高温冶金过程中的流体动力学现象

在冶金生产中，鼓风（气）装置基本上有两类：一类是在喷管上装上喷头，向炉内喷人各种介质（如空气、氧气、天然气或它们的混合物）；另一类是在燃烧室内将天然气燃烧后由喷口喷出。前者用处很广，而后者主要是用在有色冶金工业。就这些装置中的流体力学现象进行了分析，并介绍了有关使用效果及喷出射流长度的计算公式。

电炉钢钢轨连铸坯轧制前加热温度制度的选择

在用连铸钢坯生产钢轨的过程中，金属的加热不仅要保证达到预定温度，而且要有适度的烧透，但又不能过热或过烧。研究了不同温度制度下的金属显微组织。研究结果认为，电炉’钢连铸钢坯在高温（1250～1300℃）下保持长时间加热可导致金属晶粒显著增大和金属过热。

轧制前连铸钢坯的节能加热制度

在连续式加热炉中，节能加热制度的实现归结为可控参数能维持保证最低的加热成本。为了使燃料消耗和氧化烧损达到最小值，必须提高炉子后面几个加热段或最终加热期的加热强度。以板坯加热炉为例讨论了节能供热制度和温度制度。

在热动力设备中利用等离子和电离技术的前景

等离子技术在许多工业部门中都得到了广泛应用。在热动力与热工设备中，有发展前景的等离子技术有以下几种：把热能转变为电能；用低温等离子技术对燃料进行预处理，促使低品位的燃料易于着火，并提高其燃烧效率；清除烟气中可污染大气的有害物质。低品位燃料包括烟煤、褐煤、无烟煤粉、重油掺水乳化燃料、木质废料等。利用等离子技术强化燃烧过程的原理在于在等离子高温区中产生了电子、离子等物质，而且在电场中燃烧时煤的颗粒生成了带电粒子。在气相中存在这些因素可以使燃烧过程特性发生变化。

天然气燃烧时燃烧器结构对氧化氮生成的影响

对锅炉用的煤粉燃烧器，比较了三种燃烧器的NOx排放量。第1种是双蜗壳煤粉燃烧器；第2种是直通式燃烧器，每台燃烧器由上下两层通道组成，上层通入二次空气，下层通入煤粉和一次空气混合物，且在燃烧器下部另通入空气；第3种与第2种基本相同，只是在燃烧器上部另通入空气。试验结果表明，随锅炉负荷增加，NOx排放量对第1种变化不大，对第2种和第3种则均增加；而不论在任何负荷下，第2种燃烧器的NOx排放量均高于第1种。

关于降低由CaCO3生产石灰的移动床蓄热式燃料消耗定额的研究

原苏联M．A．格林可夫建立了炉子一般理论，其要点是当评价炉子热工制度和选择热工工艺时应对炉子工作进行综合分析。根据这一概念对生产石灰的蓄热式竖炉进行了分析。还包括采用数学模型的方法对由CaCO3生成CaO的化学反应的热力学分析。载有工艺流程、CaCO3焙烧过程几何模型，以及炉内CaCO3的温度和物理性能的变化。

冶金生产中氧化氮排放量的计算

提出了在冶金炉和热工设备中燃烧过程氮氧化物生成量的半经验计算公式。根据化学反应式和对反应平衡常数的分析，以及对实际参数的估计，所得出的计算公式包括了以下因素：燃料燃烧的理论氧气需要量；氧化剂中氧和氮的比例；空气消耗系数；单位燃料消耗量；反应平衡常数；NO的分子量；燃烧反应带中氢的含量。对计算结果和实测结果（在烧结机、高炉、转炉和平炉中）进行了对比，说明计算与实测结果基本一致。还对降低NOx排放的措施进行了分析。

蓄热式均热炉热工计算

利用圆柱体辐射火焰模型对蓄热式均热炉的热交换进行了计算。研究表明，为进行数学模拟计算时，可以把蓄热式炉内的火焰看作为辐射圆柱体，其长度、功率和位置取决于炉膛内的温度分布。计算结果表明，炉膛内的功率分布有明显的不均匀性。钢锭表面上功率沿炉长两端较低，中部较高；沿钢锭高度上下两端较低，中间较高。用计算方法得出的最大热流区与实测的最高温度区相一致；同样，最小热流区与最低温度区相一致。表明，计算结果与实测结果吻合，模型具有实用价值。

高温下材料辐射性能的研究

介绍了新开发的用于高温下测定材料辐射性能的实验装置和测定方法。用该方法对铬镁质耐火材料的辐射性能进行了研究。该铬镁质耐火材料的主要成分为氧化镁，而后加入不同量的氧化铬，研究工作的目的在于明确氧化铬用量对耐火材料性能的影响。结果表明，为了强化炉内辐射传热，炉壁应该采用含氧化铬较高的材料。

利用植物废料作为生物燃料的发展前景

由于动力燃料的涨价和短缺，如何利用当地的燃料以代替由外地运来的较贵的燃料，便成为关注的问题。在大多数地区，最可被允许利用的是植物栽培中产生的废料，其价格要比液体燃料便宜许多，仅为后者的l／8～1／15。研究了植物废料在燃烧中燃烧和在煤气发生炉中气化的合理性问题。采用的方案包括沸腾燃烧（或气化）和层状燃烧（或气化），介绍了国内外的有关研究结果。认为，对于较碎的植物废料（如向日葵壳、糠秕等）可采用沸腾床燃烧或火炬式燃烧。

管坯加热炉数学模型

无缝钢管管坯加热炉采用转底式环形加热炉，其主要优点是金属氧化烧损小（达0．5％），单位燃烧量小（〈60kg／t），炉子有效利用系数高（约50％）。此外，可完全实现加热自动化，操作简单，人员配备少。建立了该种加热炉的数学模型，其中估计到了圆形钢坯的放置位置及不对称加热条件。利用该模型进行计算需已知的参数为：废气温度、炉子生产率、钢种、料坯尺寸、炉内料坯之间的距离、料坯入炉温度、料坯出炉断面温差限制值、料坯断面最终温度梯度。

工业炉蓄热室的改进以节约燃料

对工业炉常用的格子砖式蓄热室工作（包括格子砖的型式、材质、尺寸和排列方式）进行了分析，并通过计算确定了各种型式格子砖的特性指标。以玻璃熔炼炉为例，对原有蓄热室提出了改进方案，使空气预热温度提高了150℃。根据计算认为，格子砖的型式对蓄热室的工作指标有显著的影响，而格子砖所用的耐火材料的种类对炉子热工工作并无明显影响。因此，在选用格子砖耐火材料时，主要考虑的是在实际工作条件下格子砖的寿命。

把煤气重油燃烧器的热工计算方法应用于气体燃料的两段式燃烧器

曾建立了天然气燃烧器的计算方法，是借用了煤气重油燃烧器的计算方法，是一个完整的计算实例。所计算的燃烧器具有一个一次燃烧的气化室（预燃窜），其中产生的不完全燃烧产物在烧嘴喷口处与二次空气再混合燃烧。该计算方法中需给出燃烧成分、发热值及煤气消耗量，然后可计算出气化室的不完全燃烧产物成分及火焰温度、火焰黑度、气化室及燃烧器各出口断面的尺寸、气化室的器壁温度和二次空气喷出时的温度等。

步进式加热炉中节约能源的途径

乌克兰钢铁冶金生产中电能和燃料的消耗量很大。阐述了在加热炉中节约能源的途径。在连续式加热炉中，降低燃料消耗的最有效的途径有：1．制订和采用有利于能源节约的钢坯加热制度；2．完善炉子废热利用装置。以往在钢铁厂更多地是采用第2条途径，因为它可明显地提高燃烧温度和燃料利用系数。但是现今金属加热教学模型的发展，可以避免耗资很大的工业试验。采用模型计算法可以制定出合理的加热制度。

宽带轧机加热炉的动态控制

在宽带轧机用连续式加热炉进行加热的条件下，轧制速度经常取决于炉内的加热条件。在理想条件下，当炉子的结构和工作状态相同，及料坯钢种相同的条件下，炉子出料和轧制速度可基本不变。这种加热制度可称为静态加热制度。但这种制度在实际生产中不可能实现。当炉子状态、料坯参数或轧制有变化时，必须对加热制度随时间进行动态控制。本文在静态加热制度的基础上，从原理上阐明了动态加热制度，它估计到了影响燃料消耗量的各主要因素。提出了系统的动态加热制度控制算法，并举例加以运用。

锅炉两段式燃烧的研究

两段式燃烧是降低烟气中污染物的有效方法。在锅炉燃烧技术中，实现该方法的通常措施是对各层布置的燃烧器采取不同的操作制度，即对上层燃烧器采取燃烧过剩制度，而对下层采取空气过剩或补充空气制度。该措施勿需改造设备，但应用条件有限制。另一种措施是采用专门的两段式燃烧器。介绍了一种可燃煤气和重油的两段式燃烧器，包括燃烧器的结构、原理和试验结果。

固体燃料燃烧方法发展的主要阶段及其最有前途的发展方向

对固体燃料燃烧的各种方法进行了历史评价，指出各种方法的优缺点及应用领域。所评价的方法包括：层状燃烧、火炬式层状燃烧、煤粉火炬式燃烧、沸腾燃烧、旋风燃烧和等离子点火煤粉燃烧。认为用等离子点火的煤粉燃烧法可适用于任何容量大小的炉子；特别是对于燃烧低反应性的煤，更具有一系列优点。如：可减少重油与煤气的消耗量（对煤粉电站锅炉而言）；提高供热效率；可减少氧化氮、硫和机械不完全燃烧等有害物的排放；容易开炉和停炉、综合解决技术环保经济问题；可用各种煤，等。

关于煤气利用装置环保指标的改善问题

在工业和民用领域中，广泛采用着各种煤气利用装置，包括工业炉、锅炉和干燥窑等。这些装置均排放高温废气，其中并含有对大气严重污染的NOx。降低NOx排放量的措施主要是对燃烧过程进行控制，例如采取两段式燃烧或多段式燃烧和再循环式燃烧等，而另外一种最方便的措施是喷入水蒸汽或水雾。着重讨论了向助燃空气中喷入水雾的效果。

低合金硅锰钢电阻炉加热中氧化烧损量的研究

由于在压力加工生产中钢的加热氧化烧损量可高达5％～6％，为提高加热经济性和降低生产成本必须加热对氧化烧损量的研究。为此，若根据钢的氧化过程微分方程式进行精确计算是很困难的，因而大多数研究是根据经验公式进行计算。对硅锰低合金结构钢在恒温下加热进行了实验研究，并得出如下经验计算公式：y=Aexp（-B/T）√τ。其中：y为烧损量，g／cm^2；功炉温，K；τ为加热时间，min；A和B为取决于钢种的系数，该公式的误差为±（8～13）％。

板坯加热条件对燃料单耗的影响

利用加热炉动态控制算法对各加热因素对单位燃料消耗量的影响进行了数学模化研究。研究对象的加热炉为宽带轧机配套的推钢式加热炉，加热温度1250℃，废气温度1000℃，采用天然气和高炉煤气的混合煤气，煤气热值为19．06MJ／m^3，空气消耗系数为1．2。计算结果表明，装料时的炉温和料坯装入温度对燃料消耗量有显著影响，对炉子生产率也有影响。提高废气温度（强化冷却水管绝热）、增加空气过剩系数，以及增加投入运行的炉子台数，都会使燃料消耗量增加。