专利名称：带有坡梯状周向环道上喷陶瓷燃烧器的顶燃式热风炉的制作方法
技术领域：
本发明涉及热风炉，是一种带有坡梯状周向环道上喷陶瓷燃烧器的顶燃 式热风炉。二、 背景技术陶瓷燃烧器热风炉是高炉炼铁中常用的热风炉，其性能的优劣直接影响 到自身和高炉的正常运行、使用效率及使用寿命，在热风炉中目前使用最多的结构形式有内燃式、外燃式和顶燃式3种。但不管哪种形式的热风炉上都 设置有结构不同的陶瓷燃烧器。现有的陶瓷燃烧器在结构上存在不同程度的 问题，会造成热风炉内燃气与空气混合不佳和(或)气流分布不均匀，从而 导致燃烧欠稳定、调节性能差与火焰分布差等问题。这样就不能很好满足高 炉对热风的负荷要求与风温要求。存在上述问题的热风炉常常造成利用效率 低、能源浪费、环境污染，且使用寿命短。因此，改进燃烧器结构与布置是 提高热风炉性能的有效途径，本申请人曾对其陶瓷燃烧器进行改进，并申请 了热风炉专利，申请号为200710053992.4，但在使用中，发现仍存在明显不 足，特别是仍存在使用寿命短、气流不均、喷管压力不均，影响使用效果， 其创新势在必行。三、 发明内容针对上述情况，本发明就是提供新的一种带有坡梯状周向环道上喷陶瓷 燃烧器的顶燃式热风炉，可有效解决和克服现有燃烧器热风炉使用寿命短、 气流不均、喷管压力不均的问题，其解决的技术方案是，对现有热风炉进行 改进，特别是对燃烧器进行改进，使其包括有炉体、拱顶及陶瓷燃烧器，陶 瓷燃烧器置于拱顶下面的炉体上部，所说的陶瓷燃烧器有燃烧器墙体、煤气 预热环道、助燃空气预热环道，煤气预热环道、助燃空气预热环道分别与其 上部环形交错布置的呈30-80°的煤气与空气喷口相连通，煤气预热环道和助燃空气预热环道呈对称的上坡和下坡的坡梯状，布置在燃烧器的墙体内，燃 烧器顶部墙体内设置有周向环形预热通道，并与煤气、空气喷口相连通，外 墙体上有与煤气预热环道连通的煤气入口 ，煤气预热环道下部是助燃空气预热环道，其墙体外侧有与其连通的助燃空气入口，煤气、空气进口处的连接 喷口方向分别设置有阻流砖，燃烧器墙体与蓄热室的墙体之间有氧化铝耐高 温耐火纤维层，本发明结构新颖、独特，有效解决了气流不均、喷嘴压力不 均及使用寿命短，保证了风温及产品质量，节省燃料、节约投资、降低废气 温度与排放量，减少了环境污染，经济和社会效益巨大。四
图1为本发明的结构剖面主视图。图2为本发明的陶瓷燃烧器结构剖面的主视图。图3为本发明的陶瓷燃烧器结构的A-A剖面俯视图。五具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式
作详细说明。由图l、图2所示，本发明包括有炉体15、拱顶16及陶瓷燃烧器，陶瓷 燃烧器置于拱顶下面的炉体上部，所说的陶瓷燃烧器有燃烧器墙体9、煤气 预热环道2、助燃空气预热环道3，煤气预热环道2、助燃空气预热环道3分 别与其上部环形交错布置的呈30-80°的煤气与空气喷口5、 6相连通，煤气 预热环道和助燃空气预热环道呈对称的上坡和下坡的坡梯状10，布置在燃烧 器的墙体内，燃烧器顶部墙体内设置有周向环形预热通道1，并与煤气、空 气喷口相连通，外墙体上有与煤气预热环道连通的煤气入口 11，煤气预热环 道下部是助燃空气预热环道3，其墙体外侧有与其连通的助燃空气入口 12， 煤气、空气进口处的连接喷口方向分别设置有阻流砖7、 8，燃烧器墙体9与 炉体15的蓄热室14的墙体13之间有氧化铝耐高温耐火纤维层4。所说的煤气预热环道2和助燃空气预热环道3的入口为切线式进口；空气喷口6和煤气喷口5为斜坡向上，交叉排列(见图2所示)，喷出的煤气、 空气在混合前经高温回流对煤气和空气进行高温预热，提高燃烧温度。煤气 预热环道和空气预热环道上呈交叉设置有数十个出口 (集)管。所说的煤气预热环道2、助燃空气预热环道3在周向环形预热通道1底 部设置带有角度的喷口，其角度随周向环形预热通道1的深度逐渐加大，一 般喷口角度范围为30-80° ，设置喷口角度的目的是让煤气、空气在预定的空 间预定的角度完全混合燃烧，用来调节预燃环道各高度的温度。为了保证燃烧器的长寿与热风炉同步，燃烧器与热风炉相应的该部位的 燃烧器墙体在砌筑时其墙体砖全部咬合在一起，使之成为坚固的一体，同时 也承受拱顶之重力。所说的在煤气、空气进口处的连接喷嘴方向设置的阻流砖，阻流砖的长 度大于煤气、空气入口的直径，可有效防止入口处的压力从最近的喷口高压 喷出，使各连接环道的喷管压力均匀。所说的周向环形预热通道，其作用是将煤气、空气在该预热通道内进行 预混预燃，逐渐调节煤气喷口 (130-150°C)空气喷口 ( 150-200°C)与燃烧室 温度1300-140(TC的温度差，经过煤气、空气在周向环形预热通道预混预燃使 环道底部温度从两种气体预混燃烧合计的35(TC左右，逐渐到周向喷口升到 1000-1300°C ，保证燃烧器喷嘴部位与燃烧器的结构在良好的工况环境下工 作、长寿。所说的设置坡梯状体其目的在于，由于原燃烧器煤气、空气环道的压力 分布不均，特别是经过试验发现管道入口 0° 、 90° 、 180° 、 270°的气流 压力偏差较大，这样容易使煤气、空气进入周向环形预热通道预混燃烧时， 出现气流不均匀，因此，特设置环道周向呈坡梯状，使进入环道的周向气流 经坡梯流动力量均匀，0° -180°为上坡状，180° -0°为对称的下坡状。所说的氧化铝耐高温耐火纤维层，其目的在于是，为了保证蓄热室与环道墙有足够的厚度以及有很低的温差，使环道壁与蓄热室墙体在冷热变化中 不遭受破坏达到长寿， 一是为该部位的砖墙体加厚，二是在燃烧器墙与蓄热室墙之间增加了一层氧化铝耐高温耐火纤维，使蓄热室墙体的温度在1300°C -1400°C,助燃空气预热环道靠蓄热室墙体方的壁面温度<150，比进入环道 预热的空气温度20(TC还小，使墙体温差在特别安全系数内，有利于环道墙 与蓄热室墙的长寿，另一个作用，是将燃烧器与蓄热室墙体彻底分离，在蓄 热室墙体高温变化中的上、下涨縮，炉体的周向涨縮可自动移动，保证炉体 和燃烧器及拱顶的稳定结构，使之更加长寿。由上述可以看出，本发明由于采用了一系列的新技术，使其在结构上更 加合理，气流均匀、喷管压力均匀，使用效果好，寿命增长2倍以上，节能 环保，节能比原设备提高40%以上，改善燃烧条件，提高燃烧强度，更加有 效提高蓄热体的利用效率。因此，本发明明显不同于现有陶瓷燃烧器热风炉，是燃烧器热风炉上的 一大创新，有巨大的经济和社会效益。
权利要求
1、一种带有坡梯状周向环道上喷陶瓷燃烧器的顶燃式热风炉，包括有炉体(15)、拱顶(16)及陶瓷燃烧器，陶瓷燃烧器置于拱顶下面的炉体上部，其特征在于，所说的陶瓷燃烧器有燃烧器墙体(9)、煤气预热环道(2)、助燃空气预热环道(3)，煤气预热环道(2)、助燃空气预热环道(3)分别与其上部环形交错布置的呈30-80°的煤气与空气喷口(5、6)相连通，煤气预热环道和助燃空气预热环道呈对称的上坡和下坡的坡梯状(10)，布置在燃烧器的墙体内，燃烧器顶部墙体内设置有周向环形预热通道(1)，并与煤气、空气喷口相连通，外墙体上有与煤气预热环道连通的煤气入口(11)，煤气预热环道下部是助燃空气预热环道(3)，其墙体外侧有与其连通的助燃空气入口(12)，煤气、空气进口处的连接喷口方向分别设置有阻流砖(7、8)，燃烧器墙体(9)与炉体(15)的蓄热室(14)的墙体(13)之间有氧化铝耐高温耐火纤维层(4)。
2、 根据权利要求1所述的带有坡梯状周向环道上喷陶瓷燃烧器的顶燃式 热风炉，其特征在于，所说的空气喷口 (6)和煤气喷口 (5)为斜坡向上， 交叉排列。
3、 根据权利要求1所述的带有坡梯状周向环道上喷陶瓷燃烧器的顶燃式 热风炉，其特征在于，所说的煤气预热环道(2)、助燃空气预热环道(3)在 周向环形预热通道(1)底部设置带有角度的喷口，其角度随周向环形预热通 道(1)的深度逐渐加大，喷口角度范围为30-80° 。
4、 根据权利要求1所述的带有坡梯状周向环道上喷陶瓷燃烧器的顶燃式 热风炉，其特征在于，所说的燃烧器与热风炉相应的该部位的燃烧器墙体在 砌筑时其墙体砖全部咬合在一起。
5、 根据权利要求1所述的带有坡梯状周向环道上喷陶瓷燃烧器的顶燃式 热风炉，其特征在于，所说的所说的在煤气、空气进口处的连接喷嘴方向设 置的阻流砖，阻流砖的长度大于煤气、空气入口的直径。
全文摘要
本发明涉及带有坡梯状周向环道上喷陶瓷燃烧器的顶燃式热风炉，可有效解决使用寿命短，气流、喷管压力不均的问题，其结构是，煤气预热环道、助燃空气预热环道分别与其上部环形交错的煤气与空气喷口相连通，煤气预热环道和助燃空气预热环道呈对称的坡梯状，布置在燃烧器的墙体内，燃烧器顶部墙体内有周向环形预热通道，并与煤气、空气喷口相连通，外墙体上有与煤气预热环道连通的煤气入口，煤气预热环道下部是助燃空气预热环道，其墙体外侧有与其连通的助燃空气入口，煤气、空气进口处的连接喷口方向分别设置有阻流砖，燃烧器墙体与蓄热室的墙体之间有耐高温耐火纤维层，有效解决了气流、喷嘴压力不均及使用寿命短的问题。
文档编号C21B9/00GK101250603SQ20081004956
公开日2008年8月27日 申请日期2008年4月17日 优先权日2008年4月17日
发明者伍积明, 冯华堂, 吕遐平, 吴铁生, 强 周, 朱兴华, 李树桥, 臧中海, 邬捷鹏, 陈映明, 韩中礼, 颜采菊 申请人:郑州豫兴耐火材料有限公司