第４３卷第１２期

２０

０

８年１２月

钢

铁

ＩｒｏｎａｎｄＳｔｅｅｌ

Ｖ０１．４３，Ｎｏ．１２

Ｄｅｃｅｍｂｅｒ

２００８

炼铁一炼钢界面温降与节能模式分析

杜

涛，

蔡九菊，

李亚军，

王建军

（东北大学国家环境保护生态ｔ业重点实验审，辽宁沈阳１１０００４）

摘

要：从传热学角度分析了炼铁一炼钢界面问铁水在受铁、运输及预处理等过程中的散热机理，建立了铁水罐一兑

铁包界面模式的铁水温降数学模型。通过实例计算对该温降模型进行了验证。研究表明，铁水罐一兑铁包模式的铁

水温降变化较大，以受铁过程的温降为最大，其后依次为兑铁、预处理、运输和等待过程。与铁水罐一兑铁包模式相

比。“一罐到底”模式具备较好的界面连续性，能减小铁水温降３５％左右，应是未来铁钢界面节能模式的发展方向。

关键词：铁钢界面；节能模式；铁水温降

中图分类号：ＴＦ５３１

文献标识码：Ａ

文章编号：０４４９－７４９Ｘ（２００８）１２—００８３—０４

Ａｎａｌｙｓｉｓｏｆ

Ｈｏｔ

Ｍｅｔａｌ

Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ

Ｄｒｏｐ

ａｎｄＥｎｅｒｇｙ—Ｓａｖｉｎｇ

Ｍｏｄｅ

ｏｎ

Ｔｅｃｈｎｏ－Ｉｎｔｅｒｆａｃｅｏｆ

ＢＦ—ＢｏＦ

Ｒｏｕｔｅ

ＤＵＴａｏ，

ＣＡＩ

Ｊｉｕ－ｊＵ，ＬＩＹａ－ｊｕｎ，

ＷＡＮＧ

ｌｉａｎ－ｊｕｎ

（ＳＥＰＡＫｅｙＬａｂ

Ｏｎ

Ｅｃｏ－ｉｎｄｕｓｔｒｙ，ＮｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０００４，Ｌｉａｏｎｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ

ｏｎ

ｔｈｅｔｈｅｏｒｙｏｆｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒ，ａｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｗａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄ

ｔｏ

ｓｉｍｕｌａｔｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｒｏｐｏｆ

ｈｏｔｍｅｔａｌｄｕｒｉｎｇｔｒａｎｓｆｅｒ．Ｔｈｅｍｏｄｅｌ

ｃａｎ

ｂｅｕｓｅｄｆｏｒｓｐｅｃｉａｌｆａｃｔｏｒｙ，ａｎｄｉｔｗａｓｐｒｏｖｅｄｔｈａｔｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｖａｌｕｅｓ

ｗｅｒｅｉｎｇｏｏｄａｇｒｅｅｍｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｄｏｎｅ．Ａｎｄｉｔｉｓａｌｓｏｐｒｏｖｅｄｔｈａｔｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｒｏｐｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔ

ｓｔｅｐｓ

ｗａｓｄｉｆｆｅｒｅｎｔ：ｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｒｏｐｏｆｈｏｔｍｅｔａｌｄｕｒｉｎｇｔａｐｐｉｎｇｗａｓｔｈｅｇｒｅａｔｅｓｔ；ｔｈｏｓｅｄｕｒｉｎｇｃｈａｒｇｉｎｇ，ｐｒｅｔｒｅａｔ－

ｍｅｎｔ，ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎａｎｄｗａｉｔｉｎｇｗｅｒｅｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｓｍａｌｌｅｒ．Ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｍｏｄｅｏｆｈｏｔｍｅｔａｌｔｒａｎｓｆｅｒｗｉｔｈｌａｄｌｅ

ｃｈａｎｇｉｎｇ，ｔｈｅｍｏｄｅｏｆｕｓｉｎｇ

ｏｎｅ

ｏｐｅｎ

ｌａｄｌｅｈａｄｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｂｅｔｔｅｒｉｎｔｅｒｆａｃｅｃｏｎｔｉｎｕｉｔｙａｎｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｒｏｐｏｆｈｏｔ

ｍｅｔａｌｃｏｕｌｄｂｅｒｅｄｕｃｅｄｂｙａｂｏｕｔ

３５％．Ｈｅｎｃｅ

ｔｈｅｍｏｄｅｏｆｕｓｉｎｇ

ｏｎｅ

ｏｐｅｎ

ｌａｄｌｅｉｓｐｏｔｅｎｔｉａｌｌｙｆａｖｏｒａｂｌｅ

ｉｎ

ｔｈｅｆｕｔｕｒｅ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＢＦ－ＢＯＦｔｅｃｈｎｏ－ｉｎｔｅｒｆａｃｅ；ｅｎｅｒｇｙ－ｓａｖｉｎｇｍｏｄｅ；ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｒｏｐｏｆｈｏｔｍｅｔａｌ

钢铁企业能源消耗和环境负荷与生产布局、工

艺流程密切相关，钢铁生产流程的进步，本质上是在

优化各工序或装备的基础上，不断改进前后工序或

装备之间的“界面”技术，如烧结工序与高炉冶炼工

序间的“界面”、高炉与转炉间的“界面”、转炉与连铸

间的“界面”等，逐步实现整个生产流程的准连续化

或连续化…。

就以上“界面”而言，高炉与转炉问的“界面”尤

为重要，通常称其为“铁钢界面”，即炼铁和炼钢两道

工序之间的衔接部分或过渡过程。“铁钢界面”包括

高炉出铁、铁水运输及预处理等许多环节，因产生散

热损失导致铁水温度下降。如果铁水温降过大，不

仅将造成热量浪费，而且影响后续的预处理和炼钢

工艺，严重的还会因发生凝罐而影响生产调度和铁

水罐（或鱼雷罐）寿命等。因此，铁钢界面铁水降温

问题已引起企业和科研部门技术人员的高度重视，

并作了一定的研究Ｌ２“］。

目前，该方面的研究工作大多采用定点实测铁水

温度，通过分析得出温度与时间之间的关系。本文以

传热学为基础，根据能量平衡建立铁钢界面铁水温降

理论模型，并应用其进行实例分析，讨论不同铁钢界

面模式下铁水温降的规律和特点，为减小铁钢界面间

铁水温降，降低界面能耗［６’７３提供依据和参考。

１

炼铁一炼钢界面铁水温降模型

铁水罐一兑铁包模式是国内钢铁企业中较为常

见的铁钢界面模式之一。它由受铁、等待、运输、兑

铁和预处理等过程组成，如图１所示。

以该模式为例，对铁钢界面间的铁水温降过程

建模分析如下。

１．１基本假设

（１）高炉出铁及兑铁过程中铁水流速恒定；

（２）罐内铁水温度均匀；

（３）罐内衬的内、外表面温度一致；

（４）铁水表面无渣；

（５）为简化模型，对“辐射换热系数”ａ，进行修

基金项目：国家重点基础研究发展计划（９７３）项目专项经费资助（２００５ＣＢ７２４２０６）；国家“十一五”科技支撵计划重大项目资助

作者简介：杜涛（１９６４一），女，博上。副教授；

Ｅ－ｍａｉｌ：ｄｕｔ＠ｓｍｍ．ｎｅｕ．ｅｄｕ．ｃｎ；

修订日期：２００８—０１一１５

万方数据