一种烘烤用桶罐盖的制作方法
【专利摘要】本发明涉及冶金液态金属容器类桶罐盖子，具体涉及铁和钢生产使用的一种烘烤用桶罐盖，其包括烘烤盖本体，所述烘烤盖本体包括盖体上层、盖体下层以及成型于盖体上层和盖体下层之间的空腔夹层，所述空腔夹层中设置有呈放射状排列的燃气预热管和预热风管，所述盖体下层设置有与燃气预热管和预热风管连通的双射流喷嘴。本发明依据低碳生产理念设计，实现用高炉煤气烘烤桶罐高温燃烧的小排放量技术实施，其尾气排放温度低于200℃，比现有技术碳排放低70%，具有制造简单、易推广、使用成本低的特点。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及冶金液态金属容器类的桶或罐的盖子，具体涉及铁和钢生产用的一种 烘烤用桶罐盖。 一种烘烤用桶罐盖
【背景技术】
[0002] 现有绝大多数的液桶与铁水罐，烘烤模式是沿袭了数百年的开放烘烤模式，液桶 与铁水罐的耐材衬烘烤由火从常温烘烤到高温900-1150°C，还需保温数十个小时，等待温 度传导透耐材衬去除结晶水物质，燃烧大量的能源而能传导到耐材衬里去的寥寥无几，绝 大部分的燃烧热排空，相应碳、氢、氮等燃烧反应生成的有害物质也排空，造成大气环境的 污染。而液桶与铁水罐烘烤的有效热能利用率却仅有1%多点，相当有98%多的能量产生所 消耗的物质是有效污染环境的能源消耗。当前铁和钢生产消耗世界三分之一多的能源，其 中用于烘烤升温消耗约占有10%，相当全球总能源消耗量的1%，也相当多排放了 1%的大气 污染物质。
[0003] 现有钢铁工业应用的烘烤器的缺点是：燃烧装置的火焰不能到达底部，尤其是底 部周边相邻侧壁的角部是两维的的散热传热，因此，其吸收热的量也是倍数。火焰不能到达 此处，致使底部周边的角部是恒定的低温区，与燃烧能源量的多少几乎无关，烘烤进程极为 滞后，绝大部分的火焰燃烧热无功前流失，明显有可观的能源浪费。
[0004] 传统烘烤的几何形式与内燃机缸体近似，但内燃机的热能有大部分转换了功率输 出，而传统的液桶罐烘烤和内燃机相比该做功的热能却空排放了，利用率相差了数十倍。两 者比较不难判断有98%多的能量是因空排放浪费的，也预示冶金液体桶罐的烘烤热效率有 巨大的潜能挖掘。
[0005] 现有技术中，专利名称为一种伸入钢包换热烘烤烧嘴，专利号为201010199160. 5 的中国发明专利所公开的伸入钢包换热烘烤烧嘴热效率比现有钢铁工业应用的传统烘烤 技术提高了 50%，即能源浪费由98%多减少到了 97%。其在钢包盖的下部固定有"U"型辐射 体，"U"型辐射体的结构管周围分布有多个与结构管连通的助燃风喷射管，结构管通过助燃 风管道与压力助燃风源连通，助燃风喷射管的喷射量与燃气喷管的喷射量匹配且喷射方向 均指向包底与包身的交汇处，强制燃烧热能到达交汇处的角部，很大程度的提升了热能利 用率，解决了绝大部分的燃烧热能没有做功就空排放了的问题。但是一种伸入钢包换热烘 烤烧嘴的缺陷也是明显的，"U"型辐射体是脆性耐火材料体积过大，制造困难、寿命较低，制 造成本当然也很高，而且体积过大的"U"型辐射体也占用热能，不易推广产生社会效益。
[0006] 当前，环保要求促使钢铁企业迫切需求低碳生产技术，成本压力促使钢铁业急需 节能和降低碳排放量都大于50%的桶罐烘烤新技术。特别是制造简单容、易运行、成本低且 易推广的烘烤新技术满足钢铁工业的低成本生产需求和低碳排放的社会环保需求。
【发明内容】
[0007] 本发明所要解决的技术问题是提供一种能够满足钢铁工业的低成本生产需求和 低碳排放的社会环保需求、制造容易、运行成本低的液体桶罐烘烤盖新技术。
[0008] 本发明采用如下技术方案： 一种烘烤用桶罐盖，其包括烘烤盖本体，所述烘烤盖本体包括盖体上层、盖体下层以及 成型于盖体上层和盖体下层之间的空腔夹层，所述空腔夹层中设置有呈放射状排列的若干 多燃气预热管和预热风管，所述盖体下层设置有与燃气预热管和预热风管连通的双射流喷 嘴，所述盖体上层中部设置有与空腔夹层相通的中心孔，所述燃气预热管通过中心孔和燃 气管连通，所述预热风管通过中心孔和供风管连通，所述盖体下层设置有与空腔夹层连通 的吸烟口。
[0009] 作为本发明进一步改进，所述的中心孔上设置有燃气分配环管，所述燃气预热管 与燃气分配环管连通，燃气分配环管与燃气管连通。
[0010] 作为本发明进一步改进，所述双射流喷嘴喷射方向指向液桶桶身和桶底的交汇 处。
[0011] 作为本发明进一步改进，所述的烘烤盖本体周缘设置有沙封密封装置。
[0012] 作为本发明进一步改进，所述的沙封密封装置包括设置在烘烤盖本体外侧的裙盖 板和设置在裙盖板外侧的沙漏裙板，所述沙漏裙板与裙盖板之间形成环形的密封沙漏环。
[0013] 作为本发明进一步改进，所述裙盖板和沙漏裙板之间设置有筋板。
[0014] 作为本发明进一步改进，所述中心孔连接有引射管，所述引射管中设置有射流管， 所述射流管与供风管连通。
[0015] 作为本发明进一步改进，所述烘烤盖本体上设置有吊臂，所述吊臂上设置有耳轴， 所述耳轴水平中心轴线高于烘烤盖本体的重心。使本发明在使用时便于操作。
[0016] 作为本发明实施安全的进一步改进，所述烘烤盖本体设置有点火测温孔，所述点 火测温孔其位置于两吸烟口之间，点火测温孔内插设有测温原件和/或引火源，在正常烘 烤时插入测温原件，点火时可插入引火的引火源，在点火测温孔引火或观察点火燃烧的火 势。
[0017] 所述点火测温原件在点火时和正常燃烧烘烤时，测得温度高于高炉煤气正常稳定 燃烧温度690°C后，双射流喷嘴的高炉煤气截止阀门打开，双射流喷嘴有高炉煤气流出，可 以引燃和正常稳定燃烧；当测温原件测得温度低于高炉煤气稳定燃烧温度690°C，双射流 喷嘴的高炉煤气阀门自动关闭并报警。
[0018] 本发明的积极效果如下： 本发明的双射流喷嘴的射流火焰在桶罐角部转向折返水平流动烘烤底部后上升，高 温火焰按温度梯度合理分配，角部得到多于其它部位的热能，能够以最快速度升温保持最 大能量流，射流火焰在桶罐角部转向折返有利层流的流动稳定增加热效能。另外，尾焰在 空腔夹层中降温，其热能由放射状排列的若干多燃气预热管和预热风管转换热风与热燃气 返回桶罐内部，尾焰排放温度能低于170°c，而现有技术开放烘烤桶罐内的火焰温度不低 于1050°C，排放温度同样不低于1050°C);而氧气助燃排放量小温度高(大于1250°C)，放 射状排列的若干多燃气预热管和预热风管转换热效率随之增高，尾焰排放温度最低能低于 150°C以下，显然能大幅度节能。
[0019] 另外，热电偶测得温度690°C后高炉煤气截止阀门打开，及低于690°C高炉煤气截 止阀门关闭报警使煤气零泄露动作报警，比煤气传感器控制更安全。
[0020] 本发明的小流量高温燃烧、低温排放的设计顺应低成本生产需求，与专利号为 201010199160. 5的伸入钢包换热烘烤烧嘴相比，减少了辐射体及占用的热能，具有高速小 流量高温度火焰流动能推动周围火焰能量循环流动积蓄桶罐内的优点，又有制造简单容易 运行成本低的特点，具体的体现低碳低成本生产的设计理念及易推广使用的社会价值，蕴 藏消减冶金制造雾霾贡献的潜能。
【专利附图】
【附图说明】
[0021] 附图1为本发明液体桶罐烘烤盖实施例1剖面示意图； 附图2是图1的俯视不意图； 附图3是图1中燃气预热管和预热风管实施例俯视图； 附图4是图1的实施例2剖面结构示意图； 附图5是图4的A向结构示意图； 附图6是沙封实施操作步骤1的示意图； 附图7是沙封实施操作步骤2的示意图。
[0022] 在附图中：1供风管、2燃气分配环管、3燃气管、4燃气预热管、5预热风管、6吸烟 口、7双射流喷嘴、8桶罐体、9热循环流、10桶罐角部、11裙盖板、13沙漏裙板、14空腔夹层、 15密封沙漏环、16中心孔、17盖体上层、18盖体下层、19引射管、20射流管、21耳轴、22吊 臂、23筋板、25测温原件。
【具体实施方式】
[0023] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的描述。
[0024] 实施例1 如附图1-3所示的一种烘烤用桶罐盖，其包括烘烤盖本体，所述烘烤盖本体包括盖体 上层17、盖体下层18以及成型于盖体上层17和盖体下层18之间的空腔夹层14,所述空腔 夹层14中设置有呈放射状排列的若干燃气预热管4和预热风管5,燃气预热管4和预热风 管5合并双管程放射状排列设置于空腔夹层14中，所述盖体下层18设置有与燃气预热管 4和预热风管5连通的双射流喷嘴7,所述双射流喷嘴7喷射方向指向液桶罐身和桶底的交 汇处。
[0025] 所述盖体上层17中部设置有与空腔夹层14相通的中心孔16,所述燃气预热管4 通过中心孔16和燃气管3连通，所述预热风管5通过中心孔16和供风管1连通，所述盖体 下层18设置有与空腔夹层14连通的吸烟口 6。
[0026] 所述的中心孔16上沿设置有燃气分配环管2,所述燃气预热管4与燃气分配环管 2连通，燃气分配环管2与燃气管3连通。
[0027] 所述的烘烤盖本体周缘设置有沙封密封装置，所述的沙封密封装置包括设置在烘 烤盖本体外侧的裙盖板11和设置在裙盖板11外侧的沙漏裙板13,所述沙漏裙板13与裙盖 板11之间形成环形的密封沙漏环15,密封沙漏环15的沙漏裙板13呈锥壳形状，锥壳小口 朝下，所述裙盖板11和沙漏裙板13之间设置有筋板23,裙盖板11和沙漏裙板13通过所述 筋板23固定连接。
[0028] 所述烘烤盖本体上设置有吊臂22,所述吊臂22上设置有耳轴21，所述耳轴21水 平中心轴线高于烘烤盖本体的重心，所述耳轴21型号与钢包耳轴相同，其中心距离相同。
[0029] 本发明的工作原理 使用过程中，燃气供气压力大于12798Pa，助燃风供风压力大于9788Pa，与现有技术相 比提高了一倍至三倍，另一物理原因是：密封完全杜绝了无功火焰的空排放。通过高压射流 初速度达到高温火焰射流冲击角部，实现好钢用在刀刃上的设计思维理念。
[0030] 燃气由燃气管3通入到燃气分配环管2中，然后进入到由中心向四周呈辐射状排 列的若干多燃气预热管4中，经由双射流喷嘴7喷出，空气由供风管1通过到预热风管5中， 预热风管5由中心向四周呈辐射状排列，并且一支燃气预热管4和一支预热风管5并排与 一个双射流喷嘴7连接，双射流喷嘴7的双射流轴线平行指向桶罐角部10上方位置，双射 流喷嘴7的射流火焰在桶罐角部10转向折返平流烘烤桶罐的底部后上升，上升火焰流进 吸烟口 6,火焰流经吸烟口 6进入到空腔夹层14内加热燃气预热管4和预热风管5预热助 燃风与燃气，尾焰火降温熄灭后在与空腔夹层14连通的中心孔16上升排出。其中若确保 焰火降温至170°C以下更是节能的物理因素，节能约可达到75%以上，使用过程中循环热流 9的流向如附图1所示，实际高压高速火焰射流动能，驱动桶罐内火焰射流周围的非射流火 焰无限期循环做功。沙封保护桶罐体内的火焰流不泄露，同时也保护裙盖板11不受火焰流 的烘烤损坏。
[0031] 实施例2 如附图4、附图5所示，在实施例1的基础上，所述中心孔16连接有引射管19,所述引 射管19中设置有射流管20,所述射流管20与供风管1连通。引射管19中的射流管20流 体联通供风管1导通供风流体引射排除尾焰，引射压力有助于双射流喷嘴7的射流火焰动 能。
[0032] 如附图6、附图7所示，所述烘烤盖本体设置有点火测温孔，所述点火测温孔其位 置于两吸烟口 6之间（图4、图5未示出），点火测温孔在正常烘烤时插入测温原件25,点火 时取出测温原件25后插入引火源。所述测温元件25为热电偶。
[0033] 所述点火测温原件25在点火时和正常燃烧烘烤时，测得温度高于高炉煤气正常 稳定燃烧温度后，双射流喷嘴7的高炉煤气截止阀门打开，双射流喷嘴7有高炉煤气流出， 可以点火或正常稳定燃烧；当测温原件25测得温度低于高炉煤气稳定燃烧温度690°C，双 射流喷嘴的高炉煤气阀门自动关闭并报警。在这里应该特别强调的是：引火源燃烧度大于 690°C是保障安全的物理条件。事实上，引火源燃烧度要远远大于690°C，其燃烧热能量必 须造成双射流喷嘴7的燃烧空间温度达到大于690°C时，测温原件25才能测得温度大于 690°C，高炉煤气截止阀门才能打开引燃。因此。这种物理条件必须在先的安全系统才是最 安全的。
[0034] 本发明的实施操作步骤： 使用前，所述一种烘烤用桶罐盖由桶罐吊具吊于桶罐之上， 1、桶罐与烘烤盖本体之间放置高度约40-60mm木块，放下吊于桶罐之上的烘烤盖垫起 一定的高度，然后在密封沙漏环15中灌满沙后，其状态如附图6所示。
[0035] 2、点火。点火是在点火测温孔进行，烘烤盖本体至少有两个点火测温孔，可插入两 个热电偶，点火时候取出一个热电偶，在点火测温孔插入点火的火源点火，火点着后木块燃 毁，烘烤盖自然下落压延沙密封，同时保护裙盖板11部被高温火焰烧毁，其状态如附图7所 示。在此强调说明的是：火点着后木块燃毁速度与烟气含氧量有关，烘烤盖自然下落的速度 过快说明火焰的空气配比量过大，如25-30分钟烘烤盖自然下落到位，调整空燃比降低空 气供给量。
[0036] 3、木块的作用是：①确保密封沙形成保护裙盖板11的密封沙层，②烘烤盖自然下 落速度和氧化烧毁速度同步，根据烘烤盖自然下落速度判断双射流喷嘴7的空气燃料配比 是否合适，即，是否弱过氧化火焰燃烧。
[0037] 点火完成后点火测温孔插入热电偶，至少有两个热电偶并联同时控制高炉煤气截 止阀门，目的是减少高炉煤气截止阀门误关闭。
[0038] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽 管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然 可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分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发明实施例技术方案的精神和范 围。
【权利要求】
1. 一种烘烤用桶罐盖，其包括烘烤盖本体，其特征在于：所述烘烤盖本体包括盖体上 层（17)、盖体下层（18)以及成型于盖体上层（17)和盖体下层（18)之间的空腔夹层（14)， 所述空腔夹层（14)中设置有呈放射状排列的燃气预热管（4)和预热风管（5)，所述盖体下 层（18)设置有与燃气预热管（4)和预热风管（5)连通的双射流喷嘴（7)，所述盖体上层（17) 中部设置有与空腔夹层（14)相通的中心孔（16)，所述燃气预热管（4)通过中心孔（16)和燃 气管（3)连通，所述预热风管（5)过中心孔（16)和供风管（1)连通，所述盖体下层（18)设 置有与空腔夹层（14)连通的吸烟口（6)。
2. 根据权利要求1所述的一种烘烤用桶罐盖，其特征在于：所述的中心孔（16)上设置 有燃气分配环管（2)，所述燃气预热管（4)与燃气分配环管（2)连通，燃气分配环管（2)与燃 气管（3)连通。
3. 根据权利要求2所述的一种烘烤用桶罐盖，其特征在于：所述双射流喷嘴（7)喷射 方向指向液桶桶身和桶底的交汇处。
4. 根据权利要求1-3任一项所述的一种烘烤用桶罐盖，其特征在于：所述的烘烤盖本 体周缘设置有沙封密封装置。
5. 根据权利要求4所述的一种烘烤用桶罐盖，其特征在于：所述的沙封密封装置包括 设置在烘烤盖本体外侧的裙盖板（11)和设置在裙盖板（11)外侧的沙漏裙板（13)，所述沙 漏裙板（13)与裙盖板（11)之间形成环形的密封沙漏环（15)。
6. 根据权利要求5所述的一种烘烤用桶罐盖，其特征在于：所述裙盖板（11)和沙漏裙 板（13 )之间设置有筋板（23 )。
7. 根据权利要求1所述的一种烘烤用桶罐盖，其特征在于：所述中心孔（16)连接有引 射管（19)，所述引射管（19)中设置有射流管（20)，所述射流管（20)与供风管（1)连通。
8. 根据权利要求1所述的一种烘烤用桶罐盖，其特征在于：所述烘烤盖本体上设置有 吊臂（22)，所述吊臂（22)上设置有耳轴（21)，所述耳轴（21)水平中心轴线高于烘烤盖本体 的重心。
9. 根据权利要求1所述的一种烘烤用桶罐盖，其特征在于：所述烘烤盖本体设置有 点火测温孔，所述点火测温孔其位置于两吸烟口（6)之间，点火测温孔内插设有测温原件 (25)和/或引火源。
【文档编号】B22D41/01GK104057073SQ201410327204
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年7月10日 优先权日:2014年7月10日
【发明者】万小利, 边仁杰, 吴美玉, 李吉华, 代红丽, 王晓辉 申请人:边仁杰