一种顶燃式热风炉制造技术

本发明专利技术公开了一种顶燃式热风炉，燃烧室(1)由三部分组成，分别是圆台状燃烧室(2)、部分圆球状燃烧室(3)、部分圆柱状燃烧室(4)以及靠近出口侧的外凸渐缩式燃烧室(5)；部分圆球状燃烧室(3)的上截面圆的直径和圆台状燃烧室(2)底面的直径相同，下截面直径与部分圆柱状燃烧室(4)的直径相同；部分圆柱状燃烧室(4)和部分圆球状燃烧室(3)在风口侧与外凸渐缩式燃烧室(5)相连，热风支管(6)的内端与外凸渐缩式燃烧室(5)的最外端相接，燃烧室(1)以热风支管(6)的中心线所在竖直平面为对称面，成对称结构。本发明专利技术能有效改善燃烧室以及出风口与热风支管交接位置出现的炉衬耐火层破损，钢板发红等问题，延长热风炉使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种热风炉，特别是一种顶燃式热风炉。
技术介绍
热风炉是高炉炼铁生产过程中的重要辅助设备，用于向高炉提供温度为1100～1300℃的热风。随着高炉炼铁技术的不断进步，热风炉正向高效、环保、长寿、高风温和紧凑化方向发展。近年来，由于顶燃式热风炉蓄热面积大、结构稳定性强、热效率和耐火材料的稳定性高等优越性，是大型高炉热风炉发展的主要方向。但随着顶燃式热风的大量应用，随之而来的问题也逐渐暴露出来，经常有热风炉发生炉体钢壳过热、炉体与热风支管交接处砌砖坍塌及管道烧红等事故。热风管系，尤其是热风出口及热风支管的设计应考虑由于热风压力、温度等所带来的影响。纵观现有的顶燃式热风炉热风出口及热风支管结构形式，其热风支管通常砌筑成圆柱形，并以水平管方式与热风主管相连，为突缩式结构管道，造成在送风周期时，高温气流流通面积突变，对炉衬，尤其是炉体与热风支管相接处造成冲刷，并造成热风支管顶部和底部热应力分布相对集中等问题。因而，在高风温的送风工况下，热风出口气流的合理组织及管道的稳定性成为一个重要的技术问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种能减少燃烧室及管道内衬，尤其是热风支管与炉体相接的三岔口位置的耐火层破损、脱落，增强热风管道稳定性，延长热风炉使用寿命的顶燃式热风炉。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的顶燃式热风炉，包括燃烧室、热风支管和热风总管，所述的燃烧室由三部分组成，分别是圆台状燃烧室、部分圆球状燃烧室、部分圆柱状燃烧室以及靠近出口侧的外凸渐缩式燃烧室；所述的部分圆球状燃烧室的上截面圆的直径和所述的圆台状燃烧室底面的直径相同，下截面直径与所述的部分圆柱状燃烧室的直径相同；所述的部分圆柱状燃烧室和所述的部分圆球状燃烧室在风口侧与所述的外凸渐缩式燃烧室相连，所述的热风支管的内端与所述的外凸渐缩式燃烧室的最外端相接，所述的燃烧室以所述的热风支管的中心线所在竖直平面为对称面，成对称结构。所述的外凸渐缩式燃烧室在水平截面的轮廓线为椭圆形。在竖直平面，所述的热风支管中心线以上的所述的外凸渐缩式燃烧室的轮廓线为倾斜的直线，所述的外凸渐缩式燃烧室在竖直平面的倾角与所述的圆台状燃烧室的倾角一致；所述的热风支管以下部分为圆柱状燃烧室。在所述的热风支管上安装有热风阀和波纹管补偿器。固定支架安装在所述的热风总管的底部用于固定支撑所述的热风总管。滑动支架安装在所述的热风支管的底部用于支撑所述的热风支管。二套拉杆处于所述的热风支管的两侧，二套所述的拉杆连接于所述的燃烧室与所述的热风总管之间。每套所述的拉杆有热风炉上支座、热风总管支座及热风支管大拉杆组成，大拉杆与所述的热风炉上支座和所述的热风总管支座用销轴或铰链连接。所述的热风支管与所述的热风总管位于同一水平高度。所述的部分圆柱状燃烧室和所述的部分圆球状燃烧室在风口侧与所述的外凸渐缩式燃烧室相连，连接处沿径向与热风支管的中心线的夹角<90°。优选为75°。为解决顶燃式热风炉由于热风支管与炉体不合理的连接方式带来的炉体内衬遭到破坏及热风管道不稳定等问题，本专利技术提出一种具有渐缩式热风支管的顶燃式热风炉，以优化送风周期内炉内流场，进而缓解高温气流对炉体内衬及热风管道带来的影响，具有如下的技术效果：1、出口侧的外凸渐缩式燃烧室通过与热风支管采用渐缩式连接，减少送风周期高温气体的流动阻力，提高流动稳定性及管道系统，减少能量损失；2、高温气流与在交接处炉体内衬的换热面积为逐渐减小的方式，能有效解决内衬中过大温度梯度带来的热应力集中的问题；3、顶燃式热风炉在送风周期时，高温气体流经蓄热室，经外凸渐缩式燃烧室流入热风支管，其在燃烧室内的流动形式发生改变，出口侧炉衬受热面积增加，减少其对炉体内衬尤其是热风支管与炉体交接处耐火材料的冲刷，有利于延长顶燃式热风炉使用寿命。综上所述，本专利技术是一种为炼铁高炉提供的一种顶燃式热风炉，合理组织炉内高温气流的流动，解决了减少燃烧室及管道内衬，尤其是热风支管与炉体相接的三岔口位置的耐火层破损、脱落等问题，增强热风管道稳定性，延长热风炉使用寿命。附图说明图1为本专利技术的竖直平面结构示意图。图2为本专利技术的外部结构及其与热风支管的连接图。图3为本专利技术的顶燃式热风炉的热风支管中心线水平面结构图。图4为本专利技术的顶燃式热风炉的热风支管中波纹管补偿器及拉杆的平面布置图。具体实施方式下面结合附图和示例性实例对本专利技术进一步说明。如图1所示，本专利技术中的顶燃式热风炉包括燃烧室1、热风支管6和热风总管7，燃烧室1由三部分组成，分别是圆台状燃烧室2、部分圆球状燃烧室3、部分圆柱状燃烧室4以及靠近出口侧的外凸渐缩式燃烧室5；部分圆球状燃烧室3的上截面圆的直径和圆台状燃烧室2底面的直径相同，下截面直径与部分圆柱状燃烧室4的直径相同。部分圆柱状燃烧室4和部分圆球状燃烧室3在风口侧与外凸渐缩式燃烧室5相连，连接处沿径向与热风支管6中心线夹角为<90°，优选为75°。热风支管6的内端与燃烧室1的外凸渐缩式燃烧室5的最外端相接，热风支管6的外端与热风总管7相连。燃烧室1以热风支管6中心线所在竖直平面为对称面，成对称结构。外凸渐缩式燃烧室5在水平截面的轮廓线为椭圆形。在竖直平面，热风支管6中心线以上的外凸渐缩式燃烧室5的轮廓线为倾斜的直线，与热风支管6相连的外凸渐缩式燃烧室5在竖直平面的倾角与圆台状燃烧室2的倾角一致。热风支管6以下部分为圆柱状燃烧室13。进一步地，在热风支管6上安装有热风阀8和波纹管补偿器9。波纹补偿器9满足顶燃式热风炉工作要求及热变形量要求，且具有耐腐蚀、耐高温、消声减震等特点。固定支架10安装在热风总管7的底部用于固定支撑热风总管7。滑动支架11安装在热风支管6的底部用于支撑热风支管6。二套拉杆12处于热风支管6的两侧，二套拉杆12连接于燃烧室1与热风总管7之间。每套拉杆12有热风炉上支座、热风总管支座及热风支管大拉杆组成，大拉杆与支座用销轴或铰链连接。安装的波纹管补偿器9及拉杆12满足该燃烧室及支管热变形要求。热风支管6与热风总管7位于同一水平高度，满足热风管道的受力要求。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种顶燃式热风炉，包括燃烧室(1)、热风支管(6)和热风总管(7)，其特征是：所述的燃烧室(1)由三部分组成，分别是圆台状燃烧室(2)、部分圆球状燃烧室(3)、部分圆柱状燃烧室(4)以及靠近出口侧的外凸渐缩式燃烧室(5)；所述的部分圆球状燃烧室(3)的上截面圆的直径和所述的圆台状燃烧室(2)底面的直径相同，下截面直径与所述的部分圆柱状燃烧室(4)的直径相同；所述的部分圆柱状燃烧室(4)和所述的部分圆球状燃烧室(3)在风口侧与所述的外凸渐缩式燃烧室(5)相连，所述的热风支管(6)的内端与所述的外凸渐缩式燃烧室(5)的最外端相接，所述的燃烧室(1)以所述的热风支管(6)的中心线所在竖直平面为对称面，成对称结构。

【技术特征摘要】
1.一种顶燃式热风炉，包括燃烧室(1)、热风支管(6)和热风总管(7)，其特征是：所述的燃烧室(1)由三部分组成，分别是圆台状燃烧室(2)、部分圆球状燃烧室(3)、部分圆柱状燃烧室(4)以及靠近出口侧的外凸渐缩式燃烧室(5)；所述的部分圆球状燃烧室(3)的上截面圆的直径和所述的圆台状燃烧室(2)底面的直径相同，下截面直径与所述的部分圆柱状燃烧室(4)的直径相同；所述的部分圆柱状燃烧室(4)和所述的部分圆球状燃烧室(3)在风口侧与所述的外凸渐缩式燃烧室(5)相连，所述的热风支管(6)的内端与所述的外凸渐缩式燃烧室(5)的最外端相接，所述的燃烧室(1)以所述的热风支管(6)的中心线所在竖直平面为对称面，成对称结构。2.根据权利要求1所述的顶燃式热风炉，其特征是：所述的外凸渐缩式燃烧室(5)在水平截面的轮廓线为椭圆形。3.根据权利要求1或2所述的顶燃式热风炉，其特征是：在竖直平面，所述的热风支管(6)中心线以上的所述的外凸渐缩式燃烧室(5)的轮廓线为倾斜的直线，所述的外凸渐缩式燃烧室(5)在竖直平面的倾角与所述的圆台状燃烧室(2)的倾角一致；所述的热风支管(6)以下部分为圆柱状燃烧室(13)。4.根据权利要求1或2所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：周萍，伍东玲，闫红杰，马海博，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43