金屬陶瓷

[拼音]:yejinlu ranliao

[英文]:fuels for furnaces in metallurgical industry

大多數冶金爐屬於燃料爐,各種燃料是冶金爐熱能的主要來源。燃料的燃燒狀況對產品的產量、質量和爐體壽命、能源消耗等各項指標都有直接影響。

燃料種類

冶金爐用的燃料種類很多(表1)。有些燃料可以混合使用,以擴大某種燃料的使用範圍或節省另一種燃料。

燃料性質

主要考慮三個方面:

成分

氣體燃料是由CO、H2、CnHm、H2S、CO2、O2、N2、H2O等氣體混合組成,燃料的成分可用各項氣體所佔的體積百分數來表示。其中,CO、H2,CnHm和H2S為可燃成分,其他為不可燃成分。液體燃料和固體燃料由複雜的有機化合物組成,其成分有兩種表示方法:一是元素分析,給出C、H、O、N、S各元素的重量百分數;二是工業分析,給出固定碳、揮發分、灰分和水分的重量百分數。其中C、H、固定碳、揮發分是可燃的,其他是不可燃的。燃料中的H2S或S是有害雜質,雖然可以燃燒,但對產品質量不利。常用燃料的成分見表2和表3。

根據燃料成分可以計算爐內燃燒所需要的空氣量、燃料產物生成量和燃燒產物成分等熱工計算引數。在燃料和空氣(氧氣)按化學反應式的當量比混合並完全燃燒(燃料中全部的C和H均與O2化合生成CO2和H2O)的條件下所得計算結果稱為理論空氣需要量和理論燃燒產物生成量。實際上供給爐內燃燒用的空氣量與理論值不同,兩者之比值稱為空氣消耗係數n,對於要求完全燃燒的爐子,n應大於1,以避免不完全燃燒而造成燃料的浪費;n值過大,會增加供風系統和排煙系統的負荷,增加爐子的廢氣量,降低爐內溫度,也會增大能源消耗。各種燃料用不同燃燒方法燃燒時的n值(經驗值)範圍見表4。根據燃料成分和化學反應式計算出理論空氣需要量,乘以根據經驗選取的n值,便可確定實際空氣消耗量。

發熱值

單位體積(或重量)的燃料完全燃燒所產生的燃燒熱稱為燃料的發熱值,並且分為高位發熱值(指燃燒產物中的水呈液態)和低位發熱值(指燃燒產物中的水呈氣態),後者比前者低,實際上冶金爐中煙氣所含的水是氣態,因此在評價燃料的發熱值或進行熱工計算時,均應根據燃料的低位發熱值。各種燃料的低位發熱值已見表2和表3,燃料發熱值是計算理論燃燒溫度、爐子熱平衡和燃料消耗量必須預知的原始資料。

使用性質

指使用燃料時應瞭解的燃料的物理性質,例如氣體燃料的重度,液體燃料的粘度、閃點和凝固點,固體燃料的強度、透氣性等。

燃料的選擇

冶金爐選擇燃料的原則是:

(1)滿足爐子工藝和熱工過程對燃料性質(如成分、發熱量、燃燒溫度等)提出的要求;

(2)考慮爐子工藝和熱工操作及自動化的要求;

(3)根據燃料資源、燃料加工工業的發展水平,以及聯合企業的燃料平衡情況,綜合分析各類因素,確定選用燃料品種的最優方案(見鋼鐵廠能源)。

參考書目

東北工學院、北京鋼鐵學院合編:《冶金爐燃料及其燃燒》,中國工業出版社,北京,1961。

燃料協會編:《燃料便覧》(新版),コロナ社,東京,1974。