里卡特圖又稱區域熱平衡圖，里卡特圖是以高爐具有煤氣發生供熱和熱交換兩功能為基礎的。20世紀初馬西修斯提出了區域熱平衡概念，而里卡特於1927年根據高爐熱交換和區域熱平衡特點創立了溫度-熱量圖,成為描述高爐煉鐵的最早的熱平衡模型。
基本介紹
- 中文名：里卡特圖
- 外文名：Carter figure
- 學科：冶金工程
- 領域：冶煉
- 範圍：能源
- 別稱：區域熱平衡圖
簡介,歷史沿革,里卡特圖的分析,里卡特圖的套用,
簡介
里卡特圖又稱區域熱平衡圖，里卡特圖是以高爐具有煤氣發生供熱和熱交換兩功能為基礎的。
歷史沿革
20世紀初馬西修斯提出了區域熱平衡概念，而里卡特於1927年根據高爐熱交換和區域熱平衡特點創立了溫度-熱量圖(圖1),成為描述高爐煉鐵的最早的熱平衡模型。
圖1里卡特圖的分析
里卡特圖是以高爐具有煤氣發生供熱和熱交換兩功能為基礎的。進入高爐內的燃料遇到熱風燃燒形成CO放出熱量，這熱量加熱燃燒產物(爐缸煤氣)到一定溫度。在上升過程中高溫煤氣通過熱交換將熱傳給爐料，供加熱爐料和冶煉過程的物里化學反應的需要，到煤氣離開高爐時，溫度下降。里卡特以溫度為橫坐標，煤氣放出熱量△H為縱坐標，把煤氣供熱和冶煉過程中各區域的需熱繪製在:t-△H圖上(圖2)。如果把高爐分為上下兩個區域，則高爐上下的熱量供求線與高爐熱交換曲線是相對應的。從圖2可以看出RS表示高爐上部冶煉所要求的熱量線;RS表示高爐下部冶煉要求的熱量線，而AG為高爐煤氣的供熱線。在高爐內熱交換達到極為里想的狀態下，熱貯備區內煤氣和爐料之間的溫差△t=0，這時煤氣供熱線與爐子上下部要求的熱量線的轉折點R相切。這個R點就是高爐煉鐵熱量供求上決定最低焦比的肩點，里卡特及其他學者就是利用這一特性，分析高爐冶煉和計算高爐冶煉的最低焦比的。
圖2里卡特圖的套用
在20世紀20年代人們對高護煉鐵過程還沒能科學地掌握的情況下，里卡特設定高爐的熱平衡分為4個區：
(1)從0~900℃區內進行水分蒸發、結晶水分解、氧化鐵的間接還原以及加熱爐料到900℃;
(2)900~1200℃區內進行石灰石分解，爐料進一步加熱，里卡特認為石灰石在900℃分解完畢，所以在圖中出現RH垂直台段;
(3)1200~1400℃區進行鐵的直接還原及鐵和渣的熔化和過熱，鐵的直接還原全部在140時進行，所以圖上出現第2個垂直台段DF段;
(4)1400℃以上區進行Si、Mn及其他元素的直接還原和其他過程。這樣在高爐煉鐵過程的需熱線上出現多個折點，決定焦比的肩點可能是R點，也可能是D點。
人們已對高爐煉鐵過程有了較清楚的科學的認識，例如石灰石不可能在900℃分解完畢，鐵的直接還原也不完全是在1400℃時進行，因此不會出現RH和DF段。區域熱平衡圖只要分成上下部兩個區域，以R點為肩點確定焦比。儘管里卡特當時在認識上與高滬生產實際有差距，但他的這項研究和創見仍是極有價值的，在很大程度上幫助人們更深入地里解各種因素對焦比的影響，後來很多研究者完善了區域熱平衡，並用它計算高爐煉鐵的焦炭消耗量。
