[發明專利]一種熱風富氧燃氣節能環保熔煉豎爐

在審

• 申請號: 201410381819.7
• 申請日: 2014-08-06
• 公開（公告）號: CN105466208A
• 公開（公告）日: 2016-04-06
• 發明（設計）人: 王旭光
• 申請（專利權）人: 王旭光
• 主分類號: F27B1/16
• 分類號: F27B1/16;F27B1/22;F27B1/10
• 代理公司: 煙臺雙聯專利事務所(普通合伙) 37225
• 代理人: 曲顯榮

技術領域

本發明涉及一種熱風富氧燃氣節能環保熔煉豎爐，屬于冶金鑄造設備結構技術領域。

背景技術

目前，國內鑄造冶金行業熔煉鐵水設備主要采用中頻爐、燃焦沖天爐以及小高爐。小高爐污染重、效率低，基本被政府取締；中頻爐對原料鐵形狀大小要求高，出鐵水量少，耗能巨大難以發展；燃焦沖天爐出鐵量大、成本低，但污染嚴重不利于環保，增加除塵設備會導致生產成本上升，且焦炭為不可再生能源，逐漸面臨被國家產業政策所取締。

天然氣做為清潔能源代替傳統焦炭用于熔煉是未來發展趨勢，但目前研究應用受阻，究其原因主要是鐵水中五大元素氧化燒損厲害，溫度低(1250-1350℃)不適合澆鑄要求。國外有類似燃氣熔煉爐，為解決鐵水溫度低，采用雙熔煉一體爐或者分體爐，但這種爐子實際生產應用很少，其生產成本高，易發生安全事故，難以得到推廣。此類設備通常采用水冷爐柵支撐金屬爐料，燒嘴在爐柵的下方產生一個燃燒室，冷卻水通過爐柵使其降溫，達到保護爐柵的目的。這種設計存在幾個致命的問題，第一，無法避免生產中發生爐柵內冷卻水泄漏問題，一旦冷卻水泄漏，遇到高溫鐵水會產生炸膛事故，非常危險。第二，爐柵水管結垢問題得不到真正解決，對循環水酸堿度要求很高。第三，爐柵更換維修很麻煩，每次更換需要拆除爐襯，造成耐火材料及人工的極大浪費。第四，水冷爐柵會造成融化的鐵水降溫，導致鐵水流不出爐缸，造成凍爐事故，從而使整套熔煉爐報廢。第五，冷卻水泵必須是雙備份，浪費資源，增加生產成本。

發明內容

本發明的發明目的在于解決上述已有技術存在的不安全因素多、維修困難、生產成本高等諸多不足，提供一種實用、安全、節能的熱風富氧燃氣節能環保熔煉豎爐。

本發明是通過以下技術方案來實現的：

一種熱風富氧燃氣節能環保熔煉豎爐，包括頂部的火花補集器1、安裝在火花補集器下方的管式換熱器3、設在火花補集器下方的爐體7，爐體的內部設有爐襯18，其特別之處在于爐體7的下部設有碳素墊層17，碳素墊層作為支撐金屬爐料的爐床，既可替代爐柵，又可為熔化后的金屬液進行過熱和增碳，在碳素墊層的上方設有燃氣燒嘴10，燃氣燒嘴通過管路連通大風箱的出口，在燃氣燒嘴下方、碳素墊層下部位置設有富氧風口11，富氧風口連通小風箱出口，大風箱和小風箱的進口均與熱風管6相接；熱風管上設有進氧口19；碳素墊層的下部設有熔化金屬液出口，該出口與前爐13相接，熔化金屬液通過過橋被引至前爐貯存起來，然后從出鐵口14排到活動爐包里進行澆鑄；爐體底部設有帶航軌15的活動爐缸12，活動爐缸可從爐體底部移出，方便維修爐體內各部件。

所述進氧口19的下方管路上裝有氧含量分析儀23，監控富氧空氣的數值，方便在鑄造生產過程中時刻監控富氧風的氧濃度在合理范圍內，控制天然氣的燃燒情況。

本發明的一種改進方案是燃氣燒嘴用大風箱上裝有氧含量分析儀23，用于監控富氧空氣的數值。

本發明的另一種改進方案是風口用小風箱上裝有氧含量分析儀23，用于監控富氧空氣的數值。

所述碳素墊層17為采用粒度40-180mm的碳塊或陶瓷球均勻堆積而成，碳塊和陶瓷球的熱強度要求要高于GB/T4000-2008《焦炭反應性及反應后強度試驗方法》規定的標準，焦炭反應性CRI及反應后強度CSR的重復性，不得超過下列數值：CRI：r≤2.4%CSR：r≤3.2%。

所述碳素墊層17還可采用粒度為40-180mm的碳塊與粒度為40-180mm的陶瓷球均勻混合堆積而成，二者的重量比為40%-80%：20%-60%，碳塊和陶瓷球的熱強度要求CRI：r≤2.4%CSR：r≤3.2%。

所述碳素墊層17的厚度要求為600-2400mm，以保證融化的金屬液在碳素墊層內滯留足夠時間，增加過熱時間，提高金屬液的溫度。而傳統的采用爐柵的熔煉爐，其金屬液滴落速度快，溫度下降速度快。同時碳素墊層可為金屬鐵液增碳，促進鐵的冶金反應，防止鐵液被過度氧化。

所述燃氣燒嘴10的數量依據爐體噸位不同設置，燃氣燒嘴設置在風口11的上方，風口11依據燃氣燒嘴的數量配合設置，以保證天然氣有良好的燃燒效果。

所述燃氣燒嘴10的數量依據爐體噸位不同設置3-8個，燃氣燒嘴設置在風口11的上方，風口11依據燃氣燒嘴的數量配合設置6-12個。

所述燃氣燒嘴10的安裝角度與水平方向呈5-15度下傾角，此角度既可避免燃氣燒嘴出口被堵塞，又可使碳素墊層發熱區燃燒不留死角，使爐膛溫度更均衡。