CN102435063B - 一种合金烘烤炉 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种合金烘烤炉，是一种对合金进行烘烤的装置。本发明包括炉盖、炉体、耐火材料层、加热装置、卸料装置、料位计和温度计，其特征是：所述内耐火层上设置有斜孔，所述斜孔的一端和烘烤室相连通，该斜孔的另一端和环形烟道相连通，该斜孔的倾斜角度在20-80度之间，所述燃烧器安装在装置体上，所述燃烧器的数量为1-10个，所述燃烧器内设置有燃烧腔，该燃烧腔和环形烟道相连通，所述燃烧器的轴线和环形烟道的中心线相切。本发明结构简单，使用方便，安全可靠，具有良好的保温效果，加热合金温度均匀，能源利用率高，设备安装和维护方便，能够实现自动控制，加料和卸料方便，运行成本低，加热烟气和合金热交换充分。
Description
技术领域
本发明涉及一种烘烤炉，特别涉及一种合金烘烤炉，是一种对合金进行烘烤的装置，属于冶金行业。
背景技术
冶炼钢铁的过程中为了调整钢水的成分需要添加适量的合金。而添加的合金必须有一定的温度，因为如果常温下添加合金，合金中会含有大量的游离水和结晶水，使得冶炼出来的钢锻件中会有白点产生，白点是一种脆性锐边裂纹，具有极大的危害性。常温下添加合金还会影响钢水的温度。所以合金在添加入钢水之前需要加热，现在多用烘烤炉加热合金。
现有的烘烤炉如公开号为CN201637263U的实用新型所公开的一种铁合金烘烤炉，该烘烤炉包括炉体、中间隔墙、燃烧器、炉盖、卸料阀。炉体呈方形，其上部设置有对称布置的炉体烟道，炉体中间设置中间隔墙将炉膛分成左右两对称的烘烤室，进料口设置在烘烤室的上方，其上设置有可以开启的炉盖，两个烘烤室的底部分别设置出料口，出料口下分别设置有卸料阀，中间隔墙的两壁对称设置向下倾斜的加热斜道，中间隔墙的内部设置横向加热道多个和竖向加热道多组，每个横向加热道分别与一组竖向加热道连通，每个横向加热道的一端设置燃烧室，燃烧室处设置燃烧器，加热斜道的一端与竖向加热道连通，另一端与烘烤室连通，中间隔墙正对的炉壁上设置向下倾斜的排烟斜道和炉壁烟道，两个炉壁烟道连通，排烟斜道一端与炉壁烟道连通，另一端与烘烤室连通。
该烘烤炉设置了中间隔墙，令加热烟气从中间隔墙中排出以加热合金，可以防止炉壁上的燃烧器火焰直接对合金加热。燃烧器火焰直接对合金加热会令合金局部高温而熔化、粘连，而且熔化、粘连后的合金会加剧喷口处的局部高温，造成炉体、炉墙的经常被烧坏。
但是，由于该烘烤炉设置了中间隔墙使得原来的一个炉膛被隔离成了两个烘烤室，由于两个烘烤室加料和卸料的控制都相对比较复杂，如果控制不佳令两个烘烤室的加料量不均会引起两个烘烤室温度不均，从而导致合金温度不均，影响产品质量。该烘烤炉的另一个缺点是该烘烤炉的炉体为长方体结构，合金容易聚集在长方体的棱角处，从而令这一部分合金不容易出料。由于这部分合金一直留在炉体内，长时间受热，会粘附在炉体壁面上导致难以清洗，影响该烘烤炉的使用寿命。
另一种现有的烘烤炉如公开号为CN201273765Y的实用新型所公开的一种铁合金烘烤炉，该烘烤炉包括燃烧器，烘烤炉按高度方向设置至少两层烘烤器，没层烘烤器包括至少一个燃烧器。
该烘烤炉设置了多层烘烤器，提高了烘烤温度的均一性，但是也增加了烘烤器的制造成本。由于多层烘烤器中靠上部的烘烤器离排气口较近，所以该烘烤器的加热烟气还没完全将热量传递给合金就已经从排气口排出了，降低了烘烤器能源利用率，增加了运行成本。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，结构简单，使用方便，安全可靠，具有良好的保温效果，加热合金温度均匀，能源利用率高，设备安装和维护方便，能够实现自动控制，加料和卸料方便，运行成本低，加热烟气和合金热交换充分的合金烘烤炉。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该合金烘烤炉包括炉盖、炉体、耐火材料层、加热装置、卸料装置、料位计和温度计，所述炉盖安装在炉体上部，所述耐火材料层安装在炉体的内壁上，所述炉体内设置有烘烤室，所述加热装置安装在炉体下部，所述卸料装置安装在加热装置下部，所述料位计安装在炉体顶部，所述温度计安装在炉体上，该温度计的数量为1-10个，其特征是：所述加热装置包括装置体、内耐火层、外耐火层和燃烧器，所述外耐火层安装在装置体内壁上，所述内耐火层安装在装置体内部，该内耐火层和外耐火层相互配合，所述内耐火层和外耐火层之间形成环形烟道，所述内耐火层上设置有斜孔，所述斜孔的一端和烘烤室相连通，该斜孔的另一端和环形烟道相连通，该斜孔的倾斜角度在20-80度之间，所述燃烧器安装在装置体上，所述燃烧器的数量为1-10个，所述燃烧器内设置有燃烧腔，该燃烧腔和环形烟道相连通，所述燃烧器的轴线和环形烟道的中心线相切。
本发明所述内耐火层包括内耐火砖，所述斜孔设置在内耐火砖上，一块内耐火砖上的斜孔数量为2-10个。
本发明所述内耐火砖上设置有第一耐火块和第二耐火块，所述第一耐火块和第二耐火块相互配合。
本发明所述卸料装置包括卸料体和卸料阀门，所述卸料阀门安装在卸料体的底部，所述卸料体为倒置的圆台状结构，该卸料体母线的倾斜角度为20-80度。
本发明所述斜孔的倾斜角度和卸料体母线的倾斜角度相同。
本发明所述燃烧器的数量为3个，且该燃烧器均匀分布。
本发明所述料位计为雷达波料位计。
本发明所述温度计为高温型热电偶温度计。
本发明所述斜孔的孔径由环形烟道到烘烤室逐渐减小。
本发明所述耐火材料层由高铝型耐火材料组成。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：
1、由于炉体顶部安装有料位计，使得使用者可以用料位计来检测烘烤室内的合金物料的投料量，易于实现自动化控制；由于炉体为圆筒状结构，使得炉体内部没有棱角，杜绝了合金物料聚集在棱角处的现象发生，炉体内只有一个烘烤室，使得合金物料的加料和卸料控制都比较方便，容易实现合金物料温度的均匀；炉体内安装有耐火材料层，使得炉体具有很好的保温效果，减少了热量损失，提高了能源利用率；由于加热装置安装在炉体下部，使得加热装置的加热烟气能够充分和合金物料接触，增加传热效率，提高能量利用率；由于炉体上安装有1-10个温度计，使得使用者能够测量炉体的轴向温度排布，以调节燃烧器的加热功率，易于实现自动化，从而保证炉体内温度均匀；内耐火层和外耐火层相互配合，内耐火层和外耐火层之间形成环形烟道，内耐火层和外耐火层具有良好的保温效果，使得在环形烟道内流动的加热烟气能够得到有效的保温，节约能源，而且环形烟道能够使燃烧器喷出的加热烟气充分混合，令加热烟气温度均匀，从而保证合金物料温度均匀；内耐火层上设置有斜孔，使得加热烟气从该斜孔中流向烘烤室，以完成烘烤合金物料的目的，由于斜孔的倾斜角度在20-80度之间，使得加热烟气从环形烟道流向烘烤室的时候方向是斜向下的，令合金物料能够更加剧烈搅动，提高了加热烟气和合金物料的接触面积，提高了热交换效率；燃烧器安装在装置体上，燃烧器的数量为1-10，使得使用者能够根据不同的产量来安装不同数量的燃烧器，节约能源；燃烧器的轴线和环形烟道的中心线相切，使得燃烧器喷出的加热烟气能够从燃烧腔无阻地进入环形烟道，降低了加热烟气在流动过程中的流阻，提高了加热烟气搅动合金物料的效果，提高传热效果。
2、内耐火层包括内耐火砖，由内耐火砖互相契合组成内耐火层，降低成本，斜孔设置在内耐火砖上，如果需要调节斜孔的倾斜角只需要更换内耐火砖即可，提高了内耐火层的适用性，一块内耐火砖上的斜孔数量为2-10，可以根据需要调节斜孔数量，以增加或者减少加热烟气的烟气流量。
3、内耐火砖上设置有第一耐火块和第二耐火块，所述第一耐火块和第二耐火块相互配合，令内耐火砖之间能够相互契合组成内耐火层，提高了灵活性，降低了成本，减少了维护成本，既使内耐火层破损，只需更换掉破损的内耐火砖即可。
4、卸料装置包括卸料体和卸料阀门，卸料阀门安装在卸料体的底部，卸料阀门能够控制是否卸料，以及卸料速度，方便控制产量和合金物料的出料温度，卸料体为倒置的圆台状结构，卸料体母线的倾斜角度为20-80度，使得合金物料能够在重力作用下，滑向卸料阀门，具有一定角度可以控制出料的速度不至于太快而使得一打开卸料阀门，合金物料就一下子冲出卸料阀门。
5、斜孔的倾斜角度和卸料体母线的倾斜角度相同，使得斜孔内喷出的加热烟气能够沿着卸料体的边缘向下聚集，然后从卸料体的中部往上升，提高了合金物料的搅动程度，使得在卸料体底部的合金物料也能够被加热烟气加热，杜绝了加热死角，使得加热更加全面，令合金物料的温度更加均匀。
6、燃烧器的数量为3，而且3个燃烧器均匀分布，由于安装1个燃烧器和2个燃烧器会出现加热烟气在炉体径向分布不均的现象发生，而四个或四个以上的燃烧器会增加成本，而且装置体的四周会太过拥挤而导致维修和安装不方便，更会导致安全事故的发生，燃烧器均匀分布能够提高加热烟气在炉体径向的均匀分布，提高合金物料温度的均匀性。
7、料位计为雷达波料位计，雷达波料位计工作稳定，不易受到其他因素如炉体内温度高低的影响，维修简单，测量精度高。
8、温度计为高温型热电偶温度计，该温度计测量精度高，而且可以适应炉体内的高温。
9、斜孔的孔径由环形烟道到烘烤室逐渐减小，使得通过斜孔流出的加热烟气流速比较快，有利于对搅动合金物料，提高换热效果。
10、耐火材料层由高铝型耐火材料组成，高铝型耐火材料相对其他的耐火材料，耐火效果好，对环境污染小。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1的A-A剖视图。
图3是加热装置的结构示意图。
图4是内耐火砖的结构示意图。
图5是外耐火砖的结构示意图。
标号说明：料位计1，炉盖2，炉体3，温度计4，耐火材料层5，烘烤室6，环形烟道7，内耐火层8，外耐火层9，燃烧器10，燃烧腔11，斜孔12，燃气烧嘴13，卸料装置14，第一耐火块15，第二耐火块16，第三耐火块17，第四耐火块18，装置体19。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
如图1-图5，本发明包括料位计1、炉盖2、炉体3、温度计4、耐火材料层5加热装置和卸料装置14。
炉盖2安装在炉体3上部，炉体3为空心圆柱状结构，炉体3为钢结构，耐火材料层5安装在炉体3的内壁上，耐火材料层5由高铝型耐火材料5组成，具有良好的保温效果，还具有使用寿命长的优点，耐火材料层5内侧为烘烤室6，烘烤室6位于炉体3内部，烘烤室6是加热烟气加热合金物料的空间。炉体3顶部安装有料位计1，该料位计1为雷达波料位计1，雷达波料位计1能够测量烘烤室6内合金物料的高度也就是料位，根据料位和炉体3的直径能够估算出炉体3内的合金物料的量。炉体3上安装有1-10个温度计4，温度计4穿过炉体3壁和耐火材料层5，温度计4的头部进入烘烤室6内，本发明中温度计4的数量可以为2、3、4、5、6、7、8或9个，该温度计4为高温型热电偶温度计4，温度计4均匀排布在炉体3轴向上；本发明也可以有其他的排布方式，比如在炉体3下部温度计4排布的密度较高，在炉体3上部温度计4排布的密度较低，使得温度计4可以更加准确的测量炉体3下部的温度，从而调整燃烧器10的加热功率；温度计4可以排布在炉体3外壁的一侧上，也可以不是排布在同一侧面上，本发明中温度计4也可以呈螺旋状排列。
加热装置安装在炉体3下部，加热装置包括装置体19、内耐火层8、外耐火层9和燃烧器10。外耐火层9安装在装置体19内壁上，内耐火层8安装在装置体19内部，内耐火层8和外耐火层9相互配合，内耐火层8由内耐火砖组成，内耐火砖设置有第一耐火块15和第二耐火块16，第一耐火块15和第二耐火块16相互配合，使得内耐火砖之间能够相互契合，契合时一块内耐火砖的第一耐火块15和另一块内耐火砖的第二耐火块16相配合安装，令这两块内耐火砖连接在一起。
外耐火层9是由外耐火块相互契合而成，外耐火砖上设置有第三耐火块17和第四耐火块18，第三耐火块17和第四耐火块18相互配合，使得外耐火砖之间能够契合连接在一起。
内耐火层8和外耐火层9之间形成环形烟道7，内耐火层8上设置有斜孔12，斜孔12的一端和烘烤室6相连通，斜孔12的另一端和环形烟道7相连通，斜孔12的倾斜角度在20-80度之间，斜孔12的孔径由环形烟道7到烘烤室6逐渐减小，使得通过斜孔12流出的加热烟气流速比较快，有利于对搅动合金物料，提高换热效果，还可以使得烘烤室6内的合金物料不能进入环形烟道7内，本发明中斜孔12的倾斜角度可以为25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75度，该斜孔12在环形烟道7一端高于在烘烤室6一端，保证从环形烟道7内喷出的加热烟气朝向下部。
燃烧器10安装在装置体19上，燃烧器10的数量为1-10，本发明中燃烧器10的数量可以为2、3、4、5、6、7、8或9，最优选的数量为3，此时3个燃烧器10均匀布置在装置体19上且互相成120度角，3个燃烧器10喷出加热烟气的都为顺时针方向或者都为逆时针方向，使得燃烧器10所喷出的加热烟气在环形烟道7内流动，充分混合而且使得从斜孔12中流入烘烤室6内的加热烟气气流平稳而且温度均匀。燃烧器10内设置有燃烧腔11，燃烧腔11内设置有燃气烧嘴13，本实施例中的燃气烧嘴13采用高效节能环保烧嘴，该烧嘴能够实现自动在线点火，燃烧腔11和环形烟道7相连通。
燃烧器10的轴线和环形烟道7的中心线相切，从而使得燃烧器10所喷出的加热烟气能够无阻地进入环形烟道7内。
卸料装置14安装在加热装置下部，卸料装置14包括卸料体和卸料阀门，卸料阀门安装在卸料体底部，卸料阀门能够打开或者关闭，能够控制合金物料的出料速度。卸料体为倒置的圆台状结构，该卸料体内部问空心结构，卸料体母线的倾斜角度为20-80度，本发明中卸料体母线的倾斜角可以为25、30、35、40、45、50、55、60、65、70或75度，可以通过选择不同的角度来调节出料速度。卸料体内壁面上安装有一耐火层，该耐火层具有保温作用。
斜孔12的倾斜角可以和卸料体母线的倾斜角度相同，可以令斜孔12中流出的加热烟气沿着卸料体内壁流向卸料体底部，增加卸料体内合金物料的搅动，增加换热效率。本发明中的斜孔12的倾斜角度为斜孔12和水平面的夹角，卸料体母线的倾斜角度为卸料体外壁面上一条母线与水平面之间的夹角。
本发明工作时，打开炉盖2，将合金物料加入炉体3内，开启燃烧器10，燃烧器10将加热烟气喷入环形烟道7内，加热烟气通过斜孔12从环形烟道7流入烘烤室6内，加热烟气沿着卸料体的内壁往下流动同时搅动合金物料，该过程中加热烟气和合金物料发生热交换，加热合金物料；然后加热烟气上升，在烘烤室6内和合金物料充分接触，充分换热，使得合金物料达到预定的温度，最后打开卸料阀门出料。
本发明中的料位计1、温度计4和燃烧器10同时与PLC或者其他控制装置相连接，通过采集料位计1和温度计4的数据控制燃烧器10的加热功率大小，以控制合金物料能够达到预定的温度且温度均匀。最后加热烟气从炉体3上方排出。
本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明所作的举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明说明书的内容或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种合金烘烤炉，包括炉盖、炉体、耐火材料层、加热装置、卸料装置、料位计和温度计，所述炉盖安装在炉体上部，所述耐火材料层安装在炉体的内壁上，所述炉体内设置有烘烤室，所述加热装置安装在炉体下部，所述卸料装置安装在加热装置下部，所述料位计安装在炉体顶部，所述温度计安装在炉体上，该温度计的数量为1-10个，其特征是：所述加热装置包括装置体、内耐火层、外耐火层和燃烧器，所述外耐火层安装在装置体内壁上，所述内耐火层安装在装置体内部，该内耐火层和外耐火层相互配合，所述内耐火层和外耐火层之间形成环形烟道，所述内耐火层上设置有斜孔，所述斜孔的一端和烘烤室相连通，该斜孔的另一端和环形烟道相连通，该斜孔的倾斜角度在20-80度之间，所述燃烧器安装在装置体上，所述燃烧器的数量为1-10个，所述燃烧器内设置有燃烧腔，该燃烧腔和环形烟道相连通，所述燃烧器的轴线和环形烟道的中心线相切。
2.根据权利要求1所述的合金烘烤炉，其特征是:所述内耐火层包括内耐火砖，所述斜孔设置在内耐火砖上，一块内耐火砖上的斜孔数量为2-10个。
3.根据权利要求2所述的合金烘烤炉，其特征是:所述内耐火砖上设置有第一耐火块和第二耐火块，所述第一耐火块和第二耐火块相互配合。
4.根据权利要求3所述的合金烘烤炉，其特征是:所述卸料装置包括卸料体和卸料阀门，所述卸料阀门安装在卸料体的底部，所述卸料体为倒置的圆台状结构，该卸料体母线的倾斜角度为20-80度。
5.根据权利要求4所述的合金烘烤炉，其特征是:所述斜孔的倾斜角度和卸料体母线的倾斜角度相同。
6.根据权利要求5所述的合金烘烤炉，其特征是:所述燃烧器的数量为3个，且该燃烧器均匀分布。
7.根据权利要求1-6中的任意一项权利要求所述的合金烘烤炉，其特征是:所述料位计为雷达波料位计。
8.根据权利要求1-6中的任意一项权利要求所述的合金烘烤炉，其特征是:所述温度计为高温型热电偶温度计。
9.根据权利要求1-6中的任意一项权利要求所述的合金烘烤炉，其特征是:所述斜孔的孔径由环形烟道到烘烤室逐渐减小。
10.根据权利要求1-6中的任意一项权利要求所述的合金烘烤炉，其特征是:所述耐火材料层由高铝型耐火材料组成。
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