CN201787807U - 带预混式燃烧***的竖式高效节能熔铜炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种带预混式燃烧***的竖式高效节能熔铜炉。本实用新型包括冲天式竖炉、竖炉加料***、保温炉***、预混式燃烧***、PLC控制在线自动取样***、一氧化碳连续式自动检测***和电气控制部份的熔化炉，其中：竖炉炉体的一侧设有带运输物料轨道的竖炉加料***，竖炉炉体的另一侧设置保温炉***；所述的预混式燃烧***设置在竖炉熔化室处，包括空气供应装置、燃料供应装置、燃气预混装置和燃烧控制装置，且预混式燃烧***中的烧嘴有序的设置在熔化室的下部周围；所述的竖炉上部还设置有炉顶操作平台。本实用新型熔化速度快，运行费用低，能长时间连续运转，可靠性高，能满足要求的工程服务，而且铜液的氧含量稳定，容易控制。

Description

带预混式燃烧***的竖式高效节能熔铜炉

技术领域

本实用新型涉及熔化设备，特别指生产低氧铜杆、铜带等连铸连轧***的铜熔化设备一种带预混式燃烧***的竖式高效节能熔铜炉。

背景技术

阴极铜板熔化一般厂家均采用矩形反射式熔化炉，矩形反射式熔化炉能耗高，热利用率一般在20%左右，采用竖式熔化炉，热利用率提高到50%以上：另外，生产铜杆时，铜杆内氧含量无法控制，采用预混式燃烧***后，固增加了CO分析***，能有效地控制氧含量，保证了铜杆的质量：矩形反射炉只适合于单炉生产，采用本套***，能实现连续生产。

发明内容

本实用新型的目的是针对背景技术中存在的缺点和问题加以改进和创新，提供一种结构合理、熔化速度快、运行费用低的带预混式燃烧***的竖式高效节能熔铜炉。

本实用新型的技术方案是构造一种包括冲天式竖炉、竖炉加料***、保温炉***、预混式燃烧***、PLC控制在线自动取样***、一氧化碳连续式自动检测***和电气控制部份的熔化炉，其中：

竖炉炉体的一侧设有带运输物料轨道的竖炉加料***，竖炉炉体的另一侧设置保温炉***，且保温炉***进料口通过上流槽、扒渣槽与竖炉熔化室的出钢口连接，保温炉***的出料口将熔化后的物料经下流槽输送出炉；

所述的预混式燃烧***设置在竖炉熔化室处，包括空气供应装置、燃料供应装置、燃气预混装置和燃烧控制装置，且预混式燃烧***中的烧嘴有序的设置在熔化室的下部周围；

所述的竖炉上部还设置有炉顶操作平台。

本实用新型的优点及有益效果：

本实用新型是根据国内低氧铜杆连铸连轧生产的需要，吸收国外先进技术设计研制的熔化设备，它采用液化石油气、天然气等清洁能源为燃料，连续不断地将电解铜熔化成低含氧量的铜水，是生产低氧铜杆、铜带等连铸连轧***首选的铜熔化设备。本实用新型熔化速度快，运行费用低，能长时间连续运转，可靠性高，能满足要求的工程服务，而且铜液的氧含量稳定，容易控制。

本实用新型原料的选择也非常灵活，基本原料是电解精炼阴极铜，可接受整张通常用永久阴极种板法或溶剂萃取电积法生产的阴极铜板，还可直接接受熔化高品质的废铜，利用量可达20%（用于生产铜管及板带铸坯）。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。

图2是本实用新型预混式燃烧***结构示意图。

具体实施方式

由图1、2可知，本实用新型包括冲天式竖炉A、竖炉加料***B、保温炉***C、预混式燃烧***、PLC控制在线自动取样***、一氧化碳连续式自动检测***和电气控制部份，其中：

竖炉A炉体的一侧设有带运输物料轨道的竖炉加料***B，竖炉A炉体的另一侧设置保温炉***C，且保温炉***C进料口17通过上流槽15、扒渣槽16与竖炉A熔化室的出钢口14连接，保温炉***C的出料口21将熔化后的物料经下流槽22输送出炉；

所述的预混式燃烧***设置在竖炉A熔化室处，包括空气供应装置、燃料供应装置、燃气预混装置32和燃烧控制装置，且预混式燃烧***中的烧嘴13有序的设置在熔化室的下部周围；

所述的竖炉A上部还设置有炉顶操作平台12。

本实用新型所述的竖炉A包括炉底2、由熔化段下段3和熔化段上段5组成的熔化室、防撞保护块7、加料口9、烟囱10、烟帽11、炉衬和冷却风机，其中防撞保护块7设置在熔化室上部，加料口9设在防撞保护块7上方，加料口9的上方还安装有摄像机，烟囱10和烟帽11设在炉体的顶部。所述的竖炉加料***B包括加料斗1、上料机架下导轨6、上料机架上导轨8、牵引钢丝绳、卷扬机及上料电器控制部分，其中上料电器控制部分带动导轨将加料斗1内的物料从地面送入加料口9并倾倒至熔化室内。所述的保温炉***C包括炉体19、炉衬、炉门、进料口17、出料口21、滚轮、限位轮和可伸缩式油缸20及液压站，其中炉体19上还设置有保温炉燃烧器18。所述的空气供应装置包括一台多级高压风机23和进风通道，其中高压风机23的进风口设置有控制进风量的空气蝶阀24，进风通道还设置有电接点风压表25。所述的燃料供应装置包括气源和进气通道，进气通道上设置有关断阀26和球阀27，其中关断阀26与一球阀27之间设置有燃气低压开关28，关断阀26与另一球阀27之间设置有燃气高压开关29。所述的燃气预混装置32连接空气供应装置和燃料供应装置，燃气预混装置设置的降压阀和零位控制阀调控燃料压力，再通过设置的混合器将燃料与空气供应装置提供的空气混合并送入燃烧控制装置。所述的燃烧控制装置包括防回火器30、手动蝶阀31及燃烧器4，其中燃烧器4的端部设置烧嘴13。

本实用新型的结构原理：

1、竖炉：

用途：熔化阴极铜板或其它原料。

炉底、炉身（熔化段下段3、熔化段上段5）由优质钢板和型钢制作，炉底采用25mm钢板，中间用槽钢加固，使整个炉底可以承受100吨电解铜板的重量而不变形；炉身（熔化段下段3、熔化段上段5）用20mm钢板圈成桶体，炉体内贴一层硅酸铝纤维毯，可大大降低炉壁温度，中间砌筑高铝耐火砖，最内层炉衬是直接触火焰和铜水的，采用SiC 砖砌筑，荷重软化温度可达1700度，保证了炉衬的使用寿命。SiC砖采用纯度大于80%的SiC混合特殊的高温粘接剂，经压机预先压制成弧形砖，通过高温焙烧，使SiC砖形成半烧结状态，一方面增加了SiC砖的强度，便于运输、搬运、砌筑，同时在砌筑完成后，通过第二次烘烧，使竖炉内衬形成一个坚固的整体，使整个炉衬的强度大为提高。

炉体上部是铜块或不锈钢防撞保护块7，防止在加料时铜板撞在炉衬上，引起炉衬脱落破损甚至内衬倒塌。

加料口9设计在竖炉的上方，这种加料方式可以使铜板从炉底一直堆放到炉体加料口，延长了烧嘴燃烧后产生的烟气与铜板的接触时间，使铜板可最大限度地吸收烟气余热，增加热量的利用效率，节约燃料成本。经实际使用证明，连续状态下，每吨铜水的燃气消耗量小于65立方米（天然气）或22立方米（液化气），仅为平炉的1/2-1/3。

烧嘴13沿圆周设置在炉子底部，因而铜料在靠近炉底处熔化，较上部的铜料由燃烧气体预热。熔融铜从出铜口流出炉外，该出铜口与炉床高度相同。随着铜料的熔化，熔化炉内铜料向下移动，因此能连续供给熔化铜液。

烟囱10为钢制圆管， 高于厂房屋顶3M，将燃烧产生的废气排出室外，烟囱上设有防雨帽和避雷针，避雷针用扁钢条接引入地，接地线在基础上建施工时预埋，接地电阻小于4Ω。

本实用新型竖炉的特点：

1）完全预混燃烧***；2）多重安全措施以保证安全操作,安全装置在燃气压力过高或过低，或燃烧风机故障时，立即切断燃气；3）更稳定的火焰,从冷态开炉到出铜液约1小时；4）更低的一氧化碳运行范围，以便更好控制金属质量和更高的热效率；5）减少了75%控制点（少维护，更易控制）；6）相同的空/燃比用于多个烧嘴；7）所有燃烧区域可自动采样分析，包括保温炉、流槽、和铸机浇包（用户选用）；8）更低的噪音；9）烧嘴砖和出铜口为预浇铸耐火材料，关键区域的耐火材料的使用寿命更长。

 本实用新型竖炉的规范：

耐火材料厚度	≥343mm
		熔化能力	8T/h    16T/h 20T/h 48T/h
燃气耗量	29×104   Kcal/T.Au
		喷嘴排数	1排7只、1排4只或调整
交流风机电机	110KW

2、竖炉加料***：

用途：将电解铜或其它原料加入熔化炉内。

本实用新型竖炉加料***的特点：

1）成熟的技术；2）重型钢结构；3）自由直立装置；4）有效撒落电解铜板从而获得较好的热效率；5）装料时冲击低，较长的使用寿命；6）可运送整捆的铜板；7）小车可接受楔形料斗，装载废坯、坯屑或轧机废铜杆；8）过载保护；9）牵引缆张力有缓冲，缆绳松弛状态保护；10）闭路电视监控。

本实用新型竖炉加料***的规范：

额定负载	2.70T
		循环时间	3.25min
交流传动电机	15KW

3、保温炉***：

用途：控制进入铸机的铜液流量和保持其温度稳定。

炉体由25mm钢板卷成，炉体下部安装偏心弧形扇板，当炉体沿扇板面转动时，由于扇板的偏心，使炉内铜水液面抬高而从出料口溢出。

炉衬用轻质保温砖为保温层，中间砌筑高铝耐火砖，内衬采用SiC异型砖，SiC砖采用和竖炉相同的工艺烧制而成。

炉门设在保温炉上部，采用SiC捣打料捣打而成，炉门可上下翻动，方便停炉时人工清理或修理时进出炉内的需要。

保温炉进料口用SiC预先制作，砌筑时安装在保温炉上端头部，作为从竖炉熔化后的铜水经溜槽流入保温炉的入口。

保温炉需要向连铸机输送铜水时，液压站工作，油缸向上伸展，保温炉沿炉底扇形板转动，铜水液面提高从出铜口溢出溜槽向浇包输送。

本实用新型保温炉***的特点：

1）完全预混燃烧***；2）更低的一氧化碳运行范围，以便更好地控制金属质量和更高的热效率；3）自动控制空/燃比；4）保持正确的浇铸温度,向铸机提供恒定的熔化铜液；5）手动控制旋转以控制铸机浇包的金属液位。

本实用新型保温炉***的规范：

额定容量：	15T(增大配置,一般配8T)
		燃气耗量	3×104   Kcal/T.Au
交流风机马达	15KW

4、预混燃烧***：

本实用新型成套设备燃烧***采用完全预混燃烧***，该***确保全部空气和燃料在进入燃烧区域之前完全混合，提供更加稳定的火焰和更充分的燃烧（即较低的一氧化碳值）。该***共有以下几部分的组成：风机空气供应装置，燃料供应装置，燃气预混装置，燃烧控制装置。

1）风机供气装置：

该装置是有一台多级高压风机进行供气，进入风机的空气需要进行过滤，且应保证气体成分的稳定。为防止风机的倒吸现象，风机的进风口设置一个空气蝶阀以控制进风的量。风机排出气体的压力有检测，以防止压力过高或过低的情况发生。风机的保养很重要，因为在生产时风机发生故障，会产生比较严重的后果。

2）燃料供应装置：

燃料一般为液化石油气或天然气，对该装置的要求是压力，流量的平稳。平稳的供应压力对装置的正常工作非常重要，因为它的波动常常会导致燃烧的不稳定。因此，该装置有压力的详细要求，一旦超出标准，会导致装置自动切断。由于燃料是气态的形式，所以逻辑控制上考虑了很多安全的要求。

3）燃气预混装置：

该装置是整个***的核心所在，首先有SR降压阀对燃料压力进行控制，然后是一个BZR的零位控制阀，当然所有的阀体都要有风机气压的控制或平衡。燃气经过两个薄膜阀以后，就进入和空气混合阶段，此处有一个混合器，用来更好的混合气体。当然在此以前，需要有一个燃气开关，用于控制燃气的量。

4）燃烧控制装置：

混合完的气体在进入烧嘴以前，需要经过一个防回火器，防回火器的作用在于防止出现火焰倒回管路的情况。我们的烧嘴是高速烧嘴，它需要用水进行冷却。有一个火花塞用来点火，有观察孔可以进行观察。操作人员应定期巡视各个烧嘴，以便及时处理各种状况（也可设置火焰监测器自动检测）。该装置还包括气氛取样管路和燃烧速率管路到控制室，以便操作人员的控制之用。

本实用新型预混燃烧***的优点：

1）预混燃烧***，燃烧更充分，能源效率较平炉提高150%以上；2）人性化的设计，多重安全措施以保证安全操作； 3）稳定的气压控制***，保证更稳定的燃烧火焰；4）燃烧速率的改变，并不改变燃烧气氛，不需要频繁调整***；5）易于调节燃烧气氛，可以更好控制铜液的含氧量和温度，排放标准远高于国家规定的要求；6）由于减少了75%控制点，减少***维护，工人操作更加容易。

5、上、下流槽和撇渣槽：

用途：将铜液从熔化炉送入保温炉，再从保温炉送至铸机。保持铜液的温度，提供一个控制的氛围以防止铜液氧化。扒渣槽出渣简便。

说明：覆有顶盖的流槽在熔化炉、保温炉之间，以及向铸机传送熔化的金属。带有顶盖的流槽可以节约燃气，降低噪声，延长耐火材料的使用寿命，以及屏蔽铜液以免不必要的氧化。流槽***每个燃烧区实行自动空/燃比控制。扒渣槽16可以提供更有效率的清渣效果。

上流槽***包括一个撇渣槽，该槽在浮渣进入保温炉之前收集起来，以大大降低清洁保温炉的次数。铜液去渣后质量得到提高，操作人员很容易将渣从槽内撇去。

流槽系钢板焊接而成的沟状容器，内衬隔热可浇铸耐火材料。

流槽由燃气喷嘴***加热。喷嘴固定在流槽盖上。该流槽燃烧***既可烧天然气又可烧液化石油气。

本实用新型流槽***特点：

1）上流槽15、扒渣槽16、下流槽22和浇包各自独立的自动控制空/燃比控制***。使铜液的氧含量控制的更容易和精确；2）流槽盖提供保护气氛,以控制氧气摄入；3）流槽盖降低燃料损耗；4）有效清渣, 流槽盖降低噪音。

本实用新型流槽的规范： 

燃气耗用	9×104   Kcal/T.Au
		风机功率	18.5KW或22KW

6、电气控制部份：

电气控制部份采用PLC控制，所有控制均可在控制面板上进行。

供货范围：风机和燃烧控制电气一套；各烧嘴压力指示仪表***一套；CO分析仪一套（可分析8个点，熔化炉3个点，上流槽、扒渣槽、下流槽，浇包和保温炉各1个点。）

本实用新型与国内其它单位生产的竖炉相比具有的优点：

1、上料机构为重型钢结构，可以加整包的电铜。

2、剪下的条子可以用铲车整筒的加入减少工人劳动强度。

3、与世界知名公司生产的竖炉有相同的技术，关键部件为进口件，可靠性高。

4、熔化炉，保温炉，上流槽，扒渣槽，下流槽和浇包的空/燃比分别单独控制，铜杆的氧含量控制更容易。

5、保温炉容量为8T或更大，增加了整条生产线的机动性。

本实用新型所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行的描述，并非对本实用新型构思和范围进行限定，在不脱离本实用新型设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (8)

1.一种带预混式燃烧***的竖式高效节能熔铜炉，其特征在于包括冲天式竖炉（A）、竖炉加料***（B）、保温炉***（C）、预混式燃烧***、PLC控制在线自动取样***、一氧化碳连续式自动检测***和电气控制部份，其中：

竖炉（A）炉体的一侧设有带运输物料轨道的竖炉加料***（B），竖炉（A）炉体的另一侧设置保温炉***（C），且保温炉***（C）进料口（17）通过上流槽（15）、扒渣槽（16）与竖炉（A）熔化室的出钢口（14）连接，保温炉***（C）的出料口（21）将熔化后的物料经下流槽（22）输送出炉；

所述的预混式燃烧***设置在竖炉（A）熔化室处，包括空气供应装置、燃料供应装置、燃气预混装置（32）和燃烧控制装置，且预混式燃烧***中的烧嘴（13）有序的设置在熔化室的下部周围；

所述的竖炉（A）上部还设置有炉顶操作平台（12）。

2.根据权利要求1所述的带预混式燃烧***的竖式高效节能熔铜炉，其特征在于所述的竖炉（A）包括炉底（2）、由熔化段下段（3）和熔化段上段（5）组成的熔化室、防撞保护块（7）、加料口（9）、烟囱（10）、烟帽（11）、炉衬和冷却风机，其中防撞保护块（7）设置在熔化室上部，加料口（9）设在防撞保护块（7）上方，加料口（9）的上方还安装有摄像机，烟囱（10）和烟帽（11）设在炉体的顶部。

3.根据权利要求1所述的带预混式燃烧***的竖式高效节能熔铜炉，其特征在于所述的竖炉加料***（B）包括加料斗（1）、上料机架下导轨（6）、上料机架上导轨（8）、牵引钢丝绳、卷扬机及上料电器控制部分，其中上料电器控制部分带动导轨将加料斗（1）内的物料从地面送入加料口（9）并倾倒至熔化室内。

4.根据权利要求1所述的带预混式燃烧***的竖式高效节能熔铜炉，其特征在于所述的保温炉***（C）包括炉体（19）、炉衬、炉门、进料口（17）、出料口（21）、滚轮、限位轮和可伸缩式油缸（20）及液压站，其中炉体（19）上还设置有保温炉燃烧器（18）。

5.根据权利要求1所述的带预混式燃烧***的竖式高效节能熔铜炉，其特征在于所述的空气供应装置包括一台多级高压风机（23）和进风通道，其中高压风机（23）的进风口设置有控制进风量的空气蝶阀（24），进风通道还设置有电接点风压表（25）。

6.根据权利要求1所述的带预混式燃烧***的竖式高效节能熔铜炉，其特征在于所述的燃料供应装置包括气源和进气通道，进气通道上设置有关断阀（26）和球阀（27），其中关断阀（26）与一球阀（27）之间设置有燃气低压开关（28），关断阀（26）与另一球阀（27）之间设置有燃气高压开关（29）。

7.根据权利要求1所述的带预混式燃烧***的竖式高效节能熔铜炉，其特征在于所述的燃气预混装置（32）连接空气供应装置和燃料供应装置，燃气预混装置设置的降压阀和零位控制阀调控燃料压力，再通过设置的混合器将燃料与空气供应装置提供的空气混合并送入燃烧控制装置。

8.根据权利要求1所述的带预混式燃烧***的竖式高效节能熔铜炉，其特征在于所述的燃烧控制装置包括防回火器（30）、手动蝶阀（31）及燃烧器（4），其中燃烧器（4）的端部设置烧嘴（13）。

Images