什么是冶金炉燃料?

[拼音]：yejinlu ranliao

[外文]：fuels for furnaces in metallurgical industry

大多数冶金炉属于燃料炉，各种燃料是冶金炉热能的主要来源。燃料的燃烧状况对产品的产量、质量和炉体寿命、能源消耗等各项指标都有直接影响。

冶金炉用的燃料种类很多（表1）。有些燃料可以混合使用，以扩大某种燃料的使用范围或节省另一种燃料。

主要考虑三个方面：

气体燃料是由CO、H₂、C_nH_m、H₂S、CO₂、O₂、N₂、H₂O等气体混合组成，燃料的成分可用各项气体所占的体积百分数来表示。其中，CO、H₂，C_nH_m和H₂S为可燃成分，其他为不可燃成分。液体燃料和固体燃料由复杂的有机化合物组成，其成分有两种表示方法：一是元素分析，给出C、H、O、N、S各元素的重量百分数;二是工业分析，给出固定碳、挥发分、灰分和水分的重量百分数。其中C、H、固定碳、挥发分是可燃的，其他是不可燃的。燃料中的H₂S或S是有害杂质，虽然可以燃烧，但对产品质量不利。常用燃料的成分见表2和表3。

根据燃料成分可以计算炉内燃烧所需要的空气量、燃料产物生成量和燃烧产物成分等热工计算参数。在燃料和空气（氧气）按化学反应式的当量比混合并完全燃烧（燃料中全部的C和H均与O₂化合生成CO₂和H₂O）的条件下所得计算结果称为理论空气需要量和理论燃烧产物生成量。实际上供给炉内燃烧用的空气量与理论值不同，两者之比值称为空气消耗系数n，对于要求完全燃烧的炉子，n应大于1，以避免不完全燃烧而造成燃料的浪费;n值过大，会增加供风系统和排烟系统的负荷，增加炉子的废气量，降低炉内温度，也会增大能源消耗。各种燃料用不同燃烧方法燃烧时的n值（经验值）范围见表4。根据燃料成分和化学反应式计算出理论空气需要量，乘以根据经验选取的n值，便可确定实际空气消耗量。

单位体积（或重量）的燃料完全燃烧所产生的燃烧热称为燃料的发热值，并且分为高位发热值(指燃烧产物中的水呈液态)和低位发热值(指燃烧产物中的水呈气态)，后者比前者低，实际上冶金炉中烟气所含的水是气态，因此在评价燃料的发热值或进行热工计算时，均应根据燃料的低位发热值。各种燃料的低位发热值已见表2和表3，燃料发热值是计算理论燃烧温度、炉子热平衡和燃料消耗量必须预知的原始数据。

指使用燃料时应了解的燃料的物理性质，例如气体燃料的重度，液体燃料的粘度、闪点和凝固点，固体燃料的强度、透气性等。

冶金炉选择燃料的原则是：

（1）满足炉子工艺和热工过程对燃料性质（如成分、发热量、燃烧温度等）提出的要求；

（2）考虑炉子工艺和热工操作及自动化的要求；

（3）根据燃料资源、燃料加工工业的发展水平，以及联合企业的燃料平衡情况，综合分析各类因素，确定选用燃料品种的最优方案（见钢铁厂能源）。

参考书目

东北工学院、北京钢铁学院合编：《冶金炉燃料及其燃烧》，中国工业出版社，北京，1961。燃料協会編：《燃料便覧》（新版），コロナ社，東京，1974。