[科普中国]-燃烧带

燃烧带（eombustionzone）是高炉炼铁过程中，风口前焦炭及其他喷吹燃料中的碳被鼓风燃烧气化的区域，其范围比风口回旋区稍大。

简介风口前燃料燃烧的区域称为燃烧带，也称氧化带。研究证明，无论回旋区形状、大小如何，回旋区中煤气和焦炭如何运动，在高炉每个风口前实际都存在着一个燃烧带。所谓燃烧带就是风口前有O2和CO2存在，并进行着碳素燃烧反应的区域，即回旋区空腔加周围疏松焦炭的中间层。在燃烧带里由于是氧化性气氛，所以又称氧化带。从上面滴下经过这里的铁水，其中已还原的元素有一部分又被氧化，此称再氧化现象。这些元素氧化放热，而到炉缸渣、铁盛积带还原，又吸热。所以再氧化只引起热量的转移，而对整个热平衡无影响。然而，再氧化现象或广义的炉缸氧化作用，对特定条件下的高炉冶炼可能产生重要影响。1

类型通过大量研究工作，已基本查明了炉缸风口平面煤气的分布情况。由于从风口喷出的鼓风流股的动能大小不同，焦炭在风口前的燃烧情况大致可以分为以下两种情况，在每种情况下煤气的分布是不同的。

（1）层状燃烧带

在冶炼强度低的小高炉上可观察到炭块是相对静止的类似炉箅上炭的层状燃烧。这种层状燃烧的燃烧带特点是：沿风口中心线O2不断消失，而CO2随O2的减少而增多，达到一个峰值后再下降，直至完全消失。CO在氧接近消失时出现，在CO2消失处达到或接近碳燃烧的理论值（约35%）。由于炉缸内进行直接还原，所以，炉缸中心处煤气中的CO量超过碳燃烧的理论值。

（2）回旋运动燃烧带

在现代强化高炉中，由于冶炼强度高，鼓风动能大，鼓风以很高的速度（100～200 m/s）喷射入炉内，由于鼓风流股的冲击夹带作用，焦炭块就在风口前产生回旋运动，同时进行燃烧。这就是焦炭呈回旋运动燃烧，也称为焦炭的循环运动燃烧。实际上，现代的高炉正常生产时，均为此种燃烧情况。

当鼓风动能足够大时，就把风口前燃烧的焦炭吹向四周，形成一个近似球形的回旋空间。煤气流夹着焦炭块作回旋运动的这个空间叫回旋区。在回旋区外围是一层厚约200～300mm的比较疏松的中间层，它不断地向回旋区补充焦炭。而在中间层的外面，则是不太活跃的新的焦炭层，该层随着燃烧反应的进行不断地向中间层移动。2

燃烧带对冶炼过程的影响燃烧带对冶炼过程的影响，主要表现在以下两方面。

（1）对炉料下降的影响

燃烧带是炉内焦炭燃烧的主要场所，而焦炭燃烧所腾出来的空间，是促进炉料下降的主要因素。生产中燃烧带上方的炉料比较松动且下降速度快。当燃烧带占整个炉缸面积的比例大时，炉缸活跃面积大，料柱比较松动，有利于高炉顺行。因此，从下料顺行的角度看，希望燃烧带水平截面的面积大些，多伸向炉缸中心，并尽量缩小风口之间的炉料呆滞区。

（2）对煤气流初始分布的影响

燃烧带是炉缸煤气的发源地，燃烧带的大小影响煤气流的初始分布。燃烧带伸向高炉中心，则中心气流发展，炉缸中心温度升高；反之，燃烧带缩短，则边缘气流发展，炉缸中心温度降低，对各种反应进行不利。同时，炉缸中心呆滞且热量不足，也不利于高炉顺行。但是，燃烧带过分伸向中心，将造成中心“过吹”，同时过分减弱边缘煤气流，增加炉料与炉墙之间的摩擦阻力，对高炉的顺行也不利。

由此可见，维持适宜的燃烧带尺寸，尽可能增加风口数目，对于保证炉缸工作的均匀、活跃和高炉的顺行是非常重要的。2

影响燃烧带大小的因素燃烧带的大小是指燃烧带所占空间的体积，它包括长度、宽度和高度。但对冶炼过程影响最大的是燃烧带的长度；此外，燃烧带的宽度对炉缸工作均匀化亦有重大影响。

燃烧带的大小不是一成不变的，在冶炼强度低的高炉上，燃烧带大小主要取决于燃烧反应速度方面的因素。在现代化的高炉上，燃烧带的大小主要受鼓风动能大小所左右，其次与燃烧反应速度、炉料状况有关。2

本词条内容贡献者为:

李雪梅 - 副教授 - 西南大学