一种换热式钢包烘烤设备的制作方法

本实用新型属于冶金设备技术领域，本实用新型涉及一种换热式钢包烘烤设备。

背景技术：

钢包烘烤是炼钢生产工序中的重要环节之一，钢包烘烤温度对降低吨钢成本具有重要的意义。

目前国内钢包烘烤技术不断在更新换代，从最开始第一代的套管式烘烤装置到第二代的蓄热式结构到第三代的无引风机无换向阀式烘烤设备；相应的这几代的烘烤设备都存在一定的不足。第一代套筒式钢包烘烤设备，采用中间煤气管，外层套设风管，烘烤过程中平行气流无相交，混合不均匀，燃烧效率低；第二代蓄热式结构，在包盖上安装换向阀，需要频繁的进行切换，且钢包包盖上的温度过高，换向阀故障多，更换频繁，工人劳动强度大，维护成本高；第三带无引风机无换向阀式结构，虽然去除了换向阀装置，但是常规的采用的是在偏离包盖中心区域开设烟气孔，包盖上端面布设蓄热体，对空煤气进行预热，但是往往蓄热体容易堵塞，加上预热的温度不高，热效率低，现场使用效果不理想。

除了上述描述设计的结构缺陷，在目前市场烘烤装置还存在一些细节缺陷问题，往往遇到烘烤装置的烧嘴使用时间不长，实际更换拆卸麻烦，常规方法根本拆卸不下来；烘烤装置点火装置耐不住现场高温环境，频繁坏；常规使用的热电偶测温装置接线端在包盖上面，适应不了现场的高温环境经常坏等一些技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服上述背景技术中的不足，提供一种换热式钢包烘烤设备，以解决现有烘烤设备存在燃烧效率低、能耗高、钢包烘烤温度低、烧嘴拆卸麻烦、点火装置，热电偶不耐高温的情况等问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种换热式钢包烘烤设备，包括管路系统，所述管路系统与烘烤组件相连接，所述烘烤组件包括包盖，所述包盖上方设有可拆卸烧嘴；所述管路系统包括并联连接的氮气吹扫管路、煤气管路、空气管路、引风管路；所述管路系统还设有压缩空气管路，压缩空气管路通过支路管路与煤气管路相连接，压缩空气管路还设有支路管路与包盖相连接；所述管路系统、烘烤组件分别与plc系统相连接。

所述煤气管路包括煤气管道，所述煤气管道上依次顺序连接有手动磁阀、煤气压力变送器、煤气流量计，煤气流量计连接有两条煤气支路管路，其中一条煤气支路管路a上依次顺序连接有煤气调节阀、煤气快切阀a，另一条煤气支路管路b上依次顺序连接有手动球阀、煤气快切阀b；所述煤气支路管路a末端与可拆卸烧嘴相连接，所述煤气支路管路b末端与包盖上的长明火烧嘴相连接；

所述氮气吹扫管路包括氮气管道，氮气管道末端与煤气支路管路a相连接；所述氮气管道上设有并联连接的氮气吹扫电磁阀、氮气吹扫快切阀；所述氮气吹扫电磁阀末端与煤气快切阀a后端的管路相连接；

所述空气管路包括空气管道，所述空气管道上设有依次顺序连接的鼓风机、空气压力变送器、空气调节阀、空气流量计、换热器；换热器末端与可拆卸烧嘴连接；

所述引风管路包括烟气管道，所述烟气管道上设有依次顺序连接的引风机、换热器；换热器末端与包盖连接；

压缩空气管路通过3条支路管路与煤气管路相连接，压缩空气管路还设有3条支路管路与包盖相连接；所述压缩空气管路包括压缩空气管道，压缩空气管道通过三条支路管路分别与煤气管路上的煤气调节阀、煤气快切阀a、煤气快切阀b连接，压缩空气管道通过三条支路管路分别与包盖上设有的红外测温仪、火焰检测器、长明火烧嘴连接，所述支路管路上均设有调节阀。

所述包盖上设有包盖压力变送器，引风机在抽取高温烟气进行换热的过程，通过设置了包盖压力变送器，进而避免钢包炉膛形成较大的负压。

所述可拆卸烧嘴，包括煤气三通，所述煤气三通上端口外壁套接有凸面平焊法兰，煤气三通顶部盖设有与凸面平焊法兰相连接的上盖板，上盖板中心开设定位孔，该定位孔内安装有位于煤气三通内的套管，套管内安装有内部中空且内壁布满螺纹的调径管，调径管内螺纹连接有调径螺杆；煤气三通下端设有锥形阀，所述煤气三通下端外壁连接有烧嘴上盖板，烧嘴上盖板与烧嘴外管连接，烧嘴外管中心设有烧嘴燃烧管，调径管下端穿出锥形阀位于烧嘴燃烧管内，烧嘴燃烧管内设有若干稳燃棒；烧嘴外管底端外壁连接有用于与包盖连接的烧嘴法兰盘。

进一步的，调径螺杆顶端通过六角螺母a连接有位于上盖板上方的铸铁手轮，套管顶端所在平面位于铸铁手轮与上盖板之间，套管上端开口，开口处设有密封端板，密封端板与调径螺杆连接处设有密封圈；套管下端开设有供调径管穿过的中心孔。调径管顶端设有封堵螺母，调径螺杆穿过封堵螺母置于调径管内。所述凸面平焊法兰上端面与煤气三通上端面平齐，凸面平焊法兰与上盖板通过若干m20螺栓连接，并通过六角螺母b锁紧。所述套管与调径管通过固定杆连接，固定杆两端分别连接有锁紧螺母。煤气三通下端连接有变径管，锥形阀连接于变径管内壁。

进一步的，所述包盖压力变送器、压缩空气压力变送器、调节阀、煤气压力变送器、煤气流量计、煤气调节阀、煤气快切阀a、煤气快切阀b、空气压力变送器、空气调节阀、空气流量计、鼓风机、引风机、氮气吹扫电磁阀、氮气吹扫快切阀、红外测温仪、火焰检测器、长明火烧嘴分别与plc系统相连接。

所述煤气管路设有低压报警装置、煤气浓度检测报警装置，所述低压报警装置、煤气浓度检测报警装置为声光报警器。所述低压报警装置、煤气浓度检测报警装置分别与plc系统相连接。

本实用新型与现有技术相比具有的有益效果是：

本实用新型提供的一种换热式钢包烘烤设备结构简单，安全方便，便于操作应用，采用换热器和引风管路回收烟气，绿色环保，降低能耗，取消了换向阀及蓄热体，降低运行及维护成本；燃烧效率高，可高达98％：燃气和助燃空气经充分混合后点燃，试验测得燃烧后废气中co含量为0；适用范围广，火焰刚性强，可直达包底，钢包受热均匀，温差小。

基于现有烘烤设备包盖上面安装的检测元件耐不住现场高温环境情况，本实用新型增设压缩空气管路，压缩空气管道通过三条支路管路分别与包盖上设有的红外测温仪、火焰检测器、长明火烧嘴连接，烘烤设备在烘烤过程中，压缩空气管路开启可对三支管路连接的火焰检测器、红外测温一、长明火烧嘴点火装置进行冷却与助燃等作用。

避免以往烧嘴烧坏需要把包盖吊装下来进行螺栓切割从而更换的情况，可直接将烧嘴单独拆卸，节省了综合成本；当锥形阀积灰严重时，拆卸煤气三通上端面的上盖板，进而可以直接将锥形阀、调径管整体拆卸出来；结构简单，便于维修。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：

图1是本实用新型一种换热式钢包烘烤设备整体构造图。

图2是本实用新型可拆卸烧嘴整体结构剖面图。

图中1.氮气吹扫管路，2.压缩空气管路，3.煤气管路，4.空气管路，5.引风管路，6.plc系统，7.包盖，8.包盖压力变送器，101.氮气吹扫电磁阀，201.压缩空气压力变送器，301.手动磁阀，302.煤气压力变送器，303.煤气流量计，304.煤气调节阀，305.煤气快切阀a，306.手动球阀，307.煤气快切阀b，401.鼓风机，402.空气压力变送器，403.空气调节阀，404.空气流量计，501.引风机，502.换热器，901.六角螺母a，902.铸铁手轮，903.密封端板，904.密封圈，905.上盖板，906.六角螺母b，907.凸面平焊法兰，908.调径螺杆，909.煤气三通，910.烧嘴上盖板，911.烧嘴燃烧管，912.烧嘴外管，913.烧嘴法兰盘，914.锥形阀，915.套管，916.固定杆，917.调径管，918.封堵螺母，919.变径管，920.稳燃棒，921.环向定位块a，922.环向定位块b。

具体实施方式

以下结合说明书附图，对本实用新型进一步说明，但本实用新型并不局限于以下实施例。

本实施例与plc系统相连接的包盖压力变送器、压缩空气压力变送器、调节阀、煤气压力变送器、煤气流量计、煤气调节阀、煤气快切阀a、煤气快切阀b、空气压力变送器、空气调节阀、空气流量计、氮气吹扫电磁阀、氮气吹扫快切阀、红外测温仪、火焰检测器、点火装置、声光报警器均不限定与某一型号，所述煤气调节阀、煤气快切阀a、煤气快切阀b、调节阀、空气调节阀、氮气吹扫电磁阀、氮气吹扫快切阀为能够接受plc系统控制信号实现开闭功能的阀门均可；所述煤气流量计、空气流量计、型号不限、能够实现流量测量并将信号反馈给plc系统功能的仪表即可；所述包盖压力变送器、压缩空气压力变送器、煤气压力变送器、空气压力变送器型号不限、能够实现压力测量并将信号反馈给plc系统功能的仪表即可；所述红外测温仪型号不限、能够实现温度测量并将信号反馈给plc系统功能的传感器即可；所述火焰检测器型号不限、能够实现定时输出点火信号及燃料阀打开信号；若点火成功，则点火信号关闭后继续输出燃料阀打开信号；若点火失败，则关闭点火信号及燃料阀打开信号，并输出无源报警信号，将上述信号反馈给plc系统功能的火焰检测器即可；所述点火装置型号不限、能够接收点火信号并实现点火功能的点火装置即可，所述声光报警器型号不限、能够接收plc系统输出信号并实现报警功能的声光报警器即可。

实施例1

一种换热式钢包烘烤设备，如图1所示，包括管路系统，所述管路系统与烘烤组件相连接，所述烘烤组件包括包盖7，所述包盖7上方设有可拆卸烧嘴；所述管路系统包括并联连接的氮气吹扫管路1、煤气管路3、空气管路4、引风管路5；所述管路系统还设有压缩空气管路2，压缩空气管路2通过支路管路与煤气管路3相连接，压缩空气管路2还设有支路管路与包盖7相连接；所述管路系统、烘烤组件分别与plc系统6相连接。

所述煤气管路3包括煤气管道，所述煤气管道上依次顺序连接有手动磁阀301、煤气压力变送器302、煤气流量计303，煤气流量计303连接有两条煤气支路管路，其中一条煤气支路管路a上依次顺序连接有煤气调节阀304、煤气快切阀a305，另一条煤气支路管路b上依次顺序连接有手动球阀306、煤气快切阀b307；所述煤气支路管路a末端与可拆卸烧嘴相连接，所述煤气支路管路b末端与包盖7上的长明火烧嘴相连接；

所述氮气吹扫管路1包括氮气管道，氮气管道末端与煤气支路管路a相连接；所述氮气管道上设有并联连接的氮气吹扫电磁阀101、氮气吹扫快切阀；所述氮气吹扫电磁阀101末端与煤气快切阀a305后端的管路相连接；

所述空气管路4包括空气管道，所述空气管道上设有依次顺序连接的鼓风机401、空气压力变送器402、空气调节阀403、空气流量计404、换热器502；换热器502末端与可拆卸烧嘴连接；

所述引风管路5包括烟气管道，所述烟气管道上设有依次顺序连接的引风机501、换热器502；换热器502末端与包盖7连接；

压缩空气管路2通过3条支路管路与煤气管路3相连接，压缩空气管路2还设有3条支路管路与包盖7相连接；所述压缩空气管路2包括压缩空气管道，压缩空气管道通过三条支路管路分别与煤气管路3上的煤气调节阀304、煤气快切阀a305、煤气快切阀b307连接，压缩空气管道通过三条支路管路分别与包盖7上设有的红外测温仪、火焰检测器、长明火烧嘴连接，所述支路管路上均设有调节阀。压缩空气管道上设有压缩空气变送器201。

所述包盖7上设有包盖压力变送器8，引风机501在抽取高温烟气进行换热的过程，通过设置了包盖压力变送器8，进而避免钢包炉膛形成较大的负压。

所述包盖压力变送器8、压缩空气压力变送器201、调节阀、煤气压力变送器302、煤气流量计303、煤气调节阀304、煤气快切阀a305、煤气快切阀b307、空气压力变送器402、空气调节阀403、空气流量计404、鼓风机401、引风机501、氮气吹扫电磁阀101、氮气吹扫快切阀、红外测温仪、火焰检测器、长明火烧嘴分别与plc系统6相连接。

所述煤气管路3设有低压报警装置、煤气浓度检测报警装置，所述低压报警装置、煤气浓度检测报警装置为声光报警器。所述低压报警装置、煤气浓度检测报警装置分别与plc系统6相连接。

所述换热器502为板式换热器。

如图2所示，所述可拆卸烧嘴，包括煤气三通909，所述煤气三通909上端口外壁套接有凸面平焊法兰907，煤气三通909顶部盖设有与凸面平焊法兰907相连接的上盖板905，所述凸面平焊法兰907上端面与煤气三通909上端面平齐，凸面平焊法兰907与上盖板905通过至少8-10个m20螺栓连接，并通过m20六角螺母b6锁紧。

上盖板905中心开设定位孔，该定位孔内安装有位于煤气三通909内的套管915，套管915内安装有内部中空且内壁布满螺纹的调径管917，调径管917内螺纹连接有调径螺杆908；所述套管915与调径管917通过固定杆916连接，固定杆916两端分别连接有锁紧螺母。调径管917顶端设有封堵螺母918，调径螺杆8穿过封堵螺母918置于调径管917内。调径螺杆908顶端通过m20六角螺母a1连接有位于上盖板905上方的铸铁手轮902，套管915顶端所在平面位于铸铁手轮902与上盖板905之间，套管915上端开口，开口处设有密封端板903，密封端板903与调径螺杆908连接处设有密封圈904；套管915下端开设有供调径管917穿过的中心孔。

煤气三通909下端连接有变径管919，锥形阀914连接于变径管919内壁。所述煤气三通909下端外壁连接有烧嘴上盖板910，烧嘴上盖板910与烧嘴外管912连接，烧嘴外管912中心设有烧嘴燃烧管911，调径管917下端穿出锥形阀914位于烧嘴燃烧管911内，烧嘴燃烧管911内设有若干稳燃棒920；烧嘴外管912底端外壁连接有用于与包盖7连接的烧嘴法兰盘913。

优选的，烧嘴燃烧管911上端侧壁套接有环向定位块a921，下端侧壁套接有环向定位块b922，环向定位块a921外壁与烧嘴外管912上端内壁连接，环向定位块b922外壁与烧嘴外管912下端内壁连接，环向定位块起到对烧嘴燃烧管911的定位作用。

优选的，在调径管917底端还连接有一小变径管。

设备工作时，可拆卸烧嘴通过燃气三通909引进高炉煤气，高炉煤气在经过锥形阀914时由于横截面积的突然减小而流速增加，鼓风机401将空气气体通过烧嘴外管912送入烧嘴内，高炉煤气和空气气体经过锥形阀914后在烧嘴燃烧管911内部混合并开始燃烧，配合引风机501抽取烘烤时产生的烟气余热对空气气体和高炉煤气进行预热，燃烧效率和能源利用率得到了有效的提高；且由于采用内燃形式和富氧燃烧，火焰在高炉煤气压力、锥形阀914加速和气体受热膨胀性的作用下喷出烧嘴，燃烧冲击力强，火焰温度高。

可拆卸烧嘴可以直接安装在包盖7上方的定位凸台上，烧嘴法兰盘913与定位凸台的连接，给螺栓预留了安装空间，且定位凸台距离包盖7上端面有一定的距离，起到一定的隔热作用；所述的烧嘴法兰盘913，采用普通碳钢钢、端面焊接盘形法兰，盘形法兰上采用旋转定位孔的方式，安装定位在旋转弧形孔小孔上，拆卸时，只需松开紧定螺栓的螺母，整体式旋转烧嘴到弧形槽大孔区域，可将螺栓、烧嘴进行整体式拆卸。另外所述的烧嘴法兰盘913距离包盖至少10公分，预留螺母的拆卸空间，为提高烧嘴法兰盘913使用寿命，节约成本，烧嘴法兰盘913管外层采用时碳钢管，内层辐射一层耐温1400℃的浇注料，并采用l型拉钩交错布置在底座管内壁以内。且在烧嘴法兰盘913下端面开设有预热空气进风口。嘴法兰盘913避免以往烧嘴烧坏需要把包盖吊装下来进行螺栓切割从而更换的情况，可直接将烧嘴单独拆卸，节省了综合成本。

当烘烤设备进行烘烤时，顺时针摇动铸铁手轮902，铸铁手轮902带动调径螺杆908转动，铸铁手轮902上下端面的两个螺母对调径螺杆908起到紧固作用，避免打滑，调径螺杆908进而带动封堵螺母918、调径管917向下运动，使锥形阀914与调径管917之间产生间隙，煤气进行喷射。当锥形阀914积灰严重时，拆卸煤气三通上端面的上盖板，进而可以直接将锥形阀、调径管整体拆卸出来。

所述的氮气吹扫快切阀、氮气吹扫电磁阀101用于在设备点火前和停用后清扫燃气。所述煤气快切阀，在使用过程中对高炉煤气进行开启功能与紧急切断作用。红外测温仪在烘烤时用于对钢包底部温度进行实时监测。

基于烘烤设备包盖7上面安装的检测元件耐不住现场高温环境情况，本实施例提供一种最优解决方案，增设压缩空气管路2，压缩空气管道通过三条支路管路分别与包盖7上设有的红外测温仪、火焰检测器、长明火烧嘴连接，烘烤设备在烘烤过程中，压缩空气管路2开启可对三支管路连接的火焰检测器、红外测温一、长明火烧嘴点火装置进行冷却与助燃等作用。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。