CN110523962A - 浇包烘烤用涡喷炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种浇包烘烤用涡喷炉，炉腔的下部设置有涡导装置，进入炉腔的火焰流在涡导装置的作用下，能够形成向上喷射并沿中心旋转的龙卷火流。该浇包烘烤用涡喷炉通过低压涡轮，使燃料充分燃烧并流动形成强劲翻滚而“无孔不入”的龙卷火流，使热能效率大大提高(相对于传统的煤炉，热能效率提高了40‑45％)，同时炉内各部位的温度差不超过土10℃的范围，确保铸件的所有部位加热均匀。

Description

浇包烘烤用涡喷炉

技术领域

本发明涉及铸造领域，具体地，特别是涉及在浇包烘烤工艺中为了避免或减少铸件出现气孔、缩松、冷隔的问题，可以利用浇包烘烤用涡喷炉解决此类问题。

背景技术

在铸造工艺中，浇包烘烤对铸件的质量来说是一个重要的工序，因此提高浇包烘烤的质量对于现代化铸造厂的稳定运行、提高质量、降低成本、提高效率等是必不可少的。浇包烘烤的好坏，对铸件产品质量影响很大，浇包的烘烤温度、烘烤时间、烘烤的均匀性，则直接关联到浇包的使用寿命、铸件缺陷的产生和生产的安全性。然而，很多铸造厂对浇包的烘烤重视不足，以致造成浇注时铸件出现了很多缺陷，例如，铸件产生气孔、缩松、冷隔等现象。有些条件好的铸造厂采用天然气、煤气、燃油等烘烤浇包，但也有很多厂家采用材禾等在浇包中直接燃烧，造成浇包烘烤质量无从谈起，对铸件的质量无法控制，增加了铸件的次品率和废品率，降低了劳动效率，加大了生产成本。

由于铸件对加热温度具有严格的把控，尤其是对加热温度具有严格要求区间的材料，同时避免材料中因含水量较多而导致的铸件产生氢气孔等铸造缺陷，所以为了提高浇包的烘烤质量，避免因为水汽而导致浇包问题中的温度损失，就必须解决炉内的水汽问题和炉内温差的问题。因此解决炉内的温差问题是本发明要解决的技术难点，我们将会利用发电机的涡喷原理来解决此类问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种浇包烘烤用涡喷炉，通过低压涡轮，使燃料充分燃烧并流动形成强劲翻滚而“无孔不入”的龙卷火流，使热能效率大大提高(相对于传统的煤炉，热能效率提高了40-45％)，同时炉内各部位的温度差不超过土10℃的范围，确保铸件的所有部位加热均匀。

理论上浇包烘烤用涡喷炉燃料充分燃烧，100％发出热量，所以没有污染，大大提高了环境保护、低碳减排。

为了实现上述目的，本发明提供了一种浇包烘烤用涡喷炉，炉腔的下部设置有涡导装置，进入炉腔的火焰流在涡导装置的作用下，能够形成向上喷射并沿中心旋转的龙卷火流。

优选地，炉腔的上方并沿炉腔的内壁的两侧还设置有火焰稳定器，部分沿炉腔的内壁旋转的龙卷火流能够在穿过所述火焰稳定器后向炉腔的中心聚拢。

优选地，所述火焰稳定器包括中心驻涡和外环旋流器；外环旋流器由外环毂、内环毂、和多个弯曲叶片组成，且多个弯曲叶片以40°～60°的入口安装角均匀连接于外环毂和内环毂之间；中心驻涡的前段、中段以及后段构成环形的驻涡腔体，内环毂与中心驻涡的前段的外壁组成流道。

优选地，所述涡导装置为低压涡轮。

优选地，低压涡轮和火焰稳定器之间沿炉腔的周向还设置有混合器，所述混合器围合形成有龙卷火流经过的通道，且所述龙卷火流经过的通道的截面积从下到上逐渐缩小。

优选地，还包括设置于炉壁上的进煤口、设置于炉门背面的进风口、靠近进煤口并设置于炉腔下方的炉栅，涡导装置位于炉栅的上方，并且涡导装置和炉栅之间为燃烧室。

优选地，炉栅的下方设置有鼓风机。

优选地，沿炉顶的周向设置有多个喷嘴，所述喷嘴与炉腔相连通。

优选地，还包括设置于下方侧壁上的炉门。

优选地，喷嘴的数量为2个。

本发明中，此浇包烘烤技术采用了发动机的涡喷原理、空气动力学和热力学原理、热气旋和综合各先进的燃煤炉的优点，并使用空气压缩机压缩空气产生高压气体，同时为炉栅上的煤炭提供助燃性气体能使煤炭充分燃烧。以高压的状态进入燃烧室、低压涡轮、燃烧通道。高温高热的火流通过混合器和稳定器的作用下以无黑烟、微蓝色的火焰高速喷出，无氧化，无杂质。变频风机和变流风道可以调节分量的大小和不同风道的风量的比例，从而可以同时控制各风道风速的大小和各风流涡旋的分布，使燃烧室燃煤气化后完全燃烧。

本发明的特点是通过低压涡轮的火流使炉内温度高度均匀，提高热效率，可以确保浇包烘烤均匀，同时能使浇包烘烤脱水得到高质量的金属液，对加热温度有严格要求的(例如高锰钢水的处理)最为重要。

本发明解决关键技术问题的技术方案是：通过低压涡轮，使燃料充分燃烧并流动形成强劲翻滚而“无孔不入”的龙卷火流，使热能效率大大提高(相对于传统的煤炉，热能效率提高了40-45％)，同时炉内各部位的温度差不超过土10℃的范围，确保铸件的所有部位加热均匀。

理论上浇包烘烤用涡喷炉燃料充分燃烧，100％发出热量，所以没有污染，大大提高了环境保护、低碳减排。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明一种优选的实施方式中的结构示意图。

图2是低压涡轮的模拟使用状态的结构示意图；

图3是火焰稳定器的结构示意图。

附图标记说明

1、鼓风机；2、进煤口；3、低压涡轮；4、混合器；5、火焰稳定器；6、炉盖；7、喷嘴；8、炉腔；9、燃烧室；10、炉栅；11、中心驻涡；11a、前段；11b、中段；11c、后段；12、外环旋流器；12a、内环毂；12b、弯曲叶片；13、流道；14、炉门

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，“上、下、底、侧”等包含在术语中的方位词仅代表该术语在常规使用状态下的方位，或为本领域技术人员理解的俗称，而不应视为对该术语的限制。

如图1所示，本发明提供一种浇包烘烤用涡喷炉，在本发明一种优选的实施方式中，炉腔8的下部设置有涡导装置，进入炉腔8的火焰流在涡导装置的作用下，能够形成向上喷射并沿中心旋转的龙卷火流。

本发明的特点是通过低压涡轮的火流使炉内温度高度均匀，提高热效率，可以确保浇包烘烤均匀，同时能使浇包烘烤脱水得到高质量的金属液，对加热温度有严格要求的(例如高锰钢水的处理)最为重要。本发明解决关键技术问题的技术方案是：通过低压涡轮，使燃料充分燃烧并流动形成强劲翻滚而“无孔不入”的龙卷火流，使热能效率大大提高(相对于传统的煤炉，热能效率提高了40-45％)，同时炉内各部位的温度差不超过土10℃的范围，确保铸件的所有部位加热均匀。

理论上浇包烘烤用涡喷炉燃料充分燃烧，100％发出热量，所以没有污染，大大提高了环境保护、低碳减排。

在本发明中，本发明的关键在于结合涡导装置，使进入炉膛的火焰流在涡导装置的作用下，燃烧和流动中形成强劲翻滚而“无孔不入”的龙卷火流，从而使炉内温度高度均匀。再结合火焰稳定器5、混合器4使得火焰在炉腔8内处于稳定状态，并能使燃料完全充分燃烧并产生龙卷风流，使得炉内各处温度均匀。

其中，炉体的具体结构可以有多种形式，采用现有技术中的形式，结合本发明的涡导装置，进一步结合再结合火焰稳定器5、混合器4均可实现本发明。

在本发明一种优选的实施方式中，如图1所示，本发明中图1中鼓风机1从炉门背面进入的空气通过鼓风机将其排入燃烧室9，煤通过进煤口2进入炉栅10在主燃烧室9进行与鼓风机鼓入气体接触燃烧，燃烧过后在压力的作用下，燃料通过低压涡轮3，压气机通过对空气的压缩为燃料助燃气体，并同时气体具备一定高压，使燃料进一步燃烧，再经过混合器4混合后进入了炉腔8，在火焰稳定器5的作用下，使火焰在燃烧室内处于稳定状态，并能使燃料完全充分燃烧并产生龙卷风流，使得炉内各处温度均匀，最后产生的火舌从喷火嘴7中喷出，可同时对两个浇包进行烘烤。在升温过程中能调控升温速度，可根据工艺要求，起始阶段以较快的速度升温，当升至控温下限时，系统自动转为低速缓慢升温或保温，使炉内温度在工艺设定的上限温度和下限温度之间缓慢自动调控。

在本发明一种优选的实施方式中，炉腔8的上方并沿炉腔8的内壁的两侧还设置有火焰稳定器5，部分沿炉腔8的内壁旋转的龙卷火流能够在穿过所述火焰稳定器5后向炉腔8的中心聚拢。

在本发明一种优选的实施方式中，所述火焰稳定器5包括中心驻涡11和外环旋流器12；外环旋流器12由外环毂12c、内环毂12a、和多个弯曲叶片12b组成，且多个弯曲叶片12b以40°～60°的入口安装角均匀连接于外环毂12c和内环毂12a之间；中心驻涡11的前段11a、中段11b以及后段11c构成环形的驻涡腔体，内环毂12a与中心驻涡11的前段11a的外壁组成流道13。该火焰稳定器可以使燃烧室的热容强度更高，熄火极限更低，气流速度可以更大，工况适应能力更强，使燃烧室结构更紧凑，同时也降低流动损失，具体图例见图3。其中，喷出的火焰从下到上经过流道13。

在本发明一种优选的实施方式中，所述涡导装置为低压涡轮3。低压涡轮(涡轮增压本质上是一个空气压缩机，它利用鼓风机排出的气体作为动力来推动位于排气道内的涡轮，涡轮转动的同时带动位于进气道内同轴的叶轮，叶轮压缩由空气滤清器管道送来的新鲜空气，再送入气缸。当空压机功率加大，高速的气体推动涡轮提速，气体排出速度与涡轮转速同步加快，空气压缩程度得以加大，炉内的进气量就相应地增加，燃烧室内的煤炭燃烧更充分，烘烤金属液就更充分，具体的结构见图2。

在本发明一种优选的实施方式中，低压涡轮3和火焰稳定器5之间沿炉腔8的周向还设置有混合器4，所述混合器4围合形成有龙卷火流经过的通道，且所述龙卷火流经过的通道的截面积从下到上逐渐缩小。

在本发明一种优选的实施方式中，还包括设置于炉壁上的进煤口2、设置于炉门背面的进风口、靠近进煤口2并设置于炉腔8下方的炉栅10，涡导装置位于炉栅10的上方，并且涡导装置和炉栅10之间为燃烧室9。

在本发明一种优选的实施方式中，炉栅10的下方设置有鼓风机1。鼓风机1从炉门背面进入的空气通过鼓风机将其排入燃烧室，使煤炭充分燃烧，鼓风机功率可以调整风量和风速。

在本发明一种优选的实施方式中，沿炉顶的周向设置有多个喷嘴7，所述喷嘴7与炉腔8相连通。

在本发明一种优选的实施方式中，还包括设置于下方侧壁上的炉门14。

在本发明一种优选的实施方式中，喷嘴7的数量为2个。设置两个喷火嘴，可同时对两个浇包进行烘烤，充分利用的能源并节省了时间，提高了工作效率。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种浇包烘烤用涡喷炉，其特征在于，炉腔(8)的下部设置有涡导装置，进入炉腔(8)的火焰流在涡导装置的作用下，能够形成向上喷射并沿中心旋转的龙卷火流。

2.根据权利要求1所述的浇包烘烤用涡喷炉，其特征在于，炉腔(8)的上方并沿炉腔(8)的内壁的两侧还设置有火焰稳定器(5)，部分沿炉腔(8)的内壁旋转的龙卷火流能够在穿过所述火焰稳定器(5)后向炉腔(8)的中心聚拢。

3.根据权利要求2所述的浇包烘烤用涡喷炉，其特征在于，所述火焰稳定器(5)包括中心驻涡(11)和外环旋流器(12)；外环旋流器(12)由外环毂(12c)、内环毂(12a)、和多个弯曲叶片(12b)组成，且多个弯曲叶片(12b)以40°～60°的入口安装角均匀连接于外环毂(12c)和内环毂(12a)之间；中心驻涡(11)的前段(11a)、中段(11b)以及后段(11c)构成环形的驻涡腔体，内环毂(12a)与中心驻涡(11)的前段(11a)的外壁组成流道(13)。

4.根据权利要求3所述的浇包烘烤用涡喷炉，其特征在于，所述涡导装置为低压涡轮(3)。

5.根据权利要求4所述的浇包烘烤用涡喷炉，其特征在于，低压涡轮(3)和火焰稳定器(5)之间沿炉腔(8)的周向还设置有混合器(4)，所述混合器(4)围合形成有龙卷火流经过的通道，且所述龙卷火流经过的通道的截面积从下到上逐渐缩小。

6.根据权利要求1所述的浇包烘烤用涡喷炉，其特征在于，还包括设置于炉壁上的进煤口(2)、设置于炉门背面的进风口、靠近进煤口(2)并设置于炉腔(8)下方的炉栅(10)，涡导装置位于炉栅(10)的上方，并且涡导装置和炉栅(10)之间为燃烧室(9)。

7.根据权利要求6所述的浇包烘烤用涡喷炉，其特征在于，炉栅(10)的下方设置有鼓风机(1)。

8.根据权利要求1所述的浇包烘烤用涡喷炉，其特征在于，沿炉顶的周向设置有多个喷嘴(7)，所述喷嘴(7)与炉腔(8)相连通。

9.根据权利要求1所述的浇包烘烤用涡喷炉，其特征在于，还包括设置于下方侧壁上的炉门(14)。

10.根据权利要求8所述的浇包烘烤用涡喷炉，其特征在于，喷嘴(7)的数量为2个。