CN107228588B - 一种高效率的加热炉蓄热室蜂窝体 - Google Patents
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Abstract
本发明专利公开了一种高效率的加热炉蓄热室蜂窝体，包括轻质蜂窝体，其在所述轻质蜂窝体的内部对应连接有重质蜂窝体，在所述重质蜂窝体的内部对应设有高蓄能蜂窝体，所述轻质蜂窝孔、重质蜂窝孔、高蓄能蜂窝孔的孔径依次增长，所述轻质蜂窝体通过外圈连接块与重质蜂窝体对应可拆连接，所述外圈连接块设置在重质蜂窝体的四角，所述重质蜂窝体与高蓄能蜂窝体通过内圈连接块对应可拆连接，所述内圈连接块设置在高蓄能蜂窝体的四边。本发明通过轻质蜂窝体、重质蜂窝体、高蓄能蜂窝体的内外结合，减少了废气带走的热量，加热炉的热效率显著提高。
Description
技术领域
本发明专利涉及一种加热炉蓄热室蜂窝体，尤其是一种高效率的加热炉蓄热室蜂窝体。
背景技术
双蓄热室加热炉大规模应用于各种类型轧钢厂，其最大的特点就是节能效率高，操作简便，能大幅度的降低钢材的轧制能耗和成本。
江西某钢厂高炉煤气的发热值约为3135KJ/Nm3，发热量较低，理论燃烧温度约为1300℃，实际燃烧温度约900℃，因此单纯燃烧高炉煤气无法满足加热炉正常加热钢坯所需的理论燃烧温度1700℃以上、实际燃烧温度1250℃以上要求，双蓄热加热炉正好解决这个问题。
双蓄热加热炉的技术原理通过排出炉外的热废气预热蓄热体后，在通过换向器换向，再将高温蓄热体吸收的热量预热冷煤气和冷助燃空气，使预热后的煤气、助燃空气温度达到1000℃以上，同时废气排出温度低于170℃。热煤气和热空气带入的物理热，使煤气的理论燃烧温度提高到1800℃以上、实际燃烧温度提高到1300℃以上，满足生产需求，在实现加热炉大规模节能的同时，也使低热值高炉煤气得以充分利用。
由于传统的蜂窝体结构单一、体积密度小、片面追求热交换面积，导致蜂窝体蓄热能力、抗压强度、耐火度、荷软温度、抗热震性能均不足，蜂窝体在使用过程中产生挤压变形，大部分蓄热室顶层形成空洞，使排烟温度达到300—500℃，排烟系统设备损坏严重，而中、下层蜂窝体因挤压变形导致其透气性差，空、煤气穿过蜂窝体时受阻，流体分布不均匀，空、煤气预热温度难以达到较为理想的状态，使得热值低的高炉煤气在燃烧的过程中理论燃烧温度受到影响，操作工为保证正常生产节奏，只能加大煤气、空气流量，这样又导致煤气消耗较高。因此，改进蓄热体、寻求一种更科学的组合方式就成为一个亟待解决的问题。
发明内容
针对现有的技术中的缺陷，提供一种高效率的加热炉蓄热室蜂窝体。
本发明通过下述方案实现：
一种高效率的加热炉蓄热室蜂窝体，包括轻质蜂窝体，其在所述轻质蜂窝体的内部对应连接有重质蜂窝体，在所述重质蜂窝体的内部对应连接有高蓄能蜂窝体，在所述轻质蜂窝体上开设有若干层的轻质蜂窝孔，在所述重质蜂窝体上设有若干层重质蜂窝孔，在所述高蓄能蜂窝体内设有若干层高蓄能蜂窝孔，所述轻质蜂窝孔、重质蜂窝孔、高蓄能蜂窝孔的孔径依次增长，所述轻质蜂窝体通过外圈连接块与重质蜂窝体对应可拆连接，所述外圈连接块设置在重质蜂窝体的四角，所述重质蜂窝体与高蓄能蜂窝体通过内圈连接块对应可拆连接，所述内圈连接块设置在高蓄能蜂窝体的四边。
在所述轻质蜂窝体的外侧还对应设有金属加固圈。
所述轻质蜂窝孔4的孔径为3毫米，所述重质蜂窝孔5的孔径为6毫米，所述高蓄能蜂窝孔6的孔径为8毫米。
所述高蓄能蜂窝体内设有两层高蓄能蜂窝孔，所述重质蜂窝体内设有四层重质蜂窝孔，所述轻质蜂窝体内设有一层轻质蜂窝孔。
在所述高蓄能蜂窝体上设有抓手形的盲孔。
本发明的有益效果为：
1.本发明一种高效率的加热炉蓄热室蜂窝体通过轻质蜂窝体、重质蜂窝体、高蓄能蜂窝体的内外结合，减少了废气带走的热量，加热炉的热效率显著提高。
2.本发明一种高效率的加热炉蓄热室蜂窝体的轻质蜂窝体、重质蜂窝体、高蓄能蜂窝体分别通过外圈连接块和内圈连接块进行可拆连接，方便检修和维护，在出现损坏无法维修的时候只需要将损坏的部分更换，不需要全部替换，节约了生产成本。
3.本发明一种高效率的加热炉蓄热室蜂窝体在高蓄能蜂窝体上设有抓手形的盲孔，通过盲孔可以方便的将最易损坏的高蓄能蜂窝体取出维护和更换。
附图说明
图1为本发明一种高效率的加热炉蓄热室蜂窝体结构示意图；
图2为图1中A部的结构详图。
图中：1为轻质蜂窝体，2为重质蜂窝体，3为高蓄能蜂窝体，4为轻质蜂窝孔，5为重质蜂窝孔，6为高蓄能蜂窝孔，7为外圈连接块，8为内圈连接块，9为金属加固圈，10为盲孔。
具体实施方式
下面结合图1-2对本发明优选的实施例进一步说明：
一种高效率的加热炉蓄热室蜂窝体，包括轻质蜂窝体1，其在所述轻质蜂窝体1的内部对应连接有重质蜂窝体2，在所述重质蜂窝体2的内部对应连接有高蓄能蜂窝体3，在所述轻质蜂窝体1上开设有若干层的轻质蜂窝孔4，在所述重质蜂窝体2上设有若干层重质蜂窝孔5，在所述高蓄能蜂窝体3内设有若干层高蓄能蜂窝孔6，所述轻质蜂窝孔4、重质蜂窝孔5、高蓄能蜂窝孔6的孔径依次增长，所述轻质蜂窝体1通过外圈连接块7与重质蜂窝体2对应可拆连接，所述外圈连接块7设置在重质蜂窝体2的四角，所述重质蜂窝体2与高蓄能蜂窝体3通过内圈连接块8对应可拆连接，所述内圈连接块8设置在高蓄能蜂窝体3的四边。轻质蜂窝体、重质蜂窝体、高蓄能蜂窝体分别通过外圈连接块和内圈连接块进行可拆连接，方便检修和维护，在出现损坏无法维修的时候只需要将损坏的部分更换，不需要全部替换，节约了生产成本。在所述高蓄能蜂窝体3上设有抓手形的盲孔10。通过盲孔可以方便的将最易损坏的高蓄能蜂窝体取出维护和更换。
本实施例中，所述高蓄能蜂窝体3内设有两层高蓄能蜂窝孔6，所述重质蜂窝体2内设有四层重质蜂窝孔5，所述轻质蜂窝体1内设有一层轻质蜂窝孔4。轻质蜂窝体、重质蜂窝体、高蓄能蜂窝体中各种蜂窝孔的层数可以根据实际工况进行调整。
一般而言，在同等材质的条件下，蜂窝体的体积密度越大，蓄热能力越强，因此，本发明对蜂窝体进行改造，提高其蓄热能力。在原有的蜂窝体基础上，通过轻质蜂窝体、重质蜂窝体、高蓄能蜂窝体的内外结合，减少了废气带走的热量，加热炉的热效率显著提高。
表1列出三种蜂窝体的主要技术参数，本发明采用体积密度大、热交换比表面积小的高蓄能蜂窝体、重质蜂窝体，与体积密度小、热交换比表面积大的轻质蜂窝体搭配、按由内到外、由高温到低温的方式组合使用。其具体的组合方式根据加热炉的热负荷、废气排出温度来确定。某轧钢厂高棒加热炉的热负荷大，排烟温度最高接近600℃，在实际应用中内层采用4层高蓄能蜂窝孔、中层采用4层重质蜂窝孔、外层采用1层轻质蜂窝孔。而对于热负荷和废气排出温度低于高棒加热炉的加热炉，可以在内层采用2层高蓄能蜂窝孔、中层采用4—5层重质蜂窝孔、外层采用2—3层轻质蜂窝孔。
表1 蜂窝体的技术参数
| 种类 | Al2O3(%) | ZrO2（%） | 密度（Kg/m3） | 壁厚(mm) |
| 高蓄能蜂窝体 | ≥78 | ≥0.5 | ≥1550 | 4 |
| 重质蜂窝体 | ≥70 | 0 | ≥1100 | 3 |
| 轻质蜂窝体 | ≥70 | 0 | ≥820 | 1 |
在所述轻质蜂窝体1的外侧还对应设有金属加固圈9。通过金属加固圈可以有效防止本发明在使用过程中裂开，延长使用寿命。所述轻质蜂窝孔4的孔径为3毫米，所述重质蜂窝孔5的孔径为6毫米，所述高蓄能蜂窝孔6的孔径为8毫米。
国内的加热炉普遍采用一种蜂窝体填装蓄热室，过分强追求窝体的热交换面积，忽视蜂窝体的蓄热能力这项指标，这样就导致部分加热炉的蓄热室烟温难以控制，偏高的排烟温度使烟气带着大量的热量，降低了加热炉热有效率。采用传统的轻质蜂窝体，因其在温度最高的抗压强度、耐火度、荷软温度、抗热震性能均不足，在使用过程中自内而外发生蠕变下沉，蓄热室顶层逐渐形成空洞，使气流分部布均匀，蜂窝体的热交换效果降低，预热空、煤气的能力也进一步下降。本发明大幅度降低了废气排出温度，废气排出温度由300—500℃降为100—170℃，减少了废气带走的热量，加热炉的热效率普遍提高。
2016年江西某轧钢厂四条生产线五座加热炉4—12月份吨材综合高炉煤气消耗由改造前的261.95m3/t降为237.01m3/t，降幅为9.52%，创直接经济效益950万元，经核算，2016年采用本发明的技术方案，加热炉产能提升5.2%。本发明的高蓄能蜂窝体因含ZrO2，氧化铁皮在高温条件下不易粘结在蜂窝体孔径内，另外高蓄能蜂窝体、重质蜂窝体因孔径较轻质蜂窝体成倍增加，即使在高炉煤气含水、含尘量较大时冶不易堵塞，延长了蓄热室蜂窝体的使用寿命。另外本发明结构简单、改造方便，增加成本很低，而且一次改造，终身受益。
尽管已经对本发明的技术方案做了较为详细的阐述和列举，应当理解，对于本领域技术人员来说，对上述实施例做出修改或者采用等同的替代方案，这对本领域的技术人员而言是显而易见，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (1)
1.一种高效率的加热炉蓄热室蜂窝体，包括轻质蜂窝体（1），其特征在于：在所述轻质蜂窝体（1）的内部对应连接有重质蜂窝体（2），在所述重质蜂窝体（2）的内部对应连接有高蓄能蜂窝体（3），在所述轻质蜂窝体（1）上开设有若干层的轻质蜂窝孔（4），在所述重质蜂窝体（2）上设有若干层重质蜂窝孔（5），在所述高蓄能蜂窝体（3）内设有若干层高蓄能蜂窝孔（6），所述轻质蜂窝孔（4）、重质蜂窝孔（5）、高蓄能蜂窝孔（6）的孔径依次增长，所述轻质蜂窝体（1）通过外圈连接块（7）与重质蜂窝体（2）对应可拆连接，所述外圈连接块（7）设置在重质蜂窝体（2）的四角，所述重质蜂窝体（2）与高蓄能蜂窝体（3）通过内圈连接块（8）对应可拆连接，所述内圈连接块（8）设置在高蓄能蜂窝体（3）的四边；在所述轻质蜂窝体（1）的外侧还对应设有金属加固圈（9）；所述轻质蜂窝孔（4）的孔径为3毫米，所述重质蜂窝孔（5）的孔径为6毫米，所述高蓄能蜂窝孔（6）的孔径为8毫米；所述高蓄能蜂窝体（3）内设有两层高蓄能蜂窝孔（6），所述重质蜂窝体（2）内设有四层重质蜂窝孔（5），所述轻质蜂窝体（1）内设有一层轻质蜂窝孔（4）；在所述高蓄能蜂窝体（3）上设有抓手形的盲孔（10）。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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