烧结点火保温炉

1 烧结点火保温炉烧结点火保温炉 2 目录目录 一引言 一引言 2 二点火炉炉型与系统介绍二点火炉炉型与系统介绍 2 2 1 点火炉炉型 2 2 2 点火炉系统 2 2 2 1 点火炉框架 2 2 3 点火炉类型和结构特点 4 2 3 1 点火炉类型 4 2 3 2 点火炉特点与结构 5 三点火器三点火器 10 四烧嘴的系统介绍与特点对比四烧嘴的系统介绍与特点对比 11 4 1 烧嘴的类型分类 11 4 2 现代典型烧嘴特点对比 12 4 2 1 涡流烧嘴 12 4 2 2 混合型烧嘴 14 4 2 3 高速烧嘴 15 4 2 4 多孔型烧嘴 16 五点火炉耐火材料的应用与安装五点火炉耐火材料的应用与安装 18 结论结论 20 参考文献参考文献 20 3 烧结点火保温炉 摘要 摘要 点火保温炉它不但具有高温点火的功能 而且对点火后的表面料层具有保温 功能 可以使料面温度缓慢下降 在保温段燃烧煤气 可以使上部料层得到充足的热量 缓和上部与下部料层热量不均匀的问题 使总热耗下降 本文就介绍了烧结点火保温炉 的整体构造 烧嘴布置 烧嘴结构等 关键词关键词 点火保温炉结构 烧嘴的布置与结构 一引言 一引言 随着现在生活环境的改变 和对生活质量要求的不断提高 迫使一些高消耗 高污 染的企业改变方针 来降低对环境的污染以及对能源的消耗 而烧结点火保温炉就是具 有点火保温以一体的设备 从而舍去另外加热保温的设备及消耗其他能源 点火炉和一般的工业炉一样 是由炉体 钢结构 燃烧器 送风系统 及附属装置 等几部分组成 炉体又称为炉罩 是高温炉气与烧结混合料进行热交换的地方 同时还起燃烧室的 作用 由于点火燃料在炉内与空气混合并进行燃烧 因而炉体内要能承受高温 并有一 定的形状和足够的空间 烧结台车在炉体的下方运动 因而炉体型式一般为下部敞开式 结构 点火保温炉是由点火段和保温段组成的多段式点火炉 它不但具有高温点火的功能 而且对点火后的便面料层具有保温的功能 可以使料层温度缓慢下降 在保温段燃烧煤 气可以使上部料层得到充足的热量 缓和上部与下部料层热量不均衡的问题 进而可使 固体燃料的配入量减少 使总热耗下降 由于增加了保温段 无论是总体积还是总重量都比点火器成倍增加 也就失去了像 点火器那样进行整体更换的可能 体重和重量的增加 还使炉子检修和施工的周期延长 这样就要选用新型的耐火材料和合理的炉衬结构 以延长炉子的使用寿命 4 二点火炉炉型与系统介绍二点火炉炉型与系统介绍 2 12 1 点火炉炉型点火炉炉型 点火炉的型式有马弗炉式和开放式点火炉 马弗炉式点火炉两个侧面各设有 2 3 各烧嘴 顶部为拱型罩 这种点火炉可以利 用辐射热预热混合料面 防止点火表面急冷 缺点是点火不均匀 特别是料面边缘处 点火不易充分 现已被开放式点火炉替代 开发式点火炉有半圆或方型炉罩 炉子没有马弗炉长 在炉顶设有数排烧嘴 每 排为 10 个左右 这种点火炉的优点沿台车宽度方向点火均匀 缺点是不能像马弗炉式 点大炉那样能防止料面急冷 所以一般在点火炉后面设置保温炉 防止料面急冷 为了 维持点火炉和保温炉内温度和压力不变 一般在点火炉和保温炉之间设置有隔墙 隔墙 中有冷却水箱 防止隔墙烧坏 2 22 2 点火炉系统点火炉系统 2 2 12 2 1 点火炉框架点火炉框架 点火炉框架分成顶棚与侧墙三部分 用螺栓将它们连城一个整体 各烧嘴也采用螺 栓安装形式 以便更换和检修 点火炉和保温炉框架下设有冷却水箱 即使发生停水事 故 冷却水箱内的贮水蒸发可保证停机作业期间不致损坏框架 为了是点火炉和保温炉 内压力易于控制 且炉内的热辐射不致于烤坏台车外侧的设备 炉子两侧下部装有隔热 板 同时在点火炉头部还设用手动升降的水冷隔热板 由于采用可塑性和可塑性耐火材料 在点火炉和保温炉的框架上设置了大量的耐热 钢制的铆固件 以利于耐火炉衬牢固 不脱落 为了适应点火炉的升温和冷却 耐火炉 衬设有膨胀缝 5 图图 1 1 开放式电火炉构造图开放式电火炉构造图 2 2 22 2 2 烧结及各个系统的作用 烧结及各个系统的作用 烧结系统主要由铺底料矿槽和铺底料装入溜槽 混合料矿槽和泥辊给料机 烧结料 层布料用主闸门和辅助闸门 点火炉保温炉 烧结机台车 热破碎机 抽风及风尘排出 设备等组成 储存烧结生产所需要的铺底料 通过摆动稳定地装入烧结机 起到缓冲和稳定给料 的作用 混合料矿槽 储存烧结生产所需要的混合料 通过泥辊给料机装入烧结机 起到缓 冲和稳定给料的作用 主闸门的开度和泥辊转速 根据烧结机的机速 烧结料层厚度定量给料 并保证烧 结机长度方向控制烧结料层平整 辅助闸门保证控制烧结料层宽度方向料层平整 点火炉以气体燃料燃烧的高温 点燃烧结料层表面 使烧结料层中的固体燃料燃烧 保温炉以高温废气对点燃后烧结料层表面保温 缓解急剧冷却 烧结机 使台车运行 混合料装入 烧结料层燃烧 软熔 固结 生产烧结矿过程 热破碎机 对烧结机生产出的烧结矿进行破碎 6 图 2 烧结过程示意图 风箱 在烧结过程 使抽风的风量相对均匀分配 风机和烟道 主抽风机是烧结过程主要设备 对烧结过程的抽风作用 烟道是抽风 的风道 在抽风的作用下形成烧结过程必须的负压 主电除尘 对抽风烧结过程所产生的风尘收集 净化烧结废气 减少抽风机转子磨 损 减少排放污染 双层阀 对烧结过程抽风作用所产生较大风尘颗粒沉降的排出 并在排出时减少漏 风 余热回收 为点火炉和保温炉燃烧提供高温的助燃空气 2 32 3 点火炉类型和结构特点点火炉类型和结构特点 2 3 12 3 1 点火炉类型点火炉类型 点火炉的燃烧装置将混合料表面层燃料点燃 点火炉的形式有马弗炉式的侧面烧嘴 点火和开放式顶部烧嘴点火两种 现在普遍采用的是开放式顶部烧嘴型 点火火炉内温 度一般为 1000 1300 燃烧控制方式有两种 第一种是通过调节煤气或重油流量来维 持炉内一定温度 第二种是通过调节煤气和重油流量来控制点火强度 即保持单位烧结 面积所供给的煤气或重油流量为一定值 点火炉的长度由混合料点火时间 约 1 分钟 7 和烧结台车走行速度未决定 点火炉使用的燃料为焦炉煤气或高炉混合煤气或重油等 点火炉设有相应的煤气烧 嘴或重油烧嘴 点火炉内壁砌有耐火砖 现在多半采用可塑性 可铸性耐火材料作内衬 点火炉的作用是使混合料着火 为了防止台车出点火炉后直接受冷风冷却 降低表面烧 结矿强度 多数设置了保温罩 减缓冷却速度 这种类型的点火保温炉 简称顶燃式 一般燃烧煤气 和点火器一样 既可燃烧高 炉煤气 也可燃烧高炉 焦炉混合煤气及焦炉煤气 但在燃烧高炉煤气时 也需要将空 气 煤气进行预热 2 3 22 3 2 点火炉特点与结构点火炉特点与结构 顶燃式点火保温炉的特点如下 1 点火段和保温段分开设置 每段各选用不同的燃火器和不同的炉温制度 点火 段的温度一般控制在 1100 1300 保温段的温度控制在 300 1000 为了保证实现 各段的温度控制 在两段之间设置薄形中间隔墙 2 主燃烧器均安装在炉顶 不仅是点火段 还有保温段 主燃烧器都装在炉子的 顶部 为了将主燃烧嘴点燃 并保证稳定的燃烧 在炉测分别安装了启动烧嘴和引火烧 嘴 3 在点火段采用了集中点火的方式 即将原来分散排列的大型烧嘴小型化 并且 集中起来 沿点火炉的横向 密集地配置小型烧嘴 以求在横向上得到较均匀的温度 烧嘴倾斜安装 以料面所构成的角度在 60 75 的范围内 4 炉衬采用耐火可塑料和耐火浇注料 不仅可以进行机械化施工 而且便于修理 炉衬使用寿命可大大延长 顶燃式点火保温炉的结构一般由炉体 钢结构 燃烧器 空气 煤气管道及附属装 置等几部分构成 8 90 烧结顶燃式点火保温炉的结构特点如下 炉体较严密包裹台车 点火段主烧嘴的型为混合型 在炉顶分两列配置 每列安装 6 个烧嘴 与料面倾斜 75 保温段主烧嘴的型式为类平焰式 在炉顶也成两列配置 每列安装 3 个烧嘴 与料面垂直 在主烧嘴下方的侧墙上 安装了小规格的引火烧嘴 引火烧嘴的下面又设置了点火孔 便于烧嘴的点火 烘炉德国 耐火炉衬为复合结构 内衬用耐火可塑料 外衬用膨胀珍珠岩制品 内外衬之间夹垫一层硅酸铝耐火纤维毡 用陶瓷锚固结构 将炉衬与钢结构连接 在点火段与保温段之间安装了薄形水冷隔墙 炉子前后两段的下部亦设置水冷箱体 箱体外均锚固一层耐火浇注料 水冷隔墙及水冷 箱体均为悬挂式结构 两侧炉墙下方安设耐火预制梁 图 3 90 烧结机顶燃式点火保温炉 1 炉体钢结构 2 空气 煤气管道 3 炉衬 4 中间隔墙水火烧嘴箱 5 窥视孔 6 吊挂锚固钢结构 7 点火段主烧嘴 8 保温段主烧嘴 9 引火 烧嘴 9 表 1 90 烧结顶燃式点火保温炉技术性能 名称单位数据 烧结机面积 90 点火面积 长 宽 2 5 2 66 6 65 保温面积 长 宽 3 8 2 66 10 11 点火温度K 1370 1570 1100 1300 保温温度K 570 1270 300 1000 点火时间Min1 25 保温时间Min1 9 点火段最大供热能力 MJ h 10 kcal h 22600 5400 点火段烧嘴数量个2 列 6 个 12 保温段最大供热能力 MJ h 10 kcal h 12560 3000 保温段烧嘴数量个2 列 3 个 6 煤气发热值 MJ m kcal m 7536 1800 点火段空气过剩系数1 5 保温段空气过剩系数5 6 空气压力 Pa mm H2O 2450 2940 250 300 煤气压力Pa mm H2O 1960 200 2 下部开放箱形炉侧烧嘴式点火保温炉 这种类型的点火保温炉 简称侧燃炉 既可燃烧煤气又可燃烧重油 对燃料的实用 性广 特点如下 1 点火保温炉从进料端到出料段 烟气的温度和含氧率没有突然的急剧变化 2 点火段和保温段没有明显的界限 因而炉内不设置隔墙 3 燃烧器均安装在炉子侧墙 简化了炉顶结构 10 4 在各区段的热量分配上 在沿台车前进的方向上 热负荷逐渐减少 空气和 煤气的体积比逐渐增大 温度逐渐降低 烟气含氧量逐渐升高 各区段可任意调节燃 烧强度和燃烧参数 5 炉衬材料选用对温度变化有较高稳定性的耐火材料 并且能抵抗碱性熔渣的 侵蚀 使炉体使用寿命较长 侧燃式点火保温炉的典型结构图 点火保温炉的炉顶全部为平型顶盖 由于不安装烧嘴 也没有附加装置 故炉顶结构 比较简单 出口端支撑在轮子上 检修时可与点火保温炉分开 炉子与台车侧板之间安 装了密封装置 炉膛高度随燃料的不同而略显差异 在使用气体燃料时 一般为 1400 在使用油作燃料时则为 1500 表 2 168 烧结机侧燃式点火保温炉 名称单位数量 烧结机面积 长 宽 56 3 168 图 4 168 烧结机侧燃式点火保温炉 11 点火保温面积 长 宽 8 3 24 燃烧种类焦炉煤气 点火强度 KJ kcal 24115 5760 烟气温度 K 1670 1400 第 1 区段 空气过剩系数 1 78 点火强度 KJ kcal 20138 4810 烟气温度 K 1470 1200 第 2 区段 空气过剩系数 2 12 点火强度 KJ kcal 16328 3900 烟气温度 K 1270 1000 第 3 区段 空气过剩系数 2 70 点火强度 KJ kcal 12680 3029 烟气温度 K 1070 800 第 4 区段 空气过剩系数 3 52 烧结机机速Min3 5 点火保温时间Min2 29 12 三点火器三点火器 点火器一般分为固体点火器和液体点火器 固体点火炉有块煤点火器和粉煤点火器 现在工业一般使用液体点火器 而液体点火器又分为重油点火器和煤气点火器 一般使 用煤气点火器 以煤气为燃料的点火器 大多使用高炉 焦炉混合煤气 煤气的发热量通常为 7536 9210KJ m 1800 2200kcal m 也有低于 7536 KJ m 的 有的烧结厂由于缺 乏煤气混合设施 而单独使用焦炉煤气 或因缺乏焦炉煤气而单独使用高炉煤气 1 点火器外壳 2 圈形水梁 3 炉墙 4 炉顶 5 煤气烧嘴 6 煤气管道 7 空气 管道 点火器外壳一般用 5 8 的钢板制成 上部是用炉墙钢板 下部是圈形水梁 为避 图 5 18 烧结机煤 气点火炉 13 免圈形水梁和烧结机台车的挡板碰撞 水梁底部要高出钢板 50 100 耐火炉衬主要 选用粘土质耐火砖或高铝质耐火砖以及藻土隔热制品 炉墙用这两种耐火材料砌成复合 炉衬 路程的内宽一般比台车挡板的宽度大 60 100 以保证台车边部的混合料烧好 烧透 炉顶用楔形粘土砖砌成拱形 在粘土砖之上铺设一层散装隔热料 一般使用炉渣 也有用粘土砖的上面砌筑一层硅藻土制品 作为隔热层 燃烧器选用扁缝涡流式或环缝 涡流式烧嘴 烧嘴数量根据点火面积的大小 一般分为四至八个 安装在点火器顶部 烧嘴的中部心线与拱形顶的圆心相交 有的点火器则将烧嘴中心线垂直于料面 烧嘴所 要求的空气压力在 1960Pa 200 H2O 以上 点火器的重量一般不超过 15T 其中耐火 炉衬的重量约占总重量的三分之二 使用焦炉煤气做燃料的点火炉 需要经常更换焦炉煤气烧嘴 焦炉煤气的燃烧温度 高 当火焰喷射至炉墙处时 容易出现局部高温 当烧嘴设计不合理或操作不当 造成 烧嘴引致烧嘴内部燃烧 使炉顶的温度大大增高 炉顶内衬的早期损坏是常见的现象 其使用寿命通常是半年至一年 煤气点火器在使用中长发生的问题 圈形水梁容易烧坏漏水 拱形炉顶容易剥落甚 至烧穿 点火器的使用寿命短 当采用正压操作的炉压制度时 产生向外喷火现象 浪 费燃料 增高操作温度 污染环境 四烧嘴的系统介绍与特点对比四烧嘴的系统介绍与特点对比 4 14 1 烧嘴的类型分类烧嘴的类型分类 气体燃料燃烧器通常称为煤气烧嘴 其类型很多 分类方法也各有不同 目前还不 可能用一种分类方法来全面反映所有煤气烧嘴的特性 只能根据部分共性进行分类 按煤气和空气的混合方法分类 可以分为两种 即扩散式烧嘴和预混式烧嘴 或者 叫做有焰烧嘴和无焰烧嘴 绝大部分点火炉所用烧嘴的类型 属于扩散式烧嘴 在扩散式烧嘴中 由于气流运动方式不同 火道烟气出口速度不同 又可分为不同 类型的烧嘴 按气流的运动方式不同 扩散式烧嘴又可分为直流式和旋流式两类 直流式烧嘴的 空气气煤运动方式均为直线型 例如套管式烧嘴 其混合状况较差 火焰较长 在点火 炉上应用较少 旋流式烧嘴的空煤气运动方式 系围绕烧嘴轴线作旋转流动 有空气旋 转的 也有空煤气同时发生旋转运动的 旋流式烧嘴的空煤气混合状况与直流式烧嘴相 比要好得多 因而在点火炉上得到了广泛的应用 点火器上使用的扁缝涡流式烧嘴和环 14 缝涡流式烧嘴均为旋流式烧嘴 点火保温炉以及预热点火炉上使用的混合型烧嘴 平焰 烧嘴等也都属于旋流式烧嘴这一类 旋流式烧嘴如果按火焰的形状又分为直焰烧嘴和平焰烧嘴 直焰旋流烧嘴靠空气旋 转产生的强烈搅动作用与煤气进行混合 混合效果与旋流强度有关 从烧嘴喷出的旋转 气流由于受火道的约束而形成直流火焰 这种火焰方向性强 能定向流动 便于集中供 热 火焰张角和旋流强度 火道形状有关 火焰强度随烧嘴能力的减小 或烧嘴尺寸的 减小而缩短 平焰烧嘴是利用火焰能贴附炉壁流动的考安达效应形成厚为 100 200 直径为 600 2000 的圆盘形火焰 它可以向炉壁强化给热 加热速度快 有利于构成 均匀的温度场 空煤气的混合状况好 在过剩空气系数很小的情况下也能完全燃烧 它 可以烧低热值煤气 能在点火炉的预热段使用 也可以利用其短焰的特点在点火段上应 用 此时应适当增大空气量 以利于表层混合料中的固体燃料在点火炉区进行燃烧 如 果空气系数过小 炉气含氧量低 可以得到烟气含氧量高 炉膛温度场均热的良好的效 果 这种修改过得烧嘴可以称为类平焰烧嘴 因为它在这种情况下工作时 并不形成明 亮的圆盘形火焰 按火道烟气出口速度分类 扩散式烧嘴可以分为低速烧嘴和高速烧嘴 速度低于或 等于 50m s 的 称为低速烧嘴 速度大于 50m s 的称为高速烧嘴 高速烧嘴是六十年代 中期发展起来的一种新型燃烧器 又称为冲量烧嘴或高动能烧嘴 高速气流加强了对流 传热的效果 能缩短加热时间 实现快速加热 对于点火炉来说是一种有使用价值的烧 嘴 4 24 2 现代典型烧嘴特点对比现代典型烧嘴特点对比 根据电火炉的现实和发展请况 可分为涡流式烧嘴 混合型烧嘴 平焰烧嘴 高速 烧嘴和多孔烧嘴 4 2 14 2 1 涡流烧嘴涡流烧嘴 点火器上使用的烧嘴通常有三种型式 即扁缝涡流式 环缝涡流式和低压涡流式 1 扁缝涡流式烧嘴 煤气从上方引进 进入烧嘴后 成空心管状气流喷出 空 气则通过煤气管壁的几个扁缝进入混合室 原设计是空气和煤气在混合室进行混合 在 燃烧高发热量煤气时 因煤气提前燃烧 而无法进行正常的点火 后对该烧嘴的结构进 行改进 在混合室内安装了一个锥形套管 将煤气和空气隔离 延迟空气和煤气的混合 以适应高热值煤气的正常燃烧 但由于修改后的混合的延迟而恶化 火焰长度增加 低 热值煤气或高炉煤气按照原设计的结构 只需扩大煤气缝隙 而不必增加锥形套管 就 可以满足正常生产的要求 15 这种烧嘴要求烧嘴前的空煤气压力为 1470 1960Pa 150 200 H2O 燃烧煤气的 种类为高炉焦炉混合煤气 发热值为 5440 9210KJ m 1300 2200kcal m 为了防 止回火 即火焰回窜到烧嘴内部燃烧 必须增加烧嘴内混合气体的喷出速度 但随着喷 出速度的提高 空气和煤气的压力也相应增加 图 6 扁缝烧嘴图 2 环缝涡流式烧嘴 煤气由于圆柱形的分流短管作用形成空心管状气流自中心喷 出 空气由涡形空气室通过空气环缝旋转喷出后与煤气混合 由于空气 煤气混合部位 接近烧嘴的喷出口 故可避免火焰在内部燃烧 这种烧嘴要求煤气干净 否则易堵塞环 缝 要求空气 煤气压力在 200 H2O 以上 在烧嘴前 混合气体的喷出速度应在 10m s 以上 以免火焰在烧嘴内部的混合处燃烧 对于高热值煤气 更应引起注意 16 这种烧嘴用于煤气发热量为 3770 9210KJ m 900 2200kcal m 的净煤气 烧 嘴分为两组 每组又分为七个规格 第一组用于发热量为 3770 5860KJ m 900 1400kcal m 的煤气 第二组用于发热组为 5860 9210KJ m 1400 2200kcal m 的煤气 第二组烧嘴的煤气喷口尺寸如果尺寸 适当缩小 也可延烧焦炉煤气 烧嘴的燃烧煤气能力与空气煤气混合物的喷出速度有关 喷出速度大事 烧嘴的能力也大 混合物的喷出速度在 10 40m s 的范围内变化 3 低压涡流式烧嘴 这种烧嘴结构比较简单 一般安装在炉子的侧部炉墙上 煤 气自中心管引入 空气自顶部方向引入 在空气通道内装有涡流导向片使空气旋转 导 向片的角度有 30 和 45 两种 一般选用 45 空气与煤气在内部开始混合 然后从 烧嘴的喷口喷出 由于混合较好 火焰较短 空气和煤气的阻力较小 空气阻力系数为 1 4 煤气阻力系数为 1 2 空气所需要的压力一般为 1960Pa 200 H2O 煤气所需要的 压力一般为 780Pa 80 H2O 这种烧嘴可以燃烧低热值煤气 高炉焦炉混合煤气以及焦 炉煤气 把煤气喷口缩小或在煤气喷口中加旋流片后 也可以让燃烧煤气 图 7 环缝涡流式 烧嘴 17 图 8 低压涡流式烧嘴 4 2 24 2 2 混合型烧嘴混合型烧嘴 混合型烧嘴又叫半预混旋流式烧嘴 是我国八十年代研制新型烧嘴 它是根据烧结 点火的需要而专门设计的旋流式烧嘴 特点如下 1 结构简单 制作容易 安装方便 特别是横向尺寸小 可在炉顶集中布 置 2 燃烧完全 火焰短 火焰长度约相当于喷口直径 10 11 倍 因而可降低 炉膛温度 3 对外界条件适应性强 各种煤气均可燃烧 空气温度高低均能使用 对 空 煤气压力要求不高 对煤气中所含脏物及杂物要求不严 4 空气过剩系数大 燃烧高炉 焦炉混合煤气时 值可达 1 4 1 6 燃烧焦炉煤气值时可达 1 75 2 0 混合型烧嘴由空气管 煤气管 空气旋流管 煤气喷头和混合物喷口等构成 煤气从外部引入经中心煤气管流出 在煤气管的前端是煤气喷头 当燃烧焦炉煤气 时 值为 1 75 2 0 空煤气的体积比可达 8 1 左右 为了提高煤气和空气的混合效果 在煤气喷头上有两排小孔 能使煤气管外的部分空气成旋转状进入喷头内与煤气混合 混合后的气体从煤气喷头流出后 再度与空气相遇进行二次混合 混合效果大大改善 18 空气从烧嘴的法线引入 经外管和内管所形成的环形管流出 在环形管内 安装有空气 旋流器 空气通过旋流器后 便发生旋流运动 使空气和煤气产生强烈的搅拌和掺混作 用 大大改善了空气和煤气的混合 由于空气的旋转运动 可以导致轴向压力梯度的建 立 当射流中的旋流强度时 沿射流轴线的反方压力梯度不能再被沿轴向流动的流体质 点的动能所克服 从而使燃烧后的烟气沿轴线发生反向流动 建立火焰根部的烟气回流 区这个回流区具有环形漩涡的形状 它在火焰的稳定方面 起重大作用 这是因为它构 成了燃烧烟气的良好混合区 并在靠近烧嘴出口的射流中心部分起着储存热量和化学活 性物质的作用 4 2 34 2 3 高速烧嘴高速烧嘴 高速烧嘴是因其燃烧气体从烧嘴内高速喷出而得名 它以对流传热为基础 利用高 温燃烧烟气以 100 300m s 的高速度直接吹向物料表面 破坏在物料表面存在的气体附 面层 使对流传热系数明显增大 可提高对流传热量 在总传热量中所占的比例可以看 出由 10 提高到 80 甚至可以更高 这种烧嘴与普通烧嘴相比有以下优点 1 改善炉温的均匀性 高速喷出的高温燃烧烟气可以引射大量较低温度的 炉 内气体 形成强烈的气体回流及搅拌作用 使炉内的温度分布十分均匀 甚至可接近使 用循环风扇的程度 2 节约燃耗 燃烧煤气的高速喷出 加强了对流传热的效果 提高了加热 速 度 降低热损失 因而可使燃料消耗量减少 3 节省基建投资 使用高速烧嘴 可使炉膛高度降低 炉子结构简化 降低 了炉子的造价 由于高速烧嘴燃烧室的容积热强度非常高 因而可以大大减少烧嘴的数 量 简化了管道和自动控制系统 19 4 适应性强 用途广泛 高速烧嘴即可燃烧高发热量煤气 又可燃烧低发 热量煤气 能使用常温空气 也能使用高温空气 适应性强 烧嘴喷出的高温烟 气 其温度可在很大范围内调节 过剩空气系数最高甚至可达 50 因而能适应各 种热工窑炉的要求 但这种烧嘴存在一些缺点 1 燃烧室 火道 要求特殊的耐高温耐冲刷材料 否则寿命很短 2 要求较高的空气和煤气压力 3 工作噪音大 需要采取消音措施 4 2 44 2 4 多孔型烧嘴多孔型烧嘴 为了缩短火焰长度 以降低炉膛高度 缩小点火炉的容积 近两年 国外研制了多 喷孔带状火焰型煤气烧嘴 简称多喷孔烧嘴 这种烧嘴虽然属于扩散式烧嘴类型 但由 于喷 孔直径小 火焰很短 它比较适合于料层较厚机速较慢的烧结机点火炉上使用 因为机 速慢点火炉的长度可缩短 只要安装一个多喷孔烧嘴 就能满足燃烧的需要 这样能大 大简化点火炉结构并节省能耗 例 日本川崎制铁首先在千叶 4 烧结机点火炉上安装多喷口烧嘴 该烧结机的料层 1 空气支管 2 煤气支管 3 空气管 4 煤气管 5 煤气分布板 6 空气分 布板 7 空气通道 8 煤气通道 9 喷头 10 螺栓 11 空气喷头 12 煤气喷头 图 9 多喷孔型烧嘴横断 面图 20 厚度为 540 台车速度 2 2m min 烧嘴的火焰长度 300 400 点火炉的容积由更换 烧嘴前的 27m 缩小至 2m 在其他操作指标不变的情况下 点火能耗由 58610KJ t 14000 kcal t 下降到 37680 KJ t 9000 kcal t 节省能耗 35 这种烧嘴由空气管 煤气管 分布板 空煤气通道及喷头等构成 空气和煤气分别经过八个支管进入到烧嘴的空气管和煤气管 然后分别通过烧嘴内 部的分布板 进入空气管道和煤气管道 由烧嘴前端的喷头喷出 喷头由两排空气喷口 和两排煤气喷口 为了安装和调节方便 烧嘴做成整体式 烧嘴的长度等于点火炉的宽 度 这种扩撒式烧嘴的主要特点 是空气和煤气在炉内进行混合 为了使空气煤气易混 合 尽量减小气流的流股直径 空气 和煤气的喷口直径越小 燃烧火焰越短 但喷口 直径太小 则容易堵塞喷口 对于比较洁净的混合煤气 喷口直径可取 5 8 喷口的 间距与喷口直径成正比 喷口的最大间距 要能保证在点火时能相互传火 其最小间距 不应使相邻喷口合并 造成燃烧的恶化 为了克服点火炉的边缘效应 使台车边部能得到较多的热量 可适等加大烧嘴边部 喷口的直径 空煤气的相交角度 将在很大的程度上影响空气 煤气的混合 两者的交 角越大 混合状况越好 为了使烧嘴的所有的喷头能喷出均匀的气流 空气管和煤气管 的有效断面应足够大 图 10 多喷孔型烧嘴纵断面图 21 五点火炉耐火材料的应用与安装五点火炉耐火材料的应用与安装 耐火材料是高温下使用不溶化的无机材料的总称 对耐火材料的要求 首先是软化 点和熔点要高 其次是耐急冷急热性能好 第三是耐蚀性要好 耐火材料必须对其他物 质 特别是对熔渣或熔融物高温接触使 抵抗化学反应造成的侵蚀能力要强 另外要求 具有耐磨顺和抗压强度等 但最主要的是前三项 耐火材料的上述理论性能的意义如下 软化性能 荷重软化温度 即在一定荷重作用下的软化温度 耐火性能 耐火温度 即试验锥体变形时的温度 耐破损性能 耐破损指数 即反复加热冷却造成的破损程度 耐蚀性能 耐渣蚀性 即与熔渣接触时变形状况 耐火材料种类 耐火材料按化学成分可分酸性 中性和碱性三种 按筑炉工程使用方法可分定形和 不定形两种 酸性耐火材料为粘土质 二氧化硅质 代表性的二氧化硅质 俗称硅砖 耐酸性能 良好 一般采用硅石作原料 将硅石粉碎 进行粒度配合 加入少量石灰乳之后形成 烧成时主要变成方石英 硅砖荷重软化点高 使用中软化收缩少 对于有煤气存在 要 求气密性好或炉顶容易脱落的工业炉 硅砖是不可缺少的耐火材料 中性耐火材料 如高铝耐火材料是用硅线石等作原料或者在耐火粘土中加入氧化铝 原料 制造含有多量发育良好的莫来石结晶的高铝熟料 高炉耐火材料是用这种高铝熟料烧制而成 但也有配入用电熔法加工过的莫来石碎 粒制成 高铝质耐火材料主要有莫来石结晶构成 玻璃质很少 因此有较高的耐火度 同时 荷重软化点也相当高 耐蚀性能也很好 碱性耐火材料 如镁质耐火材料是在菱镁矿或海水氧化镁中加入少量氧化铁及其他 矿化剂 在竖窑或回转窑内 于 1700 下焙烧 形成含有发育良好的方镁石晶体 氧化 镁结晶 的镁砂 可作为碱性炼钢炉用捣结材料 也可以烧成镁砖 此外还有不烧镁砖 电熔镁砖等 这种耐火材料抗碱性渣侵蚀性能好 且耐火度和荷重软化温度高 但耐破 损性能差 急冷