多排燃气熔炼竖炉的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及冶金铸造设备结构技术领域，具体涉及一种多排燃气熔炼竖炉。
【背景技术】
[0002]目前，中国铸造冶金行业熔炼铁水设备主要采用中频电炉燃焦冲天炉以及小高炉。小高炉污染严重且效率低，已基本被政府取缔。中频电炉对原料铁形状大小要求高，出铁水量小，效率低，耗能巨大难以发展，燃焦冲天炉出铁量大、成本低但污染严重不利于环保，增加除尘设备会导致生产成本上升，且焦炭为不可再生能源，逐渐面临被国家产业政策所取缔。
[0003]天然气作为清洁能源代替传统焦炭用于熔炼是未来发展趋势，但目前研宄应用受阻，其原因主要是铁水中五大元素氧化烧损厉害，温度低不适合浇铸要求。国外有类似燃气熔炼炉，为解决铁水温度低，采用双联熔炼一体炉或分体炉，但该熔炉实际生产应用很少，其生产成本高，易发生安全事故，难以得到推广。该类设备通常采用水冷炉栅支撑金属炉料，烧嘴在炉栅的下方产生一个燃烧室，冷却水通过炉栅使其降温，达到保护炉栅的目的。这种设计存在几个致命的问题:第一、无法避免生产中发生炉栅内冷却水泄漏问题，一旦冷却水泄漏，遇到高温铁水会产生炸膛事故，极其危险；第二、炉栅水管结垢问题得不到真正解决，对循环水酸碱度要求很高；第三、炉栅更换维修很麻烦，每次更换需要拆除炉衬，造成耐火材料及人工的极大浪费；第四、水冷炉栅会造成熔化的铁水降温，导致铁水流不出炉缸，造成冻炉事故，从而使整套熔炼炉报废；第五、冷却水泵必须是双备份，浪费资源，增加生产成本。
[0004]公开号为CN203980868U的中国专利公开了一种热风富氧燃气节能环保熔炼竖炉，包括顶部的火花补集器、安装在火花补集器下方的管式换热器、设在火花补集器下方的炉体，炉体的内部设有炉衬，其特别之处在于炉体的下部设有碳素垫层，碳素垫层作为支撑金属炉料的炉床，既可替代炉栅，又可为熔化后的金属液进行过热和增碳，在碳素垫层的上方设有燃气烧嘴，燃气烧嘴通过管路连通大风箱的出口，在燃气烧嘴下方、碳素垫层下部位置设有富氧风口，富氧风口连通风口用小风箱出口，大风箱和小风箱的进口均与热风管相接；热风管上设有进氧口 ；碳素垫层的下部设有熔化金属液出口，该出口与前炉相接。该燃气炉用碳素材料垫层代替水冷炉栅支撑炉料，该燃气炉下部吹入的风使碳素垫层燃烧来增加炉内温度，而如果这种炉型用陶瓷球垫层时，下部风口吹入风，因炉内无可燃物料所以不可燃烧，不但不会增温反而会降低炉内的温度，所以这种炉型只能焦炭与燃气混合使用，该设计仍存在以下问题:一是仍必须加入焦炭类材料，无法实现真正的环保燃气炉的环保效果，不适宜禁用焦炭的发展趋势；二是由于采用底焦式垫层，会使铁水增碳，而且增碳率变化很大无法计算，导致难以实现精确配料；三是底层风量不能过大，导致焦炭的发热量很小，仍无法获得1450-1500度的高温铁水。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种安全可靠、高效节能的多排燃气熔炼竖炉。
[0006]本发明是通过以下技术方案实现的:
[0007]多排燃气熔炼竖炉，包括炉体，炉体的内壁设有圆环状炉衬，炉体的顶部设有旋风除尘器，以及设置于炉体与旋风除尘器之间的、用于收集炉体烟气余热的换热器；所述炉体靠近换热器的一侧设有加料口，炉体的外侧设有热风风箱，所述热风风箱通过管道与换热器连通，炉体的底部设有用于封堵炉体的开合门式炉缸，炉体的内部底侧设有耐火陶瓷球层，以及与耐火陶瓷球层相对应的炉体的侧壁上设有若干排燃气烧嘴，所述燃气烧嘴通过管道与热风风箱连通，且所述燃气烧嘴通过管道与天然气阀组连通；炉体的底部设有排液
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[0008]所述的技术方案优选为，所述炉体的内壁设有环形燃烧腔，所述环形燃烧腔与燃气烧嘴连通。
[0009]所述的技术方案优选为，所述排液口与保温前炉连通，所述保温前炉包括前炉炉体及设置于其顶部的前炉炉盖，前炉炉体的底部设有前炉排液管。所述前炉炉体的内部镶有耐火材料层。
[0010]所述的技术方案优选为，所述前炉炉体的侧壁设有前炉喷嘴，所述前炉喷嘴通过管道分别与天然气阀组、热风风箱连通。
[0011]所述的技术方案优选为，所述炉体的内部设有环状护板，所述环状护板位于加料口的下侧。
[0012]所述的技术方案优选为，所述换热器采用螺旋风道式换热器。
[0013]所述的技术方案优选为，所述热风风箱与换热器的热风管上设有氧气入口，所述氧气入口与氧气阀组连接。
[0014]所述的技术方案优选为，所述换热器和热风管均采用保温材料包裹。
[0015]所述的技术方案优选为，所述热风风箱设有氧气测量装置；所述氧气测量装置采用氧含量分析仪。
[0016]所述的技术方案优选为，所述换热器通过管道与鼓风风机连接。
[0017]所述的技术方案优选为，所述开合门式炉缸采用推杆与底座连接。所述开合门式炉缸的开闭通过推杆完成，方便维修炉体内的部件。
[0018]所述的技术方案优选为，所述炉体的侧壁上设有观察窗。
[0019]所述的技术方案优选为，所述耐热陶瓷球层采用粒度为40-180mm的耐热陶瓷球堆积而成。
[0020]所述的技术方案优选为，所述燃气烧嘴与炉体的水平面之间的夹角为5° -20°。
[0021]与现有技术相比，本发明的优越效果在于:简单紧凑，布局合理，通过上排天然气入口通入天然气，天然气燃烧预热加热熔化炉体内的待熔化物料，同时通过及下排天然气入口的天然气燃烧高温加热，实现无焦熔炼出高温铁水，无增碳现象，有利于精确配料，形成无氧空间，及大地减少了炉衬的氧化侵蚀，降低了炉体维护材料的消耗量，减轻了炉体维护的劳动强度；改用低价耐火材料，降低了修炉的材料成本和人工成本。既克服了燃气炉熔炼的技术弊端，又改变了焦炭与燃气混合型炉的不完全环保与温度低的缺点，实现了节能高效环保，推动产业升级。
[0022]熔化的铁水中碳、硅、锰等元素烧损低，铁水成分相比传统燃焦冲天炉不增硫不增磷，铁水石墨形态排列A态多，铁水流动性较好。外排气体无黑烟且无粉尘，硫化物和氮氧化合物排放符合环保要求，厂区生态环境好，工人免受有毒气体的侵害。节省传统燃焦炉子必须采用的布袋除尘的成本，节省传统焦炭堆放所占用的场地面积。
[0023]本发明所述的熔炼竖炉适用范围广，能用于灰铁铸造、球铁铸造、玛钢铸造和铸钢产品以及非金属产品的熔化。
【附图说明】
[0024]图1为本发明所述多排燃气熔炼竖炉的结构示意图；
[0025]图2为图1所述多排燃气熔炼竖炉A-A向剖视放大示意图。
[0026]附图标识如下:
[0027]1-旋风除尘器、2-换热器、3-加料口、4-集尘管、5-热风管、6-环形护板、7-炉衬、8-炉体、9-热风风箱、10-氧气混合热风管、11-氧气入口、12-氧气阀组、13-上排天然气烧嘴、14-天然气阀组、15-氧气测量装置、16-下排天然气烧嘴、161-环形燃烧腔、17-耐火陶瓷球层、18-开合门式炉缸、19-推杆、191-底座、20-前炉喷嘴、21-前炉炉盖、22-前炉炉体、23-鼓风风机、24-移动吊包。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图对本发明【具体实施方式】作进一步详细说明。
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