CN105157418A - 一种可连续投料的燃气回转熔炼炉及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可连续投料的燃气回转熔炼炉及其生产方法，包括预热料仓、主炉以及烧嘴，预热料仓连接主炉，主炉安装有烧嘴，主炉架上横向间隔安装有两组托辊，主炉轴线倾斜架设在两组托辊上，在托辊支撑位置对应的主炉外均固装有一旋转环，旋转环与托辊配合，主炉较高一端的主炉加料口同轴连接预热料仓的料仓出料口；在预热料仓下端支撑有一料仓支架，该料仓支架与预热料仓之间间隔安装有两组托辊，托辊由变频电机驱动转动进而带动预热料仓旋转。本发明中的冷料经由皮带加料机等结构加入预热料仓中，利用高温炉气对其加温预热，减少能耗，结构简单，操作方便，而且在加料的同时，主炉可以升温熔炼，提高生产效率。
Description
技术领域
本发明属于铸铁领域，尤其是一种可连续投料的燃气回转熔炼炉及其生产方法。
背景技术
铸铁熔炼炉按照加热方式可分为焦炭冲天炉、电炉和燃气炉三类，焦炭冲天炉颗粒物、二氧化硫等排放量大，对环境污染严重；电炉使用时对电网冲击大，间歇出铁，且成本偏高；燃气熔炉又分燃气冲天炉和转炉两种，其中燃气冲天炉使用水冷格栅，有安全隐患，铁水温度低，和电炉配合使用才能发挥最大效益。
目前，在用的回转炉均为间歇式工作制，热效率50％左右，整个工作周期分为加料、熔化、过热、出铁液、出渣等5个不同阶段。根据回转炉容量不同一个生产周期需要100～210分钟不等，如果不能满负荷工作，热效率会降低，生产成本增加。因此，这样的工作制比较适合大件生产，铁液可以很快用完，如果用于生产小件或造型能力不足，则不利于发挥回转炉的优势；另外由于加热、出铁水和加料时转炉主体处于不同的位置，辅助时间约占40％，其中仅加料要占用10～25分钟，生产效率较低。
与本专利技术领域相近的在先申请：
一种可连续生产的回转炉及其生产方法(公告号：103994654)，包括转炉主体、烧嘴孔、虹吸式出铁口、隔离堰、熔化区、高温区、固定预热仓、预热区、烟气出口以及换热器，转炉主体由耐火材料外包耐热钢制成，转炉主体轴线倾斜放置，转炉主体较低一端的端面中部制有烧嘴孔，该烧嘴孔内安装烧嘴，其特征在于：转炉主体进料口一端通过密封连接固定预热仓的下部开口，预热仓下部的材料通道呈一定倾角，固定预热仓内部纵向空腔为预热区，固定预热仓上部开有投料口，固定预热仓上端通过烟气出口和换热器相连；转炉主体的另一端中部安装烧嘴，并且在接近烧嘴一侧的转炉主体顶部壁上制有一虹吸式出铁口；转炉主体内中部径向制有一环形的隔离堰，该隔离堰将转炉主体内部空间分为熔化区和高温区两部分。
对比可知，本专利申请的技术方案与在先申请相比技术更为完善，而且具有明显地技术效果。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种设计科学、结构简单、优质高效、节能环保的可连续投料的燃气回转熔炼炉。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种可连续投料的燃气回转熔炼炉，包括预热料仓、主炉以及烧嘴，预热料仓连接主炉，主炉安装有烧嘴，其特征在于：
主炉架上横向间隔安装有两组托辊，主炉轴线倾斜架设在两组托辊上，在托辊支撑位置对应的主炉外均固装有一旋转环，旋转环与托辊配合，电机驱动托辊转动进而带动主炉进行旋转；主炉较高一端的主炉加料口同轴连接预热料仓的料仓出料口；
预热料仓为同轴连通的圆柱圆锥结构，在预热料仓下端支撑有一料仓支架，该料仓支架与预热料仓之间间隔安装有两组托辊，该两组托辊共同支撑预热料仓，在托辊支撑位置对应的预热料仓外均固装有一旋转环，托辊由变频电机驱动转动进而带动预热料仓旋转。
而且，所述烧嘴安装在可摆动的烧嘴架上；主炉较低一端的端面中部制有烧嘴孔，烧嘴插入该烧嘴孔内对主炉内进行加热。
而且，所述预热料仓的倾斜角度可调节。
而且，所述料仓支架安装在一料仓小车上端，料仓小车导向移动安装在水平横向设置的轨道上，料仓小车带动预热料仓横向移动。
而且，预热料仓的料仓加料口同轴安装有一加料斗。
一种可连续投料的燃气回转熔炼炉的生产方法，其特征在于：步骤如下：
⑴预热：对空的主炉进行加热达到预设温度；
⑵投料预热：称量后的原料通过传送带加经入到预热料仓内，原料在预热料仓内受到主炉内熔化区排出的高温炉气加温预热；
⑶向主炉加料，移动预热料仓，使预热料仓的出料口与主炉的进料口相接，启动送料模式，主炉和预热仓同时进行旋转，刚刚加入的冷原料推动预热仓内已经经过预热的热原料进入主炉，新加入的原料在预热料仓内均匀铺开；
⑷原料熔化：烧嘴加大燃烧功率，进入升温燃烧状态，通过辐射将热量传递给原料，同时将主炉的炉壁加热，随着主炉的旋转，高温炉壁和原料接触，将热量传导给原料，使其温度迅速升高，部分原料温度首先超过熔化温度，变成熔融状态的铁液，原料加速熔化，直到全部熔化；
⑸过热：原料全部熔化后，继续加热使铁液升温；同时，主炉转动使得高温区的波浪形炉壁搅动铁水，加速高温铁液与低温铁液混合，使铁液温度趋于一致；
⑹放出铁液：出铁口转至低位时，铁液由出铁口流出；
⑺排出铁渣。
而且，步骤⑶至步骤⑹循环进行，成为连续的生产过程。
而且，步骤⑺排出铁渣：大部分炉渣随铁液一起排出，未能随铁液排出的炉渣积累到一定量时，将出铁口转至最低位置，打开出铁口将渣排出，或者将主炉液面和出铁口平，先清除炉渣后在出铁液。
本发明的优点和积极效果是：
1、本发明中的冷料经由皮带加料机等结构加入预热料仓中，利用高温炉气对其加温预热，提高热效率，减少能耗。
2、本发明的预热料仓和加料机构二合一，结构简单，操作方便，而且在加料的同时，主炉可以升温熔炼，提高生产效率。
3、本发明可以根据工艺需要，灵活安排生产方式，可以是少量多批次熔炼，也可以满炉熔炼。
附图说明
图1为本发明的主体部分总装结构示意图；
图2为图1的俯视图；
图3为本发明回转炉的主体结构剖视图；
图4为图1的右视图。
附图中标记：1烧嘴，2主炉，3预热料仓，4加料斗，5轨道，6料仓架，7料仓小车，8主炉架，9旋转环，10托辊，11烧嘴架，12原料，13铁液。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
一种可连续投料的燃气回转熔炼炉，主体部分结构如说明书附图所示，为了便于说明本实施例以附图1所示方向进行说明，包括预热料仓3、主炉2以及烧嘴1，预热料仓连接主炉，主炉安装有烧嘴，原料12经传送带和加料斗进入预热料仓内进行预热，然后进入主炉，由烧嘴进行加热熔炼；
本实施例的烧嘴为纯氧烧嘴，外接氧气和天然气供给系统以及控制系统。在大部分地区需要配置液氧储罐、LNG储罐等外围设备。
本发明的创新点在于：
主炉的主体为圆筒形结构，主炉架8上横向间隔安装有两组托辊10，右侧的托辊比左侧托辊的位置高，主炉架设在两组托辊上使轴线倾斜，在托辊支撑位置对应的主炉外均固装有一旋转环9，旋转环与托辊配合，电机驱动托辊转动，进而驱动旋转环带动主炉进行旋转；
主炉较低一端的端面中部制有烧嘴孔，并在该烧嘴孔内安装烧嘴11，该烧嘴安装在可摆动的烧嘴架11上(参见附图2)，加热时烧嘴架带动烧嘴摆动到工作位置烧嘴插入主炉的烧嘴孔，不需加热时，烧嘴摆转抽出，恢复待机位置。
主炉较高一端的主炉加料口同轴连接预热料仓3的料仓出料口，预热料仓的料仓加料口同轴安装有一加料斗4，该加料斗用于接收皮带加料机等设备输入原料；冷料(温度较低的原料)经皮带加料机等结构加入预热料仓中，利用高温炉气对其加温预热，提高热效率，减少能耗；
预热料仓为同轴连通的圆柱圆锥结构(见图3)，上部的加料口为直径较大的圆柱端，下部的出料口为直径较小的圆锥端，在预热料仓下端支撑有一料仓支架6，该料仓支架与预热料仓之间间隔安装有两组托辊，该两组托辊共同支撑预热料仓，在托辊支撑位置对应的预热料仓外均固装有一旋转环，托辊由变频电机驱动转动，进而带动预热料仓转动，加料时旋转预热料仓，即可顺利地将原料送入主炉内。
料仓支架上的两组托辊的高度可调节，从而调节预热料仓的倾斜角度，加料量可以通过调节预热料仓的角度进行控制；
主炉和预热料仓分别在各自电机驱动下进行转动，上料时，加料时预热料仓和主炉同步旋转，冷料经预热料仓预热后进入主炉熔炼，保证炉料顺利进入主炉，避免炉料卡进主炉和料仓的间隙中；根据生产情况可以分别调节主炉及预热料仓的转速。
所述料仓支架安装在一料仓小车7上端，料仓小车导向移动安装在水平横向设置的轨道5上，料仓小车带动预热料仓横向移动；在熔炼阶段，通过移动预热料仓，可以全部或部分封住主炉上部的加料口，从而调节烟气通道面积，达到控制炉压的目的，同时阻止预热料仓中的炉料进入主炉。
而且，修炉时可以料仓小车敞开主炉的加料口，便于维修操作。
工作过程如下：
⑴预热：对空的主炉进行加热达到预设温度；
⑵投料预热：称量后的原料通过传送带加经入到预热料仓内，原料在预热料仓内受到熔化区排出的高温炉气加温预热；
⑶向主炉加料，移动预热料仓，使预热料仓的出料口与主炉的进料口相接，启动皮带机送料模式，主炉和预热仓同时进行旋转，刚刚加入的冷原料推动预热仓内已经经过预热的热原料进入主炉，新加入的原料在预热料仓内均匀铺开；
⑷原料熔化：烧嘴加大燃烧功率，进入升温燃烧状态，通过辐射将热量传递给原料12，同时将主炉的炉壁加热，随着主炉的旋转，高温炉壁和原料接触，将热量传导给原料，使其温度迅速升高，部分原料温度首先超过熔化温度，变成熔融状态的铁液13，原料加速熔化，直到全部熔化；
⑸过热：原料全部熔化后，继续加热使铁液升温；同时，主炉转动使得高温区的波浪形炉壁搅动铁水，加速高温铁液与低温铁液混合，使铁液温度趋于一致；
⑹放出铁液：出铁口转至低位时，铁液由出铁口流出，由于熔炉生产率和浇铸部分生产能力匹配，在出铁间隔时间内有足够的过热铁液产生，保证合格铁液量满足需求；如果铁液有剩余，可以继续加料熔化，也可以根据需要，维持炉内还原气氛保温，直到用完炉内铁液；
步骤⑶至步骤⑹可以根据需要进行循环重复，成为连续的生产过程，选择适当的加料速度、烧嘴功率并维持原料成分的均匀性，保证铁液的温度以及成分符合要求；
⑺排出铁渣：大部分炉渣随铁液一起排出，未能随铁液排出的炉渣积累到一定量时，将出铁口转至最低位置，打开出铁口将渣排出，也可以将主炉液面和出铁口平，先清除炉渣后在出铁液。
尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。
Claims (8)
1.一种可连续投料的燃气回转熔炼炉，包括预热料仓、主炉以及烧嘴，预热料仓连接主炉，主炉安装有烧嘴，其特征在于：
主炉架上横向间隔安装有两组托辊，主炉轴线倾斜架设在两组托辊上，在托辊支撑位置对应的主炉外均固装有一旋转环，旋转环与托辊配合，电机驱动托辊转动进而带动主炉进行旋转；主炉较高一端的主炉加料口同轴连接预热料仓的料仓出料口；
预热料仓为同轴连通的圆柱圆锥结构，在预热料仓下端支撑有一料仓支架，该料仓支架与预热料仓之间间隔安装有两组托辊，该两组托辊共同支撑预热料仓，在托辊支撑位置对应的预热料仓外均固装有一旋转环，托辊由变频电机驱动转动进而带动预热料仓旋转。
2.根据权利要求1所述的可连续投料的燃气回转熔炼炉，其特征在于：所述烧嘴安装在可摆动的烧嘴架上；主炉较低一端的端面中部制有烧嘴孔，烧嘴插入该烧嘴孔内对主炉内进行加热。
3.根据权利要求1所述的可连续投料的燃气回转熔炼炉，其特征在于：所述预热料仓的倾斜角度可调节。
4.根据权利要求1所述的可连续投料的燃气回转熔炼炉，其特征在于：所述料仓支架安装在一料仓小车上端，料仓小车导向移动安装在水平横向设置的轨道上，料仓小车带动预热料仓横向移动。
5.根据权利要求1所述的可连续投料的燃气回转熔炼炉，其特征在于：预热料仓的料仓加料口同轴安装有一加料斗。
6.一种可连续投料的燃气回转熔炼炉的生产方法，其特征在于：步骤如下：
⑴预热：对空的主炉进行加热达到预设温度；
⑵投料预热：称量后的原料通过传送带加经入到预热料仓内，原料在预热料仓内受到主炉内熔化区排出的高温炉气加温预热；
⑶向主炉加料，移动预热料仓，使预热料仓的出料口与主炉的进料口相接，启动送料模式，主炉和预热仓同时进行旋转，刚刚加入的冷原料推动预热仓内已经经过预热的热原料进入主炉，新加入的原料在预热料仓内均匀铺开；
⑷原料熔化：烧嘴加大燃烧功率，进入升温燃烧状态，通过辐射将热量传递给原料，同时将主炉的炉壁加热，随着主炉的旋转，高温炉壁和原料接触，将热量传导给原料，使其温度迅速升高，部分原料温度首先超过熔化温度，变成熔融状态的铁液，原料加速熔化，直到全部熔化；
⑸过热：原料全部熔化后，继续加热使铁液升温；同时，主炉转动使得高温区的波浪形炉壁搅动铁水，加速高温铁液与低温铁液混合，使铁液温度趋于一致；
⑹放出铁液：出铁口转至低位时，铁液由出铁口流出；
⑺排出铁渣。
7.根据权利要求6所述的可连续投料的燃气回转熔炼炉的生产方法，其特征在于：步骤⑶至步骤⑹循环进行，成为连续的生产过程。
8.根据权利要求6所述的可连续投料的燃气回转熔炼炉的生产方法，其特征在于：步骤⑺排出铁渣：大部分炉渣随铁液一起排出，未能随铁液排出的炉渣积累到一定量时，将出铁口转至最低位置，打开出铁口将渣排出，或者将主炉液面和出铁口平，先清除炉渣后在出铁液。
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