專利名稱：蓄熱式均熱爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及冶金行業(yè)中使用的均熱爐，更具體地，是一種蓄熱式均熱爐。
背景技術(shù)：
在冶金行業(yè)中，通常用到的均熱爐包括上部單側(cè)燒嘴均熱爐，一般以爐組為單位， 一個(gè)爐組分3個(gè)坑，燒嘴1個(gè)或2個(gè)布置在單側(cè)，燒嘴的下方設(shè)置排煙口，燃料燃燒后，爐氣 (或火焰)在爐長方向上呈“U”形。如圖1所示，為現(xiàn)有技術(shù)的上部單側(cè)單燒嘴均熱爐的示意圖。如圖所示，均熱爐10 單側(cè)設(shè)置有燒嘴20，燒嘴20下方的排煙口(圖未示)連接到煙氣管道50，另外，煤氣管道 40經(jīng)連接在煙氣管道50間的換熱器51連接到燒嘴20，空氣管道30經(jīng)過連接在煙氣管道 50間的另一換熱器52連接到燒嘴20。風(fēng)機(jī)60將空氣送入到空氣管道30內(nèi)(同時(shí)還將空 氣送入爐組的其它坑內(nèi)，如箭頭所示)，并且燃燒后的煙氣通過煙氣管道50由煙囪70排出。 空氣管道30、煤氣管道40、和煙氣管道上分別設(shè)置有用于調(diào)節(jié)流量的空氣調(diào)節(jié)閥31、煤氣 調(diào)節(jié)閥41、以及煙氣調(diào)節(jié)閥53，并且空氣管道30和煤氣管道40上還分別設(shè)置有切斷閥32、 42。如圖2所示，為現(xiàn)有技術(shù)的上部單側(cè)雙燒嘴均熱爐的示意圖，與圖1的不同之處在 于，該均熱爐的單側(cè)上設(shè)置有兩個(gè)燒嘴，20、20’，而其余設(shè)置與圖1中相同。在上述常規(guī)的均熱爐中，使用的燃料一般為中、高值的混合煤氣(例如，1800 2500Kcal/Nm3)，采用空氣或煤氣預(yù)熱的節(jié)能方式，空氣采用金屬輻射換熱器(圖1、2中的 換熱器52)，空氣的預(yù)熱溫度為500°C，煤氣采用金屬管對流換熱器(圖1、2中換熱器51)， 煤氣預(yù)熱溫度為300°C。使用該種均熱爐，需要熱值較高的混合煤氣，因此成本價(jià)高，并且節(jié) 能效率差，NOx排放量大。另外，蓄熱燃燒技術(shù)已應(yīng)用于均熱爐。蓄熱燃燒技術(shù)(也稱作高溫空氣燃燒技術(shù)) 是于上世紀(jì)八十年代末提出的一種全新概念燃燒技術(shù)。該技術(shù)把回收煙氣余熱與高效燃燒 及降低NOx排放量等技術(shù)有技地結(jié)合起來，從而實(shí)現(xiàn)了節(jié)能和降低NOx排放量的雙重目的。 在現(xiàn)有的均熱爐系統(tǒng)中，包括應(yīng)用有蓄熱式燒嘴的上部單側(cè)均熱爐。該種均熱爐采用上下 各一對燒嘴，下部一對燒嘴的燃燒通道在兩側(cè)的兩排管道之間，因此，下部火焰容易沖刷在 鋼錠表面，影響鋼錠的加熱質(zhì)量，同時(shí)，為增加燒嘴，使原來三排鋼錠布爐減少了中間的一 排鋼錠，這減少了均熱爐的裝入量，并因此增加了均熱燃耗。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的，在于克服現(xiàn)有技術(shù)的均熱爐在應(yīng)用中所存在的上述問題，提 供一種能夠使用低熱值混合媒氣完成正常鋼錠加熱任務(wù)、并且節(jié)能效率高、可減少污染氣 體排放的蓄熱式均熱爐。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的蓄熱式均熱爐，包括均熱爐爐體，該均熱爐爐體上 部兩側(cè)分別設(shè)置有第一蓄熱式燒嘴和第二蓄熱式燒嘴，所述第一蓄熱式燒嘴和第二蓄熱式燒嘴連接有煤氣管道、空氣管道和蓄熱煙氣管道；所述第一蓄熱式燒嘴通過第一煤氣管道 換向閥與所述煤氣管道相連接、通過第一空氣管道換向閥與所述空氣管道相連接、以及通 過第一煙氣管道換向閥與所述蓄熱煙氣管道相連接；所述第二蓄熱式燒嘴通過第二煤氣管 道換向閥與所述煤氣管道相連接、通過第二空氣管道換向閥與所述空氣管道相連接、以及 通過第二煙氣管道換向閥與所述蓄熱煙氣管道相連接。優(yōu)選地，所述均熱爐爐體上連接有常規(guī)煙氣管道，并且該常規(guī)煙氣管道和所述煤 氣管道之間設(shè)置有換熱器。優(yōu)選地，所述常規(guī)煙氣管道上設(shè)置有煙道閘門。優(yōu)選地，所述均熱爐爐體上部兩側(cè)還分別設(shè)置有第三蓄熱式燒嘴和第四蓄熱式燒 嘴，所述第三蓄熱式燒嘴和第四蓄熱式燒嘴分別與所述第一蓄熱式燒嘴和第二蓄熱式燒嘴 并聯(lián)，并與所述煤氣管道、空氣管道和蓄熱煙氣管道連接。優(yōu)選地，所述煤氣管道、空氣管道和蓄熱煙氣管道上分別設(shè)置有煤氣流量調(diào)節(jié)閥、 空氣流量調(diào)節(jié)閥和煙氣流量調(diào)節(jié)閥。本實(shí)用新型的蓄熱式均熱爐，可使用低熱值的混合煤氣，因此降低了生產(chǎn)成本，并 且節(jié)能效率高，減少了污染氣體的排放。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)式上部單側(cè)燒嘴均熱爐的示意圖，其中在單側(cè)設(shè)置有一個(gè) 燒嘴；圖2為現(xiàn)有技術(shù)中另一種常規(guī)式上部單側(cè)燒嘴均熱爐的示意圖，其中在單側(cè)設(shè)置 有兩個(gè)燒嘴；圖3為本實(shí)用新型的蓄熱式均熱爐的一個(gè)實(shí)施方式的示意圖；圖4為本實(shí)用新型的蓄熱式均熱爐的另一個(gè)實(shí)施方式的示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
，對本實(shí)用新型的蓄熱式均熱爐的組成和應(yīng)用原理 進(jìn)行更詳細(xì)地說明。應(yīng)當(dāng)理解，該具體實(shí)施方式
僅用于解釋本實(shí)用新型，而不用于限制本實(shí) 用新型的范圍。在各附圖中，相同的部件使用相同的標(biāo)號。如圖3所示，是本實(shí)用新型的蓄熱式均熱爐的一個(gè)實(shí)施方式的示意圖。在該實(shí)施 方式中，蓄熱式均熱爐包括均熱爐爐體100，該均熱爐爐體上部兩側(cè)分別設(shè)置有第一蓄熱式 燒嘴Iio和第二蓄熱式燒嘴120，該第一蓄熱式燒嘴110和蓄熱式第二燒嘴120分別連接有 煤氣管道200、空氣管道300和蓄熱煙氣管道400。第一、二蓄熱式燒嘴110、120可設(shè)置在 離爐口(圖未示)Im左右的端墻上。風(fēng)機(jī)600通過空氣管道300為均熱爐提供空氣，排煙 機(jī)700連接到蓄熱煙氣管道400，用于將蓄熱煙氣排出。更具體地，在該實(shí)施方式中，第一蓄熱式燒嘴110通過第一煤氣管道換向閥210與 煤氣管道200相連接、通過第一空氣管道換向閥310與空氣管道300相連接、以及通過第一 煙氣管道換向閥410與蓄熱煙氣管道400相連接，并且第二蓄熱式燒嘴120通過第二煤氣 管道換向閥220與煤氣管道200相連接、通過第二空氣管道換向閥320與所述空氣管道300 相連接、以及通過第二煙氣管道換向閥420與蓄熱煙氣管道400相連接。另外，均熱爐爐體100上連接有常規(guī)煙氣管道500，并且常規(guī)煙氣管道500與煤氣管道200之間設(shè)置有換熱器 510，并延伸連接到煙囪800。蓄熱煙氣管道400和常規(guī)煙氣管道500分別用于排出蓄熱煙 氣和常規(guī)煙氣。常規(guī)煙氣管道500上可設(shè)置有煙道間門(圖未示)，用于對爐壓進(jìn)行調(diào)節(jié)。 該實(shí)施方式中，排出的蓄熱煙氣和常規(guī)煙氣各占50%。當(dāng)然，在實(shí)際應(yīng)用中，可根據(jù)蓄熱溫 度而對二者比例進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。為控制煤氣、空氣、和常規(guī)煙氣的流量，在煤氣管道200、空氣管道300和常規(guī)煙氣 管道400上可分別設(shè)置行業(yè)內(nèi)常規(guī)使用的煤氣流量調(diào)節(jié)閥230、空氣流量調(diào)節(jié)閥330和煙氣 流量調(diào)節(jié)閥430。蓄熱式燒嘴110、120內(nèi)蓄熱體所采用的陶瓷小球比表面積高達(dá)240m2/m3。眾多 的小球?qū)饬鞣指畛珊苄〉臍饬魍ǖ?，氣流在蓄熱體內(nèi)流過時(shí)，形成強(qiáng)烈的紊流區(qū)，可有效 沖破蓄熱體表面的附面層，又由于球徑很小，因此傳熱半徑小、熱阻低、密度高、導(dǎo)熱性好， 結(jié)合以本實(shí)施方式獨(dú)特的換向系統(tǒng)(具體原理將在以下進(jìn)行更詳細(xì)介紹)，可實(shí)現(xiàn)頻繁且 快速的換向。每小時(shí)蓄熱體可利用45-90個(gè)周期，高溫?zé)煔饨?jīng)蓄熱體后，在很短的行程內(nèi) (600-800mm)便可將煙氣降至150°C左右排放。而在下一個(gè)周期中，常溫空氣經(jīng)蓄熱體在相 同路徑內(nèi)即可分別預(yù)熱到僅比煙氣溫度低100°C左右，溫度效率高達(dá)85%以上。因蓄熱體 體積十分小巧，加之小球流動性能良好，即使積灰后阻力增加，也不影響換熱指標(biāo)；并且小 球更換、清洗非常方便，并可重復(fù)使用。以下根據(jù)圖3中所示的實(shí)施方式，對本實(shí)用新型的蓄熱式均熱爐的工作原理進(jìn)行 詳細(xì)說明。由風(fēng)機(jī)600吹出的常溫空氣通過空氣管道300由第一空氣管道換向閥310和 第二空氣管道換向閥320切換入蓄熱式燒嘴110、120中的其中一個(gè)后，在該蓄熱式燒嘴 110或120內(nèi)被加熱，從而在極短時(shí)間內(nèi)使常溫空氣加熱到接近爐溫(一般比爐溫低50 100oC)o被加熱的高溫?zé)峥諝膺M(jìn)入均熱爐爐體100后，與燃料混合燃燒，同時(shí)，均熱爐爐體 100內(nèi)燃燒后的部分熱煙氣經(jīng)過另一個(gè)蓄熱式燒嘴120或110排入蓄熱煙氣管道400，然后 通過引風(fēng)機(jī)700排入常規(guī)煙道。而其余的常規(guī)煙氣排入常規(guī)煙氣管道500，在利用換熱器 510完成與煤氣管道200換熱后，通過煙囪800排入大氣。具體地，均熱爐爐體100內(nèi)的高 溫?zé)釤煔鈱@熱存儲在其中一個(gè)蓄熱式燒嘴110或120內(nèi)，并通過另一個(gè)蓄熱式燒嘴120 或110，以低于150°C的低溫?zé)煔饨?jīng)第一煙氣管道換向閥410或第二煙氣管道換向閥420排 出。工作溫度不高的各換向閥210、220、310、320、410、420以一定的頻率進(jìn)行切換(常規(guī)的 切換周期為40 80秒)，使兩個(gè)蓄熱式燒嘴110、120處于蓄熱與放熱的交替工作狀態(tài)。以下通過本實(shí)用新型的蓄熱式均熱爐在一個(gè)換向循環(huán)內(nèi)的工作進(jìn)程，詳細(xì)描述兩 個(gè)蓄熱式燒嘴的切換步驟。燃燒開始前，第一煤氣管道換向閥210、第二煤氣管道換向閥220、第一空氣管道 換向閥310、第二空氣管道換向閥320、第一煙氣管道換向閥410、以及第二煙氣管道換向閥 420均處于關(guān)閉狀態(tài)。且煤氣流量調(diào)節(jié)閥230、空氣流量調(diào)節(jié)閥330、和煙氣流量調(diào)節(jié)閥430 處于工藝要求的位置。蓄熱燃燒開始時(shí)，第一空氣管道換向閥310和第二煙氣管道換向閥420同時(shí)開啟， 延時(shí)一定時(shí)間后(例如，0.5秒)，開啟第一煤氣管道換向閥210。燃燒一段時(shí)間后(即一個(gè) 換向周期，例如45秒)，關(guān)閉第一煤氣管道換向閥210，從而完成第一個(gè)周期的蓄熱燃燒。緊接著，在延時(shí)一定時(shí)間后(例如，0. 5秒)，關(guān)閉第一空氣管道換向閥310和第二煙氣管道換向閥420，同時(shí)打開第二空氣管道換向閥320和第一煙氣管道換向閥410，延時(shí) 一定時(shí)間后(例如，0. 5秒)，開啟第二煤氣管道換向閥220，從而進(jìn)入到下一個(gè)周期的蓄熱 燃燒。與上述第一周期燃燒相同，在燃燒一段時(shí)間后，第二煤氣管道換向閥220關(guān)閉，從而 完成一個(gè)蓄熱燃燒循環(huán)。其后，進(jìn)入下一個(gè)蓄熱燃燒循環(huán)。在蓄熱燃燒循環(huán)過程中，燃燒系統(tǒng)可根據(jù)爐溫的要求，利用煤氣流量調(diào)節(jié)閥、空氣 流量調(diào)節(jié)閥、和煙氣流量調(diào)節(jié)閥進(jìn)行煤氣、空氣、和煙氣的流量調(diào)節(jié)，進(jìn)而完成對均熱爐的 燃燒控制。另外，如圖4所示，根據(jù)均熱爐熱負(fù)荷和裝入量大小，可在均熱爐爐體100的兩側(cè) 上部再設(shè)置分別與第一蓄熱式燒嘴110和第二蓄熱式燒嘴120相并聯(lián)的第三蓄熱式燒嘴 110’和第四蓄熱式燒嘴120’，它們的設(shè)置方式、工作原理分別與上述第一蓄熱式燒嘴110 和第二蓄熱式燒嘴120相同。利用本實(shí)用新型的蓄熱式均熱爐，可在滿足工藝要求的前提下，使節(jié)能率較已有 的常規(guī)式均熱爐提高15%以上。綜上所述，本實(shí)用新型的蓄熱式均熱爐，可使用低熱值的混合煤氣，因此降低了生 產(chǎn)成本，并且節(jié)能效率高，減少了污染氣體的排放。
權(quán)利要求1.一種蓄熱式均熱爐，包括均熱爐爐體，其特征在于，該均熱爐爐體上部兩側(cè)分別設(shè)置 有第一蓄熱式燒嘴和第二蓄熱式燒嘴，所述第一蓄熱式燒嘴和第二蓄熱式燒嘴連接有煤氣管道、空氣管道和蓄熱煙氣管道；所述第一蓄熱式燒嘴通過第一煤氣管道換向閥與所述煤氣管道相連接、通過第一空氣 管道換向閥與所述空氣管道相連接、以及通過第一煙氣管道換向閥與所述蓄熱煙氣管道相 連接；所述第二蓄熱式燒嘴通過第二煤氣管道換向閥與所述煤氣管道相連接、通過第二空氣 管道換向閥與所述空氣管道相連接、以及通過第二煙氣管道換向閥與所述蓄熱煙氣管道相 連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄熱式均熱爐，其特征在于，所述均熱爐爐體上連接有常規(guī) 煙氣管道，并且該常規(guī)煙氣管道和所述煤氣管道之間設(shè)置有換熱器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的蓄熱式均熱爐，其特征在于，所述常規(guī)煙氣管道上設(shè)置有煙 道閘門。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蓄熱式均熱爐，其特征在于，所述均熱爐爐體上部兩側(cè)還 分別設(shè)置有第三蓄熱式燒嘴和第四蓄熱式燒嘴，所述第三蓄熱式燒嘴和第四蓄熱式燒嘴分 別與所述第一蓄熱式燒嘴和第二蓄熱式燒嘴并聯(lián)，并與所述煤氣管道、空氣管道和蓄熱煙 氣管道連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蓄熱式均熱爐，其特征在于，所述煤氣管道、空氣管道和 蓄熱煙氣管道上分別設(shè)置有煤氣流量調(diào)節(jié)閥、空氣流量調(diào)節(jié)閥和煙氣流量調(diào)節(jié)閥。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的蓄熱式均熱爐，其特征在于，所述煤氣管道、空氣管道和蓄熱 煙氣管道上分別設(shè)置有煤氣流量調(diào)節(jié)閥、空氣流量調(diào)節(jié)閥和煙氣流量調(diào)節(jié)閥。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種蓄熱式均熱爐，包括均熱爐爐體，該均熱爐爐體上部兩側(cè)分別設(shè)置有第一蓄熱式燒嘴和第二蓄熱式燒嘴，所述第一蓄熱式燒嘴和第二蓄熱式燒嘴連接有煤氣管道、空氣管道和蓄熱煙氣管道；所述第一蓄熱式燒嘴通過第一煤氣管道換向閥與所述煤氣管道相連接、通過第一空氣管道換向閥與所述空氣管道相連接、以及通過第一煙氣管道換向閥與所述蓄熱煙氣管道相連接；所述第二蓄熱式燒嘴通過第二煤氣管道換向閥與所述煤氣管道相連接、通過第二空氣管道換向閥與所述空氣管道相連接、以及通過第二煙氣管道換向閥與所述蓄熱煙氣管道相連接。本實(shí)用新型的蓄熱式均熱爐，可使用低熱值的混合煤氣，并且節(jié)能效率高，減少了污染氣體的排放。
文檔編號C21D9/70GK201778080SQ201020296520
公開日2011年3月30日 申請日期2010年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月18日
發(fā)明者陶曙明 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司