CN1211623A - 热风炉烘炉装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种热风炉烘炉装置,它主要由烘炉装置本体、蓄热室炉箅子冷却系统、燃烧介质管道系统及测量调节系统构成。在装置本体上设置有三个带有烧嘴的燃烧器、稀释空气环形风箱、燃烧介质管道的接口及人孔。利用该装置能准确地控制热风炉烘炉的温度和温差,烘干耐材中的水分并保证耐火砖晶间的有效变化,该装置尤其适用对于大型高炉的热风炉烘炉。
Description
本发明与高炉用热风炉有关，尤其与硅砖热风炉的烘炉设备有关。
现代高炉大多采用高温稳定性良好的硅砖热风炉，由于硅砖具有与高铝砖不同的特点，即低温区(100℃-300℃)膨胀率高，而一旦超过500℃则体积基本稳定。因此，硅砖热风炉烘炉时低温阶段必须缓慢升温，以防止因体积急剧变化产生内应力而破坏砌体。同时，还需考虑硅砖相变具有可逆转性，故要求升温后不能再下降到相变点以下，以避免砌体反复膨胀收缩产生裂纹。
如能将由配套管网送来的焦炉煤气、助燃空气按一定比例进行混合燃烧，同时控制其气体的流量和压力，分阶段向热风炉送入不同温度的热风，就可以烘干热风炉耐材中的水份，保证其按照硅砖耐材的理化性能，完成其晶间的变化和水份的干燥，最终保证热风炉的正常生产和使用寿命。
目前还没有一套完全具备上述功能的设备，日本八十年代的同类设备由于存在关键部件的钢材及耐材的选材等问题，故在满足热风炉烘炉的工艺要求方面仍存在缺陷。
本发明的目的在于，克服现有技术的不足，提供一种新型的热风炉烘炉装置，它能准确地控制热风炉烘炉的温度和温差，烘干其耐材水份，并保证耐火砖晶间的有效变化。同时满足以下技术要求：
1、本体外壳能承受1100℃的高温；
2、本体烧嘴在承受1300℃左右的高温下仍能保持其原有几何形状，并便于拆除。
3、蓄热室炉篦子冷却配管气流组织合理，冷却区域不存在死区，烘炉期间炉篦子完好无损，便于拆除；
4、精确测量、调节进入烘炉装置燃烧介质的流量，确保烘炉的温度及温差。
为达到上述目的和技术要求，本发明采用了如下技术方案：
一种热风炉烘炉装置，主要由烘炉装置本体、蓄热室炉篦子冷却系统、燃烧介质管道系统及测量调节系统构成；所述烘炉装置本体主要由其内壁设置有耐材喷涂层的混合室、大变径管、弯管、小变径管和本体烧嘴通过法兰联接构成；其外形结构为一头部呈圆锥形的卧式圆筒形；在所述混合室的头部设置一其内均匀开有稀释风出风孔的稀释空气环形风箱；在所述混合室的尾部均匀设置三个带有烧嘴的燃烧器，每一烧嘴又与燃烧介质管道相连通；在所述烘炉装置本体上分别设置有燃烧介质管道的接口；在所述装置本体混合室的侧面设置一入孔；所述装置本体，其内壁上的喷涂层可选用CH-130,CH-140,CH-160型耐材；所述装置本体的烧嘴，其外壳材料可选用20G，其内壁的喷涂层可选用与之相匹配的CH-160型耐材；所述蓄热室炉篦子冷却系统，主要由双层交错均匀布置的承插式薄壁金属管联接构成。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、由于本发明装置本体外壳的选材科学，尤其是本体烧嘴外壳的选材与其内壁上喷涂层耐材的合理匹配，使得本体烧嘴不仅能经受住1400℃的高温，还可保持其原有几何的形状，内部耐材喷涂层的色泽正常形状完好，除准备工作外，单个烧嘴的取出时间仅需4～5分钟。
而日本的同类设备，由于其壳体选用的是A3钢，当温度仅为500℃-600℃时，其屈服强度δS接近于零，故当温度升至1300℃时，其本体壳体被烧化并同孔砖粘结，其内部的耐材喷涂层被烧塌流淌，单个烧嘴的取出时间长达近40分钟。
2、采用双层交错均匀布置的承插式薄壁金属管作为冷却风管构成的蓄热室炉篦子冷却系统，与日本同类设备所采用的不锈钢薄壁金属蛇皮软管相比，气流组织更为合理，基本无冷却死区，从而增大了蓄热室底部的通风面积，确保了烘炉期间炉篦子的安全。同时还满足了炉篦子在热态下快速拆卸的要求。
3、由于本发明设置了以控制焦炉煤气、助燃空气和稀释空气流量为主的测量调节系统，利用系统中设置的流量孔板、取压管及热电偶等测量元件，便可准确地控制烘炉过程中的温度和温差。
附图说明：
图1为本发明工艺平面布置示意图：
图2为本发明装置本体结构示意图；
图3为本发明烘炉工艺原理图。
下面结合附图对本发明的实施例作进一步详细的描述。
一种热风炉烘炉装置，如图1所示，该装置主要由烘炉装置本体1、蓄热室炉篦子冷却系统、燃烧介质管道系统及测量调节系统构成。为确保烘炉效果，将装置本体1的外形结构设计为如图2所示的头部呈圆锥形的卧式圆筒形，并主要由其内壁设置有耐材喷涂层8的混合室9、大变径管10、弯管11、小变径管12和本体烧嘴13通过法兰14联接构成，所述喷涂层8的耐材可选用CH-130、CH-140、CH-160型。在所述混合室9的头部设置一其内部均匀开有稀释风出风孔24的稀释空气环形风箱25；在混合室9的尾部圆周上按120°等分设置三个带有烧嘴15的燃烧器16，每个燃烧器烧嘴15分别与焦炉煤气管道6、助燃空气管道28相连通；采用不锈钢制成的燃烧器的烧嘴16为由内管和外管组成的套筒式结构。在所述装置本体1上分别设置有相应的燃烧介质管道的接口；在所述装置本体混合室9的侧面设置一入孔，用于烘炉前其内部的清理和检查。
为使本体烧嘴13能在承受1300℃左右的高温下仍能保持其原有几何形状，并便于拆除，特选用20号锅炉钢作为本体烧嘴13的外壳材料，其内壁的喷涂层8则选用了与之相匹配的CH-160型耐材，其耐火度为1820℃。
采用承插式双层交错均匀布置的薄壁金属管作为冷却风管5构成蓄热室炉篦子冷却系统，冷却风管5与冷却空气管道27相连通，其壁厚为0.6mm，管径为φ210mm。
为确保装置本体1外壳能承受1100℃以上的高温，本发明采用了在其本体大变径管10的外壁上增设一直径为φ800mm的强制风冷环管21的措施，并在强制风冷环管21的管壁上均匀开孔，孔径为φ8mm，孔的中心距为81mm。
如图3所示，本发明以流量孔板18、取压管19、热电偶20为主要测量元件。并配以调节阀及记录仪等(图中未画出)组成一个测量、控制、自动记录的闭环反馈测量调节系统，在焦炉煤气6、助燃空气28和稀释空气管道26上分别设置流量孔板18和取压管19，以精确测量各种燃烧介质的流量值；在小变径管12的外壳上设置一热电偶20的插入孔，并在孔内插入热电偶20，以控制烘炉的升温。
燃烧介质管道中还包括与焦炉煤气管道6相连接的氮气管道(图中未画出)，用于辅助点火时的煤气引入和装置拆除时的煤气吹扫。
可按下列步骤进行烘炉：
1、引入焦炉煤气、点燃本体上的点火枪22，并将其插入装置本体混合室9内；
2、向燃烧器烧嘴15内送入焦炉煤气并通入助燃空气，调节煤气与空气的比例，使其在混合室9中燃烧，通过图2中本体上的观察孔23观察其点燃时及燃烧的状态；
3、根据设置于小变径管12上的热电偶20，检测出本体1的出口温度；
4、向装置本体的燃烧器16内通入一定量的稀释空气，将合适的热风送入热风炉；
5、通过设置在热风炉即蓄热室4、燃烧室2及混合室9上的若干个热电偶20(如图3所示)，检测其温度值并根据制定的烘炉升温曲线(图中未画出)，随时调节焦炉煤气、助燃空气、稀释空气的流量，以准确地控制热风炉烘炉的温度和温差，烘干其耐材中的水份，并保证耐火砖晶间的有效变化。
Claims (10)
1、一种热风炉烘炉装置，它主要由烘炉装置本体(1)、蓄热室炉篦子冷却系统、燃烧介质管道系统及测量调节系统构成；所述烘炉装置本体主要由其内壁设置有耐材喷涂层(8)的混合室(9)、大变径管(10)、弯管(11)、小变径管(12)和本体烧嘴(13)通过法兰(14)联接构成；其外形结构为一头部呈圆锥形的卧式圆筒形；在所述混合室的头部设置一其内均匀开有稀释风出风孔(24)的稀释空气环形风箱(25)；在所述混合室(9)的尾部均匀设置三个带有烧嘴(15)的燃烧器(16)，每个烧嘴均与燃烧介质管道相连通；在所述烘炉装置本体(1)上分别设置有燃烧介质管道的接口，在所述装置本体混合室(9)的侧面设置一入孔(17)；其特征在于，所述装置本体1，其内壁上的喷涂层(8)可选用CH-130、CH-140、CH-160型耐材；所述装置本体1的烧嘴(13)，其外壳材料可选用20G，其内壁的喷涂层(8)可选用与之相匹配的CH-160型耐材；所述蓄热室炉篦子冷却系统，主要由双层交错均匀布置的承插式薄壁金属管作为冷却风管(5)构成。
2、根据权利要求1所述的热风炉烘炉装置，其特征在于，所述冷却风管(5)的壁厚为0.5mm-0.75mm，管径为φ200mm-φ225mm。
3、根据权利要求1所述的热风炉烘炉装置，其特征在于，所述燃烧介质管道系统主要包括焦炉煤气管道(6)和空气管道(7)；所述空气管道(7)包括助燃空气管道(28)、稀释空气管道(26)和冷却空气管道(27)。
4、根据权利要求3所述的热风炉烘炉装置，其特征在于，所述稀释空气管道(26)与所述稀释空气环形风箱(24)相连通；所述冷却空气管道(27)与所述蓄热室炉篦子冷却风管(5)相连通。
5、根据权利要求1所述的热风炉烘炉装置，其特征在于，所述燃烧器(16)的烧嘴(15)为由内管和外管组成的套筒式，并与燃烧器(16)一同在混合室(9)的尾部圆周上按120°等分设置。
6、根据权利要求1所述的热风炉烘炉装置，其特征在于，所述装置本体的大变径管(10)的外壁上设置一直径为φ780mm-φ820mm的强制风冷环管(21)，所述强制风冷环管(21)的管壁上均匀开有小孔。
7、根据权利要求6所述的热风炉烘炉装置，其特征在于，所述强制风冷环管(21)上小孔的孔径为φ6mm-φ10mm，孔的中心距为75mm-85mm。
8、根据权利要求1所述的热风炉烘炉装置，其特征在于，所述燃烧器烧嘴(15)分别与焦炉煤气管道(6)、助燃空气管道(28)相连通。
9、根据权利要求1所述的热风炉烘炉装置，其特征在于，所述测量调节系统主要包括流量孔板(18)、取压管(19)、热电偶(20)。
10、根据权利要求1所述的热风炉烘炉装置，其特征在于，所述装置本体小变径管(12)的外壳上设置有热电偶的插入孔，并在孔内插入热电偶(20)；在所述焦炉煤气管道(6)、助燃空气管道(28)和稀释空气管道(26)上分别设置有流量孔板(18)和取压管(19)。
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