《工厂热工设备》课程教学资源（讲义）第九讲 熔炼炉热工

9熔炼炉热工 熔炼炉:将物料通过加热由固态转变为液态或部分液态的热工设备。 冶金熔炼炉:高炉、转炉、反射炉和流化炉等。 特点:①大多数熔炼炉热工过程>冶炼反应相互影响 ②熔炼炉内热过程:十分复杂的多相传输现象 ③研究方法了定性研究 相似模型 定量研究 数学模型 气体气氛(炉气气氛),热源为火焰或电弧 ●炉料的加热和熔化 液体气氛,热源为铁水 例1:一个典型的炉气气氛下半无无限大废钢熔化模型:

9.熔炼炉热工 熔炼炉：将物料通过加热由固态转变为液态或部分液态的热工设备。 冶金熔炼炉：高炉、转炉、反射炉和流化炉等。 特点：①大多数熔炼炉 热工过程 冶炼反应 相互影响 ②熔炼炉内热过程：十分复杂的多相传输现象 ③研究方法 定性研究 相似模型 定量研究 数学模型 气体气氛（炉气气氛），热源为火焰或电弧 ⚫ 炉料的加热和熔化 液体气氛，热源为铁水 例１：一个典型的炉气气氛下半无无限大废钢熔化模型：

a(to-t,Fdr=(-d5)Pm, F+2F()lrsxo-s dr 废钢板获得的热量=熔化钢板所需热量十液固界面导入的热量 ds 2 at a2(0-1) Pm g ax Pnq t 1-a(to-tor(P q 解读 例2:铁水对废钢的熔化过程 废钢|液体金属 co 0 距离 图9-3在铁水中废钢表面层碳浓度变化曲线

     d x t  t o t f Fd d mqsF F x=x −s   − = − + 0 ( ) ( ) ( ) | 废钢板获得的热量＝熔化钢板所需热量＋液固界面导入的热量 m s f x x s m s q t t x t d q d       ( ) ( ) | 0 0 − −   =  = − 若 | 0 0 =   x=x −s x t 1 ( ) /( ) 0 0 0 t t q x x f  m s    = −  − 解读： 例２：铁水对废钢的熔化过程

例2:在液态气氛下废钢的熔化规律 在液相中碳浓度的扩散规律: dx dcd-c D(",2) B.C: x=x C=C (T) 在固液交界面上的质量传递有: Drsx =B(cB-Cs) 在固液交界面上的热量传递有: ds du qsp 二 dr dM dt=K2(100-1)213 熔池中的搅拌作用 顶吹射流 气体射流了底吹射流 搅拌作业 电磁搅拌(侧吹射流 机械搅拌

例２：在液态气氛下废钢的熔化规律 在液相中碳浓度的扩散规律： ( ) 2 2 dx d C D dx dC d dx • =  B.C: L x = x C = CB (τ) 0 x = x C = CL （τ） 在固液交界面上的质量传递有： ( ) ( ) 0 x x c B s L s L s C C dx dC D = = − − −  在固液交界面上的热量传递有： 0 .0 ( ) | x x m x x s s m L S L S dx dt d ds q dx dt = = − − = +     2 2 dx d t a d dt m m m =  2 / 3 K (100 M ) d dM = L −  熔池中的搅拌作用 顶吹射流 气体射流 底吹射流 搅拌作业 电磁搅拌 侧吹射流 机械搅拌

10.竖炉及流态化炉热工 竖炉的定义: 竖炉的类型: 竖炉内物料运动及气动力学 竖炉热交换基本原理 高炉内热交换一般情况 竖炉用燃料及其燃烧 102沸腾料层炉(装置) 10.2.1沸腾料层形成 10.22临界流化速度的确定 1023颗粒在料层中的平均停留时间 1024沸腾料层中的传热 10.2.5沸腾料层炉(装置)的应用 10.3悬浮料层炉(装置) 10.3.1悬浮料层的形成及其应用 10.32悬浮料层的模式 10.3.3悬浮料层的传热及传质 11.千燥炉(装置) 11.1干燥过程基本原理 11.1.1干燥一般过程 11.2水分被干燥物料内部的迁移 112对流干燥装置 112.1连续式干燥装置 112.2间歇式干燥装置 113辐射干燥器

10.竖炉及流态化炉热工 竖炉的定义： 竖炉的类型： 竖炉内物料运动及气动力学 竖炉热交换基本原理 高炉内热交换一般情况 竖炉用燃料及其燃烧 10.2 沸腾料层炉（装置） 10.2.1 沸腾料层形成 10.2.2 临界流化速度的确定 10.2.3 颗粒在料层中的平均停留时间 10.2.4 沸腾料层中的传热 10.2.5 沸腾料层炉（装置）的应用 10.3 悬浮料层炉（装置） 10.3.1 悬浮料层的形成及其应用 10.3.2 悬浮料层的模式 10.3.3 悬浮料层的传热及传质 11.干燥炉（装置） 11.1 干燥过程基本原理 11.1.1 干燥一般过程 11.1.2 水分被干燥物料内部的迁移 11.2 对流干燥装置 11.2.1 连续式干燥装置 11.2.2 间歇式干燥装置 11.3 辐射干燥器