专利名称：海绵铁隧道窑节能换热器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种应用于粉末冶金还原铁粉制造行业和炼钢海绵铁生产行业
的海绵铁隧道窑节能换热器。
背景技术：
国内自70年代开始利用隧道窑生产海绵铁，但是由于规模不大，因此设计和使用 的隧道窑都是小型的，其缺点是能耗较高。随着中国铁粉市场规模的扩大，以及新兴炼钢海 绵铁市场的形成，大型隧道窑不断出现，但是，由于传统隧道窑技术不注意节能，大型化后 能耗高的缺点就显得格外突出，甚至达到企业难以承受的地步。
传统海绵铁隧道窑分成三个功能段预热段、恒温段和冷却段。预热段利用冷态窑
车吸收燃烧烟气的余热，将烟气温度由120(TC降到400-60(TC ;恒温段是化学反应功能段，
在固体碳还原剂的作用下，氧化铁被转化成为单质铁；冷却段是将反应后的产物和容器冷 却至低温的功能段。传统隧道窑在冷却段一直使用空气直接冷却或水间接冷却，产品和容 器所剩余的热量被直接散失掉。 传统隧道窑的热量消耗大致为14. 6GJ/吨，折算成本350元/吨海绵铁，占整个 海绵铁生产成本的20-30%。传统海绵铁隧道窑热量消耗组成如下窑车蓄热(反应产物 和容器剩余热量)占50-60%，烟气余热占25-30%，隧道窑散失热量占10-15%。其中尤以 窑车蓄热为最，直接造成海绵铁的能耗成本居高不下。
发明内容本实用新型所要解决的问题是针对上述现有技术的缺陷而提供一种海绵铁隧道 窑节能换热器，能有效降低窑车蓄热散失，将传统海绵铁隧道窑原本散失的窑车蓄热回收 利用，减少整个系统的热量消耗。 本实用新型为解决上述提出的问题所采用解决方案为海绵铁隧道窑节能换热 器，包括有多个换热器模块，其特征在于所述的换热器模块由并列的多根拱形金属换热管 和换热器总管组成，所述的拱形金属换热管的两端分别与换热器总管相连通；每个换热器 模块通过换热器总管串联。 按上述方案，所述的换热器模块之间还设置有膨胀缝。 按上述方案，所述的换热器模块的顶部依次设置有隔热棉及铁板。 本实用新型与现有技术相比，其有益效果在于 1、本实用新型整体采用耐热钢管材制造，抗高温氧化，导热性能高，能吸收窑车蓄 热，加快高温窑车冷却速度；能回收30-40%的窑车蓄热，节省隧道窑燃料消耗20-25% ;连 带减少烟气排放量，减少烟气余热30 % ，节省隧道窑燃料消耗6-9 %;降低炉膛烟气压力，减 少隧道窑热量漏损，预计节省隧道窑燃料消耗5% ; 2、本实用新型实际为一个强制冷却器，能加快海绵铁的冷却速度。由于冷却段气 氛是氧化性的，会使还原成的海绵铁重新氧化，温度越高，氧化速度越快，在高温环境中停留的时间越长，被氧化量的海绵铁就越多；因此减少了二次氧化，提高海绵铁的质量； 3、模块化的结构设计能方便地组合出不同规模等级的换热器； 4、拱形形状以及膨胀缝消除了热胀冷縮和高温蠕变对换热器的影响，安全耐用。
图1为本实用新型的整体结构示意图。 图2为本实用新型加装在隧道窑上的整体结构示意图。 图3为图2的A-A向剖视图。
具体实施方式为了更好地理解本实用新型，下面结合实施例进一步阐明本实用新型的内容，但 本实用新型的内容不仅仅局限于下面的实施。 如图1、2所示，海绵铁隧道窑节能换热器，包括有四个换热器模块，换热器模块由 并列的多根(23跟)拱形金属换热管2和换热器总管1组成，所述的拱形金属换热管的两 端分别与换热器总管相连通；每个换热器模块通过换热器总管串联，其间还设置有膨胀缝 3。施工过程中，将154米隧道窑冷却段炉顶拆除一部分，将四个换热器模块串联，使介质呈 蛇形流动，放置在拆除部位替代炉顶，再依次覆盖上隔热棉5及铁板6，外形尺寸与隧道窑 原尺寸相同，这样节能器与隧道窑融为一体，如附图3所示；将本实用新型接入助燃风管道 4，本实用新型实施后，煤气消耗量由平均2000NmVh降至平均1200NmVh，节能40% (正常 日25. 6吨海绵铁的生产规模下)，已经取得了巨大的经济效益。 综上所述，本实用新型安装时不影响隧道窑的构造，与传统隧道窑建筑结构融为 一体，回收热量的介质为空气或燃烧所需的煤气；且换热介质与隧道窑内气氛相隔离，不影 响隧道窑的炉内气氛、炉内压力，保障设备的安全运行。
权利要求海绵铁隧道窑节能换热器，包括有多个换热器模块，其特征在于所述的换热器模块由并列的多根拱形金属换热管(2)和换热器总管(1)组成，所述的拱形金属换热管的两端分别与换热器总管相连通；每个换热器模块通过换热器总管串联。
2. 按权利要求1所述的海绵铁隧道窑节能换热器，其特征在于所述的换热器模块之间 还设置有膨胀缝(3)。
3. 按权利要求1或2所述的海绵铁隧道窑节能换热器，其特征在于所述的换热器模块 的顶部依次设置有隔热棉(5)及铁板(6)。
专利摘要本实用新型涉及一种海绵铁隧道窑节能换热器，包括有多个换热器模块，其不同之处在于所述换热器模块由并列的多根拱形金属换热管和换热器总管组成，所述的拱形金属换热管的两端分别与换热器总管相连通；每个换热器模块通过换热器总管串联。本实用新型与现有技术相比，其有益效果在于1、抗高温氧化，导热性能高，能吸收窑车蓄热，加快高温窑车冷却速度；能回收30-40％的窑车蓄热，节省隧道窑燃料消耗；减少烟气排放量和烟气余热；降低炉膛烟气压力，减少隧道窑热量漏损；2、能加快海绵铁的冷却速度，提高海绵铁的质量；3、能方便地组合出不同规模等级的换热器；4、拱形形状以及膨胀缝消除了热胀冷缩和高温蠕变对换热器的影响，安全耐用。
文档编号F27B9/30GK201532103SQ20092023027
公开日2010年7月21日 申请日期2009年11月25日 优先权日2009年11月25日
发明者李育林 申请人:武汉钢铁(集团)公司