冶金炉热工基础共74页
冶金工业炉窑热工基础理论
烟气流速<1.0m/s，阻力小，对流换热少 空气流速15~30m/s，阻力大，对流换热系数大 导向肋片(内筒外壁)、风室、膨胀节等 外筒绝热措施：
内绝热：外筒温度低，保证强度 外绝热：结构及加工方便，但需外用支架支 撑，筒壁可向下自由膨胀
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5.3 辐射式空气预热器
5.3.1 结构型式
低温段，能够承载 高温段，采用外支架支撑， 下部可自由膨胀
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5.3 辐射式空气预热器
5.3.3 应用举例
均热炉用 板坯加热炉用 锻造炉用：(如图)
直肋片 顺流
加肋片的意义？
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5.3 辐射式空气预热器
5.3.3 应用举例
均热炉用 板坯加热炉用 锻造炉用 玻璃窑炉用
Δ BQ dw > Q yu
Δ BQ dw >1 Q yu Δ BQ dw 1 = = Δ B (Q dw − V n C y t y ) ηT,li 1 = V C yt y 烟气带走热量 1 − nQ dw 的份额
解释：余热回收节约的燃料的发热量大于回收余热本身的热量。 燃料转换率：
假设t y = t ′ y 则：
Q yu = BL n C k t k Q yu = Δ B (Q dw − V n C y t y )
Δ B = B0 − B
Ln C k t k = Q dw −V n C y t y + Ln C k t k
影响因素：
Q dw , t y , t k ,
(－) (＋) (＋)
n ( Ln , V n )
5.2 预热器的型式与分类
按材质分：
金属(常用)
冶金炉热工基础-冶金炉热工基础-气体力学
提高燃烧效率与降低污染排放
优化燃料配比
01
根据不同燃料的特点和燃烧需求，合理配比燃料和空气的比例，
实现高效燃烧和低排放。
采用高效燃烧器
02
选用具有高效燃烧性能的燃烧器，提高燃料的燃烧速度和燃烧
效率，降低未燃尽气体和有害物质的排放。
烟气处理与净化
03
采用适当的烟气处理技术和净化设备，如脱硫、脱硝、除尘等
通过气体力学的研究，可以进一步揭示冶金炉内的流动规律和传热机制，为新型高 效、环保的冶金炉的开发提供科学依据。
未来发展方向与挑战
随着科技的不断发展，气体力学在冶金炉热工基础领域的 应用将更加广泛和深入，需要进一步研究新型的数学模型 和计算方法，以提高模拟精度和计算效率。
未来发展中，需要加强气体力学与其他学科的交叉融合， 如化学反应动力学、传热学和计算流体动力学等，以推动 冶金炉热工基础领域的创新发展。
装置，对排放的烟气进行净化处理，减少对环境的影响。
新型冶金炉的开发与应用
新型燃烧技术的研究与应用
研究开发新型的燃烧技术，如富氧燃烧、催化燃烧等，提高燃烧 效率和降低污染排放。
智能化控制技术的引入
将先进的智能化控制技术引入冶金炉中，实现炉内参数的实时监测、 控制和优化，提高冶金炉的自动化和智能化水平。
流动速度的影响
气体流动速度越快，越有利于燃料与氧气混合，提高燃烧效率。但 过高的流速可能导致氧气供应不足，影响燃烧效率。
流动状态的影响
湍流流动有利于增强燃料与氧气的混合程度，提高燃烧效率；层流流 动则有利于形成稳定的燃烧区域，减少燃烧产物的波动。
05
气体力学在冶金炉优化中的应用
优化炉内气流组织
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合理设计炉膛结构
冶金热工基础-PPT精品文档
四、参考书目
《冶金炉热工基础》 刘人达主编 冶金工业出版社 《冶金炉热工与构造》 陈鸿复主编 冶金工业出版社 《动量、热量、质量传输原理》 高家锐主编 重庆大学出版社 期刊：《冶金能源》、《工业炉》、《工业加热》、《节能》
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第一章 动量传输
精品课程资源：重庆科技学院精品课程网站 jpkc.cqust课程概况
一、课程性质
专业基础课，是基础课和专业课之间的桥梁。基础课：高等数学、大学物理。
二、课程内容
第一篇：传输原理(动量、热量、质量传输) (1~3章) 传输是指流体的(输送、转移、传递)
动量 热量 质量 的传递与输送
动量传输 热量传输 质量传输
类似统一性
动力过程 传热过程 物质传递过程
⒈ 《加热炉》蔡乔方主编 冶金工业出版社 ⒉ 《冶金炉热工与构造》陈鸿复主编 冶金工业出版社
四、 教材
《冶金热工基础》 朱光俊、曾红、阮开军、殷利编著 冶金工业出版社
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一次精炼
第一章 动量传输 0 绪论
0.1 冶金及其分类
冶 金： 冶金炉：
由矿石原料至金属产品的冶炼和加工过程。 冶金生产中各种冶炼和加热设备的统称。
⒉ 加热炉：完成物料的加热。 特点：不发生物态变化,只改变其机械性能或物理化学性能。 冶金企业的加热炉有： ① 均热炉：钢锭开坯前加热。 ② 轧钢加热炉：热轧前钢坯加热。 ③ 室状炉、台车式加热炉等：锻造前加热。 加热目的：提高可塑性，减少压力加工时的变形抗力。 ④ 热处理(淬火、回火、退火、渗碳等)炉. 加热目的：改变其结晶组织，获得所需的物理机械性能。
分 类：
熔炼炉和加热炉两大类。
固液态
⒈ 熔炼炉：完成物料的加热和熔炼。 特点： 发生物态变化
冶金炉热工基础
1-1 某炉气的30/3.1m kg =ρ，求大气压下，t=1000℃时的密度与重度；30/7.12m N r =若，求相同条件下的密度与重度。
解：⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧====+=+=⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧=⨯===+=+=330330/2776.081.97236.2/7236.2)27310001/(7.12)1/(/7350.281.92788.0/2788.0)27310001/(3.1)1/(m kg g r m N t r r m N g r m kg t ρβρβρρ 注意：① 式中t 的单位是℃，不是K 。
②⎭⎬⎫⎩⎨⎧+=+=)1/()1/(00t r r t ββρρ，不是⎭⎬⎫⎩⎨⎧+=+=)1()1(00t r r t ββρρ ③单位是33//米或千克m kg ，不是33//米或千克kg m 。
1-2 500ml 汞的质量为6.80kg ，求其密度与重度。
解： 353336/10334.181.9106.12/106.131050080.6m N g r m kg v m ⨯=⨯⨯==⨯=⨯==-ρρ 注意：国际单位γρ 33//m N m kg 不是⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧3///m kgf N kg 升升1-3 空气绝对压力由Pa Pa 5510079.6100132.1⨯⨯压缩到，温度由20℃升高到79℃，其体积被压缩了多少。
解： 因为 222111T V P T V P =，所以2.02027379273100792.610032.155122112=++⨯⨯⨯=⨯=T T P P V V 111128.02.0V V V V V V -=-=-=∆体积被压缩了0.8倍注意：表述⎭⎬⎫⎩⎨⎧倍压缩了倍压缩到原来的8.02.0 以1为基础1-4 拉萨气压为65.1kPa ，气温为20℃，重庆气压为99.2kPa ，温度为37℃，求两地空气的密度。
解: 因为 P v =RT 所以RTP =ρ 拉萨: 33/7741.0)20273(03.287101.65m kg =+⨯⨯=ρ 重庆: 33/1149.1)37273(03.287102.99m kg =+⨯⨯=ρ 注意：①式中R 的单位：Km K s m K kg m N K K /27.29)/(/03.287/31.8/082.022=⋅⋅⋅=⋅=⋅⋅摩尔焦耳摩尔升大气压②ρ不仅与温度有关，与压力也有关系。
热工基础培训讲义
第一章温度计量第一节温度和温标温度是表征物体冷热程度的物理量，是描述系统不同自由度之间能量分布状况的基本物理量，它是决定一系统是否与其它系统处于平衡的宏观性质。
温度概念的建立和温度的测量都是以热平衡现象为基础的。
为了判断温度的高低，只能借助于某种物质的某种特性（如体积、长度和电阻等）随温度变化的规律来测量，于是就会有形形色色的温度计。
但是，迄今为止，还没有适应整个温度范围用的温度计（或物质）。
比较理想的物质及相应的物理性质有：固体、液体、气体的热膨胀性质；导体或半导体受热后电阻值变化的性质；热电偶的热电势和物体的热辐射。
利用这些物理性质制成的测温仪表被广泛的应用着。
此外，也应用了一些新的测温原理，如射流测温、涡流测温、激光测温等。
温度是一个很重要的物理量，是国际单位制中7个基本单位之一。
（长度米（m）、质量千克（kg）、时间秒（s）、电流安培（A）、热力学温度开尔文（K）、物质的量摩尔（mol）、发光强度坎德拉（cd）七个国际制基本单位。
）在自然界任何物体的物理和化学性质都与温度有着密切的联系，如，水因温度降低而变成冰，又因温度升高而变为水蒸气，至于水的温度降低到什么程度才会结冰，什么程度才会变为水蒸气，这都需要对温度进行测量。
许多物理性质均与温度有密切的关系。
如物质的电阻率、电导率、磁化率、比容率、膨胀系数、热电动势等都与温度有关；其他如各种气体的压强、声波在气体中的传播速度，以及各种液体、流体的密度、海水的盐度和空气的湿度等都随温度而变化。
因而在科研和生产活动，甚至人们的日常生活中，都离不开温度。
温度的特殊之处还在于必须有一个温标，给温度以数字表示。
有了温标以后，人们就能比较不同时间、空间的各种温度量值。
1.1 温标温标是温度的数值表示方法，是用来衡量物体温度的尺度。
它规定了温度读数的起点(零点)和测量温度的单位，各种温度计的刻度值均由温标确定。
常用的有摄氏温标、华氏温标、热力学温标和国际温标等。
《冶金热工基础》课件
高效低耗冶炼技术包括熔融还原、直接还原、连铸连轧等工艺和设备，可以缩短生产流程、提高金属收得率、降 低能耗和成本，同时减少对环境的负面影响。
06 案例分析
某钢铁企业高炉节能改造案例
总结词
高炉是钢铁企业的主要能耗设备，通过节能改造可降低生产成本。
详细描述
该钢铁企业通过对高炉进行节能改造，采用了先进的燃烧控制技术，优化了高炉的送风制度，并加强 了余热回收利用，实现了高炉的高效、低耗、绿色生产。
余热回收利用技术
总结词
余热回收利用技术是冶金热工节能的重要手段，通过回收高 温废气、熔渣等余热，可以降低能耗、提高能源利用效率。
详细描述
余热回收利用技术包括余热锅炉、换热器和热力系统优化等 ，可以将冶金过程中产生的余热转化为蒸汽、热水或电能， 用于生产或辅助生产过程，降低对一次能源的依赖。
减少污染物排放技术
总结词
减少污染物排放技术是冶金热工环保的重要措施，通过控制烟气、粉尘等污染 物的排放，可以降低对环境的影响。
详细描述
减少污染物排放技术包括除尘器、脱硫脱硝装置和废气处理装置等，可以将冶 金过程中产生的污染物进行收集、处理和再利用，降低对环境的污染。
高效低耗冶炼技术
总结词
高效低耗冶炼技术是冶金热工技术进步的体现，通过采用先进的工艺和设备，可以提高生产效率、降低能耗和成 本。
铜、铝等有色金属的熔炼、凝固、连 铸、轧制等过程也涉及到冶金热工知 识。
冶金热工的发展历程
早期发展
古代冶金技术中，人们通过经验 积累和尝试，逐渐形成了对热量
传递和物质相变的基本认识。
近代发展
随着工业革命的兴起，人们对冶金 热工的理论和实践要求越来越高， 逐渐形成了系统的学科体系。
冶金炉热工基础
山东工业职业学院 冶金学院
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同学们好！现在 我们学习气体力学 原理
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第一章 气体力学原理
目前大部分冶金炉（除电炉外）热能的主要来源 是靠燃烧燃料来供给的。
燃料燃烧需要供入炉内大量空气，并在炉内产生 大量的炉气。
高温的炉气是传热的介质，当它将大部分热能传 给被加热的物料以后就从炉内排出。如果排出的炉 气温度较高，还可用废热回收装置再收回部分热能 然后再经过排气装置排入大气。
∴
R Pv [N / m2 ][m3 / Kg] J / Kg K
T
[K]
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[例题1—1] 若空气在标准状态时的比容为0.773m3/kg，求空气 的气体常数R 为多少?
R Povo 101325 0.773 287.33J/ Kg K
To
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R的物理意义：1千克质量的气体在定压下，加热升高l度时所做 的膨胀功：在标准大气压下（760mmHg），把纯水的冰点定为零
度， 沸点定为100度，在冰点与沸点之间等分为100个分 格，每 一格的刻度就是摄氏温度1度，用符号t表示，其单 位符号 为℃。本书都采取摄氏温度（℃），作为温度的单 位。
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b、绝对温标：即热力学温标，又名开尔文温标，用符号T表 示，单位符号为K。
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如果气体的质量不是l千克而是m千克，则可得到适用于m千 克气体的状态方程式：
P1V1 P2V2 P V mR
T1
T2
T
当已知P、V、T三个参数时，可按下式计算出气体的质量m:
m PV RT
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在国际单位制中，1克分子量叫做1摩尔(mo1)，1千克分子量叫 做1千摩尔（kmo1）。
P1v1 P2 v 2 Pv R
冶金炉热工基础试题
冶金炉热工基础一、填空题1、燃料根据其形态，可以分为固体燃料、液体燃料和气体燃料。
2、气体燃料的可燃成分为CO、H2、CH4和C m H n；不可燃成分为CO2、H2O、N2和O2。
3、固、液体燃料的有机成分为C、H、O、N。
4、液体燃料的燃烧过程分为雾化、蒸发、热解和裂化、混合、着火与燃烧；雾化过程为关键。
5、气体燃料的燃烧方法可分为有焰燃烧、无焰燃烧。
6、气体燃料的燃烧过程可分为煤气与空气的混合、煤气与空气混合物的着火、完成燃烧反应，在整个燃烧过程中起最直接影响的是煤气与空气的混合过程。
7、耐火制品的气孔可分为开口气孔、闭口气孔、连通气孔。
8、耐火材料的物理性能包括体积密度、真比重、气孔率、热导率、热膨胀性；工作性能包括耐火度、荷重软化温度、抗渣性、耐急冷急热性、高温体积稳定性。
9、传热过程的基本方式为传导导热、对流换热、辐射传热；太阳照到万物是辐射传热方式；加热炉主要能量传播方式为热辐射。
二、选择题1、固、液体燃料中最主要的热能来源为____ b ______。
a、氢b、碳c、氧2、固、液体燃料的有机成分为_____ c _____。
a、C、N、O、Sb、C、O、N、Sc、C、H、O、N3、有焰燃烧的主要特点是煤气与空气的____ b ______。
a、先混合后燃烧b、边混合边燃烧c、先燃烧后混合4、无焰燃烧的主要特点是煤气与空气的____ a ______。
a、先混合后燃烧b、边混合边燃烧c、先燃烧后混合5、液体燃料燃烧过程关键是____ b _______。
a、混合b、雾化c、燃烧6、耐火制品单位体积的重量（不包括气孔体积），称____ c ______。
a、容积比b、体积密度c、真比重7、耐火材料抵抗温度剧变而不破裂或剥落的性能称为____ b ______。
a、高温体积稳定性b、耐急冷急热性c、荷重软化温度8、耐火材料是指耐火度大于____ c ______的材料。
a、1680℃b、1480℃c、1580℃9、流体流过另一物体表面时所发生的热交换称为____ a ______。