CN1004028B - 炉料的加热装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于连续生产具有等截面的细长碳精棒的烘烤炉。使该烘烤炉相对于一个含有未烘烤碳精电极糊的壳体连续或基本连续地移动，其移动的速度与碳精棒的预定烘烤速度相适应。该烘烤炉包括外部钢制炉壳（５）和装在炉壳（５）内部的耐火炉衬（６），该炉衬（６）限定了燃烧室（７）。耐火炉衬（６）的上部和壳体（３）之间装有冷却室（１６），冷却室上面装有有气体密封装置（２３）。耐火炉衬（６）的下面装有废气通道（１１）。

Description

炉料的加热装置

本发明所涉及的是一种采用加热气体、特别是熔化或精炼装置的热废气加热炉料、尤其是金属碎片的装置。

上述的这类装置存在着如何防止炉料在加热时局部过热的问题。当利用薄的金属废料、如车床加工的钢屑，局部过热后会导致炉料着火。

美国专利说明书NO.2805143公开一种方法。将通过炉料预热气并与炉料进行热交换而被冷却的部分加热气体在循环，并使它与炉料预热气进口端的热气体混合。由于加热气体温度降低，所以炉料的局部过热现象不在发生。然而，由于进入炉料预热气的加热气体温度降低，因而需要增加加热时间。同时，在炉料预热器里的炉料可以加热到的平均温度也要降低。

联邦德国已出版的说明书（DE-AS）NO2302012公开了一种方法，用燃烧气体预热铁屑，但至少是在两个绝热的容器里进行，从第一容器的加热罩下面产生燃烧气体，然后通过上流排列的第二个容器。按照该方法，在一个容器的供气循环内，加热气体交替地从上面和下面进入一个容器内。在最后的加热阶段，也就是说，在该容器与熔炉接通之前，加热气体仅仅由一个方向通过。由于流程长，所以加热气体的进入端和排出端之间不可避免地存在着很大温差。

联邦德国公开专利说明书（DE-OS）NO.3038515中试图提供一种装置能对所有的炉料进行均匀的加热并减小压力降，其办法是使通过炉料的加热气体分布在整个横断面上。为达到此目的，在炉料预热器内周边上均匀分布着多个垂直方向延伸的通道，每个通道都有孔在径向与预热器的内部连通，同时预热器的中央还有一个垂直通道。虽然这样的结构使加热气体在进口端的通流截里大大增加，并由可能缩短气体的流程，从而减小局部过热的危险，然而也遇到了以下困难：为在炉料预热器的中央形成垂直通道，在炉料装入容器之前，要在容器中装上心部另件，在炉料装入后，在把心部另件取出。若是那样，尤其是当用的炉料是碎料时，这些碎片则易落入由心部另件所形成的垂直通道内，形成部分堵塞。那样就不能保证加热气体均匀地通过炉料。

联邦德国公开专利说明书（DE-OS）NO.3107548公开的一种装置，正如其权利要求1所描述的，炉料预热器的容器内部被一隔板隔开，隔板朝着底孔向下倾斜，受料空间用以收容炉料，底部畅通的环状空间与加热气体管道连通，用以引入加热气体。底板用两块挡板封闭，该挡板能旋转，并可作为气体的通道。在炉料预热器中的炉料，其边缘地区受热的程度高于中央地区，在结构上不再保证中部区域的加热气体的短流程。在炉料装入预热器之前，需要用起重设备将炉料预热器调放在支承基础上，这样可以保证用能够旋转可开启的挡板形成底部的封闭，免受由于炉料落下时所产生的非常大的机械载荷的冲击。

本发明的目的是提供一种采用加热气体、特别是熔化或精炼装置的热废气加热炉料，尤其是金属碎片的装置，这种装置结构简单、操作容易，允许均匀加热的炉料达到较高的平均温度值而不出现局部过热现象。本发明寻求的目标是，加热气体能够以短的流程均匀通过预热器里的炉料。本发明进一步寻求的目标是，所提供的底部封闭能够保证当炉料进入容器时，不需采取附加措施，即可经受炉料下落的冲击。本发明也寻求达到这样的目标，即利用简单的附加步骤，使得炉料在加热气体出口端与进口端受热的温度相同，这样在预热气内的炉料被加热得更加均匀，甚至达到较高的平均温度时也不出现局部过热现象。

根据本发明的一种采用加热气体加热金属材料的装置。特别是利用熔化或精炼装置的热废气加热金属碎片的装置，该装置包括一个炉料预热器，它的结构为容器状，其内可带放加热的炉料，该容器底部有可以关闭且作为排料用的底孔，上面有一可移动盖可将炉料装入容器内，还有一个下部开孔和上部开孔用以引入和排出气体，容器的内部被一气体可通过的隔板分隔。炉料不能通过该隔板，隔板朝着底孔向下倾斜，受料空间用作收容炉料，在畅通的下部环状空间处有一下部开孔用以接通加热气体，有加热气体管和废气排出管，其特征是：

容器内有穿过盖的筒体，其下端封闭并可升降，筒体下降，可关闭底孔，上升即可打开底孔，打开时可排料，上部开孔在炉料与盖之间形成的上部环状空间的壁上，加热气体可交替地从上部开孔通入而从下部开孔排出，或从下部开孔通入而从上部开孔排出。升降筒的下部周围分布有气体，而其处于上部环状空间处至少有一个气流孔。

更具体讲，隔板是由向下倾斜的环状零件组成，其中对于相邻的环状零件，下环状零件的内边缘与上环状零件的外边缘重叠，并在上环状零件的外边缘上形成一个通道。即环状通道。当容器的横断面是圆的，则环状零件的结构形式为平锥头圆锥面。在盖的上面设有用以收容炉料的供料容器，可升降的筒体穿过供料容器，而盖是供料容器底的一部分，盖和供料容器在水平方向上在分为平水方向可以移动的两个部分。加热气体管道有选择地分别与炉料预热器的下部开孔或上部开孔接通，而相对应的另一开孔又可以与废气管道相连接。加热气体先经由调温室再到加热气体管道，伸入调温室的喷咀打开时可以引

根据本发明的装置，有能升降的筒体，其结构与前面所描述的相一致。在容器里有环状受料空间用以收容被加热的炉料。事实上筒体也作为加热气体的通道，从而保证加热气体的流程短，并能均匀地通过炉料。在装满炉料的容器内，有一个呈向下倾斜结构的隔板和能升降的筒体。在容器的上部和下部有畅通的环状空间，并在下部和上部环状空间中分别开孔用以引入和排出加热气体。与本发明的构思相一致，加热气体管道有可以选择地与下部或上部的开孔相连通，而相应的另一开孔则与废气管道相连通。为达到本发明所寻求的目标，即能均匀加热在预热器内的炉料，且加热到较高的平均温度时不出现局部过热现象，本发明的装置在结构上作了进一步改进。更具体讲，以每隔一段合适的时间，最好是每隔5分钟周期性地改变气流的方向，即通过炉料的加热气体其进口端和出口端能轮流交替地变换，这样在两个区域的炉料就能得到均匀的高温加热，而不出现局部过热现象。当利用熔化或精炼装置的废气做为加热气体，热废气通过炉料之前，如果先经过调温室，在调温室中进行加热或冷却以达到控制温度，这样炉料的加热可以获得最佳控制。亦即，利用熔化装置废气或类似的热气体作为加热气体，可简便地控制其温度。

现将参考附图根据本发明的一个实施例对本发明进行更为详细的描述，其中：

图1是根据本发明一个装置的一个局部剖面侧视草图;和

图2是沿图1的Ⅱ-Ⅱ线截取的剖视图。

图1所示的装置包括炉料预热器1，并以容器2的结构形式收容炉料3，该炉料由加热气体加热。炉料最好是废钢片，它将装入熔化炉（没示出）内熔化。熔化炉的废气最合适作为加热气体。

图2示出的实施例中，炉料预热器1的容器2的断面是圆的，该容器具有能封闭的底孔4用做容器2的排料，该容器还具有可移动盖5用以把炉料装入容器2。该容器的内部由隔板6所分隔，隔板6呈向下倾斜机构朝向底孔4，受料空间7用以收容炉料。容器下部有畅通的环状空间8，该处有下部开孔9用作加热气体通口。容器的上部开孔10使加热气体与受料空间7连通，更确切地说是与炉料3与盖5之间形成的上部环状空间11连通，环状空间11为受料空间7的一部分。

容器2的中央位置装有轴向可移动的筒体13，供筒体穿过盖5，其下端用底板12将其封闭。正如图1所示，当筒体13处于下降位置时，其下端底孔4封住，当筒体处于上升位置时，即打开底孔，从而使容器2排料。筒体13的上下运动由双向箭头14示出。

筒体13不仅在底部用底板12封住，而且由设置在该筒体上部区域的平板15封住。正如下文将要描述的，这种结构使得该筒体作为输送加热气体的通道，并使加热气体通过炉料的流程缩短。为达到这个目的，在该可移动筒体的下部圆周上分布有若干个气孔16，而在其上部环状空间11区域处至少有一个气流孔17。而最好有多个这样的气流孔17分布在该筒体的圆周上。

隔板6是由向下倾斜的环状零件6a、6b和6c组成。对于相互靠近的环状零件，如6b和6c，下环状零件6b的内缘搭在上环状零件6c的外缘上，并在上环状零件6c的外缘上保持一定间隔，从而形成环状通道6d。这样的结构可以保证炉料碎片不会卡在环状通道6d中。气孔16各自的每个开口也有同样类似的结构，利用各孔上部边缘使得每个对应的开孔免受容器2受料空间7内的炉料的影响。由于上述容器的断面是圆的，而且在这种情况下环状另件6a、6b和6c的结构形式是平截头圆锥面，所以每个环状另件只需延伸到超出相应的环状部分即可。此外，隔板6也可以有不同的结构，而着重需要考虑的是，要使得加热气体尽可能均匀地通过炉料。为了同一目的，容器2的下部和上部开孔9和10是各自以切线的结构与加热气体接管18和19相连接（见图2）。容器2的盖5上面有供料容器21，用以收容炉料20。供料容器21的底板21a与容器2的盖5是一个整体结构，也就是说，底板21a与容器2的盖5同时形成。此外，如图2所示，盖和供料容器在水平方向分为两个可移动的部分21/1和21/2。由图1和图2所示的位置，向左、向右移动21/1和21/2，这样供料容器21中的炉料20可以输送到容器2内。为了操作方便，供料容器21的底板21a采用向中央倾斜的结构。此外，筒体13也穿过供料容器21，如图1所示。供料容器21的上面是敞开的。

下面将提供这样的特征，使得加热气体能交替地从相反的方向通过炉料。用以输送加热气体的接管22通过第一管道23与容器2下部开孔9相连接，并通过第二管道24与上部开孔10相连接。此外，废气管道27通过第三管道25与容器2的下部开孔9相连接，另外通过第四管道26与容器2上部开孔10相连接。管23与26之间的气体通道或是开或是关，由各自的滑阀28、31加以控制。图1所示的位置，滑阀28和31是开启的，而滑阀29和30是关闭的。

通常，是利用由熔化炉或精炼炉引出的废气作为加热气体，若是那样，就要求控制加热气体的温度和组分。图1所示的装置是采用热废气，通过接管32将熔化炉或精炼炉的热废气引入，但不是直接进入废钢预热器1，而是先通过调温室33，该室通入一个喷咀34，它最好是由多个同心管构成起燃烧器作用，用以引入氧气或是冷却气体。在调温室33内，加热气体被调节到所要求的温度，经由加热气体的接管22将其引出。调温室33的气体出口管36也与废气管道27相连接，可用滑阀35将其关闭。

上述装置的各种操作方式描述如下：

照图1所示的操作步骤，管道23和26上的滑阀28和31处于开启状态，管道24和25上的滑阀29和30处于关闭状态，同时滑阀35也关着。加热气体通过管道22以切线方式进入下部畅通的环状空间8，并通过环状通道6d进入炉料3。进入炉料3的加热气体，一部分在受料空间7的下部基本上是从径向通入炉料，经由气孔16进入筒体13，再通过上部气流孔17进入由炉料与盖5之间形成的上部环状空间11。而进入炉料3的其余加热气体向上流过炉料并直接进入上部环状空间11。当加热气体通过炉料，连续地放出显热，然后从上部环状空间11通过上部开孔10由废气管道27排走。由于加热气体连续地放热，使得在加热气体进口端的炉料受热的程度大于在加热气体出口端的炉料。

在加热气体进口端的炉料发生局部过热之前，即关闭滑阀28和31，关开启滑阀29和30，使加热气体以相反的方向通过炉料，进而以最大量的热能供到在前阶段加热程度最低的区域。照此方式，通过反复地，周期性地变换气流方向，使得几乎所有的炉料3，以高于现有工艺的平均温度加热，而不发生局部过热的危险。

当达到规定的温度，关闭滑阀28和31，然后开启滑阀35。同时，升起筒体13把加热过的炉料3排入下面的卡车或是可移动的容器内。然后降下筒体13，再次关闭容器2的底孔4，接着移开21/1和21/2，使得下一批炉料20从供料容器21装入容器2。两个水平可移动的部件21/1和21/2再次复位后，即可对已装入容器2的炉料3进入加热程序。在加热过程中，下一批炉料20又可装入供应容器21内。

调温室33和喷咀34使得进入炉料预热器1的加热气体的温度和组分能够控制到所要求的程度。例如，由管道32引入的熔化炉或类似装置的废气温度过低，就可用喷咀34补充更多的能量，从而提高了加热气体的温度。如果由管32引到调温室33的加热气体还含有可燃气体的组分，可用喷咀34引入氧气或空气，这样还可以节省能量。如果由管32引入的加热气体温度过高，就可通过喷咀34引入冷却气体，使得加热气体的温度降到要求的程度。若是加热气体需要降温而又不含有或仅仅是含有微量的可燃组分，那时冷空气可用作冷却气。

Claims (11)

1、一种采用加热气体加热金属材料的装置，特别是利用熔化或精炼装置的热废气加热金属碎片的装置，该装置包括一个炉料预热器（1），它的结构为容器（2）状，其内可放待加热的炉料（3），该容器（2）底部有可以关闭且作为排料用的底孔（4），上面有一可移动盖（5），以便将炉料（3）装入容器（2）内，还有一个下部开孔（9）和上部开孔（10），用以引入和排出气体，容器（2）的内部被一气体可通过的隔板（6）分隔，炉料不能通过该隔板，隔板（6）朝着底孔（4）向下倾斜，隔板上的受料空间（7）用作收容炉料，在畅通的下部环状空间（8）处有下部开孔（9）用以接通加热气体，有加热气体管（22）和废气排出管（27），其特征是：

容器（2）内有穿过盖（5）的筒体（13），其下端封闭并可升降，筒体下降，可关闭底孔（4），上升即可打开底孔（4），打开时可排料，上部开孔（10）在炉料（3）与盖（5）之间形成的上部环状空间（11）的壁上，加热气体可交替地从上部开孔（10）通入而从下部开孔（9）排出，或从下部开孔（9）通入而从上部开孔（10）排出，升降筒（13）的下部周围分布有气（16），而其处于上部环状空间（11）处至少有一个气流孔（17）。

2、根据权利要求1所述的装置，其特征是：隔板（6）是由向下倾斜的环状零件（6a）、（6b）和（6c）组成，其中对于相邻的环状零件，下环状零件的内边缘与上环状零件的外边缘重合并形成一个加热气体可通过的环状通道（6d）。

3、根据权利要求2所述的装置，其特征是，容器（2）的横断面是园的，环状零件的结构形式为平截头圆锥面。

4、根据权利要求1至3其中的一项权利要求所述的装置，其特征是：在盖（5）的上面设有用以收容炉料的供料容器（21）。

5、根据权利要求4所述的装置，其特征是：可升降的筒体（13）穿过供料容器（21）。

6、根据权利要求4所述的装置，其特征是：供料容器（21）的底与上述盖（5）相联成一体。

7、根据权利要求6所述的装置，其特征是：上述盖（5）和供料容器（21）在水平方向再分为水平方向可以移动的两个部分。

8、根据权利要求1所述的装置，其特征是：加热气体管道（22）分别与炉料预热器（1）的下部开孔（9）和上部开孔（10）相联通，废气排出管（27）也分别与上述两开孔相联通，通过管道上的闸门，从而使上部开孔（10）进加热气体，则从下部开孔（9）排气，而下部开孔（9）进气，则上部开孔（10）排气。

9、根据权利要求8所述的装置，其特征是：加热气体经由调温室（33）到加热气体管道（22），伸入调温室（33）的喷管（34）打开时可引入含氧气体或可燃气体和含氧气体。

10、根据权利要求9所述的装置，其特征是：调温室（33）与废气管道（27）连接。

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