原燃料质量 高炉要接受大量喷煤， 最重要的物质条件就是提高精料水平， 其中关键是降低渣量和提高焦炭质量。改 善入炉料的原燃料条件， 提高入炉矿石品位及还原性， * " " * 年 # 月开始高炉采用高碱度烧结矿配加球团矿 ) * /
炉料结构的生产实践， 以改善综合炉料的高温透气性。焦炭过去使用 ! （或无锡 " # 吴泾焦 $! " # 常州焦 焦） ， 从%月份开始采用! 从而提高了焦碳的综合强度， 尤其是高温强度， 增强了其 " #宝钢焦$ ! " #吴泾焦， 抗溶损及抗侵蚀的能力。确保了焦炭在高炉中的骨架作用， 从而消除了由于矿焦比上升而使料柱透气性变 差的负面作用。原燃料质量的提高， 大大改善了高炉气体动力学条件。 改善炉缸均匀、 活跃程度 & ’ ( 提高风速， 经过长期的实践和不断的经验总结， 炼铁工作者对煤粉在高炉内的行为有了进一步的认识， 认为随着喷 煤量的增大， 必须增加鼓风速度， 提高鼓风动能， 改变炉缸煤气流初始分布状态， 确保高煤比下的炉缸活跃，
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高炉炉温系数
高炉炉温系数
高炉炉温系数是指在高炉冶炼过程中，炉温变化对炉内各种物理化学反应速率的影响程度。
它是衡量高炉操作稳定性和冶炼效果的重要指标之一。
炉温是高炉冶炼的重要参数，直接影响到高炉冶炼过程的稳定性和产量。
炉温的变化会引起炉内各种物理化学反应速率的变化，从而影响到冶炼过程的进行。
炉温升高会促进还原反应的进行，提高冶炼速度和产量。
但是炉温过高也会导致炉缸结焦和炉墙结渣的风险增加，甚至会引发爆炸等严重事故。
因此，合理控制炉温是高炉冶炼操作的重要任务之一。
高炉炉温系数描述了炉温与冶炼过程中各种物理化学反应速率之间的关系。
具体来说，炉温系数越大，炉温的变化对反应速率的影响就越大，反之亦然。
炉温系数的大小与多种因素有关。
首先，炉温系数与炉温的变化范围有关，一般来说，炉温系数在较低炉温范围内较大，而在较高炉温范围内较小。
其次，炉温系数还与炉内气氛、矿石性质、炉料配比等因素有关。
为了控制炉温系数，高炉操作人员可以通过调整炉温控制系统的参数来实现。
此外，合理选择炉料配比和优化炉料粒度分布等也可以降低炉温系数。
高炉炉温系数是影响高炉冶炼效果的重要指标之一。
控制炉温系数可以提高冶炼效率、降低能耗、延长高炉寿命，对于高炉冶炼的稳定性和经济效益具有重要意义。
高炉操作人员应该密切关注炉温系数的变化，采取相应的措施进行调控，以保证高炉冶炼过程的稳定运行。
同时，科研人员也应该加强对炉温系数的研究，探索更有效的控制方法，为高炉冶炼技术的进一步发展做出贡献。
影响高炉煤气利用率的因素分析
影响高炉煤气利用率的因素分析国内炼铁行业所采用的煤气利用率一般是指煤气的碳素利用率,是衡量炼铁过程中高炉内气固相还原反应中一氧化碳转化为二氧化碳的程度的指标。
从而表明高炉内碳氧化的程度和间接还原发展的程度，其表达式为ηCO=CO2/(CO2+CO),这也叫做煤气的化学能利用率,与之相对应的还有煤气的热量利用率,既煤气做为传热介质其热量被炉料吸收的程度,本文所说的煤气利用率不特别指出的话是指煤气的碳素利用率.在现代高炉上使用熔剂性烧结矿或高碱度烧结矿冶炼后，石灰石不再加入高炉配料或只加入量很少，只作为炉渣碱度的调节手段，炉顶煤气中的CO2含量基本上是由CO在还原过程中夺取矿石的氧转化而来的。
因此ηCO的大小取决于冶炼所使用矿石中铁的氧化程度和易还原金属氧化物含量，高炉内间接还原发展程度和高炉间接还原区内氢含量与一氧化碳含量的比值(H2%/CO%)等；此外决定焦比的因素以及喷吹燃料等也会给一氧化碳利用率带来一定影响。
(1)铁矿石中铁氧化程度高，也就是Fe2O3含量高(赤铁矿、球团矿和高碱烧结矿中Fe2O3含量高)，易还原金属氧化物含量高(高价锰氧化物MnO2、Mn2O3及Cu2O，NiO等)在炉身CO能夺取的氧量多，转化成CO2的量也多，ηCO就略有提高。
但在生产中原料条件相对稳定的情况下，这类因素对ηCO的影响不会很大。
(2)铁氧化物的间接还原发展程度是决定ηCO的主要因素。
由于间接还原是可逆反应(见高炉铁矿石还原)，ηCO受热力学规律所限制，在还原反应达到平衡状态时，平衡气相成分中CO2含量就决定了ηCO 的最高值，显然它受反应的平衡常数Kp控制的：ηCOmax= KP/(1+KP)，而反应的平衡常数是随温度而变的，因此不同温度下的ηCOmax也不同。
从铁矿石还原理论可以知道，铁氧化物的还原是按Fe2O3→Fe3O4→FeO→Fe顺序逐级还原的。
各还原反应有它自己的平衡常数，也就有它在热力学上最高的一氧化碳利用率。
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中图分类号： TF 531
文献标志码： A
文章编号：1005 -3026(2018)07 -0985 -05
Influence of Thermal Reserve Zone Temperature in Blast
Furnace on Gas Utilization Rate
MENG Fan-chao， ZOU Zong-shu
高炉热储备区是炉身处煤气与炉料间热交换 非常缓慢的区域.一般认为,热储备区底端温度由 焦炭溶损过程决定,不应低于高炉用焦炭溶损反 应 的 起 始 温 度 [|-2].热 力 学 上 ，在 高 炉 热 储 备 区 温 度 下 ，含 铁 炉 料 中 Fe30 4— Fe0 和 FeO— F e 的还 原均有可能发生.但在实际生产中,热储备区内主
学 和 动 力 学 分 析 .结 果 表 明 ：只 有 在 氏 + 氏 0 体 积 分 数 小 于 0. 3 时 降 低 热 储 备 区 温 度 才 能 提 髙 煤 气 利 用 率 .
从 1 273 K 降 温 到 1 223 K ，氢 气 还 原 速 率 降 低 得 比 C O 还 原 速 率 降 低 得 多 ，说 明 温 度 对 氢 气 还 原 的 影 响 更 大 .
more than that w ith C O ，showing that the influence o f temperature on the reduction w ith H2 is
greater than that w ith C O . For most blast furnaces，the required reduction time is somewhat longer than the burden residence tim e in the thermal reserve zone，w hich means that the reduction reactions in thermal reserve zone d o n ’t attain their e q u ilib ria ，and low ering temperature is not effective fo r im proving gas u tiliza tio n . K e y w o rd s ：blast furnace; thermal reserve zone; therm odynam ics; kin e tics; gas utilization
对 一 般 髙 炉 来 说 ，炉 料 在 热 储 备 区 中 还 原 所 需 的 时 间 比 其 停 留 时 间 长 或 接 近 ，说 明 热 储 备 区 内 的 还 原 反 应 没
有 达 到 平 衡 ，降 低 温 度 不 利 于 提 髙 煤 气 利 用 率 .
关 键 词 ：髙 炉 ;热 储 备 区 ;热 力 学 ;动 力 学 ;煤 气 利 用 率
analysis and kinetic analysis o f reduction reactions in thermal reserve zone were carried out w ith
standard Gibbs free energy calculation and unreacted shrinking core m o d e l，respectively. The results o f thermodynamic analysis show that only when the (H 2 + H 20) volume fraction is smaller than 0. 3 ，low ering temperature is effective fo r im proving gas u tiliza tio n . The kinetic analysis shows that decreasing temperature from 1 273 K to 1 223 K ，the reduction rate w ith H2 decreases
( School of Metallurgy， Northeastern University， Shenyang 110819, China. Corresponding author：MENG Fanchao，E -m ail：7 4 1 6 5 1 5 4 9 @ )
A b s tra c t ：The relationship between temperature o f thermal reserve zone and the gas utilization rate o f blast furnace was inveபைடு நூலகம்tigated. Considering thermodynamics and practical co n d itio n ，only the reduction o f ferrous oxide occurs in the thermal reserve zone. T h u s，the thermodynamic
第39卷第7 期 2018年 7 月
东 北 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ） Journal of Northeastern University( Natural Science)
doi：10. 12068/j.issn. 1005 -3026.2018.07.015
V ol.39 ,No.7 Jul. 2 0 18
高炉热储备区温度对煤气利用率的影响
孟 繁 超 ，邹宗树
( 东 北 大 学 冶 金 学 院 ，辽 宁 沈 阳 110819)
摘
要 ：研 究 了 髙 炉 热 储 备 区 内 温 度 与 煤 气 利 用 率 的 关 系 .结 合 热 力 学 和 实 际 情 况 ，热 储 备 区 内 只 发 生
氧 化 亚 铁 的 还 原 .因 此 需 要 利 用 吉 布 斯 自 由 能 计 算 和 单 界 面 未 反 应 核 模 型 对 热 储 备 区 内 还 原 反 应 进 行 热 力