專利名稱：燃料加熱爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種上加料上加熱的熔體加熱爐，可用于有色合金熔煉，熱浸鍍鋅，熱浸鍍鋁等領(lǐng)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(wú)坩堝，側(cè)面投料，其特點(diǎn)是能源利用率較高，熔體質(zhì)量也較好，但由于無(wú)法實(shí)現(xiàn)上投料，因此，操作不方便，熱浸鍍等工藝無(wú)法應(yīng)用。坩堝式爐的爐口設(shè)在熔體上方，其操作方便，但由于加熱是在熔體的側(cè)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(dǎo)熱系數(shù)大，化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)，既使這樣，坩堝材料對(duì)熔體的污染一直是一個(gè)很大的難題。
本實(shí)用新型的目的是為克服已有燃料爐的上述缺點(diǎn)，提供一種操作方便，熱效率高，提高熔煉和熱浸鍍質(zhì)量的新型燃料加熱爐。
結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)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(cè)墻煙道5的內(nèi)側(cè)墻煙道縱剖面圖；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(nèi)的熔體，2是插入熔體1內(nèi)但不到底的隔離墻，3是燃燒室。4是燒(噴)咀孔，5是側(cè)墻煙道，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(shí)現(xiàn)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(cè)壁上，其出口4與燃燒室3相通。為了使燃料充分燃燒，對(duì)熔體1均勻迅速加熱，在合金熔池的側(cè)壁上裝有側(cè)墻煙道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(cè)墻煙道5的外側(cè)砌筑耐火層10，再外面為保溫層11，最外層為鋼板爐殼。
以上所說(shuō)的燃燒室3是這樣構(gòu)成的它由插入熔體1內(nèi)但不到底的隔離墻2、側(cè)煙道5和熔體1的上表面所圍成的封閉空間構(gòu)成，在燃燒室3的壁上開有燒(噴)咀孔4，燒(噴)咀13裝在孔內(nèi)。
以上所說(shuō)的側(cè)墻煙道5布置在合金熔池的側(cè)壁周圍，可根據(jù)具體要求全布置或部分布置。側(cè)墻煙道5采用豎長(zhǎng)的雙層結(jié)構(gòu)，靠近合金熔體一側(cè)為內(nèi)側(cè)墻煙道，其上部與燃燒室3相通，外層為外側(cè)墻煙道。在內(nèi)側(cè)墻煙道的頂部設(shè)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，由于內(nèi)側(cè)墻煙道與燃燒室3聯(lián)通，可使燃燒室3內(nèi)未完全燃燒的燃料隨高溫?zé)煔馀湃雰?nèi)側(cè)墻煙道5內(nèi)，并與由二次空氣入口6噴入的二次空氣混合繼續(xù)燃燒放熱，通過側(cè)墻傳遞給熔體1。內(nèi)側(cè)墻煙道實(shí)際上起到了輔助燃燒室的作用。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)熔體1均勻加熱，對(duì)高溫燃?xì)?或煙氣)的流向需加以控制，因此，在內(nèi)外側(cè)墻煙道內(nèi)均設(shè)有隔墻在隔墻的上下部位交錯(cuò)開有煙氣流通口，并且在內(nèi)外側(cè)墻煙道之間也設(shè)有煙氣流通口，外側(cè)墻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(nèi)排出的煙氣(或燃?xì)?在內(nèi)側(cè)墻煙道內(nèi)上下往復(fù)流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)熔體1的均勻加熱，然后煙氣再經(jīng)內(nèi)外側(cè)墻煙道之間的煙氣流通口進(jìn)入外側(cè)墻煙道，以與內(nèi)側(cè)墻煙道相反的方向上下往復(fù)流動(dòng)，最后進(jìn)入排煙道9排出。外側(cè)墻煙道的主要作用是利用煙氣余熱對(duì)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，目的是利用煙氣余熱對(duì)二次空氣預(yù)熱，使二次空氣進(jìn)入內(nèi)側(cè)墻煙道后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(yīng)選用導(dǎo)熱系數(shù)較大的材料為宜。
為了使合金熔池內(nèi)的熔體1不至于流入側(cè)墻煙道內(nèi)，內(nèi)側(cè)墻煙道上部與燃燒室3相通的煙氣流通口要高于熔體1的上表面?？紤]到合金熔池底部的熔體溫度不宜過高的要求，側(cè)墻煙道的底部可高出合金熔池底面100－200mm。
根據(jù)具體的工藝要求，合金熔池可以采用圓形式其它形狀結(jié)構(gòu)，若采用圓形結(jié)構(gòu)，燒(噴)咀13可沿燃燒室3的切線布置，這樣由于噴入的燃油或燃?xì)饪裳貓A形燃燒室壁面旋轉(zhuǎn)流動(dòng)從而大大改善燃燒效果。
上述方案的優(yōu)點(diǎn)是由于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(xiàn)有加熱爐不能實(shí)現(xiàn)的上加熱上加料的缺點(diǎn)，從而使?fàn)t子整體結(jié)構(gòu)更為合理，這樣不僅具有反射爐熱效率高的優(yōu)點(diǎn)，而且加料操作方便，由于不用坩堝，避免了坩堝材料污染熔體，特別是采用側(cè)墻煙道結(jié)構(gòu)，使?fàn)t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(jìn)行。
本實(shí)用新型的上述方案可通過以下實(shí)施例實(shí)現(xiàn)實(shí)施例1 用于鋼結(jié)構(gòu)件熱浸鍍鋅工藝的加熱爐。
用于熱浸鍍鋅工藝時(shí)的加熱爐結(jié)構(gòu)如
圖1、圖2、圖3所示。其爐口采用上大下小結(jié)構(gòu)，爐口的尺寸以滿足所加工最大工件要求的情況下盡量小，以減少熱量損失，節(jié)約能源。爐膛采用矩形結(jié)構(gòu)，熔體總量應(yīng)足夠保證正常生產(chǎn)時(shí)鋅液溫度的穩(wěn)定。側(cè)墻煙道由多組砌塊組成，在砌塊聯(lián)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(gè)砌塊接縫中滲出的可能性，砌塊間的結(jié)合面也可做成曲折的形狀。為便于調(diào)整燃燒氣體的溫度，選用全熱風(fēng)燒咀，一次風(fēng)通過燒咀供給，此時(shí)空氣過剩系數(shù)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(tǒng)6、8，將其余空氣供入側(cè)墻煙道，促使燃料在其中完全燃燒。側(cè)墻煙道的底部留出100～200mm的高度不通煙氣，用于獲得熔體底部的較低溫度區(qū)，便于撈渣過程的進(jìn)行。該實(shí)施例原則上適用于線材，帶材的連續(xù)式熱浸鍍鋅工藝過程。
實(shí)施例2 用于鋼鐵熱浸鍍鋁工藝由于熱浸鍍鋁時(shí)，鋁液表面會(huì)形成一層致密的氧化膜，保護(hù)鋁液不發(fā)生進(jìn)一步氧化。為了防止還原性氣氛對(duì)鋁液的滲氫作用，燃燒室3中為微氧化性氣氛，空氣過剩系數(shù)α＝1.0～1.10。燃燒過程在進(jìn)入側(cè)墻煙道之前就已完成，因此，在結(jié)構(gòu)上可以省去二次風(fēng)供風(fēng)系統(tǒng)6、7、8。爐子的其它結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)應(yīng)用原則與實(shí)施例1完全相同。
實(shí)施例3 用于小型零件熱浸鍍的圓形爐對(duì)于如螺栓、螺母、水暖連結(jié)件等一些尺寸較小的零部件，雖然可以采用實(shí)施例1、2所述的方法，但是由于零件小、產(chǎn)量不大，爐子尺寸較小，采用矩形結(jié)構(gòu)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(hào)部件的名稱、功能與
圖1－圖3中的完全相同。為適應(yīng)圓形爐膛要求、側(cè)墻煙道加工成弧形。燃燒室為環(huán)行，燒咀布置在圓周切線方向，燃料由件13噴入后在燃燒室中旋轉(zhuǎn)燃燒，并在適當(dāng)位置進(jìn)入側(cè)墻煙道，完成整個(gè)換熱過程。
當(dāng)作為熱浸鍍鋅工藝用時(shí)，按實(shí)施例1的原則，分兩次供給所需空氣，燃燒過程最終在側(cè)墻煙道中完成，二次風(fēng)供給系統(tǒng)供給足夠的空氣。
當(dāng)作為熱浸鍍鋁工藝用時(shí)，按實(shí)施例2的原則，省去二次風(fēng)供給系統(tǒng)，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(dāng)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(shí)最好維持燃燒室3中為中性氣氛。
實(shí)施例4 用于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(jīng)濟(jì)價(jià)值，但通常情況下的火法回收燒損大、生產(chǎn)率低，限制了生產(chǎn)的發(fā)展。采用本實(shí)用新型的爐型，只要安裝上一個(gè)投料機(jī)構(gòu)，就可以保證在缺氧環(huán)境下熔化廢渣、屑，同時(shí)又有比較好的操作條件。
加料機(jī)構(gòu)可以制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。位于爐內(nèi)的部分，用導(dǎo)熱性較好的耐火材料制造，火焰除直接加熱熔體表面，側(cè)墻煙道外，還直接加熱螺旋加料器的外表面。使?fàn)t料一邊在螺旋加力下向熔體底部運(yùn)動(dòng)，一邊受熱熔化。到達(dá)爐底完成熔化過程，合金中的雜質(zhì)等浮上熔體表面便于清除。
由于采用了上加熱，生產(chǎn)量不受坩堝容積限制，生產(chǎn)效率提高，而且爐料在螺旋加熱器中邊運(yùn)動(dòng)，邊快速熔化，減少了燒損，提高了生產(chǎn)合金的質(zhì)量和回收率。
權(quán)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，其特征是爐口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(cè)壁上，其出口4與燃燒室3相通，合金熔池的側(cè)壁上裝有側(cè)墻煙道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(cè)墻煙道5外側(cè)砌筑耐火層10，再外面為保溫層11，最外層為鋼板爐殼。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料加熱爐，其特征是所說(shuō)的燃燒室3是由不到底的隔離墻2、側(cè)墻煙道5和熔體1的上表面所圍成的封閉空間構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的燃料加熱爐，其特征是側(cè)墻煙道5可沿合金熔池側(cè)壁周圍布置，它采用豎長(zhǎng)的雙層結(jié)構(gòu)，靠近合金熔池一側(cè)為內(nèi)側(cè)墻煙道，其上部與燃燒室3相通，外層為外側(cè)墻煙道，內(nèi)外側(cè)墻煙道內(nèi)均設(shè)有隔墻，隔墻的上下部位交錯(cuò)開有煙氣流通口，在內(nèi)側(cè)墻煙道的頂部設(shè)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(nèi)外側(cè)墻通道之間設(shè)有煙氣流通口，外側(cè)墻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(jù)權(quán)利要求1所述的燃料加熱爐，其特征是內(nèi)側(cè)墻煙道上部與燃燒室3相通的煙氣流通口要高于熔體1的上表面，側(cè)墻煙道的底部要高出合金熔池底面100～200mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料加熱爐，其特征是合金熔池可采用圓形或其它形狀結(jié)構(gòu)，若采用圓形結(jié)構(gòu)，燒(噴)咀13沿燃燒室3的切線布置。
專利摘要適用于有色合金熔煉、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。其特征是爐口和燃燒室布置在合金熔池上方，在合金熔池的側(cè)壁上裝有側(cè)墻煙道，燃燒室由不到底的隔離墻、側(cè)墻煙道和熔化的上表面所圍成的封閉空間構(gòu)成，側(cè)墻煙道采用豎長(zhǎng)的雙層結(jié)構(gòu)。由于采用上加熱加料和側(cè)墻煙道的輔助燃燒機(jī)構(gòu)，因此，它具有操作方便，熱效率高，熔煉、浸鍍質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F27B14/00GK2153752SQ9223436
公開日1994年1月19日 申請(qǐng)日期1992年9月26日 優(yōu)先權(quán)日1992年9月26日
發(fā)明者曹占義 申請(qǐng)人:吉林工業(yè)大學(xué)