CN115628450A - 一种燃气烧嘴、燃气加热系统及步进式铜锭燃气加热炉 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种燃气烧嘴、燃气加热系统及步进式铜锭加热炉，其涉及热轧窑炉领域。燃气烧嘴包括罩壳、燃气管、进气同步调节装置、燃气混合管和出焰嘴；燃气管设置在罩壳内，进气同步调节装置设置在燃气管与罩壳之间，形成与罩壳上的燃气进口和燃气管上的燃气通过口相连通的燃气进气腔和与罩壳上的空气进口相连的空气供应腔，且能够同步调节燃气进入燃气管的流量和空气进入空气供应腔的流量，燃气混合管上设置有空气出口，且设置在燃气管的端部，在燃气混合管与燃气管之间形成与燃气管相通的预混腔，出焰嘴设置在罩壳和燃气混合管的端部，能够同步调整燃气与助燃空气的供应量。本申请还公开了一种燃气加热系统和一种步进式铜锭加热炉。

Description

一种燃气烧嘴、燃气加热系统及步进式铜锭燃气加热炉

技术领域

本申请涉及热轧窑炉领域，尤其涉及一种燃气烧嘴，此外，本申请还涉及一种燃气加热系统及一种步进式铜锭燃气加热炉。

背景技术

热轧是一种将金属材料加热到再结晶温度以上进行轧制，加工成具有特定形状的型材或者板材的加工工艺。热轧时将金属材料加热到再结晶温度以上，使得金属材料的塑性较高，变形抗力较低，大大减少了金属变形的能量消耗。热轧能够降低轧制的工艺难度，改善金属材料的组织致密性，提高金属材料的加工性能。

为了对金属材料进行热轧，通常利用专用的加热炉对金属材料进行加热升温。燃气加热炉是利用可燃性气体燃烧作为热源的加热炉，具有加热功率高，能量利用率高的优点。燃气加热炉通常在炉壁上设置多个燃气烧嘴，向燃气烧嘴内通入燃气和助燃的空气，燃气燃烧形成火焰喷入炉腔内，对炉腔内的金属材料进行多角度的均匀加热。但使用燃气加热时需要严格控制燃气与助燃空气的比例，防止燃气过量导致不完全燃烧，或者空气过量导致金属再来在高温下氧化。在设置燃气喷嘴时还要防止火焰直烧金属表面，导致金属材料变形和组织受损。

现有的燃气加热炉所使用的燃气喷嘴，多采用将燃气输送到助燃空气出口处燃烧的方式进行燃烧加热，对燃气流量和空气流量的调整需要分别对供气管道上的流量控制阀进行调整，调整十分不便，且难以保证调整过程中燃气与助燃空气的比例。通常在加热炉工作前调整好燃气流量和空气流量后不再调整。而且，燃气在燃气出口处的燃烧容易导致燃气出口产生结焦和堵塞，影响燃气的正常供应。

发明内容

为了能够在调整燃气烧嘴的燃气流量时同步调整燃气烧嘴的助燃空气流量，本申请提供一种燃气烧嘴、燃气加热系统及步进式铜锭燃气加热炉。

本申请提供的燃气烧嘴采用如下的技术方案：

一种燃气烧嘴，包括罩壳、燃气管、进气同步调节装置、燃气混合管和出焰嘴；所述罩壳上设置有燃气进口和空气进口，所述燃气管道上设置有燃气通过口和燃气出口，所述燃气管设置在所述罩壳内，所述进气同步调节装置设置在所述燃气管与所述罩壳之间，将所述罩壳与所述燃气管之间的空间分隔为与所述燃气进口和燃气通过口相连通的燃气进气腔和与空气进口相连通的空气供应腔，且能够同步调节所述燃气进口进入所述燃气管的助燃空气的流量，以及所述空气进口进入所述空气供应腔的助燃空气的流量，所述燃气混合管上设置有空气出口，所述燃气混合管设置在所述燃气管的端部，在所述燃气混合管与所述燃气管之间形成预混腔，所述预混腔通过所述燃气出口与所述燃气管相连通，且通过所述空气出口与所述空气供应腔相连通，所述出焰嘴设置在所述罩壳和燃气混合管的端部，且与所述预混腔相连通。

通过采用上述技术方案，利用同步调节装置，能够同步调节通过燃气进口和燃气通过口进入燃气管的管腔中的燃气的流量，和通过空气进口进入空气供应腔中的助燃空气的流量，使得通过燃气进口和燃气通过口进入燃气管的管腔中的燃气的流量与通过空气进口进入空气供应腔中的助燃空气的流量始终保持设定比例，从而能够在调节燃气喷嘴燃烧功率的同时，保证燃气燃烧状态的稳定。利用预混腔能够将燃气和助燃空气进行混合，有助于减轻燃气在燃气出口处与助燃空气接触燃烧所产生的结焦和堵塞现象，从而减轻对燃气供应量的影响，保持燃气烧嘴燃气与助燃空气的供应比例。

在一个具体的可实施方案中，所述进气同步调节装置包括同步调节套和旋转驱动机构，所述同步调节套上设置有燃气调节窗和空气调节窗，所述同步调节套能够在所述旋转驱动机构的驱动下旋转，以能够同步调节所述燃气调节窗与所述燃气通过口的重叠面积，和所述空气调节窗与所述空气进口的重叠面积。

通过采用上述技术方案，利用旋转驱动装置能够驱动同步调节套旋转，从而使得燃气调节窗的不同部位与燃气通过口相重叠，同时使得空气调节窗的不同部位与空气进口相重叠。利用设置在同步调节套上的燃气调节窗和空气调节窗的形状和位置，使得在同步调节套旋转时，燃气调节窗与燃气通过口的重叠面积，以及空气调节窗与空气进口的重叠面积同步变化，并且二者之间保持固定的对应关系。

在一个具体的可实施方案中，所述旋转驱动机构包括驱动电机、电机齿轮和同步套齿轮，所述电机齿轮安装在所述驱动电机上，所述同步套齿轮设置在所述同步调节套上，且与所述电机齿轮相啮合。

通过采用上述技术方案，利用驱动电机能够方便地驱动同步调节套的旋转，从而能够方便地调节燃气烧嘴的燃烧功率，并保证调节的精度。

在一个具体的可实施方案中，所述空气出口从所述燃气混合管管壁的外壁至内壁斜向所述燃气管的端部旋转设置，所述燃气出口设置在所述空气出口与所述燃气管的端部之间。

通过采用上述技术方案，利用斜向旋转设置的空气出口，能够使得助燃空气斜向进入预混腔，并在预混腔内形成向出焰嘴方向流动的旋转气流，一方面能够使得助燃空气与通过燃气出口流出的燃气充分混合，另一方面能够使得燃气燃烧形成的火焰沿出焰嘴的边缘喷出，形成范围较大的火焰范围，提高对金属材料加热的均匀性。

在一个具体的可实施方案中，所述出焰嘴的出口呈喇叭形，所述燃气管的端部还设置有导焰器，所述导焰器的外侧面设置为与所述出焰嘴的出口形状相适应的弧面。

通过采用上述技术方案，利用喇叭形的出焰嘴出口，配合设置在燃气管端部的导焰器，有助于燃气燃烧产生的火焰沿导焰器与出焰嘴的出口之间的缝隙扩散，形成直径范围较大的薄层平焰，在防止火焰直接喷向金属材料的同时，扩大火焰的燃烧范围，提高对金属材料加热的均匀性。

在一个具体的可实施方案中，所述燃气进口处设置有燃气输入接口，所述空气进口处设置有空气输入接口。

通过采用上述技术方案，利用燃气输入接口能够方便将燃气引入燃气烧嘴中，利用空气输入接口能够方便将助燃空气引入燃气烧嘴中。

本申请提供的燃气加热系统，采用如下的技术方案：

一种燃气加热系统，包括助燃空气供应单元、燃气供应单元和多个本申请提供的燃气烧嘴，所述助燃空气供应单元包括助燃气泵、空气输送管和多个空气分管，每个所述空气分管与一个所述燃气烧嘴上的所述空气进口相连接，多个所述空气分管分别与所述空气输送管相连接，所述助燃气泵与所述空气输送管相连接，所述燃气供应单元包括燃气导入结构、燃气输送管和多个燃气分管，每个所述燃气分管与一个所述燃气烧嘴上的所述燃气进口相连接，多个所述燃气分管分别与所述燃气输送管相连接，所述燃气导入结构连接在燃气气源与所述燃气输送管之间。

通过采用上述技术方案，利用助燃气泵以及与其相连的空气输送管和空气分管，能够向多个燃气烧嘴提供具有一定压力的助燃空气；利用燃气导入结构以及与其相连的燃气输送管和燃气分管，能够将燃气气源提供的燃气以一定的压力提供给燃气烧嘴；利用本申请的燃气烧嘴，能够在保持燃气原有的燃烧状态的情况下，方便地调节燃气烧嘴的燃烧功率。

在一个具体的可实施方案中，本申请的燃气加热系统还包括换热器和用于排出燃烧烟气的烟气排出管，所述换热器设置在所述烟气排出管与所述空气输送管之间。

通过采用上述技术方案，利用烟气排出管能够对燃气燃烧产生的烟气进行集中排放；利用换热器能够使用烟气对助燃控制进行预热，一方面提高燃气的加热效率，另一方面能够减少燃气燃烧产生的结焦，减少烟气中的固体污染物含量。

本申请提供的步进式铜锭燃气加热炉，采用如下的技术方案：

一种步进式铜锭燃气加热炉，包括本申请所提供的燃气加热系统。

通过采用上述技术方案，利用本申请的燃气加热系统，能够在保持各个燃气烧嘴原有燃烧状态的情况下，分别调整每个燃气烧嘴的燃烧功率，从而方便地调节步进式铜锭燃气加热炉中铜锭的加热温度。

在一个具体的可实施方案中，本申请的步进式铜锭燃气加热炉包括由进料口至出料口依次排列的预热区、快速升温区、加热区、均温区和出料补热区，所述燃气加热系统包括用于排出燃烧烟气的烟气排出管，所述烟气排出管连接在所述预热区邻近所述进料口的一端，在所述快速升温区、加热区、均温区和出料补热区内均设置有多个所述燃气烧嘴，且所述快速升温区、加热区、均温区和出料补热区内的所述燃气烧嘴的燃烧功率逐渐递减。

通过采用上述技术方案，利用本申请的燃气烧嘴，能够对设置在不同加热区域内的燃气烧嘴的燃烧功率进行调节，利用相同的燃气喷嘴形成不同的燃烧功率；利用设置在预热区进料口端的烟气排出管，能够使用燃气喷嘴中燃气燃烧产生的烟气向预热区流动，对预热区内的铜锭进行预热，提高了燃气加热炉的能效，还能够降低所排出的烟气的温度。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.利用进气同步调节装置能够同步调节进入燃气管中的燃气的流量，和进入空气供应腔中的助燃空气的流量，在调节燃气供应量的同时使得燃气流量与助燃空气流量保持设定比例，从而能够在保持燃气燃烧状态不变的情况下方便地调节燃气喷嘴的燃烧功率；

2.利用预混腔对燃气和助燃空气进行预混，使得燃气的燃烧更加充分，减轻了燃气在燃气管出口处燃烧所产生的结焦和堵塞，提高了燃气燃烧的效率；

3.利用出焰嘴不同的出口形状，能够调节燃气混合气体的流向，从而控制燃烧火焰的形状。

附图说明

图1为本申请的燃气烧嘴一个实施例的结构示意图。

图2为本申请的燃气烧嘴另一个实施例中的同步调节套部分示意图。

图3为本申请的步进式铜锭燃气加热炉一个实施例的正面结构示意图。

图4为本申请的步进式铜锭燃气加热炉一个实施例的俯面结构示意图。

附图标记说明：1、罩壳；11、燃气进气腔；12、空气供应腔；13、燃气输入接口；14、空气输入接口；15、空气通道隔板；16、助燃空气通过口；2、燃气管；21、燃气通过口；22、燃气出口；23、导焰器；3、进气同步调节装置；31、同步调节套；311、燃气调节窗；312、空气调节窗；32、驱动电机；33、电机齿轮；34、同步套齿轮；4、燃气混合管；41、空气出口；5、出焰嘴；61、助燃气泵；62、空气输送管；63、空气分管；71、燃气导入结构；72、燃气输送管；73、燃气分管；81、换热器；82、烟气排出管；91、预热区；92、快速升温区；93、加热区；94、均温区；95、出料补热区。

具体实施方式

下面结合附图对本申请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申请，并不用于限制本申请。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或者是一体连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本申请的燃气烧嘴的一个实施例，如图1所示，包括罩壳1、燃气管2、进气同步调节装置3、燃气混合管4和出焰嘴5。

罩壳1呈一端开口的筒形，通常由金属材料制成，在罩壳1的底部设置有燃气进口，在罩壳1的侧壁设置有空气进口。

燃气管2可以由金属材料制成，也可以由陶瓷等耐热非金属材料制成，在燃气管2上邻近两端部位的侧壁分别设置有燃气通过口21和燃气出口22。燃气管2设置在罩壳1内的中心部位，燃气管2的燃气通过口21所在的一端的端部固定在罩壳1的内侧端面上。

在罩壳1与燃气管2与之间设置有进气同步调节装置3，同步调节装置3能够将罩壳1与燃气管2之间的空间分隔为靠近罩壳1端部的燃气进气腔11和与燃气进气腔11相隔绝的空气供应腔12，燃气进气腔11与燃气进口相连通，并通过燃气通过口21与燃气管2相连通；空气供应腔12与空气进口相连通。同步调节装置3能够同步调节燃气经过燃气进口流动到燃气管2的气流通道的通流面积，和助燃空气经过空气进口流动到空气供应腔12的气流通道的通流面积，从而能够同步调节燃气烧嘴的燃气供应流量和助燃空气供应流量。这样，就能够通过调节燃气烧嘴的燃气供应流量来调节燃气烧嘴的燃烧功率，并且在燃气流量调节过程中保持助燃空气的流量与燃气的流量之间的比例，保证对燃气烧嘴燃烧功率的调节不会影响燃气的燃烧状态，防止燃气燃烧状态的改变对待加热金属材料的影响。在使用时，可以通过调节供应到燃气进口的燃气的压力和流量，和/或调节供应到空气进口的助燃空气的压力和流量来调节燃气烧嘴的燃气/空气比，来调节燃气燃烧后烟气中的含氧量，而在燃气烧嘴燃烧功率的调节过程中就能够保持燃气的燃烧状态的相对稳定。燃气烧嘴的燃气/空气比通常根据燃气的不同类型设置不同的值，在使用天然气时，燃气/空气比通常设置在1:10左右。

燃气混合管4通常由金属材料，或者陶瓷等耐热非金属材料制成，燃气混合管4呈一端开口、一端密闭的管状。燃气混合管4以密闭端靠近罩壳1的底部的方式设置在燃气管2的端部外侧，其密闭端固定在燃气混合管4上，在燃气混合管4内、燃气管2的外侧形成预混腔42。燃气出口22位于预混腔42内，使得燃气管2内的燃气能够通过燃气出口22进入预混腔42内。同时，在燃气混合管4的侧壁设置有与空气供应腔12相连通的空气出口41，空气供应腔12内的空气能够通过空气出口41进入预混腔42内，与燃气混合。

出焰嘴5通常使用耐火材料，如烧嘴砖制成，罩壳1的端部安装在出焰嘴5上，使得燃气混合管4的开口端和罩壳1均与出焰嘴5的壁部相连接，并且预混腔42的开口端与出焰嘴5的出口相连通，与助燃空气预混后的燃气从燃气混合管4的开口端进入出焰嘴2的出口，并在出焰嘴2的出口处被点燃，燃烧的火焰从出焰嘴2的出口处喷出，对金属材料进行加热。通过设置出焰嘴2的出口形状，可以形成不同的火焰喷射形状，形成不同的加热范围。

在本申请的燃气烧嘴的一些实施例中，如图1所示，进气同步调节装置3包括同步调节套31和旋转驱动机构。同步调节套31通常由金属材料制成，在同步调节套31的不同部位设置有燃气调节窗311和空气调节窗312。同步调节套31套设在燃气管2上，且能够在燃气管2上旋转。燃气调节窗311设置在燃气通过口21处，燃气调节窗311与燃气通过口21相重叠的面积决定了燃气的通流面积；空气调节窗312设置在空气进口处，空气调节窗312与空气进口相重叠的面积决定了助燃空气的通流面积。

燃气调节窗311和空气调节窗312可以设置在宽度逐渐增大的长条形，在同步调节套31旋转时，燃气调节窗311宽度不同的部位与燃气通过口21相重叠，形成不同的燃气通流面积；空气调节窗312宽度不同的部位与空气进口相重叠，形成不同的助燃空气通流面积。通过设置燃气调节窗311和空气调节窗312的长度和宽度变化率可以使得燃气与助燃空气的流量按固定的比例改变，并能够控制燃气烧嘴的燃烧功率变化率。

燃气调节窗311和空气调节窗312还可以设置在宽度不变，位置逐渐偏离的长条形，在同步调节套31旋转时，燃气调节窗311与燃气通过口21的相对位置逐渐改变，从而改变燃气调节窗311与燃气通过口21的重叠面积，形成不同的燃气通流面积；空气调节窗312与空气进口的相对位置逐渐改变，从而改变空气调节窗312与空气进口的重叠面积，形成不同的助燃空气通流面积。通过设置同步调节套31旋转时燃气调节窗311和空气调节窗312的位置偏离度可以使得燃气与助燃空气的流量按固定的比例改变，并能够控制燃气烧嘴的燃烧功率变化率。

同步调节套31能够在旋转驱动机构的驱动下旋转，旋转驱动机构可以是各种能够驱动同步调节套31转动的机构，具体地，旋转驱动机构可以通过电动驱动的方式驱动同步调节套31旋转，也可以通过手动方式驱动同步调节套31旋转。

燃气调节窗311也可以根据同步调节套31的形状设置在其他不同位置，如将燃气调节窗311设置在燃气进口处。同样，空气调节窗312也可以根据同步调节套31的形状设置在其他不同位置。如在本申请的燃气烧嘴的另一个实施例中，如图2所示，在罩壳1与燃气管2之间设置带有助燃空气通过口16的空气通道隔板15，同步调节套31设置为能够与空气通道隔板15相配合，将罩壳1与燃气管2之间的空间分隔为与燃气进口相连通的燃气进气腔11、与空气进口相连通的空气进气腔17和空气供应腔12。此时，也可以将空气调节窗312设置在助燃空气通过口16处。这样，同样可以通过对燃气调节窗311和空气调节窗312的形状或者位置的设置，通过同步调节套31的旋转按比例同步调节燃料和助燃空气的通流量。

在本申请的燃气烧嘴的一个优选实施例中，如图1所示，旋转驱动机构包括驱动电机32、电机齿轮33和同步套齿轮34。驱动电机32可以选用步进电机、伺服电机等可以通过数控方式驱动的电机，驱动电机32安装在罩壳1的外侧，驱动电机32的输出轴穿过罩壳1进入燃气进气腔11，电机齿轮33设置在罩壳1内，且安装在驱动电机32的输出轴上。同步套齿轮34固定在同步调节套31的端部，并且与电机齿轮33相啮合。当驱动电机32旋转时，就能够通过电机齿轮33和同步套齿轮34的传动，驱动同步调节套31的旋转，从而调节燃气烧嘴的燃烧功率。通常，电机齿轮33与同步套齿轮34的传动比大于1，从而能够降低同步调节套31的转速，提高同步调节套31的控制精度。控制驱动电机32的旋转方向，就能够控制同步调节套31的旋转方向，从而控制燃气烧嘴燃烧功率的增减。

在本申请的燃气烧嘴的一些实施例中，如图1所示，空气出口41从燃气混合管4管壁的外壁向管壁内壁延伸时，由燃气混合管4的密闭端向燃气混合管4的开口端方向斜向设置，并且在燃气混合管4的周向沿顺时针或者逆时针旋转设置，这样，当助燃空气由空气供应腔12通过空气出口41流向预混腔42中时，就能够形成在预混腔42内旋转流动的旋转气流，在旋转的同时向预混腔42的开口方向推进。燃气出口22设置在空气出口41与燃气管2的端部之间，从燃气出口22进入预混腔42中的燃气在旋转气流的冲刷下与助燃空气充分混合。并且，混合后的燃气混合气体旋转气流继续向出焰嘴5流动，形成沿出焰嘴5的壁部喷出的火焰，扩大了火焰的燃烧范围。

作为本申请的燃气烧嘴的一种具体实施方式，如图1所示，出焰嘴5的出口呈喇叭形，从预混腔42的开口向出焰嘴5的出口方向逐渐扩大，燃气管2的端部设置有导焰器23，导焰器23通常由耐高温合金材料制成，导焰器23的外侧面设置成与出焰嘴5的出口形状相类似的弧面形，使得燃气混合气体沿导焰器23与出焰嘴5之间的弧形间隙扩散喷出，形成扩散范围较大、厚度较薄的平焰，一方面提高了火焰的加热范围，另一方面阻止火焰沿燃气管2方向直接喷出，防止火焰在金属材料表面直接燃烧，造成金属材料的阻止损伤或者变形。

在本申请的燃气烧嘴的一些实施例中，如图1所示，燃气进口处设置有燃气输入接口13，燃气输入接口13上设置有连接法兰等连接结构，燃气输入接口13固定在燃气进口的周边，能够形成燃气进口与外部燃气管道之间的可靠连接。空气进口处设置有空气输入接口14，空气输入接口14上也可以设置有连接法兰等连接结构，空气输入接口14固定在空气进口的周边，能够形成空气进口与外部助燃空气管道之间的可靠连接。

本申请的燃气加热系统的一个实施例，如图3和图4所示，包括助燃空气供应单元、燃气供应单元和多个本申请任一实施例的燃气烧嘴。

助燃空气供应单元包括助燃气泵61、空气输送管62和多个空气分管63，空气输送管62与助燃气泵61相连接，多个空气分管63分别连接在空气输送管62的不同位置，并且每一个空气分管63与一个燃气烧嘴上的空气进口相连接。助燃气泵61将空气泵入空气输送管62中，并形成一定的压力输送到各个空气分管63中，并通过多个空气分管63分别供应给对应的燃气分管。在各个空气分管63上还可以设置有流量控制阀，以能够分别控制每个燃气烧嘴的助燃空气供应流量，从而分别控制每个燃气烧嘴的燃气燃烧状态。

燃气供应单元包括燃气导入结构71、燃气输送管72和多个燃气分管73。燃气导入结构71可以是各种能够从燃气气源导入燃气的结构，对于不同的燃气气源可以使用不同的燃气导入结构71。如燃气气源为高压燃气罐，燃气导入结构71可以是减压阀；如燃气气源为低压供气装置，燃气导入结构71还可以是燃气增压泵。燃气导入结构71与燃气输送管72相连接，将燃气以一定的压力导入燃气输送管72中。多个燃气分管73分别连接在燃气输送管72的不同位置，且每个燃气分管与一个燃气烧嘴上的燃气进口相连接，将燃气输送管72中的燃气分别输送到多个燃气烧嘴中。在每个燃气分管73上还可以设置有流量控制阀，从而能够分别各个燃气烧嘴的最大燃烧功率和燃气燃烧状态。

多个本申请的燃气烧嘴的使用，能够在保持燃气烧嘴原有的燃烧状态不变的情况下分别调节不同的燃气烧嘴燃烧功率，从而在不同的区域使用不同功率的燃气烧嘴进行加热。

在本申请的燃气加热系统的一些实施例中，如图3和图4所示，本申请的燃气加热系统还包括换热器81和烟气排出管82，烟气排出管82设置在用于对金属材料进行加热的炉腔中，将燃气燃烧形成的燃烧烟气排出。换热器81设置在烟气排出管82与空气输送管62之间，烟气排出管82中的燃烧烟气与空气排出管82中的助燃空气在换热器81中进行热交换，利用燃烧烟气中的热量对助燃空气进行预热，一方面充分利用燃气燃烧产生的热量，提高能源利用效率，另一方面提高助燃空气的温度，减少燃气燃烧时产生的结焦，提高燃烧效率。

本申请的步进式铜锭燃气加热炉的一个实施例，如图3和图4所示，使用了本申请任一实施例的燃气加热系统。从而能够分别调节不同的加热区域中的不同燃气烧嘴的燃烧功率和燃烧状态，在燃气加热炉内形成不同功能的加热区域，并可以根据设计要求分别进行调整。

在本申请的步进式铜锭燃气加热炉的一些实施例中，如图3和图4所示，包括由铜锭的进料口至出料口依次排列的预热区91、快速升温区92、加热区93、均温区94和出料补热区95。燃气加热系统的多个燃气烧嘴分别分组设置在快速升温区92、加热区93、均温区94和出料补热区95内，在预热区91邻近进料口的一端的顶部设置有用于排出燃气燃烧产生的燃烧烟气的烟气排出管81。燃气烧嘴中的燃气燃烧产生的燃烧烟气流向预热区91，通过烟气排出管81排出。

铜锭通过进料口进入步进式铜锭燃气加热炉后，在步进输送机构的作用下向出料口逐步移动，在预热区91内与高温燃烧烟气接触，由燃烧烟气对铜锭进行预热，从而有效利用燃烧烟气中的热量。

经过预热后的铜锭进入快速升温区92，快速升温区92中的燃气烧嘴喷出的燃气燃烧产生热量，对铜锭进行加热。可以将快速升温区92中的燃气烧嘴调整为较大的燃烧功率，并可以适当调高助燃空气流量的比例，使得快速升温区92中的燃气烧嘴的燃气燃烧更加充分，燃烧产生的热量也更多，使得铜锭快速升温。由于此时铜锭的温度尚不是很高，燃烧烟气中较高的残氧量对铜锭的影响也较小。

经快速升温后的铜锭进入加热区93，由加热区93中的燃气烧嘴对铜锭进行进一步升温。调节加热区93中的燃气烧嘴，适当减小助燃空气的供应比例，从而控制加热区93内的残氧量，加热区93中燃气烧嘴的燃烧功率通常较快速升温区92中燃气烧嘴的燃烧功率稍低，铜锭在加热区93温度稳步升高到设定温度附近。

经过加热区93升温后的铜锭进入均温区94，均温区94中通常采用火焰范围较大，燃烧功率较低的燃气烧嘴，对铜锭的不同位置进行大范围交叉加热，使得均温区94内铜锭的不同部位温度均匀，且保持为设定温度。通常，在步进式铜锭燃气加热炉的均温区94所在区段设置有温度检测窗口，可以通过温度检测窗口检测均温区94内的铜锭不同部位的温度，并根据铜锭的不同部位的温度调整相应位置的燃气烧嘴的燃烧功率，从而保证铜锭不同部位的温度均维持为设定温度。

加热完成后的铜锭进入出料补热区95等候出料，出料补热区95内通常采用火焰范围较小、功率更低的燃气烧嘴，该燃气烧嘴向出料口方向燃烧，对铜锭进行补热，防止出料口处较低的温度导致铜锭的降温。

在本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“具体实施例”、 “优选实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本发明中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种燃气烧嘴，其特征在于：包括罩壳（1）、燃气管（2）、进气同步调节装置（3）、燃气混合管（4）和出焰嘴（5）；所述罩壳（1）上设置有燃气进口和空气进口，所述燃气管（2）上设置有燃气通过口（21）和燃气出口（22），所述燃气管（2）设置在所述罩壳（1）内，所述进气同步调节装置（3）设置在所述燃气管（2）与所述罩壳（1）之间，将所述罩壳（1）与所述燃气管（2）之间的空间分隔为与所述燃气进口和燃气通过口（21）相连通的燃气进气腔（11）和与空气进口相连通的空气供应腔（12），且能够同步调节所述燃气进口进入所述燃气管（2）的燃气的流量，以及所述空气进口进入所述空气供应腔（12）的助燃空气的流量，所述燃气混合管（4）上设置有空气出口（41），所述燃气混合管（4）设置在所述燃气管（2）的端部，在所述燃气混合管（4）与所述燃气管（2）之间形成预混腔（42），所述预混腔（42）通过所述燃气出口（22）与所述燃气管（2）相连通，且通过所述空气出口（41）与所述空气供应腔（12）相连通，所述出焰嘴（5）设置在所述罩壳（1）和燃气混合管（4）的端部，且与所述预混腔（42）相连通。

2.根据权利要求1所述的燃气烧嘴，其特征在于：所述进气同步调节装置（3）包括同步调节套（31）和旋转驱动机构，所述同步调节套（31）上设置有燃气调节窗（311）和空气调节窗（312），所述同步调节套（31）能够在所述旋转驱动机构的驱动下旋转，以能够同步调节所述燃气调节窗（311）与所述燃气通过口（21）的重叠面积，和所述空气调节窗（312）与所述空气进口的重叠面积。

3.根据权利要求2所述的燃气烧嘴，其特征在于：所述旋转驱动机构包括驱动电机（32）、电机齿轮（33）和同步套齿轮（34），所述电机齿轮（33）安装在所述驱动电机（32）上，所述同步套齿轮（34）设置在所述同步调节套（31）上，且与所述电机齿轮（33）相啮合。

4.根据权利要求1所述的燃气烧嘴，其特征在于：所述空气出口（41）从所述燃气混合管（4）管壁的外壁至内壁斜向所述燃气管（2）的端部旋转设置，所述燃气出口（22）设置在所述空气出口（41）与所述燃气管（2）的端部之间。

5.根据权利要求4所述的燃气烧嘴，其特征在于：所述出焰嘴（5）的出口呈喇叭形，所述燃气管（2）的端部还设置有导焰器（23），所述导焰器（23）的外侧面设置为与所述出焰嘴（5）的出口形状相适应的弧面。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的燃气烧嘴，其特征在于：所述燃气进口处设置有燃气输入接口（13），所述空气进口处设置有空气输入接口（14）。

7.一种燃气加热系统，其特征在于：包括助燃空气供应单元、燃气供应单元和多个根据权利要求1-6中任一项所述的燃气烧嘴，所述助燃空气供应单元包括助燃气泵（61）、空气输送管（62）和多个空气分管（63），每个所述空气分管（63）与一个所述燃气烧嘴上的所述空气进口相连接，多个所述空气分管（63）分别与所述空气输送管（62）相连接，所述助燃气泵（61）与所述空气输送管（62）相连接，所述燃气供应单元包括燃气导入结构（71）、燃气输送管（72）和多个燃气分管（73），每个所述燃气分管（73）与一个所述燃气烧嘴上的所述燃气进口相连接，多个所述燃气分管（73）分别与所述燃气输送管（72）相连接，所述燃气导入结构（71）连接在燃气气源与所述燃气输送管（72）之间。

8.根据权利要求7所述的燃气加热系统，其特征在于：还包括换热器（81）和用于排出燃烧烟气的烟气排出管（82），所述换热器（81）设置在所述烟气排出管（82）与所述空气输送管（62）之间。

9.一种步进式铜锭燃气加热炉，其特征在于：包括根据权利要求7或8所述的燃气加热系统。

10.根据权利要求9所述的步进式铜锭燃气加热炉，其特征在于：包括由进料口至出料口依次排列的预热区（91）、快速升温区（92）、加热区（93）、均温区（94）和出料补热区（95），所述燃气加热系统包括用于排出燃烧烟气的烟气排出管（81），所述烟气排出管（81）连接在所述预热区（91）邻近所述进料口的一端，在所述快速升温区（92）、加热区（93）、均温区（94）和出料补热区（95）内均设置有多个所述燃气烧嘴，且所述快速升温区（92）、加热区（93）、均温区（94）和出料补热区（95）内的所述燃气烧嘴的燃烧功率逐渐递减。

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