本發(fā)明屬于熔煉金屬的冶金鑄造領(lǐng)域，尤其涉及一種節(jié)能環(huán)保高效熱風(fēng)沖天爐。

背景技術(shù)：

沖天爐是鑄造生產(chǎn)中熔化鐵水的重要設(shè)備。將鐵料熔化成鐵液后澆注到砂型中，待冷卻后開箱而得到鑄件。節(jié)能環(huán)保型沖天爐是指一個(gè)設(shè)備系統(tǒng)，除沖天爐本體外還包括獨(dú)立燃燒室、換熱器、煙氣冷卻器、除塵器、引風(fēng)機(jī)、噴淋設(shè)備及煙囪等組成。

沖天爐是一種豎筒式熔煉爐，主要由爐體前爐及加料系統(tǒng)組成。前爐上設(shè)有出鐵口、出渣口，由過橋和爐體相連。爐體又分三部分：爐頂、爐身和爐缸。爐頂設(shè)有加料口；爐身設(shè)有風(fēng)箱及風(fēng)口；爐缸設(shè)有工作門、爐門、爐柱子。沖天爐主要用于鑄鐵生產(chǎn)，也用于配合轉(zhuǎn)爐煉鋼，因爐頂出口向上故稱沖天爐。在長期使用中發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)現(xiàn)有的沖天爐具有很多缺點(diǎn)，多數(shù)屬于冷風(fēng)爐，即鼓風(fēng)機(jī)打入沖天爐內(nèi)的空氣為未經(jīng)預(yù)熱的冷風(fēng)，或是雖然經(jīng)過預(yù)熱而熱風(fēng)溫度較低的內(nèi)熱風(fēng)式的熱風(fēng)爐。由于風(fēng)溫較低，爐內(nèi)冶煉溫度低熔煉環(huán)境差，造成鐵液溫度低，不利于鐵液的脫硫、除氣及渣鐵分離，鐵水純凈度差，造成鑄件質(zhì)量差。要想獲得高度純潔的鐵水只能加大焦炭的投入量，造成焦炭消耗增加浪費(fèi)能源。其次，沖天爐在熔煉生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣，大多直接排放或經(jīng)過一些簡單處理后排出，對大氣造成污染。對實(shí)際使用帶來諸多問題，阻礙了鑄造企業(yè)的生存與發(fā)展，成為鑄造企業(yè)生存的一個(gè)瓶頸，跟不上社會(huì)發(fā)展的步伐。另外，一般的沖天爐在設(shè)計(jì)要求上只能熔煉生鐵塊，為保證鑄件質(zhì)量不能利用廉價(jià)原材料而影響企業(yè)的市場競爭力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種熔煉效率高，且既能熔化生鐵塊又能熔化鐵屑，并且能將廢氣回收的節(jié)能環(huán)保高效熱風(fēng)沖天爐。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種節(jié)能環(huán)保高效熱風(fēng)沖天爐，包括相連設(shè)置的熔煉裝置和廢氣處理裝置；所述熔煉裝置包括沖天爐、前包、第一煙氣管、燃燒室、預(yù)熱爐、冷風(fēng)風(fēng)機(jī)、換熱器、鼓風(fēng)機(jī)和第二煙氣管；所述沖天爐上設(shè)有熱風(fēng)進(jìn)口；所述沖天爐上端設(shè)有進(jìn)料口，下端與前包相連通；所述沖天爐包括煙氣室；所述煙氣室的側(cè)面通過第一煙氣管與燃燒室下部相連通；所述燃燒室下部設(shè)有與其相通的預(yù)熱爐；所述燃燒室上部兩側(cè)分別與冷風(fēng)風(fēng)機(jī)和換熱器相連通；所述換熱器一側(cè)設(shè)有鼓風(fēng)機(jī)；所述換熱器的冷風(fēng)進(jìn)口與鼓風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口相連通，熱風(fēng)出口與沖天爐的熱風(fēng)進(jìn)口相連通；所述換熱器下部通過冷風(fēng)箱與廢氣處理裝置相連通。

優(yōu)選的，所述廢氣處理裝置包括大冷卻器、小冷卻器、第三煙氣管、布袋除塵器、第四煙氣管、第五煙氣管、引風(fēng)機(jī)、噴淋脫硫裝置和煙囪；所述大冷卻器的上端和下端分別與小水冷卻器和換熱器相連通；所述小水冷卻器下部由第三煙氣管與布袋除塵器進(jìn)口相連；所述布袋除塵器由第四煙氣管與引風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口相連；所述引風(fēng)機(jī)出風(fēng)口由第五煙氣管與噴淋脫硫裝置上部相連通；所述噴淋脫硫裝置下部與煙囪下部相連通。

優(yōu)選的，所述第一煙氣管、燃燒室內(nèi)的上下兩端、第二煙氣管、第三煙氣管、第四煙氣管、換熱器的熱風(fēng)出口、大水冷卻器的出水口、小水冷卻器的出水口上均設(shè)有測溫裝置。

優(yōu)選的，所述燃燒室旁還設(shè)有溫控箱，用于監(jiān)控燃燒室內(nèi)及各測溫裝置測得的溫度。

優(yōu)選的，所述燃燒室和換熱器上端設(shè)有防爆閥。

優(yōu)選的，所述燃燒室上端還設(shè)有煤氣放散閥。

優(yōu)選的，所述第二煙氣管、第三煙氣管、第四煙氣管、布袋除塵器內(nèi)設(shè)有鋁膜防爆閥。

優(yōu)選的，所述第三煙氣管內(nèi)設(shè)有冷風(fēng)閥門。

優(yōu)選的，所述第一煙氣管上還設(shè)有助燃風(fēng)機(jī)。

優(yōu)選的，所述噴淋脫硫裝置由噴淋機(jī)構(gòu)和水循環(huán)系統(tǒng)構(gòu)成；所述水循環(huán)系統(tǒng)包括第一水池、第二水池和水泵；所述第二水池位于噴淋機(jī)構(gòu)下方；所述第一水池和第二水池相通；所述第一水池內(nèi)設(shè)有水泵；所述水泵通過出水管與噴淋機(jī)構(gòu)上端相連通。

由于上述技術(shù)方案的運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明方案的節(jié)能環(huán)保高效熱風(fēng)沖天爐，具有以下優(yōu)點(diǎn)：首先，其可以將生鐵和鐵屑均化作鐵水，同時(shí)生成的鐵水溫度為1560℃，純凈度高，在鐵水溫度相同的情況下需要的焦炭少，從而達(dá)到節(jié)能的效果，轉(zhuǎn)化效率高；其次，沖天爐產(chǎn)生的廢氣先通過大水冷卻器和小水冷卻器進(jìn)行收集，再依次通過布袋除塵器和噴淋脫硫裝置進(jìn)行除塵操作，最后的無害廢氣從煙囪流出，對外部環(huán)境無污染，具有較高的實(shí)用性和推廣價(jià)值，符合我國的發(fā)展需要。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步說明：

附圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖2為附圖1中的局部放大圖；

附圖3為附圖1中的局部放大圖；

其中：1、沖天爐；2、前包；3、第一煙氣管；4、燃燒室；5、預(yù)熱爐；6、冷風(fēng)風(fēng)機(jī)；7、換熱器；8、鼓風(fēng)機(jī)；9、第二煙氣管；10、煙氣室；11、大冷卻器；12、小冷卻器；13、第三煙氣管；14、布袋除塵器；15、第四煙氣管；16、第五煙氣管；17、引風(fēng)機(jī)；18、噴淋機(jī)構(gòu)；19、煙囪；20、進(jìn)料口；21、溫控箱；22、防爆閥；23、煤氣放散閥；24、鋁膜防爆閥；25、冷風(fēng)閥門；26、助燃風(fēng)機(jī)；27、第一水池；28、第二水池；29、水泵；30、熱風(fēng)進(jìn)口；31、熱風(fēng)出口；32、冷風(fēng)進(jìn)口；33、冷風(fēng)箱。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

如附圖1-3所示的本發(fā)明所述的一種節(jié)能環(huán)保高效熱風(fēng)沖天爐，包括相連設(shè)置的熔煉裝置和廢氣處理裝置；所述熔煉裝置包括沖天爐1、前包2、第一煙氣管3、燃燒室4、預(yù)熱爐5、冷風(fēng)風(fēng)機(jī)6、換熱器7、鼓風(fēng)機(jī)8和第二煙氣管9；所述沖天爐1上設(shè)有熱風(fēng)進(jìn)口30；所述沖天爐1上端設(shè)有進(jìn)料口20，下端與前包2相連通；所述沖天爐1包括煙氣室10；所述煙氣室10的側(cè)面通過第一煙氣管3與燃燒室4下部相連通；所述燃燒室4下部設(shè)有與其相通的預(yù)熱爐5；所述燃燒室4上部兩側(cè)分別與冷風(fēng)風(fēng)機(jī)6和換熱器7相連通；所述換熱器7一側(cè)設(shè)有鼓風(fēng)機(jī)8；所述換熱器7的冷風(fēng)進(jìn)口32與鼓風(fēng)機(jī)8的出風(fēng)口相連通，熱風(fēng)出口31與位于沖天爐1的熱風(fēng)進(jìn)口30相連通；所述換熱器7下部通過冷風(fēng)箱33與廢氣處理裝置相連通。

所述廢氣處理裝置包括大冷卻器11、小冷卻器12、第三煙氣管13、布袋除塵器14、第四煙氣管15、第五煙氣管16、引風(fēng)機(jī)17、噴淋脫硫裝置和煙囪19；所述大冷卻器11的上端和下端分別與小水冷卻器12和換熱器7相連通；所述小水冷卻器12下部由第三煙氣管13與布袋除塵器14進(jìn)口相連；所述布袋除塵器14由第四煙氣管15與引風(fēng)機(jī)進(jìn)17風(fēng)口相連；所述引風(fēng)機(jī)17出風(fēng)口由第五煙氣管16與噴淋脫硫裝置上部相連通；所述噴淋脫硫裝置下部與煙囪19下部相連通。

所述第一煙氣管3、燃燒室4內(nèi)的上下兩端、第二煙氣管9、第三煙氣管13、第四煙氣管15、換熱器7的熱風(fēng)出口、大水冷卻器11的出水口、小水冷卻器12的出水口上均設(shè)有測溫裝置；所述燃燒室4旁還設(shè)有溫控箱21，用于監(jiān)控燃燒室4內(nèi)及各測溫裝置測得的溫度；所述燃燒室4和換熱器7上端設(shè)有防爆閥22；所述燃燒室4上端還設(shè)有煤氣放散閥23；所述第二煙氣管9、第三煙氣管13、第四煙氣管15、布袋除塵器14內(nèi)設(shè)有鋁膜防爆閥24；所述第三煙氣管13內(nèi)設(shè)有冷風(fēng)閥門25；所述第一煙氣管3上還設(shè)有助燃風(fēng)機(jī)26。

所述噴淋脫硫裝置由噴淋機(jī)構(gòu)18和水循環(huán)系統(tǒng)構(gòu)成；所述水循環(huán)系統(tǒng)包括第一水池27、第二水池28和水泵29；所述第二水池28位于噴淋機(jī)構(gòu)18下方；所述第一水池27和第二水池28相通；所述第一水池27內(nèi)設(shè)有水泵29；所述水泵29通過出水管與噴淋機(jī)構(gòu)18上端相連通。

進(jìn)一步的，進(jìn)料口下部、燃燒室下部、換熱器下部、大水冷卻器下部、小水冷卻器下部和布袋除塵器下部設(shè)有落灰筒。

進(jìn)一步的，第一煙氣管上還安裝有混風(fēng)裝置，第一煙氣管與燃燒室下進(jìn)口采用切線進(jìn)風(fēng)形式的二次混風(fēng)。

具體的工藝流程如下：將生鐵或鐵屑通過加料口投入到?jīng)_天爐中進(jìn)行熔煉，由于沖天爐進(jìn)風(fēng)采用單排風(fēng)口布置，爐內(nèi)的還原性氣氛較強(qiáng)，爐氣中的Co含量達(dá)15％-18％，爐氣的溫度在300℃左右。爐氣從沖天爐上方流入到第一煙氣管道中，經(jīng)過助燃風(fēng)機(jī)及混風(fēng)裝置將爐氣與助燃空氣進(jìn)行第一次混風(fēng)，爐氣在進(jìn)入燃燒室內(nèi)時(shí)由于采用切線進(jìn)風(fēng)形式，使?fàn)t氣在進(jìn)入燃燒室后沿內(nèi)壁旋轉(zhuǎn)形成第二次混風(fēng)，經(jīng)預(yù)熱爐點(diǎn)火燃燒，這樣煙氣溫度上升到950℃-1000℃左右，然后通過冷風(fēng)風(fēng)機(jī)將其降溫到900℃左右，接著高溫廢氣流入到換熱器的熱風(fēng)進(jìn)口中。

同時(shí)，由鼓風(fēng)機(jī)送來的冷風(fēng)進(jìn)入到換熱器冷風(fēng)進(jìn)口中，其與進(jìn)入換熱器熱風(fēng)進(jìn)口的高溫廢氣在換熱器中進(jìn)行換熱，使冷風(fēng)變?yōu)楦邷責(zé)犸L(fēng)，熱風(fēng)溫度可達(dá)450℃-500℃左右，熱風(fēng)從換熱器的熱風(fēng)出口流出，接著通過熱風(fēng)管進(jìn)入到?jīng)_天爐的熱風(fēng)進(jìn)口中，使沖天爐內(nèi)的冶煉溫度達(dá)1800℃以上，熔化的鐵水從前包流出。由于爐內(nèi)熔煉溫度的提高有利于鐵水在爐內(nèi)脫硫、除氣及渣鐵分離，鐵水溫度可達(dá)1560℃左右。由于鐵水溫度高鐵水的純凈度高，在達(dá)到相同鐵水溫度的條件下，所需焦炭少，從而達(dá)到優(yōu)質(zhì)節(jié)能的效果，轉(zhuǎn)化效率高；由于鐵水溫度可達(dá)1560℃左右，所以能將鐵屑也熔煉掉。

煙氣從沖天爐內(nèi)引出流經(jīng)燃燒室、換熱器、大水冷卻器、小水冷卻器時(shí)由于上述設(shè)備下部都設(shè)有落灰筒，因此較重的顆粒物得到處理收集，廢氣經(jīng)大水冷卻器和小水冷卻器冷卻處理后流入到布袋除塵器中進(jìn)行除塵操作，最后進(jìn)入到噴淋脫硫裝置中，噴淋脫硫裝置的作用是將廢氣中的二氧化硫與水結(jié)合發(fā)送反應(yīng)，使得二氧化硫不被排入到大氣，最后剩余廢氣從煙囪中流出。

其中，當(dāng)噴淋脫硫裝置工作時(shí)，水泵開始工作，第二水池中的水流入到噴淋器中，對廢氣進(jìn)行噴淋除塵操作，然后噴淋脫硫裝置流出的水流入第一水池中，最后流入到第二水池中進(jìn)行循環(huán)使用。

進(jìn)一步的，在第二煙氣管、第三煙氣管、第四煙氣管、布袋除塵器內(nèi)設(shè)有鋁膜防爆閥，這是由于廢氣中可能還有部分煤氣，防止管道破裂。

煤氣放散閥其主要作用是，在沖天爐休風(fēng)時(shí)將燃燒室、換熱器中的剩余煤氣通過煤氣放散閥排放出來，進(jìn)而保證沖天爐使用時(shí)的安全性。

其中廢水的檢測報(bào)告如下：

爐窯廢氣(從煙囪中排出的廢氣)檢測報(bào)告如下所示：

由上可知廢水和廢氣的排放標(biāo)準(zhǔn)均低于國際標(biāo)準(zhǔn)。

本發(fā)明的節(jié)能環(huán)保高效熱風(fēng)沖天爐，具有以下優(yōu)點(diǎn)：首先，其可以將生鐵和鐵屑均化作鐵水，同時(shí)生成的鐵水溫度為1560℃，純凈度高，在鐵水溫度相同的情況下需要的焦炭少，從而達(dá)到節(jié)能的效果，轉(zhuǎn)化效率高；其次，沖天爐產(chǎn)生的廢氣先通過大水冷卻器和小水冷卻器進(jìn)行收集，再依次通過布袋除塵器和噴淋脫硫裝置進(jìn)行除塵操作，最后的無害廢氣從煙囪流出，對外部環(huán)境無污染，具有較高的實(shí)用性和推廣價(jià)值，符合我國的發(fā)展需要。

以上僅是本發(fā)明的具體應(yīng)用范例，對本發(fā)明的保護(hù)范圍不構(gòu)成任何限制。凡采用等同變換或者等效替換而形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明權(quán)利保護(hù)范圍之內(nèi)。