专利名称：外热送风无炉衬水冷冲天炉的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种外热送风无炉衬水冷冲天炉，可广泛应用于铸造行业铁水的熔炼过程中。
背景技术：
现有的带炉衬冲天炉，从热量的有效利用率上看，用于炉料熔化和铁水过热的热量大约为热量总支出的25％～35％，炉气带走的热量，比用于获得铁水的热量还要多，通常为总热量支出的40％～55％；从化学潜热和物理潜热的组成上看，在炉气的总热量中，化学潜热约占80％～85％。因此，该种冲天炉燃烧不充分，能量浪费严重，热量的有效利用率低，炉壁易挂铁、挂渣，熔炼工艺性能差，水冷却效果差，连续工作时间短，耐火材料消耗量大，维修时间长，环境污染大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种除尘效果好、减少环境污染、熔炼工艺性能好、连续工作时间长、热量的有效利用率高、节能、换热效率高、冷却效果好的外热送风无炉衬水冷冲天炉。
为了达到上述目的，本发明外热送风无炉衬水冷冲天炉，包括炉腿，安装在炉腿上方、带有出铁口的炉缸，在炉缸上方安装的无炉衬炉身，安装在炉身上的水冷风口系统，炉壁水冷系统，烟气抽出口管道，安装在炉身上方的加料口体，安装在加料口体上的料位计，在加料口体上方安装的烟囱，侧面安装的加料机轨道系统，加料小车系统，下端与烟气抽出口管道相连的燃烧室壳体，与燃烧室壳体和水冷风口系统相连的换热器，与换热器相连的旁通管，与旁通管相连的除尘器，风机，冷却水供、回水系统，万向出铁槽。
本发明外热送风无炉衬水冷冲天炉，所说的万向出铁槽，方便铁水放置和铁水转接。
本发明外热送风无炉衬水冷冲天炉，所说的加料机轨道系统，采用分段桁架式结构，刚度高，重量轻，稳定性好。
本发明外热送风无炉衬水冷冲天炉，所说的水冷风口系统，水泵将回水池中的已经冷却和沉淀澄清并定期补充的清水，经管道和阀门泵入冲天炉炉壁喷淋水管和水冷风口的冷却水分配管，喷淋管向炉壁喷淋，并在集水斗和挡水套抑制下不能向外飞溅，水沿炉壁流下过程中，带走炉壁热量，使炉壁保持一定的低温，以维护炉内凝渣层的一定厚度，同时水被加热至50℃～70℃，后流入炉缸外的集水槽，经回水管流入冷却器冷却，再从冷却器流回回水池。
本发明外热送风无炉衬水冷冲天炉，其工作原理是在炉膛中加入一定高度的焦炭(底焦)，在焦炭(底焦)上面按石灰石→铁料→焦炭(层焦)的顺序，从加料口向炉内加料，并在料位计的监控下，保持炉内满料，焦炭点燃后，由风口进入炉膛内的热风使焦炭剧烈燃烧，烟气中的热量，在上升中预热炉料，铁料下落过程中被焦炭和烟气过热至1500℃以上，当到达底焦上时，铁料在底焦上熔化成铁水，经炉缸下的出铁口流出，层焦落在底焦上补充因烧损而下降的高度，保持底焦高度在一定范围内波动。石灰石与含二氧化硅的杂质反应生成熔渣，并有一部分遇到温度较低的炉壳后，粘附冻结，形成凝渣层，发挥炉衬的作用。烟气在引风机负压作用下，进入烟气抽出口管道，经烟气抽出口管道进入燃烧室，燃烧室下部设二次风口，由风机向燃烧室吹入空气助燃，烟气中的一氧化碳充分燃烧，高温烟气进入换热器的空间，加热安装在该空间中的换热管束，降温后的烟气经旁通管进入除尘器除尘，净化后的烟气，经引风机排入大气。当需要调节换热器内烟气流量时，可通过阀门使燃烧室的高温烟气部分或全部经旁通管进入除尘器改变换热器的热负荷量。风机送出的空气，从下部进入换热器，从换热管束流过，吸收换热器传入的热量，使风温提高至400℃～600℃，经热风管、水冷风口向冲天炉内供风。
本发明外热送风无炉衬水冷冲天炉，采用组合式振动湿法除尘器，处理由换热器排出的废气，烟气不必冷却，除尘效果好，污水经处理循环使用，不形成二次污染，减少环境污染。
本发明外热送风无炉衬水冷冲天炉，炉膛尺寸基本不变，炉况稳定，送风强度易控制，铁水温度高，元素烧损少，无炉衬侵蚀，渣量少，并有良好的脱硫效果。因此，熔炼工艺性能好。
本发明外热送风无炉衬水冷冲天炉，可连续熔炼30天以上，因此，连续工作时间长。
本发明外热送风无炉衬水冷冲天炉，通过充分利用废气中的热量，烟气直接进入燃烧室燃烧，火焰无断续现象，热风温度稳定，烟气的物理、化学热都得到充分利用，热量浪费少，经换热器换热，将冷风由室温预热到400℃～600℃的高温，利用炉气热使CO充分燃烧，热量的有效利用率高，从而提高铁水温度，节省焦碳燃料，达到节能的目的。
本发明外热送风无炉衬水冷冲天炉，不仅充分利用了冲天炉熔炼过程中炉气中的显热，即物理热，而且还充分利用了炉气中的潜热，即化学热。本发明采用的换热器，通过换热，气体流动路径长，换热面积大，换热效率高。
本发明外热送风无炉衬水冷冲天炉，所说的冷却水供、回水系统，当冷却水因天气变化温度过高或过低时，采取冷却或加热调整水温，保持一定的冷却负荷和水量，使无炉衬的冷凝渣层保持稳定，避免天气寒冷时水的结冰，冷却效果好。
综上所述，本发明外热送风无炉衬水冷冲天炉，除尘效果好，减少环境污染，熔炼工艺性能好，连续工作时间长，热量的有效利用率高，节能，换热效率高，冷却效果好。
以下结合附图及其实施例对本发明作更进一步的说明。
图1是本发明的结构示意图；图2是
图1中的水冷风口系统结构示意图；
图3是
图1中的换热器结构示意图。
具体实施方式
在
图1～图3中，本发明外热送风无炉衬水冷冲天炉，包括炉腿1，安装在炉腿1上方、带有出铁口的炉缸2，在炉缸2上方安装的无炉衬炉身3，安装在炉身3上的水冷风口系统4，炉壁水冷系统5，烟气抽出口管道6，安装在炉身上方的加料口体7，安装在加料口体7上的料位计8，在加料口体上方安装的烟囱9，侧面安装的加料机轨道系统10，加料小车系统11，下端与烟气抽出口管道相连的燃烧室壳体12，与燃烧室壳体和水冷风口系统相连的换热器13，与换热器相连的旁通管14，与旁通管14相连的除尘器15，风机16，冷却水供、回水系统17，万向出铁槽18。
在图2中，本发明外热送风无炉衬水冷冲天炉，所说的水冷风口系统，包括内筒19，外筒20，位于内筒和外筒之间的带有螺旋叶21的隔套22。
本发明外热送风无炉衬水冷冲天炉，所说的水冷风口系统，采用螺旋导向片结构，水沿导向片旋转进入风口水冷隔套，直达风口前端，避免了水在导向套内产生涡流和短路，提高冷却效果。
本发明外热送风无炉衬水冷冲天炉，所说的水冷风口系统，进入水冷风口冷却水分配管的水向各水冷风口的进水管流进，进入风口水冷套外腔，从风口前端向内腔折回，经回水管流入冷却器，冷却后流入回水池。
在图3中，本发明外热送风无炉衬水冷冲天炉，所说的换热器，包括换热器壳23，下层辅助换热管24，采取波浪形、倾斜安装的中间主换热管25，上层辅助换热管26。
在图3中，本发明外热送风无炉衬水冷冲天炉，所说的换热器，1000℃的烟气从a口进入，20℃的空气从b口进入，600℃的热风从c口输出，小于200℃的烟尘从d口输出至除尘器。
本发明外热送风无炉衬水冷冲天炉，所说的换热器，分层换热，从燃烧室进入换热器的高温烟气，首先通过上层辅助换热管，经稍降温后，通过中间主换热管，然后通过下层辅助换热管，经三层换热后，合理分配烟气热量和换热管的热负荷，提高交换热效率。中间主换热管采取波浪形、倾斜安装，实现自身膨胀补偿，减小热膨胀应力，延长换热管使用寿命，也增加了换热面积。
在图3中，本发明外热送风无炉衬水冷冲天炉，采用钢丸清理换热管，钢丸分配器27，钢丸回用装置28。钢丸从换热器顶部撒下，下落中与换热管碰撞、摩擦，随时除去换热器表面烟尘、积垢，保持交换热效率，上、下辅助换热管中的介质热量可用于余热锅炉29。
本发明外热送风无炉衬水冷冲天炉，燃烧室设置天然气自动控制点火及补气装置，当进入燃烧室的冲天炉炉气，由于一氧化碳含量低或环境温度低不能着火时，点火装置可点燃天然气引火或保持炉气连续燃烧。
权利要求1.一种外热送风无炉衬水冷冲天炉，其特征在于，包括炉腿，安装在炉腿上方、带有出铁口的炉缸，在炉缸上方安装的无炉衬炉身，安装在炉身上的水冷风口系统，炉壁水冷系统，烟气抽出口管道，安装在炉身上方的加料口体，安装在加料口体上的料位计，在加料口体上方安装的烟囱，侧面安装的加料机轨道系统，加料小车系统，下端与烟气抽出口管道相连的燃烧室壳体，与燃烧室壳体和水冷风口系统相连的换热器，与换热器相连的旁通管，与旁通管相连的除尘器，风机，冷却水供、回水系统，万向出铁槽。
2.根据权利要求1所述的外热送风无炉衬水冷冲天炉，其特征在于，所说的水冷风口系统，包括内筒，外筒，位于内筒和外筒之间的带有螺旋叶的隔套。
3.根据权利要求1所述的外热送风无炉衬水冷冲天炉，其特征在于，所说的换热器，包括换热器壳，下层辅助换热管，采取波浪形、倾斜安装的中间主换热管，上层辅助换热管。
专利摘要一种外热送风无炉衬水冷冲天炉，包括炉腿，炉缸，无炉衬炉身，水冷风口系统，炉壁水冷系统，烟气抽出口管道，加料口体，料位计，烟囱，加料机轨道系统，加料小车系统，燃烧室壳体，换热器，旁通管，除尘器，风机，冷却水供、回水系统，万向出铁槽。本发明除尘效果好，减少环境污染，熔炼工艺性能好，连续工作时间长，热量的有效利用率高，节能，换热效率高，冷却效果好。可广泛应用于铸造行业铁水的熔炼过程中。
文档编号F27B1/00GK2852009SQ20052000837
公开日2006年12月27日 申请日期2005年3月20日 优先权日2005年3月20日
发明者于仁先 申请人:于仁先