專利名稱：蓄熱式外熱送風(fēng)沖天爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鑄造生產(chǎn)領(lǐng)域，是一種以焦炭為燃料用于熔化鐵水的沖天爐。
背景技術(shù)：
目前公知的沖天爐有冷風(fēng)沖天爐和熱風(fēng)沖天爐。熱風(fēng)沖天爐包括內(nèi)熱式?jīng)_天爐和 外熱式?jīng)_天爐兩種，其中內(nèi)熱式?jīng)_天爐的熱風(fēng)是由裝在熔化帶上部的密筋熱風(fēng)膽產(chǎn)生的， 爐膽熱風(fēng)只是利用爐氣的物理熱，爐氣中的化學(xué)熱無(wú)法利用，熱風(fēng)溫度一般小于250°C。外 熱式?jīng)_天爐是把爐氣引到爐外，在爐外的燃燒室內(nèi)通過(guò)助燃的燃料把爐氣點(diǎn)燃，再通過(guò)不 同形式的換熱器把冷風(fēng)變成熱風(fēng)；外熱式?jīng)_天爐可以同時(shí)利用爐氣的物理熱和化學(xué)熱，可 以提供350-50(TC的熱風(fēng)。預(yù)熱送風(fēng)是強(qiáng)化沖天爐熔煉的一種有效措施，風(fēng)溫超過(guò)350°C， 對(duì)提高鐵水溫度，改善鐵水質(zhì)量，降低焦炭消耗和提高熔化率等均有顯著效果。沖天爐的熱 效率隨風(fēng)溫的提高而提高，冷風(fēng)沖天爐的熱效率一般為25-30%，當(dāng)風(fēng)溫60(TC時(shí)，熱效率 可提高到60%，是冷風(fēng)爐的2倍。關(guān)于外熱式?jīng)_天爐《現(xiàn)代鑄鐵》1995年第4期"國(guó)內(nèi)"外 熱式"熱風(fēng)沖天爐應(yīng)用情況簡(jiǎn)介"做了較為詳細(xì)的論述。 中國(guó)專利專利號(hào)為99107775. x "外熱風(fēng)沖天爐及煙塵凈化工藝裝備"介紹了一種 沖天爐，其工藝流程是先將抽出爐外的爐氣徹底除塵，再通入用煤做助燃燃料的燃燒室內(nèi) 燃燒，通過(guò)間壁式換熱器獲得熱風(fēng)。其缺點(diǎn)是損失了爐氣的物理熱，需用煤作助燃燃料，換 熱器的換熱效率較低。 中國(guó)專利專利號(hào)為200520008373. x "外熱送風(fēng)無(wú)爐襯水冷沖天爐"介紹了另一種 沖天爐，其工藝流程是爐氣抽出爐體后直接送入燃燒式，在有天燃?xì)庵嫉那闆r下，送入二 次風(fēng)使?fàn)t氣燃燒，通過(guò)管式換熱器可使熱風(fēng)溫度達(dá)到400-60(TC。其缺點(diǎn)是需用天然氣作 助燃燃料，在爐氣溫度波動(dòng)時(shí)適應(yīng)性較差，換熱器的熱效率也不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種在保證沖天爐有效高度不降低的情況下，不 用助燃燃料，使?fàn)t氣穩(wěn)定燃燒，不論爐氣溫度如何變化，進(jìn)入二級(jí)除塵器的煙氣溫度都不高 于設(shè)定值，熱風(fēng)溫度可以達(dá)到600-900°C ，熱效率大于60 % ，適用于各種噸位的外熱送風(fēng)沖 天爐。 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用了這樣一種蓄熱式外熱送風(fēng)沖天爐，其特征包 括在沖天爐爐體的下部設(shè)有主風(fēng)箱，主風(fēng)箱連接可以向爐內(nèi)供風(fēng)的主風(fēng)眼，在爐體的中部 設(shè)有一次助燃風(fēng)箱， 一次助燃風(fēng)箱連接可以向爐內(nèi)送風(fēng)的一次助燃風(fēng)眼，在一次助燃風(fēng)箱 的上部爐體的側(cè)壁上設(shè)有爐氣引出管，爐氣引出管上近爐體一側(cè)設(shè)有熱電偶及二次助燃風(fēng) 箱，二次助燃風(fēng)箱通過(guò)二次助燃風(fēng)眼向爐氣引出管供風(fēng)，爐氣引出管的另一端連接旋風(fēng)除 塵器入風(fēng)口，旋風(fēng)除塵器的出風(fēng)口通過(guò)出煙管連接兩個(gè)內(nèi)裝陶瓷蓄熱體的蓄熱式換熱器， 兩個(gè)蓄熱式換熱器的另一端通過(guò)裝有換向閥的管道連接鼓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)，兩個(gè)蓄熱式換熱 器通過(guò)裝在管道上的4個(gè)三通換向閥的不斷變換，完成蓄熱和熱風(fēng)的過(guò)程，從蓄熱式換熱器送出的高溫?zé)犸L(fēng)通過(guò)高溫風(fēng)管以及與高溫風(fēng)管相連的閥門，分別連接主風(fēng)箱，一次助燃 風(fēng)箱和二次助燃風(fēng)箱，在引風(fēng)機(jī)的入口煙管上裝有熱電偶，引風(fēng)機(jī)的出口連接二次除塵器， 從二次除塵器排出的煙氣通過(guò)排煙管排入大氣，在爐體的最上端還裝有只在上料時(shí)才打開(kāi) 的活動(dòng)爐蓋。 爐體上一次助燃風(fēng)眼的位置選在爐內(nèi)爐氣溫度大于650°C的相應(yīng)高度內(nèi)，這樣可 以保證在送入適量一次助燃風(fēng)的情況下順利點(diǎn)燃部分爐氣；爐氣引出管的位置由沖天爐的 有效高度確定；一次助燃風(fēng)閥門開(kāi)啟的大小，由裝在爐氣引出管上的熱電偶聯(lián)動(dòng)控制，設(shè)定 熱電偶讀數(shù)大于650°C ，這樣才能保證在送入適量二次助燃風(fēng)時(shí)爐氣穩(wěn)定燃燒，二次助燃風(fēng) 的大小以燃盡爐氣中的CO，并稍有富余為準(zhǔn)。在爐氣引出管內(nèi)沒(méi)有燃盡的CO，可以在旋風(fēng) 除塵器內(nèi)繼續(xù)燃燒，這樣就取消了用于點(diǎn)火和輔助燃燒的助燃燃料。 輸送高溫?zé)煔夂透邷責(zé)犸L(fēng)的管道都襯有耐火保溫層，旋風(fēng)除塵器和蓄熱式換熱器 也襯有適當(dāng)厚度耐火保溫層，在此換熱器內(nèi)部裝有的陶瓷蓄熱體，其耐火度達(dá)170(TC，可以 保證在130(TC的溫度下穩(wěn)定地工作，從而使熱風(fēng)溫度達(dá)到600-90(TC，熱風(fēng)溫度的高低取
決于焦耗。 蓄熱式換熱器上的4個(gè)三通換向閥的動(dòng)作，受裝在引風(fēng)機(jī)入口的低溫排煙管上的 熱電偶設(shè)定值的控制，當(dāng)溫度高于某一設(shè)定值時(shí)，4個(gè)三通換向閥同時(shí)動(dòng)作，完成蓄熱和熱 風(fēng)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。沖天爐爐氣溫度發(fā)生的變化，只影響三通換向閥的動(dòng)作周期，對(duì)從蓄熱式換 熱器排出的煙氣溫度沒(méi)有影響，從而使進(jìn)入二次除塵器的煙氣溫度保持在設(shè)定值以內(nèi)。
有益效果 本發(fā)明成功地解決了在保證沖天爐有效高度的情況下，不用助燃燃料使?fàn)t氣穩(wěn)定 燃燒；合理的蓄熱式換熱器的設(shè)計(jì)，可以在提供600-90(TC熱風(fēng)的情況下長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作， 明顯高于目前普遍使用的外熱沖天爐的熱風(fēng)溫度400-600°C ;焦炭產(chǎn)生的熱量除一些不可 避免的熱損外，其余都用于鐵水的熔化和過(guò)熱，使沖天爐的熱效率提高到60%以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高 于目前普遍使用的沖天爐的熱效率25-35% 。中國(guó)2008年鑄鐵件年產(chǎn)量2510萬(wàn)噸，如70% 用沖天爐熔煉，按目前沖天爐平均熱效率30%計(jì)算，共需焦炭(固定碳80% )284. 3萬(wàn)噸， C02排放量為835萬(wàn)噸，如采用本發(fā)明可至少節(jié)約焦炭142萬(wàn)噸，減少C02排放417萬(wàn)噸。


下面結(jié)合附圖和本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明；
附圖為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
由附圖所示的蓄熱式外熱送風(fēng)沖天爐結(jié)構(gòu)示意圖可知，用鋼板焊制的內(nèi)襯耐火材 料的爐體4上開(kāi)有出鐵口 l，爐體4的下部安有主風(fēng)眼2，中部設(shè)有一次助燃風(fēng)箱6，上部設(shè) 有爐氣引出管7，最上端設(shè)有可活動(dòng)開(kāi)啟的爐蓋31，主風(fēng)箱3和主風(fēng)眼2連通， 一次助燃風(fēng) 眼5和一次助燃風(fēng)箱6連通，爐氣引出管7上設(shè)有熱電偶8和二次助燃風(fēng)箱9，二次助燃風(fēng) 眼10連通二次助燃風(fēng)箱9和爐氣引出管7，爐氣引出管7的另一端連接內(nèi)襯耐火保溫層的 旋風(fēng)除塵器15的入風(fēng)口，旋風(fēng)除塵器15的出風(fēng)口通過(guò)高溫排煙管16分別連接蓄熱式換熱 器19和蓄熱式換熱器20，兩個(gè)換熱器的另一端分別連接進(jìn)風(fēng)管26和低溫排煙管24，進(jìn)風(fēng)管26的另一端連接鼓風(fēng)機(jī)27，低溫排煙管24的另一端連接引風(fēng)機(jī)28，引風(fēng)機(jī)28的出風(fēng)口 連接二次除塵器29的入口 ，凈化后的煙氣，通過(guò)排煙管30排入大氣。在蓄熱式換熱器19 和蓄熱式換熱器20的高溫端還連接有高溫風(fēng)管14，高溫風(fēng)管14的另一端分別通過(guò)管道連 接主風(fēng)箱3、一次助燃風(fēng)箱6和二次助燃風(fēng)箱9 ;13、12、11是風(fēng)量調(diào)節(jié)閥，23、22、17、18是三 通換向閥，熱電偶25安裝在低溫排煙管24上。 為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，對(duì)蓄熱式外熱送風(fēng)沖天爐的工作過(guò)程介紹如下開(kāi)爐初 期先按焦鐵比l : 5配料5-8批，打開(kāi)主風(fēng)箱閥門13，這時(shí)閥門12和ll處于關(guān)閉狀態(tài)，三 通換向閥17、18、22、23處在附圖所示位置，啟動(dòng)引風(fēng)機(jī)28和鼓風(fēng)機(jī)27，這時(shí)會(huì)看到熱電偶 8所指示的數(shù)值不斷上升，當(dāng)溫度數(shù)值達(dá)到30(TC時(shí)，適當(dāng)開(kāi)啟閥門12，這時(shí)會(huì)看到熱電偶 8的數(shù)值迅速上升，當(dāng)溫度到達(dá)65(TC時(shí)開(kāi)啟閥門ll，爐氣進(jìn)入穩(wěn)定燃燒狀態(tài)，這時(shí)蓄熱式 換熱器19處在蓄熱狀態(tài)，蓄熱式換熱器20仍輸出冷風(fēng)，當(dāng)裝在低溫排煙管24上的熱電偶 25的溫度到達(dá)設(shè)定值(如150°C )時(shí)，三通換向閥17、18、22和23同時(shí)動(dòng)作，變換到另一位 置，這時(shí)蓄熱式換熱器20變?yōu)樾顭釥顟B(tài)，蓄熱式換熱器19輸出熱風(fēng)，沖天爐進(jìn)入熱風(fēng)熔化 狀態(tài)，調(diào)整焦鐵比使三通換向閥的換向周期在設(shè)定值內(nèi)(如5-8分鐘)，便進(jìn)入正常熔化狀 態(tài)。 采用上述蓄熱式外熱送風(fēng)沖天爐，一方面在保證沖天爐有效高度不降低的情況 下，取消了用于點(diǎn)火和輔助燃燒的助燃燃料，使?fàn)t氣穩(wěn)定燃燒；另一方面降低了排出爐氣的 物理熱，使沖天爐的熱效率大于60% 。
權(quán)利要求
一種蓄熱式外熱送風(fēng)沖天爐，包括在爐體的中部設(shè)有一次助燃風(fēng)箱，一次助燃風(fēng)箱連接可以向爐內(nèi)送風(fēng)的一次助燃風(fēng)眼，在一次助燃風(fēng)箱的上部爐，體的側(cè)壁上設(shè)有爐氣引出管，爐氣引出管上設(shè)有熱電偶及二次助燃風(fēng)箱，二次助燃風(fēng)眼設(shè)在二次助燃風(fēng)箱內(nèi)，爐氣引出管的另一端連接旋風(fēng)除塵器的入風(fēng)口，旋風(fēng)除塵器的出風(fēng)口通過(guò)出煙管連接兩個(gè)蓄熱式換熱器，蓄熱式換熱器的另一端通過(guò)裝有換向閥的管道分連接鼓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)，從蓄熱式換熱器送出的高溫?zé)犸L(fēng)通過(guò)高溫風(fēng)管分別輸入主風(fēng)箱，一次助燃風(fēng)箱和二次助燃風(fēng)箱，在引風(fēng)機(jī)的入口煙管上裝有熱電偶，引風(fēng)機(jī)的出口連接二次除塵器。
2. 按照權(quán)利要求1所述的沖天爐，其特征在于爐體上一次助燃風(fēng)眼的位置選在爐內(nèi)爐氣溫度大于65(TC的相應(yīng)高度內(nèi)。
3. 按照權(quán)利要求1所述的沖天爐，其特征在于一次助燃風(fēng)閥門開(kāi)啟的大小，由裝在爐氣引出管上的熱電偶的設(shè)定值控制。
4. 按照權(quán)利要求1所述的沖天爐，其特征在于蓄熱式換熱器管道上的4個(gè)三通換向閥的動(dòng)作，受裝在引風(fēng)機(jī)入口低溫排煙管上的熱電偶設(shè)定值的控制。
全文摘要
本發(fā)明公布了一種蓄熱式外熱送風(fēng)沖天爐，它在爐體的下部設(shè)有主風(fēng)箱，在爐體的中部設(shè)有一次助燃風(fēng)箱，一次助燃風(fēng)箱的上部設(shè)有爐氣引出管，爐氣引出管上設(shè)有熱電偶及二次助燃風(fēng)箱，爐氣引出管的另一端連接旋風(fēng)除塵器，旋風(fēng)除塵器的出風(fēng)口通過(guò)出煙管連接兩個(gè)蓄熱式換熱器，換熱器的另一端通過(guò)裝有換向閥的管道連接鼓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)，從蓄熱式換熱器輸出的高溫?zé)犸L(fēng)送入主風(fēng)箱、一次助燃風(fēng)箱和二次助燃風(fēng)箱，在引風(fēng)機(jī)的入口煙管上裝有熱電偶，引風(fēng)機(jī)的出口連接二次除塵器。這種沖天爐不用助燃燃料點(diǎn)燃爐氣，熱風(fēng)溫度達(dá)600-900℃，熱效率大于60％，遠(yuǎn)高于目前普遍使用的沖天爐的熱效率25-35％。
文檔編號(hào)F27B1/00GK101726175SQ200910254029
公開(kāi)日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2009年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月8日
發(fā)明者趙文鶴 申請(qǐng)人:趙文鶴