專利名稱：蓄熱燃燒式熔鋁爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種熔鋁爐，具體說是涉及一種蓄熱燃燒式熔鋁爐。其主要應(yīng)用 于純鋁錠、鋁合金錠、再生鋁等的熔化，也可延伸至金屬鋅及其合金等和鋁物理性質(zhì)相似的 有色金屬的熔化。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的熔鋁爐采用如下燃燒方式空氣不經(jīng)過蓄熱(或預熱)，在燒嘴內(nèi)直接與燃 氣摻混后噴入爐膛內(nèi)燃燒。其火焰容易形成較大的溫度梯度，導致爐內(nèi)溫度場不均勻，提供 的火焰溫度偏低，熔化速度偏慢。此外，高溫煙氣經(jīng)過煙道有限冷卻后直接排出，帶走大量 余熱，其中也有一些未燃盡的有害物質(zhì)，造成既污染環(huán)境又浪費能源的后果。因而這種熔鋁 爐的生產(chǎn)運行必然存在高能耗低效率不環(huán)保的缺點。發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的就是提供一種蓄熱燃燒式熔鋁爐，其可解決現(xiàn)有技術(shù)存在的高 能耗、低效率、不環(huán)保的的問題。本實用新型的目的是通過下述技術(shù)方案來實現(xiàn)的，本實用新型所提供的蓄熱燃燒 式熔鋁爐包括爐體、供風總管、排煙總管、燃氣總管、控制裝置、三通換向閥和蓄熱燒嘴，在 爐體蓄熱燒嘴上設(shè)有內(nèi)外相通的燃氣通道、空氣通道和煙氣通道并分別與爐體外的三通換 向閥、供風總管、排煙總管及燃氣系統(tǒng)連接，在所述的蓄熱燒嘴的燃氣通道和空氣通道的內(nèi) 端設(shè)有預混空間，蓄熱燒嘴能使空氣和燃氣更好的摻混燃燒，蓄熱燒嘴的一個接口與所述 的燃氣通道的外端連接，蓄熱燒嘴的另一個接口通過三通換向閥與所述的供風總管和排煙 總管連接；燃氣通道外端與燃氣總管之間串聯(lián)一快切閥。在爐體的兩側(cè)或一側(cè)各設(shè)置多組或一組蓄熱燒嘴和空氣通道以及與其連接的快 切閥和三通換向閥。所述的蓄熱燒嘴由殼體和置于其內(nèi)的蓄熱小球構(gòu)成，殼體的內(nèi)襯為澆注料及纖維 板，在殼體的頂部和側(cè)面分別設(shè)有小球裝填口和小球卸出口。所述的三通換向閥和快切閥均為氣動閥，由氣缸驅(qū)動。該蓄熱燃燒式熔鋁爐還包括控制裝置，包括溫度傳感器、壓力傳感器、流量傳感 器、各種調(diào)節(jié)閥門、PLC系統(tǒng)，溫度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器與PLC的相應(yīng)輸入端連 接，PLC系統(tǒng)用于熔鋁爐各種實時信號(溫度、壓力、流量等)的檢測，并輸出控制各種調(diào)節(jié) 閥門的開度；PLC系統(tǒng)用于控制三通換向閥和快切閥的動作以實現(xiàn)換向燃燒；溫度傳感器 分別設(shè)在排煙總管、蓄熱燒嘴的連接管道內(nèi)、爐頂，用于來檢測排煙溫度和爐溫；壓力傳感 器設(shè)在空氣管道、燃氣管道和爐頂，用于來檢測空氣壓力、燃氣壓力、爐膛壓力；各種調(diào)節(jié)閥 門分別設(shè)在空氣管道、燃氣管道和排煙管道，用于調(diào)節(jié)空氣、燃氣和排煙流量；PLC系統(tǒng)根 據(jù)生產(chǎn)工藝要求及時調(diào)整空、燃氣流量，排煙閥門開度等參數(shù)實現(xiàn)爐子運行的遠程操作化 和高效化。[0009]本實用新型采取一側(cè)燃燒一側(cè)排煙、兩側(cè)交替換向燃燒/排煙的方式，從而保證 爐膛整體上處于連續(xù)穩(wěn)定燃燒的狀態(tài)。一方面通過PLC系統(tǒng)來控制三通換向閥、快切閥 的動作并進而實現(xiàn)換向燃燒，另一方面通過PLC系統(tǒng)及各傳感器來檢測爐溫、爐壓、排煙溫 度，并根據(jù)生產(chǎn)工藝要求及時調(diào)整空、燃氣流量，排煙閥門開度等參數(shù)實現(xiàn)爐子生產(chǎn)的遠程 操作化高效化。當爐子排煙溫度超標，PLC系統(tǒng)會自動報警并加快換向頻率以降低排煙溫度；當 三通換向閥及快切閥出現(xiàn)故障，PLC系統(tǒng)會自動報警并告知故障點及故障原因，在采取措施 解除故障后可以進行復位以恢復正常換向狀態(tài)。當空/燃氣或壓縮空氣壓力出現(xiàn)異常時 PLC系統(tǒng)能自動報警并采取相應(yīng)有效措施確保爐子生產(chǎn)過程的安全性。三通換向閥采取氣動兩位三通電磁閥來推動(或旋轉(zhuǎn))氣缸作用以實現(xiàn)供風狀態(tài) 及排煙狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。快切閥也采取氣動兩位三通電磁閥來推動(或旋轉(zhuǎn))氣缸以實現(xiàn)燃氣 的通斷狀態(tài)。本實用新型具有以下優(yōu)點1、生產(chǎn)高效能冷空氣經(jīng)過蓄熱燒嘴后溫度接近爐溫，與進入爐內(nèi)的燃氣混合后 快速充分燃燒，爐膛升溫快，爐膛溫度場均勻，高溫段運行效果更佳，大大提高熱量提供能 力，縮短加熱周期，提高了熔化生產(chǎn)效能。2、鋁液高品質(zhì)由于燃燒的高效性可以盡可能的減少供風量，降低有色金屬的氧 化燒損，爐內(nèi)溫度場的均勻性也確保了原料加熱的整體平衡均勻度，從而提高了熔化鋁液 的品質(zhì)。3、能源低消耗高溫煙氣通過蓄熱燒嘴將絕大多數(shù)熱量傳給冷空氣，大大減少了 排煙熱損失；并且由于燃燒的高效性可以盡可能的降低過量空氣系數(shù)，減少過量空氣加熱 損失；在減小各類熱損失的同時就提高了爐子熱效率，提高了火焰溫度，同樣大大降低了燃氣消耗量。4、操作安全智能化通過控制裝置對爐子生產(chǎn)過程及各項運行參數(shù)可以很直觀的 進行遠程實時監(jiān)控，出現(xiàn)故障可以報警并對某些突發(fā)事件做應(yīng)急處理。這樣增強了管理高 效性，節(jié)約了人力資源，保障了生產(chǎn)安全性。下面就有關(guān)本實用新型的技術(shù)內(nèi)容及詳細說明，現(xiàn)配合附圖和所給出的實施例進 行說明如下。
圖1是本實用新型實施例的正面總體結(jié)構(gòu)剖視示意圖；圖2是圖1的俯視圖；圖3是圖1的左視圖或右視圖；圖4是本實用新型內(nèi)側(cè)燃燒、外側(cè)排煙的工作狀態(tài)示意圖；圖5是本實用新型外側(cè)燃燒、內(nèi)側(cè)排煙的工作狀態(tài)示意圖；圖6a是本實用新型三通換向閥實施例的結(jié)構(gòu)排煙狀態(tài)示意圖；圖6b是本實用新型三通換向閥實施例的結(jié)構(gòu)進風燃燒狀態(tài)示意圖；圖7a是本實用新型快切閥實施例導通狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7b是本實用新型快切閥實施例關(guān)閉狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；[0027]圖8是本實用新型應(yīng)用時的總系統(tǒng)構(gòu)成圖；圖9是本實用新型的控制裝置的構(gòu)成示意圖。
具體實施方式
參見圖1、圖2、圖3和圖7，附圖所示的是本實用新型的蓄熱燃燒式熔鋁爐的一個 實施例，其包括爐體7、供風總管4、蓄熱燒嘴1、排煙總管5及燃氣通道6，在爐體7的一側(cè) 設(shè)有兩個蓄熱燒嘴1，在蓄熱燒嘴1的內(nèi)側(cè)噴口設(shè)有預混空間。蓄熱燒嘴1的一個接口與所 述的燃氣通道6連接，蓄熱燒嘴1的另一個接口通過三通換向閥2與所述的供風總管4和 排煙總管5連接；在所述的燃氣通道6與燃氣總管5之間串聯(lián)一快切閥3?？烨虚y3和三 通換向閥2由氣缸驅(qū)動(未圖示出)，并通過氣路控制裝置與壓縮空氣管道連接。參見附圖4和5，蓄熱燒嘴1內(nèi)部裝有大量小球，內(nèi)襯為澆注料及纖維板。頂部有 小球裝填口 14，側(cè)面有小球卸出口 15，可以很方便地清理和更換小球。小球的比表面積可 達250m2/m3，眾多的小球?qū)饬鞣指畛珊苄〉臍饬魍ǖ?，氣體流過時，形成強烈紊流區(qū)，使換 熱系數(shù)大大增強，再加之球徑小，密度大，比熱容大，導熱系數(shù)大，使小球在較短的換向周期 (大約1-2分鐘)內(nèi)可以吸收(遇高溫煙氣)或釋放(遇冷空氣時)大量熱量。一般來說， 經(jīng)過蓄熱燒嘴1后的熱空氣溫度與爐膛煙氣溫度僅相差100°C左右，溫度效率高達85%以 上；經(jīng)過蓄熱燒嘴1后的排煙溫度可以降至150°C以下。參見圖1、圖2、圖3、圖4和圖5，本實用新型的蓄熱燒嘴1、三通換向閥2和快切 閥3三者將爐膛燃燒的三大要素燃氣、空氣、排煙有機的整合起來，可提供手動或遠程控 制協(xié)調(diào)有序地運行，實現(xiàn)爐子兩個蓄熱燒嘴1交替換向燃燒的功能，(如圖4、圖5所示)如 此交替往復，從而保證了爐子整體的穩(wěn)定連續(xù)運行。參見圖1和6a和6b，本實用新型使用的三通換向閥2采用本公司專利產(chǎn)品(專 利號為=200420003593. 9)，其包括外殼21、閥板22和軸桿23，外殼21上設(shè)有三個接口 24、 25,26,分別供接空氣管道、煙氣管道與燒嘴出口，閥板22的一邊連接在軸桿23，軸桿23密 封移動穿出外殼21，并與驅(qū)動機構(gòu)氣缸連接?？梢詫崿F(xiàn)頻繁且快速地換向，在2 3秒內(nèi)實 現(xiàn)轉(zhuǎn)換動作完成，一小時內(nèi)可實現(xiàn)高達120次的換向周期。其結(jié)構(gòu)緊湊，工作平穩(wěn)可靠，維 護簡單方便。參見圖7a和7b，其快切閥3也采用本公司研制的產(chǎn)品，其由外殼31、閥座32閥瓣 33和閥桿34構(gòu)成，驅(qū)動機構(gòu)為氣缸35。工作時與三通換向閥聯(lián)動，實現(xiàn)燃氣頻繁且快速地 通斷。其同樣具有結(jié)構(gòu)緊湊，工作平穩(wěn)可靠，維護簡單方便的優(yōu)點。本實用新型的所使用的三通換向閥2和快切閥3的動作可通過手動換向(切換)， 也可采用定時自動換向(切換)的控制方式，圖8是本實用新型自動控制裝置的構(gòu)成總圖。參見圖8，本實用新型的三通換向閥2及快切閥3的動作由PLC系統(tǒng)14來控制，超 溫報警并自動調(diào)整換向時間等一系列功能。同一蓄熱燒嘴1在由燃燒狀態(tài)轉(zhuǎn)至排煙狀態(tài) 瞬間總是先關(guān)燃氣快切閥3，再將三通換向閥2切換至排煙狀態(tài)。相反在由排煙狀態(tài)轉(zhuǎn)至燃 燒狀態(tài)瞬間總是先將三通換向閥2切換至供風狀態(tài)，再開燃氣快切閥3。在換向過程中出現(xiàn) 某個閥門動作有誤，其系統(tǒng)會立即將燃氣快切閥3置于關(guān)閉狀態(tài)，三通換向閥2置于供風狀 態(tài)，以防止燃氣泄漏事故發(fā)生。參見圖8和圖9，本實用新型的PLC系統(tǒng)14的信號處理功能[0037]DPLC系統(tǒng)14完成對生產(chǎn)過程中各種參數(shù)數(shù)據(jù)的采集，輸入/輸出信號的變換， 處理，顯示，記錄，累積，運算，連鎖報警，回路控制等功能。信號包括三通換向閥2 (爐外) 及快切閥3(爐外)的及時狀態(tài)及控制、爐膛溫度(爐頂)、爐膛壓力(爐頂)、燃氣壓力及 調(diào)節(jié)(燃氣管道)、燃氣流量及調(diào)節(jié)(燃氣管道)、空氣流量及調(diào)節(jié)(空氣管道)、空氣壓力 (空氣管道)、排煙溫度及調(diào)節(jié)(排煙管道)、氣源壓力(壓縮空氣管道上)?；貌捎肅RT顯示器13顯示的方式，顯示各監(jiān)視控制所必須的各種操作，監(jiān)視畫面。3)操作人員通過對CRT顯示器13的總貌畫面，流程畫面，趨勢記錄，報警，操作等 畫面的觀察分析，使用操作員專用鍵盤和鼠標進行操作。4)可通過打印機15進行班報，日報打印，為生產(chǎn)管理提供可靠的數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求1.一種蓄熱燃燒式熔鋁爐，其包括爐體、蓄熱燒嘴、三通換向閥、控制裝置、供風總管、 排煙總管及燃氣總管，在爐體蓄熱燒嘴上設(shè)有內(nèi)外相通的燃氣通道、空氣通道和煙氣通道 并分別與爐體外的三通換向閥、供風總管、排煙總管及燃氣總管連接，在所述的蓄熱燒嘴的 燃氣通道和空氣通道的內(nèi)端設(shè)有預混空間，其特征在于該蓄熱燒嘴能使空氣和燃氣更好 的摻混燃燒，蓄熱燒嘴的一個接口與所述的燃氣通道連接，蓄熱燒嘴的另一個接口通過三 通換向閥與所述的供風總管和排煙總管連接；所述的燃氣通道外端與燃氣總管之間串聯(lián)一 快切閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄熱燃燒式熔鋁爐，其特征在于在爐體的兩側(cè)或一側(cè)各設(shè) 置多組或一組蓄熱燒嘴和空氣通道以及與其連接的燃氣通道、快切閥和三通換向閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄熱燃燒式熔鋁爐，其特征在于所述的蓄熱燒嘴由殼體和 置于其內(nèi)的蓄熱小球構(gòu)成，殼體的內(nèi)襯為澆注料及纖維板，在殼體的頂部和側(cè)面分別設(shè)有 小球裝填口和小球卸出口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的蓄熱燃燒式熔鋁爐，其特征在于所述的三通換向 閥和快切閥均為氣動閥，通過氣缸驅(qū)動。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的蓄熱燃燒式熔鋁爐，其特征在于所述的控制裝置 包括溫度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器、各種調(diào)節(jié)閥門、PLC系統(tǒng)，溫度傳感器、壓力傳感 器、流量傳感器與PLC系統(tǒng)的相應(yīng)輸入端連接；溫度傳感器分別設(shè)在排煙總管、蓄熱燒嘴的 連接管道內(nèi)、爐頂；壓力傳感器設(shè)在空氣管道、燃氣管道和爐頂；各種調(diào)節(jié)閥門分別設(shè)在空 氣管道、燃氣管道和排煙管道。
專利摘要本實用新型提供一種蓄熱燃燒式熔鋁爐，其包括爐體、蓄熱燒嘴、三通換向閥、控制裝置、供風總管、排煙總管及燃氣總管，在爐體蓄熱燒嘴上設(shè)有內(nèi)外相通的燃氣通道、空氣通道和煙氣通道并分別與爐體外的三通換向閥、供風總管、排煙總管及燃氣總管連接，在所述的蓄熱燒嘴的燃氣通道和空氣通道的內(nèi)端設(shè)有預混空間，所述的蓄熱燒嘴能使空氣和燃氣更好的摻混燃燒，燒嘴的一個接口與所述的燃氣通道連接，燒嘴的另一個接口通過三通換向閥與所述的供風總管和排煙總管連接；所述的燃氣通道外端與燃氣總管之間串聯(lián)一快切閥。
文檔編號F27B3/00GK201837223SQ20102028621
公開日2011年5月18日 申請日期2010年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月9日
發(fā)明者王茹芬, 辛衛(wèi)亞 申請人:辛衛(wèi)亞