GQ-DRL 電弧爐燃燒通氧工藝的研討

為適應(yīng)電弧爐的合理使用，在供氧系統(tǒng)要做到“預(yù)通氧”、“前大氧”、“后控氧”的工藝條件。

1、預(yù)通氧

預(yù)通氧即在燃燒以前通一次氧氣。為了說明預(yù)通氧的作用，在此先說明氧氣的濃度和壓力與燃燒的關(guān)系。可燃物質(zhì)達(dá)到燃點才能燃燒。白磷在空氣中的燃點約為55℃，硫為250℃、鎂為400℃、石油為600℃。在大氣壓力下，純氧中的燃點約比空氣中低50℃，也就是說容易自然。在高壓時，如果有一滴或1粒炭落入氧氣瓶的閥內(nèi)，則在氧氣出來時即會引燃。產(chǎn)生的反應(yīng)熱非常高，通常足以使金屬的有些部件在氣流中燒損，因此氣體會漏出而引起爆炸。所以氧氣瓶所用的壓力計必須帶有“無油”標(biāo)志，也就是說必須供給不沾油的壓力計，以后使用中也不許沾油或弄臟。有油污的橡皮管不可作氧氣導(dǎo)管使用，因此必須保護(hù)橡皮管免于受臟，特別要注意油污的手！由于電弧爐燃燒過程中用氧氣瓶，所以要特別注意安全生產(chǎn)。氧氣濃度不僅與燃點有關(guān)，而且影響燃燒速度。木炭在純氧中燃燒比在空氣中快和劇烈，這是因為其他條件相同的情況下，純氧濃度是空氣中氧濃度5倍的緣故。氧能促進(jìn)燃燒，缺乏氧則阻止燃燒。在閉密空間內(nèi)，當(dāng)其中空氣的氧含量由20.8%降到14%（以體積計），燃著的蠟燭便熄滅。大多數(shù)液體燃料在氧含量低于14%時熄滅。煤炭在氧含量低于9%時熄滅。預(yù)通氧可排除燃燒前殘余氣體和裝樣品時進(jìn)入爐內(nèi)的空氣。這不單純是為了提高氧的濃度，更重要的是消除炭、硫空白，空氣中CO2,一般在ω(CO2)=0.048%左右，即碳含量為ω（C）=0.0131%左右，空氣中的硫一般有3×10﹣6。可見預(yù)通氧對降低燃點，提高燃燒速度，沖洗碳、硫空白都有好處，特別對測定低碳低硫，降低空白，更為重要。

2、前大氧后控氧

   試樣燃燒時，1.000g鋼鐵試樣，若在10s內(nèi)完成燃燒反應(yīng)，消耗氧氣約0.3L左右。若用0.5添加劑，燃燒后約消耗0.12L左右氧氣，也就是說，10s要用掉0.42L左右的氧。要保證燃燒、氧氣流量必須高于2.5L/min。燃燒后的產(chǎn)物，又以氧氣為載體傳送到測定體系，所以燃燒時的氧氣流量不應(yīng)低于3L/min。經(jīng)驗得知，用管式爐燃燒試樣時，按一定流量供氣，一般是1L/min，在燃燒反應(yīng)開始后，從爐中出來的氣體有短時間的間歇現(xiàn)象發(fā)生。用電導(dǎo)法測定碳硫，也看到燃燒時氣泡減少的現(xiàn)象。這說明此時供氧不足，不能滿足爐中燃燒反應(yīng)對氧的需求。對于燃燒停頓，由于管式爐燃燒處于高溫體系，再供氧可繼續(xù)燃燒。但對于電弧爐，燃燒時不能停頓后再燃，因無外界熱量使試樣再達(dá)燃點，它必須高速的連續(xù)的完成燃燒反應(yīng)。因此，燃燒時的氧氣流量必須要大，即所說的“前大氧”。燃燒反應(yīng)過后，氧氣流主要起載氣作用。將爐內(nèi)生成的CO2和SO2傳遞到測試部分，氧氣流量一般控制在0.8~2L/min。流量太大，反而不利于測定。對于電導(dǎo)法或滴定法來說影響吸收，對于氣體容量法測碳、尾氣中殘留CO2，皆導(dǎo)致測定結(jié)果偏低。通常把電弧爐燃燒試樣時區(qū)分前后兩部分控制不同氧氣流量稱之謂“前大氧后控氧”的供氧工藝。這種供氧工藝在電弧燃燒時是至關(guān)重要的，對于其他方法測定碳、硫來說也是合理的。而且從理論與實踐的結(jié)合上是得到證明的，用這種供應(yīng)方式采用電弧爐燃燒測定碳、硫能保證測定的準(zhǔn)確度。這里尚要說明的是，氧氣流量的大小，對碳、硫測定影響較大。流量大，硫偏高，反之則偏低。為了減少誤差，分析不同材質(zhì)不同含量樣品時，選擇好適當(dāng)?shù)牧髁繀��?shù)，要保持恒定，改變流量需用標(biāo)準(zhǔn)樣品重新校準(zhǔn)。

  電弧爐燃燒用于碳、硫測定，現(xiàn)已重視“前大氧后控氧”的生產(chǎn)工藝，對于“預(yù)通氧”往往認(rèn)識不足，本研究對預(yù)通氧的作用進(jìn)行了論述，目的是引起生產(chǎn)廠家和用戶的重視，進(jìn)一步完善我國創(chuàng)造出來的電弧爐燃燒體系。

南京固琦分析儀器制造有限公司

相關(guān)產(chǎn)品