表5-4 热风炉用喷涂料的性能
牌号 性能 假密度gcm3 热导率/W/㎡.℃ 安全使用温度/℃ 1300℃时加热3h后的线变 化率/﹪ 耐火度 SK C 抗弯强度/MPa 化学成分/﹪ 110℃干燥后 1300热状态 Al2O3 ≥20 ≥1530 ≥3.9 ≥0.29 ≥35 ≥1.96 ≥0.29 ≥20 ≥1530 ≥1.47 酸处理后＞0.98 ≥35 CN130 耐火 ≥1.7 1300 ±0.1 CL130 隔热 ≤1.4 350℃时≤0.30 1300 ±0.1 耐酸不定型耐火材料 耐酸 1300 ±0.1
表5-5 国产MS-1耐酸质喷涂料与日本产MIX-687性能对比
牌号 线变化率/﹪ 110℃ 1300℃ 烧后 MIX-687 ±0.4 MS-1 -0.4～ 0 -0.25 ±1.0 -0.4 -0.17～ -0.93 ≥1530 ＞1530 1730～ 1770 耐火度 /℃ 1300℃ 烧后容 重/g.cm-3 2.35～ 2.4 ≥1.47 1.47～ 1.96 6.86～ 10.78 110℃ 酸处理 后 ≥0.98 6.17～ 7.06 ≥35 40～ 50 60～ 65 ≤0.5 ≤0.5 0.19～ 0.31 日方指标 日方自检 武汉冶建 所检验 抗折强度/MPa 化学成分/﹪ Al2O3 CaO 备注
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表5-6 我国几座典型热风炉选用的耐火材料
高炉 拱顶 宝钢2号 蠕变率＜ 0.8﹪硅砖 宝钢3号 蠕变率＜ 0.8﹪硅砖 重钢5号 攀钢4号 武钢新3号 首钢2号 高铝砖 首钢4号 蠕变率＜ 高密度硅砖 低蠕变率高铝莫来石-硅线 0.5﹪高铝 砖 （莫来石-硅线石砖 砖） 高密度硅砖 低蠕变率高 莫来石-硅线 铝砖 石砖 低蠕变率高 高铝砖 铝砖 黏土砖 黏土砖 高铝砖 黏土砖 蓄热室大墙上 硅砖 部 蓄热室大墙 中部 蓄热室大墙 下部 格子砖上部 硅砖 黏土砖 高炉转 硅砖 高铝砖 高铝砖 高铝砖 黏土砖 硅砖 高铝砖 黏土砖 高铝砖 高铝砖 黏土砖 蠕变率 ＜1.5﹪ 高密度硅砖 低蠕变率高 低蠕变率高 铝砖 铝砖 低蠕变硅线 石砖 黏土砖 莫来石砖 黏土砖 高铝砖 黏土砖 高铝砖 黏土砖 格子砖中部 格子砖下部 燃烧室隔 墙中上部 燃烧室隔墙 下部 陶瓷燃烧器 材料 设计风温/℃
高铝砖 黏土砖 硅砖 高铝砖 高铝砖 黏土砖 硅砖 高铝砖 高铝砖 黏土砖 高铝砖 高铝砖 高铝砖 黏土砖 高铝砖 高铝砖 磷酸盐耐 上部青石砖 上部青石砖 磷酸盐 4个短焰燃烧 3个短焰燃烧 器 器 下部黏土砖 下部黏土砖 耐热混泥土热混泥土 1200～ 1250 1200～ 1250 1200 1200 1200 1100～1150 1050～1100
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6 热风炉的热工计算
6.1 燃烧计算
煤气成分的确定：
表6-1 已知煤气（干）成分（%） 种类 成分 CO2 16.5% CO 24% H2 1.3% CH4 0.2% N2 58% 共计 100% （1）干煤气成分换算成湿煤气成分
若已知煤气含水的体积百分数，用下式换算： (100－H2O)／100×100％ V湿＝VF×
（6－1）
若已知干煤气含水的重量(g/m3)则用下式换算：
V湿＝VF×100／（100＋0.124gH2O）×100％ （6－2）
以上两式中
V湿—— 湿煤气中各组分的体积含量
VF—— 干煤气中各组分的体积含量
H2O——湿煤气中含水体积，％
gH2O——干煤气中含水的重量，g/m3（忽略机械水含量）
查“空气及煤气的饱和水蒸汽含量(气压101325Pa)表”知30℃ 时煤气的饱和含水含量为35.10 g/m3，代入式（6－2）即得湿煤气成分，如表6－2。
表6－2 煤气成分整理表（％）
种类 干成分 湿成分 CO2 16.5% 15.81% CO 24% 23.0% H2 1.3% 1.25% CH4 0.2% 0.19% N2 58% 58.58% H2O 4.17 合计 100% 100% （2）煤气低发热量的计算。 煤气中含可燃成分的热效应见表6-3
表6-3 0.01m3气体燃料中可燃成分的热效应
可燃成分 热效应／KJ CO 126.36 H2 107.85 CH4 358.81 C2H4 594.4 C2H6 643.55 C3H6 931.81 C4H10 1227.74 H2S 233.66 煤气低发热量QDW的计算:
QDW＝126.36CO+107.85H2+358.81CH4+594.4C2H4+……+233.66H2S KJ/m3
＝126.36×23 +107.85×1.25+358.81×0.19
＝3109.27 KJ／m3
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(3)焦炉煤气的加入量计算：
表6-4 焦炉煤气成分％ 种类 成分 CO2 2.5% CO 7% H2 58.5% CH4 25% CmHn 3% N2 4% 共计 100% 理论燃烧温度估算：
取炉顶温度比热风温度高200℃，燃烧温度比拱顶温度约高80℃。 则 T理＝T理+200℃+80℃＝1480℃ 所要求的最低发热值： 据经验公式 T理＝0.158Q理+770
Q低＝（T理-770）／0.158＝4494 KJ／m3 加入焦炉煤气量：（Q焦大约为17000～18500 KJ／m3） Q焦＝126.36CO+107.85H2+358.81CH4+594.4C2H4 =126.36*7+107.85*58.5+358.81*25+594.4*3 =17947.2KJ/m3 V=（Q
低
－Q
高低
）/（Q
焦低
－Q
高低
）=（4494－3240.2785）/(18190.47－
3240.2785)≈9.3％
故煤气干成分加入量为 1－9.3％＝90.7％ 则混合煤气成分：
VCO2＝16.5％×90.7％＋2.5％×9.3％＝15.981％ VCO＝24％×91.6％＋7％×8.4％＝22.419％ VH2＝1.3％×91.6％＋58.5％×8.4％＝6.6196％ VCH4＝0.2％×91.6％＋25％×8.4％＝2.5064％ VN2＝58％×91.6％＋3％×8.4％＝52.928％ VCmHn＝2％×8.4％＝0.0791％
换算成混合湿煤气成分：
V湿CO2＝VFCO2×100／(100＋0.124gH2O)×100％＝14.56％ V湿CO＝VFCO×100／(100＋0.124gH2O)×100％＝21.48％ V湿H2＝VFH2×100／(100＋0.124gH2O)×100％＝6.34％ V湿CH4＝VFCH4×100／(100＋0.124gH2O)×100％＝2.4％ V湿N2＝VFN2×100／(100＋0.124gH2O)×100％＝50.77％ V湿CmHn＝VFCmHn×100／(100＋0.124gH2O)×100％＝0.27％
表6-5 混合煤气成分整理表（%）
种类 干成分 湿成分
CO2 15.2% 14.56% CO 22.42% 21.48% H2 6.62% 6.34 CH4 2.5% 2.4% 24
N2 52.98% 50.77% CmHn 0.28% 0.27% H2O 4.14% 4.18% 共计 100% 100%
煤气低发热量的计算：
QDW＝126.36CO＋107.85H2＋358.81CH4＋594.4C2H4＋……＋233.66H2S
＝126.36×21.48＋107.85×6.43＋358.81×2.4＋594.4×0.27
＝4419.6 KJ／m3
（为简化计算起见，式中将CmHn全部简化看成C2H4—确定成分计算。） （4）空气需要量和燃烧生成物的计算
1）空气利用系数b空＝La／Lo，燃烧混合煤气b空为1.1～1.5，计算中取1.10，计算见表6-6。
表6—6 燃烧产物体积 煤气 组成 100m 湿气 体积含量（m3） 14.56 21.48 6.43 3反应式 需氧气 的体积 生成物的体积（m） 3O2 CO2 14.56 21.48 H2O 6.34 N2 合计 14.56 21.48 6.34 CO2 CO CO2→CO2 CO＋1/2O2→CO2 10.74 3.17 H2 H2＋1/2O2→H2O CH4＋2O2→CO2＋CH4 2.4 2H2O 4.8 2.4 4.8 7.2 N2 50.77 4.18 N2→N2 4.18 50.77 50.77 4.18 H2O H2O→H2O C2H4＋3O2→2CO2C2H4 0.27 ＋2H2O 当b空＝1.0时，空气带入的 0.81 0.54 0.54 1.08 19.5 1.95 1.95 1.95 1.03 38.98 20.7 15.86 8.42 73.43 7.34 131.54 69.85 73.43 9.29 198.33 100 当b空＝1.1时，过剩空气带入的 生成物总量（m） 生成物成分（％） 3注：为简化计算起见，表中将CmHn全部简化看成—C2H4确定成分计算。
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