[發明專利]沖天爐的加料系統

有效

• 申請號: 201110359709.7
• 申請日: 2011-11-14
• 公開（公告）號: CN102519243A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 姚立猛;陳姚
• 申請（專利權）人: 姚立猛;陳姚
• 主分類號: F27B1/20
• 分類號: F27B1/20;F27D3/10
• 代理公司: 常州市江海陽光知識產權代理有限公司 32214
• 代理人: 翁堅剛

技術領域

本發明涉及沖天爐的制造領域，具體涉及一種向沖天爐中加料的系統。

背景技術

鑄鐵熔化是獲得優質鑄件的重要環節之一。鑄鐵熔化的設備有攙爐、三節爐、電爐（電弧爐或感應電爐）、沖天爐等。其中，沖天爐應用最廣，鑄鐵件總產量90%以上，這是因為沖天爐熔化的特點是設備簡單、操作方便、生產效率高、能連續生產、成本低。雖然沖天爐的鐵水溫度和成分控制不如電爐容易，但其基本上能滿足一般鑄鐵件的生產要求，因而目前沖天爐仍然是鑄鐵熔化的主要設備。沖天爐是一種圓筒形豎爐，除主要用于鑄鐵件生產，還可用以配合轉爐煉鋼，有時還用來化銅，因爐頂開口向上，故稱為沖天爐。

沖天爐的一般結構是：主要包括主爐、前爐（也有不設前爐的）、送風系統和加料機構，現有技術中往往將主爐也稱為沖天爐。主爐主要包括由下至上依次設置的支撐部分和爐體。支撐部分包括基礎、支柱（爐腿）、爐底板和爐底門。爐體是沖天爐的主要部分，坐落在爐底板上由相應的支柱支承，爐體為圓筒形，其外殼用鋼板制成，鋼板殼內壁用耐火材料砌成爐襯（通常在煙囪部分也設有耐火爐襯），其中，從爐底板至加料口（也稱投料口）下沿的部分形成爐膛。為了減輕加料時爐料對爐膛的沖擊，在爐膛內壁的上部設有鋼制防撞套（由圓柱形套體和位于套體頂部的法蘭盤焊接固定而構成），且防撞套的法蘭盤的下端面與爐膛的內壁的頂端相接觸，防撞套的套體的外側面與爐膛的內壁的上部相接觸。爐體按照由下至上的次序依次包括爐底部分、爐缸部分、爐身部分和煙囪部分。開爐前，關好爐底門，并用砂混合料搗實作為爐底，爐體的位于爐底周圍的部分則作為爐體的爐底部分。爐缸是指爐體的從爐底頂至最低一排風口的部分，爐身是指爐體的從最低一排風口至加料口下沿的部分，煙囪則是指爐體的加料口的下沿以上的部分。主爐與前爐之間通過過橋連接，過橋設有鐵水通道，主爐的過橋口設置在爐體的爐缸部位上，主爐的風口分上下設有2至4排，每排風口均沿爐身圓周均勻分布。爐身部分所在區域也是沖天爐的燃燒區，燃燒區中按照在上下區段中所進行的不同的物理化學過程，按照從下至上的次序依次分為過熱帶、熔化帶和預熱帶。在熔化帶周圍，由于爐溫高，有些場合，這一部分不用耐火材料爐襯，而在爐殼外面設環形水管，向爐殼外壁噴淋冷卻水而降溫。

沖天爐的工作過程是：先通過加料機構由料桶（也稱料斗）將一部分底焦由加料口裝入爐膛中的爐缸部分內作為底焦的下層。在底焦下層的上方點火后，再將其余的底焦加入爐膛中而落在底焦下層的上方，且位于爐膛的爐身部分的下部，直至加至規定高度（一般在1米以上），位于爐身部分中的底焦為底焦的上層。然后仍通過加料機構由料桶進行爐料的加料，先在底焦頂面加上熔劑石灰石，然后每桶爐料按照金屬爐料、層焦和熔劑的順序加入爐膛內，一直將爐料加到加料口下沿為止，金屬爐料、層焦和熔劑的重量配比按照爐子的熔化率得出。在整個開爐過程中，通過爐料的不斷補充加入而保持爐料頂面從下方靠近加料口的下沿，經風口鼓入爐內的空氣同底焦的上層發生燃燒反應，生成的高溫爐氣向上流動，對爐料加熱，并使底焦頂面上的一層金屬爐料熔化。熔化后的鐵滴在重力作用下向下滴落，依次經過底焦的上下層和過橋的鐵水通道后，流進前爐的爐腔中。在鐵滴下落通過底焦上層時，被高溫爐氣和熾熱的焦炭進一步加熱，這一過程稱為過熱。隨著金屬爐料的熔化，料層逐漸下降，所以每隔一段時間，加入一桶爐料，保持爐料的高度基本不變，而使得整個熔化過程連續進行。每桶爐料中層焦的加入，其主要目的是補充底焦的消耗，使底焦高度基本上保持不變。因上層底焦的燃燒而產生的高溫爐氣與金屬爐料作用后成為高溫煙氣沿爐體的內腔通道向上運動而從爐頂開口流出爐體外，一種是直接通入大氣，另一種是通過除塵系統后再通入大氣。對于熔化率為3噸和3噸以上的沖天爐，其加料口的高度（上下方向上的長度）均大于或等于2.5米，加料口的寬度（左右方向上的長度）與煙囪內徑相接近，從而在高溫煙氣在流經加料口時，由于加料口的上下方向上的長度較大，一部分高溫煙氣從加料口流入車間的室內，這不僅得鑄造車間常年處于灰茫茫的氣氛中，而且高溫煙氣還因為焦炭的不完全燃燒而夾帶大量的一氧化碳等有害氣體，每年都有許多鑄造車間的人員因一氧化碳中毒而進行急救，甚至死亡的情況發生，這已成為鑄造行業長期以來要解決而未解決的老大難問題。

沖天爐的加料機構，主要有兩種加料機，一種是單軌加料機，另一種是導軌式加料機。