热处理至区域热处理平衡图

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20世纪初马西修斯(W.Mathesius)提出了区域热平衡概念，而理卡特(P．Richardt)于1927年根据高炉热交换和区域热平衡特点创立了温度一热量图(图1)，成为描述高炉炼铁的

最早的热平衡模型。所以区域热平衡图又称理卡特图，理卡特图是以高炉具有煤气发生供热和热交换两功能为基础的。进入高炉内的燃料遇到热风燃烧形成CO放出热量，这热量加热燃烧产物(炉缸煤气)到一定温度t缸(2000～2350℃)。在上升过程中高温煤气通过热交换将热传给炉料，供加热炉料和冶炼过程的物理化学反应的需要，到煤气离开高炉时，温度降到姗。理卡特以温度为横坐标，煤气放出热量△H为纵坐标，把煤气供热和冶炼过程中各区域的需热绘制在t-△H图上(图2)。如果把高炉分为上下两个区域，则高炉上下的热量供求线与高炉热交换曲线是相对应的。从图2可以看出尼F表示高炉上部冶炼所要求的热量线；CR表示高炉下部冶炼要求的热量线，而AG为高炉煤气的供热线。在高炉内热交换达到极为理想的状态下，热贮备区内煤气和炉料之间的温差△t=O，这时煤气供热线与炉子上下部要求的热量线的转折点R相切。这个

                                                                  
R点就是高炉炼铁热量供求上决定最低焦比的肩点，理卡特及其他学者就是利用这一特性，分析高炉冶炼和计算高炉冶炼的最低焦比的。在实际生产中高炉内热贮备区内煤气温度和炉料温度并不相等，而是有一定的温度差△t=50～100℃，因此实际的煤气供热线是A’G’，它不与R点相切，而是通过R’点。
在20世纪20年代人们对高炉炼铁过程还没能科学地掌握的情况下，理卡特设定高炉的热平衡分为4个区(图1)：(1)从0～900℃区内进行水分蒸发、结晶水分解、氧化铁的间接还原以及加热炉料到900℃(需热线RS)；(2)900～1200℃区内进行石灰石分解，炉料进一步加热，理卡特认为石灰石在900℃分解完毕，所以在图中出现RH垂直台段；(3)1200～1400℃区进行铁的直接还原及铁和渣的熔化和过热，他又认为铁的直接还原全部在1400℃时进行，所以图上出现第2个垂直台段DF段；(4)1．400℃以上区进行Si、Mn及其他元素的直接还原和其他过程。这样在高炉炼铁过程的需热线上出现多个折点，决定焦比的肩点可能是R点，也可能是D点。现在人们已对高炉炼铁过程有了较清楚的科学的认识，例如石灰石不可能在900℃分解完毕，铁的直接还原也不完全是在1400℃时进行，因此不会出现RH和DF段。区域热平衡图只要分成上下部两个区域，以R点为肩点确定焦比。尽管理卡特当时在认识上与高炉生产实际有差距，但他的这项研究和创见仍是极有价值的，他的t-△H图在很大程度上帮助人们更深入地理解各种因素对焦比的影响，后来很多研究者完善了区域热平衡，并用它计算高炉炼铁的焦炭消耗量。

duchuqiufeng

学习了，谢谢楼主