一種節能環保型立式天然氣熔煉爐的制作方法

本實用新型涉及鑄鐵冶金的熔煉設備技術領域，具體為一種節能環保型立式天然氣熔煉爐。

背景技術：

立式熔煉爐是一種廣泛應用在金屬和非金屬熔煉領域的熔煉設備，傳統立式熔煉爐采用焦炭為燃料，在爐內金屬或非金屬爐料與焦炭直接接觸，并采用鼓風助燃使焦炭燃燒，利用焦炭燃燒產生的高溫對金屬和非金屬進行直接熔化，這種傳統的立式熔煉爐最大的缺點是能耗高、污染重、效率低，屬于逐步淘汰的熔煉設備；帶水冷爐柵的立式燃氣熔煉爐，此種立式燃氣熔煉爐采用水冷爐柵支撐焦炭墊層或陶瓷球墊層以及其上的金屬或非金屬爐料，在水冷爐柵下方設置燃燒室，在燃燒室位置設置一排燒嘴，對熔化的金屬或非金屬液滴進行再加熱，但是此種爐型存在水冷爐柵結垢及漏水爆炸、金屬或非金屬液體元素燒損嚴重、水冷爐柵檢修更換困難、熔化的金屬或非金屬液體溫度過低、生產成本高、能源消耗量大等問題，使得此種爐型無法大面積的推廣；采用陶瓷球作為過熱墊層的立式燃氣熔煉爐，此種立式燃氣熔煉爐在爐內采用陶瓷球作為墊層，對熔化的金屬或非金屬進行過熱和滲碳，但是陶瓷球受其生產工藝限制，其固定碳含量一般在40%-60%之間，對熔化的金屬或非金屬的再加熱能力和滲碳能力不足，導致此種爐型熔化的金屬或非金屬溫度普遍偏低、爐渣量偏高、熔化的金屬含碳量不足、生產成本較高等弊端，因此使用效果不好；采用富氧風口的立式燃氣熔煉爐，此種立式熔煉爐除了在爐料的位置設置富氧燒嘴外，在爐料下方的焦炭墊層或陶瓷球墊層處設置一排或多排富氧風口，利用氧氣和空氣混合的富氧空氣使此處的焦炭或陶瓷球強化燃燒，此種爐型的缺點是焦炭耗量仍然較高，元素燒損仍然偏大，污染較重；并且以上幾種立式熔煉爐并未涉及煙氣除塵脫硫等處理功能，因此并不符合當前較為嚴格的環保法規；為此，我們提出一種節能環保型立式天然氣熔煉爐。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于提供一種節能環保型立式天然氣熔煉爐，以解決上述背景技術中提出的耗能、生產成本高和污染嚴重等問題。

為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：一種節能環保型立式天然氣熔煉爐，包括爐體，所述爐體的內腔固定安裝有爐襯，所述爐體的內腔底部設置有焦炭墊層，且焦炭墊層的頂端設置有爐料，所述爐體的側壁上自上到下依次設置有熱空氣進氣管、氧氣進氣管和燃氣進氣管，且熱空氣進氣管、氧氣進氣管和燃氣進氣管上分別安裝有電磁控制閥和儀表，所述爐體的側壁上固定安裝有燒嘴；

所述爐體的左側通過電纜線連接有PLC控制柜，且PLC控制柜的內腔設置有控制器，所述電磁控制閥和儀表分別與控制器電性連接；

所述爐體的頂端的煙氣出氣口通過煙氣管道固定安裝有空氣換熱器，所述空氣換熱器的左側通過冷氣管道與鼓風機固定連接，且空氣換熱器的左端通過熱空氣進氣管與風箱固定連接；

所述空氣換熱器的頂端有兩種連接方式：

第一種連接方式，所述空氣換熱器的頂端通過煙氣管道固定連接旋風除塵器，且旋風除塵器的頂端通過煙氣管道固定安裝有袋式除塵器，所述袋式除塵器的右側通過煙氣管道固定設置有引風機，且引風機的右側通過煙氣管道固定安裝有鋼煙囪；

第二種連接方式，所述空氣換熱器的頂端通過煙氣管道固定連接有濕法除塵器，且濕法除塵器的右側通過煙氣管道固定連接有脫硫裝置，所述脫硫裝置的右側通過煙氣管道固定設置有引風機，且引風機的右側通過煙氣管道固定安裝有鋼煙囪。

優選的，所述熱空氣進氣管、氧氣進氣管和燃氣進氣管上安裝有燒嘴的一端分別貫穿爐體的外壁延伸至爐體的內腔。

優選的，所述熱空氣進氣管以爐體的中心為圓心呈環形陣列狀均勻分布，且熱空氣進氣管為相同的不少于兩排。

優選的，所述爐體的底端左側通過帶有傾斜角度的管道連接有前爐，且管道連接爐體的一端高于連接前爐的一端，所述前爐的左端下方設置有熔化液體轉運裝置。

優選的，所述爐體的外壁上開設有上料口，且上料口的底端固定連接上料機的一端，所述上料機的另一端設置有上料車。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：本節能環保型立式天然氣熔煉爐，可以有效的節約能源，相比傳統立式熔煉爐節能40%以上，在煙氣排放、廢渣排放等方面滿足最新環保規范的要求，平均元素燒損量約為傳統立式熔煉爐的50%，熔化的金屬或非金屬液體成分穩定，各個系統采用所述PLC柜進行控制，可做到根據需要隨時開，隨時停，不同牌號的金屬或非金屬可以空爐分別熔煉，大大提高了金屬或非金屬熔煉的靈活性，可以有效的降低企業的生產成本。

附圖說明

圖1為本實用新型結構示意圖；

圖2為本實用新型第二種連接方式結構示意圖。

圖中：1爐體、2爐襯、3焦炭墊層、4爐料、5熱空氣進氣管、6氧氣進氣管、7燃氣進氣管、8電磁控制閥、9儀表、10 PLC控制柜、101控制器、11燒嘴、12空氣換熱器、13冷空氣管道、14鼓風機、15風箱、16旋風除塵器、17袋式除塵器、18引風機、19鋼煙囪、20濕法除塵器、21脫硫裝置。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所做的任何修改、等同替換、改進等，均應在本實用新型的保護范圍之內。

請參閱圖1-2，本實用新型提供一種技術方案：一種節能環保型立式天然氣熔煉爐，包括爐體1，所述爐體1的內腔固定安裝有爐襯2，所述爐體1的內腔底部設置有焦炭墊層3，且焦炭墊層3的頂端設置有爐料4，所述爐體1的側壁上自上到下依次設置有熱空氣進氣管5、氧氣進氣管6和燃氣進氣管7，且熱空氣進氣管5、氧氣進氣管6和燃氣進氣管7上分別安裝有電磁控制閥8和儀表9，所述爐體1的側壁上固定安裝有燒嘴11；

所述爐體1的左側通過電纜線連接有PLC控制柜10，且PLC控制柜10的內腔設置有控制器101，所述電磁控制閥8和儀表9分別與控制器101電性連接；

所述爐體1的頂端的煙氣出氣口通過煙氣管道固定安裝有空氣換熱器12，所述空氣換熱器12的左側通過冷氣管道13與鼓風機14固定連接，且空氣換熱器12的左端通過熱空氣進氣管5與風箱15固定連接；

所述空氣換熱器12的頂端有兩種連接方式：

第一種連接方式，所述空氣換熱器12的頂端通過煙氣管道固定連接旋風除塵器16，且旋風除塵器16的頂端通過煙氣管道固定安裝有袋式除塵器17，所述袋式除塵器17的右側通過煙氣管道固定設置有引風機18，且引風機18的右側通過煙氣管道固定安裝有鋼煙囪19；

第二種連接方式，所述空氣換熱器12的頂端通過煙氣管道固定連接有濕法除塵器20，且濕法除塵器20的右側通過煙氣管道固定連接有脫硫裝置21，所述脫硫裝置21的右側通過煙氣管道固定設置有引風機18，且引風機18的右側通過煙氣管道固定安裝有鋼煙囪19。

其中，熱空氣進氣管5、氧氣進氣管6和燃氣進氣管7上安裝有燒嘴的一端分別貫穿爐體1的外壁延伸至爐體1的內腔；熱空氣進氣管5以爐體1的中心為圓心呈環形陣列狀均勻分布，且熱空氣進氣管5為相同的不少于兩排；爐體1的底端左側通過帶有傾斜角度的管道連接有前爐，且管道連接爐體1的一端高于連接前爐的一端，所述前爐的左端下方設置有熔化液體轉運裝置；爐體1的外壁上開設有上料口，且上料口的底端固定連接上料機的一端，所述上料機的另一端設置有上料車。

本實用新型爐體內襯砌筑采用復合式耐火內襯結構，最大限度的減少爐體1散熱損失，強化絕熱，節約能源；在所述爐體1頂部或旁邊設置了高效空氣換熱器12，空氣換熱器12設置保溫層，可以把冷空氣預熱至350-500℃，有效地回收煙氣余熱，降低燃料消耗，同時預熱的高溫空氣可以將金屬或非金屬的液體溫度提高30-50℃；所述PLC控制柜10中的控制器101在編程時采用先進的燃燒控制算法，嚴格控制空氣-氧氣-燃氣的配比，使燃料充分燃燒，爐體1內部溫度控制更穩定，節能效果明顯；采用潔凈低含硫的管道天然氣、LNG氣化氣、LPG氣化氣等氣態燃料對金屬或非金屬進行熔化，燃燒產生的煙氣煙塵含量少，黑度小，SO₂排放少；燒嘴11采用富氧低NO_x燒嘴，NO_x排放少；所述爐體1出口煙氣采用旋風除塵器16、袋式除塵器17組合使用的干法除塵或濕式除塵器20進行除塵處理，使排放的煙氣滿足最新環保規范的要求；由于所述焦炭墊層3只起到支撐物料、過熱和滲碳的作用，不參與燃燒，焦炭消耗量非常小，所以本實用新型爐渣排放量少，爐渣排放量約為傳統立式熔煉爐的50%；由于采用管道天然氣、LNG氣化氣、LPG氣化氣等高熱值的氣態燃料，配合氧氣和空氣進行熔煉，熔化的金屬或非金屬液體溫度高，流動性好，出口溫度可達1520-1570℃。由于所述PLC控制柜10中的控制器101嚴格控制空氣-氧氣-燃氣的配比，使所述爐體1內形成穩定的還原性氣氛，在熔煉金屬時，金屬中的碳、硅、錳等元素燒損少，平均元素燒損量約為傳統立式熔煉爐的50%，熔化的金屬或非金屬液體成分穩定；由于本實用新型各個系統采用所述PLC控制柜10進行控制，本實用新型所提供的節能環保立式燃氣熔煉爐自動化水平高，工人勞動強度小，所述PLC控制柜10中的控制器101預留與生產線的通訊接口，可以實現全廠聯動自動化控制。并可做到根據需要隨時開，隨時停，不同牌號的金屬或非金屬可以空爐分別熔煉，大大提高了金屬或非金屬熔煉的靈活性；通過調整所述燒嘴的數量和排數，調整所述焦炭墊層3的厚度，配合所述PLC控制柜10中PLC系統先進的控制程序，本實用新型可以熔煉各種牌號的灰口鑄鐵、球墨鑄鐵、瑪鋼等鑄鐵件，可以熔煉銅、鋁等有色金屬，可熔煉巖棉、硅酸鋁等非金屬；本實用新型采用管道天然氣、LNG氣化氣、LPG氣化氣等高熱值的氣態燃料，能量密度高，噸產燃料消耗低，可以有效的節約能源成本，對應焦炭墊層3的燒嘴11不連接氧氣管道，降低了氧氣消耗，采用比陶瓷球價格低廉的焦炭塊作為墊層，并且焦炭消耗極少，有效的降低了熔煉的能源成本；熔煉金屬時元素燒損少，熔煉的金屬液體硅鐵、錳鐵等原料添加量少，有效的降低了熔煉的原料成本。綜合測算，本實用新型所提供的節能環保立式燃氣熔煉爐比傳統立式熔煉爐平均節省成本15-50元/噸，比電爐平均節省成本200-400元/噸，比其他形式的燃氣熔煉爐成本低。

盡管已經示出和描述了本實用新型的實施例，對于本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本實用新型的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本實用新型的范圍由所附權利要求及其等同物限定。