熔煉爐的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了熔煉爐。該熔煉爐包括：爐體，所述爐體內(nèi)限定出熔煉空間；多個(gè)噴槍，所述噴槍與所述爐體相連并且伸入至所述熔煉空間內(nèi)；多個(gè)蓄熱體，所述多個(gè)蓄熱體設(shè)置在所述爐體的側(cè)壁上；以及多個(gè)燃燒器，所述多個(gè)燃燒器分別從所述蓄熱體嵌入至所述熔煉空間。通過在熔煉爐上合理設(shè)置噴槍，向爐內(nèi)噴吹氧氣和煤粉，使熔煉爐內(nèi)熱量分布均勻，能源損耗顯著降低，熱量利用率高，熔煉周期顯著縮短。
【專利說明】
熔煉爐
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型涉及冶金領(lǐng)域，具體地，涉及熔煉爐。
【背景技術(shù)】
[0002]燃?xì)馊蹮挔t以其S02、N0x排放量低，清潔衛(wèi)生。操作方便，易于自動(dòng)化控制而被廣泛應(yīng)用冶金和鑄造加工行業(yè)，是普遍建設(shè)和使用的熔煉設(shè)備。
[0003]燃?xì)馊蹮挔t存在的問題是該類設(shè)備普遍使用天然氣，對(duì)于缺乏天然氣地區(qū)，則使用焦?fàn)t煤氣或煤制合成氣。煤轉(zhuǎn)換合成氣存在煤熱量損失及設(shè)備投資。
[0004]無論是天然氣或煤制合成氣都存在價(jià)格高能耗高等問題，能耗高、價(jià)格高直接增加生產(chǎn)成本，使得企業(yè)缺乏市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí)引起的負(fù)面效應(yīng)也隨之增多，環(huán)境污染和熱室效應(yīng)，甚至降低產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，給企業(yè)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來障礙，那么怎樣既促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展又是保持綠色環(huán)境生產(chǎn)，是當(dāng)前制約該行業(yè)和社會(huì)發(fā)展的矛盾。
[0005]由此，熔煉爐的結(jié)構(gòu)有待改進(jìn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本實(shí)用新型的一個(gè)目的在于提出一種具有噴槍的熔煉爐，該熔煉爐具有燃?xì)庥昧可伲芎牡?，生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)。
[0007]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，本實(shí)用新型提供了一種熔煉爐。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，該熔煉爐包括:爐體，所述爐體內(nèi)限定出熔煉空間；多個(gè)噴槍，所述噴槍與所述爐體相連并且伸入至所述熔煉空間內(nèi)；多個(gè)蓄熱體，所述多個(gè)蓄熱體設(shè)置在所述爐體的側(cè)壁上；以及多個(gè)燃燒器，所述多個(gè)燃燒器分別從所述蓄熱體嵌入至所述熔煉空間。
[0008]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的熔煉爐，通過在熔煉爐上合理設(shè)置噴槍，向爐內(nèi)噴吹氧氣和煤粉，氧氣和煤粉發(fā)生化學(xué)反應(yīng)釋放熱量，熱量可以傳遞到爐內(nèi)周邊熱量難以到達(dá)或作用效果非常差的地方，熔煉爐內(nèi)熱量分布均勻，能源損耗顯著降低，熱量利用率高，熔煉周期顯著縮短;此外，利用噴槍可以采用價(jià)格低廉的煤粉部分取代價(jià)格昂貴或區(qū)域性缺乏天然氣或煤制合成氣，降低熔煉成本。
[0009]任選地，所述多個(gè)噴槍中的每一個(gè)均包括:殼體，所述殼體內(nèi)限定出容納空間；煤粉噴管，所述煤粉噴管設(shè)置在所述容納空間中；多個(gè)助燃?xì)鈬姽?，所述多個(gè)助燃?xì)鈬姽茉O(shè)置于所述容納空間中，且所述多個(gè)助燃?xì)鈬姽苎厮雒悍蹏姽艿闹芟蚍植迹灰约袄鋮s水管道，所述冷卻水管道設(shè)置在所述殼體的外壁上。
[0010]任選地，所述噴槍插入到所述熔煉空間中的長(zhǎng)度可調(diào)。
[0011]任選地，所述噴槍與所述爐體側(cè)壁之間開口向上的夾角至多為90度。
[0012]任選地，所述噴槍與所述蓄熱體呈交錯(cuò)分布。
[0013]任選地，該熔煉爐進(jìn)一步包括:換熱器，所述換熱器與所述燃燒器和所述噴槍相連。
[0014]任選地，所述燃燒器包含噴嘴，所述噴嘴的中心軸線為水平方向。
[0015]任選地，所述多個(gè)燃燒器交替進(jìn)行加熱。
[0016]本實(shí)用新型的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實(shí)用新型的實(shí)踐了解到。
【附圖說明】
[0017]本實(shí)用新型的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0018]圖1顯示了根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的熔煉爐結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2顯示了根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的噴槍結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3顯示了根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的噴槍與爐體側(cè)壁位置關(guān)系示意圖；
[0021]圖4顯示了根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的熔煉爐結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖5顯示了根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的熔煉爐結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
[0024]在本實(shí)用新型的描述中，術(shù)語“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型而不是要求本實(shí)用新型必須以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
[0025]需要說明的是，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。進(jìn)一步地，在本實(shí)用新型的描述中，除非另有說明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。
[0026]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，本實(shí)用新型提供了一種熔煉爐。參考圖1，根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，該熔煉爐1000包括:爐體100、多個(gè)噴槍200、多個(gè)蓄熱體300和多個(gè)燃燒器400，其中，爐體100內(nèi)限定出熔煉空間；噴槍200與爐體100相連并且伸入至熔煉空間內(nèi)，根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，噴槍通過管道與噴吹煤高壓料倉(cāng)和壓縮空氣罐連接，用于向所述電石生產(chǎn)空間中供給煤粉和氧氣，使得煤粉和氧氣燃燒產(chǎn)生熱量向熔煉空間供熱；多個(gè)蓄熱體300設(shè)置在爐體的側(cè)壁上，用于吸收和存儲(chǔ)燃燒器400燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔獾臒崃浚欢鄠€(gè)燃燒器400分別從蓄熱體300嵌入至所述熔煉空間，根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，燃燒器400燃燒爐料放熱與噴槍200噴出的煤粉燃燒放熱同時(shí)進(jìn)行，熱量利用率高。
[0027]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的熔煉爐1000，通過在熔煉爐1000上合理設(shè)置噴槍200，向爐內(nèi)噴吹氧氣和煤粉，氧氣和煤粉發(fā)生化學(xué)反應(yīng)釋放熱量，熱量可以傳遞到爐內(nèi)周邊有很多電弧不能作用或者作用效果非常差的地方，熔煉爐內(nèi)熱量分布均勻，并且燃燒器400燃燒爐料放熱與噴槍200噴出的煤粉燃燒放熱同時(shí)進(jìn)行，能源損耗降低達(dá)25%，熱量利用率高，熔煉周期縮短5-13分鐘;此外，利用噴槍200可以采用價(jià)格低廉的煤粉部分取代價(jià)格昂貴或區(qū)域性缺乏天然氣或煤制合成氣，熔煉成本低。
[0028]參考圖2，根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述多個(gè)噴槍中的每一個(gè)均包括:殼體210、煤粉噴管220、多個(gè)助燃?xì)鈬姽?30和冷卻水管道240，其中，殼體210內(nèi)限定出容納空間；煤粉噴管220設(shè)置在容納空間中；多個(gè)助燃?xì)鈬姽?30設(shè)置于容納空間中，且多個(gè)助燃?xì)鈬姽?30沿煤粉噴管220的周向分布;冷卻水管道240設(shè)置在殼體210的外壁上。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，噴槍200中的煤粉噴管220與高壓煤粉料倉(cāng)通過管道連接，助燃?xì)鈬姽?10與氧氣加壓站通過高壓助燃?xì)夤艿老噙B，噴槍200的前段設(shè)置閥門，當(dāng)向爐內(nèi)噴吹時(shí)，把煤粉管道、助燃?xì)夤艿篮烷y門打開，煤粉/助燃?xì)膺M(jìn)入噴槍200，由噴槍200噴射進(jìn)入熔煉空間，其中，助燃?xì)饪梢詾楦谎鯄嚎s空氣、純氧或空氣，燃燒器400燃燒爐料放熱與噴槍200噴出的煤粉燃燒放熱同時(shí)進(jìn)行，熔煉空間內(nèi)主要燃燒反應(yīng)如下:
[0029]CnHm+ (n+m/4)02 = nC02+(m/2) H2O+Q (I)
[0030]C+02 = C02+Q (2)
[0031]其中，式(I)和式(2)均為放熱反應(yīng)，放出熱量用于加熱進(jìn)行熔煉處理以降低電耗，從而，在利用噴槍200使熔煉空間內(nèi)熱量分布均勻的同時(shí)，采用價(jià)格低廉的煤粉部分取代價(jià)格昂貴或區(qū)域性缺乏天然氣或煤制合成氣，熔煉成本低。此外，由于電石爐內(nèi)溫度很高，噴槍200外壁的冷卻水管道240可以降低噴槍的溫度，防止?fàn)t體內(nèi)溫度過高導(dǎo)致的噴槍使用壽命縮短。
[0032]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，噴槍200插入到熔煉空間中的長(zhǎng)度可調(diào)。由此，噴槍插入位置根據(jù)爐內(nèi)冶煉情況可在熔池上方與固體爐料之間，加快爐料熔化速度，降低冶煉周期。
[0033]參考圖3，根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，噴槍200與爐體側(cè)壁之間形成的開口向上的夾角α，該夾角α至多為90度。由此，由此可以確保爐內(nèi)熱量分布更加均勻，降低冶煉能耗和冶煉周期。
[0034]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述噴槍與所述蓄熱體呈交錯(cuò)分布。
[0035]參考圖4，根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，燃燒器400包含噴嘴410，該噴嘴410的中心軸線為水平方向。由此，爐內(nèi)熱量分布相對(duì)均勻。
[0036]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，多個(gè)燃燒器400交替進(jìn)行加熱。根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，可以通過可編程控制器(PLC)控制燃燒器400，實(shí)現(xiàn)交替加熱，循環(huán)周期為60?90秒。參考圖4，對(duì)燃燒器400交替進(jìn)行加熱的原理進(jìn)行解釋說明，圖中右側(cè)的燃燒器400燃燒，左側(cè)的燃燒器400排煙。將燃燒器400從蓄熱體300嵌入至熔煉空間，燃燒器400與其嵌入的蓄熱體300形成一個(gè)整體，利用蓄熱式燃燒技術(shù)進(jìn)行加熱，通過蓄熱體300完成出爐煙氣與入爐助燃?xì)獾臒峤粨Q，以達(dá)到提高熔煉爐1000熱效率和節(jié)能減排的效果。熔煉爐1000上的燃燒器400都是交替燃燒，即其中一個(gè)燃燒，其它排煙，然后定時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使原來用于燃燒的燃燒器400進(jìn)行排煙，而原來用于排煙的燃燒器400進(jìn)行燃燒，不斷周而復(fù)始的循環(huán)操作。如圖4所示，例如爐溫為1280攝氏度，位于左側(cè)的燃燒器400的燒嘴410處于排煙狀態(tài)，溫度為1280攝氏度的高溫?zé)煔鈴男顭狍w300頭部進(jìn)入，從尾部排出。煙氣流過蓄熱體300時(shí)熱量被蓄熱體吸收，并被蓄熱體300蓄存起來，從尾部排出的煙氣的溫度明顯降低。位于右側(cè)的燃燒器400的燒嘴410處于燃燒狀態(tài)，助燃?xì)鈴男顭狍w尾部進(jìn)入，從頭部排出?？諝饬鬟^蓄熱體1300時(shí)，蓄熱體300放熱，熱量被空氣吸收，將空氣加熱到高溫(僅比高溫?zé)煔獾?0°C-100°C )如本實(shí)施例中，可以為1200攝氏度，然后參與燃燒。在換向閥換向后，位于右側(cè)的燃燒器400的燒嘴410變?yōu)榕艧煚顟B(tài)，而位于左側(cè)的燃燒器400的燒嘴410變?yōu)槿紵隣顟B(tài)，完成下半周期的燃燒一排氣過程。
[0037]發(fā)明人驚奇地發(fā)現(xiàn)，本實(shí)用新型將蓄熱體和燃燒器相結(jié)合，進(jìn)行蓄熱式燃燒，可將焙燒過程產(chǎn)生的煙氣用于預(yù)熱燃料和空氣，提高燃料的燃燒溫度，降低了煙氣的排放溫度，從而大大地提高了燃料的熱利用效率，減少了 SOdPNOx等污染物的排放量。同時(shí)，采用多個(gè)燃燒器交替進(jìn)行加熱，在實(shí)現(xiàn)熱煙氣余熱利用的同時(shí)，還可提高熔煉爐的熔煉強(qiáng)度。
[0038]參考圖5，根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，該熔煉爐進(jìn)一步包括:換熱器500，該換熱器500與燃燒器400和噴槍200相連。由此，利用燃燒器產(chǎn)生的高溫?zé)煔馀c助燃?xì)膺M(jìn)行換熱，得到預(yù)熱的助燃?xì)?，將預(yù)熱后的助燃?xì)廨斔椭羾姌?，有助于煤粉燃燒?br>[0039]下面參考具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行說明，需要說明的是，這些實(shí)施例僅僅是說明性的，而不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
[0040]實(shí)施例1:
[0041]本實(shí)施例中，熔煉爐的一側(cè)的對(duì)側(cè)壁各設(shè)置一個(gè)燃燒器，燃燒器通過蓄熱體插入到熔煉空間，燃燒器燒嘴的中心軸向?yàn)樗椒较?，燃燒器以天然氣為原料，燃燒供熱，熔煉爐的側(cè)壁上與燃燒器交錯(cuò)設(shè)置2個(gè)噴槍，噴槍與爐體側(cè)壁的夾角α為80度，噴槍與水平呈90°-α = 10°夾角布置，該角度噴槍噴吹火焰斜向下，噴槍中的煤粉噴管與高壓煤粉料倉(cāng)通過管道連接，助燃?xì)鈬姽芘c氧氣加壓站通過高壓氧氣管道相連，冷卻水管與水栗相連，噴槍的前段設(shè)置閥門，當(dāng)向爐內(nèi)噴吹時(shí)，把煤粉管道、氧氣管道和閥門打開，煤粉/氧氣進(jìn)入噴槍，煤粉利用載氣從噴槍中噴出，冷卻水在噴槍外壁對(duì)噴槍進(jìn)行降溫。噴槍與爐壁夾角α =80°，噴槍與水平呈90°-α = 10°夾角布置，噴槍噴吹火焰斜向下(圖4)，燃?xì)鉄旆较蛉紵鹧嫫叫兴矫妗?br>[0042]當(dāng)熔煉爐料裝入熔煉爐內(nèi)，燃燒器燃燒天然氣放熱，對(duì)熔煉爐料進(jìn)行加熱，并產(chǎn)生大量高溫?zé)煔?，該煙氣分兩部分排?其中一部分高溫?zé)煔饨?jīng)蓄熱體蓄熱，溫度降低，形成低溫?zé)煔馀懦觯顭狍w利用蓄積的熱量預(yù)熱燃?xì)夂椭伎諝?另一部分煙氣經(jīng)換熱器換熱，預(yù)熱噴槍的助燃氧氣，具體地，噴槍通過管道與噴吹煤粉倉(cāng)及壓縮空氣儲(chǔ)氣罐連接，連接管道在換熱器內(nèi)與爐內(nèi)排出的高溫?zé)煔膺M(jìn)行換熱以預(yù)熱助燃?jí)嚎s空氣和噴吹煤粉，得到預(yù)熱后的壓縮氧氣。調(diào)整噴槍的角度，使噴槍的噴口插入熔池上部的爐料中間部，同時(shí)打開噴槍前閥門，進(jìn)行氧煤混合噴吹，噴吹瘦煤煤粉，煤粉燃燒對(duì)熔煉爐料進(jìn)一步加熱，噴吹10kg瘦煤煤粉煤代替天然氣62Nm3天然氣，能耗降低5%，冶煉周期縮短7min，冶煉成本降低9元。
[0043]在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本實(shí)用新型的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0044]盡管已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解:在不脫離本實(shí)用新型的原理和宗旨的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本實(shí)用新型的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種熔煉爐，其特征在于，包括: 爐體，所述爐體內(nèi)限定出熔煉空間； 多個(gè)噴槍，所述噴槍與所述爐體相連并且伸入至所述熔煉空間內(nèi)； 多個(gè)蓄熱體，所述多個(gè)蓄熱體設(shè)置在所述爐體的側(cè)壁上；以及 多個(gè)燃燒器，所述多個(gè)燃燒器分別從所述蓄熱體嵌入至所述熔煉空間。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔煉爐，其特征在于，所述多個(gè)噴槍中的每一個(gè)均包括: 殼體，所述殼體內(nèi)限定出容納空間； 煤粉噴管，所述煤粉噴管設(shè)置在所述容納空間中； 多個(gè)助燃?xì)鈬姽埽龆鄠€(gè)助燃?xì)鈬姽茉O(shè)置于所述容納空間中，且所述多個(gè)助燃?xì)鈬姽苎厮雒悍蹏姽艿闹芟蚍植?；以?冷卻水管道，所述冷卻水管道設(shè)置在所述殼體的外壁上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔煉爐，其特征在于，所述噴槍插入到所述熔煉空間中的長(zhǎng)度可調(diào)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔煉爐，其特征在于，所述噴槍與所述爐體側(cè)壁之間開口向上的夾角至多為90度。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔煉爐，其特征在于，所述噴槍與所述蓄熱體呈交錯(cuò)分布。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔煉爐，其特征在于，進(jìn)一步包括: 換熱器，所述換熱器與所述燃燒器和所述噴槍相連。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔煉爐，其特征在于，所述燃燒器包含噴嘴，所述噴嘴的中心軸線為水平方向。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔煉爐，其特征在于，所述多個(gè)燃燒器交替進(jìn)行加熱。
【文檔編號(hào)】F27B14/00GK205448677SQ201620208590
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年3月17日
【發(fā)明人】鄧君, 薛遜, 曹志成, 張嵐, 唐敬坤, 范志輝, 吳道洪
【申請(qǐng)人】江蘇省冶金設(shè)計(jì)院有限公司