[其他]分裝再燃式沖天爐

在審

• 申請號: 101986000007062
• 申請日: 1986-10-21
• 公開（公告）號: CN1005213B
• 公開（公告）日: 1989-09-20
• 發明（設計）人: 汪捷
• 申請（專利權）人: 洛陽工學院
• 代理公司: 洛陽市專利事務所
• 代理人: 吳磊

分裝再燃式沖天爐是一種鑄造連續熔化設備。爐體結構由主爐身、再燃段和預熱段組成，再燃段設置在主爐身與預熱段之間。再燃段與主爐身交界處設置有一個或幾個再燃風口。其燃燒過程為內聯式雙燃燒帶，熔化過程為兩段式過熱，底焦高度為結構參數。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，冶金質易穩定，燃料熱利用率高，污染小，是一種優良的非焦熔鐵爐。

分裝再燃式沖天爐是一種新型的鑄鐵連續熔化設備。

目前世界各國的鑄鐵熔化設備主要是沖天爐。標準沖天爐結構均采用鐵焦混裝。其燃燒過程采用單燃燒帶，鐵水過熱在底焦內完成，由于熔化鐵水的過熱是在底焦內完成，而底焦高度又是一個不穩定參數，受其它工藝參數的影響容易發生波動，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，出鐵溫度低，熔化質量不穩定;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物和粉塵，其中含不完全燃燒產物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質焦炭為燃料，致使許多缺乏焦炭的國家和地區無法使用沖天爐熔化鑄鐵。針對沖天爐的上述缺陷，國內外冶金工作者研究和采用了一系列相應對策;或采用“沖天爐-電爐”雙聯熔煉工藝熔鐵，以提高鐵水溫度，穩定熔化質量;或采用抽氣再燃，予熱送風，以減少熱損失;或采用附屬凈化設備，以改善對環境的污染;而對于缺少焦炭的國家和地區，只好采用電爐熔鐵，耗電大且冶金質量難以保證。由于這些措施與傳統的標準沖天爐相比，爐體結構和熔化過程的組織無原則變化，故設備投資高，工藝復雜，熱利用率提高較少，冶金質量不能保證，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”，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固定為結構參數，從而穩定了底焦高度，使鐵水溫度比標準沖天爐熔化的鐵水溫度相對穩定，熔化質量有所提高。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，鐵水溫度無法提高，鐵水溫度穩定性仍然較低，其排出爐氣中，含不完全燃燒產物仍然較高，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，無法使用其它非焦炭燃料熔化鐵水。

本發明的任務是，提供一種新型鑄鐵熔化設備，其熔化的鐵水溫度高，冶金質量高，熔化質量穩定，且熱效率高，對環境污染小，能采用焦炭或各種非焦炭燃料作為熔鐵燃料。

解決上述任務的方案是，采用分裝再燃式沖天爐。其結構特點是，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，使底焦高度為一結構參數;爐體結構中增設一個再燃段。再燃段由通道和風口組成，通道設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接。再燃段設置一個或多個再燃風口（再燃燒嘴），由再燃風口送入旋風（亦可同時送入非焦燃料）燃燒產物中的不完全燃燒產物（CO）在再燃段中再次燃燒，實現燃燒過程為內聯式雙燃燒帶。金屬爐料由予熱爐身裝料口裝入爐后經高溫爐氣予熱熔化，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，實現熔化過程為兩段式穩定過熱。再燃風口可以調整進風量和送入的非焦燃料量，以控制再燃段的燃燒強度。通過再燃段風口同時送入的非焦燃料可以是氣體燃料，流體燃料或粉狀固體燃料，也可以是混合型燃料。

本發明與已有技術相比，其優點在于：分裝再燃式沖天爐是雙燃燒帶、雙過熱帶，而且都是結構參數。燃燒過程采用內聯式雙燃燒帶，保證了一次燃燒產物的完全燃燒。不完全燃燒產物（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定過熱，過熱距離長，過熱強度大且穩定，熔化鐵水溫度穩定，溫度可達1570℃，保證了鐵水具有高的冶金質量和熔化質量的穩定;本發明采用鐵焦分裝，可以使用鑄造焦炭燃料，也可以使用各種氣體、液體和粉狀固體非焦燃料。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，設備投資少。

圖面說明，圖1是通用標準沖天爐;圖2是日本昭52-31285專利底焦高度不變的沖天爐;圖3是分裝再燃式沖天爐。

為說明本發明的原理，下面結合實施例詳細敘述：

本說明實施例爐體基本結構分三大部分：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），由耐火材料筑成爐襯（2），爐底板（3），鐵渣流出口（4），一次風口（5），風箱（6），焦炭加入口（7）。燃料焦炭（17）由加焦口（7）加入爐內，全部加滿后蓋上加焦口上面的蓋子（8），再徑風箱（6）和風口（4）向爐內鼓入空氣使焦炭進行燃燒。再燃段Ⅱ設置在主爐身Ⅰ和予熱爐身Ⅲ之間，分別與主爐身的底焦頂部和予熱爐身的底部相聯接。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燒產物（CO）充分燃燒，過長則導致熔化過程不穩定。再燃段截面形狀可以是園形截面，也可以是其它幾何截面形狀（如橢圓、長方形等），但以截面為圓形形狀時最符合旋風燃燒，截面為圓形形狀為最佳形狀。其截面直徑為主爐身直徑的0.5～2倍。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）（即再燃風口），前火口（12），后火口（13）。再燃燒咀設置在再燃段與前火口（12）（即與主爐身聯接處）交界處，再燃風口（11）向后傾斜，其立面角為0～90°，實現送入空氣為旋風燃燒。主爐爐氣經前火口（12）進入再燃段，和再燃風口（11）鼓入適量空氣與爐氣中的不完全燃燒產物（CO）發生再次燃燒，不僅使爐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（13）進入鐵料予熱段。也可以從再燃燒咀（11）噴入非塊狀固態燃料與空氣混合物而燃燒，從而達到非焦化鐵的目的。爐用燃料可以通過設置在主爐身頂部的加焦口（7）加入焦炭，也可以通過設置在主爐身下部側面的一次風口（5）和再燃風口（11）送入非焦燃料進行燃燒。予熱爐身Ⅲ包括爐殼爐襯，連接后火口（13）的坡狀爐底，及上面的加料口（16）。從加料口加入鐵料（14）和熔劑（15），在予熱爐膛內與高溫爐氣接觸被予熱，在爐底部熔化后經后火口（13）流入再燃段而被過熱，過熱鐵水經再燃段后再經前火口（12）流入主爐，與主爐內熾熱焦炭和高溫爐氣接觸而被再次過熱，最后經鐵渣流出口（4）流出。