CN106225473B - 一种用于岩棉生产的冲天炉装置及其布料方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于岩棉生产的冲天炉装置，包括冲天炉和布料装置，布料装置包括提升机、过渡皮带、皮带Ⅰ、皮带Ⅱ、料斗Ⅱ、料斗Ⅰ和布料器，提升机设置在过渡皮带上方，过渡皮带两端分别靠近皮带Ⅰ端头、皮带Ⅱ端头，皮带Ⅰ另一端头连接料斗Ⅰ，皮带Ⅱ另一端头连接料斗Ⅱ，料斗Ⅱ和料斗Ⅰ均与布料器连接；冲天炉包括上、下炉体，上炉体上部设置冲天炉喉管，冲天炉喉管上端与布料器连接，下炉体由上到下分为下炉体上段、下炉体中段和下炉体下段，下炉体下段设置进风装置和虹吸口，上炉体外壁上设置冷却装置Ⅰ，下炉体外壁上设置冷却装置Ⅱ，上炉体、下炉体上段、下炉体下段的形状均为锥状体，下炉体中段的形状为柱状体。
Description
技术领域
本发明涉及岩棉生产设备技术领域，具体地说就是一种用于岩棉生产的冲天炉装置及其布料方法。
背景技术
目前，随着国民经济的发展和国家节能政策的落实，建筑及工业保温隔热用岩矿棉制品的需求量越来越大，但是，现有的用于岩矿棉生产的冲天炉，额定原料熔化量不超过5吨/小时，一条岩矿棉生产线的设计生产能力仅为2.8万吨/年。现有的冲天炉炉体为圆筒状，采用直管拼接方式，容量有限，使得产能受限，若单纯扩大圆筒体积，则会导致焦料混合不均匀,不能保证炉体内原料均能熔化，而其熔化能力低是造成生产线产量低的主要原因，传统工艺的焦炭与原料混合后一同入炉，焦料混合不均匀，焦炭单耗高，熔内温度低且熔化率低。因此，必须从工艺和结构上作进一步的改进，既能实现圆筒体积增大，又能保证炉体内原料均能熔化。
发明内容
本发明针对现有技术中的不足，一个目的是提供一种结构合理、产能高的冲天炉，熔化量可达20吨/小时，一条岩矿棉生产线年产优质岩棉可达12万吨。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：
一种用于岩棉生产的冲天炉装置，其特征在于：包括冲天炉和布料装置，冲天炉位于布料装置下方，布料装置包括提升机、过渡皮带、皮带Ⅰ、皮带Ⅱ、料斗Ⅱ、料斗Ⅰ和布料器，提升机设置在过渡皮带上方中间，过渡皮带两端分别靠近皮带Ⅰ端头、皮带Ⅱ端头，皮带Ⅰ另一端头连接用于储存焦炭的料斗Ⅰ，皮带Ⅱ另一端头连接用于储存原料的料斗Ⅱ，料斗Ⅱ和料斗Ⅰ均与布料器连接，布料器位于料斗Ⅱ和料斗Ⅰ的下方中间；冲天炉包括上炉体和下炉体，上炉体上部设置冲天炉喉管，冲天炉喉管的上端与布料器连接，下炉体由上到下分为下炉体上段、下炉体中段和下炉体下段，下炉体下段设置进风装置和虹吸口，上炉体外壁上设置冷却装置Ⅰ，下炉体外壁上设置冷却装置Ⅱ。其中，上炉体和下炉体上段的形状均为上宽下窄的锥状体，下炉体中段的形状为柱状体，下炉体下段的形状为上窄下宽的锥状体。
上述的进风装置至少为三个，均匀环布于下炉体下段的外壁。
上述的进风装置与下炉体下段的连接方式为插入式连接，其喷嘴伸进下炉体内，进风装置下倾角达10º，其内设置有旋风发生器。
上述的各冷却装置的进水口设置在冷却装置的下部，出水口设置在冷却装置的上部，两个冷却装置各自形成独立的冷却回路。
上述的虹吸口与下炉体下段的连接方式为插入式连接。
本发明另一目的是提供一种应用上述冲天炉装置中的布料装置进行布料的方法，其特征在于：
a.料位探测器根据料斗储料情况判断上焦炭还是上原料，通过PLC系统来控制提升机，上焦炭时，提升机把提升的焦炭倒在过渡皮带上，过渡皮带正转，把焦炭输送倒在皮带Ⅰ上，焦炭经皮带Ⅰ到达料斗Ⅰ内,上原料时，提升机把提升的原料倒在过渡皮带上，过渡皮带反转，把原料输送倒在皮带Ⅱ上，原料经皮带Ⅱ到达料斗Ⅱ内;
b.料斗Ⅰ先放下一层焦炭，经布料器旋转布撒均匀后下落通过冲天炉喉管进入冲天炉，料斗Ⅱ再下一层原料，经布料器旋转布撒均匀后下落通过冲天炉喉管进入冲天炉，这样在炉体内整体上就形成了一层焦炭一层原料，焦料分离的状态，布撒的焦料总质量比为1：9。
本发明具有的有益效果为：
本发明把传统直管拼接式结构的炉体改为锥形管体拼接式结构的炉体，上炉体、下炉体上段的形状均为上宽下窄的锥状体，这两部分截面积较大，可增大炉体容量，降低烟气流速，提高物料预热效率，下炉体中段的形状为柱状体，其内径范围为2500mm-3200mm，比传统的直管拼接炉体相应部分内径大，可加大原料柱受热熔化面积、加大原料盛放量，此段相较于下炉体其他部分截面积较小，能加快烟气流速，减少还原反应，提高焦炭的利用率，提高炉内熔化温度和熔化率，从而提高产能，下炉体下段的形状为上窄下宽的锥状体，用于存放底焦和铁水，可增大炉体容量，增大铁水容积，减少放铁水次数，提高生产效率；
本发明采用一层焦炭一层原料的布料方法，能有效减少预热带焦炭与CO2的还原反应，本发明焦料比低，节约了焦炭的使用，同时有利于焦炭和原料在炉内的均化，能大大提高炉内熔化温度和熔化率；
进风装置与下炉体下段的连接方式为插入式连接，其喷嘴伸进下炉体内，有利于减小风口与底焦中心距离，实现了将富氧热风送到冲天炉中心部位，使底焦充分燃烧，提高了炉内温度，进风装置下倾角达10 º，其内设置有旋风发生器，下倾有利于使风折返后到达炉体中心，形成旋风后冲击力大，减弱了附壁效应，提高送风均匀性，使风能到达炉体中心，提高熔化强度；
虹吸口与下炉体下段的连接方式为插入式连接，可以方便维修或更换虹吸口；
各冷却装置的进水口设置在冷却装置的下部，出水口设置在冷却装置的上部，两个冷却装置各自形成独立的冷却回路，较传统的上下炉体共用一个冷却回路，更容易区分控制上下炉体温度，实现单独控制，实现对炉体及其附件的冷却，保护炉体，上下炉温度控制不会相互影响而耽误生产，有利于冲天炉的连续运行；
本发明结构简单合理，熔体产能高、质量好，炉龄寿命长。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明作示意性的说明和解释，并不限于本发明的范围。
其中，
图1为本发明中冲天炉结构示意图；
图2为本发明中布料装置结构示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的、效果以及实施例有更加清楚的理解，现结合附图说明本发明的具体实施方式。
如图1和图2所示，一种用于岩棉生产的冲天炉装置，包括冲天炉和布料装置，冲天炉位于布料装置下方，布料装置包括提升机14、过渡皮带13、皮带Ⅰ12、皮带Ⅱ11、料斗Ⅱ10、料斗Ⅰ9和布料器8，提升机14设置在过渡皮带13上方中间，过渡皮带13两端分别靠近皮带Ⅰ12端头、皮带Ⅱ11端头，皮带Ⅰ12另一端头连接用于储存焦炭的料斗Ⅰ9，皮带Ⅱ11另一端头连接用于储存原料的料斗Ⅱ10，料斗Ⅱ10和料斗Ⅰ9均与布料器8连接，布料器8位于料斗Ⅱ10和料斗Ⅰ9的下方中间；冲天炉包括上炉体3和下炉体，上炉体3上部设置冲天炉喉管7，冲天炉喉管7的上端与布料器8连接，下炉体由上到下分为下炉体上段4、下炉体中段5和下炉体下段6，下炉体下段6上设置均匀环布于外壁的13个进风装置1，下炉体下段6还设置虹吸口2，上炉体3外壁上设置冷却装置Ⅰ（图中未示出），下炉体外壁上设置冷却装置Ⅱ（图中未示出）。其中，上炉体3和下炉体上段4的形状均为上宽下窄的锥状体，下炉体中段5的形状为柱状体，下炉体下段6的形状为上窄下宽的锥状体，所述锥状体为圆台状。
本发明具体按照如下进行操作：
本发明应用上述冲天炉装置中的布料装置进行布料的方法如下，
a.料位探测器根据料斗储料情况判断上焦炭还是上原料，通过PLC系统来控制提升机，上焦炭时，提升机14把提升的焦炭倒在过渡皮带13上，过渡皮带13正转，把焦炭输送倒在皮带Ⅰ12上，焦炭经皮带Ⅰ12到达料斗Ⅰ9内,上原料时，提升机14把提升的原料倒在过渡皮带13上，过渡皮带13反转，把原料输送倒在皮带Ⅱ11上，原料经皮带Ⅱ11到达料斗Ⅱ10内;
b.料斗Ⅰ9先放下一层焦炭，经布料器8旋转布撒均匀后下落通过冲天炉喉管7进入冲天炉，料斗Ⅱ10再下一层原料，经布料器8旋转布撒均匀后下落通过冲天炉喉管7进入冲天炉，这样在炉体内整体上就形成了一层焦炭一层原料，焦料分离的状态，布撒的焦料总质量比为1：9。
布料完成后，进入炉体的焦料混合就均匀了，冲天炉采用焦炭为燃料，助燃风经预热至550-650℃，再混入2％的氧气，即进行富氧处理，富氧助燃风从炉体下部13个进风装置1鼓入冲天炉内，在下炉体中段5氧气与焦炭发生燃烧反应生成CO2，并放出大量的热，这一区域温度高达1800℃以上，原料受热熔化成熔体，原料开始一层一层熔化，铁水流向炉底，原料热熔体继续向下流动与炽热的焦炭和高温炉气相接触并被加热到1500℃以上，通过冲天炉的虹吸口2流出。
上述方案中，上炉体3、下炉体上段4的形状均为上宽下窄的锥状体，用于储料和预热，这两部分截面积较大，可增大炉体容量，降低烟气流速，提高物料预热效率。
上述方案中，下炉体中段5的形状为柱状体，用于熔化和过热，其内径范围为2500mm-3200mm，比传统的直管拼接炉体相应部分内径大，其内径扩大可加大原料柱受热熔化面积、加大原料盛放量，此段相较于下炉体其他部分截面积较小，能加快烟气流速，减少焦炭与CO2的还原反应，提高焦炭的利用率，提高炉内熔化温度和熔化率，从而提高产能。
上述方案中，下炉体下段6的形状为上窄下宽的锥状体，用于存放底焦和铁水，可增大炉体容量，增大铁水容积，减少放铁水次数，可大幅度延长生产周期，提高生产效率。下炉体下段6的锥角为8º，可方便炉体维修和卸料。
上述方案中，采用一层焦炭一层原料的布料方式，达到焦料分离的状态，能有效减少预热带焦炭与CO2的还原反应，本发明焦料比低，节约了焦炭的使用，提高了焦炭的利用率，同时有利于焦炭和原料在炉内的均化，能大大提高炉内熔化温度和熔化率。
上述方案中，进风装置1与下炉体下段6的连接方式为插入式连接，其喷嘴伸进下炉体内，有利于减小风口与底焦中心距离，实现了将富氧热风送到冲天炉中心部位，增强热量向底焦中部延伸，使底焦充分燃烧，减少了CO有毒气体的产生，提高了炉内温度，稳定炉况，减少焦耗并提高产量及产品质量。进风装置1下倾角达10 º，其内设置有旋风发生器，下倾有利于使风折返后到达炉体中心，形成旋风后冲击力大，减弱了附壁效应，提高送风均匀性，使风能到达炉体中心，底焦中心氧气浓度提高，焦炭燃烧速度差缩小，热量分布趋于均匀，使原料得以充分的吸热，提高热量利用率，从而提高原料熔化效率，提高熔化强度。
上述方案中，虹吸口2与下炉体下段6的连接方式为插入式连接，可以方便维修或更换虹吸口2。
上述方案中，各冷却装置的进水口设置在冷却装置的下部，出水口设置在冷却装置的上部。两个冷却装置各自形成独立的冷却回路，较传统的上下炉体共用一个冷却回路，更容易区分控制上下炉体温度，实现单独控制，实现对炉体及其附件的冷却，保护炉体，效果更佳，上下炉温度控制不会相互影响而耽误生产，有利于冲天炉的连续运行。
本发明把传统直管拼接式结构的炉体改为锥形管体拼接式结构的炉体，减小了炉体横截面内炉气流速差，使温度分布趋于均匀，本发明结构简单合理，熔体产能高、质量好，炉龄寿命长。
本发明一层焦炭一层原料的分层布料方法，有利于焦炭和原料在炉内的均化，焦料比低，节约了焦炭的使用。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，并不脱离本发明的精神，均应属于本发明保护的范围。
Claims (6)
1.一种用于岩棉生产的冲天炉装置，其特征在于：包括冲天炉和布料装置，冲天炉位于布料装置下方，布料装置包括提升机、过渡皮带、皮带Ⅰ、皮带Ⅱ、料斗Ⅱ、料斗Ⅰ和布料器，提升机设置在过渡皮带上方中间，过渡皮带两端分别靠近皮带Ⅰ端头、皮带Ⅱ端头，皮带Ⅰ另一端头连接用于储存焦炭的料斗Ⅰ，皮带Ⅱ另一端头连接用于储存原料的料斗Ⅱ，料斗Ⅱ和料斗Ⅰ均与布料器连接，布料器位于料斗Ⅱ和料斗Ⅰ的下方中间；冲天炉包括上炉体和下炉体，上炉体上部设置冲天炉喉管，冲天炉喉管的上端与布料器连接，下炉体由上到下分为下炉体上段、下炉体中段和下炉体下段，下炉体下段设置进风装置和虹吸口，上炉体外壁上设置冷却装置Ⅰ，下炉体外壁上设置冷却装置Ⅱ，其中，上炉体和下炉体上段的形状均为上宽下窄的锥状体，下炉体中段的形状为柱状体，下炉体下段的形状为上窄下宽的锥状体。
2.根据权利要求1所述的一种用于岩棉生产的冲天炉装置，其特征在于：所述的进风装置至少为三个，均匀环布于下炉体下段的外壁。
3.根据权利要求1或根据权利要求2所述的一种用于岩棉生产的冲天炉装置，其特征在于：所述的进风装置与下炉体下段的连接方式为插入式连接，其喷嘴伸进下炉体内，进风装置下倾角达10º，其内设置有旋风发生器。
4.根据权利要求1所述的一种用于岩棉生产的冲天炉装置，其特征在于：所述的各冷却装置的进水口设置在冷却装置的下部，出水口设置在冷却装置的上部，两个冷却装置各自形成独立的冷却回路。
5.根据权利要求1所述的一种用于岩棉生产的冲天炉装置，其特征在于：所述的虹吸口与下炉体下段的连接方式为插入式连接。
6.应用权利要求1所述的冲天炉装置中的布料装置进行布料的方法，其特征在于：
a.料位探测器根据料斗储料情况判断上焦炭还是上原料，通过PLC系统来控制提升机，上焦炭时，提升机把提升的焦炭倒在过渡皮带上，过渡皮带正转，把焦炭输送倒在皮带Ⅰ上，焦炭经皮带Ⅰ到达料斗Ⅰ内,上原料时，提升机把提升的原料倒在过渡皮带上，过渡皮带反转，把原料输送倒在皮带Ⅱ上，原料经皮带Ⅱ到达料斗Ⅱ内；
b.料斗Ⅰ先放下一层焦炭，经布料器旋转布撒均匀后下落通过冲天炉喉管进入冲天炉，料斗Ⅱ再下一层原料，经布料器旋转布撒均匀后下落通过冲天炉喉管进入冲天炉，这样在炉体内整体上就形成了一层焦炭一层原料，焦料分离的状态。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 271000 Quan Quan Town, Daiyue District, Shandong, Tai'an Patentee after: Taishi rock wool Co.,Ltd. Address before: 271000 Quan Quan Town, Daiyue District, Shandong, Tai'an Patentee before: TAISHI ROCK WOOL Co.,Ltd. |
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 271000 man Zhuang Zhen Shang Quan Cun, Daiyue district, Tai'an City, Shandong Province Patentee after: Taishi energy saving material Co.,Ltd. Address before: 271000 man Zhuang Zhen Shang Quan Cun, Daiyue district, Tai'an City, Shandong Province Patentee before: Taishi rock wool Co.,Ltd. |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A cupola device and its material distribution method for rock wool production Granted publication date: 20180323 Pledgee: Tai'an Branch of Bank of Communications Co.,Ltd. Pledgor: Taishi energy saving material Co.,Ltd. Registration number: Y2024980003681 |