[其他]氣體噴燃器

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 85104775
• 申請(qǐng)日: 1985-06-20
• 公開（公告）號(hào): CN85104775A
• 公開（公告）日: 1986-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 維克托爾·利特里·JR;查理斯·L·托馬斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 阿薩科公司
• 主分類號(hào): F23D14/32
• 分類號(hào): F23D14/32;F23D14/26
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利代理部
• 代理人: 劉征,陳申賢

本發(fā)明所涉及為具有高度火焰穩(wěn)定性的調(diào)整氣體噴燃器。具體而言，本發(fā)明所涉及的這種高速氣體噴燃器，在很寬的工作范圍內(nèi)增強(qiáng)了火焰的穩(wěn)定性，可適用于熔爐或其它類似的設(shè)備。

工業(yè)部門所迫切關(guān)注的一個(gè)問題，就是對(duì)于能夠高效率地進(jìn)行加熱和熔化作業(yè)的燃燒器的需求。特別是在能源價(jià)格不斷上漲而燃料供應(yīng)日見短缺的今天，更是如此。與此相應(yīng)，現(xiàn)在所需要的是這樣的燃燒器：無論是大噸位的熔爐還是小噸位的爐子，都能使用。而且能保持生產(chǎn)出可被市場(chǎng)所接受的熔煉金屬產(chǎn)品，亦即沒有雜質(zhì)的產(chǎn)品。

本發(fā)明所提供的這種氣體噴燃器可以用于數(shù)種不同的熔爐或需要高溫的其它設(shè)備。這里所給出的氣體噴燃器已被證實(shí)可有效地用在諸如美國專利3199977號(hào)里所描述和圖示的立式熔化爐等類熔爐。該美國專利的頒布日期是1965年8月10日。發(fā)明者為阿爾伯特·J·菲利浦斯（Albert????J·phillips）等人。在該美國專利中，這些氣體噴燃器通過爐體側(cè)壁上的一個(gè)個(gè)孔插入爐內(nèi)，并借助于螺栓將每一噴燃器的安裝面緊壓在爐子外殼上，以此來保證大體上的氣密安裝。但是，該專利以及與其有關(guān)的其它幾項(xiàng)專利中，都未提出任何方法來加強(qiáng)裝在熔爐上或其它高溫加熱設(shè)備上的這些噴燃器的火焰穩(wěn)定性。例如我們可以參看美國專利3701517號(hào)，3715203號(hào)，3788623號(hào)，以及在這些參考文獻(xiàn)中所引用的以前的一些技術(shù)手段。這些文獻(xiàn)給出了若干種氣體噴燃器的設(shè)計(jì)，此外還討論了一些噴燃器的燃燒室系統(tǒng)，見于美國專利3299940號(hào)，4211555號(hào)，4301997號(hào)，4309170號(hào)和4311519號(hào)，以及加拿大專利1100029號(hào)，西德公開專利說明書DE-OS2946120號(hào)。

如何在大范圍變動(dòng)的工況下保持火焰的穩(wěn)定性，一直是燃燒器技術(shù)中的一個(gè)難題，特別是當(dāng)用于象菲利浦斯等人提出的那種立式熔爐時(shí)更是如此。在本發(fā)明的一種噴燃器設(shè)計(jì)中，火焰既在燃燒室的內(nèi)部燃燒又在它的外部燃燒，燃燒室內(nèi)部火焰的形狀由燃燒室的形狀決定，而外部火焰的形狀則基本成圓錐形。這種噴燃器，在典型的情況下，其點(diǎn)火段內(nèi)設(shè)有一根點(diǎn)火棒，而燃燒室的半徑要大于點(diǎn)火段的出口。火焰被保持在緊靠點(diǎn)火棒的下游處，向流過的未燃混和氣體傳播。在點(diǎn)火段與燃燒室的連接處，形成了環(huán)狀的肩部，也對(duì)火焰起到附加的保持作用。這樣一來，就建立起了兩個(gè)火焰前峰：一個(gè)由點(diǎn)火棒傳播出來，另一個(gè)則從環(huán)形肩的火焰保持區(qū)傳播出來。

然而糟糕的是，由環(huán)形肩部傳播的火焰可能是不穩(wěn)定的，這是因?yàn)榛鹧娌⒉煌耆纬捎谠摷绮浚蚨诩绮康膮^(qū)域產(chǎn)生了黑點(diǎn)或冷點(diǎn)。這種火焰便會(huì)成為閃爍跳動(dòng)的不穩(wěn)定火焰，當(dāng)用于立式化銅爐時(shí)，在肩部產(chǎn)生的冷點(diǎn)處還會(huì)有金屬銅沉積出來。這些在燃燒室中沉積的銅和/或不穩(wěn)定的火焰會(huì)對(duì)爐子的運(yùn)行發(fā)生不利的影響，造成熔過的銅材不純凈，甚至有可能要停下爐子進(jìn)行清除工作。這種火焰的不穩(wěn)定性在開爐的時(shí)候，即爐子和噴燃器都處于冷態(tài)時(shí)尤為嚴(yán)重。甚至在“穩(wěn)態(tài)”的運(yùn)行工況下，這種不穩(wěn)定性也仍然存在。

上述問題在立式熔爐技術(shù)中一直很嚴(yán)重，特別是對(duì)于中等容量的爐子，即每小時(shí)小于20短噸者，這類爐子要求當(dāng)下調(diào)率超過2.5∶1時(shí)，仍能保持噴燃器中火焰的穩(wěn)定。這里用到的“下調(diào)”的意思，是指通過減少供給噴燃器的燃料-氧氣混合氣來降低爐子的熔化率。對(duì)于一臺(tái)最大設(shè)計(jì)能力每小時(shí)20短噸的爐子來說，下調(diào)率為2.5/1可使產(chǎn)量低至每小時(shí)8短噸，即20/2.5＝8。要使?fàn)t子在這樣寬的運(yùn)行范圍內(nèi)正常工作，就需要噴燃器能在這樣的下調(diào)范圍內(nèi)保持穩(wěn)定的火焰。假如在低產(chǎn)率的情況下火焰不能穩(wěn)定，則熔化了的銅將混入雜質(zhì)，燃燒室內(nèi)會(huì)有金屬沉積，還會(huì)出現(xiàn)其它一些問題。

例如，小容量的爐子通常只沿周邊布置一排噴燃器，而認(rèn)為再加上一排噴燃器只能造成多余的熔化能力。這樣，當(dāng)把爐子的熔化速率調(diào)下來時(shí)，便會(huì)帶來問題，即無法避免金屬在爐內(nèi)的“塌落”和凝結(jié)。在小型熔爐中僅靠一排噴燃器而要獲得均勻的熱量分布一直是個(gè)難題。這些單排噴燃器的熔爐中常見的問題是，在最大熔化率時(shí)，金屬很容易懸在噴燃器之上而出現(xiàn)金屬懸空現(xiàn)象，使得未熔化的金屬裝料不能從較大直徑的上部下落到直徑縮小的爐底部分。這種現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致金屬含氧高，溫度分布不均勻，以及爐子的“嘯叫”。此外，這種熱量分布不均勻的結(jié)果，還會(huì)產(chǎn)生“虧料”現(xiàn)象，即在爐子底部缺少金屬的裝料。這一現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致耐火材料的過熱，金屬熔化溫度的大幅度變化，以及在熱量輸入最大或接近最大的時(shí)候，發(fā)生金屬流動(dòng)的劇烈波動(dòng)。在雙排燃燒器的爐子里，或既使在單排的爐子里，長時(shí)間的下調(diào)可能會(huì)使金屬由于燃料供給減少即熱量輸入減少而變“軟”，結(jié)果使得金屬逐漸在爐內(nèi)發(fā)生塌落。