一種熱風(fēng)富氧燃?xì)夤?jié)能環(huán)保熔煉豎爐的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種熱風(fēng)富氧燃?xì)夤?jié)能環(huán)保熔煉豎爐，屬于冶金鑄造設(shè)備結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國內(nèi)鑄造冶金行業(yè)熔煉鐵水設(shè)備主要采用中頻爐、燃焦沖天爐以及小高爐。小高爐污染重、效率低，基本被政府取締；中頻爐對原料鐵形狀大小要求高，出鐵水量少，耗能巨大難以發(fā)展；燃焦沖天爐出鐵量大、成本低，但污染嚴(yán)重不利于環(huán)保，增加除塵設(shè)備會導(dǎo)致生產(chǎn)成本上升，且焦炭為不可再生能源，逐漸面臨被國家產(chǎn)業(yè)政策所取締。
[0003]天然氣做為清潔能源代替?zhèn)鹘y(tǒng)焦炭用于熔煉是未來發(fā)展趨勢，但目前研究應(yīng)用受阻，究其原因主要是鐵水中五大元素氧化燒損厲害，溫度低(1250-135(TC)不適合澆鑄要求。國外有類似燃?xì)馊蹮挔t，為解決鐵水溫度低，采用雙熔煉一體爐或者分體爐，但這種爐子實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用很少，其生產(chǎn)成本高，易發(fā)生安全事故，難以得到推廣。此類設(shè)備通常采用水冷爐柵支撐金屬爐料，燒嘴在爐柵的下方產(chǎn)生一個燃燒室，冷卻水通過爐柵使其降溫，達(dá)到保護(hù)爐柵的目的。這種設(shè)計(jì)存在幾個致命的問題，第一，無法避免生產(chǎn)中發(fā)生爐柵內(nèi)冷卻水泄漏問題，一旦冷卻水泄漏，遇到高溫鐵水會產(chǎn)生炸膛事故，非常危險(xiǎn)。第二，爐柵水管結(jié)垢問題得不到真正解決，對循環(huán)水酸堿度要求很高。第三，爐柵更換維修很麻煩，每次更換需要拆除爐襯，造成耐火材料及人工的極大浪費(fèi)。第四，水冷爐柵會造成融化的鐵水降溫，導(dǎo)致鐵水流不出爐缸，造成凍爐事故，從而使整套熔煉爐報(bào)廢。第五，冷卻水泵必須是雙備份，浪費(fèi)資源，增加生產(chǎn)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的發(fā)明目的在于解決上述已有技術(shù)存在的不安全因素多、維修困難、生產(chǎn)成本高等諸多不足，提供一種實(shí)用、安全、節(jié)能的熱風(fēng)富氧燃?xì)夤?jié)能環(huán)保熔煉豎爐。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:
一種熱風(fēng)富氧燃?xì)夤?jié)能環(huán)保熔煉豎爐，包括頂部的火花補(bǔ)集器1、安裝在火花補(bǔ)集器下方的管式換熱器3、設(shè)在火花補(bǔ)集器下方的爐體7，爐體的內(nèi)部設(shè)有爐襯18，其特別之處在于爐體7的下部設(shè)有碳素墊層17，碳素墊層作為支撐金屬爐料的爐床，既可替代爐柵，又可為熔化后的金屬液進(jìn)行過熱和增碳，在碳素墊層的上方設(shè)有燃?xì)鉄?0，燃?xì)鉄焱ㄟ^管路連通大風(fēng)箱的出口，在燃?xì)鉄煜路?、碳素墊層下部位置設(shè)有富氧風(fēng)口 11，富氧風(fēng)口連通小風(fēng)箱出口，大風(fēng)箱和小風(fēng)箱的進(jìn)口均與熱風(fēng)管6相接；熱風(fēng)管上設(shè)有進(jìn)氧口 19 ;碳素墊層的下部設(shè)有熔化金屬液出口，該出口與前爐13相接，熔化金屬液通過過橋被引至前爐貯存起來，然后從出鐵口 14排到活動爐包里進(jìn)行澆鑄；爐體底部設(shè)有帶航軌15的活動爐缸12，活動爐缸可從爐體底部移出，方便維修爐體內(nèi)各部件。
[0006]所述進(jìn)氧口 19的下方管路上裝有氧含量分析儀23，監(jiān)控富氧空氣的數(shù)值，方便在鑄造生產(chǎn)過程中時刻監(jiān)控富氧風(fēng)的氧濃度在合理范圍內(nèi)，控制天然氣的燃燒情況。
[0007]本發(fā)明的一種改進(jìn)方案是燃?xì)鉄煊么箫L(fēng)箱上裝有氧含量分析儀23，用于監(jiān)控富氧空氣的數(shù)值。
[0008]本發(fā)明的另一種改進(jìn)方案是風(fēng)口用小風(fēng)箱上裝有氧含量分析儀23，用于監(jiān)控富氧空氣的數(shù)值。
[0009]所述碳素墊層17為采用粒度40_180mm的碳塊或陶瓷球均勻堆積而成，碳塊和陶瓷球的熱強(qiáng)度要求要高于GB/T4000-2008《焦炭反應(yīng)性及反應(yīng)后強(qiáng)度試驗(yàn)方法》規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，焦炭反應(yīng)性CRI及反應(yīng)后強(qiáng)度CSR的重復(fù)性，不得超過下列數(shù)值:CRI:r ( 2.4% CSR:r ^ 3.2%。
[0010]所述碳素墊層17還可采用粒度為40-180mm的碳塊與粒度為40_180mm的陶瓷球均勻混合堆積而成，二者的重量比為40%-80%:20%-60%，碳塊和陶瓷球的熱強(qiáng)度要求CRI:r ^ 2.4% CSR:r ( 3.2%。
[0011]所述碳素墊層17的厚度要求為600-2400mm,以保證融化的金屬液在碳素墊層內(nèi)滯留足夠時間，增加過熱時間，提高金屬液的溫度。而傳統(tǒng)的采用爐柵的熔煉爐，其金屬液滴落速度快，溫度下降速度快。同時碳素墊層可為金屬鐵液增碳，促進(jìn)鐵的冶金反應(yīng)，防止鐵液被過度氧化。
[0012]所述燃?xì)鉄?0的數(shù)量依據(jù)爐體噸位不同設(shè)置，燃?xì)鉄煸O(shè)置在風(fēng)口 11的上方，風(fēng)口 11依據(jù)燃?xì)鉄斓臄?shù)量配合設(shè)置，以保證天然氣有良好的燃燒效果。
[0013]所述燃?xì)鉄?0的數(shù)量依據(jù)爐體噸位不同設(shè)置3-8個，燃?xì)鉄煸O(shè)置在風(fēng)口 11的上方，風(fēng)口 11依據(jù)燃?xì)鉄斓臄?shù)量配合設(shè)置6-12個。
[0014]所述燃?xì)鉄?0的安裝角度與水平方向呈5-15度下傾角，此角度既可避免燃?xì)鉄斐隹诒欢氯?，又可使碳素墊層發(fā)熱區(qū)燃燒不留死角，使?fàn)t膛溫度更均衡。
[0015]所述進(jìn)氧口 19伸入熱風(fēng)管內(nèi)，其末端段軸向與熱風(fēng)管軸向平行，末端段開有霧化孔，末端口氧氣流動方向與熱風(fēng)管中氣體流動方向一致。
[0016]所述管式換熱器3的冷風(fēng)管設(shè)在管式換熱器下部，熱風(fēng)管出口設(shè)在管式換熱器上部，這種結(jié)構(gòu)使換熱風(fēng)管受熱均勻，底部風(fēng)管不易短時間燒穿漏風(fēng)，從而延長換熱器的壽命，換熱風(fēng)管如果漏風(fēng)容易造成燃?xì)鉄祜L(fēng)壓降低，殘余可燃?xì)怏w如果在爐膛集聚，會有爆炸的危險(xiǎn)。這種進(jìn)風(fēng)方式可以采用普通碳鋼管，替代不銹鋼管作為換熱器管主要材料，節(jié)省材料成本。
[0017]本發(fā)明的一種改進(jìn)為在爐膛爐襯18頂部位置設(shè)置V形護(hù)板，V形護(hù)板材料為鐵板或者鐵磚，這種結(jié)構(gòu)一是可有效保護(hù)原料投放時對耐火爐襯的沖擊，二是防止?fàn)t襯頂部堆積殘料塊，如果殘料塊向外墜落容易傷人。
[0018]在大風(fēng)箱和小風(fēng)箱入口位置均安裝電動調(diào)節(jié)閥或者手動風(fēng)閥，方便的調(diào)節(jié)風(fēng)量。
[0019]風(fēng)口的封蓋設(shè)計(jì)有觀察孔，通過觀察孔可隨時觀測爐膛內(nèi)的燃燒情況。
[0020]本發(fā)明結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單緊湊，布局合理，通過燃?xì)馀c氧氣的混合燃燒，可使熔化金屬液溫度達(dá)到適宜澆鑄的溫度范圍，克服了國外燃?xì)鉅t熔煉技術(shù)的弊端，節(jié)能環(huán)保，推動產(chǎn)業(yè)升級。鐵水中碳、硅、錳、硫、磷等元素?zé)龘p低，鐵水成分相比傳統(tǒng)燃焦沖天爐不增磷不增硫，鐵水石墨形態(tài)排列A態(tài)多，鐵水流動性較好。外排氣體無黑煙無粉塵，硫化物和氮氧化合物排放符合環(huán)保要求，廠區(qū)生產(chǎn)環(huán)境好，工人免受有毒氣體的侵害。節(jié)省傳統(tǒng)燃焦?fàn)t子必須采用的布袋除塵的成本，節(jié)省傳統(tǒng)焦炭堆放所占用的場地面積。
[0021]本發(fā)明的熔煉爐可用于灰鐵鑄造、球鐵鑄造和瑪鋼鑄造，以及非金屬熔化領(lǐng)域。
【附圖說明】
[0022]圖1:為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2:為熱風(fēng)管與加氧口安裝結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中:1、火花捕集器，2、加料口，3、管式換熱器，4、進(jìn)風(fēng)管，5、鼓風(fēng)機(jī)，6、熱風(fēng)管，7、豎爐爐體，8、斜行護(hù)板，9、小風(fēng)箱，10、天然氣燒嘴，11、風(fēng)口，12、活動爐缸，13、前爐，14、出鐵口，15、航軌，16、大風(fēng)箱，17、碳素墊層，18、爐襯，19、進(jìn)氧口，20、風(fēng)閥，21、氧氣閥組，22、燃?xì)忾y組，23、氧含量分析儀，24、污水口。
【具體實(shí)施方式】
[0023]以下參照附圖，給出本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，用來對本發(fā)明的構(gòu)成進(jìn)行進(jìn)一步說明。
[0024]實(shí)施例1
本實(shí)施例的熱風(fēng)富氧燃?xì)夤?jié)能環(huán)保熔煉豎爐，如附圖1所示，包括頂部的火花補(bǔ)集器
1、安裝在火花補(bǔ)集器下方的管式換熱器3、設(shè)在火花補(bǔ)集器下方的爐體7，爐體的內(nèi)部設(shè)有爐襯18，爐體7的下部設(shè)有碳素墊層17，碳素墊層作為支撐金屬爐料的爐床，既可替代爐柵，又可為熔化后的金屬液進(jìn)