專利名稱：橫罐汽化支撐式還原爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種還原爐，特別是一種橫罐汽化支撐式還原爐。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的鎂(釣)還原爐采用耐火材料支撐還原罐，在還原爐爐體內(nèi)下部采用 大量耐火材料填充并支撐還原罐，這樣不僅占用了爐體內(nèi)大量的下部空間，下部 加熱燃燒空間被大幅縮減，造成爐體內(nèi)燃燒不充分，溫度不均勻，而且耐火材料
容易破損，造成設(shè)備故障，維修費(fèi)用較高。
傳統(tǒng)的鎂(鈣)還原爐的還原抽真空泵通常采用電真空泵，耗電量大，成本 高，后有改進(jìn)的蒸汽動(dòng)力真空泵，但也僅是采用余熱鍋爐產(chǎn)汽方式，熱效率低、 負(fù)^耗高。
傳統(tǒng)還原爐自動(dòng)化水平低，不僅需要大量的人進(jìn)行操作，而且人工操作對(duì)產(chǎn) 品質(zhì)量、產(chǎn)量、成本影響較大，造成質(zhì)量、產(chǎn)量、成本的不穩(wěn)定。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種橫罐汽化支撐還原爐，利用支撐架支撐還原罐， 來(lái)增大還原爐爐膛燃燒空間，以及在支撐架內(nèi)注入軟化水，在還原爐內(nèi)，軟化水 經(jīng)加熱后通過(guò)形成的蒸汽與水的混合氣體通過(guò)上升管進(jìn)入汽包中，在汽包中經(jīng)過(guò) 分離，蒸汽進(jìn)入分氣缸后調(diào)壓，然后導(dǎo)出作為抽真空泵的動(dòng)力，可以節(jié)約大量的
電力；水經(jīng)分離后經(jīng)下降管循環(huán)進(jìn)入支撐架管內(nèi)，充分利用了爐內(nèi)加熱氣體的能 量。提供一種可以控制還原爐爐內(nèi)溫度、壓力、氣體流量的還原爐，在爐內(nèi)設(shè)置 若干溫度探頭、壓力探頭及流量探頭，上述探頭與爐外的PLC電路連接，上述探 頭探測(cè)的數(shù)據(jù)可以傳輸?shù)絇LC電路，PLC電路同時(shí)可以控制爐內(nèi)的溫度、壓力及 氣體流量，減少操作人員，并保證成品質(zhì)量。
為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為
一種橫罐汽化支撐式還原爐，其特征在于包括還原爐以及所述還原爐外的
所述的還原爐的爐體內(nèi)設(shè)有沿水平方向放置的支撐架，所述支撐架內(nèi)通有軟 化水，支撐架外部包覆有耐火材料；
所述汽包設(shè)有汽包進(jìn)氣口、汽包出氣口和汽包排氣口，所述的進(jìn)氣口通過(guò)至 少一根上升管與所述支撐架一端的內(nèi)部連通，所述的汽包出氣口通過(guò)至少一根下 降管與所述支撐架的另一端連通，所述的汽包排氣口通過(guò)排汽管與位于爐體外的
至少一個(gè)分氣缸連接，每個(gè)分氣缸將動(dòng)力傳輸給一個(gè)抽真空泵，所述的抽真空泵 用來(lái)抽取還原罐內(nèi)的空氣，使還原罐內(nèi)達(dá)到并保持在預(yù)定的真空度；
所述的汽包上還連通有補(bǔ)水管，以補(bǔ)充所述的分氣缸消耗掉的水量。 所述支撐架包括立管、橫管和縱管，所述立管支撐橫管，橫貫支撐縱管。 所述的立管、橫管和縱管均為無(wú)縫鋼管。
支撐架的每根縱管對(duì)應(yīng)一根上升管并與之連通，每?jī)筛鶛M管和一根立管一同 對(duì)應(yīng)一根上升管并與之連通。
所述支撐架的無(wú)縫鋼管之間通過(guò)耐熱鋼鉚固釘連接固定，所述支撐架外包覆 一層耐熱纖維氈，而且在耐熱纖維氈外部澆注有耐火澆注料。
所述還原爐內(nèi)設(shè)置溫度探頭、流量探頭、壓力探頭，所述溫度探頭、流量探 頭、壓力探頭均與PLC電路連接。
所述汽包內(nèi)設(shè)置溫度探頭、壓力探頭、流量探頭以及液位計(jì)，所述探頭與液 位計(jì)與PLC電路連接。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，采用上述技術(shù)方案的本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)在于
1. 本實(shí)用新型通過(guò)在爐體內(nèi)設(shè)置支撐管的方式，替代了以往用耐火材料填充 支撐還原罐的方式，增大了爐膛空間，改善燃燒空間煙氣流動(dòng)順暢，使?fàn)t內(nèi)溫度 更加均勻，爐溫均勻性可達(dá)到± 15。C之內(nèi)。由于支撐管強(qiáng)度高，可比原爐型大幅 度減少支撐墻，減少支撐強(qiáng)與還原爐的接觸面積，提高還原罐的傳熱效果。
2. 原采用支撐強(qiáng)的還原爐，磚墻支撐還原罐耐火材料經(jīng)常損壞爐頂，維修次 數(shù)多，維修成本高，每年都要經(jīng)過(guò)幾次維修；本實(shí)用新型中，采用支撐管支撐的 方式，支撐管強(qiáng)度大，耐沖擊力大，穩(wěn)定性好，使用壽命3年以上，可大幅降低 了以前需要維修耐火磚墻的維修成本。
3. 由于還原爐上下前后都能夠獲得一致、充分的加溫，爐內(nèi)燃燒煙氣可控制 為弱還原性，所以還原罐氧化、變形大幅降低，延長(zhǎng)了使用壽命，降低了還原罐
的成本，提高了還原爐使用效率。
4. 由于爐體內(nèi)空間增大，燒嘴的布置可以不受限制，可以最大限度發(fā)揮蓄熱
式燃燒技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。采取蓄熱式燃燒技術(shù)對(duì)還原罐進(jìn)行加熱，保證排煙溫度低于
150°C，能夠大量減少?gòu)U氣排放量，保護(hù)環(huán)境。
5. 本實(shí)用新型還利用還原爐產(chǎn)生的蒸汽，將其用于抽真空泵的動(dòng)力，大量減 少了電力的消耗，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能和環(huán)保。
6. 本實(shí)用新型通過(guò)裝設(shè)探測(cè)設(shè)備與控制PLC連接，可以監(jiān)控還原爐深長(zhǎng)過(guò)程 中的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障可及時(shí)報(bào)警處理，保障了系統(tǒng)的安全穩(wěn)定 運(yùn)行，同時(shí)也提高了自動(dòng)化水平，減少了操作人員的數(shù)量。


圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖標(biāo)記說(shuō)明l-還原爐；2-支撐架；3-還原罐；4-立管；5-橫管；6-縱管； 7-汽包；71-汽包進(jìn)氣口； 72-汽包出氣口； 73-汽包排氣口； 8-上升管；9-下降管； lO-汽包排汽管；ll-分氣缸；12-補(bǔ)水管；14-抽真空泵。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖1，爐體1采用耐火材料整體澆注結(jié)構(gòu)，爐頂采用掛錨固磚整體澆注 重質(zhì)料。重質(zhì)料頂部鋪輕質(zhì)保溫層，側(cè)墻外側(cè)砌輕質(zhì)磚，鋪硅鈣板保溫，爐底為 耐火磚結(jié)構(gòu)。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)的差別之一在于爐體1內(nèi)部設(shè)有沿水平方向放置的 支撐架2，用來(lái)橫向架設(shè)還原罐3，所述的支撐架2將爐體1的燃燒空間分為上、 下兩個(gè)部分，可以提高加熱效率。
在本實(shí)施例中，所述的支撐架2采用無(wú)縫鋼管連接構(gòu)成其骨架，包括相互連 通的立管4、橫管5和縱管6,在所述的立管4、橫管5和縱管6內(nèi)還通有軟化水。 所述的立管4支撐橫管5,所述的橫管5支撐縱管6,而還原罐3架設(shè)在縱管6上。 所述的支撐架2外部則包覆有耐火材料，其目的是為了保護(hù)支撐架2的無(wú)縫鋼管， 避免其直接接觸爐體內(nèi)高溫氣體，同時(shí)控制支撐架2管道內(nèi)軟化水汽化(下文將 有相應(yīng)陳述)時(shí)的吸熱量，即控制支撐架2內(nèi)產(chǎn)生蒸汽的量。具體來(lái)說(shuō)先在支 撐架2的無(wú)縫鋼管上焊接耐熱鋼鉚固釘，將無(wú)縫鋼管固定，接著包覆一層耐熱纖
維氈，然后在耐熱纖維毯外部支模澆注耐火澆注料。其中，所述的澆注料優(yōu)選采
用A1203含量>60%的高強(qiáng)重質(zhì)自流澆注料。
當(dāng)然，所述的支撐架2的結(jié)構(gòu)不限于此，可以依據(jù)爐體內(nèi)爐膛形狀、還原罐 形狀大小加以變化。但，無(wú)論如何變化，所述的支撐架2均應(yīng)當(dāng)將爐體1的燃燒 空間分為上、下兩個(gè)部分，使還原罐3的上下均可以獲得充分加熱，以提高加熱 效率。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)的差別之二在于所述的爐體1外設(shè)置有汽包7，汽包 7設(shè)有汽包進(jìn)氣口71、汽包出氣口 72和汽包排氣口 73。所述的汽包進(jìn)氣口71通 過(guò)至少一根上升管8與支撐架2的管道5—端連接，所述的汽包排氣口 72通過(guò)至 少一根下降管9與支撐架2的管道5的另一端連接，所述的汽包排氣口 73還通過(guò) 汽包排汽管10與位于爐體外的至少一個(gè)分氣缸11連接，每個(gè)分氣缸11將動(dòng)力傳 輸給一個(gè)抽真空泵14，所述的抽真空泵14用來(lái)抽取還原罐3內(nèi)的空氣，使還原罐 3內(nèi)達(dá)到并保持在預(yù)定的真空度。所述的汽包上還連通有補(bǔ)水管12，以補(bǔ)充所述 的分氣缸11消耗掉的水量。
使用上述設(shè)備，在還原罐3被加熱的同時(shí)，支撐架2內(nèi)的軟化水被加熱并汽 化，蒸汽與水的混合氣體通過(guò)上升管8進(jìn)入汽包7內(nèi)，混合氣體在汽包內(nèi)經(jīng)過(guò)分 離，分別形成蒸汽和水，分離的水通過(guò)所述的下降管9回流到所述的支撐架2中。 而分離出的蒸汽通過(guò)所述的汽包排汽管10進(jìn)入所述的分氣缸11，所述的分氣缸 11以蒸汽壓力作為動(dòng)力源，輸出動(dòng)力至抽真空泵(圖中未示)，所述的抽真空泵 可以用來(lái)抽取還原罐3內(nèi)的空氣，使其達(dá)到并保持預(yù)定的真空度。需要補(bǔ)充的是， 所述的下降管9上還設(shè)有排污閥(未予圖示)和池水閥，污水通過(guò)排污閥排出， 干凈的水通過(guò)池水閥流入支撐架2內(nèi)。
現(xiàn)有還原爐的抽真空泵使用電力，而本實(shí)用新型采用還原爐內(nèi)支撐架2內(nèi)軟 化水加熱產(chǎn)生的蒸汽作為抽真空泵的動(dòng)力，充分利用了能量，節(jié)約了電力。
本實(shí)用新型的技術(shù)特征還包括
每臺(tái)還原爐設(shè)置一臺(tái)汽包，也可多臺(tái)還原爐共用一臺(tái)分氣缸。 而且，在本實(shí)施例中，所述的汽包7上還配置有液位計(jì)、安全閥、給水閥、 供汽閥、壓力表等安全運(yùn)行設(shè)備，汽包外壁用巖棉保溫。汽包上升管71、汽包下 降管72和汽包排汽管IO也采用無(wú)縫鋼管，其外壁也包覆巖棉保溫。
在本實(shí)施例中，為了得到最好的加熱效果，所述的支撐架2優(yōu)選采用如下的
連接方式支撐架2的每根縱管6對(duì)應(yīng)一根上升管8并與之連通，每?jī)筛鶛M管5 和一根立管4 一同對(duì)應(yīng)一根上升管8并與之連通。
本實(shí)施例中，優(yōu)選釆用蓄熱式燃燒技術(shù)對(duì)還原罐3進(jìn)行加熱。而且，還原爐 內(nèi)的燃燒以及換向都可以通過(guò)PLC進(jìn)行控制，保證控制的精確度和運(yùn)行的穩(wěn)定性， 所以，爐內(nèi)可以裝設(shè)溫度探頭、壓力探頭、流量探頭，探測(cè)爐內(nèi)的溫度、排煙的 溫度，煤氣(或空氣)的流量、煤氣(或空氣)的壓力，上述探頭均與PLC連接， 將探測(cè)的數(shù)據(jù)傳輸至PLC。
汽包可以裝設(shè)溫度探頭、壓力探頭、流量探頭以及液位計(jì)，對(duì)汽包內(nèi)的壓力、 溫度、排水流量以及液位進(jìn)行探測(cè)，同時(shí)與PLC連接，通過(guò)上述PLC相應(yīng)的控制， 可以依據(jù)液位計(jì)的液位指示調(diào)節(jié)補(bǔ)水管12補(bǔ)水上水，安全閥13自動(dòng)泄氣，保證 汽包內(nèi)壓力的穩(wěn)定，保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
最后，總結(jié)本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)如下
1. 本實(shí)用新型通過(guò)在爐體內(nèi)設(shè)置支撐管的方式，替代了以往用耐火材料填充 支撐還原罐的方式，增大了爐膛空間，改善燃燒空間煙氣流動(dòng)順暢，使?fàn)t內(nèi)溫度 更加均勻，爐溫均勻性可達(dá)到± 15。C之內(nèi)。由于支撐管強(qiáng)度高，可比原爐型大幅 度減少支撐墻，減少支撐強(qiáng)與還原爐的接觸面積，提高還原罐的傳熱效果。
2. 原采用支撐強(qiáng)的還原爐，磚墻支撐還原罐耐火材料經(jīng)常損壞爐頂，維修次 數(shù)多，維修成本高，每年都要經(jīng)過(guò)幾次維修；本實(shí)用新型中，采用支撐管支撐的 方式，支撐管強(qiáng)度大，耐沖擊力大，穩(wěn)定性好，使用壽命3年以上，可大幅降低 了以前需要維修耐火磚墻的維修成本。
3. 由于還原爐上下前后都能夠獲得一致、充分的加溫，爐內(nèi)燃燒煙氣可控制 為弱還原性，所以還原罐氧化、變形大幅降低，延長(zhǎng)了使用壽命，降低了還原罐 的成本，提高了還原爐使用效率。
4. 由于爐體內(nèi)空間增大，燒嘴的布置可以不受限制，可以最大限度發(fā)揮蓄熱 式燃燒技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。采取蓄熱式燃燒技術(shù)對(duì)還原罐進(jìn)行加熱，保證排煙溫度低于 150°C,能夠大量減少?gòu)U氣排放量，保護(hù)環(huán)境。
5. 本實(shí)用新型還利用還原爐產(chǎn)生的蒸汽，將其用于抽真空泵的動(dòng)力，大量減 少了電力的消耗，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能和環(huán)保。
6. 本實(shí)用新型通過(guò)裝設(shè)探測(cè)設(shè)備與控制PLC連接，可以監(jiān)控還原爐深長(zhǎng)過(guò)程 中的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障可及時(shí)報(bào)警處理，保障了系統(tǒng)的安全穩(wěn)定
運(yùn)行，同時(shí)也提高了自動(dòng)化水平，減少了操作人員的數(shù)量。
以上對(duì)于本實(shí)用新型的描述僅僅是說(shuō)明性的而非限制性的，本專業(yè)技術(shù)人員 理解，在以下所附權(quán)利要求限定的精神與范圍內(nèi)可對(duì)其作出許多修改、變化或等 效，但其均將落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1、一種橫罐汽化支撐式還原爐，其特征在于包括還原爐以及所述還原爐外的一個(gè)汽包，其中所述的還原爐的爐體內(nèi)設(shè)有沿水平方向放置的支撐架，所述支撐架內(nèi)通有軟化水，支撐架外部包覆有耐火材料；所述汽包設(shè)有汽包進(jìn)氣口、汽包出氣口和汽包排氣口，所述的進(jìn)氣口通過(guò)至少一根上升管與所述支撐架一端的內(nèi)部連通，所述的汽包出氣口通過(guò)至少一根下降管與所述支撐架的另一端連通，所述的汽包排氣口通過(guò)排汽管與位于爐體外的至少一個(gè)分氣缸連接，每個(gè)分氣缸將動(dòng)力傳輸給一個(gè)抽真空泵，所述的抽真空泵用來(lái)抽取還原罐內(nèi)的空氣，使還原罐內(nèi)達(dá)到并保持在預(yù)定的真空度；所述的汽包上還連通有補(bǔ)水管，以補(bǔ)充所述的分氣缸消耗掉的水量。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的橫罐式汽化支撐式還原爐，其特征在于所述支撐 架包括立管、橫管和縱管，所述立管支撐橫管，橫貫支撐縱管。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的橫罐汽化支撐式還原爐，其特征在于所述的立管、 橫管和縱管均為無(wú)縫鋼管。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的橫罐汽化支撐式還原爐，其特征在于支撐架的每 根縱管對(duì)應(yīng)一根上升管并與之連通，每?jī)筛鶛M管和一根立管一同對(duì)應(yīng)一根上升管 并與之連通。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的橫罐汽化支撐式還原爐，其特征在于所述支撐架 的無(wú)縫鋼管之間通過(guò)耐熱鋼鉚固釘連接固定，所述支撐架外包覆一層耐熱纖維氈， 而且在耐熱纖維氈外部澆注有耐火澆注料。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的橫罐汽化支撐式還原爐，其特征在于所述還原爐 內(nèi)設(shè)置溫度探頭、流量探頭、壓力探頭，所述溫度探頭、流量探頭、壓力探頭均 與PLC電路連接。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的橫罐汽化支撐式還原爐，其特征在于所述汽包內(nèi) 設(shè)置溫度探頭、壓力探頭、流量探頭以及液位計(jì)，所述探頭與液位計(jì)與PLC電路 連接。
專利摘要本實(shí)用新型是一種橫罐汽化支撐式還原爐，包括還原爐以及所述還原爐外的一個(gè)汽包，所述的還原爐的爐體內(nèi)設(shè)有沿水平方向放置的支撐架，所述支撐架內(nèi)通有軟化水，支撐架外部包覆有耐火材料；所述汽包設(shè)有汽包進(jìn)氣口、汽包出氣口和汽包排氣口，所述的進(jìn)氣口通過(guò)至少一根上升管與所述支撐架一端的內(nèi)部連通，所述的汽包出氣口通過(guò)至少一根下降管與所述支撐架的另一端連通，所述的汽包排氣口通過(guò)排汽管與位于爐體外的至少一個(gè)分氣缸連接，每個(gè)分氣缸將動(dòng)力傳輸給一個(gè)抽真空泵。本實(shí)用新型增大了爐膛空間，改善燃燒空間，本實(shí)用新型還利用還原爐產(chǎn)生的蒸汽，將其用于抽真空泵的動(dòng)力，大量減少了電力的消耗，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能和環(huán)保。
文檔編號(hào)C22B5/00GK201193239SQ200820080518
公開(kāi)日2009年2月11日 申請(qǐng)日期2008年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月13日
發(fā)明者辛衛(wèi)亞 申請(qǐng)人:辛衛(wèi)亞