專利名稱:分裝再燃式?jīng)_天爐的制作方法
分裝再燃式?jīng)_天爐是一種新型的鑄鐵連續(xù)熔化設(shè)備。
目前世界各國的鑄鐵熔化設(shè)備主要是沖天爐。標準沖天爐結(jié)構(gòu)如圖1所示，均采用鐵焦合裝。其燃燒過程采用單燃燒帶，鐵水過熱在底焦內(nèi)完成，由于熔化鐵水的過熱是在底焦內(nèi)完成，而底焦高度又是一個不穩(wěn)定參數(shù)，受其它工藝參數(shù)影響容易發(fā)生波動，所以，標準沖天爐熔化鐵水的過熱距離(即底焦高度)是一個工藝參數(shù)，出鐵溫度低熔化質(zhì)量不穩(wěn)定;由于標準沖天爐燃燒過程為單燃燒帶，造成燃料不完全燃燒，沖天爐排出廢氣中含有大量的不完全燃燒產(chǎn)物和粉塵，其中含不完全燃燒產(chǎn)物CO可達13%之多，故熱損失大、污染嚴重;并且標準沖天爐只能使用優(yōu)質(zhì)焦炭為燃料，致使許多缺乏焦炭的國家和地區(qū)無法使用沖天爐熔化鑄鐵。
針對沖天爐的上述缺陷，國內(nèi)外冶金工作者研究和采用了一系列相應(yīng)對策或采用“沖天爐-電爐”雙聯(lián)熔煉工藝熔鐵，以提高鐵水溫度，穩(wěn)定熔化質(zhì)量;或采用抽氣再燃、予熱送風(fēng)，以減少熱損失;或采用附屬凈化設(shè)備，以改善對環(huán)境的污染;而對于缺少焦炭的國家和地區(qū)，只好采用電爐熔鐵，耗電大且冶金質(zhì)量難以保證。由于這些措施與傳統(tǒng)的標準沖天爐相比，爐體結(jié)構(gòu)和熔化過程的組織無原則變化，故設(shè)備投資高，工藝復(fù)雜，熱利用率提高較少，冶金質(zhì)量不能保證，推廣和使用比較困難。一九七七年日本公布的“特許公報”昭52-31285專利“底焦高度不變的沖天爐”(見圖2所示)，由于采用鐵焦分裝，把沖天爐熔化鐵水的過熱距離-底焦高度從原來的工藝參數(shù)固定為結(jié)構(gòu)參數(shù)，從而穩(wěn)定了底焦高度，使鐵水溫度比標準沖天爐熔化的鐵水溫度相對穩(wěn)定，熔化質(zhì)量有所提高。但是，該專利仍然采用一個燃燒帶，熔化鐵水只有一個過熱帶，過熱距離和過熱強度沒有增加，熔化鐵水無法提高，鐵水溫度穩(wěn)定性仍然較低，其排出爐氣中，含不完全燃燒產(chǎn)物仍然較高，熱效率低，污染大，并且該專利只能使用鑄造焦炭作為爐用燃料，無法使用其它非焦燃料熔化鐵水。
本發(fā)明的任務(wù)是提供一種新型鑄鐵熔化設(shè)備，其熔化的鐵水溫度高，冶金質(zhì)量高，熔化質(zhì)量穩(wěn)定，且熱效率高，對環(huán)境污染小，能采用焦炭或各種非焦燃料作為熔鐵燃料。
解決上述任務(wù)的方案是采用分裝再燃式?jīng)_天爐。其結(jié)構(gòu)特點是爐體由主爐身和予熱爐身組成，采用熔鐵燃料和金屬爐料分裝，使底焦高度為一結(jié)構(gòu)參數(shù)。爐體結(jié)構(gòu)中增設(shè)一個再燃段。再燃段設(shè)置在主爐身與予熱爐身之間，分別與主爐身的底焦頂部和予熱爐身的底部相聯(lián)接。再燃段設(shè)置一個或多個再燃風(fēng)口(再燃燒咀)，由再燃風(fēng)口送入旋風(fēng)或送入非焦燃料，組織燃燒產(chǎn)物中的不完全燃燒產(chǎn)物(CO)在再燃燒段中再次燃燒，實現(xiàn)燃燒過程為內(nèi)聯(lián)式雙燃帶。金屬爐料由予熱爐身裝料口裝入爐后經(jīng)高溫爐氣予熱熔化，熔化的鐵水和熔渣由予熱爐身底部流入再燃段，進行第一次過熱。經(jīng)再燃段再流入主爐身底焦中，在灼熱的底焦中進行第二次過熱，實現(xiàn)熔化過程為兩段式穩(wěn)定過熱，均為結(jié)構(gòu)參數(shù)。再燃段有效長度一般限制在主爐身直徑的1～4倍，過短則不能使不完全燃燃產(chǎn)物(CO)充分燃燒，過長則導(dǎo)致熔化過程不穩(wěn)定。再燃段截面形狀可以是圓形截面，也可以是其它幾何截面形狀(如橢園、長方形等)，但以截面為圓形形狀時最符合旋風(fēng)燃燒，截面為圓形形狀為最佳形狀。其截面積為主爐身直徑的0.5～2倍。再燃段與前火口(即與主爐身聯(lián)接處)交界處設(shè)置再燃風(fēng)口(再燃燒咀)，再燒風(fēng)口向后傾斜，其立面角0～90°，實現(xiàn)送入空氣為旋風(fēng)燃燒。再燃風(fēng)口可以調(diào)整進風(fēng)量或送入非焦燃燒，以控制再燃段的燃燒強度。爐用燃料的加入可以通過設(shè)置在主爐身頂部的加焦口加入焦炭，也可以通過設(shè)置在主爐身下部側(cè)面的一次風(fēng)口和再燃風(fēng)口送入非焦燃料進行燃燒。這些非焦燃料可以是氣體燃料，液體燃料或粉狀固體燃料，也可以混合型燃料。
為說明本發(fā)明的原理，下面結(jié)合實施例詳細敘述本發(fā)明實施例見圖3所示。基本結(jié)構(gòu)分三大部分Ⅰ為園形主爐身;Ⅱ為再燃段;Ⅲ為鐵料予熱爐身(予熱段)。
園形主爐身包括鋼板卷成的園形爐殼(1)，由耐火材料筑成的爐襯(2)，爐底板(3)，鐵渣流出口(4)，一次風(fēng)口(5)，風(fēng)箱(6)，焦炭加入口(7)。燃料焦炭由加焦口(7)加入爐內(nèi)，全部加滿后蓋上加焦口上面的蓋子(8)，再經(jīng)風(fēng)箱(6)和風(fēng)口(4)向爐內(nèi)鼓入空氣，使焦炭進行燃燒。
斷面為園形的再燃段包括鋼板卷成的外殼(9)，耐火爐襯(10)，再燃燒咀(11)也稱再燃風(fēng)口，前火口(12)，后火口(13)。主爐爐氣經(jīng)前火口(12)進入再燃段，和再燃風(fēng)口(11)鼓入適量空氣與爐氣中的不完全燃燒產(chǎn)物(CO)發(fā)生再次燃燒，不僅使?fàn)t氣溫度升高也使熱效率提高，再燃后的高溫爐氣使再燃段的鐵水過熱，然后往后火口進入鐵料予熱段。也可以從再燃燒咀噴入非塊狀固態(tài)燃料與空氣混合物而燃燒，從而達到非焦化鐵的目的。
園形的鐵料予熱爐身包括爐殼爐襯，連接后火口的坡狀爐底，以及上面的加料口(16)。從加料口加入鐵料(14)和熔劑(15)，在予熱爐膛內(nèi)與高溫爐氣接觸而被予熱，在爐底部熔化而經(jīng)后火口流入再燃段而被過熱，過熱鐵水經(jīng)再燃段后再經(jīng)前火口(12)流入主爐，與主爐內(nèi)熾熱焦炭和高溫爐氣接觸而再次被過熱，最后經(jīng)鐵渣流出口(4)流出。
本發(fā)明與已有技術(shù)相比，其優(yōu)點在于分裝再燃式?jīng)_天爐是雙燃燒帶、雙過熱帶，而且都是結(jié)構(gòu)參數(shù)。燃燒過程采用內(nèi)聯(lián)式雙燃燒帶，保證了一次燃燒產(chǎn)物的完全燃燒，不完全燃燒產(chǎn)物(CO)從原來的13%下降到1%以下，熱效率顯著提高;熔化過程采用兩段式穩(wěn)定過熱，過熱距離長，過熱強度大且穩(wěn)定，熔化鐵水溫度穩(wěn)定，溫度高達1570℃以上。保證了鐵水具有高的冶金質(zhì)量和熔化質(zhì)量的穩(wěn)定;本發(fā)明采用鐵焦分裝，可以使用鑄造焦炭燃料，也可以使用各種氣體、液體和粉狀固體型非焦燃量，燃料不需稱量，沒有批焦批料的配比，操作工藝簡化，控制方便。便于自動化和電子計算機控制。其污染小，設(shè)備投資少，可用于各種燃料熔鐵鑄造生產(chǎn)。
權(quán)利要求
1.分裝再燃式?jīng)_天爐，由主爐身(Ⅰ)、予熱爐身(Ⅲ)組成，采用鐵焦分裝，底焦高度為結(jié)構(gòu)參數(shù)。本發(fā)明的特征是，爐體結(jié)構(gòu)中設(shè)置一個再燃段(Ⅱ)，其燃燒過程為雙燃燒帶，熔化過程為兩段式穩(wěn)定過熱。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的沖天爐，其特征在于，再燃段(Ⅱ)設(shè)置在主爐身(Ⅰ)與予熱爐身(Ⅲ)之間，分別同主爐身(Ⅰ)的底焦頂部與預(yù)熱段身(Ⅲ)底部相聯(lián)接，再燃段截面形狀可以是圓形截面，也可以是其它幾何截面，但圓形截面形狀符合旋風(fēng)燃燒規(guī)律，為最佳截面形狀，再燃段(Ⅱ)有效長度為主爐身(Ⅰ)內(nèi)徑的1～4倍，截面積為主爐身(Ⅰ)直徑為0.5～2倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的沖天爐，其特征在于，再燃段(Ⅱ)設(shè)置有再燃風(fēng)口(11)，再燃風(fēng)口(11)可以是一個，也可以是多個，再燃風(fēng)口(11)均設(shè)置在再燃段(Ⅱ)與前火口(12)交接處，向后傾斜，其立面角為0～90°，再燃風(fēng)口(11)可以調(diào)整進風(fēng)量或送入非焦燃料，以控制再燃段(Ⅱ)的燃燒強度。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的沖天爐，其特征在于，爐用燃料可以是鑄造焦炭，也可以是其它各種非焦燃料，這些非焦燃料可以是氣體燃料，粉狀固體燃料或者液體燃料，也可以是混合型燃料，使用非焦化鐵時，在一次風(fēng)口(5)和再燃風(fēng)口(11)均送入非僬燃料與空氣進行混合燃燒。
5.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的沖天爐，其特征在于，爐用燃料可以是鑄造焦炭，也可以是其它各種非焦燃料，這些非焦燃料可以是氣體燃料、粉狀固體燃料或者液體燃料，也可以是混合型燃料，使用非焦化鐵時，在一次風(fēng)口(5)和再燃風(fēng)口(11)均送入非焦燃料與空氣進行混合燃燒。
專利摘要
分裝再燃式?jīng)_天爐是一種鑄造連續(xù)熔化設(shè)備。爐體結(jié)構(gòu)由主爐身、再燃段和預(yù)熱段組成，再燃段設(shè)置在主爐身與預(yù)熱段之間。再燃段與主爐身交界處設(shè)置有一個或幾個再燃風(fēng)口。其燃燒過程為內(nèi)聯(lián)式雙燃燒帶，熔化過程為兩段式過熱，底焦高度為結(jié)構(gòu)參數(shù)。爐用燃料采用鐵焦分裝，燃料可以是鑄造焦炭，也可以是其它各種非焦燃料。出爐鐵水溫度高，冶金質(zhì)量穩(wěn)定，燃料熱利用率高，污染小，是一種優(yōu)良的非焦熔鐵爐。
文檔編號F27B1/02GK86107062SQ86107062
公開日1987年10月21日 申請日期1986年10月21日
發(fā)明者汪捷 申請人:洛陽工學(xué)院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan