專利名稱：一種用于沖天爐的燃?xì)馀c氧氣混合燃燒的方法及沖天爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熔煉技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種用于沖天爐的燃?xì)馀c氧氣混合燃燒的方法及沖天爐。
背景技術(shù)：
目前，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的沖天爐多采用燃焦沖天爐，鼓風(fēng)機(jī)直接送風(fēng)燃燒，未加入任何助燃?xì)怏w，存在生產(chǎn)效率低下、鐵水溫度難控制、增碳增硫、燃燒不充分、排放不達(dá)標(biāo)、污染嚴(yán)重的問題，達(dá)不到低碳節(jié)能環(huán)保的目的。燃?xì)庳Q爐是ー種以天然氣、液化氣為燃料熔化鑄鐵的エ業(yè)爐，屬于當(dāng)今世界范圍內(nèi)鑄鐵熔化的最先進(jìn)技木，該爐也被國(guó)內(nèi)ー些人稱之為天然氣沖天爐。燃?xì)庳Q爐最早出現(xiàn)于上世紀(jì)初的前蘇聯(lián)，來源于前蘇聯(lián)人對(duì)燃油豎爐的改進(jìn)，上 世紀(jì)60 70年代，英國(guó)、美國(guó)、德國(guó)等先后開始了燃?xì)庳Q爐的研究和使用。目前，世界范圍內(nèi)的燃?xì)庳Q爐技術(shù)被包括德國(guó)、英國(guó)在內(nèi)的歐盟國(guó)家所壟斷，燃?xì)庳Q爐在歐盟、中東、美國(guó)、日本、韓國(guó)等地區(qū)和國(guó)家已有一定范圍的應(yīng)用。但是現(xiàn)有的燃?xì)庳Q爐的鐵液溫度較低，最高僅達(dá)到1380°C，尚有很大的提升空間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種用于沖天爐的燃?xì)馀c氧氣混合燃燒的方法及沖天爐，解決了現(xiàn)有技術(shù)中燃?xì)庳Q爐的鐵液溫度較低的問題。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種用于沖天爐的燃?xì)馀c氧氣混合燃燒的方法，包括如下步驟將液態(tài)氧氣氣化后，與空氣混合形成富氧氣體；將富氧氣體與燃?xì)饣旌闲纬筛谎跞細(xì)?，其中富氧燃?xì)獾难鯘舛葹?% 30% ；將富氧燃?xì)庠?00kPa 533kPa的壓カ下高速噴射燃燒。ー種沖天爐，包括豎爐，包括爐缸，用于盛放滴落的鐵水；設(shè)置于所述爐缸上方的燒嘴段，用于增熱由爐料熔化成的鐵水；設(shè)置于所述燒嘴段上方的預(yù)熱段，用于加熱并熔化爐料；設(shè)置于所述預(yù)熱段上方的加料ロ段和設(shè)置于所述加料ロ段上方的熱風(fēng)換熱器，所述熱風(fēng)換熱器通過熱風(fēng)管與所述燒嘴段連接；前爐，用于調(diào)整鐵水的溫度和化學(xué)成分，與所述爐缸連接，設(shè)置于所述豎爐ー側(cè)；加料機(jī)，與所述加料ロ段連接，設(shè)置于所述豎爐ー側(cè)。優(yōu)選地，所述熱風(fēng)管上設(shè)有膨脹節(jié)。進(jìn)ー步地，所述燒嘴段包括水冷爐柵，用干支撐陶瓷球和爐料；燒嘴，用于控制燃?xì)馊紵O(shè)置于所述水冷爐柵下方，所述燒嘴分別與燃?xì)夤艿篮凸╋L(fēng)管道連接。優(yōu)選地，所述燃?xì)夤艿郎显O(shè)有燃?xì)忾y。
優(yōu)選地，所述供風(fēng)管道和所述燒嘴之間設(shè)有沖壓彎頭，所述供風(fēng)管道上分別設(shè)有電動(dòng)調(diào)節(jié)閥和手動(dòng)調(diào)節(jié)閥。進(jìn)ー步地，所述豎爐還包括濕法火花捕集器，設(shè)置于所述熱風(fēng)換熱器上方且通過變徑段與所述熱風(fēng)換熱器連接，所述濕法火花捕集器還與污水管連接，所述污水管(109)設(shè)置于所述豎爐ー側(cè)。進(jìn)ー步地，所述豎爐還包括移動(dòng)軌道，用于調(diào)整所述豎爐與地面之間的距離，設(shè)置于所述豎爐下方。 進(jìn)ー步地，所述豎爐還包括爐氣冷卻風(fēng)機(jī)，與所述加料ロ段連接，設(shè)置于所述豎爐ー側(cè)。進(jìn)ー步地，所述豎爐還包括放風(fēng)閥，與所述加料ロ段連接，設(shè)置于所述豎爐ー側(cè)。本發(fā)明的有益效果為I、有效提高火焰溫度，使鐵液溫度大幅度提高，可以達(dá)到1450°C 1550°C，熔煉性能、熔化率、鐵液溫度可調(diào)范圍大，可以有效控制鐵液的氧化燒損，獲得優(yōu)質(zhì)鐵水。2、使用燃?xì)庾鳛槿剂?，爐氣中的粉塵含量低，減輕了除塵系統(tǒng)的負(fù)荷，降低了除塵系統(tǒng)的投資和運(yùn)行費(fèi)用；爐氣中不含SO2, CO含量很低，對(duì)空氣的污染程度低；鐵液不受爐料的污染，不增硫，獲得的鐵液質(zhì)量好；可使用管路輸送燃?xì)?，避免了焦炭的存?chǔ)、運(yùn)輸和挑選，使用方便，容易調(diào)節(jié)和控制，有利于保持工作環(huán)境的整潔。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本發(fā)明ー種沖天爐的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖I的左視圖；圖3為本發(fā)明一種沖天爐的燒嘴的連接示意圖。圖中I、豎爐;101、爐缸;102、燒嘴段;1021、水冷爐柵;1022、燒嘴;1023、陶瓷球;103、預(yù)熱段；104、加料ロ段；105、熱風(fēng)換熱器；106、熱風(fēng)管；107、濕法火花捕集器；108、變徑段；109、污水管；110、移動(dòng)軌道；111、爐氣冷卻風(fēng)機(jī)；112、放風(fēng)閥；113、膨脹節(jié)；114、燃?xì)夤艿溃?141、燃?xì)忾y；115、供風(fēng)管道；1151、沖壓彎頭；1152、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥；1153、手動(dòng)調(diào)節(jié)閥；2、前爐；3、加料機(jī)。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
本發(fā)明所述的ー種用于沖天爐的燃?xì)馀c氧氣混合燃燒的方法，包括如下步驟將液態(tài)氧氣氣化后，與空氣混合形成富氧氣體；將富氧氣體與燃?xì)饣旌闲纬筛谎跞細(xì)?，其中富氧燃?xì)獾难鯘舛葹?% 30% ；將富氧燃?xì)庠?00kPa 533kPa的壓カ下高速噴射燃燒。其中，400kPa 533kPa(kPa,千帕)即為 3000mmHg 4000mmHg(mmHg,毫米萊柱)。如圖1-3所示，在本發(fā)明所述的ー種沖天爐的第一實(shí)施例中，所述沖天爐包括豎爐1，包括爐缸101，用于盛放滴落的鐵水；設(shè)置于所述爐缸101上方的燒嘴段102，用于增熱由爐料熔化成的鐵水；設(shè)置于所述燒嘴段102上方的預(yù)熱段103，用于加熱并熔化爐料；設(shè)置于所述預(yù)熱段103上方的加料ロ段104和設(shè)置于所述加料ロ段104上方的熱風(fēng)換熱器105，所述熱風(fēng)換熱器105通過熱風(fēng)管106與所述燒嘴段102連接；前爐2，用于調(diào)整鐵水的溫度和化學(xué)成分，與所述爐缸101連接，設(shè)置于所述豎爐Iー側(cè)；加料機(jī)3，與所述加料ロ段104連接，設(shè)置于所述豎爐I ー側(cè)。其中，所述熱風(fēng)管106上設(shè)有膨脹節(jié)113，以補(bǔ)償熱脹冷縮等原因而產(chǎn)生的尺寸變化。其中，所述燒嘴段102包括水冷爐柵1021，用干支撐陶瓷球1023和爐料；燒嘴1022，用于控制燃?xì)馊紵O(shè)置于所述水冷爐柵1021下方，所述燒嘴1022分別與燃?xì)夤艿?14和供風(fēng)管道115連接。所述燃?xì)夤艿?14上設(shè)有燃?xì)忾y1141。所述供風(fēng)管道115和所述燒嘴1022之間設(shè)有沖壓彎頭1151，所述供風(fēng)管道115上分別設(shè)有電動(dòng)調(diào)節(jié)閥1152和手動(dòng)調(diào)節(jié)閥1153。
具體地，陶瓷球1023設(shè)置于水冷爐柵1021上方，爐料設(shè)置于陶瓷球1023上方。在本發(fā)明的另ー實(shí)施例中，所述豎爐I還包括濕法火花捕集器107，設(shè)置于所述熱風(fēng)換熱器105上方且通過變徑段108與所述熱風(fēng)換熱器105連接，所述濕法火花捕集器107還與污水管109連接，所述污水管109設(shè)置于所述豎爐I ー側(cè)。在本發(fā)明的另ー實(shí)施例中，所述豎爐I還包括移動(dòng)軌道110，用于調(diào)整所述豎爐I與地面之間的距離，設(shè)置于所述豎爐I下方。其中，移動(dòng)軌道110的主要作用是，在對(duì)本沖天爐進(jìn)行維修、檢查時(shí)，升高豎爐1，以便于工作人員進(jìn)行維修、檢查等操作。在本發(fā)明的另ー實(shí)施例中，所述豎爐I還包括爐氣冷卻風(fēng)機(jī)111，與所述加料ロ段104連接，設(shè)置于所述豎爐I ー側(cè)。在本發(fā)明的另ー實(shí)施例中，所述豎爐I還包括放風(fēng)閥112，與所述加料ロ段104連接，設(shè)置于所述豎爐I ー側(cè)。本發(fā)明所述的沖天爐的原理如下陶瓷球1023放在水冷爐柵1021上，達(dá)到エ藝要求的高度后，對(duì)空爐進(jìn)行預(yù)熱45分鐘，然后將金屬爐料和造渣組成部分加入本沖天爐中，燒嘴1022中的燃?xì)馊紵a(chǎn)生熱氣流，使陶瓷球1023過熱，以確保其上的爐料柱被充分預(yù)熱，爐料被熔化成鐵水，當(dāng)鐵水通過陶瓷球1023時(shí)與陶瓷球1023接觸被增熱，滴落在爐缸101內(nèi)，大約15分鐘后，鐵水由虹吸式出鐵ロ流入前爐2中，在前爐2中通過加入適當(dāng)?shù)暮辖饋碚{(diào)整鐵水的化學(xué)成分，熔煉產(chǎn)生的爐氣連續(xù)排出，通過位于爐子頂部的熱風(fēng)換熱器105冷卻，并由濕法火花捕集器107浄化除塵。本發(fā)明所述的ー種用于沖天爐的燃?xì)馀c氧氣混合燃燒的方法及沖天爐，其優(yōu)點(diǎn)具體如下I、燃?xì)馊紵丧搜趸己退紵矚庵胁淮嬖谝谎趸?、不包含化學(xué)潛熱，燃?xì)庳Q爐的燃燒效率為100%，因此該爐屬于目前最節(jié)省能源的エ業(yè)爐。2、燃?xì)鈱儆谇鍧嵞茉?，燃?xì)庳Q爐未經(jīng)處理的尾氣中，其粉塵濃度約為20mg/m3(城市清潔空氣中的粉塵濃度約為10mg/m3)，該爐非常有利于保護(hù)大氣環(huán)境。同吋，該爐熔化過程中產(chǎn)生的爐渣量極少，有利于減少エ業(yè)固態(tài)廢料填埋與其他處理對(duì)環(huán)境造成的不利影 響。3、目前由于環(huán)境保護(hù)的原因，許多人希望用感應(yīng)電爐替代燃焦沖天爐。眾所周知，我國(guó)電カ不可能滿足全國(guó)鋳造エ業(yè)的用電需要，且不說電爐鑄鐵在石墨形態(tài)方面存在的缺陷，同時(shí)應(yīng)該考慮到，我國(guó)電能的絕大多數(shù)來源于火力發(fā)電，是由煤炭轉(zhuǎn)化而成的二次能源，煤電轉(zhuǎn)化的效率只有20% 30%，發(fā)電過程中存在著大量的能源浪費(fèi)。另外，煤炭屬于不可再生的寶貴的化工原料，作為燃料使用非常不利于我國(guó)化學(xué)エ業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。4、據(jù)有關(guān)研究報(bào)告，我國(guó)ー些歷史上的產(chǎn)煤地區(qū)的煤炭資源已經(jīng)瀕臨枯竭，例如，目前遼寧撫順的煤炭資源已經(jīng)枯竭，山東省二十年后將無煤可采；而我國(guó)目前所開采的天然氣量只占已探明儲(chǔ)量的0.6%。由于能源儲(chǔ)量的原因，用燃?xì)庳Q爐代替燃焦沖天爐，不僅有利于我國(guó)エ業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，而且已經(jīng)成為我國(guó)鋳造エ業(yè)迫在眉睫的經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略需要。5、由于技術(shù)壟斷的原因，目前歐盟燃?xì)庳Q爐對(duì)我國(guó)銷售價(jià)，每臺(tái)在200萬歐元左右，大概為國(guó)內(nèi)制造該爐成本的十倍。歐盟高昂的燃?xì)庳Q爐售價(jià)，直接影響了該爐在我國(guó)的推廣使用，自主研究開發(fā)具有民族知識(shí)產(chǎn)權(quán)的燃?xì)庳Q爐，有利于打破歐盟燃?xì)庳Q爐在世界范圍內(nèi)的技術(shù)和價(jià)格壟斷，不僅有益于我國(guó)鑄造エ業(yè)的節(jié)能、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展，而且可以對(duì)世界鋳造エ業(yè)做出貢獻(xiàn)。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于沖天爐的燃?xì)馀c氧氣混合燃燒的方法，其特征在于，包括如下步驟 將液態(tài)氧氣氣化后，與空氣混合形成富氧氣體； 將富氧氣體與燃?xì)饣旌闲纬筛谎跞細(xì)猓渲懈谎跞細(xì)獾难鯘舛葹?% 30% ； 將富氧燃?xì)庠?00kPa 533kPa的壓力下高速噴射燃燒。
2.一種沖天爐，其特征在于，包括 豎爐(I)，包括爐缸(101)，用于盛放滴落的鐵水；設(shè)置于所述爐缸(101)上方的燒嘴段(102)，用于增熱由爐料熔化成的鐵水；設(shè)置于所述燒嘴段(102)上方的預(yù)熱段(103)，用于加熱并熔化爐料；設(shè)置于所述預(yù)熱段(103)上方的加料口段(104)和設(shè)置于所述加料口段(104)上方的熱風(fēng)換熱器(105)，所述熱風(fēng)換熱器(105)通過熱風(fēng)管(106)與所述燒嘴段(102)連接； 前爐(2)，用于調(diào)整鐵水的溫度和化學(xué)成分，與所述爐缸(101)連接，設(shè)置于所述豎爐(I)一側(cè)； 加料機(jī)(3)，與所述加料口段(104)連接，設(shè)置于所述豎爐(I) 一側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種沖天爐，其特征在于，所述熱風(fēng)管(106)上設(shè)有膨脹節(jié)(113)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種沖天爐，其特征在于，所述燒嘴段(102)包括 水冷爐柵(1021)，用于支撐陶瓷球(1023)和爐料； 燒嘴(1022)，用于控制燃?xì)馊紵?，設(shè)置于所述水冷爐柵(1021)下方，所述燒嘴(1022)分別與燃?xì)夤艿?114)和供風(fēng)管道(115)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種沖天爐，其特征在于，所述燃?xì)夤艿?114)上設(shè)有燃?xì)忾y(1141)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種沖天爐，其特征在于，所述供風(fēng)管道(115)和所述燒嘴(1022)之間設(shè)有沖壓彎頭(1151)，所述供風(fēng)管道(115)上分別設(shè)有電動(dòng)調(diào)節(jié)閥(1152)和手動(dòng)調(diào)節(jié)閥(1153)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I 6任一項(xiàng)所述的一種沖天爐，其特征在于，所述豎爐(I)還包括 濕法火花捕集器(107)，設(shè)置于所述熱風(fēng)換熱器(105)上方且通過變徑段(108)與所述熱風(fēng)換熱器(105)連接，所述濕法火花捕集器(107)還與污水管(109)連接，所述污水管(109)設(shè)置于所述豎爐(I) 一側(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種沖天爐，其特征在于，所述豎爐(I)還包括 移動(dòng)軌道(110)，用于調(diào)整所述豎爐⑴與地面之間的距離，設(shè)置于所述豎爐⑴下方。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種沖天爐，其特征在于，所述豎爐(I)還包括 爐氣冷卻風(fēng)機(jī)(111)，與所述加料口段(104)連接，設(shè)置于所述豎爐(I) 一側(cè)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種沖天爐，其特征在于，所述豎爐(I)還包括 放風(fēng)閥(112)，與所述加料口段(104)連接，設(shè)置于所述豎爐(I) 一側(cè)。
全文摘要
本發(fā)明提出一種用于沖天爐的燃?xì)馀c氧氣混合燃燒的方法，包括將液態(tài)氧氣氣化后，與空氣混合形成富氧氣體；將富氧氣體與燃?xì)饣旌闲纬筛谎跞細(xì)?，其中富氧燃?xì)庋鯘舛葹?％～30％；將富氧燃?xì)庠?00kPa～533kPa壓力下高速噴射燃燒。本發(fā)明還提出一種沖天爐，包括豎爐，包括爐缸，用于盛放滴落的鐵水；設(shè)置于爐缸上方的燒嘴段，用于增熱由爐料熔化成的鐵水；設(shè)置于燒嘴段上方的預(yù)熱段，用于加熱并熔化爐料；設(shè)置于預(yù)熱段上方的加料口段和設(shè)置于加料口段上方的熱風(fēng)換熱器，熱風(fēng)換熱器通過熱風(fēng)管與燒嘴段連接；前爐，用于調(diào)整鐵水溫度和化學(xué)成分，與爐缸連接；加料機(jī)，與加料口段連接。本發(fā)明有益效果大幅提高鐵液溫度，低碳節(jié)能。
文檔編號(hào)F27B1/04GK102679350SQ20121014407
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月11日
發(fā)明者唐煥春, 王林海 申請(qǐng)人:唐煥春, 王林海