CN108526451A - 双蓄热式中间包烘烤器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种双蓄热式中间包烘烤器，包括：第一蓄热式烧嘴；第二蓄热式烧嘴；换向阀；第一管路组件及第二管路组件，包括燃气管路、助燃气/烟气管路；第一管路组件中的燃气管路及助燃气/烟气管路的一端与第一蓄热式烧嘴相连通，另一端与换向阀相连通；第二管路组件中的燃气管路及助燃气/烟气管路的一端与第二蓄热式烧嘴相连通，另一端与换向阀相连通；燃气输送管路，一端与换向阀相连通，另一端与燃气源相连通；助燃气输送管路，一端与换向阀相连通，另一端与助燃气源相连通；排气管路，一端与换向阀相连通，另一端与一引风机相连通。本发明的双蓄热式中间包烘烤器升温速度快、燃烧温度高，火焰稳定性好，化学反应速率和燃烧效率高。
Description
技术领域
本发明属于炼钢连铸生产技术领域，特别是涉及一种双蓄热式中间包烘烤器。
背景技术
中间包烘烤器用于对中间包内衬加热，以排出包内衬中的水分，使其充分烘干。
根据炼钢厂的能源报表进行分析，中间包烘烤器是炼钢厂的能源消耗大户。中间包烘烤器对烟气余热是否极限回收利用，可分为传统直燃式中间包烘烤器和单预热蓄热式中间包烘烤器。传统直燃式中间包烘烤器对空燃气都不预热，能耗大；单预热蓄热式中间包烘烤器对燃气不能预热、蓄热形式落后、稳定性差、维护量大、不利于能源的有效利用和环境保护，不符国家现在提倡的节能减排与低碳经济理念。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种双蓄热式中间包烘烤器，用于解决现有技术中的传统直燃式中间包烘烤器和单预热蓄热式中间包烘烤器存在的对燃气不能预热,蓄热形式落后、稳定性差、维护量大,不利于能源的有效利用和环境保护,不符国家现在提倡的节能减排与低碳经济理念的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种双蓄热式中间包烘烤器，所述双蓄热式中间包烘烤器包括：
第一蓄热式烧嘴，内部安装有蓄热体；
第二蓄热式烧嘴，内部安装有蓄热体；
换向阀；
第一管路组件及第二管路组件，均包括燃气管路及助燃气/烟气管路；所述第一管路组件中的燃气管路及助燃气/烟气管路的一端与所述第一蓄热式烧嘴相连通，另一端与所述换向阀相连通；所述第二管路组件中的燃气管路及助燃气/烟气管路的一端与所述第二蓄热式烧嘴相连通，另一端与所述换向阀相连通；
燃气输送管路，一端与所述换向阀相连通，另一端与燃气源相连通；
助燃气输送管路，一端与所述换向阀相连通，另一端与助燃气源相连通；
排气管路，一端与所述换向阀相连通，另一端与一引风机相连通；
所述换向阀适于通过自身切换在将所述第一管路组件与所述燃气输送管路及所述助燃气输送管路相连通的同时，将所述第二管路组件与所述排气管路相连通；并在将所述第一管路组件与所述排气管路相连通的同时，将所述第二管路组件与所述燃气输送管路及所述助燃气输送管路相连通。
作为本发明的双蓄热式中间包烘烤器的一种优选方案，所述第一蓄热式烧嘴、所述第二蓄热式烧嘴、所述换向阀、所述第一管路组件及所述第二管路组件的数量相同。
作为本发明的双蓄热式中间包烘烤器的一种优选方案，所述第一蓄热式烧嘴、所述第二蓄热式烧嘴、所述换向阀、所述第一管路组件及所述第二管路组件的数量均为两个。
作为本发明的双蓄热式中间包烘烤器的一种优选方案，所述换向阀为二位七通换向阀。
作为本发明的双蓄热式中间包烘烤器的一种优选方案，所述蓄热体为蜂窝状蓄热体。
作为本发明的双蓄热式中间包烘烤器的一种优选方案，所述第一蓄热式烧嘴及所述第二蓄热式烧嘴的出口朝向与所述燃气管路及助燃气/烟气管路的长度方向相垂直。
作为本发明的双蓄热式中间包烘烤器的一种优选方案，所述双蓄热式中间包烘烤器还包括点火烧嘴，所述点火烧嘴的点火端位于所述第一蓄热式烧嘴及所述第二蓄热式烧嘴的内部。
作为本发明的双蓄热式中间包烘烤器的一种优选方案，所述双蓄热式中间包烘烤器还包括控制装置，所述控制装置与所述换向阀相连接，适于驱动所述换向阀的换向切换。
作为本发明的双蓄热式中间包烘烤器的一种优选方案，所述换向阀在所述双蓄热式中间包烘烤器工作时的切换频率大于在所述双蓄热式中间包烘烤器非工作时的切换频率。
作为本发明的双蓄热式中间包烘烤器的一种优选方案，所述双蓄热式中间包烘烤器还包括驱动装置，所述驱动装置与所述第一管路组件及所述第二管路组件相连接，适于驱动所述第一管路组件及所述第二管路组件以带动所述第一蓄热式烧嘴及所述第二蓄热式烧嘴上下运动。
作为本发明的双蓄热式中间包烘烤器的一种优选方案，所述驱动装置为电液推杆。
作为本发明的双蓄热式中间包烘烤器的一种优选方案，所述双蓄热式中间包烘烤器还包括直燃式烧嘴及供气管路，所述供气管路一端与所述直燃式烧嘴相连通，另一端与所述燃气输送管路及所述助燃气输送管路相连通。
作为本发明的双蓄热式中间包烘烤器的一种优选方案，所述双蓄热式中间包烘烤器还包括可变双限幅温度串级调节控制系统，所述可变双限幅温度串级调节控制系统适于对所述双蓄热式中间包烘烤器中的参数进行设定。
如上所述，本发明的双蓄热式中间包烘烤器具有如下有益效果：本发明的双蓄热式中间包烘烤器升温速度快、燃烧温度高，火焰稳定性好，燃料的蒸发、裂解、自燃等燃烧的全过程可以加速进行，提高了化学反应速率和燃烧效率，实现了中间包烘烤过程中节能减排的目的，从而克服了长期困扰工业炉窑烟气余热回收领域的重大技术难题。
附图说明
图1为本发明的双蓄热式中间包烘烤器立体结构示意图。
图2为本发明的双蓄热式中间包烘烤器俯视结构示意图。
元件标号说明
11 第一蓄热式烧嘴
12 第二蓄热式烧嘴
13 换向阀
14 第一管路组件
141 燃气管路
142 助燃气/烟气管路
15 第二管路组件
16 燃气输送管路
17 助燃气输送管路
18 排气管路
19 引风机
20 点火烧嘴
21 驱动装置
22 直燃式烧嘴
23 供气管路
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图1至图2。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，虽图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的形态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
请参阅图1及图2，本发明提供一种双蓄热式中间包烘烤器，所述双蓄热式中间包烘烤器包括：第一蓄热式烧嘴11，内部安装有蓄热体(未示出)；第二蓄热式烧嘴12，内部安装有蓄热体(未示出)；换向阀13；第一管路组件14及第二管路组件15，所述第一管路组件14与所述第二管路组件15的结构相同，二者均包括燃气管路141及助燃气/烟气管路142；所述第一管路组件14中的燃气管路141及助燃气/烟气管路142的一端与所述第一蓄热式烧嘴11相连通，另一端与所述换向阀13相连通；所述第二管路组件15中的燃气管路141及助燃气/烟气管路142的一端与所述第二蓄热式烧嘴12相连通，另一端与所述换向阀13相连通；燃气输送管路16，所述燃气输送管路16一端与所述换向阀13相连通，另一端与燃气源(未示出)相连通；助燃气输送管路17，所述助燃气输送管路17一端与所述换向阀13相连通，另一端与助燃气源(未示出)相连通；排气管路18，所述排气管路18一端与所述换向阀13相连通，另一端与一引风机19相连通；所述换向阀13适于通过自身内部切换在将所述第一管路组件14与所述燃气输送管路16及所述助燃气输送管路17相连通的同时，将所述第二管路组件15与所述排气管路18相连通；并在将所述第一管路组件14与所述排气管路18相连通的同时，将所述第二管路组件15与所述燃气输送管路16及所述助燃气输送管路17相连通。
作为示例，所述燃气可以为但不仅限于煤气，所述助燃气可以为但不仅限于助燃冷空气。所述助燃气源可以为但不仅限于鼓风机。
作为示例，所述第一蓄热式烧嘴11、所述第二蓄热式烧嘴12、所述换向阀13、所述第一管路组件14及所述第二管路组件15的数量相同。所述第一蓄热式烧嘴11、所述第二蓄热式烧嘴12、所述换向阀13、所述第一管路组件14及所述第二管路组件15的数量可以根据实际需要进行设定，优选地，本实施例中，所述第一蓄热式烧嘴11、所述第二蓄热式烧嘴12、所述换向阀13、所述第一管路组件14及所述第二管路组件15的数量均为两个。
作为示例，所述换向阀13可以为但不仅限于二位七通换向阀。
作为示例，所述蓄热体优选为蜂窝状蓄热体。
作为示例，所述第一蓄热式烧嘴11及所述第二蓄热式烧嘴12的出口朝向与所述燃气管路141及助燃气/烟气管路142的长度方向相垂直。将所述第一蓄热式烧嘴11及所述第二蓄热式烧嘴12的出口朝向设置为上述方向，可以使得燃气和助燃气的混合在烧嘴砖内进行，混合后的气体为直流形式进入燃烧区域，使得燃烧产生的火焰具有一定的长度和刚性，尽可能直达底部，提高水口处的烘烤温度，同时，可以使得产生的火焰形态粗壮，以满足长且浅的中间包对火焰具有较强的辐射能力的要求。
作为示例，所述双蓄热式中间包烘烤器还包括点火烧嘴20，所述点火烧嘴20的点火端位于所述第一蓄热式烧嘴11及所述第二蓄热式烧嘴12的内部。将所述点火烧嘴20与所述第一蓄热式烧嘴11及所述第二蓄热式烧嘴12一体化设置，所述点火烧最20固化在所述第一蓄热式烧嘴11及所述第二蓄热式烧嘴12的烧嘴砖里，所述第一蓄热式烧嘴11、所述第二蓄热式烧嘴及所述点火烧嘴20的大小与常规的烧嘴大小相当，使得所述双蓄热式中间包烘烤器中各结构分布更加紧凑，总体积更小，燃烧组织和布局具有显著的优势。同时，本发明的所述双蓄热式中间包烘烤器中的所述第一蓄热式烧嘴11及所述第二蓄热式烧嘴12的烧嘴转均不与钢结构接触，可以防止钢结构与耐材之间因膨胀系数不同造成的所述第一蓄热式烧嘴11及所述第二蓄热式烧嘴12头部的耐材产生裂缝，进而避免导致燃烧状况和火焰形态的改变。
作为示例，所述双蓄热式中间包烘烤器还包括控制装置(未示出)，所述控制装置与所述换向阀13相连接，适于驱动所述换向阀13的换向切换。
作为示例，所述换向阀13在所述双蓄热式中间包烘烤器工作时的切换频率大于在所述双蓄热式中间包烘烤器非工作时的切换频率，即在所述双蓄热式中间包烘烤器进行烘烤时，所述换向阀13切换间隔时间小于所述双蓄热式中间包烘烤器在非烘烤时的切换间隔时间。优选地，本实施例中，在所述双蓄热式中间包烘烤器进行烘烤时，所述换向阀13的切换间隔时间为15秒，而在所述双蓄热式中间包烘烤器在非烘烤时的切换间隔时间为60秒；当然，在其他示例中，所述换向阀13的切换间隔时间还可以根据实际需要进行设定。在不烘烤时，由于各管路中仍有大量烟气中的杂质，容易凝固在所述换向阀13的腔体的表面，使得所述换向阀13内部的弹性密封件被卡死，在不烘烤时，保持所述换向阀13一直处于工作状态(即仍进行一定间隔时间的切换)，可以避免上述情况的发生。所述双蓄热式中间包烘烤器在非烘烤时的切换间隔时间大于烘烤时的切换间隔时间，可以在保证上述优点的前提下节约能源，降低能耗。
需要说明的是，所述双蓄热式中间包烘烤器在烘烤时所述换向阀13的切换间隔时间是根据所述蓄热体的蓄热能力及所述引风机19的引风量，计算出最佳换向时间，保证抽出的高温烟气携带的热量尽可能多的被所述蓄热体吸收，从而在所述换向阀13换向后，又呗所述助燃气带回到中间包内，以达到节能的效果。
作为示例，所述双蓄热式中间包烘烤器还包括驱动装置21，所述驱动装置21与所述第一管路组件14及所述第二管路组件15相连接，适于驱动所述第一管路组件14及所述第二管路组件15以带动所述第一蓄热式烧嘴11及所述第二蓄热式烧嘴15上下运动。
作为示例，所述驱动装置21可以为任意一种可以实现上述功能的装置，优选地，本实施例中，所述驱动装置21为电液推杆。
作为示例，所述双蓄热式中间包烘烤器还包括直燃式烧嘴22及供气管路23，所述供气管路23一端与所述直燃式烧嘴22相连通，另一端与所述燃气输送管路16及所述助燃气输送管路17相连通。
本发明所述的双蓄热式中间包烘烤器还包括可变双限幅温度串级调节控制系统，所述可变双限幅温度串级调节控制系统的具体结构如申请号为201010540982.5的专利《钢包烘烤控制中可变双限幅温度串级调节控制系统及方法》中所示，具体请参阅该专利，此处不再累述。所述可变双限幅温度串级调节控制系统适于对所述双蓄热式中间包烘烤器中的参数进行串级调节限幅控制，具体的，首先整定副回路参数，助燃气提流量干扰比较大，采用较高增益PID控制，燃气流量干扰比较小，采用低增益PID控制。副回路整定完后，在流量曲线控制方式下运行稳定，为减少干扰太大对控制单元的影响，在PID的输出段加以限幅控制，可是控制更加稳定，温度曲线更加平滑。人工加扰动后，控制响应曲线完全符合要求。
本发明的所述双蓄热式中间包烘烤器的工作原理为：
当不烘烤时，所述第一管路组件14及所述第二管路组价15带动所述第一蓄热式烧嘴11及所述第二蓄热式烧嘴12扬起。
当烘烤时，所述第一管路组件14及所述第二管路组件15在所述驱动装置21的驱动下下降并落在中间包的包盖上，所述包盖的顶部设有与其内部连通的开孔；所述鼓风机将助燃冷空气送至所述换向阀13，经过所述换向阀13切换至所述第一管路组件14，并在经由所述第一管路组件14中的所述助燃气/烟气管142至所述第一蓄热式烧嘴11的过程中经过所述蓄热体时被高温的所述蓄热体加热至1100℃左右；同时，燃气经过所述换向阀13同样切换至所述第一管路组件14，并经由所述第一管路组件14所述燃气管路141送至所述第一蓄热式烧嘴11与所述助燃气进行混合燃烧，燃烧产生的火焰从所述包盖的开孔喷到所述中间包的腔体内，对中间包进行预热；产生的高温烟气在所述引风机19的作用下，经过所述第二蓄热式烧嘴12及所述第二管路组件15抽出，并在经由所述第二蓄热式烧嘴12时将热量传递给所述第二蓄热式烧嘴12中的蓄热体后，烟气温度降低到100℃左右排出，此时，所述换向阀13完成一次切换；而后，所述助燃冷空气经过所述换向阀13切换至所述第二管路组件15，并在经由所述第二管路组件15中的所述助燃气/烟气管142至所述第二蓄热式烧嘴12的过程中经过所述蓄热体时被高温的所述蓄热体加热至1100℃左右；同时，燃气经过所述换向阀13同样切换至所述第二管路组件15，并经由所述第二管路组件15中的所述燃气管路141送至所述第二蓄热式烧嘴12与所述助燃气进行混合燃烧，燃烧产生的火焰从所述包盖的开孔喷到所述中间包的腔体内，对中间包进行预热；产生的高温烟气在所述引风机19的作用下，经过所述第一蓄热式烧嘴11及所述第一管路组件14抽出，并在经由所述第一蓄热式烧嘴11时将热量传递给所述第一蓄热式烧嘴11中的蓄热体后，烟气温度降低到100℃左右
综上所述，本发明的双蓄热式中间包烘烤器，所述双蓄热式中间包烘烤器包括：第一蓄热式烧嘴，内部安装有蓄热体；第二蓄热式烧嘴，内部安装有蓄热体；换向阀；第一管路组件及第二管路组件，均包括燃气管路及助燃气/烟气管路；所述第一管路组件中的燃气管路及助燃气/烟气管路的一端与所述第一蓄热式烧嘴相连通，另一端与所述换向阀相连通；所述第二管路组件中的燃气管路及助燃气/烟气管路的一端与所述第二蓄热式烧嘴相连通，另一端与所述换向阀相连通；燃气输送管路，一端与所述换向阀相连通，另一端与燃气源相连通；助燃气输送管路，一端与所述换向阀相连通，另一端与助燃气源相连通；排气管路，一端与所述换向阀相连通，另一端与一引风机相连通；所述换向阀适于通过自身切换在将所述第一管路组件与所述燃气输送管路及所述助燃气输送管路相连通的同时，将所述第二管路组件与所述排气管路相连通；并在将所述第一管路组件与所述排气管路相连通的同时，将所述第二管路组件与所述燃气输送管路及所述助燃气输送管路相连通。本发明的双蓄热式中间包烘烤器升温速度快、燃烧温度高，火焰稳定性好，燃料的蒸发、裂解、自燃等燃烧的全过程可以加速进行，提高了化学反应速率和燃烧效率，实现了中间包烘烤过程中节能减排的目的，从而克服了长期困扰工业炉窑烟气余热回收领域的重大技术难题。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (13)
1.一种双蓄热式中间包烘烤器，其特征在于，所述双蓄热式中间包烘烤器包括：
第一蓄热式烧嘴，内部安装有蓄热体；
第二蓄热式烧嘴，内部安装有蓄热体；
换向阀；
第一管路组件及第二管路组件，均包括燃气管路及助燃气/烟气管路；所述第一管路组件中的燃气管路及助燃气/烟气管路的一端与所述第一蓄热式烧嘴相连通，另一端与所述换向阀相连通；所述第二管路组件中的燃气管路及助燃气/烟气管路的一端与所述第二蓄热式烧嘴相连通，另一端与所述换向阀相连通；
燃气输送管路，一端与所述换向阀相连通，另一端与燃气源相连通；
助燃气输送管路，一端与所述换向阀相连通，另一端与助燃气源相连通；
排气管路，一端与所述换向阀相连通，另一端与一引风机相连通；
所述换向阀适于通过自身切换在将所述第一管路组件与所述燃气输送管路及所述助燃气输送管路相连通的同时，将所述第二管路组件与所述排气管路相连通；并在将所述第一管路组件与所述排气管路相连通的同时，将所述第二管路组件与所述燃气输送管路及所述助燃气输送管路相连通。
2.根据权利要求1所述的双蓄热式中间包烘烤器，其特征在于：所述第一蓄热式烧嘴、所述第二蓄热式烧嘴、所述换向阀、所述第一管路组件及所述第二管路组件的数量相同。
3.根据权利要求1所述的双蓄热式中间包烘烤器，其特征在于：所述第一蓄热式烧嘴、所述第二蓄热式烧嘴、所述换向阀、所述第一管路组件及所述第二管路组件的数量均为两个。
4.根据权利要求1所述的双蓄热式中间包烘烤器，其特征在于：所述换向阀为二位七通换向阀。
5.根据权利要求1所述的双蓄热式中间包烘烤器，其特征在于：所述蓄热体为蜂窝状蓄热体。
6.根据权利要求1所述的双蓄热式中间包烘烤器，其特征在于：所述第一蓄热式烧嘴及所述第二蓄热式烧嘴的出口朝向与所述燃气管路及助燃气/烟气管路的长度方向相垂直。
7.根据权利要求1所述的双蓄热式中间包烘烤器，其特征在于：所述双蓄热式中间包烘烤器还包括点火烧嘴，所述点火烧嘴的点火端位于所述第一蓄热式烧嘴及所述第二蓄热式烧嘴的内部。
8.根据权利要求1所述的双蓄热式中间包烘烤器，其特征在于：所述双蓄热式中间包烘烤器还包括控制装置，所述控制装置与所述换向阀相连接，适于驱动所述换向阀的换向切换。
9.根据权利要求1所述的双蓄热式中间包烘烤器，其特征在于：所述换向阀在所述双蓄热式中间包烘烤器工作时的切换频率大于在所述双蓄热式中间包烘烤器非工作时的切换频率。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的双蓄热式中间包烘烤器，其特征在于：所述双蓄热式中间包烘烤器还包括驱动装置，所述驱动装置与所述第一管路组件及所述第二管路组件相连接，适于驱动所述第一管路组件及所述第二管路组件以带动所述第一蓄热式烧嘴及所述第二蓄热式烧嘴上下运动。
11.根据权利要求10所述的双蓄热式中间包烘烤器，其特征在于：所述驱动装置为电液推杆。
12.根据权利要求10所述的双蓄热式中间包烘烤器，其特征在于：所述双蓄热式中间包烘烤器还包括直燃式烧嘴及供气管路，所述供气管路一端与所述直燃式烧嘴相连通，另一端与所述燃气输送管路及所述助燃气输送管路相连通。
13.根据权利要求10所述的双蓄热式中间包烘烤器，其特征在于：所述双蓄热式中间包烘烤器还包括可变双限幅温度串级调节控制系统，所述可变双限幅温度串级调节控制系统适于对所述双蓄热式中间包烘烤器中的参数进行设定。
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