专利名称：平焰烧嘴用配风稳焰器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及冶金技术领域，尤其涉及一种应用于加热炉和热处理炉上燃烧装置的配风稳焰器。
背景技术：
平焰燃烧技术是在强旋转射流燃烧技术基础上发展起来的一种新型、高效、洁净燃烧技术。自上世纪60年代问世以来，在工业部门尤其在冶金工业中得到广泛的应用。平焰烧嘴喷出的火焰是贴着炉壁向四周伸展的圆盘形薄层，即形成张角为180°的平展火焰。平焰烧嘴与一般直焰烧嘴相比有火焰稳定性好、火焰温度分布均匀、NOpNO2生成排放量少、工件加热快、防氧化等一系列优点，主要应用于加热工件不能与明火接触的工业炉上。在国内钢铁冶金行业中，平焰烧嘴广泛应用于采用常规燃烧方式的轧钢加热炉炉顶、热处理炉上，为了形成稳定的平展火焰，烧嘴内部设计一个配风稳焰装置，但现有的配风稳焰装置的·结构相对复杂，加工装配不便。
实用新型内容针对上述问题，本实用新型的目的在于提高一种火焰形成更平稳且结构简单紧凑的平焰烧嘴用配风稳焰器。为达上述目的，本实用新型采用的技术方案为一种平焰烧嘴用配风稳焰器，设置在平焰烧嘴内部，平焰烧嘴由烧嘴砖、用于进空气的空气管道壳体、煤气管道壳体依次连接而成，烧嘴砖设有呈喇叭口状的喷口，煤气芯管末端从空气管道壳体中心穿过，伸入烧嘴砖内的喷口内、首端固定于煤气管道壳体上且与煤气进口连通；其特征在于所述煤气芯管末端固定连接有煤气喷头稳焰器，煤气喷头稳焰器上套装配风盘，所述配风盘侧壁设有一圈斜孔，斜孔朝煤气芯管末端方向聚集，配风盘圆周边沿设有使气体形成贴壁旋流的一圈斜槽孔；所述煤气喷头稳焰器为一端开口、一端封闭的帽状结构，开口端与所述煤气芯管连通，封闭端设有凹型帽沿，帽沿与所述配风盘之间设有一圈环孔。所述煤气管道壳体端面设有两个电极孔，电极通过电极孔穿入烧嘴砖的喷口且末端定位于空气配风盘端部，电极与高压包电连接。所述烧嘴砖的喷口与配风盘之间设置有烧嘴导管，烧嘴导管嵌入烧嘴砖小径侧的喷口内。本实用新型的配风盘可以将空气分三级，一次空气通过配风盘上的斜孔喷出，形成高速射流，将煤气喷头喷出的煤气打散，加速空煤气混合；二次空气通过配风盘圆周上的斜槽孔喷出形成高速贴壁旋流，为平展火焰的形成提供必要的条件；少量三次风通过配风盘与烧嘴导管间的间隙环形喷出，主要起冷却导管和修整火焰形状的作用。三次空气在稳焰头凹型帽沿的导流作用下形成混合气旋流，形成更加稳定的平展火焰，确保了炉膛温度的均匀性。结构相比于普通平焰烧嘴要简单紧凑，便于加工装配；烧嘴整体采用模块化设计，使用和系统维护改造十分简便。
图I为本实用新型实施例应用时的结构示意图；图2为本实用新型实施例的正视图；图3为本实用新型实施例应用时外部管路的三维示意图；图中标记说明1_烧嘴砖，2-烧嘴导管，3-煤气喷头稳焰器，4-配风盘，5-煤气芯管，6-空气管道壳体,7-第一取压气嘴,8-煤气管道壳体,9-窥视孔，13-空气进口，14-煤气进口，15-第二取压气嘴，16-炉体表面，17-煤气管路，18-电磁式阀门，19-手阀，20-空气管路，21-带自动点火和火焰检测的平焰烧嘴，401-电极孔，402-斜孔，403-斜槽孔。
具体实施方式
为更好地理解本实用新型，以下结合实施例及附图对本实用新型的技术方案作进一步说明，参见图I至图3 :根据本实用新型实施的平焰烧嘴用配风稳焰器，应用于在平焰烧嘴内部，平焰烧嘴主要包括烧嘴砖I、空气管道壳体6、煤气管道壳体8、煤气芯管5。烧嘴砖I为具有喇叭型喷口的圆柱体，水平放置。其尾部固定板上焊接锚固钉，烧嘴砖I打浇注料成型，长期使用温度1350°C，最高耐温等级可达1600°C ;烧嘴砖I进出口直径及长度根据烧嘴功率及平展火焰形成的必要条件计算确定首先根据烧嘴功率及设计喷出流速选取合适的煤气喷孔
I —
当量半径，然后再根据旋流强度计算公式α计算烧嘴砖I进口直径R，其
中S为旋流强度，一般取S 3 O. 6时可形成强旋流进而形成平展气流，r为煤气喷孔当量半径，α为空气配风盘旋流角度。之后根据旋流强度和火焰喷出速度计算烧嘴砖I喇叭口的长度，再根据设计功率和火焰喷出强度确定出口截面积进而确定烧嘴砖I大径尺寸。烧嘴砖I小径侧装有烧嘴导管2，同侧的端面连接空气管道壳体6的端面。空气管道壳体6整体采用碳钢精密铸造成型，两端面均设有连接法兰并通过连接法兰分别连接烧嘴砖I和煤气管道壳体8，空气管道壳体垂直方向设有空气进口 13、取压嘴安装孔，空气进口 13与空气管路20连通，取压嘴安装孔安装第一取压嘴7。煤气管道壳体8采用碳钢精密铸造后加工成型，垂直方向设有煤气进口 14与煤气管路17连通，内部采用垂直通道与煤气芯管安装孔连通，与空气管道壳体6连接端设有连接法兰，另一端面开有窥视孔安装孔、接地螺栓安装孔及取压嘴安装孔，分别安装窥视孔9、接地螺栓和第二取压嘴15。煤气芯管5首端从空气管道壳体6中心穿过，伸入烧嘴砖I喷口内的烧嘴导管2后与煤气喷头稳焰器3焊接固定，末端固定于煤气管道壳体8上的煤气芯管安装孔，并与煤气管道壳体8上的煤气进口 14连通。煤气喷头稳焰器3上套装配风盘4，可通过安装尺寸调节配风盘4在烧嘴导管2中的位置。配风盘4采用数控加工成型，侧壁加工有一圈斜孔402，斜孔402朝煤气芯管末端方向聚集，配风盘4圆周边沿加工一圈斜槽孔403，斜槽孔403的斜向相同，从而使得通过的气体形成贴壁旋流。通过配风盘4的空气分三级，一次空气通过配风盘4上的斜孔402喷出，形成高速射流，将煤气喷头3喷出的煤气打散，加速空煤气混合；二次空气通过配风盘4圆周上的斜槽孔403喷出形成高速贴壁旋流，为平展火焰的形成提供必要的条件；少量三次风通过配风盘4与烧嘴导管2间的间隙环形喷出，主要起冷却导管和修整火焰形状的作用。煤气喷头稳焰器3采用数控加工成型，其侧面开有一圈环孔，喷出的煤气被配风盘4喷出的高速射流打散混合，在稳焰头凹型帽沿的导流作用下形成混合气旋流，通过烧嘴砖I的喇叭喷口形成平展火焰。本实用新型应用时也可以是自动点火，需安装电极，煤气管道壳体8端面开有电极安装孔、电极通过煤气管道壳体8上的电极安装孔穿入，依次通过煤气管道壳体8、空气管道壳体6和配风盘4之后按严格的装配尺寸控制电极端部的位置，以保证与煤气喷头稳焰器3的打火效果，电极露出电极安装孔的一端与高压包电连接，高压包放电打火。本实用新型的实施过程为煤气管路17和空气管路20上均设有手阀19，通过手阀19可调整单个烧嘴的空煤气流量及配比，以达到比较理想的燃烧效果。烧嘴点火前先将空气手阀19调至合适位置，当控制器接到点火命令时，控制高压包放电使电极打火，同时煤气管路17上的电磁式阀门18打开，煤气通入烧嘴，与一直通入烧嘴的助燃空气混合燃烧，一次空气通过配风盘4上的斜孔402喷出，形成高速射流，将煤气喷头稳压器3喷出的煤气打散，加速空煤气混合。二次空气通过配风盘4圆周上的斜槽孔403喷出形成高速贴壁旋流，少量三次风通过配风盘4与烧嘴导管2间的间隙环形喷出，主要起冷却导管和修整火焰形状的作用。当烧嘴接到熄火信号时，关闭煤气管路17，火焰熄灭，助燃空气继续通入起到冷却保护烧嘴的作用。这种带自动点火和火焰检测装置的平焰烧嘴21火焰稳定性好，火焰温度分布均匀，NOpNO2生成排放量少，工件加热快，可以大幅降低被加热工件的氧化。以上所揭露的仅为本实用新型的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等效变化，仍属本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种平焰烧嘴用配风稳焰器，设置在平焰烧嘴内部，平焰烧嘴由烧嘴砖(I)、用于进空气的空气管道壳体(6)、煤气管道壳体(8)依次连接而成，烧嘴砖(I)设有呈喇叭口状的喷口，煤气芯管(5)末端从空气管道壳体(6)中心穿过，伸入烧嘴砖(I)内的喷口内、首端固定于煤气管道壳体(8)上且与煤气进口连通；其特征在于所述煤气芯管(5)末端固定连接有煤气喷头稳焰器(3)，煤气喷头稳焰器(3)上套装配风盘(4)，所述配风盘(4)侧壁设有一圈斜孔，斜孔朝煤气芯管(5)末端方向聚集，配风盘(4)圆周边沿设有使气体形成贴壁旋流的一圈斜槽孔；所述煤气喷头稳焰器(3)为一端开口、一端封闭的帽状结构,开口端与所述煤气芯管(5)连通，封闭端设有凹型帽沿，帽沿与所述配风盘(4)之间设有一圈环孔。
2.根据权利要求I所述的平焰烧嘴用配风稳焰器，其特征在于所述煤气管道壳体(8)端面设有两个电极孔，电极(10)通过电极孔穿入烧嘴砖(I)的喷口且末端定位于空气配风盘(4)端部，电极(10)与高压包电连接。
3.根据权利要求I所述的平焰烧嘴用配风稳焰器，其特征在于所述烧嘴砖(I)的喷口与配风盘(4)之间设置有烧嘴导管(2)，烧嘴导管(2)嵌入烧嘴砖(I)小径侧的喷口内。
专利摘要本实用新型涉及冶金技术领域，尤其涉及一种平焰烧嘴用配风稳焰器，包括有煤气喷头稳焰器，煤气喷头稳焰器上套装配风盘，配风盘侧壁设有一圈斜孔，且圆周边沿设有一圈斜槽孔；煤气喷头稳焰器为帽状结构，开口端与所述煤气芯管连通，封闭端设有凹型帽沿，帽沿与配风盘之间设有一圈环孔。本实用新型的配风盘可以将空气分三级，一次空气形成高速射流打散煤气；二次空气形成高速贴壁旋流平展火焰；三次风起冷却导管和修整火焰形状的作用。在稳焰头凹型帽沿的导流作用下形成混合气旋流，确保了炉膛温度的均匀性。结构简单紧凑，便于加工装配，使用和系统维护改造简便。
文档编号F23D14/62GK202692053SQ20122019786
公开日2013年1月23日 申请日期2012年5月5日 优先权日2012年5月5日
发明者周圣亮, 徐少春, 高阳, 沈小军 申请人:中冶南方(武汉)威仕工业炉有限公司