專利名稱：一種多功能球團礦加熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及熱工設(shè)備。
背景技術(shù)：
在煉鐵工藝中經(jīng)常要為設(shè)計氧化球團豎爐、回轉(zhuǎn)窯或生產(chǎn)直接還原鐵的回轉(zhuǎn)窯，轉(zhuǎn)底爐及隧道窯等進行大型生產(chǎn)設(shè)備試驗以取得不同原料、還原劑及不同工藝條件(溫度、反應(yīng)時間、球團強度、金屬化率、爐內(nèi)氣氛以及反應(yīng)速度等試驗參數(shù)，由于大型試驗費用十分高昂，而且經(jīng)常是找不到具備可以測出以上工藝條件的設(shè)備而不得不放棄試驗，使得設(shè)備或工藝難以滿足生產(chǎn)要求而造成很大的浪費。由于球團的成分中，鐵礦約占78％，煤、焦粉約占22％，具有一定的熱值，加熱過程中將參與燃燒反應(yīng)，因而導致加熱過程復雜，且要求加熱爐爐溫高達1100～1500℃，一般的燃料很難保證加熱爐溫度，另外對爐溫均勻性要求也非常高(±10℃)，同時加熱要求升溫速率快，鑒于以上要求目前尚沒有合適的裝置可以滿足以上要求。
中國專利號ZL98102079.8公開了立式球團海綿鐵連續(xù)生產(chǎn)爐采用球團礦連續(xù)生產(chǎn)海綿鐵的裝置。球團礦按要求成型后，通過該裝置入送入煤浴爐，高溫球與還原煤在煤浴爐上部繼續(xù)升溫加熱后，緩緩下行，進行長時間大比面氣固相動態(tài)還原，生成高品質(zhì)球團海綿鐵，是一種生產(chǎn)裝置。
采用小型多功能試驗裝置滿足以上的工藝參數(shù)及新冶金設(shè)備性能的熱模擬試驗有很大的需求，通過使用少量人力、物力和試驗費用就得到與熱態(tài)在線試驗條件相同的工業(yè)設(shè)備及熱工參數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種多功能球團礦加熱裝置，通過選用蓄熱燒嘴及合理布置，另通過氮氣來調(diào)節(jié)爐內(nèi)氣氛，實現(xiàn)了高爐溫和爐溫均勻，爐內(nèi)可保證還原性氣氛，能滿足球團礦的加熱要求，實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的模擬。
為達到上述目的，本實用新型的技術(shù)方案是，多功能球團礦加熱裝置，包括加熱爐體以及設(shè)置于其上的至少兩個燒嘴，所述的兩個燒嘴分別通過燃氣管路與燃氣源相連通，該管路中設(shè)有流量調(diào)節(jié)閥；所述的兩個燒嘴燃氣管路還分別設(shè)有切斷閥，兩個燒嘴并分別通過空氣管與一個切換閥相連通；該切換閥的另外兩端口分別與空氣源管路以及煙道管路相連通；還有一路氮氣源連通于燃氣管路。
所述的燒嘴分別設(shè)有蓄熱體。
所述的燃氣管路中設(shè)有氣體壓力檢測計、氣體流量檢測計。
所述的空氣管路一端接一鼓風機。
空氣管路中設(shè)有空氣流量檢測計、空氣壓力檢測計。
所述的煙道管路中設(shè)有煙氣流量調(diào)節(jié)閥、煙氣溫度檢測計。
所述的加熱爐體設(shè)有爐壓檢測計。
所述的燒嘴包括空氣噴管以及燃氣噴管，燃氣噴管可以設(shè)置于空氣噴管中，也可以平行設(shè)置。
本實用新型的優(yōu)點在于，●可以予先按程序精確控制燃燒室內(nèi)的熱溫度或氧化度，氣氛為氧化性、弱還原性或還原性氣氛，從而可以分別完成氧化焙燒、熱固結(jié)球團或陶瓷材料，含碳球團熱固結(jié)還原工業(yè)條件試驗；●通過不同傳感器對加熱室不同部位的溫度進行在線監(jiān)測，氣體取樣和石英玻璃、窺視孔觀察或攝像可以獲得焙燒或還原過程中爐料發(fā)熱的變化連續(xù)記錄，根據(jù)試驗結(jié)果可以進一步對試驗條件進行改進優(yōu)化，從而避免進入工業(yè)實證裝置開爐后發(fā)生重大損失，改變了冶金大型設(shè)備內(nèi)部黑箱過程無法研究的局面；●熱模擬試驗裝置設(shè)置了加熱過程在線高溫區(qū)獲取取試樣并急冷的取樣機構(gòu)，這種設(shè)計為定量考察和研究冶金或熱過程試樣外觀及其成分隨時間的變化，為設(shè)備生產(chǎn)率的煙劑提供了手段，通常的電加熱設(shè)備也難以做到這一點；●考慮球團礦加熱的特殊工藝要求，采用蓄熱燒嘴實現(xiàn)了燃用常規(guī)燃氣實現(xiàn)了高爐溫，采用氮氣實現(xiàn)了對爐內(nèi)氣氛的控制，采用合理的燒嘴布置實現(xiàn)了占地小的優(yōu)點，通過該裝置實現(xiàn)了對氧化球團豎爐等設(shè)備的工業(yè)模擬；●可以單獨或混合使用多種燃料如焦爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣、高爐煤氣、天然氣、重油或多種煤粉等化石燃料，避免了電熱爐實驗條件異于實際工況的不足；●體積緊湊、占地面積小。


圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
參見圖1，本實用新型的球團礦加熱裝置，包括加熱爐體1以及設(shè)置于其上的兩個燒嘴2、3及其蓄熱體21、31；所述的加熱爐體1設(shè)有爐壓檢測計11；所述的兩個燒嘴2、3分別通過燃氣管路4與燃氣源相連通，該管路4中設(shè)有氣體壓力檢測計41、氣體流量檢測計42、流量調(diào)節(jié)閥43；所述的兩個燒嘴管路還分別設(shè)有切斷閥22、32，并分別通過管道51、52與一切換閥6相連通；該切換閥6的另外兩端口分別與一接鼓風機7的空氣管路71以及連抽煙機8的煙道管路81相連通，空氣管路71中設(shè)有空氣流量檢測計72、空氣壓力檢測計.73以及碟閥74；還有一連氮氣源的氮氣管路10連通于燃氣管路4，該氮氣管路10中設(shè)有流量調(diào)節(jié)閥101；所述的煙道管路81中設(shè)有煙氣溫度檢測計82、煙氣流量調(diào)節(jié)閥83。
工作過程如下，首先爐料經(jīng)爐料小車通過爐門送入爐內(nèi)，然后進行爐子加溫，燃氣通過燃氣管路4經(jīng)氣體壓力檢測計41、氣體流量檢測計42、流量調(diào)節(jié)閥43可分別進入燒嘴2、3，在周期1中，煤氣經(jīng)煤氣切斷閥22進入燒嘴2，通往燒嘴3的煤氣切斷閥32關(guān)閉，空氣由鼓風機7供給，通過空氣管路71經(jīng)空氣流量檢測計72、空氣壓力檢測計73以及碟閥74進入空氣換向閥6，進入燒嘴2后，經(jīng)蜂窩式蓄熱體21預(yù)熱后與煤氣混合后進入加熱爐體1內(nèi)燃燒，由于空氣經(jīng)過預(yù)熱后可以達到800度以上的高溫，高溫空氣具有極高的速度，在爐內(nèi)與煤氣發(fā)生爆燃，燃燒反應(yīng)在整個爐膛空間完成，所以溫度均勻，由于燒嘴2安裝在試驗爐上部，延長了火焰的行程，另外將排煙口也布置在加熱爐頂部，形成U型火焰，高溫火焰及高溫煙氣對球團的加熱均勻，爐內(nèi)煙氣流動無死閑區(qū)；可以滿足爐溫均勻性±10℃的要求，燃燒完成的煙氣從燒嘴3抽出，經(jīng)過蜂窩體31后被冷卻到200度以下后進入空氣換向閥6，通過煙道管路81最后由抽煙機8抽出到煙囪9，排出到大氣，流量調(diào)節(jié)閥83可以控制煙氣的流量，煙氣的溫度可由溫度檢測計82測得，如溫度超標可調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)閥83，周期1完成后，空氣換向閥6換向，進入周期2，空氣通到燒嘴3，煤氣切斷閥32開啟，通往燒嘴2煤氣切斷閥22關(guān)閉，煤氣和空氣經(jīng)燒嘴3混合后通入加熱爐體1燃燒，其他與周期1相同。上述過程交替進行，直至爐溫達到工藝要求的溫度。
當爐子燃燒一定時間，爐料達到要求的工藝溫度，此時需要爐子成為還原性氣氛，連通于燃氣管路4的一連氮氣源氮氣管路10，打開流量調(diào)節(jié)閥101，關(guān)閉煤氣閥43，煤氣切斷閥22開，煤氣切斷閥32關(guān)閉，空氣系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)，經(jīng)過20分鐘后，爐子即處于還原性氣氛，爐內(nèi)的壓力由爐壓檢測計11檢測，爐料冷卻到200℃后，此時可以通過爐門出料，輸出球團和在爐外進行水冷工序，水冷到30℃。試驗爐側(cè)面同時安裝有觀火孔，采用雙層石英玻璃進行保護。
權(quán)利要求1.一種多功能球團礦加熱裝置，包括加熱爐體以及設(shè)置于其上的至少兩個燒嘴，所述的兩個燒嘴分別通過燃氣管路與燃氣源相連通，該管路中設(shè)有流量調(diào)節(jié)閥，其特征是，所述的兩個燒嘴燃氣管路還分別設(shè)有切斷閥，兩個燒嘴并分別通過空氣管與一個切換閥相連通；該切換閥的另外兩端口分別與空氣源管路以及煙道管路相連通；還有一路氮氣源連通于燃氣管路。
2.如權(quán)利要求1所述的球團礦加熱裝置，其特征是，所述的燒嘴分別設(shè)有蓄熱體。
3.如權(quán)利要求1所述的球團礦加熱裝置，其特征是，所述的燃氣管路中設(shè)有氣體壓力檢測計、氣體流量檢測計。
4.如權(quán)利要求1所述的球團礦加熱裝置，其特征是，所述的空氣管路一端接一鼓風機。
5.如權(quán)利要求1所述的球團礦加熱裝置，其特征是，所述的空氣管路中設(shè)有空氣流量檢測計、空氣壓力檢測計。
6.如權(quán)利要求1所述的球團礦加熱裝置，其特征是，所述的煙道管路中設(shè)有煙氣流量調(diào)節(jié)閥、煙氣溫度檢測計。
7.如權(quán)利要求1所述的球團礦加熱裝置，其特征是，所述的加熱爐體設(shè)有爐壓檢測計。
8.如權(quán)利要求1所述的球團礦加熱裝置，其特征是，所述的燒嘴包括空氣噴管以及燃氣噴管。
專利摘要多功能球團礦加熱裝置，包括加熱爐體以及設(shè)置于其上的至少兩個燒嘴，所述的兩個燒嘴分別通過燃氣管路與燃氣源相連通，該管路中設(shè)有流量調(diào)節(jié)閥；所述的兩個燒嘴燃氣管路還分別設(shè)有切斷閥，兩個燒嘴分別通過空氣管與一個切換閥相連通；該切換閥的另外兩端口分別與空氣源管路以及煙道管路相連通；還有一路氮氣源連通于燃氣管路。本實用新型實現(xiàn)了高爐溫和爐溫均勻，通過氮氣來調(diào)節(jié)爐內(nèi)氣氛，爐內(nèi)可保證還原性氣氛，能滿足球團礦的加熱要求，實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的模擬。
文檔編號C22B1/16GK2734772SQ20042010755
公開日2005年10月19日 申請日期2004年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月29日
發(fā)明者饒文濤, 周渝生 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司