专利名称：一种应用于薄板坯连铸连轧生产线的辊底式隧道加热炉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种应用于薄板坯连铸连轧生产线(CSP、ISP、FTSC、C0NR0LL、QSP 等)辊底式隧道加热炉，该辊底式隧道加热炉采用单蓄热燃烧技术。
背景技术：
蓄热式燃烧技术作为二十世纪九十年代发展起来的一种新的燃烧技术，与传统燃烧方式比较，有着理论燃烧温度高，炉温均勻性好，热回收率高及炉子热效率高等突出优点。因其在提高产量、节约能耗、改善环境、降低成本等方面体现出巨大优势而被誉为二十一世纪工业炉革命性的燃烧技术。近年来该技术在国内外得到了广泛的应用，在冶金、 机械、建材、轻工业等工业火焰炉较多的行业有推广价值，并且已成为我国冶金行业加热炉目前及今后技术改造的主流方向。薄板坯连铸连轧技术最初是为短流程小钢厂研发的，并取得成功，引起世界冶金界的高度重视。薄板坯连铸连轧技术逐渐完善，市场竞争力较强。辊底式隧道加热炉作为薄板坯连铸连轧生产线上连接连铸机和轧制作业线的重要枢纽，它主要有两项功能，第一项功能是将进炉的钢坯加热到轧制温度并使钢坯均温；第二项功能是作为连铸作业线与连轧作业线之间缓冲地带。目前世界上所有薄板坯连铸连轧生产线(包括CSP工艺、ISP工艺、FTSC工艺、 C0NR0LL工艺、QSP工艺等)连铸机后面配备的辊底式加热炉均采用常规燃烧技术即空、 煤气经过换热器预热后送至各区烧嘴进行燃烧，该技术存在能耗高、污染大、建筑占地面积大、投资高等问题。以唐钢第一钢轧厂辊底式加热炉为例，该辊底式加热炉为美国布里克蒙公司设计，该生产线两台辊底炉全长为230. 915米，其中固定段157. 5m ；横移段37. 2m ；保温段 36. 215m ；加热炉内宽为2080mm。燃料为转炉煤气掺一部分焦炉煤气，另外还掺有少量的高炉煤气，热值为 2000 2500*4. 186 士 10% KJ/m3。该炉投产以来经过几年的生产观察，业主反映主要问题为能耗高，生产薄规格产品(成品板厚< 2mm)时，能耗为1. 2 1. 3GJ/t ；生产厚规格产品(成品板厚彡2mm)时， 能耗为0.9 1. lGJ/t。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是针对现有薄板坯连铸连轧生产线(CSP、ISP、 FTSC、C0NR0LL、QSP等)辊底式隧道加热炉采用常规燃烧技术所存在的能耗高、污染大、建筑占地面积大、投资高等问题而提供一种应用于薄板坯连铸连轧生产线(CSP、ISP、FTSC、 C0NR0LL、QSP等)辊底式隧道加热炉，该辊底式隧道加热炉根据供给燃料的特点(热值为 2000 2500*4. 186士 10% KJ/m3)，将单蓄热燃烧技术与辊底式加热炉有效的结合在一起， 大幅度的降低吨钢单耗、提高加热炉的产能。本实用新型所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现
3[0009]一种应用于薄板坯连铸连轧生产线(CSP、ISP、FTSC、C0NR0LL、QSP等)辊底式隧道加热炉，包括炉体，所述炉体包括炉顶和位于炉顶两侧的炉墙以及间隔设置在炉底的炉底辊，所述炉顶以及炉墙安装在炉体钢结构上，所述炉底辊的两端轴支撑在所述炉体钢结构上，其特征在于，还包括若干单蓄热烧嘴，所述若干单蓄热烧嘴采用外置方式，沿炉体长度方向间隔安装的两侧炉墙上，两侧炉墙上的单蓄热烧嘴的位置相互错开。所述单蓄热烧嘴采用倒置式方式安装在炉墙上，该单蓄热烧嘴包含有蓄热腔和燃气喷枪部件，所述蓄热腔位于燃气喷枪部件的上方，蓄热腔的轴线与所述炉墙平行且与所述燃气喷枪部件的轴线垂直。在所述蓄热腔内放置有陶瓷蜂窝体作为蓄热材料。所述炉墙包括一炉皮和衬垫在所述炉皮内侧的耐火墙体，在所述炉皮上用以安装所述单蓄热烧嘴的位置开设有一椭圆孔，所述单蓄热烧嘴固定在炉皮上，且单蓄热烧嘴中的烧嘴砖由所述的椭圆孔延伸进炉体内；耐火墙体以所述烧嘴砖的中心线为界，分为上、下两部分耐火墙体，其中上部分墙体为纤维结构耐火墙体，下部分墙体为浇注料浇注整体成型耐火墙体。由于采用了如上的技术方案，本实用新型的单蓄热烧嘴沿炉体长度方向布置，优化了各区的热负荷分配，使钢坯的温度均勻性更好。本实用新型的单蓄热烧嘴采用外置倒挂式结构，有效避免炉墙上蓄热腔所占有的庞大空间。蓄热腔外置于炉墙外侧与燃气喷枪为垂直结构，使蓄热体布置在烟气上升方向，助燃空气与燃气为同心射流方式喷入炉膛内。 蓄热腔内采用陶瓷蜂窝体为蓄热材料，安装更换方便，陶瓷蜂窝体比表面积较小球更大，蓄热效果更好。本实用新型单蓄热烧嘴砖下面的炉墙采用浇注料浇注整体成型的结构，起到支撑烧嘴砖的作用。在工作状态下烧嘴砖下面的浇注料会发生热膨胀，通过炉皮钢板上的椭圆孔可实现烧嘴砖与炉墙一起膨胀，保护了烧嘴砖，以防被剪断。本实用新型实施后，吨钢单耗将显著降低、炉温更加均勻，NOx生成量大幅度减少， 在能源日益紧张、国家号召节能减排的形势下，该实用新型技术的优越性更加显著。
图1为本实用新型单蓄热烧嘴布置在辊底式隧道加热炉上的结构示意图。图2为本实用新型单蓄热烧嘴与炉墙的位置关系示意图。图3为本实用新型单蓄热烧嘴的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。参见图1，一种应用于薄板坯连铸连轧生产线(CSP、ISP、FTSC、C0NR0LL、QSP等) 辊底式隧道加热炉，包括炉体100，炉体100包括炉顶(图中未示出)和位于炉顶两侧的炉墙110、以及间隔设置在炉底的炉底辊120，炉顶以及炉墙110安装在炉体钢结构130上， 炉底辊140的两端轴支撑在炉体钢结构上，在两侧炉墙110上，沿炉体100长度方向，采用外置方式间隔安装有若干单蓄热烧嘴200。两侧炉墙110上单蓄热烧嘴200的位置相互错开。由于辊底式炉炉体长度较长，管路的设计要严格可虑管路阻力损失，平衡各区的管道阻力，不然沿炉长方向会造成偏流现象，个别烧嘴将处于非额定工作状态，本实用新型将管路 (图中未示出)布置在炉体100两侧，以将炉顶空间让开，以免影响炉顶的拆装。各区管路单独控制，便于各区热负荷的独立调整。参见图2，炉墙110包括一炉皮111和衬垫在炉皮111内侧的耐火墙体，耐火墙体以烧嘴砖233的中心线为界，分为上、下两部分耐火墙体112a、112b，其中上部分墙体112a 为纤维结构耐火墙体，下部分墙体112b为浇注料浇注整体成型耐火墙体。在炉皮110上用以安装单蓄热烧嘴200的位置开设有一椭圆孔(图中未示出)，单蓄热烧嘴200通过紧固件固定在炉皮110上，单蓄热烧嘴200中的烧嘴砖由椭圆孔延伸进炉体100内并坐在下部分墙体112b，这样整个单蓄热烧嘴200的重量就由浇注料浇注整体成型耐火墙体承接。参见图3，单蓄热烧嘴200包括上箱体部件210、下箱体部件220、烧嘴砖部件230、 燃气喷枪部件240、上气室部件250。上箱体部件210整体形状为长方体，其包括一个上金属外壳211，该上金属外壳211具有一个上接口 211a和一个下接口，在下接口上焊接有一上方法兰212。在上金属外壳211的内壁焊接有一定数量的锚固钩并符合有两层复合式保温耐火材料层213、214，复合式保温耐火材料层214的中心为一个蓄热腔215，蓄热腔215 的轴线与炉墙平行(图中未示处)。在蓄热腔215下端留有一定厚度的凸台结构215a，用以安装和支撑蓄热体。在蓄热腔215内部由下至上布置有挡砖216及各层蜂窝体217，挡砖216及各层蜂窝体217构成蓄热体。在上金属外壳211的侧壁上开有检修孔(图中未示处)，以方便安装挡砖216及各层蜂窝体217。各层蜂窝体217采用陶瓷蜂窝体。在检修孔处设有隔热模块(图中未示处)并结合纤维毯(图中未示处)密封后安装检修门(图中未示处)。上气室部件250包括一个进风罩251，进风罩251安装在上金属外壳211的上接口 211a上，在进风罩251上设置有进风口 251a并在进风罩251内设置有导气圈板252，导气圈板252与进风罩251之间设置有间隙，导气圈板252内为上气室253。在导气圈板252 上开设有若干个通气孔(图中未示出)，助燃空气由进风口 251a进入进风罩251后，由导气圈板252上的通气孔将大股气流分割为小且均勻的多股气流进入到上气室253中。上气室 253与蓄热腔215相通，助燃空气可均勻进入蓄热腔215，在蓄热腔215内实现换热，将进入的助燃空气预热到1000°C以上。下箱体部件220包括一个下金属外壳221，该下金属外壳221具有一个上接口 221a、一个小侧接口 221b、一个大侧接口 221c，在上接口 221a上焊接有一下方法兰222，在小侧接口 221b四周设置有8个螺栓，用以安装固定燃气喷枪。大侧接口 221c上焊接有圆法兰223。在下金属外壳221的内壁上并复合两层保温耐火材料层224、225，保温耐火材料层225界定出一圆筒形下气室226，下箱体部件220上的下方法兰222与上箱体部件210中的上方法兰212通过螺栓连接，这样下箱体部件220与上箱体部件210之间就能很方便地拆卸，进行检修。燃气喷枪部件240由下箱体部件220的小侧接口 221b插入到下箱体部件220的圆筒形下气室226内且位于圆筒形下气室226的中心，燃气喷枪部件240的尾端通过8个螺栓固定在下箱体部件220的下金属外壳221上。在圆筒形下气室226内的保温耐火材料层 225上设置有一扇形支撑227，用以支撑定位燃气喷枪部件240。燃气喷枪部件240中的喷
5管241的轴线与上箱体部件210中的蓄热腔215的轴线垂直，其一端由下箱体部件220的小侧接口 221b侧伸出，接燃气源，另一端通过耐热钢套242与陶瓷喷嘴231连接。陶瓷喷嘴 231为前端大径实心带有小孔结构，后端小径薄壁圆筒结构的高温陶瓷制品，结合含锆纤维毯对陶瓷喷头与耐热钢套242进行对插后组成完整的燃气喷枪构件。烧嘴砖部件230包括一个砖套232和一个由特种耐火材料制成的烧嘴砖233，在砖套232上焊接有一圆法兰234，烧嘴砖部件230中的圆法兰234与下箱体部件220的圆法兰223之间通过螺栓连接，这样烧嘴砖部件230与下箱体部件220之间就能很方便地拆卸，进行检修。烧嘴砖233内四周焊接有锚固钩并嵌入烧嘴砖233，烧嘴砖233中心具有一燃气喷孔233a，陶瓷喷嘴231插入到燃气喷孔233a中，结合纤维毯密封。在燃气喷孔233a 的周围均布有8个空气喷口 233b，8个空气喷口 233b与下箱体部件220中的圆筒形下气室 226连通。每个空气喷口 233b的轴线相对燃气喷孔233a轴线的平行线倾斜15°，即外旋 15°。燃气喷孔233a喷口处为圆弧形凹陷形状，有利于空燃气掺混，形成涡旋燃烧。本实用新型主要特点为整个外置式单蓄热烧嘴采用外置倒挂式结构，蓄热腔 215内采用陶瓷蜂窝体为蓄热材料，蓄热腔215外置于炉墙外侧与炉墙平行并与燃气喷枪部件240垂直，使蓄热材料布置在烟气上升方向，助燃空气与燃气为同心射流方式喷入炉膛内。助燃空气通过进风口 251a经过导气圈板252上的通气孔分成若干股小且均勻的气流进入到上气室253，上气室253与蓄热腔215相通，助燃空气可均勻进入蓄热腔215，减少边界效应，在蓄热腔215内实现换热，将进入的助燃空气预热到1000°C以上，然后预热的空气进入到圆筒形下气室226中，由烧嘴砖233上的8个空气喷口 233b喷出、旋转，与燃气喷孔233a构成同心射流结构，组织燃烧。以上显示和描述了实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
权利要求1.一种应用于薄板坯连铸连轧生产线的辊底式隧道加热炉，包括炉体，所述炉体包括炉顶和位于炉顶两侧的炉墙以及间隔设置在炉底的炉底辊，所述炉顶以及炉墙安装在炉体钢结构上，所述炉底辊的两端轴支撑在所述炉体钢结构上，其特征在于，还包括若干单蓄热烧嘴，所述若干单蓄热烧嘴采用外置方式，沿炉体长度方向间隔安装的两侧炉墙上，两侧炉墙上的单蓄热烧嘴的位置相互错开。
2.如权利要求1所述的应用于薄板坯连铸连轧生产线的辊底式隧道加热炉，其特征在于，所述单蓄热烧嘴采用倒置式方式安装在炉墙上，该单蓄热烧嘴包含有蓄热腔和燃气喷枪部件，所述蓄热腔位于燃气喷枪部件的上方，蓄热腔的轴线与所述炉墙平行且与所述燃气喷枪部件的轴线垂直。
3.如权利要求2所述的应用于薄板坯连铸连轧生产线的辊底式隧道加热炉，其特征在于，在所述蓄热腔内放置有陶瓷蜂窝体作为蓄热材料。
4.如权利要求1所述的应用于薄板坯连铸连轧生产线的辊底式隧道加热炉，其特征在于，所述炉墙包括一炉皮和衬垫在所述炉皮内侧的耐火墙体，在所述炉皮上用以安装所述单蓄热烧嘴的位置开设有一椭圆孔，所述单蓄热烧嘴固定在炉皮上，且单蓄热烧嘴中的烧嘴砖由所述的椭圆孔延伸进炉体内；耐火墙体以所述烧嘴砖的中心线为界，分为上、下两部分耐火墙体，其中上部分墙体为纤维结构耐火墙体，下部分墙体为浇注料浇注整体成型耐火墙体。
专利摘要本实用新型公开的一种应用于薄板坯连铸连轧生产线的辊底式隧道加热炉，包括炉体，所述炉体包括炉顶和位于炉顶两侧的炉墙以及间隔设置在炉底的炉底辊，所述炉顶以及炉墙安装在炉体钢结构上，所述炉底辊的两端轴支撑在所述炉体钢结构上，其特征在于，还包括若干单蓄热烧嘴，所述若干单蓄热烧嘴采用外置方式，沿炉体长度方向间隔安装的两侧炉墙上，两侧炉墙上的单蓄热烧嘴的位置相互错开。本实用新型的单蓄热烧嘴沿炉体长度方向布置，优化了各区的热负荷分配，使钢坯的温度均匀性更好。
文档编号F27B9/36GK201942720SQ201020676769
公开日2011年8月24日 申请日期2010年12月23日 优先权日2010年12月23日
发明者李 东, 梁佳喜 申请人:上海嘉德环境能源科技有限公司