CN203256153U - 一种气烧石灰竖窑炉顶结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种气烧石灰竖窑炉顶结构，在气烧竖窑顶部设置一个有效容积＞5m³的过渡料斗，并在过渡料斗上方安装有雷达料位计或重锤式料位计，过渡料斗下料口插入位于其下方的直径φ≥1m，高度H≥1.5m的伸入窑内的耐热钢料封管；在炉内耐火材料炉墙上方安装有带高温烟气引出口的耐火材料炉盖；在炉顶钢板平台下设有带烟气放散管的耐火材料烟气通道，烟气通道水平沿伸到炉壳外，并与炉外的波纹补偿器和烟气引风管联接；在炉顶钢板平台下方与耐火材料炉盖之间的间隙中填充高炉矿渣或膨胀珍珠岩轻质保温材料。本实用新型是一种集炉顶密封、安全环保、保温隔热、炉内料位控制于一体的气烧石灰竖窑炉顶结构。

Description

一种气烧石灰竖窑炉顶结构

技术领域

本实用新型涉及一种气烧石灰竖窑炉顶结构，尤其涉及一种周边烧嘴式气烧石灰竖窑炉顶结构。 

背景技术

冶金石灰是钢铁工业的主要辅助材料之一，由于钢铁企业一般都有大量的高炉、转炉和焦炉等副产煤气产生，因此在钢铁企业中大都以副产煤气为燃料，以回转窑、套筒窑、并流蓄热双膛窑和气烧竖窑等窑炉为热工设备焙烧冶金石灰。回转窑、套筒窑、并流蓄热双膛窑的共同特点就是窑炉热工制度稳定可控、产品质量好、自动化程度高、单窑日产能力大，但要求用较高热值的煤气。而气烧竖窑的单窑日产能力小、窑炉热工制度可控性较差、自动化程度较低、产品质量波动大，但由于能够利用低热值纯高炉煤气，窑的一次性炉龄较回转窑、套筒窑、并流蓄热双膛窑要长，设备运转率高、运行费用低、吨产品投资小等优势，仍是钢铁工业生产冶金石灰的主要窑型之一，全国钢铁行业目前有100多座气烧竖窑（大多为周边烧嘴式气烧竖窑），产量达400万吨以上，占冶金石灰消耗总量的15%左右。 

如附图1、图2所示，气烧竖窑炉顶都设有导料斗4，导料斗4内装有活动门3，当上料单斗2内的物料倒入导料斗4时，物料将活动门3冲开（或自动打开）落入窑内，由于气烧竖窑炉顶压力一般都在2000Pa左右，温度在450℃左右，当活动门3打开后一部分高温烟气便携带大量粉尘向外飘逸，导致窑体周边粉尘污染和窑顶钢板平台13积尘都十分严重；虽然在炉墙7上方安装了耐火材料“气烧石灰竖窑窑顶”5（实用新型专利号：ZL 00 2 40417.6），并在气烧竖窑窑顶5与窑顶钢板平台13之间填充有轻质隔热层6，但由于钢质导料斗4和烟气导流罩10都与高温烟气直接接触使其周边温度过高，热能损失较大；为了保持气烧竖窑的安全运行，有的气烧竖窑在炉顶装设了旋风子替代烟气放散管9和安全释放阀8、以在突然停电或引风机故障时，经粗除尘后将高温烟气直接排入大气，虽然减少了粗颗粒的外逸，但仍存在细颗粒粉尘污染；为了稳定窑内物料高度，大多数气烧竖窑安装了机械探尺12，机械探尺12伸入窑内的高度在2.5m左右，由于炉顶温度高，机械探尺在使用过程中容易变形而被卡，而且其对炉内料位探测的精度也不是很高。 

实用新型内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本实用新型提供一种集炉顶密封、安全环保、保温隔热、炉内料位控制于一体的气烧石灰竖窑炉顶结构。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种气烧石灰竖窑炉顶结构，在气烧竖窑顶部设置一个有效容积＞5m³的过渡料斗，并在过渡料斗上方安装有雷达料位计或重锤式料位计，过渡料斗下料口插入位于其下方的直径φ≥1 m，高度H≥1.5 m的伸入窑内的耐热钢料封管；在炉内耐火材料炉墙上方安装有带高温烟气引出口的耐火材料炉盖；在炉顶钢板平台下设有带烟气放散管的耐火材料烟气通道，烟气通道水平沿伸到炉壳外，并与炉外的波纹补偿器和烟气引风管联接；在炉顶钢板平台下方与耐火材料炉盖之间的间隙中填充高炉矿渣或膨胀珍珠岩轻质保温材料。 

所述过渡料斗的石灰石贮存量要大于气烧竖窑半小时以上的装料量。 

所述料封管与其上方的过渡料斗采用软联接或不联接。 

所述料封管穿过炉盖向下伸入窑内，其底端与炉盖底部处于同一平面或略低。 

所述炉盖与耐热钢料封管之间留有采用硅酸铝纤维轻质隔热材料填充密封、用以保护耐火材料炉盖、并防止高温烟气泄漏的间隙。 

在靠近炉壳的烟气通道上方引出一条垂直向上穿过炉顶钢板平台的放散管，在位于炉顶钢板平台的放散管上装有安全释放阀。 

本实用新型的有益效果是：正常生产时，石灰石由单斗提升机经溜槽倒入过渡料斗，石灰石在重力作用下由过渡料斗下料口进入耐热钢料封管，耐热钢料封管内始终冲满了石灰石，并与其下方的窑内石灰石料面相接触。在过渡料斗内设置上、下两个料位控制线，当气烧竖窑出料或石灰石煅烧收缩或塌窑等原因造成窑内物料下沉，使过渡料斗内料位到达下控制线时，单斗提升机自动上料补充，过渡料斗内料位到达上控制线时，单斗提升机自动停止上料，从而使气烧竖窑内料位始终保持在一个固定的高度，这一切均由PLC根据过渡料斗上方的料位计的探测结果自动进行；高温烟气则在由耐热钢料封管、耐火材料炉盖、窑内料柱之间形成的环形空腔内经耐火材料炉盖上的高温烟气引出口、耐火材料烟气通道进入烟气引风系统，当遇到突然停电、引风机突然跳闸等紧急情况时，位于炉顶钢板平台上的安全释放阀自动打开，使烟气直接对空排放。 

本实用新型使气烧竖窑高温烟气全部进入烟气净化、余热回收系统，无粉尘飘逸炉顶平台及窑体周边，极大地改善了气烧竖窑的周边环境；炉顶安装的安全释放阀，在紧急情况下自动打开，使烟气直接对空排放，可确保气烧竖窑的安全生产；由于料封管内始终充满了石灰石，不仅对炉内高温烟气具有很好的料封作用，而且料封管底部与气烧竖窑预热带工作衬之间的石灰石以自然状态堆积，将窑内料位始终固定在一个位置，有利于稳定气烧竖窑热工制度；高温烟气不再与炉顶钢结构直接接触，使炉顶始终保持在略高于环境温度的工况下，可明显提高烟气余热的回收效果。 

附图说明

图1是图2中的A—A剖面图。 

图2是图1中的B向视图。 

图3是图4中的C—C剖面图。 

图4是图3中的D向视图。 

图5是图6中的E—E剖面图。 

图6是图5中的F向视图。 

图中：1—单斗斜桥、2—上料单斗、3—活动门、4—导料斗、5—气烧竖窑窑顶、6—轻质隔热层、7—炉墙、8—安全释放阀、9—烟气放散管、10—烟气导流罩、11—烟气引风管、12—机械探尺、13—窑顶钢板平台、14—溜槽、15—过渡料斗、16—耐热钢料封管、17—耐火材料炉盖、18—料位计、19—纤维密封环、 

20—烟气引出口、21—烟气通道。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。 

参见图3和图4，一种气烧石灰竖窑炉顶结构，在气烧竖窑顶部设置一个有效容积＞5m³的过渡料斗15，过渡料斗15内贮存的石灰石足够气烧竖窑半小时以上的装料量；当装满石灰石的上料单斗2到达卸料点时将物料倒出，石灰石经溜槽14落入过渡料斗15，在气烧竖窑出灰或石灰石煅烧收缩或塌窑等原因使窑内物料下沉时，过渡料斗15内的物料经其下料口进入耐热钢料封管16中；料封管中的物料与其上方的过渡料斗15和其下方的窑内物料形成一个“酒瓶”状的整体料柱，料封管及其中的“瓶颈”状料柱对窑内高温烟气起很好的密封作用，即高温烟气不会经料封管16、过渡料斗15冲入大气。同时料封管材质为耐热钢，并有足够的热膨胀空间不会受热变形；由于料封管插入窑的深度和气烧竖窑预热带工作衬都是固定不变的，石灰石在料封管下端与预热带工作衬之间以自然状态堆积，从而使窑内料位始终处于一个固定位置；高温烟气在由耐火材炉炉盖、料封管及其中的“瓶颈”状料柱和窑内固定料柱三者形成的环形空腔内经耐火材料炉盖17上的高温烟气引出口20、耐火材料烟气通道21全部进入烟气引风、余热回收系统，当遇到突然停电、引风机突然跳闸等紧急情况时，位于炉顶钢板平台上的安全释放阀8自动打开，使烟气直接对空排放，从而确保了气烧竖窑的安全；在窑顶钢板平台13下方与耐火材炉炉盖17上方填有高炉矿渣或膨胀珍珠岩等轻质保温材料，炉顶钢结构不与高温烟气相接触，使炉顶平台温度降低。 

A、在气烧竖窑钢板平台13上方设置一个有效容积＞5m³的过渡料斗15，过渡料斗15内贮存的石灰石量要大于气烧竖窑半小时以上的装料量，并在过渡料斗15上方安装一台雷达料位计或重锤式料位计18； 

B、在气烧竖窑中心线的钢板平台13上安放一个直径φ≥1 m，高度H≥1.5 m的耐热钢料封管16，料封管向下穿过耐火材料炉盖17伸入窑内，料封管下端与炉盖底部处于同一平面或略低。料封管与炉盖间的缝隙用硅酸铝纤维环填充。过渡料斗15下料口插入料封管16，并与料封管采用软联接或不联接；

C、在炉内预热带工作衬炉墙7上方安装耐火材料炉盖17，炉盖上设有高温烟气引出口20。在炉顶钢板平台13下方与预热带工作衬炉墙7上方设一耐火材料烟气通道21，烟气通道21水平沿伸到炉壳外，并与炉外的波纹补偿器和烟气引风管11联接；

D、在靠近炉壳的烟气通道21上方引出一条垂直向上穿过炉顶钢板平台13的烟气放散管9，并在放散管上安装一套安全释放阀8，安全释放阀8与烟气引风机联锁，安全释放阀8具有断电开启功能，安全释放阀8由气烧竖窑PLC进行自动控制。

E、在炉顶钢板平台13下方与耐火材料炉盖17之间的间隙中填充高炉矿渣或膨胀珍珠岩等轻质保温材料。 

本实用新型使气烧石灰竖窑在装料时没有高温含尘烟气排入大气，正常生产时根本改善了炉顶平台及窑体周边的粉尘污染。炉顶保温隔热性能提高，炉顶温度降低，烟气余热回收率提高。料位计不与高温烟气接触，其故障率降低，准确性提高。料封管内始终装满了石灰石，料封高度稳定，从面固定了炉内料柱高度，很有利于稳定气烧石灰竖窑热工制度，进而提高产品质量。 

实例1：参见图3和图4，以有效容积为150m³的气烧石灰竖窑为例，由于其日产石灰＜150吨，则其装料量＜12.5t/h。设计，并制作一个有效容积为5m³的过渡料斗15（其石灰石贮存量为7.5t）；150m³的气烧石灰竖窑预热带内径为3m，按图5、图6将炉盖均匀分为八块，其中二块留有600×300mm的缺口，并预制成耐火材料炉盖17预制件；设计，并制作一个内径φ＝1.1 m、高度H＝1.5 m、壁厚δ＝20m m的耐热钢料封管16。 

在新建或大修气烧石灰竖窑时，用八块炉盖预制件组装成耐火材料炉盖17，从烟气引出口20至炉壳用粘土砖砌成一条烟气通道21，在靠近炉壳的烟气通道21上方垂直向上安装一条φ500 mm穿过窑顶钢板平台13的烟气放散管9，并在放散管9上安装安全释放阀8；将耐热钢料封管16从炉顶钢板平台13上方穿过耐火材料炉盖17插入窑内（事先将纤维密封环19垫好）；将溜槽14和过渡料斗15安装于耐热钢料封管16上方（单斗提升机斜桥高度不够时需加高），并使过渡料斗15下料口插入耐热钢料封管16内（插入深度为100mm，二者间隙为10 mm,不联接）；在过渡料斗15上方安装雷达料位计18；在窑顶钢板平台13下方与耐火材料炉盖17之间的空腔中填充高炉矿渣轻质隔热层6；将烟气通道21通过波纹补偿器与烟气引风管11相联接。 

实例2：参见图3和图4，以有效容积为200m³的气烧石灰竖窑为例，由于其日产石灰＜200吨，则其装料量＜18t/h。设计，并制作一个有效容积为7m³的过渡料斗15（其石灰石贮存量为10.5t）；200m³的气烧石灰竖窑预热带内径为3.5m，按图5、图6将炉盖均匀分为八块，其中二块留有700×350mm的缺口，并预制成耐火材料炉盖17预制件；设计，并制作一个内径φ＝1.2 m、高度H＝1.8 m、壁厚δ＝20m m的耐热钢料封管。 

在新建或大修气烧石灰竖窑时，用八块炉盖预制件组装成耐火材料炉盖17，从烟气引出口20至炉壳用粘土砖砌成一条烟气通道21，在靠近炉壳的烟气通道21上方垂直向上安装一条φ600 mm穿过窑顶钢板平台13的烟气放散管9，并在放散管9上安装安全释放阀8；将耐热钢料封管16从炉顶钢板平台13上方穿过耐火材料炉盖17插入窑内（事先将纤维密封环19垫好）；将溜槽14和过渡料斗15安装于耐热钢料封管16上方（单斗提升机斜桥高度不够时需加高），并使过渡料斗15下料口插入耐热钢料封管16内（插入深度为150mm，二者间隙为10 mm,采用软联接）；在过渡料斗15上方安装重锤式料位计18；在窑顶钢板平台13下方与耐火材料炉盖17之间的空腔中填充膨胀珍珠岩轻质隔热层6；将烟气通道21通过波纹补偿器与烟气引风管11相联接。 

Claims (6)

1.一种气烧石灰竖窑炉顶结构，其特征是：在气烧竖窑顶部设置一个有效容积＞5m³的过渡料斗，并在过渡料斗上方安装有雷达料位计或重锤式料位计，过渡料斗下料口插入位于其下方的直径φ≥1 m，高度H≥1.5 m的伸入窑内的耐热钢料封管；在炉内耐火材料炉墙上方安装有带高温烟气引出口的耐火材料炉盖；在炉顶钢板平台下设有带烟气放散管的耐火材料烟气通道，烟气通道水平沿伸到炉壳外，并与炉外的波纹补偿器和烟气引风管联接；在炉顶钢板平台下方与耐火材料炉盖之间的间隙中填充高炉矿渣或膨胀珍珠岩轻质保温材料。

2.如权利要求1所述气烧石灰竖窑炉顶结构，其特征是：所述过渡料斗的石灰石贮存量要大于气烧竖窑半小时以上的装料量。

3.如权利要求1所述气烧石灰竖窑炉顶结构，其特征是：所述料封管与其上方的过渡料斗采用软联接或不联接。

4.如权利要求1或3所述气烧石灰竖窑炉顶结构，其特征是：所述料封管穿过炉盖向下伸入窑内，其底端与炉盖底部处于同一平面或略低。

5.如权利要求1所述气烧石灰竖窑炉顶结构，其特征是：所述炉盖与耐热钢料封管之间留有采用硅酸铝纤维轻质隔热材料填充密封、用以保护耐火材料炉盖、并防止高温烟气泄漏的间隙。

6.如权利要求1所述气烧石灰竖窑炉顶结构，其特征是：在靠近炉壳的烟气通道上方引出一条垂直向上穿过炉顶钢板平台的放散管，在位于炉顶钢板平台的放散管上装有安全释放阀。

Images