。1410 北京科技大学学报 第32卷 2350 50 2300 E40 ● 22250l 20 ■一式(1) 10 2100 ●式② 人★◆土★★★★d 0 2 4 6 810121416 2050 100120 140.160180200220 质量分数/% 喷煤比低g 图6煤粉中灰分和固定炭含量对理论燃烧温度的影响 图4两公式计算的理论燃烧温度随喷煤比的变化 Fg 6 Relations of theoretical fkme temperatre o ash content and Fg 4 Variation of theoretical flane mperate with coal injection fixed ca bon content i coal matio by the wo omulas 降低.式(2)中，煤粉中灰分含量对理论燃烧温度的 5焦炭和煤粉中灰分对理论燃烧温度的 影响有两个方面：煤粉灰分增加，相应固定碳的含量 影响 下降，Q值会下降(Q与煤粉的固定碳含量成正 比9)：另外，由于煤粉中灰分增加，而灰分主要以 图5给出了在喷煤比为180k、焦比为 S)为主，进入风口回旋区和还原的SO的量也增 312k81,煤粉和焦炭中灰分质量分数为0~15% 加，产生的Q,也增大.Qo,引起的理论燃烧温度 时理论燃烧温度的变化（计算条件和公式与表5相 降幅要比Q的大，且随着煤粉中灰分含量的增加， 同).当煤粉和焦炭中的灰分含量每增加%，相对 两者的相差越大，因此降低喷吹煤粉中的灰分对提 应的固定碳含量降低%. 高风口理论燃烧温度是有利的.这也可以解释国内 80m 一些铁厂采用价格较高的低灰分煤粉，而得到较好 煤粉 运60 的高炉综合经济效益的原因 一●一焦炭 计算高炉风口理论燃烧温度时，考虑风口回旋 40 区SQ被还原是必要的，因为高温下S还原对理 论燃烧温度的影响是不可忽略的.另外，采用式(2) ● 可更加全面地描述出煤粉中灰分含量增加对风口理 论燃烧温度的影响因素， 46810121416 6结论 灰分的质量分数% 图5理论燃烧温度下降值随焦炭和煤粉中灰分含量的变化关 (1)通过对高炉风口前不同位置取出的试样中 焦炭和渣的研究，确定了焦炭进入风口回旋区的温 Fg 5 Rela tins of the decease in theoetical flame tempera ture o 度在1800C以上及在风口回旋区的焦炭和煤粉灰 ash conents in coaland coke 分中的S0的还原率分别为61%和10.2%. 在图5中，由于考虑了风口前S0还原的影响， (2)对比了修正前、后风口理论燃烧温度的计 焦炭和煤粉中灰分增加都会引起风口前理论燃烧温 算结果.当喷煤比从100k怒T增加到220k怒1 度下降.由于高炉焦比较喷煤比高出许多，因此焦 时，温度差值从6C增加到19℃即由修正前、后公 炭中灰分对理论燃烧温度的影响要比煤粉中灰分的 式计算的理论燃烧温度的最大相对误差为0.9%. 影响大一些，但煤粉灰分的影响也不能忽视 为了计算方便和扩大使用范围，焦炭和煤粉灰分中 图6给出了喷吹煤粉中固定碳和灰分含量变化 的S0的还原率分别选定为6%和10%，引起理论 对理论燃烧温度的影响，按式(2)计算，条件与图5 燃烧温度的变化不到1℃，相对误差为0.04%. 相同. (3)考虑风口回旋区SQ还原的影响后，煤粉 由图6可见，随着煤粉中灰分增加，带入风口回 中灰分含量增加，会引起理论燃烧温度下降，其原因 旋区的SQ被还原的量也增加，风口理论燃烧温度 是理论燃烧温度不仅是受煤粉中固定碳含量下降的北 京 科 技 大 学 学 报 第 32卷 图 4 两公式计算的理论燃烧温度随喷煤比的变化 Fig.4 Variationoftheoreticalflametemperaturewithcoalinjection ratiobythetwoformulas 5 焦炭 和煤粉 中灰 分对 理论 燃烧 温度 的 影响 图 5 给出了在喷煤比为 180 kg· t -1 、焦比为 312kg·t -1 , 煤粉和焦炭中灰分质量分数为 0 ～ 15% 时理论燃烧温度的变化 (计算条件和公式与表 5相 同 ) .当煤粉和焦炭中的灰分含量每增加 1%, 相对 应的固定碳含量降低 1%. 图 5 理论燃烧温度下降值随焦炭和煤粉中灰分含量的变化关 系 Fig.5 Relationsofthedecreaseintheoreticalflametemperatureto ashcontentsincoalandcoke 在图 5中, 由于考虑了风口前 SiO2还原的影响, 焦炭和煤粉中灰分增加都会引起风口前理论燃烧温 度下降 .由于高炉焦比较喷煤比高出许多, 因此焦 炭中灰分对理论燃烧温度的影响要比煤粉中灰分的 影响大一些, 但煤粉灰分的影响也不能忽视. 图 6给出了喷吹煤粉中固定碳和灰分含量变化 对理论燃烧温度的影响, 按式 ( 2)计算, 条件与图 5 相同. 由图 6可见, 随着煤粉中灰分增加, 带入风口回 旋区的 SiO2被还原的量也增加, 风口理论燃烧温度 图 6 煤粉中灰分和固定炭含量对理论燃烧温度的影响 Fig.6 Relationsoftheoreticalflametemperaturetoashcontentand fixedcarboncontentincoal 降低 .式 ( 2)中, 煤粉中灰分含量对理论燃烧温度的 影响有两个方面:煤粉灰分增加, 相应固定碳的含量 下降, Qca值会下降 ( Qca与煤粉的固定碳含量成正 比 [ 9] ) ;另外, 由于煤粉中灰分增加, 而灰分主要以 SiO2为主, 进入风口回旋区和还原的 SiO2的量也增 加, 产生的 QSiO2也增大.QSiO2引起的理论燃烧温度 降幅要比 Qca的大, 且随着煤粉中灰分含量的增加, 两者的相差越大, 因此降低喷吹煤粉中的灰分对提 高风口理论燃烧温度是有利的.这也可以解释国内 一些铁厂采用价格较高的低灰分煤粉, 而得到较好 的高炉综合经济效益的原因 [ 13] . 计算高炉风口理论燃烧温度时, 考虑风口回旋 区 SiO2被还原是必要的, 因为高温下 SiO2还原对理 论燃烧温度的影响是不可忽略的 .另外, 采用式 ( 2) 可更加全面地描述出煤粉中灰分含量增加对风口理 论燃烧温度的影响因素 . 6 结论 ( 1) 通过对高炉风口前不同位置取出的试样中 焦炭和渣的研究, 确定了焦炭进入风口回旋区的温 度在 1 800℃以上及在风口回旋区的焦炭和煤粉灰 分中的 SiO2的还原率分别为 6.1%和 10.2%. ( 2) 对比了修正前、后风口理论燃烧温度的计 算结果.当喷煤比从 100 kg·t -1增加到 220 kg·t -1 时, 温度差值从 6 ℃增加到 19 ℃, 即由修正前 、后公 式计算的理论燃烧温度的最大相对误差为 0.9%. 为了计算方便和扩大使用范围, 焦炭和煤粉灰分中 的 SiO2的还原率分别选定为 6%和 10%, 引起理论 燃烧温度的变化不到 1 ℃, 相对误差为 0.04%. ( 3) 考虑风口回旋区 SiO2还原的影响后, 煤粉 中灰分含量增加, 会引起理论燃烧温度下降, 其原因 是理论燃烧温度不仅是受煤粉中固定碳含量下降的 · 1410·