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兩排大間距雙層送風沖天爐與單排風口沖天爐
特點與效果的比較
  兩排大間距雙層送風沖天爐（簡稱大雙沖天爐），是指具有兩排風口，且兩排風口之間的距離適當加大（較一般兩排風口或三排風口的排距為大）；又由于風箱中設有隔板，可籍閥門予以分別調節(jié)上下兩排風口送風量的沖天爐。由于其結構的特點，爐內的底焦燃燒過程與溫度分布，都產生了顯著的變化，改善提高了沖天爐熔煉的綜合效果，是中華人民共和國在五十年代末創(chuàng)建的一種新型爐型。自從兩排大間距雙層送風沖天爐問世以來，單排風口沖天爐已逐步淘汰，已較少應用?，F將兩排大間距雙層送風沖天爐與單排風口沖天爐從理論與實踐上加以分析與比較。
一、兩種爐型底焦燃燒過程的不同
  沖天爐的燃料絕大多數是用焦炭（當然也有用煤粉、天然氣為燃料的，本文主要講焦炭的燃燒），眾所周知，焦炭的化學反應是：
C+O2=CO2    …… ① 氧氣充分時，完全燃燒反應
C+O2=2CO   …… ② 氧氣不足時，不完全燃燒反應
2CO+O2=2CO2…… ③ CO再燃燒的燒盡反應
C+O2=2CO   …… ④高溫缺氧時的還原反應
單排風口沖天爐內底焦的燃燒見圖1：

                              CO2（%）                                         爐溫t×100（℃）
                           a）爐氣成分分布                                       b）爐溫分布
  圖1 單排風口沖天爐爐氣分布和爐溫分布圖
由圖1可見，新鮮的空氣經風口進入沖天爐內后，碳與氧發(fā)生燃燒反應，生成二氧化碳，部份生成一氧化碳。隨著燃燒反應的進行，爐氣中的氧逐漸消失，CO2濃度增加，爐溫也隨之上升。從空氣與焦碳接觸的位置開始，至爐氣中自由氧基本消失，CO2濃度到達^大值為止，這一區(qū)間稱為“氧化帶”。爐氣經氧化帶繼續(xù)上升，在高溫缺氧的情況下，使C+CO2=2CO的還原反應得以發(fā)展，CO2濃度開始逐漸減少，CO的濃度逐漸增加，爐溫逐漸降低。從氧化帶頂面至爐氣中CO2還原反應基本結束的位置，這一區(qū)間稱為“還原帶”。
  兩排大間距雙層送風沖天爐內焦炭的燃燒見圖2：

                             CO2（%）                                       爐溫t×100（℃）
                          a）爐氣成分分布                                     b）爐溫分布
  圖2 兩排大間距雙層送風沖天爐爐氣分布和爐溫分布圖
  由圖2可見：兩排大間距雙層送風沖天爐內，新鮮空氣經第一排風口（或稱下排風口）進入沖天爐內后，同單排風口沖天爐一樣，形成第一個燃燒帶（燃燒帶即氧化帶和還原帶的統(tǒng)稱）。而當第一個燃燒帶中氧氣逐漸稀薄時，第二排風口（或稱上排風口）又送入一定量的空氣，從而又形成第二個燃燒帶。因此，在爐內形成了二個氧化帶和二個還原帶。圖2中所示的CO2和CO分布曲線，是這二個氧化帶和二個還原帶疊加以后的實際分布曲線。由圖中可見，CO2和CO都有二個“鼻子”（形像話的稱謂）。這兩個“鼻子”是兩排大間距雙層送風沖天爐的顯著特征。也正因為二氧化碳形成了二個“鼻子”。所以，沖天爐內溫度分布曲線也形成了二個“鼻子”。這二個“鼻子”正是兩排大間距雙層送風沖天爐能提高鐵液溫度的根本原因，這是單排風口沖天爐無法實現的。這也是我們對兩種送風方式進行比較的依據。
二、兩排大間距雙層送風沖天爐和單排風口沖天爐效果比較：
1、兩排大間距雙層送風沖天爐的燃燒過程，在沖天爐內形成了二個燃燒帶疊加的爐氣分布曲線，決定了爐內有二個“鼻子”的溫度分布曲線。這條曲線有兩個特點：①說明燃燒帶拉長了，也就是金屬爐料開始熔化的位置提高了，從而鐵液受到過熱的距離拉長了；②爐溫分布的兩個“鼻子”說明爐內溫度的高溫峰值提高了，即鐵液受到的加熱溫度提高了，這就使鐵液^終的溫度提高了。這是單排風口沖天爐達不到的。
根據大量的實踐數據，國內外一致認為，兩排大間距雙層送風沖天爐與單排風口沖天爐相比具有：
① 鐵液出爐溫度高。當焦耗相同時，鐵液溫度提高45~50℃（美、英）、30~50℃（中國）。
② 當鐵液溫度相同時，焦耗可減少20~30%（美）、20~32%（英）、20~30%（中國）。
③當鐵液溫度相同時，熔化率提高11~23%（美）、20~32%（英）、15~20%（中國）。
④ 鐵液含碳量提高，硅、錳燒損接近。
⑤ 爐襯局部浸蝕深度小于單排，侵蝕高度大于單排（水冷無爐襯時此特點不存在）。
2、兩排大間距雙層送風沖天爐對焦炭的質量要求相對寬松了。沖天爐熔煉中講究風量平衡，即送風量不可過大，也不可過小，應該適當。過大或過小都會造成熔煉綜合經濟指標的負面影響。因此，沖天爐熔煉時一定要注意考核送風強度，即爐膛風口區(qū)單位截面積上的送風量。單排風口沖天爐風口少，為了達到一定的送風強度，則勢必增加單個風口直徑，又勢必影響空氣的射流速度，減少空氣向爐膛的穿透深度。為彌補此特點，則必須提高送風壓力或增大焦炭塊度，因此，對焦炭質量的要求提高。兩排風口時，風口數量多，單個風口的直徑適中，對風壓的要求及焦炭塊度要求相對說要寬松許多。同時，由于兩排大間距雙層送風沖天爐上排及下排風口可以根據焦炭質量適當調節(jié)送風量，即上、下排風口風量分配比可以不同，可以按等置（上、下排進風量相等）、順置（下排風口進風量大，上排風口進風量?。?、倒置（下排風口進風量小，上排風口進風量大）來適當控制，以配合焦炭的質量（塊度、固定含炭量等）靈活應用。
3、兩排大間距雙層送風沖天爐較單排風口沖天爐操作方便，容易掌握控制。