顶燃式热风炉制造技术

本实用新型专利技术公开了一种顶燃式热风炉，属于炼铁高炉用热风炉技术领域，尤其是热风炉整体结构设计技术领域。本热风炉整体热利用率高，保温效果好，燃烧器燃烧效果好，并有利于降低空气消耗系数、提高燃烧温度并延长热风炉寿命。它由炉体、炉体连接段和多火孔环形无焰燃烧器、悬链线拱顶组成。本热风炉的燃烧器结构独特，煤气由煤气入口、空气由空气入口分别进入预先设置的预热煤气环道和空气环道，煤气和助燃空气在两个环道间经预热后由煤气喷孔、空气喷孔进入混合道进行混合，后由燃气喷孔喷出燃烧。本实用新型专利技术适用于各种不同类型蓄热体的热风炉。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于炼铁高炉用热风炉
，尤其是热风炉整体结构设计

技术介绍
目前，在冶金高炉生产中，顶燃式热风炉是一种结构及热工性能都较优越的热风炉，是大型高炉热风炉的发展趋势，也是中型高炉热风炉改造的首选。顶燃式热风炉与内燃式热风炉相比，其主要优点在于结构对称，稳定性好，可降低热风炉高度，可节省耐火材料40％～50％；冷风和烟气分布均匀(不均匀度为±3％～5％)，热利用效率高，更适合高炉大型化的要求。顶燃式热风炉受到世界同行的高度重视。然而，迄今为止，顶燃式热风炉尚未广泛应用于生产，主要是由于顶燃式热风炉的燃烧室在炉子顶部，燃烧空间有限，要求短焰燃烧，如何设计合理的炉形结构和适宜的大功率高效短焰燃烧器是制约顶燃式热风炉发展的关键所在。
技术实现思路
针对现有技术的上述不足，本技术的目的是提供一种带多火孔环形无焰燃烧器的结构新颖的顶燃式热风炉，它整体热利用率高，保温效果好，燃烧器燃烧效率高，比其他形式热风炉节省投资30％～40％，并有利于降低空气消耗系数、提高燃烧温度和延长热风炉寿命。本专利技术的目的是这样实现的所述的燃烧器设置在拱顶和炉体连接段之间，其直径与炉体连接段的上口相当；连接段为锥形，连接段下段及其锥形部分的砖衬与炉体大墙砖衬分开，直接落在炉体的钢结构炉壳上；拱顶为悬链线拱顶。所述的燃烧器为多火孔环形无焰陶瓷燃烧器，设置在燃烧器外壁中的空气环道和煤气环道上设置有多个在横截面上成对分布的与燃烧口的数目相同的空气喷孔和煤气喷孔，一空气喷孔和一煤气喷孔的另一端与带缩口的一混合道的等截面的前段相连通，混合道的后段收缩形出口即为燃烧口，在煤气环道中还设置有使煤气均匀分布的导流砖。燃烧器的直径比炉体的直径小。所述的悬链线拱顶是采用完全数学悬链线方程由计算机设计的异型砖砌筑而成的。本热风炉抛弃了以前采用的拟和两段圆弧的方法，拱顶采用完全数学悬链线方程由计算机设计的异型砖砌筑而成，使拱顶受力更加合理，保证球顶的稳定性。相比较而言，本热风炉的拱顶底部直径是较小的，这也提高了拱顶的结构稳定性。连接段下段及锥形砖衬与大墙砖衬分开，连接段砖衬直接落在热风炉蓄热室的钢结构炉壳上；使本热风炉的上部结构稳定，它不受下部炉体受热膨胀后炉体上长等因素的影响。本热风炉的燃烧器倒置于拱顶，在煤气喷出气流以及空气本身气流所具有的压力作用下，两者在混合道内进行强制性的充分预混合，然后由燃烧口喷入燃烧室空腔进行燃烧，形成由上向下的烟气流进入燃烧空间加速燃烧。再加上连接段的锥形放大结构，使燃烧口喷出的高温燃烧物截面流速均匀对称，并可均匀进入蓄热室的蓄热体中使其得到均匀充分的加热，从而有效提高风温及燃烧效率，在很大程度上保证了热风炉的稳定送风。本技术结构新颖，设计合理，技术效果显著，不但可以克服现有技术的缺陷，而且制造施工简便、制造成本低、使用寿命长。从实验研究的测试情况看，在开混风阀30％、风温1181℃的情况下，热风炉整体热利用率可达78％以上，保温效果好，隔热效果也明显提高。本技术适用于各种类型的顶燃式热风炉。附图说明附图1为本技术热风炉结构示意图。附图中标记分述如下1——炉体；2——炉体连接段；3——多燃烧器燃烧室空腔；4——拱顶；5——煤气入口；6——空气入口；7——煤气环道；8——空气环道；9——煤气喷孔；10——空气喷孔；11——混合道；12——燃烧口；13——导流砖；14——热风出口。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步详细的描述。如附图所示，本顶燃式热风炉的创新之点主要是合理的炉形结构、多火孔环形无焰陶瓷燃烧器的应用及采用悬链线拱顶三大部分。如附图所示，本热风炉的燃烧器3设置在拱顶4之下，位于连接段2之上，连接段2上段为锥形，其下段及锥形部分的砖衬与炉体1大墙砖衬分开，直接落在炉体1的钢结构炉壳之上；这种设计使热风炉炉体1的下部砖衬受热膨胀并使整体炉墙向上长时有足够的伸缩空间，也保证了热风炉的上部结构稳定，不受其影响。燃烧器3外侧为上下两个气体环道8、7。空气环道8位于煤气环道7之上，煤气和助燃空气在各自的环道内经预热之后，由各喷射孔9、10进入混合道11等截面的前段，在煤气喷出气流以及空气本身气流所具有的压力作用下，两者在混合道11内进行强制性的充分预混合后经混合道11前段的收缩口喷出，燃气经喷孔(即燃烧口12)喷入燃烧室空腔内3进行燃烧，形成由上向下的多股气流的混合进入燃烧空间加速燃烧，从而有效地提高风温及燃烧效率。采用这种独特的环道结构，起到了保温和预热的双重作用低温流体(空气、煤气)降低了耐火砌体的温度，又可以提高燃烧器的使用寿命，同时也延长了拱顶的使用寿命；而高温砌体对低温流体进行二次预热，可以有效地提高煤气的理论燃烧温度，同时也可以节省煤气的消耗量。而拱顶独特的悬链线结构既增加了整体的稳定性，保证送风时气体流场的均匀分布，又提供了足够大的燃烧空间，使煤气能够完全燃烧，燃烧的高温区不延伸至蓄热体，避免蓄热体渣化及粘结，并有效提高了蓄热体的利用率以获得高风温。也正是由于燃烧器的这些特殊结构，本热风炉的管道布置也变得更为简单，阀门的数量减少，需要冷却的阀门也少，从而可以大量节省冷却用水，降低运行成本。这也是本顶燃式热风炉又一大优点所在。权利要求1.一种顶燃式热风炉，由炉体、炉体连接段、燃烧器和拱顶组成，炉体内充满蓄热体，热风出口设在燃烧器下部，其特征在于所述的燃烧器(3)设置在拱顶(4)和炉体连接段(2)之间，其直径与炉体连接段(2)的上口相当；连接段(3)为锥形，连接段(3)下段及其锥形部分的砖衬与炉体(1)大墙砖衬分开，直接落在炉体(1)的钢结构炉壳上；拱顶(4)为悬链线拱顶。2.根据权利要求1所述的热风炉，其特征在于所述的燃烧器为多火孔环形无焰陶瓷燃烧器，设置在燃烧器外壁中的空气环道(8)和煤气环道(7)上设置有多个在横截面上成对分布的与燃烧口(12)的数目相同的空气喷孔(10)和煤气喷孔(9)，一空气喷孔(10)和一煤气喷孔(9)的另一端与带缩口的一混合道(11)的等截面的前段相连通，混合道(11)的后段收缩形出口即为燃烧口(12)，在煤气环道(7)中还设置有使煤气均匀分布的导流砖(13)。3.根据权利要求1所述的热风炉，其特征在于燃烧器(3)的直径比炉体(1)的直径小。4.根据权利要求1所述的热风炉，其特征在于所述的悬链线拱顶(4)是采用完全数学悬链线方程由计算机设计的异型砖砌筑而成的。专利摘要本技术公开了一种顶燃式热风炉，属于炼铁高炉用热风炉
，尤其是热风炉整体结构设计
本热风炉整体热利用率高，保温效果好，燃烧器燃烧效果好，并有利于降低空气消耗系数、提高燃烧温度并延长热风炉寿命。它由炉体、炉体连接段和多火孔环形无焰燃烧器、悬链线拱顶组成。本热风炉的燃烧器结构独特，煤气由煤气入口、空气由空气入口分别进入预先设置的预热煤气环道和空气环道，煤气和助燃空气在两个环道间经预热后由煤气喷孔、空气喷孔进入混合道进行混合，后由燃气喷孔喷出燃烧。本技术适用于各种不同类型蓄热体的热风炉。文档编号C21B9/00GK2787675SQ20052009621公开日2006年6月14日 申请日期2005年4月30日 优先权日2005年4月30日专利技术者戴方钦, 董焰 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种顶燃式热风炉，由炉体、炉体连接段、燃烧器和拱顶组成，炉体内充满蓄热体，热风出口设在燃烧器下部，其特征在于：所述的燃烧器（３）设置在拱顶（４）和炉体连接段（２）之间，其直径与炉体连接段（２）的上口相当；连接段（３）为锥形，连接段（３）下段及其锥形部分的砖衬与炉体（１）大墙砖衬分开，直接落在炉体（１）的钢结构炉壳上；拱顶（４）为悬链线拱顶。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：戴方钦，董焰，
申请(专利权)人：武汉冶金建筑研究院，
类型：实用新型
国别省市：83[中国|武汉]