一种耐火材料干燥炉的制作方法

文档序号:14919649发布日期:2018-07-11 03:04阅读:142来源:国知局

本实用新型涉及耐火材料烘干设备技术领域,具体涉及一种自动控制的、控温均匀的耐火材料干燥炉。



背景技术:

随着工业化的不断发展,工业企业对耐火材料的量的需求也越来越多,同时对耐火材料的质的要求同样也越来越高,耐火材料烘干情况的好坏直接关系到耐火材料制品使用性能的优劣。这就要求耐火材料在干燥过程中的炉温均匀性非常高,炉温均匀性的提高可以使耐火材料中各点水分的排出保持同步性,减少耐火制品因水分排出不均而导致的开裂、断裂等情况,提高成品率,增强耐火材料的整体力学性能。干燥炉(窑)的炉温一般在350~450℃之间,对于炉温低的炉窑来说,是以对流传热为主的,所以提高炉内气体的流动性成为提高炉温均匀性的唯一手段。有的即使加了循环风机,但都是单侧进风单侧出风的形式,自动化程度要求也不高,只能通过人工调节或半自动化调节,人工调节或半自动化调节很难实现炉子按照正常的升温曲线进行工作,炉温均匀性不够理想,耐火材料的性能往往与理论相差很多,还增加了劳动强度。



技术实现要素:

针对上述问题,本实用新型的目的提供一种耐火材料干燥炉,保证炉内温度的均匀性,排放的环保性、使用节能性。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是:一种耐火材料干燥炉,包括炉体和电气控制系统,其特征在于:所述炉体包括箱体、排湿排气系统、炉气净化系统,所述箱体内设有导流装置、加热系统和炉气强制循环系统;所述导流装置包括水平导流板和垂直导流板,水平导流板与垂直导流板的连接处采用倒角连接,与箱体固定连接,形成导流夹层;所述加热系统包括若干加热管,加热管成W型设置,所述加热管设置垂直导流板与箱体形成的垂直导流夹层内;所述炉气强制循环系统包括设置在箱体一侧的离心风机,离心风机与炉体内的炉膛连通,并将风送入垂直导流夹层,经过垂直导流夹层内的加热管加热后,经过水平导流夹层进入炉膛,形成强制循环;所述排湿排气系统包括冷风机,设置在箱体的一侧,与垂直导流夹层连通,所述排湿排气系统的另一端连接炉气净化系统,所述炉气净化系统包括水箱,以及设置在水箱内的喷淋头、折流板、循环泵、溢流口、补水口、进气口和排气口,所述折流板为S型,设置在水箱上半部分,与水箱固定连接,形成S型密闭通道,所述喷淋头设置在折流板上,与折流板固定连接,所述水箱的下半部分充满水,进气口设置在S型密闭通道的入口端,排气口设在S型密闭通道的出口端,排气口与烟囱连接,所述循环泵设置在水箱底部,通过喷淋管与喷淋头连接,所述溢流口设在水箱中部,所述补水口设置在水箱的顶部。

水箱由8mm钢板和角钢焊接而成的密封箱体,溶剂为2.5立方米,喷淋头由不锈钢制作,安装在水箱盖下折流板上,折流板为S型,和喷淋头焊接,下部在水中,这样形成一个S型密闭通道,在通道的一端有两个进气口,产生的蒸汽和烟气通过喷淋的S型通道得以净化,工作原理:循环泵→吸入水箱的水→进入喷头→喷入S型通道→喷蒸汽和烟气→水箱排气口排出较为洁净的气体,排出气体温度为40-60℃。溢流口为了蒸汽和烟气通过而是水温上升、体积增加多余的水溢出。

进一步,所述箱体由外壳、隔热材料和内衬板组成,炉体外壳为普通碳钢钢板及型钢焊成的密封体,隔热材料为硅酸铝纤维针刺毯和岩板棉压缩20%后成型得到,厚度为200mm,最高承耐温度为1000℃,所述内衬板采用2mm不锈钢板通过拉杆固定在外壳上,为了减少由拉杆导热造成的热损失,固定内衬板的拉杆与固定隔热材料的拉杆间断分隔,使直接裸露在炉内的拉杆减少,以减少热气流外溢,内衬板密封焊接,各部位密封性能良好,采用以上措施后大大减少炉墙热损失,从而显著提高炉体的热效率和炉温均匀度,导流板采用插销式固定,便于拆卸维修方便;箱体底部内侧为10mm钢板,下部型钢骨架,骨架中填充硅酸铝纤维针刺毯和岩板棉压缩为保温层,最外部为3mm厚钢板,箱体与地面接触部位敷设隔热材料,厚度3mm,供叉车进出装卸工件。

进一步,所述离心风机为风冷式高温离心风机,设有两台,并联设置,风机功率为4kW、风量为13500m3/h、风压724pa、叶轮直径605mm。炉气的强制循环路径为:风机→炉膛两侧的风道(加热器的热量)→炉料→与炉料进行热交换→风机。

进一步,所述排湿排气系统还包括三通换向阀,三通换向阀分别与炉气强制循环系统的管路联通,控制炉气的循环排放。

进一步,所述折流板为中空结构,喷淋管与折流板内联通。

进一步,所述水箱的底板倾斜设置,循环泵设置在底板的最高处,最低处设有排污口。

进一步,所述箱体一侧壁为炉门,所述炉门由钢板及型钢焊接制成,内填充隔热材料,炉门采用手动对开方式,炉门口设有密封条,密封条采用硅酸铝纤维编织绳与沙封刀,最高承温800℃。

进一步,所述排湿排气系统、炉气净化系统、加热系统和炉气强制循环系统均与电气控制系统电连接。

干燥炉的电气控制部分主要采用PLC和触摸屏完成,从功能上主要完成逻辑控制和温度控制两大部分。

PLC控制部分:所采用的控制模块主要包括CPU模块、I/O开关量输入、输出模块、温度控制模块、模拟量输入输出模块等。干燥炉分成两区控制,各区炉气温度各自独立组成控制,即构成多路独立的闭环温度控制系统,实现对炉气温度的精确控制。

PLC对干燥炉的循环风机、排湿排气风机的启停、以及各种报警相关互锁进行逻辑控制。

在周期开始后,排湿排气风机依次慢速启动,在运行过程中还能按预先送入程序中的设定速度,或随时通过触摸屏在线修改风机的运行参数,在程序中,排湿排气风机的启动也是自动进行的,在运行中,风量的调节也可以随时通过触摸屏改变设定而调节。

炉气温度的控制是退火炉控制品质的关键,温度控制部分采用控制模块完成,该模块采用先进的自整定PID控制算法,能同时完成多路的闭环控制,且控制效果优异,温度显示要求两个显示区一个可控一个监控。PID调节系统具有很高的控温精度,在当前运行的程序给定的控制下,使炉温严格的按照设定曲线的变化而变化,完成干燥工艺。

定时定温控制是按照设定好的炉温控制曲线根据时间完成升温、保温等控制流程来实现对多区炉温的优化控制。

技术参数:

控制精度:控温点±0.3℃

工作环境温度0-40℃

供电电压380V±10%

供电频率50Hz±5%

进一步,所述箱体内设有旋转支架。

进一步,所述炉气排放系统还包括活性炭净化装置,设置在排气口与烟囱之间。

本实用新型的优点在于:

1、炉气净化系统主要功能为降低排出气体的温度及烟尘浓度,但是不能改变其化学性质,净化加工过程产生的黑烟以及粉尘,通过喷水水帘进行一定程度的物理净化,还可以增加活性炭净化系统,达到物理吸收收集杂质的目的。

2、加热元件采用高电阻电热合金丝和1Cr18Ni9Ti不锈钢管,内填充镁粉后,经缩管制成的W型加热元件,每支5W,共36支,加热系统安装在侧墙与垂直导流间的风道内,体积小、维修成本低、寿命长,安装维护、检修、拆卸方便。

3、导流装置包括水平导流板和垂直导流板,并适当增加不锈钢骨架以增加其强度,在水平导流板与垂直导流板连接处采取了过度,以减少风阻,改善炉温均匀度,大大提高了炉温的均匀度。

4、固定内衬板的拉杆与固定隔热材料的拉杆间断分隔,使直接裸露在炉内的拉杆减少,以减少热气流外溢,内衬板密封焊接,各部位密封性能良好,采用以上措施后大大减少炉墙热损失,从而显著提高炉体的热效率和炉温均匀度,导流板采用插销式固定,便于拆卸维修方便。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的示意图。

其中:1、箱体;2、水平导流板;3、垂直导流板;4、加热管;5、离心风机;6、冷风机;7、水箱;8、喷淋头;9、折流板;10、循环泵;11、溢流口;12、补水口;13、进气口;14、排气口;15、三通换向阀;16、排污口;17、活性炭净化装置;18、烟囱;

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图所示的一种耐火材料干燥炉,包括炉体和电气控制系统,其特征在于:所述炉体包括箱体1、排湿排气系统、炉气净化系统,所述箱体1内设有导流装置、加热系统和炉气强制循环系统;所述导流装置包括水平导流板2和垂直导流板3,水平导流板2与垂直导流板3的连接处采用倒角连接,与箱体1固定连接,形成导流夹层;所述加热系统包括若干加热管4,加热管4成W型设置,所述加热管4设置垂直导流板3与箱体1形成的垂直导流夹层内;所述炉气强制循环系统包括设置在箱体1一侧的离心风机5,离心风机5与炉体内的炉膛连通,并将风送入垂直导流夹层,经过垂直导流夹层内的加热管4加热后,经过水平导流夹层进入炉膛,形成强制循环;所述排湿排气系统包括冷风机6,设置在箱体1的一侧,与垂直导流夹层连通,所述排湿排气系统的另一端连接炉气净化系统,所述炉气净化系统包括水箱7,以及设置在水箱7内的喷淋头8、折流板9、循环泵10、溢流口11、补水口12、进气口13和排气口14,所述折流板9为S型,设置在水箱7上半部分,与水箱7固定连接,形成S型密闭通道,所述喷淋头8设置在折流板9上,与折流板9固定连接,所述水箱7的下半部分充满水,进气口13设置在S型密闭通道的入口端,排气口14设在S型密闭通道的出口端,排气口14与烟囱18连接,所述循环泵10设置在水箱7底部,通过喷淋管与喷淋头8连接,所述溢流口11设在水箱7中部,所述补水口12设置在水箱7的顶部。

水箱7由8mm钢板和角钢焊接而成的密封箱体1,溶剂为2.5立方米,喷淋头8由不锈钢制作,安装在水箱7盖下折流板9上,折流板9为S型,和喷淋头8焊接,下部在水中,这样形成一个S型密闭通道,在通道的一端有两个进气口13,产生的蒸汽和烟气通过喷淋的S型通道得以净化,工作原理:循环泵10→吸入水箱7的水→进入喷头→喷入S型通道→喷蒸汽和烟气→水箱7排气口14排出较为洁净的气体,排出气体温度为40-60℃。溢流口11为了蒸汽和烟气通过而是水温上升、体积增加多余的水溢出。

进一步,所述箱体1由外壳、隔热材料和内衬板组成,炉体外壳为普通碳钢钢板及型钢焊成的密封体,隔热材料为硅酸铝纤维针刺毯和岩板棉压缩20%后成型得到,厚度为200mm,最高承耐温度为1000℃,所述内衬板采用2mm不锈钢板通过拉杆固定在外壳上,为了减少由拉杆导热造成的热损失,固定内衬板的拉杆与固定隔热材料的拉杆间断分隔,使直接裸露在炉内的拉杆减少,以减少热气流外溢,内衬板密封焊接,各部位密封性能良好,采用以上措施后大大减少炉墙热损失,从而显著提高炉体的热效率和炉温均匀度,导流板采用插销式固定,便于拆卸维修方便;箱体1底部内侧为10mm钢板,下部型钢骨架,骨架中填充硅酸铝纤维针刺毯和岩板棉压缩为保温层,最外部为3mm厚钢板,箱体1与地面接触部位敷设隔热材料,厚度3mm,供叉车进出装卸工件。

进一步,所述离心风机5为风冷式高温离心风机5,设有两台,并联设置,风机功率为4kW、风量为13500m3/h、风压724pa、叶轮直径605mm。炉气的强制循环路径为:风机→炉膛两侧的风道(加热器的热量)→炉料→与炉料进行热交换→风机。

进一步,所述排湿排气系统还包括三通换向阀15,三通换向阀15分别与炉气强制循环系统的管路联通,控制炉气的循环排放。

进一步,所述折流板9为中空结构,喷淋管与折流板9内联通。

进一步,所述水箱7的底板倾斜设置,循环泵10设置在底板的最高处,最低处设有排污口16。

进一步,所述箱体1一侧壁为炉门,所述炉门由钢板及型钢焊接制成,内填充隔热材料,炉门采用手动对开方式,炉门口设有密封条,密封条采用硅酸铝纤维编织绳与沙封刀,最高承温800℃。

进一步,所述排湿排气系统、炉气净化系统、加热系统和炉气强制循环系统均与电气控制系统电连接。

干燥炉的电气控制部分主要采用PLC和触摸屏完成,从功能上主要完成逻辑控制和温度控制两大部分。

PLC控制部分:所采用的控制模块主要包括CPU模块、I/O开关量输入、输出模块、温度控制模块、模拟量输入输出模块等。干燥炉分成两区控制,各区炉气温度各自独立组成控制,即构成多路独立的闭环温度控制系统,实现对炉气温度的精确控制。

PLC对干燥炉的循环风机、排湿排气风机的启停、以及各种报警相关互锁进行逻辑控制。

在周期开始后,排湿排气风机依次慢速启动,在运行过程中还能按预先送入程序中的设定速度,或随时通过触摸屏在线修改风机的运行参数,在程序中,排湿排气风机的启动也是自动进行的,在运行中,风量的调节也可以随时通过触摸屏改变设定而调节。

炉气温度的控制是退火炉控制品质的关键,温度控制部分采用控制模块完成,该模块采用先进的自整定PID控制算法,能同时完成多路的闭环控制,且控制效果优异,温度显示要求两个显示区一个可控一个监控。PID调节系统具有很高的控温精度,在当前运行的程序给定的控制下,使炉温严格的按照设定曲线的变化而变化,完成干燥工艺。

定时定温控制是按照设定好的炉温控制曲线根据时间完成升温、保温等控制流程来实现对多区炉温的优化控制。

技术参数:

控制精度:控温点±0.3℃

工作环境温度0-40℃

供电电压380V±10%

供电频率50Hz±5%

进一步,所述箱体1内设有旋转支架。

进一步,所述炉气排放系统还包括活性炭净化装置17,设置在排气口14与烟囱18之间。

炉气净化系统主要功能为降低排出气体的温度及烟尘浓度,但是不能改变其化学性质,净化加工过程产生的黑烟以及粉尘,通过喷水水帘进行一定程度的物理净化,还可以增加活性炭净化系统,达到物理吸收收集杂质的目的。

加热元件采用高电阻电热合金丝和1Cr18Ni9Ti不锈钢管,内填充镁粉后,经缩管制成的W型加热元件,每支5W,共36支,加热系统安装在侧墙与垂直导流间的风道内,体积小、维修成本低、寿命长,安装维护、检修、拆卸方便。

导流装置包括水平导流板2和垂直导流板3,并适当增加不锈钢骨架以增加其强度,在水平导流板2与垂直导流板3连接处采取了过度,以减少风阻,改善炉温均匀度,大大提高了炉温的均匀度。

固定内衬板的拉杆与固定隔热材料的拉杆间断分隔,使直接裸露在炉内的拉杆减少,以减少热气流外溢,内衬板密封焊接,各部位密封性能良好,采用以上措施后大大减少炉墙热损失,从而显著提高炉体的热效率和炉温均匀度,导流板采用插销式固定,便于拆卸维修方便。

最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

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