專利名稱：外置分配器式頂燃式熱風(fēng)爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金系統(tǒng)高爐熱風(fēng)爐領(lǐng)域的頂燃式熱風(fēng)爐，是一種外置分配器式頂燃式熱風(fēng)爐。
背景技術(shù)：
高爐冶煉需要溫度足夠高的熱風(fēng)，熱風(fēng)爐是提供這種熱風(fēng)的裝置，當(dāng)前工業(yè)應(yīng)用的熱風(fēng)爐有內(nèi)燃式、頂燃式、球式、外燃式，其中頂燃式熱風(fēng)爐又有不同的結(jié)構(gòu)，如專利號為WO0058526、WO03071555的熱風(fēng)爐，其不足之處是收集器設(shè)于預(yù)燃室內(nèi)部，不是穿透式，預(yù)燃室的內(nèi)襯較厚，空氣、煤氣孔道配置受限制，結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，磚型比較多，溫度應(yīng)力對收集器間壁和內(nèi)側(cè)垂直壁影響較大，引起投資增加、施工困難等一系列問題，如何改進(jìn)現(xiàn)有各種頂燃式熱風(fēng)爐并有所突破，加強(qiáng)空氣與煤氣的混合，簡化結(jié)構(gòu)，降低施工難度，節(jié)省投資，成為冶金工作者關(guān)心的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)更簡單，施工難度小，空氣與煤氣混合、燃燒充分，風(fēng)溫更高，投資降低的頂燃式熱風(fēng)爐。通過外置分配器和穿透孔道，使進(jìn)入混合室的每股空氣流和每股煤氣流都可是任意角度和大小，以實現(xiàn)不同步擴(kuò)散旋流，充分混合燃燒的目的。
本發(fā)明的基本構(gòu)思是，在熱風(fēng)爐燃燒室的上部設(shè)混合室且在垂直方向上與熱風(fēng)爐同軸線，混合室內(nèi)側(cè)耐火材料開有不同形狀、不同大小、不同層數(shù)、不同數(shù)量和不同角度的空氣穿透孔道和煤氣穿透孔道，在混合室外側(cè)有外置分配器。分配器由空氣支管、空氣環(huán)管、空氣總管、煤氣支管、煤氣環(huán)管和煤氣總管組成?？諝庵Ч?、空氣穿透孔道和煤氣支管、煤氣穿透孔道上、下為多層，但都至少一層。空氣支管、空氣穿透孔道位于煤氣支管、煤氣穿透孔道上面或下面或交替布置；每一層內(nèi)可以既有空氣支管、空氣穿透孔道又有煤氣支管、煤氣穿透孔道；每個空氣支管、空氣穿透孔道和煤氣支管、煤氣穿透孔道的大小可相同或不同；在平面內(nèi)所有空氣穿透孔道和煤氣穿透孔道的中心線均可各自與混合室半徑方向呈零度或不等于零度的夾角，同時在立面內(nèi)與混合室垂直中心線呈90度或不等于90度的夾角。以實現(xiàn)空氣和煤氣的穿透式孔道可上、下、左、右交錯隨意布置，進(jìn)入混合室的每股空氣流和每股煤氣流都可是任意角度和大小，以實現(xiàn)不同步擴(kuò)散旋流，充分混合燃燒的目的。
空氣和煤氣通過外置分配器和空氣、煤氣穿透孔道進(jìn)入混合室相遇，充分混合，旋流向下擴(kuò)散進(jìn)入燃燒室進(jìn)行燃燒。
有益效果1.分配器位于熱風(fēng)爐混合室的外部，均為鋼管或鋼管內(nèi)襯耐火材料，施工、安裝方便。
2.混合室的設(shè)計簡單，結(jié)構(gòu)大為簡化，異型磚少，減少磚型。耐火材料厚度減薄，砌筑簡單。
3.分配器位于熱風(fēng)爐混合室的外部，在滿足燃燒的需要下，混合室直徑可以縮小。
4.煤氣的理論燃燒溫度和燃燒室拱頂溫度的溫差小，熱效率高，熱風(fēng)溫度高。
5.節(jié)省投資。
6.空氣和煤氣的穿透式孔道可上、下、左、右交錯隨意布置，以達(dá)到充分混合的要求，比其它形式的頂燃式熱風(fēng)爐燃燒更充分。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明，本發(fā)明有附圖3頁，共5幅。
圖1是本發(fā)明實施例的單座熱風(fēng)爐的基本結(jié)構(gòu)圖.
圖2是圖1的A-A、B-B剖面3是圖1的C-C、D-D剖面中代號為1.爐箅子及支柱 2.蓄熱室 3.格子磚4.燃燒室 5.空氣支管 6.空氣總管7.空氣環(huán)管 8.煤氣總管 9.煤氣環(huán)管 10.煤氣支管
11.分配器 12.混合室 13.煤氣穿透孔道14.空氣穿透孔道 15.熱風(fēng)出口 16.耐火材料17.爐殼 18.冷風(fēng)入口 19.煙氣出口如圖1，是本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)圖。外置分配器式頂燃式熱風(fēng)爐由爐箅子及支柱(1)、蓄熱室(2)、格子磚(3)、燃燒室(4)、混合室(12)、外置分配器(11)、煤氣穿透孔道(13)、空氣穿透孔道(14)、熱風(fēng)出口(15)、耐火材料(16)、爐殼(17)、冷風(fēng)入口(18)、煙氣出口(19)組成，其中分配器(11)由空氣支管(5)、空氣環(huán)管(7)、空氣總管(6)、煤氣支管(10)、煤氣環(huán)管(9)和煤氣總管(8)組成。
混合室(12)位于燃燒室(4)之上且在垂直方向上同軸線，混合室(12)內(nèi)側(cè)耐火材料(16)開有圓形、直徑相同、4層、不同數(shù)量和不同角度的空氣穿透孔道(14)和煤氣穿透孔道(13)，在混合室(12)外側(cè)有外置分配器(11)?？諝庵Ч?5)和空氣穿透孔道(14)位于煤氣支管(10)和煤氣穿透孔道(13)的下面，分別各為2層。最上排煤氣穿透孔道(13)中心線在平面內(nèi)與混合室半徑方向相交一個角度α(圖2A-A剖面)，下排煤氣穿透孔道(13)與上排煤氣穿透孔道(13)錯開角度γ且中心線在平面內(nèi)與混合室半徑方向相交一個角度β且β≥α(圖2B-B剖面)，以保證通過下排煤氣穿透孔道(13)進(jìn)入混合室(12)的氣流的進(jìn)入點與通過上排煤氣穿透孔道(13)進(jìn)入混合室(12)的氣流的進(jìn)入點錯開，通過下排煤氣穿透孔道(13)進(jìn)入混合室(12)的氣流形成的內(nèi)切圓的直徑大于通過上排煤氣穿透孔道(13)進(jìn)入混合室(12)的氣流形成的內(nèi)切圓的直徑。
最上排空氣穿透孔道(14)中心線指向混合室半徑方向(圖3C-C剖面)，下排空氣穿透孔道(14)與上排空氣穿透孔道(14)錯開角度γ且中心線在平面內(nèi)與混合室半徑方向相交一個角度β(圖3D-D剖面)。
燃燒用的煤氣通過分配器(11)及煤氣穿透孔道(13)進(jìn)入混合室，每下一排煤氣穿透孔道(13)與相鄰上排煤氣穿透孔道(13)在平面內(nèi)錯開，孔道中心線在平面內(nèi)與混合室半徑方向夾角逐步增大，這樣不同層的煤氣從不同角度、不同內(nèi)切圓直徑進(jìn)入混合室后，煤氣混合充分、均勻。
燃燒用的空氣通過分配器(11)及空氣穿透孔道(14)進(jìn)入混合室，最上排空氣穿透孔道(14)中心線在平面內(nèi)指向混合室半徑方向，與旋流擴(kuò)散向下的煤氣流交叉初步混合，下一排空氣穿透孔道(14)與相鄰上排空氣穿透孔道(14)在平面內(nèi)錯開，孔道中心線在平面內(nèi)與混合室半徑方向夾角逐步增大，這樣不同層的空氣從不同角度、不同內(nèi)切圓直徑進(jìn)入混合室后，與初步混合的空氣和煤氣混合物進(jìn)一步充分混合，同時旋流擴(kuò)散向下進(jìn)入燃燒室。煤氣與空氣混合充分、均勻，有利于提高煤氣的理論燃燒溫度。
煤氣進(jìn)入燃燒室(4)后完全燃燒，在最高溫度時進(jìn)入蓄熱室(2)整個斷面的格子磚內(nèi)，距離短，熱量損失少，效率高。
具體實施例方式
本發(fā)明的基本構(gòu)思，可用多種選擇方案來實現(xiàn)，但要實現(xiàn)全部功能，相對復(fù)雜，因此按

中的實施例具體實施，是優(yōu)選方案。
權(quán)利要求
1.一種外置分配器式頂燃式熱風(fēng)爐，它由爐箅子及支柱、蓄熱室、格子磚、燃燒室、混合室、外置分配器、煤氣穿透孔道、空氣穿透孔道、熱風(fēng)出口、耐火材料、爐殼、冷風(fēng)入口、煙氣出口組成，其特征在于，混合室位于燃燒室之上且在垂直方向上同軸線，混合室內(nèi)側(cè)耐火材料開有不同形狀、不同大小、不同層數(shù)、不同數(shù)量和不同角度的空氣穿透孔道和煤氣穿透孔道，在混合室外側(cè)有外置分配器。
2.如權(quán)利要求1所述的外置分配器式頂燃式熱風(fēng)爐，其特征在于，混合室外側(cè)的外置分配器由空氣支管、空氣環(huán)管、空氣總管、煤氣支管、煤氣環(huán)管和煤氣總管組成，這些管道為鋼管或鋼管內(nèi)襯耐火材料，均可為多管。
3.如權(quán)利要求2所述的外置分配器式頂燃式熱風(fēng)爐，其特征在于，空氣和煤氣環(huán)管為圓周布置，圓周上有多點與空氣支管和煤氣支管相連；空氣支管和煤氣支管有多點與伸出混合室的空氣穿透孔道、煤氣穿透孔道相連；空氣支管和煤氣支管上、下為多層，但都至少一層；空氣支管位于煤氣支管上面或下面或交替布置；每一層內(nèi)可以既有空氣支管又有煤氣支管；每個空氣支管和煤氣支管的大小可相同或不同。
4.如權(quán)利要求1所述的外置分配器式頂燃式熱風(fēng)爐，其特征在于，空氣穿透孔道和煤氣穿透孔道沿混合室耐火材料圓周布置，圓周上有多點與混合室相同；空氣穿透孔道和煤氣穿透孔道上、下為多層，但都至少一層；空氣穿透孔道位于煤氣穿透孔道上面或下面或交替布置；每一層內(nèi)可以既有空氣穿透孔道又有煤氣穿透孔道；每個空氣穿透孔道和煤氣穿透孔道的大小可相同或不同；在平面內(nèi)所有空氣穿透孔道和煤氣穿透孔道的中心線均可各自選擇與混合室半徑方向呈零度或不等于零度的夾角，同時其在立面內(nèi)與混合室垂直中心線呈90度或不等于90度的夾角；當(dāng)空氣穿透孔道和煤氣穿透孔道上、下布置時，空氣和煤氣第一次混合的下層孔道中心線指向混合室半徑方向，其余下排穿透孔道與上排穿透孔道錯開角度γ°且下排穿透孔道中心線在平面內(nèi)與混合室半徑方向交角β大于等于上排穿透孔道中心線在平面內(nèi)與混合室半徑方向交角α。；當(dāng)空氣穿透孔道與煤氣穿透孔道上下交替布置，每相鄰下層穿透孔道與相鄰上層穿透孔道錯開角度且中心線在平面內(nèi)與混合室半徑方向相交的角度大于上層，每相相鄰的下2層與上2層的旋向相反，下2層穿透孔道的中心線在平面內(nèi)與混合室半徑方向的夾角大于上2層穿透孔道的中心線在平面內(nèi)與混合室半徑方向的夾角。
全文摘要
本發(fā)明涉及冶金系統(tǒng)頂燃式熱風(fēng)爐，是一種外置分配器式頂燃式熱風(fēng)爐。當(dāng)前應(yīng)用的熱風(fēng)爐有內(nèi)燃式、頂燃式、球式、外燃式，其中頂燃式熱風(fēng)爐有不同的結(jié)構(gòu)，其不足是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、收集器內(nèi)置、磚型多、投資高、施工困難等問題，如何突破，簡化結(jié)構(gòu)，降低施工難度，節(jié)省投資，成為冶金工作者關(guān)心的問題。外置分配器式頂燃式熱風(fēng)爐是在熱風(fēng)爐燃燒室的上部設(shè)混合室，混合室的內(nèi)側(cè)耐火材料開有不同形狀、不同大小、不同層數(shù)、不同數(shù)量和不同角度的空氣穿透孔道和煤氣穿透孔道，在混合室外側(cè)有外置分配器?？諝夂兔簹馔ㄟ^外置分配器和空氣、煤氣穿透孔道進(jìn)入混合室相遇，充分混合，旋流向下擴(kuò)散進(jìn)入燃燒室進(jìn)行燃燒。
文檔編號C21B9/00GK1680608SQ20041003319
公開日2005年10月12日 申請日期2004年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月6日
發(fā)明者黃東生, 姚朝勝, 王榮恩 申請人:山東省冶金設(shè)計院