風口迴旋區(tuyere)是指高爐煉鐵過程中，爐內風口前焦炭在高速熱風作用下邊做迴旋運動邊燃燒的區域，又稱焦炭循環區。此處是爐缸反應中碳氣化的主要場所。
基本介紹
- 中文名：風口迴旋區
- 外文名：tuyere
- 學科：冶金工程
- 領域：冶煉
- 範圍：能源
- 別稱：焦炭循環區
簡介,原理,迴旋區內焦炭與氣體的運動,影響因素,
簡介
風口迴旋區(tuyere)是指高爐煉鐵過程中，爐內風口前焦炭在高速熱風作用下邊做迴旋運動邊燃燒的區域，又稱焦炭循環區。此處是爐缸反應中碳氣化的主要場。
原理
在高爐煉鐵過程中，經由風口鼓入爐內的熱風，約以100m/s的高速射向爐缸中心，遇到由爐上部落至風口前端的赤熱焦炭塊即發生激烈的燃燒反應。
焦炭因其粒度較大(一般大於25mm)，比表面積小，不可能在以毫秒計的時間內完全燃燒氣化，故在高速鼓風的衝擊下作迴旋運動，並繼續燃燒直到完全氣化。而熱風裹攜新產生的煤氣，向前衝擊焦塊及渣鐵液滴，其本身的動能急劇衰減，直至完全失去衝擊力，最後以爐缸煤氣的形式，依靠壓力作用，折向上方低壓的爐腹區域。
焦炭迴旋速度在4～30m/s範圍內，其波動範圍大，是由於焦炭粒度不同、互相碰撞和進入迴旋區時初速度不同造成的。
作高速迴旋運動的固、氣多相流所產生的離心力與作用在此區域外部的料柱有效重力相平衡，從而在每個風口前形成了有一定尺寸的梨形疏鬆區。從
迴旋區上方流下的液體(約有20～40g/s的熔渣和鐵液)被高速氣流霧化並拋向爐子中心，它們與不同速度的焦粒運動中產生，又來不及氣化的碎焦形成較緻密的迴旋區外殼。
迴旋區的尺寸及其在爐缸橫斷面上的分布決定了上部爐料下降的狀態，從而造成了高爐作業順行與否的基本條件。
迴旋區內焦炭與氣體的運動
迴旋區內焦炭與氣體的運動如下圖所示：
迴旋區內焦炭與氣體的運動影響因素
影響迴旋區大小的因素有三：
(1)鼓風條件。如風量、風溫、風壓、噴吹附加物的種類、數量及其在直吹管內分解及預燃燒的數量等。凡可增大經由直吹管入爐氣體動能的因素皆可促使迴旋區增大，如增大鼓風量，提高風溫及在直吹管內噴吹附加物數量增大、部分分解和燃燒等。而風壓增高時將使直吹管內同樣質量的氣體體積減小，故將降低鼓風動能使迴旋區縮小。
(2)上部料柱作用於迴旋區外殼上的有效重力。影響此值的因素有焦炭負荷、散料的空隙度及堆密度等。凡增大有效重力的因素，如提高焦炭負荷、散料堆密度或減小空隙度等皆可使迴旋區外殼承受的重力增大，從而將迴旋區壓縮變小。
(3)由上部落入迴旋區的凝聚態物質的數量、粒度及密度。凡加速鼓風動能值衰減的因素皆可使迴旋區縮小，如焦炭粒度大、密度大及落下更多的渣鐵液滴等。
