CN102218526B - 钢包高效节能烘烤装置 - Google Patents
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Abstract
一种钢包高效节能烘烤装置，包括钢包包体，所述钢包包体上部密封安装包盖，所述包盖上设有喷嘴和烟气出口，所述钢包包体内设隔板，把钢包内部分隔成两半，所述钢包包体的底部留有烟气过道，所述喷嘴和烟气出口分别位于隔板的两侧。本发明提供一种燃烧效率较高、热利用率高、环保性良好的钢包高效节能烘烤装置。
Description
技术领域
本发明涉及炼钢设备领域，尤其是一种钢包加热装置。
背景技术
由于钢铁生产对质量和成本的重视，对于钢包、铁水包和中间罐烘烤温度和能耗也提出了更多更高的要求。一方面需要把钢包烘烤到较高的温度同时还要保证烘烤温度的均匀性，另一方面也要尽可能降低能耗、减少环境污染。
目前国内钢铁企业普遍采用的烘烤器为套筒式或金属自预热式烘烤器。其缺点是：能耗高、烘烤时间长、烘烤温度低、烘烤质量差。其排烟损失约占燃烧总热量的80％，要想提高烤包器的工作效率，最佳途径就是降低其排烟温度。进入90年代，由于陶瓷工业的发展，使得小型陶瓷蜂窝状蓄热体应用于燃烧器成为可能，很多新型的烤包器得以研制成功。将烟器余热的回收推至极限(空气预热温度高达1000℃～1400℃，其与火焰的温度差缩小到50℃)，并同实现了低NOx物排放，大幅提高了烟气余热回收的效率，使助燃空气和煤气预热到前所未有的高温(大于1000℃)，而排烟温度则降至100℃左右。火焰更加稳定，温度更加均匀，污染物的排放量更低。新型蓄热式燃烧技术有极为显著的优点，表现为：1.可使用低热值的燃料。2.可节约能源50％～70％；3.烘烤速度提高3～5倍；4.污染排放可降低50％以上；5.结构紧固，控制灵活，适用性强；6.投资回收周期短，效益性高。与传统燃烧技术相比，新型的高预热温度蓄热燃烧技术在各个方面都有着无可比拟的优势，可以说，它是燃烧技术上的烟气革命。
目前，国内新建的连铸车间的蓄热式钢包烘烤器均采用传统的双烧嘴交替工作方案，由于没有充分考虑钢包的结构特点和工作环境，大都使用效率不是很理想。其存在的主要问题是：(1)由于是新型技术，因此，加热炉、燃烧器等设备仍未适应其要求，尚存在设计与操作方面的问题。(2)高温带来管道、设备更易损坏等。(3)蓄热体结块、寿命不长等。(4)炉内压力变化大，造成热量大量散出，未能达到实际节能效果。(5)日常维护量、成本增加。通过十余年的实践，各大企业及单位已不向原来那样热衷于蓄热燃烧技术了。目前，反对与支持之间的争论非常激烈。
发明内容
为了克服已有的钢包加热装置的燃烧效率较低、热利用率较低、环保性较差的不足，本发明提供一种燃烧效率较高、热利用率高、环保性良好的钢包高效节能烘烤装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种钢包高效节能烘烤装置，包括钢包包体，所述钢包包体上部密封安装包盖，所述包盖上设有喷嘴和烟气出口，所述钢包包体内设隔板，把钢包内部分隔成两半，所述钢包包体的底部留有烟气过道，所述喷嘴和烟气出口分别位于隔板的两侧。
进一步，所述烟气通道为所述隔板底部与所述钢包包体的底部之间的间隙。
或者是：所述烟气通道为所述隔板底部的多个半圆形缺口。所述烟气通道也可以选择其他形状。
再进一步，所述隔板采用表面涂远红外辐射涂层轻质板或采用高辐射特性的碳化硅材料制备。
所述隔板由多块隔板单元拼接而成，该结构方式便于实现装配，当然，也可以采用整体制备。
所述喷嘴和烟气出口以所述隔板为中心对称布置。
所述包盖与所述隔板呈一体。
所述烘烤装置还设有换热装置，所述烟气出口与所述换热装置的烟气进口连通，所述换热装置的空气进口与大气连通，所述换热装置的空气出口与所述喷嘴连通，所述换热装置的烟气出口与烟囱连通。所述换热装置中的烟气进口和烟气出口之间的通道供烟气流通，空气进口和空气出口之间的通道供空气流通，将烟气中的余热进行回收利用，实现空气预热。
所述烟气出口设置Pd-Rh-Pt催化净化装置，对于没有设置换热装置的场合，直接设置在烟气出口7处即可；如果设置了换热装置，则将Pd-Rh-Pt催化净化装置安装在烟囱处。
本发明的技术构思为：在已有的技术基础上进行归纳和提高，该烘烤技术涉及到预热回收、催化燃烧和净化及高温烟气循环利用等，突破原有的烘烤技术概念，不再局限于某一燃烧技术，而是这些技术的一个整合。本项目技术其具有燃烧效率高、热利用率高和有害气体排放少的特征，同时具有烟气温度可调、温升均匀性好和烘烤速度快的特性，包体上下温差小。
本发明的有益效果主要表现在：1、通过在包内引入内隔板的方式形成一个完整的烟气流道，让热烟气沿着钢包包壁流动，均匀加热钢包内壁，同时带走水汽，钢包内隔板采用高远红外复合材料制备，也可在其表面涂覆远红外涂料，使之能吸收烟气中的能量，以远红外辐射的方式加热炉壁，提高热利用率，并引入催化净化装置用于减少CO和NOx排放；2、充分利用了燃烧后烟气的高温余热，提高燃气使用效率，烘烤速度快，相比于传统烘烤器节能50％以上，此外，最大限度地降低了污染物排放，节能环保。
附图说明
图1是实施例1的钢包高效节能烘烤装置的结构示意图。
图2是实施例2的钢包高效节能烘烤装置的结构示意图。
图3是实施例3的钢包高效节能烘烤装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
实施例1
参照图1，一种钢包高效节能烘烤装置，包括钢包包体5，所述钢包包体5上部密封安装包盖，所述包盖上设有喷嘴4和烟气出口7，所述钢包包体内设隔板6，把钢包内部分隔成两半，所述钢包包体的底部留有烟气过道，所述喷嘴4和烟气出口7分别位于隔板6的两侧。
所述烟气通道为所述隔板底部的多个半圆形缺口。所述烟气通道也可以选择其他形状。
所述隔板6采用表面涂远红外辐射涂层轻质板。
所述隔板6由多块隔板单元拼接而成，该结构方式便于实现装配，当然，也可以采用整体制备。
所述喷嘴4和烟气出口7以所述隔板6为中心对称布置。
所述包盖与所述隔板6呈一体，当然，也可以将两者固定连接在一起。
所述烘烤装置还设有换热装置2，所述烟气出口与所述换热装置的烟气进口连通，所述换热装置的空气进口10与大气连通，所述换热装置的空气出口与所述喷嘴连通，所述换热装置的烟气出口与烟囱连通。所述换热装置中的烟气进口和烟气出口之间的通道供烟气流通，空气进口和空气出口之间的通道供空气流通，将烟气中的余热进行回收利用，实现空气预热。
所述烟气出口7设置Pd-Rh-Pt催化净化装置，对于没有设置换热装置的场合，直接设置在烟气出口7处即可；如果设置了换热装置，则将Pd-Rh-Pt催化净化装置安装在烟囱处。
钢包包盖与包体之间采用纤维垫块进行密封。
本烘烤器包括钢包包体5、包内隔板6、包盖、烧嘴、催化燃烧蜂窝4、换热器2、催化净化装置和热烟气循环装置9组成。煤气从燃气入口3输入，煤气和助燃空气预混后经喷嘴喷出在钢包内燃烧，也可在催化蜂窝内催化燃烧之后进入钢包，燃烧后的烟气不会马上流出钢包，而是沿着钢包内隔板形成的烟道流动，先是向下通过钢包包底和隔板形成的烟气过道，然后向上进入设置在包盖上的换热器的烟气入口，与换热器内的冷空气进行热交换，冷却后排放。
实施例2
参照图2，本实施例中，所述烟气通道为所述隔板6底部与所述钢包包体的底部之间的间隙。
所述烘烤装置还设有热烟气循环装置，在所述喷嘴4的进口和烟气出口之间设置了连通支管，所述连通支管上设置热烟气循环装置9，能够将烟气出口7的烟气直接回流到喷嘴4内。
本实施例的其他结构均与实施例1相同。
本烘烤器包括钢包包体、包内隔板、包盖、烧嘴、催化燃烧蜂窝、换热器、催化净化装置和热烟气循环装置组成。煤气和助燃空气预混后经喷嘴喷出在钢包内燃烧，也可在催化蜂窝内催化燃烧之后进入钢包，燃烧后的烟气不会马上流出钢包，而是随沿着钢包内隔板形成的烟道流动，先是向下通过钢包包底和隔板形成的烟气过道，然后向上进入设置在包盖上的换热器的烟气入口，与换热器内的冷空气进行热交换，冷却后排放。也可把热烟气通过热烟气循环装置再次进入钢包用于加热钢包，带走水汽，也可部分进入换热器加热助燃空气，部分进入热烟气循环装置。本装置通过在包内引入内隔板的方式形成一个完整的烟气流道，让热烟气沿着钢包包壁流动，均匀加热钢包内壁，同时带走水汽，钢包内隔板采用高远红外复合材料制备，也可在其表面涂覆远红外涂料，使之能吸收烟气中的能量，以远红外的方式加热炉壁，提高热利用率，并引入催化净化装置用于减少CO和NOX。本装置充分利用了燃烧后烟气的高温余热，提高燃气使用效率，烘烤速度快，相比于传统烘烤器节能50％以上，此外，最大限度地降低了污染物排放，节能环保。
实施例3
参照图3，所述隔板6采用高辐射特性的碳化硅材料制备。
本实施例的其他结构均与实施例1相同。
本烘烤器包括钢包包体、包内隔板、包盖、烧嘴、催化燃烧蜂窝、换热器、催化净化装置和热烟气循环装置组成。煤气和助燃空气在催化蜂窝内催化燃烧之后进入钢包，燃烧后的烟气不会马上流出钢包，而是沿着钢包内隔板形成的烟道流动，先是向下通过钢包包底和隔板形成的烟气过道，然后向上进入设置在包盖上的换热器的烟气入口，与换热器内的冷空气进行热交换，冷却后排放。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。
Claims (5)
1.一种钢包高效节能烘烤装置，包括钢包包体，其特征在于：所述钢包包体上部密封安装包盖，所述包盖上设有喷嘴和烟气出口，所述钢包包体内设隔板，把钢包内部分隔成两半，所述钢包包体的底部留有烟气过道，所述喷嘴和烟气出口分别位于隔板的两侧，所述烟气通道为所述隔板底部与所述钢包包体的底部之间的间隙，所述隔板底部的多个半圆形缺口，所述烘烤装置还设有换热装置，所述烟气出口与所述换热装置的一次进口连通，所述换热装置的二次进口与大气连通，所述换热装置的二次出口与所述喷嘴连通，所述换热装置的一次出口与烟囱连通，所述烟气出口设置Pd-Rh-Pt催化净化装置。
2.如权利要求1所述的钢包高效节能烘烤装置，其特征在于：所述隔板采用表面涂远红外辐射涂层轻质板或采用高辐射特性的碳化硅材料制备。
3.如权利要求1所述的钢包高效节能烘烤装置，其特征在于：所述隔板由多块隔板单元拼接而成或者为单一整块隔板构成。
4.如权利要求1所述的钢包高效节能烘烤装置，其特征在于：所述喷嘴和烟气出口以所述隔板为中心对称布置。
5.如权利要求1所述的钢包高效节能烘烤装置，其特征在于：所述包盖与所述隔板呈一体。
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