轧钢加热炉的燃烧控制对其燃耗、氧化烧损、生成物中NO X含量等有直接关系。目前我国少数大型加热炉实行了自动燃烧控制，燃料和风的供给按配比自动调节。但大多数轧钢加热炉仍为人工控制燃料和风的供给量及空燃比，由于受操作者的技能、生产的均匀性、燃料热值的波动、风温变化等影响，空燃比的控制往往难以达到*佳状态，导致加热炉燃耗高、氧化烧损严重、生成物中NO X含量高等。因此，研究空气消耗系数的人工控制对降低我国钢铁行业原材料消耗、减少环境污染有重要的理论意义和现实意义。
2空气消耗系数对能耗、氧化烧损、生成物中NO X含量的影响机理2 1空气消耗系数对能耗的影响燃烧过程就是燃料中的可燃物与空气中的氧气发生氧化反应的过程。根据燃烧计算，燃料中每4 2M J的热量就需要大约1m 3的助燃空气。由于受多方因素的影响，要使可燃物完全燃烧，空气的供给必须大于理论需要量，即空气消耗系数n > 1，但n的大小对加热炉燃耗又有非常大的影响。a空气消耗系数过大对能耗的影响。
首先，空气消耗系数的增加将降低火焰温度。这是因为空气消耗系数增加，燃烧产物的体积增加，根据热平衡公式，在放出热量一定的情况下，必然导致燃烧产物温度的降低。一般加热炉内的传热以高温区的辐射传热为主，火焰温度的高低直接决定着传热的多少，从而影响到燃料消耗。
其次，空气消耗系数的增加将增加炉膛废气的热损失。因为空气消耗系数增大将增加废气量，废气的热损失将增加，导致燃耗升高。空气消耗系数n与烟气热损失的关系。
再有，空气消耗系数的增加将降低燃烧产物中三原子气体CO 2和H 2 O的成分，降低炉气黑度，削弱了炉内的辐射传热能力，从而导致燃料消耗的增加。b空气消耗系数过小对能耗的影响。如果供给的空气量太少，空气消耗系数< 1，如n = 0 8 0 9，则燃料不可能完全燃烧，在出炉烟气中将有大量的可燃物，如：CO， H 2， CH 4和碳黑等，造成大量的废气化学热损失，使燃料消耗大为升高，同时还会污染环境。
所以，空气消耗系数对加热炉的燃耗有明显的作用，为了保证燃烧完全，空气消耗系数必须> 1，但为了降低燃耗，又必须尽量控制空气消耗系数，即实行低空气消耗系数。对于不同的炉型、使用不同的燃料，空气消耗系数也不一样。空气消耗系数对炉子热耗的影响。
2 2空气消耗系数对氧化烧损的影响机理钢的氧化是在加热炉过程中，氧原子与铁原子发生反应的结果。钢坯在炉内加热时，炉气中的氧原子通过钢坯表明向钢坯内部扩散，而铁原子则由钢坯内部向外扩散，当两种元素相遇时，在一定条件下就会起化学反应生成氧化物，而且钢坯的外层多为高价氧化物Fe 3 O 4。钢在加热过程中发生氧化的基本条件是：
a必须有氧或氧化性介质的存在，如二氧化碳、水蒸气等。b氧和铁接触，并进行相互扩散，c具有一定的化学反应条件，如温度、化学浓度和时间等。炉气中一般含有O 2， CO 2， H 2 O， SO 2等氧化性气体，氧化性*强的是O 2，其次是SO 2，H 2 O和CO 2。氧化铁皮的生成过程，也就是钢与这些氧化性气体发生反应的过程。钢在加热的情况下， O 2即使浓度很小，也能使钢氧化。其反应式为：2Fe+ O 2 = 2FeO 3Fe+ 2O 2 = Fe 3 O 4 4Fe+ 3O 2 = 2Fe 2 O 3对未采取特殊保护措施的加热炉而言，钢坯在炉内加热出现氧化烧损是不可避免的，但通过采取一定的措施，是可以控制和减少氧化烧损的。控制好空气消耗系数，减少富余氧气，在加热炉不同工作段实行不同的空气消耗系数，是减少氧化烧损的重要措施之一。
2 3空气消耗系数对生成物中NO X含量的影响燃料燃烧引起对大气环境的污染，其中危害*大又*难处理的是氮的氧化物。燃料燃烧后生成的氮的氧化物主要有： N 2 O， NO，NO 2， N 2 O 3， N 2 O 4和N 2 O 5。其中N来源于燃料和空气， NO X对人体和动物危害很大，对我国的环境已造成严重的影响，在燃料燃烧过程中应设法减少NO X的生成。
NO X的生成是一个复杂的过程，研究表明： NO X的生成主要与火焰中的*高温度、氮和氧的浓度以及气体在高温下停留时间等因素有关。当供入空气量较小时，火焰内O 2的浓度相对减小，可降低NO X的生成量。实验表明，随着空气消耗系数的加大， NO的含量会迅速增加，当出现15%的过量空气时达到*大值。
3影响空气消耗系数的因素及控制对策对于人工控制的加热炉，影响空气消耗系数的因素主要有以下几个方面：炉型结构、喷嘴特性、燃料种类、燃料热值的波动、空气温度的变化、生产的不均匀性、操作性能等。
3 1炉膛结构及喷嘴特性炉型结构及喷嘴特性，这是在设计时就必须根据坯料、燃料的种类和热值、生产能力等因素考虑好的。但目前我国钢铁企业大多因为某些因素的变化而导致炉型结构不合理，如产量迅速增加或者小方坯改为连铸坯而加热炉并未改造等引起强化加热。
3 2燃料种类和热值目前轧钢加热炉使用较普遍的燃料有：混合煤气（或发生炉煤气）、重（焦）油、煤、天然气。为满足燃料的燃烧，各种燃料配用的空气消耗系数不同，对煤为1 2 1 4，重油为1 15 1 3，各种煤气、天然气为1 02 1 2.
对于烧油的加热炉，油的粘度及喷嘴的雾化效果对空气消耗系数的影响很大，目前大多数钢厂均采用高、焦混合煤气，焦、转混合煤气或高、焦、转混合煤气。有些轧钢厂几条轧制线（几座加热炉）共用一台加压机，一座加热炉的煤气受焦炉、高炉、转炉生产的影响，还受其它加热炉的影响。煤气热值和压力忽高忽低，给加热炉的供热及空燃比的控制带来了很大的难度。如：涟钢棒材一厂和棒材二厂均使用公司内部生产的高焦转炉混合煤气，共一个加压站里一台加压机，从煤气柜来的混合煤气经同一台加压机加压后分送两个厂，受高焦转炉煤气产供及两厂需求影响，煤气的压力一般在6 12kPa内波动，热值在7 9M J内波动，因两厂均只有压力及瞬时流量显示，无瞬时热值仪，操作人员只能凭压力及炉子燃烧状况来调节煤气量及风量，如果调节不及时就必然造成燃料的浪费，这要求操作人员勤于观察及时联系和调节，操作者的经验和责任心相当重要。
3 3空气预热温度的变化目前加热炉一般都对空气进行了预热，受多方因素的影响，风温也会发生一定的变化，在实际操作中一般未对风量进行调节，导致燃烧状况欠佳。
在燃料流量不变的情况下，空气消耗系数与温度的变化有如下关系n =' n（ T 1 /T 2）1 /2式中： T 1、T 2为变化前后的空气绝对温度， K； n、n '为变化前后的空气消耗系数。可见，当燃烧空气温度变化时，空气消耗系数与绝对温度的平方根成正比。。
从中可查得，当空气温度由300变为200时，空气消耗系数由1 1变为1 26，如不加以调节，将损失12%的燃料。相反，当空气温度由300变为500时，空气消耗系数由1 1变为< 1 0.如不加以调节，必将产生不完全燃烧，引起燃料损失。这一点在实际操作中往往被忽视，但实际影响却很大，值得重视。
3 4生产的不均匀性因受生产工艺、设备、加热能力、产品质量等因素的影响，生产过程总是处于一种动态过程，生产节奏的变化要求炉温随之调整。
一般加热都是分段控制，在调整时，涉及到调节哪一段哪一供热点、哪里多调哪里少调、燃料调多少空气调多少等一系列操作。在生产节奏放慢或短时停轧时，为了节约燃料、减少氧化烧损，可在减少供热量时，将空气消耗系数适当控制小一些，如控制在0 98 1 02.
3 5加热炉冒火或吸冷风这个情况在国内加热炉上不同程度的存在，冒火或吸冷风的原因主要有：烟道闸门调节不及时、炉膛结构不合理、加热与轧制能力不匹配、加热炉年久失修密封性差等。对于炉膛压力一般要求以炉底平面上+ 5Pa（微正压）为标准。加热炉冒火或吸冷风都会影响到空气消耗系数，对加热炉危害很大。
3 6操作技能对于没有上自动控制或检测手段的加热炉，加热炉供风完全凭操作人员的经验及主动性控制。在实际操作中，一些经验丰富的操作工通过观察炉内烧嘴的燃烧状况及炉气状况，能较好地控制空气量。一般来说，燃烧完全炉气略带雾状，表示控制较好；如果炉气很明亮，则表明空气过多；如果炉气里较多的烟雾，则表明空气不足。
在实际操作中，为了既保证燃烧完全又减少氧化烧损，采用均热段n< 1，加热段n> 1的操作法可以收到很好的效果。采用这种操作法还可以减少氧化烧损和NO X生成量，对减少出钢槽积渣很有效。
4空气消耗系数的检测空气消耗系数直接影响炉子的燃烧状况及热效率、氧化烧损等，在生产过程中，不管是自动控制还是人工控制的加热炉，为了使空燃配比控制达到更佳的状态，都有必要对实际空气消耗系数进行检测。检测空气消耗系数有两种途径，一种是通过测量燃料和空气的流量来计算，另一种是按烟气成分检测空气消耗系数。
4 1通过测量燃料和空气的流量来计算空气消耗系数测量进入加热炉的燃料流量和空气流量，分析燃料成分，则空气消耗系数n= L /（ BL 0）其中： L为空气流量， m 3 /h； B为燃料流量， m 3 /h； L 0为理论空气需要量（根据燃料成分分析计算得出）， m 3 /m 3。
在实际应用中，由于炉子吸冷风、烧嘴引射带入空气及流量检测不准确等因素的影响，此公式计算结果与实际误差较大，故实际使用较少。
4 2按烟气成分检测空气消耗系数按烟气成分检测空气消耗系数的主要方法有：按氮平衡原理和按氧平衡原理及简捷检测计算法。对不同种类的燃料，利用烟气中的含氧量可从有关图表中查出空气消耗系数。用烟气成分检测空气消耗系数要注意的是抽取烟气时取样要正确。
5结论空气消耗系数对加热炉燃耗、氧化烧损、生成物中NO X含量有直接的关系，影响空气消耗系数的因素很多，在实际操作过程中，有待进一步研究和探索，以求达到更佳的控制状态。