專利名稱:風(fēng)套式鉛鼓風(fēng)爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實用新型涉及一種煉鉛鼓風(fēng)爐,是一種風(fēng)套式鉛鼓風(fēng)爐。
鉛鼓風(fēng)爐已應(yīng)用多年,它的主要結(jié)構(gòu)由爐缸、爐體、爐頂及供風(fēng)系統(tǒng)組成,通常鼓入常溫空氣來進行爐內(nèi)的熔煉過程。但是,由于煉鉛的爐身是用耐火磚砌筑,在長時間高溫條件下作業(yè),爐料的浸蝕、沖刷、爐體常常局部嚴(yán)重?fù)p壞,因而降低了爐體的使用壽命。
為了強化爐身結(jié)構(gòu),提高爐體壽命,現(xiàn)在鉛鼓風(fēng)爐采取的措施主要是以下三種形式1、砌磚半水套式爐身的上半部砌筑耐火磚,而在溫度高易于損壞的下半部采用水套結(jié)構(gòu);2、全水套式整個爐身都是由上、下水套組合構(gòu)成,或上下連為一體的多個組合結(jié)構(gòu);3、汽化水套式仍然是水套式結(jié)構(gòu),但結(jié)構(gòu)上增大抗壓強度,以控制注入水量,產(chǎn)生水蒸汽方式排出。上述三種強化冷卻措施,雖然在維持水套結(jié)構(gòu),提高爐體壽命方面產(chǎn)生了一定的積極效果,但是,它卻給冶煉工藝帶來了不利因素。首先是排出的熱水或水蒸汽耗掉爐內(nèi)的有效熱,增加能耗,提高了冶煉用焦。同時,鉛鼓風(fēng)爐的熔煉溫度提高,熔煉作業(yè)亦受影響。另外,鼓入爐內(nèi)的常溫空氣,經(jīng)冶煉作業(yè)后成為以200℃左右溫度的煙氣外排,很明顯這部氣體帶走了爐內(nèi)的熱量。因此,就使得目前的鉛鼓風(fēng)爐的焦耗一直難以下降。
鉛鼓風(fēng)爐的熱風(fēng)熔煉是一種較先進的冶煉工藝,其優(yōu)點是在風(fēng)溫200~300℃條件下,比采用常溫空氣冶煉節(jié)省焦炭30%左右,提高熔煉生產(chǎn)能力30%,冶煉過程中爐況易于維護,利于生產(chǎn)的正常進行。
為了獲得鉛鼓風(fēng)爐的熱風(fēng)熔煉,目前在蘇聯(lián)的齊姆肯特斯基,美國的埃爾帕索和日本的佐賀關(guān)等冶煉廠家,相繼采用列管式熱交換器或熱風(fēng)爐等專用的熱風(fēng)換熱裝備來獲得熱風(fēng)。但是,盡管鉛鼓風(fēng)爐的熱風(fēng)熔煉使其冶煉工藝取得較大突破,可隨之而來的又存在增設(shè)龐大的熱交換設(shè)備,要較大的投資、占用場地、基本建設(shè),待進入正常生產(chǎn)還需要二次性地耗用燃料、水電及其管理,而日常操作、設(shè)備的維護保養(yǎng)等都需大量工作。因此,鉛鼓風(fēng)爐熱風(fēng)熔煉技術(shù)上雖取得很大進步,但至今未能推廣普及。
本實用新型的目的就是利用鉛鼓風(fēng)爐內(nèi)設(shè)置的風(fēng)套結(jié)構(gòu),把冶煉過程中自身釋放出的余熱轉(zhuǎn)換成熱風(fēng),又將該熱風(fēng)應(yīng)用在自身強化冶煉過程,從而達(dá)到降低冶煉焦耗、提高冶煉生產(chǎn)能力之目的。同時又克服了專設(shè)熱風(fēng)換熱裝置所帶來的投資高、占地大、二次耗能以及繁雜的技術(shù)操作、管理等缺點。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的在由爐缸、爐體、爐罩和鼓風(fēng)系統(tǒng)組成的鉛鼓風(fēng)爐中,將爐體進料平臺以下與爐缸以上的工作區(qū)段,自上而下大致可分五個區(qū)域即溫度100~400℃為預(yù)熱區(qū),400~700℃為上還原區(qū),700~900℃為下還原區(qū),900~1200℃為熔化區(qū),1200~1400℃為焦點區(qū)。本實用新型的技術(shù)方案就是在于預(yù)熱區(qū)與下還原區(qū)間,采用風(fēng)套式結(jié)構(gòu)。即是將由鼓風(fēng)機直接鼓入爐內(nèi)的常溫空氣,改為先從設(shè)在爐上部的風(fēng)管引入,經(jīng)設(shè)在爐內(nèi)由鋼板焊制的通風(fēng)風(fēng)道——即風(fēng)套,在空氣對流的傳導(dǎo)方式下,對風(fēng)套壁進行強制冷卻以維持爐體的結(jié)構(gòu)。與此同時,常溫空氣流經(jīng)爐身的上述預(yù)熱區(qū),上還原區(qū)、下還原區(qū)三個區(qū)間的風(fēng)套后而被加熱成為熱風(fēng),風(fēng)溫可達(dá)120~250℃,此部熱風(fēng)通過管道、控制閥門從下部鼓入爐內(nèi),從而達(dá)到熱風(fēng)熔煉的目的。而在爐體的熔化區(qū)及焦點區(qū)仍沿用現(xiàn)有的砌磚式或水套式結(jié)構(gòu)。
下面通過附圖及實施例來詳細(xì)敘述本實用新型的具體結(jié)構(gòu)及工藝流程。
圖1是依據(jù)本實用新型提出的風(fēng)套式鉛鼓風(fēng)爐的一種螺旋風(fēng)套式鉛鼓風(fēng)爐的縱向剖視圖。
圖2是并列風(fēng)套式鉛鼓風(fēng)爐的縱向剖視圖。
如
圖1所示該鼓風(fēng)爐除風(fēng)套及所屬的輸風(fēng)管路外,其他結(jié)構(gòu)仍與現(xiàn)有的鉛鼓風(fēng)爐相近。本爐缸3主要由爐基礎(chǔ)1和爐缸耐火磚2構(gòu)成。爐缸3上部的區(qū)間便是焦點區(qū),在冶煉過程中焦點區(qū)部位正常溫度在1300~1400℃之間,該部位的爐體主要是由水套8組成。水套8是通過進水管7和出水管9進行冷卻維護爐體結(jié)構(gòu)。在爐子的渣口外側(cè)設(shè)有渣壩4,渣口上部是耐火磚砌山型及小水箱5,水套8的上部是環(huán)堵6,而環(huán)堵6的上部便是熔化區(qū),這部區(qū)域溫度通常在900~1200℃之間,它的爐身12是由耐火磚砌筑的,其外圍設(shè)作業(yè)臺10、欄桿11。爐身12也可以由水套取代,在爐身12與進料平臺22之間便是本技術(shù)方案設(shè)置風(fēng)套的三個區(qū)間,即預(yù)熱區(qū)、上還原區(qū)、下還原區(qū)。這三個區(qū)間的溫度梯度一般在200~900℃,它們的爐體是由內(nèi)外兩層構(gòu)成,外層是由耐火磚按正常砌爐方式砌筑的爐身13,而里層就是本
圖1提出的螺旋風(fēng)套。這種風(fēng)套是采用內(nèi)外兩個不同直徑的鋼板焊制的金屬套筒,兩套筒壁間設(shè)置導(dǎo)流隔板構(gòu)成螺旋通道。它的工作原理是這樣的先將鼓風(fēng)系統(tǒng)的常溫空氣由爐身的上部引入進風(fēng)套14,常溫空氣依次經(jīng)風(fēng)套15、16、17螺旋繞轉(zhuǎn)運行,由出口風(fēng)套18將被加熱成為熱風(fēng)引入環(huán)形風(fēng)管19,然后再由環(huán)形風(fēng)管與各支風(fēng)管相通,將熱風(fēng)從爐底部風(fēng)口區(qū)風(fēng)口20鼓入爐內(nèi)。環(huán)形風(fēng)管及各支風(fēng)管都涂以保溫材料。為調(diào)整入爐風(fēng)量,在環(huán)形風(fēng)管19上還設(shè)有控制閥21。進料平臺22的上部為爐門24和爐頂25,外圍是欄桿23,爐頂25上部為爐罩26,其他部位與一般爐結(jié)構(gòu)相同。
這種螺旋風(fēng)套還可采用橫截面為矩形的方筒或圓筒沿其螺旋線環(huán)繞而成。
圖2,這是一種并列式結(jié)構(gòu)的風(fēng)套,它的爐體結(jié)構(gòu)及風(fēng)套設(shè)置區(qū)間與
圖1相同,而風(fēng)套的結(jié)構(gòu)及布置相異。其工作過程是這樣的由鼓風(fēng)系統(tǒng)來的常溫空氣先進上環(huán)管1(管截面為方形、圓形均可),經(jīng)聯(lián)接風(fēng)管2導(dǎo)入由多塊均勻分布的縱向并列風(fēng)套3(截面為矩形),同樣常溫空氣在風(fēng)套內(nèi)側(cè)壁以對流的傳導(dǎo)方式而被加熱,然后經(jīng)導(dǎo)風(fēng)管4使熱風(fēng)自風(fēng)套3匯總到環(huán)形風(fēng)管5,再經(jīng)控制閥6和穿過水套8的風(fēng)管7將熱風(fēng)鼓入爐內(nèi)。為了有效調(diào)節(jié),控制熱風(fēng),環(huán)形風(fēng)管5設(shè)有控制閥。
這種分塊并列的風(fēng)套也可以制成整體式的,就是將風(fēng)套制成一個整體的夾壁套筒,然后在套筒內(nèi)的側(cè)壁與側(cè)壁之間用縱向?qū)Я鞲舭鍖⑻淄矈A壁均勻分隔成若干個縱向氣流通道,最后再由前述的方式將常溫空氣引進,熱風(fēng)引出。同樣這種風(fēng)套也可以通過鋼管的并列方式實現(xiàn)。應(yīng)該指出的是經(jīng)風(fēng)套引出的熱風(fēng)管路外表均涂附保溫材料,以防熱量散失。另外,本風(fēng)套及
圖1中的螺旋風(fēng)套也可以設(shè)置于上述三個區(qū)間中的任一或二個區(qū)間,由于該風(fēng)套是用鍋爐鋼板制做的,若采用更耐熱的抗蝕材質(zhì)(如襯鉻渣)制做風(fēng)套,其設(shè)置區(qū)間還可以下退到1200℃的熔化區(qū)。
風(fēng)套式鉛鼓風(fēng)爐的熱風(fēng)熔煉,自研制以來已先后在兩個生產(chǎn)廠家試投產(chǎn)了三座爐,其中一座是采用并列式風(fēng)套結(jié)構(gòu)的0.38m2鉛鼓風(fēng)爐,另兩座采用螺旋式風(fēng)套結(jié)構(gòu)的0.64m2和1.03m2鉛鼓風(fēng)爐。其生產(chǎn)工藝流程如下鼓風(fēng)機→常溫空氣→通風(fēng)管道→鉛爐風(fēng)套→熱風(fēng)→環(huán)形風(fēng)管→調(diào)節(jié)閥→管道→入爐。
作業(yè)條件如下
生產(chǎn)實踐證明入爐空氣中的氧被加熱增加了活度,惰性氣體氮帶入顯熱,風(fēng)口區(qū)焦炭被迅速燃燒,焦點區(qū)溫度升高集中,提高了鼓風(fēng)爐的熱效率和燃料利用率。因此,強化了生產(chǎn),提高了生產(chǎn)能力,降低了焦比。使?fàn)t況容易正規(guī),尤其在處理含鋅較高的爐料明顯地體現(xiàn)了它的優(yōu)越性,而且更體現(xiàn)其優(yōu)越性是在爐體風(fēng)套部分結(jié)構(gòu),在這個部位不長爐結(jié),延長爐令。
本技術(shù)又完全可以應(yīng)用于有色金屬及其它冶煉爐工藝中。它與目前的鉛鼓風(fēng)爐相比,能耗低,生產(chǎn)效率高。而與專設(shè)熱風(fēng)換熱設(shè)備煉鉛爐相比,結(jié)構(gòu)簡單易行,不需增加設(shè)備、廠房、廠地、水電及加熱燃料,又節(jié)省大量的設(shè)備、技術(shù)管理,操作人員及工程投資。
權(quán)利要求1.一種風(fēng)套式鉛鼓風(fēng)爐是由爐缸、爐身、爐罩及鼓風(fēng)系統(tǒng)組成,其特征在于在爐身的內(nèi)部設(shè)有風(fēng)套。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)套式鉛鼓風(fēng)爐,其特征在于設(shè)在爐身內(nèi)部的風(fēng)套結(jié)構(gòu)為螺旋式風(fēng)套或并列式風(fēng)套。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的風(fēng)套式鉛鼓風(fēng)爐,其特征在于該風(fēng)套設(shè)置于鉛鼓風(fēng)爐的預(yù)熱區(qū)、上還原區(qū)和下還原區(qū),或設(shè)置在這三個區(qū)間的任一、二個區(qū)間。
專利摘要本實用新型提供的是一種風(fēng)套式鉛鼓風(fēng)爐。它的主要特點是在現(xiàn)有的鉛鼓風(fēng)爐內(nèi)設(shè)置風(fēng)套結(jié)構(gòu),利用熔煉過程的余熱,讓通常鼓入煉鉛爐內(nèi)的冷風(fēng)流經(jīng)該風(fēng)套而變?yōu)闊犸L(fēng),再把熱風(fēng)吹入爐內(nèi),從而起到降低焦耗,提高生產(chǎn)效率的作用。同時,這種技術(shù)與專設(shè)熱風(fēng)換熱設(shè)備相比,不僅投資少、見效快,而且又節(jié)省能源,廠房和專用操作、維護人員。
文檔編號F27B1/00GK2065306SQ8920954
公開日1990年11月7日 申請日期1989年9月23日 優(yōu)先權(quán)日1989年9月23日
發(fā)明者田士杰 申請人:田士杰