專利名稱：高溫還原熱風(fēng)沖天爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高溫還原熱風(fēng)沖天爐，可廣泛應(yīng)用于鑄造生產(chǎn)中鑄鐵熔煉過程中。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的沖天爐，一般為冷風(fēng)沖天爐，從熱量的有效利用率上看，用于爐料熔化和鐵水過熱的熱量大約為熱量總支出的25％～35％，爐氣帶走的熱量，比用于獲得鐵水的熱量還要多，通常為總熱量支出的40％～55％；從化學(xué)潛熱和物理潛熱的組成上看，在爐氣的總熱量中，化學(xué)潛熱約占80％～85％。因此，該種沖天爐，存在著熱量的有效利用率低，能量浪費(fèi)嚴(yán)重，燃燒不充分的缺點(diǎn)。而現(xiàn)有的同類熱風(fēng)沖天爐則存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大，占地面積大，耗能大，投資大，價(jià)格高的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、熱量的有效利用率高、節(jié)能、換熱效率高、的高溫還原熱風(fēng)沖天爐。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明高溫還原熱風(fēng)沖天爐，包括下方設(shè)置的爐膛，爐膛側(cè)面安裝的風(fēng)箱，爐膛下側(cè)面安裝的出鐵水前爐，爐膛正上方安裝的筒式換熱器，筒式換熱器正上方安裝的爐體，爐體正上方安裝的針形管換熱器，安裝在筒式換熱器出風(fēng)口和針形管換熱器進(jìn)風(fēng)口之間的低溫風(fēng)管，安裝在針形管換熱器出風(fēng)口和風(fēng)箱之間的帶有熱膨脹節(jié)的高溫風(fēng)管。
本發(fā)明高溫還原熱風(fēng)沖天爐的工作原理是從筒式換熱器進(jìn)風(fēng)口進(jìn)風(fēng)，經(jīng)筒式換熱器換熱后，由其出風(fēng)口進(jìn)入低溫風(fēng)管，再由低溫風(fēng)管進(jìn)入針形管換熱器，經(jīng)針形管換熱器進(jìn)一步換熱后，就進(jìn)入高溫風(fēng)管，最后經(jīng)風(fēng)機(jī)將換熱后的熱風(fēng)，再送入爐內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)冷風(fēng)預(yù)熱。
本發(fā)明高溫還原熱風(fēng)沖天爐，采用二級換熱器結(jié)構(gòu)，整體布置合理，尤其針形管換熱器換熱面積大，但其體積卻很小，結(jié)構(gòu)緊湊。
本發(fā)明高溫還原熱風(fēng)沖天爐，通過充分利用廢氣中的熱量，經(jīng)二級換熱器換熱，將冷風(fēng)由室溫預(yù)熱到400℃左右的高溫，利用爐氣熱使CO充分燃燒，熱量的有效利用率高，從而提高鐵水溫度，節(jié)省焦碳燃料，達(dá)到節(jié)能的目的。另一方面是供風(fēng)阻力小，因?yàn)閾Q熱器的總截面積大于供風(fēng)管道的截面積，完全可以配用高壓離心式風(fēng)機(jī)進(jìn)行熔煉，在風(fēng)機(jī)配套上比同類型的熱風(fēng)沖天爐節(jié)電20％以上，節(jié)能效果顯著。
本發(fā)明高溫還原熱風(fēng)沖天爐，不僅充分利用了沖天爐熔煉過程中爐氣中的顯熱，即物理熱，而且還充分利用了爐氣中的潛熱，即化學(xué)熱。本發(fā)明采用的筒式換熱器和針形管換熱器，通過二級換熱，氣體流動(dòng)路徑長，換熱面積大，換熱效率高。
綜上所述，本發(fā)明高溫還原熱風(fēng)沖天爐，體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，熱量的有效利用率高，節(jié)省燃料，實(shí)踐證明節(jié)能效果顯著，換熱面積大，換熱效率高，供風(fēng)阻力小。
以下結(jié)合附圖及其實(shí)施例對本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是
圖1中的筒式換熱器結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2中的俯視圖；圖4是
圖1中的針形管換熱器結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是圖4中的俯視圖；圖6是針形管換熱器中的針形管放大結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
在
圖1中，本發(fā)明高溫還原熱風(fēng)沖天爐，包括下方設(shè)置的爐膛1，爐膛1側(cè)面安裝的風(fēng)箱2，爐膛1下側(cè)面安裝的出鐵水前爐3，爐膛1正上方安裝的筒式換熱器4，筒式換熱器4正上方安裝的爐體5，爐體5正上方安裝的針形管換熱器6，安裝在筒式換熱器4出風(fēng)口和針形管換熱器6進(jìn)風(fēng)口之間的低溫風(fēng)管7，安裝在針形管換熱器6出風(fēng)口和風(fēng)箱2之間的帶有熱膨脹節(jié)的高溫風(fēng)管8。
在圖2～圖3中，本發(fā)明高溫還原熱風(fēng)沖天爐，所說的筒式換熱器4，包括上法蘭4-1，下法蘭4-2，內(nèi)筒4-3，外筒4-4，內(nèi)散熱片4-5，外散熱片4-6，下導(dǎo)流法蘭4-7，上導(dǎo)流法蘭4-8。
本發(fā)明高溫還原熱風(fēng)沖天爐，所說的筒式換熱器4，其作用是冷風(fēng)由下部進(jìn)風(fēng)口a進(jìn)入筒式換熱器的下部，經(jīng)繞圓周一圈預(yù)熱后，由下導(dǎo)流法蘭進(jìn)入中部，再繞圓周一圈后，經(jīng)上導(dǎo)流法蘭進(jìn)入上部，由上部出風(fēng)口b導(dǎo)出。由于氣體流動(dòng)路徑長，換熱面積大，換熱效率高。
本發(fā)明高溫還原熱風(fēng)沖天爐，所說的筒式換熱器4，其中的內(nèi)散熱片13，采用了簡化畫法，未示意出來，僅示意出外散熱片。
在圖4～圖6中，本發(fā)明高溫還原熱風(fēng)沖天爐，所說的針形管換熱器6，包括外殼6-1，位于外殼6-1內(nèi)的針形管換熱管組6-2，與針形管換熱管組6-2兩端相連并安裝在外殼6-1上的進(jìn)風(fēng)箱6-3和出風(fēng)箱6-4。
本發(fā)明高溫還原熱風(fēng)沖天爐，所說的針形管換熱器6，其工作原理是由筒式換熱器4的出風(fēng)口b導(dǎo)出的低溫風(fēng)在150℃左右，由低溫風(fēng)管7導(dǎo)入針形管換熱器6的進(jìn)風(fēng)口，經(jīng)針形管換熱管組進(jìn)行第二次升溫，最終將空氣預(yù)熱到約400℃后，將熱風(fēng)再送入爐內(nèi)，提高爐內(nèi)溫度，實(shí)現(xiàn)了廢氣的再利用，節(jié)省能源顯著，從而提高經(jīng)濟(jì)效益。
本發(fā)明高溫還原熱風(fēng)沖天爐，強(qiáng)化換熱表面的對流傳熱，有效提高傳熱系數(shù)。特殊焊接工藝制作的針形管，其單位長度的傳熱面積是相同規(guī)格的普通光管的七倍左右。另外，在熱源介質(zhì)橫向沖刷鋼針的同時(shí)，在鋼針的圓柱背面形成對稱的穩(wěn)態(tài)旋流和回流區(qū)，熱邊界不斷的被破壞和再重新形成，從而使整個(gè)換熱面邊界層減薄，這樣就減少了熱阻而大大提高了換熱系數(shù)，而且強(qiáng)烈的旋流和回流使針形管表面具有較強(qiáng)的防灰防垢和較高的自除灰能力。
本發(fā)明高溫還原熱風(fēng)沖天爐，針形管本體由高頻電爐加熱后彎制而成，使用壽命長，同時(shí)針形管本體上的針由專用的點(diǎn)弧熔化焊設(shè)備焊接而成，焊縫不含氣隙，導(dǎo)熱性能好，換熱效率高。
本發(fā)明高溫還原熱風(fēng)沖天爐，所說的針形管換熱器，當(dāng)受熱時(shí)，會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力，因此，每根針形換熱管都設(shè)置一定的圓弧，以消除熱應(yīng)力、解決熱膨脹問題。
本發(fā)明高溫還原熱風(fēng)沖天爐，與普通沖天爐兩個(gè)不同的地方有效高度比一般沖天爐要矮，約矮800～1200mm，以保證產(chǎn)生一定量的CO；第二，加料口開口尺寸合理，一般開口截面積為爐膛截面積的1/3～1/2，以保證進(jìn)入適量的空氣，來保證CO的燃燒，產(chǎn)生火焰來加熱換熱室中的換熱管。
權(quán)利要求1.一種高溫還原熱風(fēng)沖天爐，其特征在于，包括下方設(shè)置的爐膛，爐膛側(cè)面安裝的風(fēng)箱，爐膛下側(cè)面安裝的出鐵水前爐，爐膛正上方安裝的筒式換熱器，筒式換熱器正上方安裝的爐體，爐體正上方安裝的針形管換熱器，安裝在筒式換熱器出風(fēng)口和針形管換熱器進(jìn)風(fēng)口之間的低溫風(fēng)管，安裝在針形管換熱器出風(fēng)口和風(fēng)箱之間的帶有熱膨脹節(jié)的高溫風(fēng)管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫還原熱風(fēng)沖天爐，其特征在于，所說的筒式換熱器，包括上法蘭，下法蘭，內(nèi)筒，外筒，內(nèi)散熱片，外散熱片，下導(dǎo)流法蘭，上導(dǎo)流法蘭。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫還原熱風(fēng)沖天爐，其特征在于，所說的針形管換熱器，包括外殼，位于外殼內(nèi)的針形管換熱管組，與針形管換熱管組兩端相連并安裝在外殼上的進(jìn)風(fēng)箱和出風(fēng)箱。
專利摘要一種高溫還原熱風(fēng)沖天爐，包括爐膛，風(fēng)箱，出鐵水前爐，筒式換熱器，爐體，針形管換熱器，低溫風(fēng)管，帶有熱膨脹節(jié)的高溫風(fēng)管。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)緊湊，熱量的有效利用率高，節(jié)能，換熱效率高?？蓮V泛應(yīng)用于鑄造生產(chǎn)中鑄鐵熔煉過程中。
文檔編號F27B1/00GK2677839SQ20042000133
公開日2005年2月9日 申請日期2004年1月3日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月3日
發(fā)明者段金挺 申請人:段金挺