燃料加熱爐的製作方法
2023-04-27 09:53:51
專利名稱：燃料加熱爐的製作方法
技術領域：
本實用新型是一種上加料上加熱的熔體加熱爐，可用於有色合金熔煉，熱浸鍍鋅，熱浸鍍鋁等領域。
已有的燃料加熱爐可分成兩類，一類是反射式爐，另一類是坩堝式爐。反射式爐是在熔體上方加熱，無坩堝，側面投料，其特點是能源利用率較高，熔體質量也較好，但由於無法實現上投料，因此，操作不方便，熱浸鍍等工藝無法應用。坩堝式爐的爐口設在熔體上方，其操作方便，但由於加熱是在熔體的側面或底部，熱量要通過坩堝壁傳遞，爐膛工作溫度高，熱損失大，而且要求坩堝的導熱係數大，化學穩定性強，既使這樣，坩堝材料對熔體的汙染一直是一個很大的難題。
本實用新型的目的是為克服已有燃料爐的上述缺點，提供一種操作方便，熱效率高，提高熔煉和熱浸鍍質量的新型燃料加熱爐。
結合附圖對本實用新型的具體方案敘述如下
圖1是燃料加熱爐的縱剖面圖；圖2是燃料加熱爐中側牆煙道5的內側牆煙道縱剖面圖；圖3是
圖1的橫剖面圖；圖4是圓形爐體的橫剖面圖；圖中1是熔池內的熔體，2是插入熔體1內但不到底的隔離牆，3是燃燒室。4是燒(噴)咀孔，5是側牆煙道，6是二次空氣入口，7是二次空氣與煙道間的隔板，8是二次空氣通道，9是排煙道，10是耐火層，11是保溫層，12是爐口，13是燒(噴)咀。
由爐體、合金熔池、燃燒室、燒(噴)咀組成的燃料加熱爐，其特殊之處是為實現上加料加熱，將爐口12和燃燒室3布置在合金熔池的上方，爐口12布置在中間，燃燒室3布置在爐口12的周圍，燒(噴)咀13裝在爐體的側壁上，其出口4與燃燒室3相通。為了使燃料充分燃燒，對熔體1均勻迅速加熱，在合金熔池的側壁上裝有側牆煙道5，其上部分別與燃燒室3、二次空氣通道8、排煙道10相通，在側牆煙道5的外側砌築耐火層10，再外面為保溫層11，最外層為鋼板爐殼。
以上所說的燃燒室3是這樣構成的它由插入熔體1內但不到底的隔離牆2、側煙道5和熔體1的上表面所圍成的封閉空間構成，在燃燒室3的壁上開有燒(噴)咀孔4，燒(噴)咀13裝在孔內。
以上所說的側牆煙道5布置在合金熔池的側壁周圍，可根據具體要求全布置或部分布置。側牆煙道5採用豎長的雙層結構，靠近合金熔體一側為內側牆煙道，其上部與燃燒室3相通，外層為外側牆煙道。在內側牆煙道的頂部設有二次空氣入口6，它與布置在爐體上部的二次空氣通道8相通，由於內側牆煙道與燃燒室3聯通，可使燃燒室3內未完全燃燒的燃料隨高溫煙氣排入內側牆煙道5內，並與由二次空氣入口6噴入的二次空氣混合繼續燃燒放熱，通過側牆傳遞給熔體1。內側牆煙道實際上起到了輔助燃燒室的作用。為了實現對熔體1均勻加熱，對高溫燃氣(或煙氣)的流向需加以控制，因此，在內外側牆煙道內均設有隔牆在隔牆的上下部位交錯開有煙氣流通口，並且在內外側牆煙道之間也設有煙氣流通口，外側牆煙道的出口與布置在爐體上部的二次空氣通道8附近的排煙道9相通。這樣即可使燃燒室3內排出的煙氣(或燃氣)在內側牆煙道內上下往複流動，實現對熔體1的均勻加熱，然後煙氣再經內外側牆煙道之間的煙氣流通口進入外側牆煙道，以與內側牆煙道相反的方向上下往複流動，最後進入排煙道9排出。外側牆煙道的主要作用是利用煙氣餘熱對爐體保溫以提高熱利用率。排煙道9靠近二次空氣通道8布置，目的是利用煙氣餘熱對二次空氣預熱，使二次空氣進入內側牆煙道後立即與燃料混合燃燒，因此，二次空氣通道8與排煙道9之間的隔板7應選用導熱係數較大的材料為宜。
為了使合金熔池內的熔體1不至於流入側牆煙道內，內側牆煙道上部與燃燒室3相通的煙氣流通口要高於熔體1的上表面。考慮到合金熔池底部的熔體溫度不宜過高的要求，側牆煙道的底部可高出合金熔池底面100－200mm。
根據具體的工藝要求，合金熔池可以採用圓形式其它形狀結構，若採用圓形結構，燒(噴)咀13可沿燃燒室3的切線布置，這樣由於噴入的燃油或燃氣可沿圓形燃燒室壁面旋轉流動從而大大改善燃燒效果。
上述方案的優點是由於將爐口和燃燒室布置在熔體的上方，把熔體的上表面劃分成反射爐式的上加熱表面和操作表面，克服了現有加熱爐不能實現的上加熱上加料的缺點，從而使爐子整體結構更為合理，這樣不僅具有反射爐熱效率高的優點，而且加料操作方便，由於不用坩堝，避免了坩堝材料汙染熔體，特別是採用側牆煙道結構，使爐子的熱效率與加工工藝性明顯提高，此外使熱浸鍍等工藝能夠在該爐上進行。
本實用新型的上述方案可通過以下實施例實現實施例1 用於鋼結構件熱浸鍍鋅工藝的加熱爐。
用於熱浸鍍鋅工藝時的加熱爐結構如
圖1、圖2、圖3所示。其爐口採用上大下小結構，爐口的尺寸以滿足所加工最大工件要求的情況下儘量小，以減少熱量損失，節約能源。爐膛採用矩形結構，熔體總量應足夠保證正常生產時鋅液溫度的穩定。側牆煙道由多組砌塊組成，在砌塊聯接處，煙氣流通口上置且高出熔體液面，這樣可避免熔體漏入煙道。為減小熔體由相鄰兩個砌塊接縫中滲出的可能性，砌塊間的結合面也可做成曲折的形狀。為便於調整燃燒氣體的溫度，選用全熱風燒咀，一次風通過燒咀供給，此時空氣過剩係數α值選在0.8～0.98之間，以造成燃燒室3中的微還原性氣氛，防止鋅液的氧化。通過二次空氣供給系統6、8，將其餘空氣供入側牆煙道，促使燃料在其中完全燃燒。側牆煙道的底部留出100～200mm的高度不通煙氣，用於獲得熔體底部的較低溫度區，便於撈渣過程的進行。該實施例原則上適用於線材，帶材的連續式熱浸鍍鋅工藝過程。
實施例2 用於鋼鐵熱浸鍍鋁工藝由於熱浸鍍鋁時，鋁液表面會形成一層緻密的氧化膜，保護鋁液不發生進一步氧化。為了防止還原性氣氛對鋁液的滲氫作用，燃燒室3中為微氧化性氣氛，空氣過剩係數α＝1.0～1.10。燃燒過程在進入側牆煙道之前就已完成，因此，在結構上可以省去二次風供風系統6、7、8。爐子的其它結構和設計應用原則與實施例1完全相同。
實施例3 用於小型零件熱浸鍍的圓形爐對於如螺栓、螺母、水暖連結件等一些尺寸較小的零部件，雖然可以採用實施例1、2所述的方法，但是由於零件小、產量不大，爐子尺寸較小，採用矩形結構的爐膛有很多不方便。為此將爐型變異為圖4所示的圓形爐膛。圖中各編號部件的名稱、功能與
圖1－圖3中的完全相同。為適應圓形爐膛要求、側牆煙道加工成弧形。燃燒室為環行，燒咀布置在圓周切線方向，燃料由件13噴入後在燃燒室中旋轉燃燒，並在適當位置進入側牆煙道，完成整個換熱過程。
當作為熱浸鍍鋅工藝用時，按實施例1的原則，分兩次供給所需空氣，燃燒過程最終在側牆煙道中完成，二次風供給系統供給足夠的空氣。
當作為熱浸鍍鋁工藝用時，按實施例2的原則，省去二次風供給系統，燃燒過程在燃燒室3中全部完成，且造成燃燒室中的微氧化性氣氛。
當爐中被加熱的熔體是熔融的鹽類(如BaCl2、NaCl、KCl等)此爐型就可作為鹽浴熱處理爐。此時最好維持燃燒室3中為中性氣氛。
實施例4 用於有色金屬熔煉有色金屬如鋅合金、鋁合金的廢屑、渣等的熔煉有很高的經濟價值，但通常情況下的火法回收燒損大、生產率低，限制了生產的發展。採用本實用新型的爐型，只要安裝上一個投料機構，就可以保證在缺氧環境下熔化廢渣、屑，同時又有比較好的操作條件。
加料機構可以製成螺旋式加料器形式，其前端由燃燒室上方斜插入到熔體的中下部。位於爐內的部分，用導熱性較好的耐火材料製造，火焰除直接加熱熔體表面，側牆煙道外，還直接加熱螺旋加料器的外表面。使爐料一邊在螺旋加力下向熔體底部運動，一邊受熱熔化。到達爐底完成熔化過程，合金中的雜質等浮上熔體表面便於清除。
由於採用了上加熱，生產量不受坩堝容積限制，生產效率提高，而且爐料在螺旋加熱器中邊運動，邊快速熔化，減少了燒損，提高了生產合金的質量和回收率。
權利要求1.由爐體、合金熔池、燃燒室、燒(噴)咀組成的燃料加熱爐，其特徵是爐口12和燃燒室3布置在合金熔池上方，爐口12布置在中間，燃燒室3布置在爐口12周圍，燒(噴)咀13裝在爐體的側壁上，其出口4與燃燒室3相通，合金熔池的側壁上裝有側牆煙道5，其上部分別與燃燒室3，二次空氣通道8、排煙道9相通，側牆煙道5外側砌築耐火層10，再外面為保溫層11，最外層為鋼板爐殼。
2.根據權利要求1所述的燃料加熱爐，其特徵是所說的燃燒室3是由不到底的隔離牆2、側牆煙道5和熔體1的上表面所圍成的封閉空間構成。
3.根據權利要求1或2所述的燃料加熱爐，其特徵是側牆煙道5可沿合金熔池側壁周圍布置，它採用豎長的雙層結構，靠近合金熔池一側為內側牆煙道，其上部與燃燒室3相通，外層為外側牆煙道，內外側牆煙道內均設有隔牆，隔牆的上下部位交錯開有煙氣流通口，在內側牆煙道的頂部設有二次空氣入口6，它與布置在爐體上部的二次空氣通道8相通，內外側牆通道之間設有煙氣流通口，外側牆煙道的出口與布置在二次空氣通道8附近的排煙道9相通。
4.根據權利要求1所述的燃料加熱爐，其特徵是內側牆煙道上部與燃燒室3相通的煙氣流通口要高於熔體1的上表面，側牆煙道的底部要高出合金熔池底面100～200mm。
5.根據權利要求1所述的燃料加熱爐，其特徵是合金熔池可採用圓形或其它形狀結構，若採用圓形結構，燒(噴)咀13沿燃燒室3的切線布置。
專利摘要適用於有色合金熔煉、熱浸鍍等的加熱爐。它由爐體、合金熔池、燃燒室、燒(噴)嘴等組成。其特徵是爐口和燃燒室布置在合金熔池上方，在合金熔池的側壁上裝有側牆煙道，燃燒室由不到底的隔離牆、側牆煙道和熔化的上表面所圍成的封閉空間構成，側牆煙道採用豎長的雙層結構。由於採用上加熱加料和側牆煙道的輔助燃燒機構，因此，它具有操作方便，熱效率高，熔煉、浸鍍質量高等優點。
文檔編號F27B14/00GK2153752SQ9223436
公開日1994年1月19日 申請日期1992年9月26日 優先權日1992年9月26日
發明者曹佔義 申請人:吉林工業大學