一种节能环保型立式天然气熔炼炉的制作方法

本实用新型涉及铸铁冶金的熔炼设备技术领域，具体为一种节能环保型立式天然气熔炼炉。

背景技术：

立式熔炼炉是一种广泛应用在金属和非金属熔炼领域的熔炼设备，传统立式熔炼炉采用焦炭为燃料，在炉内金属或非金属炉料与焦炭直接接触，并采用鼓风助燃使焦炭燃烧，利用焦炭燃烧产生的高温对金属和非金属进行直接熔化，这种传统的立式熔炼炉最大的缺点是能耗高、污染重、效率低，属于逐步淘汰的熔炼设备；带水冷炉栅的立式燃气熔炼炉，此种立式燃气熔炼炉采用水冷炉栅支撑焦炭垫层或陶瓷球垫层以及其上的金属或非金属炉料，在水冷炉栅下方设置燃烧室，在燃烧室位置设置一排烧嘴，对熔化的金属或非金属液滴进行再加热，但是此种炉型存在水冷炉栅结垢及漏水爆炸、金属或非金属液体元素烧损严重、水冷炉栅检修更换困难、熔化的金属或非金属液体温度过低、生产成本高、能源消耗量大等问题，使得此种炉型无法大面积的推广；采用陶瓷球作为过热垫层的立式燃气熔炼炉，此种立式燃气熔炼炉在炉内采用陶瓷球作为垫层，对熔化的金属或非金属进行过热和渗碳，但是陶瓷球受其生产工艺限制，其固定碳含量一般在40%-60%之间，对熔化的金属或非金属的再加热能力和渗碳能力不足，导致此种炉型熔化的金属或非金属温度普遍偏低、炉渣量偏高、熔化的金属含碳量不足、生产成本较高等弊端，因此使用效果不好；采用富氧风口的立式燃气熔炼炉，此种立式熔炼炉除了在炉料的位置设置富氧烧嘴外，在炉料下方的焦炭垫层或陶瓷球垫层处设置一排或多排富氧风口，利用氧气和空气混合的富氧空气使此处的焦炭或陶瓷球强化燃烧，此种炉型的缺点是焦炭耗量仍然较高，元素烧损仍然偏大，污染较重；并且以上几种立式熔炼炉并未涉及烟气除尘脱硫等处理功能，因此并不符合当前较为严格的环保法规；为此，我们提出一种节能环保型立式天然气熔炼炉。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种节能环保型立式天然气熔炼炉，以解决上述背景技术中提出的耗能、生产成本高和污染严重等问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种节能环保型立式天然气熔炼炉，包括炉体，所述炉体的内腔固定安装有炉衬，所述炉体的内腔底部设置有焦炭垫层，且焦炭垫层的顶端设置有炉料，所述炉体的侧壁上自上到下依次设置有热空气进气管、氧气进气管和燃气进气管，且热空气进气管、氧气进气管和燃气进气管上分别安装有电磁控制阀和仪表，所述炉体的侧壁上固定安装有烧嘴；

所述炉体的左侧通过电缆线连接有PLC控制柜，且PLC控制柜的内腔设置有控制器，所述电磁控制阀和仪表分别与控制器电性连接；

所述炉体的顶端的烟气出气口通过烟气管道固定安装有空气换热器，所述空气换热器的左侧通过冷气管道与鼓风机固定连接，且空气换热器的左端通过热空气进气管与风箱固定连接；

所述空气换热器的顶端有两种连接方式：

第一种连接方式，所述空气换热器的顶端通过烟气管道固定连接旋风除尘器，且旋风除尘器的顶端通过烟气管道固定安装有袋式除尘器，所述袋式除尘器的右侧通过烟气管道固定设置有引风机，且引风机的右侧通过烟气管道固定安装有钢烟囱；

第二种连接方式，所述空气换热器的顶端通过烟气管道固定连接有湿法除尘器，且湿法除尘器的右侧通过烟气管道固定连接有脱硫装置，所述脱硫装置的右侧通过烟气管道固定设置有引风机，且引风机的右侧通过烟气管道固定安装有钢烟囱。

优选的，所述热空气进气管、氧气进气管和燃气进气管上安装有烧嘴的一端分别贯穿炉体的外壁延伸至炉体的内腔。

优选的，所述热空气进气管以炉体的中心为圆心呈环形阵列状均匀分布，且热空气进气管为相同的不少于两排。

优选的，所述炉体的底端左侧通过带有倾斜角度的管道连接有前炉，且管道连接炉体的一端高于连接前炉的一端，所述前炉的左端下方设置有熔化液体转运装置。

优选的，所述炉体的外壁上开设有上料口，且上料口的底端固定连接上料机的一端，所述上料机的另一端设置有上料车。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本节能环保型立式天然气熔炼炉，可以有效的节约能源，相比传统立式熔炼炉节能40%以上，在烟气排放、废渣排放等方面满足最新环保规范的要求，平均元素烧损量约为传统立式熔炼炉的50%，熔化的金属或非金属液体成分稳定，各个系统采用所述PLC柜进行控制，可做到根据需要随时开，随时停，不同牌号的金属或非金属可以空炉分别熔炼，大大提高了金属或非金属熔炼的灵活性，可以有效的降低企业的生产成本。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型第二种连接方式结构示意图。

图中：1炉体、2炉衬、3焦炭垫层、4炉料、5热空气进气管、6氧气进气管、7燃气进气管、8电磁控制阀、9仪表、10 PLC控制柜、101控制器、11烧嘴、12空气换热器、13冷空气管道、14鼓风机、15风箱、16旋风除尘器、17袋式除尘器、18引风机、19钢烟囱、20湿法除尘器、21脱硫装置。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应在本实用新型的保护范围之内。

请参阅图1-2，本实用新型提供一种技术方案：一种节能环保型立式天然气熔炼炉，包括炉体1，所述炉体1的内腔固定安装有炉衬2，所述炉体1的内腔底部设置有焦炭垫层3，且焦炭垫层3的顶端设置有炉料4，所述炉体1的侧壁上自上到下依次设置有热空气进气管5、氧气进气管6和燃气进气管7，且热空气进气管5、氧气进气管6和燃气进气管7上分别安装有电磁控制阀8和仪表9，所述炉体1的侧壁上固定安装有烧嘴11；

所述炉体1的左侧通过电缆线连接有PLC控制柜10，且PLC控制柜10的内腔设置有控制器101，所述电磁控制阀8和仪表9分别与控制器101电性连接；

所述炉体1的顶端的烟气出气口通过烟气管道固定安装有空气换热器12，所述空气换热器12的左侧通过冷气管道13与鼓风机14固定连接，且空气换热器12的左端通过热空气进气管5与风箱15固定连接；

所述空气换热器12的顶端有两种连接方式：

第一种连接方式，所述空气换热器12的顶端通过烟气管道固定连接旋风除尘器16，且旋风除尘器16的顶端通过烟气管道固定安装有袋式除尘器17，所述袋式除尘器17的右侧通过烟气管道固定设置有引风机18，且引风机18的右侧通过烟气管道固定安装有钢烟囱19；

第二种连接方式，所述空气换热器12的顶端通过烟气管道固定连接有湿法除尘器20，且湿法除尘器20的右侧通过烟气管道固定连接有脱硫装置21，所述脱硫装置21的右侧通过烟气管道固定设置有引风机18，且引风机18的右侧通过烟气管道固定安装有钢烟囱19。

其中，热空气进气管5、氧气进气管6和燃气进气管7上安装有烧嘴的一端分别贯穿炉体1的外壁延伸至炉体1的内腔；热空气进气管5以炉体1的中心为圆心呈环形阵列状均匀分布，且热空气进气管5为相同的不少于两排；炉体1的底端左侧通过带有倾斜角度的管道连接有前炉，且管道连接炉体1的一端高于连接前炉的一端，所述前炉的左端下方设置有熔化液体转运装置；炉体1的外壁上开设有上料口，且上料口的底端固定连接上料机的一端，所述上料机的另一端设置有上料车。

本实用新型炉体内衬砌筑采用复合式耐火内衬结构，最大限度的减少炉体1散热损失，强化绝热，节约能源；在所述炉体1顶部或旁边设置了高效空气换热器12，空气换热器12设置保温层，可以把冷空气预热至350-500℃，有效地回收烟气余热，降低燃料消耗，同时预热的高温空气可以将金属或非金属的液体温度提高30-50℃；所述PLC控制柜10中的控制器101在编程时采用先进的燃烧控制算法，严格控制空气-氧气-燃气的配比，使燃料充分燃烧，炉体1内部温度控制更稳定，节能效果明显；采用洁净低含硫的管道天然气、LNG气化气、LPG气化气等气态燃料对金属或非金属进行熔化，燃烧产生的烟气烟尘含量少，黑度小，SO₂排放少；烧嘴11采用富氧低NO_x烧嘴，NO_x排放少；所述炉体1出口烟气采用旋风除尘器16、袋式除尘器17组合使用的干法除尘或湿式除尘器20进行除尘处理，使排放的烟气满足最新环保规范的要求；由于所述焦炭垫层3只起到支撑物料、过热和渗碳的作用，不参与燃烧，焦炭消耗量非常小，所以本实用新型炉渣排放量少，炉渣排放量约为传统立式熔炼炉的50%；由于采用管道天然气、LNG气化气、LPG气化气等高热值的气态燃料，配合氧气和空气进行熔炼，熔化的金属或非金属液体温度高，流动性好，出口温度可达1520-1570℃。由于所述PLC控制柜10中的控制器101严格控制空气-氧气-燃气的配比，使所述炉体1内形成稳定的还原性气氛，在熔炼金属时，金属中的碳、硅、锰等元素烧损少，平均元素烧损量约为传统立式熔炼炉的50%，熔化的金属或非金属液体成分稳定；由于本实用新型各个系统采用所述PLC控制柜10进行控制，本实用新型所提供的节能环保立式燃气熔炼炉自动化水平高，工人劳动强度小，所述PLC控制柜10中的控制器101预留与生产线的通讯接口，可以实现全厂联动自动化控制。并可做到根据需要随时开，随时停，不同牌号的金属或非金属可以空炉分别熔炼，大大提高了金属或非金属熔炼的灵活性；通过调整所述烧嘴的数量和排数，调整所述焦炭垫层3的厚度，配合所述PLC控制柜10中PLC系统先进的控制程序，本实用新型可以熔炼各种牌号的灰口铸铁、球墨铸铁、玛钢等铸铁件，可以熔炼铜、铝等有色金属，可熔炼岩棉、硅酸铝等非金属；本实用新型采用管道天然气、LNG气化气、LPG气化气等高热值的气态燃料，能量密度高，吨产燃料消耗低，可以有效的节约能源成本，对应焦炭垫层3的烧嘴11不连接氧气管道，降低了氧气消耗，采用比陶瓷球价格低廉的焦炭块作为垫层，并且焦炭消耗极少，有效的降低了熔炼的能源成本；熔炼金属时元素烧损少，熔炼的金属液体硅铁、锰铁等原料添加量少，有效的降低了熔炼的原料成本。综合测算，本实用新型所提供的节能环保立式燃气熔炼炉比传统立式熔炼炉平均节省成本15-50元/吨，比电炉平均节省成本200-400元/吨，比其他形式的燃气熔炼炉成本低。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。