CN2301277Y - 一种冶金钢包烘烤装置 - Google Patents

Abstract

一种用于冶金行业炼钢用钢包的烘烤装置,其特征在于:带有空气管及燃料管的3～8个亚高速烧嘴嵌在与钢包尺寸匹配的包盖内,并沿包盖圆周均匀分布,烧嘴出口气速60～90米/秒,直接加热钢包底部及侧部,以强对流方式加热烘烤钢包,同时预热空气提高燃烧温度,达到高温快速加热烘烤钢包耐火材料内衬之目的。本实用新型结构紧凑,升温速率快,传热量快,烘烤时间短且烘烤温度均匀,适应冶金行业短流程快速炼钢新工艺的要求。

Description

一种冶金钢包烘烤装置

本实用新型是一种冶金钢包烘烤装置，属于工业领域的加热设备，用于冶金行业炼钢用钢包的烘烤，提高钢包内耐火材料的温度。

现有的冶金钢包烘烤装置，无论是竖烘、侧烘方式，还是敝开、半封闭或密封式加热烘烤钢包，其燃烧加热均采用传统的单个中心烧嘴伸入钢包，主要着重用火焰温度强化辐射传热加热钢包，从热工方面讲，在低速气流下，强化辐射传热已受到限制，因此进一步提高钢包的加热速率受到制约。废气预热、密封式竖烘加热烘烤钢包的苏联专利SU1468656A1尽管热效率较高，能耗也较低，但是由于采用辐射传热方式烘烤钢包，因此，钢包烘烤升温速率低、烘烤时间长，钢包温度场不均匀、烘烤质量差，且钢包耐火材料内衬也难以达到1200℃温度，不能满足80年代发展起来的短流程炼钢新工艺对钢包的快速烘烤要求。

本实用新型的目的在于设计一种冶金钢包烘烤装置，升温速率快、烘烤时间短，且钢包耐火材料内衬温度高、温度场均匀，满足钢包快速烘烤的要求。

本实用新型设计的一种冶金钢包烘烤装置，是一种钢包竖烘封闭式加热装置，包括空气管1、燃料管2、烧嘴3、空气预热器4、排烟口6和排烟管5、包盖9，其特征是：与钢包10上口尺寸匹配的园形包盖9，上层为钢板、下层为耐火材料内衬；带有空气管1和燃料管2的亚高速烧嘴3嵌在包盖9内，亚高速烧嘴3喷口基本与包盖9下层平齐，喷嘴出口气速为60～90米/秒，该高速热气流在包内直接喷到受热面上和搅动高温烟气喷到受热面上，强化了对流传热，包内对流传热可提高占总传热量60～70％，根据传热原理可知，强对流传热与辐射传热相比，给热系数大大提高，可大大提高钢包烘烤加热速率，提高了钢包耐火材料内衬的升温速率且温度场均匀，达到在高温度下，快速加热钢包烘烤的目的；空气预热器4与排烟管5、空气管1相通，预热进入烧嘴3燃烧室的空气，以提高高速热气流的火焰燃烧温度，满足钢包在较高温度下烘烤加热的要求；排烟口6设置在包盖9的任意位置，无需机械外能，具有足够动能的废烟气可以自动排出；上述空气管1、燃料管2、空气预热器4、排烟管5排烟口6固定在嵌有烧嘴3的包盖9上方，连为一体，结构紧凑。

燃料可选用煤气或重油、柴油。煤气作为燃料时，烧嘴3是煤气亚高速烧嘴，并配相应的环形煤气管2作为燃料管2；重油、柴油作为燃料时，燃嘴3是油亚高速烧嘴，燃料管2是油管2。

嵌在包盖9内的亚高速烧嘴3均匀分布在包盖9的周边部位，烧嘴3中心线至钢包上口内壁距离为钢包10上口内径的1/6～1/10，烧嘴3数量为3～8个，具体视钢包10容积和包盖9尺寸而定。多个烧嘴3沿包盖9园周边缘分布，提高了钢包底部直接受热面积，同时部分高速热气流以紊流状直接加热钢包内壁，加速了气流循环，加快了钢包10耐火材料内衬的换热升温，提高了钢包升温速率，缩短了烘烤时间，同时钢包烘烤温度均匀，烘烤质量好。

经过空气管1、空气预热器4进入烧嘴3燃烧室的热空气温度大于150℃，以提高高速热气流的理论燃烧温度，满足钢包耐火材料内衬达到较高的温度。

管路及其控制仪表7用于控制调节烧嘴3的工况，根据加热工艺要求，可调节进入烧嘴3燃烧室内的燃料、空气的混合比例，控制烧嘴3进行台阶式大小火充分燃烧加热，温控准确地对钢包加热烘烤。

安全阀8置于燃料管2进口处，当燃料压力异常，超出或低于烧嘴3燃烧工况时，安全阀8可自动快速关闭燃料管2，防止烧嘴3熄火时，煤气泄漏或漏油，防止造成意外安全事故。

本实用新型与现有技术相比，有如下优点：

a、提高传热量，钢包开温速率快。

b、钢包耐火材料内衬烘烤温度高。

c、温度场均匀，烘烤质量好。

d、整个装置结构紧凑。

附图说明：

图1是冶金钢包烘烤装置示意图。

实施例：

某钢铁公司实施本实用新型，对100吨大容量钢包进行在线加热烘烤，根据短流程炼钢工艺要求，钢包耐火材料内衬需在30分钟内从800℃升温到1200℃。

100吨大容量钢包砌体内径φ3288mm，砌体垂直深度h＝3374mm；6个喷流速度为80米/秒的亚高速烧嘴3沿包盖9园周分布，烧嘴3中心线距钢包上口内壁300mm，烧嘴3喷口直径400mm，6个烧嘴的供热能力1800m³/h；燃料选用Q＝5860KJ/m³的低发热值发生炉煤气；热空气温度＞200℃；设置在包盖9中心的排烟口6直径690mm。排烟管5内径820mm。

钢包10在线高温烘烤时，先将800℃钢包10移至包盖9下方，包盖9下移与钢包10密封，然后开风机，开煤气总开关，根据加热工艺要求，调节管理及控制仪表7进行大小火加热、燃烧比及烘烤时间设置，使进入烧嘴3燃烧室内的煤气、大于200℃的热空气充分燃烧，自动点火，亚高速烧嘴3喷出的高速热气流以70～80米/秒速度部分冲击钢包10底部，部分以紊流状直接加热钢包内壁，形成强烈搅动，强化了包内的对流传热，大大提高了包内加热效率，在20分种内钢包耐火材料内衬温度达1150℃，25分钟钢包耐火材料内衬温度达到1200℃，升温速率达15℃/分以上，具有足够动能的废烟气从包盖9中心的排烟口6及排烟管5自动排出，通过空气预热器4热交换预热进入烧嘴3的空气，提高烧嘴3喷流的理论燃烧温度，满足了钢包在高温下快速加热烘烤的要求：

当煤气压力、空气压力发生变化，参数不符烧嘴3所设定的工况时，安全阀8即自动关闭煤气管道进口，防止熄灭时，煤气泄漏造成事故。

当对冷钢包进行加热烘烤时，利用管路及控制仪表7进行温度、时间设置，依据工艺要求的烘烤曲线进行加热烘烤钢包，操作程序与前述基本相同。

Claims (4)

1、一种冶金钢包烘烤装置，包括空气管(1)、燃料管(2)、烧嘴(3)、空气预热器(4)、排烟口(6)和排烟管(5)、包盖(9)，其特征是：与钢包(10)上口尺寸匹配的园形包盖(9)，上层为钢板、下层为耐火材料内衬；带有空气管(1)和燃料管(2)的亚高速烧嘴(3)嵌在包盖(9)内，亚高速烧嘴(3)喷口基本与包盖(9)下层平齐。喷嘴出口气速为70～90米/秒；空气预热器(4)与排烟管(5)、空气管(1)相通，预热进入烧嘴(3)燃烧室的空气；排烟口(6)设置在包盖(9)的任意位置；上述空气管(1)、燃料管(2)、空气预热器(4)、排烟管(5)固定在嵌有烧嘴(3)的包盖(9)上方，连为一体。

2、根据权利要求1所述的一种冶金钢包烘烤装置，其特征在于：煤气作为燃料时，烧嘴(3)是煤气亚高速烧嘴，并配相应的环形煤气管(2)作为燃料管(2)；重油、柴油作为燃料时，烧嘴(3)是油亚高速烧嘴，燃料管(2)是油管(2)。

3、根据权利要求1或2所述的一种冶金钢包烘烤装置，其特征在于：嵌在包盖(9)内的亚高速烧嘴(3)均匀分布在包盖(9)的周边部位，烧嘴(3)中心线至钢包上口内壁距离为钢包上口内径的1/6～1/10，烧嘴(3)数量为3～8个，具体视钢包(10)容积和包盖(9)尺寸而定。

4、根据权利要求1或2所述的一种冶金钢包烘烤装置，其特征在于：进入烧嘴(3)燃烧室的空气温度大于150℃。