燒結(jié)機的點火裝置及燒結(jié)的制造方法
【專利摘要】一種燒結(jié)機的點火裝置，其具有：燃料氣體用通道，在燒結(jié)機的托板的寬度方向上延伸；空氣用通道，隔著該燃料氣體用通道在其兩側(cè)延伸；燃燒器，沿著所述燃料氣體用通道及所述空氣用通道的長度方向分開設(shè)置有多對噴嘴孔，多對所述噴嘴孔朝向來自所述燃料氣體用通道的燃料氣體的噴出流和來自所述空氣用通道的燃燒用空氣的噴出流交匯的方向開口；燃燒器罩，覆蓋比所述噴嘴孔位于下方的燃燒氣氛，所述燃燒器是對不銹鋼制鋼板進行焊接加工而成的燃燒器。
【專利說明】燒結(jié)機的點火裝置及燒結(jié)機

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種制造燒結(jié)礦的燒結(jié)機所使用的點火裝置、及設(shè)有該點火裝置的燒結(jié)機。

【背景技術(shù)】
[0002]通常，制造燒結(jié)礦的燒結(jié)機的點火裝置用于從燃燒器朝向裝入托板上的燒結(jié)原料層上表面噴射重油、焦?fàn)t氣體或焦?fàn)t煤氣和高爐煤氣的混合氣體等燃料、以及空氣，形成燃燒火焰，利用該燃燒火焰加熱燒結(jié)原料層，從而使燒結(jié)原料層中的焦炭燃燒。
[0003]圖6表示設(shè)有本發(fā)明的點火裝置的燒結(jié)機。圖中，I為托板(pallet)、2為風(fēng)箱、3為點火裝置(ignit1n apparatus),主要包括點火爐(ignit1n furnace) 3a和燃燒器3b,4表示爐底(hearth layer)用漏斗，5表示原料漏斗。
[0004](日本)特開昭59- 200183號公報(專利文獻I)所公開的點火裝置具備:燃料氣體通道及燃燒用空氣通道，其在燒結(jié)機的托板的寬度方向延伸；燃燒器，其將朝向由這些通道供給的燃料氣體及燃燒用空氣的噴出流相互交匯的方向開口的多對噴嘴孔沿著所述各通道的長度方向分開設(shè)置。另外，在專利文獻I中公開有通過從小直徑的噴嘴孔交叉地噴射燃料氣體和空氣，從而縮短火焰，大幅度地改善能量損耗的技術(shù)。但是，像專利文獻I那樣，如果燃燒室小且燃燒器高度低，則雖然具有爐體散熱少，抑制燃料使用量的優(yōu)點，但另一方面，對燒結(jié)原料層進行加熱時，由于從燒紅的燒結(jié)原料向燃燒器的輻射熱及火焰本身的熱，存在損傷燃燒器主體的可能性。
[0005]由于耐熱鑄鋼制的燃燒器端頭的線膨脹系數(shù)比軟鋼大，所以作業(yè)時的燃燒器端頭的延伸大，在反復(fù)進行作業(yè)一停止的過程中，燃燒器端頭產(chǎn)生破裂而壽命變短，針對這一課題，在(日本)特開平4 一 28826號公報(專利文獻2)中公開有通過將燃燒器端頭在托板寬度方向上分割為多個，從而設(shè)置熱膨脹吸收余量，防止伴隨膨脹收縮的破裂的技術(shù)。在專利文獻2中公開有通過以交叉成直角的方式噴射燃料氣體和空氣，使火焰變短的技術(shù)，以及對于托板兩端部的通氣過多的部分，使噴嘴孔徑自中央部朝向端部逐步地增大，能夠使寬度方向均勻著火的技術(shù)。
[0006]但是，在由于燒結(jié)機的突然停止等因素而頻繁地反復(fù)進行作業(yè)一停止的使用環(huán)境下，依然會引起燃燒器噴嘴的熱變形、裂紋，針對燃燒器壽命縮短的措施并不充分。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0008]專利文獻
[0009]專利文獻1:(日本)特開昭59 - 200183公報
[0010]專利文獻2:(日本)特開平4 - 28826公報


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]發(fā)明所要解決的課題
[0012]本發(fā)明的目的在于提供一種點火裝置，即使在頻繁地反復(fù)進行作業(yè)一停止的使用環(huán)境下，該點火裝置也具有耐熱應(yīng)力性，并且，能夠延長燒結(jié)機的點火裝置的壽命，降低維修頻率。
[0013]用于解決課題的技術(shù)方案
[0014]用于解決課題的本發(fā)明的特征如下所述。
[0015][技術(shù)方案I]一種燒結(jié)機的點火裝置，其具有:
[0016]燃料氣體用通道，在燒結(jié)機的托板的寬度方向上延伸；
[0017]空氣用通道，隔著該燃料氣體用通道在其兩側(cè)延伸；
[0018]燃燒器，沿著所述燃料氣體用通道及所述空氣用通道的長度方向分開設(shè)置有多對噴嘴孔，所述噴嘴孔朝向來自所述燃料氣體用通道的燃料氣體的噴出流和來自所述空氣用通道的燃燒用空氣的噴出流交匯的方向開口 ；
[0019]燃燒器罩，覆蓋比所述噴嘴孔位于下方的燃燒氣氛，
[0020]所述燃燒器是對不銹鋼制鋼板進行焊接加工而成的燃燒器。
[0021][技術(shù)方案2]如技術(shù)方案I所述的燒結(jié)機的點火裝置，其中，
[0022]所述燃料氣體的噴出流和燃燒用空氣的噴出流以30度以上60度以下的角度交匯。
[0023][技術(shù)方案3]如技術(shù)方案I所述的燒結(jié)機的點火裝置，其中，
[0024]所述燃燒器由燃燒器主體和燃燒器端頭構(gòu)成，該燃燒器主體和該燃燒器端頭為一體結(jié)構(gòu)。
[0025][技術(shù)方案4]如技術(shù)方案I所述的燒結(jié)機的點火裝置，其中，
[0026]多對所述噴嘴孔包括燃料氣體噴嘴孔和空氣噴嘴孔，
[0027]該燃料氣體噴嘴孔設(shè)在燃燒器的中心側(cè)，朝指向外側(cè)的方向開口，
[0028]該空氣噴嘴孔在燃燒器的外側(cè)朝內(nèi)開口。
[0029][技術(shù)方案5]—種燒結(jié)機，其在燒結(jié)機的托板的寬度方向上設(shè)有技術(shù)方案I?4中任一項所述的燒結(jié)機的點火裝置，該點火裝置以吸收熱延伸的間隙被排列多個，在點火爐內(nèi)溫度氣氛中，鄰接的燃燒器的端部通過熱膨脹緊貼。
[0030]發(fā)明效果
[0031]根據(jù)本發(fā)明，可提供一種燒結(jié)機的點火裝置，其在燒結(jié)機托板寬度方向上獲得均勻的著火強度，燃料基準使用量(燃料原単位)低，并且，即使在頻繁地反復(fù)進行作業(yè)一停止的使用環(huán)境下，也具有耐熱應(yīng)力性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]圖1是本發(fā)明的點火裝置的剖視圖；
[0033]圖2是將燒結(jié)機托板和點火裝置的一部分表示為剖面的主視圖；
[0034]圖3是現(xiàn)有的點火裝置的剖視圖；
[0035]圖4是表示從燃燒器前端到燒結(jié)原料層表面的距離和火焰溫度的關(guān)系的圖；
[0036]圖5是表示燃燒器前端部的噴嘴排列的圖；
[0037]圖6是設(shè)有本發(fā)明裝置的燒結(jié)機的示意結(jié)構(gòu)圖。

【具體實施方式】
[0038]現(xiàn)有的耐熱鑄鋼制燃燒器因受其材質(zhì)及加工方法的限制，必須分割為燃燒器主體和燃燒器噴嘴，但由于連接燃燒器主體和燃燒器噴嘴的凸緣面的反復(fù)熱變形，將會產(chǎn)生凸緣部的變形，或者，產(chǎn)生密封部的劣化、切斷引起的燃料氣體、燃燒空氣的泄漏。本發(fā)明人等進行了潛心研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過將燃燒器由耐熱鑄鋼制的分割方式改為使燃燒器主體和燃燒器噴嘴成為一體結(jié)構(gòu)的不銹鋼制，能夠提供即使在頻繁地反復(fù)進行作業(yè)一停止的使用環(huán)境下，也具有耐熱應(yīng)力性的點火裝置。
[0039]表I是將材質(zhì)變更的效果進行比較的結(jié)果。由于將燃燒器的材質(zhì)由耐熱鑄鋼變更為燃燒器主體和燃燒器噴嘴為一體結(jié)構(gòu)的不銹鋼，不會產(chǎn)生由凸緣部的變形引起的燃料泄漏。而且，通過將燃燒器、噴嘴的壁厚減薄，減輕了殘余應(yīng)力及燃燒器的變形。其結(jié)果是，形成即使在頻繁地反復(fù)進行作業(yè)一停止的使用環(huán)境下，也能夠長時間使用的燃燒器。
[0040][表 I]
[0041]
燃燒器材質(zhì)噴出流交匯角燃燒器壁厚噴嘴壁厚燃燒器表面變凸緣部變形/燃度(mm)(mm)形(相對值)料泄漏
SLJSI6 制Jl6141-
耐熱鑄鋼制9020201.2有/有
[0042]進而，對燃料氣體及燃燒用空氣的噴出流相互交匯的角度進行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過將該角度設(shè)定為60度以下，能夠降低噴嘴部的溫度，具有防止噴嘴部產(chǎn)生裂紋的效果。以下，通過表2和圖4進行說明。
[0043]表2是在實驗用燃燒爐中設(shè)置燃燒器寬度為500mm的實驗燃燒器，評價耐久性的結(jié)果。在爐內(nèi)的燃燒器的相對面鋪設(shè)鐵板，形成燃燒器接受來自下方的輻射熱的結(jié)構(gòu)。鐵板溫度是在與通常的燒結(jié)機作業(yè)同等的1300°C條件、與假定燒結(jié)機作業(yè)變動的情況的1350°C的條件下，反復(fù)進行升溫、30分鐘的指定溫度保持、降溫，以觀察燃燒器的損傷狀況。
[0044]通過將燃燒器由現(xiàn)有的耐熱鑄鋼制的分割結(jié)構(gòu)改為較薄的不銹鋼鋼板的焊接一體結(jié)構(gòu)，熱變形消失。在通常的燒結(jié)機作業(yè)中，燒結(jié)原料層表面溫度(相當(dāng)于試驗時爐內(nèi)溫度)為1300°C，在通常的作業(yè)范圍內(nèi)，能夠通過將燃燒器材質(zhì)設(shè)定為不銹鋼而防止裂紋產(chǎn)生?？芍?，即使由于燒結(jié)機作業(yè)的變動，使?fàn)t內(nèi)溫度上升至1350°C，也能夠通過使燃料氣體及燃燒用空氣的噴出流相互交匯的角度自先前的90度交匯至60度、40度的銳角，從而降低噴嘴部溫度，由此，能夠降低噴嘴部的裂紋頻率。如表2所示，相對于在90度下試驗3次而產(chǎn)生裂紋，在60度下為6次時產(chǎn)生裂紋，在40度下為10次時產(chǎn)生裂紋，耐久性提高。即發(fā)現(xiàn)，通過將燃料氣體及燃燒用空氣的噴出流相互交匯的角度設(shè)定為60度以下，能夠降低噴嘴部的溫度，所以具有防止噴嘴部產(chǎn)生裂紋的效果。
[0045][表2]
[0046]燃燒器材質(zhì)爐內(nèi)溫度噴嘴部溫度試驗次數(shù)交匯角度火焰長度損傷狀況
__OCJ__rc}___(mm)
SUS316 制13009301440°600無叉化
[0047]
SUS316 制135010201040。600產(chǎn)生裂紋
SUS316 制13009801460。500無變化
SUS316 制13501070660。500產(chǎn)生裂紋
SUS316 制130010301490。350無變化
SUS316 制13501110390。350產(chǎn)生裂紋耐熱鑄鋼制13001050590°350熱變形
[0048]圖4表示距燃燒器噴嘴的距離與火焰溫度的關(guān)系。隨著將燃料氣體及燃燒用空氣的噴出流相互交匯的角度設(shè)定為銳角，溫度為1300°C以上的火焰部分變長，必須加長燃燒器和加熱面之間的距離。若噴出流相互交匯的角度為30度?60度的范圍，則從燃燒器噴嘴到10mm為止的溫度會大幅度下降，因此，適合于降低噴嘴部溫度，防止噴嘴部產(chǎn)生裂紋。
[0049]若噴出流的相互交匯的角度不足30度，則燃燒器火焰長度長到超過850mm，導(dǎo)致燃燒器罩大型化，能量損耗增加，因此不是優(yōu)選方案。
[0050]優(yōu)選地，本發(fā)明的將不銹鋼制鋼板焊接加工而制作的燃燒器在燒結(jié)機的寬度方向上排列多個使用。通過在寬度方向上排列多個燃燒器，能夠參照作業(yè)時的溫度分布，對燒結(jié)機寬度方向的燃燒條件進行個別的變更、調(diào)整，即使發(fā)生原料層厚度的分布改變等作業(yè)條件變化，也能夠調(diào)整寬度方向上的溫度分布。
[0051]在本發(fā)明中，優(yōu)選地，在多個燃燒器間設(shè)置熱膨脹吸收余量。熱膨脹余量的大小只要被設(shè)置成在作業(yè)中的點火爐內(nèi)溫度氣氛中，鄰接的燃燒器的端部因熱膨脹而緊貼，則在作業(yè)中，不會發(fā)生從該膨脹余量吸引周圍的空氣，使點火火焰產(chǎn)生混亂的情況。
[0052]另外，燃燒器使用不銹鋼鋼板而薄壁化，從而使燃燒器輕量化，因此，能夠簡化燃燒器支承結(jié)構(gòu)，并且設(shè)置工程也變得容易。
[0053]下面，對本發(fā)明的一實施方式進行說明。
[0054]圖2中將燒結(jié)機托板和點火裝置的一部分表不為剖面。Bb表不燃燒器主體,Bt表示燃燒器端頭，F(xiàn)表示火焰，L表示從燃燒器前端到燒結(jié)原料層表面的距離。燃料氣體供給管8及空氣供給管9被設(shè)置在托板的寬度整體，具備燃料氣體管6及燃燒用空氣管7的多個燃燒器以熱膨脹余量的間隙排列，被設(shè)置成與燃料氣體供給管8及空氣供給管9大致平行。氣體管6和氣體供給管8經(jīng)由短管10相連通，另外，空氣管7和空氣供給管9經(jīng)由短管11相連通。燃料氣體供給管8和空氣供給管9由梁26來支承。
[0055]在燃燒器下部，如圖5所示，與上述燃燒器的燃料氣體供給管8及空氣供給管9分別對應(yīng)的多個小口徑的噴嘴孔20、20’、21、21’在管軸線方向排列設(shè)置有多組。
[0056]優(yōu)選地，上述燃料氣體噴嘴孔20、20’朝指向兩外側(cè)的方向開口，另外相反地，上述空氣噴嘴孔21、21’朝內(nèi)開口，將燃料氣體噴嘴21(21’ )和空氣噴嘴20(20’ )配置成噴射方向相互交匯，使火焰變短。
[0057]圖1中表示本發(fā)明的點火裝置的剖視圖。如上所述，將燃燒器主體和燃燒器端頭設(shè)為一體結(jié)構(gòu)。另外，在該圖中，例示COG(焦?fàn)t氣體)作為燃料氣體。圖中的Θ表示燃料氣體及燃燒用空氣的噴出流相互交匯的角度。這時，噴射方向相互交匯的角度越大，燃燒器火焰長度越短，對于減小托板上的燒結(jié)原料層上表面與燃燒器之間的間隔來減少能量損耗有利。另一方面，噴射方向相互交匯的角度越小，燃燒器火焰長度越長，但是噴嘴部的溫度變低，不易出現(xiàn)噴嘴部產(chǎn)生裂紋或熱變形的問題?；谏鲜隹紤]，優(yōu)選地，噴射方向相互交匯的角度為30度以上60度以下。進而為了減少熱影響，更優(yōu)選地，用耐火絕熱材料包覆除了排列有噴嘴的燃燒器前端部以外的燃燒器表面。
[0058]從噴嘴孔21、21’的兩側(cè)延伸出覆蓋比上述噴嘴孔位于下方的燃燒氣氛的燃燒器罩24a。通過使燃燒器罩小型化來包圍高溫的范圍，能夠減少能量損耗，以低燃料基準使用量進行作業(yè)。
[0059]噴嘴孔20、20’、21、21’的孔徑及間距應(yīng)根據(jù)燃料氣體的種類、燃料氣體及空氣的流量來適當(dāng)?shù)卣{(diào)整，但優(yōu)選使孔徑為5?30mm，間距為10?40mm。在間距過大的情況下，會在火焰之間產(chǎn)生溫度低的部分，使燒結(jié)礦產(chǎn)生燒結(jié)不均。
[0060]優(yōu)選地，燃料氣體使用2?25kcal/Nm3的發(fā)熱量的氣體。例如，可使用煉鐵廠通常使用的M氣體(高爐煤氣和焦炭爐煤氣的混合氣體)、C氣體(焦炭爐煤氣)、液化天然氣、丙烷氣體等。若燃料氣體的發(fā)熱量不足2kcal/Nm3，則燃料使用量增加，因而不經(jīng)濟。就在燃燒用的氣體、空氣中從內(nèi)側(cè)冷卻的自我冷卻功能方面而言，更優(yōu)選地，使用發(fā)熱量為15kcal/Nm3以下的燃料氣體。
[0061]在對燃燒器的噴嘴孔徑、配置進行最優(yōu)化時，在現(xiàn)有的耐熱鑄鋼制的情況下，需要從模型再次制作噴嘴端頭，但在本發(fā)明中是制成為不銹鋼制鋼板的焊接結(jié)構(gòu)，因此，利用鉆頭僅對噴嘴部分進行再加工、焊接即可，調(diào)整能夠變得低價而短時間，并且，即使燃燒器產(chǎn)生了裂紋或破裂，也能夠通過焊接容易地進行維修。另外，若熱變形輕微，則因采用了薄壁的不銹鋼制鋼板，因此通過利用熱變形矯正的短時間維修就能夠再次使用。
[0062]就均勻加熱方面而言，優(yōu)選地，根據(jù)燒結(jié)機底座的寬度方向通過風(fēng)量的分布來調(diào)整孔徑，只要對多臺排列的燃燒器的每一臺調(diào)整燃料氣體及空氣流量，就能夠?qū)崿F(xiàn)寬度方向上的均勻著火。進而，可參照作業(yè)時的溫度分布，對每一臺燃燒器變更、調(diào)整燃燒條件，即使發(fā)生原料層厚度的分布變化等作業(yè)條件變化，也能夠調(diào)整寬度方向上的溫度分布。
[0063]另外，也可以使各燃燒器構(gòu)成為上下角度可變更。通過使各燃燒器升降及傾動，能夠使燒結(jié)原料層表面和火焰前端的接觸面積可變，因此能夠提高均勻著火的精度。根據(jù)燒結(jié)原料層厚度的變化、托板速度的變化、原料性質(zhì)和狀態(tài)、原料中水分的變化等，使燃燒器升降及傾動，由此能夠獲得燒結(jié)礦的高品質(zhì)、制造成品率的提高、節(jié)省燃料等顯著的效果。
[0064]實施例
[0065]在日產(chǎn)量IlOOOt的燒結(jié)礦的燒結(jié)工廠，將耐熱鑄鋼制的點火燃燒器變更為對不銹鋼鋼板(SUS316)進行焊接加工而成的燃燒器。耐熱鑄鋼制的燃燒器是在燒結(jié)機的整體寬度3950mm上一體成型的燃燒器，而對不銹鋼鋼板進行焊接加工而成的燃燒器是將800mm寬度的燃燒器在燒結(jié)機托板橫方向上排列5臺而設(shè)置的。
[0066]燃料氣體及燃燒用空氣的噴出流的角度在耐熱鑄鋼制的燃燒器中為90度，而在不銹鋼鋼板制的燃燒器中變更為40度。
[0067]燃料氣體使用M氣體，進行作業(yè)，使燒結(jié)原料層表面溫度達到1300°C。
[0068]利用上述點火裝置進行作業(yè)的結(jié)果為，在使用耐熱鑄鋼制燃燒器時，必須進行6次/年的熱變形的矯正及裂紋的維修，維修時間為48小時/年，但變更為對不銹鋼鋼板進行焊接加工而成的燃燒器之后，僅實施I次/年的熱變形的矯正，維修時間可縮短至40小時/年，能夠大幅度降低維修頻率及維修時間。此外，維修時間是也包括除了燃燒器以外的燒結(jié)機設(shè)備的維修的維修時間。
[0069]附圖標記說明
[0070]Bb燃燒器主體
[0071]Bt燃燒器端頭
[0072]F 火焰
[0073]L從燃燒器前端到燒結(jié)原料層表面的距離
[0074]I 托板
[0075]2 風(fēng)箱
[0076]3點火裝置
[0077]3a點火爐
[0078]3b燃燒器
[0079]4爐底用漏斗
[0080]5原料漏斗
[0081]6燃料氣體管
[0082]7燃燒用空氣管
[0083]8燃料氣體供給管
[0084]8a燃料氣體管內(nèi)中心流路
[0085]9空氣供給管
[0086]9a空氣管的管狀流路
[0087]10、11 短管
[0088]17、17，凸緣
[0089]20、20'、21、21'噴嘴孔
[0090]24 (24a、24b)燃燒器罩
[0091]26 梁
【權(quán)利要求】
1.一種燒結(jié)機的點火裝置，其特征在于，具有: 燃料氣體用通道，其在燒結(jié)機的托板的寬度方向上延伸； 空氣用通道，其隔著該燃料氣體用通道在其兩側(cè)延伸； 燃燒器，其沿著所述燃料氣體用通道及所述空氣用通道的長度方向分開設(shè)置有多對噴嘴孔，所述噴嘴孔朝向來自所述燃料氣體用通道的燃料氣體的噴出流和來自所述空氣用通道的燃燒用空氣的噴出流交匯的方向開口； 燃燒器罩，其覆蓋比所述噴嘴孔位于下方的燃燒氣氛， 所述燃燒器是對不銹鋼制鋼板進行焊接加工而成的燃燒器。
2.如權(quán)利要求1所述的燒結(jié)機的點火裝置，其特征在于， 所述燃料氣體的噴出流和燃燒用空氣的噴出流以30度以上60度以下的角度交匯。
3.如權(quán)利要求1所述的燒結(jié)機的點火裝置，其特征在于， 所述燃燒器由燃燒器主體和燃燒器端頭構(gòu)成，該燃燒器主體和該燃燒器端頭為一體結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求1所述的燒結(jié)機的點火裝置，其特征在于， 多對所述噴嘴孔包括燃料氣體噴嘴孔和空氣噴嘴孔， 該燃料氣體噴嘴孔設(shè)在燃燒器的中心側(cè)，朝指向外側(cè)的方向開口， 該空氣噴嘴孔在燃燒器的外側(cè)朝內(nèi)開口。
5.一種燒結(jié)機，其特征在于，在燒結(jié)機的托板的寬度方向上設(shè)有權(quán)利要求1?4中任一項所述的燒結(jié)機的點火裝置，該點火裝置以吸收熱延伸的間隙被排列多個，在點火爐內(nèi)溫度氣氛中，鄰接的燃燒器的端部通過熱膨脹緊貼。
【文檔編號】C22B1/20GK104169668SQ201380013580
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2013年1月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月29日
【發(fā)明者】宮田浩臣, 竹內(nèi)忍, 相馬冬樹 申請人:杰富意鋼鐵株式會社