专利名称：连续烧结用的气体管道内加热气体的装置与方法
技术领域：
本发明涉及连续烧结用的气体循环管道内加热气体的装置和方法。在烧结炉内，为了烧结某种材料，热气体从位于传送带上烧结材料床的上方供入，并且该气体管道的一部分成为燃烧区，即燃烧环，气体在这里被加热。燃烧环具有至少一个燃烧单元，该燃烧单元从燃烧环的周边指向内部。
在连续烧结技术中，目前使用一种在传送带上直接形成烧结材料床的传送带型烧结装置。被烧结的烧结材料床通常是由强度较弱的球形颗粒或细矿砂构成，通过烧结使其变硬，以便这些颗粒或烧结物能进一步送到象熔化炉一类的设备而没有灰尘问题。通常烧结装置包括几个不同的区域，对被烧结的材料进行干燥、预热和烧结，并且对已烧结的材料进行冷却，通过使气体穿过烧结材料床和传送带使上述的这些连续的工序得以实现。比如，当进行铁合金处理时，热的气体进入烧结区并穿过烧结材料床及传送带，使得烧结材料床的温度升至1000-1600℃的范围。在高温下，这些颗粒或烧结物与热气体反应并同时变硬。导入的冷却气体穿过烧结材料床和传送带，使变硬的颗粒冷却。
正如已经指出的，在烧结装置内，烧结材料的高温处理是通过气体进行的，也就是将气体管道布置在烧结传送带的周围，在靠近该传送带的地方。而冷却过程则在传送带的尾端进行，气体从传送带的下面进入，并且在传送带的上方将该气体吸入气体循环管道，在这里至少一部分气体被加热，并且加热的气体被送到传送带的起始端，或进入干燥区，或进入加热区，或进入烧结区。
传统上是借助于气体循环管道内布置的不同的燃烧室对烧结用的气体进行加热，在燃烧室内不仅需要燃料，还有送入燃烧器的燃烧空气及扩散气体。燃烧室有一个燃烧器，在这种情况下调节温度是很难实现的。通常燃烧室位于管道的垂直部分，即靠近烧结面，在这种情况下，容易产生局部的高热点，这将很难获得均匀的烧结结果。高热点也有使设备损坏的趋势，比如钢制传送带、炉栅和防火涂层。
本发明涉及与连续烧结相连的、在气体循环管道内加热气体的一种方法和装置。在烧结炉内，为了烧结位于传送带上的材料，热气体从传送带的上方进入，并且气体管道的一部分构成了燃烧区，即燃烧环，在这里气体被加热。至少气体循环管道的一部分构成燃烧环，不再需要分开的燃烧室。燃烧环具有至少一个燃烧单元，它从燃烧环的周边指向其内部，但是通常燃烧环的数量是至少两个。优选地，燃烧单元位于同一圆周上，并且每个燃烧单元包括用于一种或多种燃料的一些供料管。每个燃烧环都装有至少一个点火燃烧器。当用于加热的燃料已经被点火燃烧器点着时，就不再需要另外送进燃烧空气，而燃烧空气从气体循环导管内的气体中获得。使用燃烧环可以获得均匀的温度，而避免局部的温度峰值。在附后的权利要求书中可明白本发明的这些极重要的新特征。
优选地，根据本发明的燃烧环构造在气体循环管道的水平部分，并且在距烧结床足够远的地方。当使用多个燃烧单元时，可以获得在升温和正常操作期间都能满足温度要求的一个较大的调节区域。除了用于至少两种不同燃料的多个燃料管，通常燃烧单元具有一个火焰防护装置，一个点火燃烧器和一个观察口。仅在点火燃烧器上必须单独送入燃烧空气，而其余的燃烧空气可以从气体管道的气体中获得。因而，当多个燃烧单元位于一个燃烧环的同一圆周时，不需要每个单元都装有火焰防护装置、点火燃烧器和观察口，而是比如一个点火燃烧器可用于多个单元。
气体循环管道的内部由防火材料制成。优选地，在燃烧环，设有一个小的向内的突起物，即阻挡物。借助于这个阻挡物，管道内的气流受到扰动，并且同时燃料与气流混和。该阻挡物也使管道另一侧的温度均匀，并且在烧结床上获得均匀的温度。
点火燃烧器装有例如液压控制和自动装置，因此，只是在未达到给定温度时点火燃烧器才处于气体管道内的火焰中。而之后火焰熄灭，点火燃烧器拉回，受到管道的管壁和其它结构的保护。这意味着显著的增加了点火燃烧器的工作寿命。在控制功能方面，通常使用电或压缩空气。
下面根据附图，更详细地描述本发明的装置，附图中
图1示出烧结装置的原理；图2为气体循环管道的垂直剖面图，在燃烧环的位置看；图3为气体管道的俯视图，燃烧环以局部剖面示出。
根据图1，烧结装置包括绕过布置在两端的轮鼓转动的烧结带1(未示出细节)，烧结炉2，和与烧结炉相连接的气体循环管道3，4和5。图中仅示出最外侧气体管道3的一部分。烧结配置还包括支撑构架6。将被烧结的材料送上作为烧结床7的烧结带。烧结材料在炉内的过程为，首先通过干燥区8，然后是预烧区9，再移入具有一个或多个部分的烧结区10。在烧结区之后，通常配置有稳定区11，接下来是包括了几个步骤的冷却区。
通过气体管15，气体最初进入烧结装置时，进入冷却区的几个舱室12，13和14。气体管与一个或几个增压器(未示出)相连。当气体通过烧结带和其上方的烧结床时，将气体从每个舱室吸到各自的气体管道3，4和5。排出的气体从最外端的冷却段12(示出烧结材料流动的方向)被导入干燥区8，该气体管道3通常不装备燃烧环。在另一方面，从靠近该装置中部的冷却室13和14排出的气体被导入气体管道4、5，该气体管道装备了燃烧环16，17。燃烧环的直径与相应的气体管道的直径基本相同。这些装有燃烧环的气体管道也装备了有用的气体排放管道18，主要用于应急情况。烧结材料19从烧结带上卸下做进一步处理。烧结区、预热区和干燥区的气体排放到排气管20。从那里，气体被导入净化的气体，并且有可能循环进入烧结过程。
图2示出布置在燃烧环周围的燃烧环的不同燃烧单元的实例。燃烧单元相互以60度的角度间隔布置在燃烧环的上部，也可以以相互间隔45-100度的角度安装在燃烧环的周围。图中所示的环形燃烧器具有三个燃烧单元21，但是燃烧单元的数量可以在2-6之间变化。在图示的情况下，每个燃烧单元都有一个位于中间的点火燃烧器22，在它的周围布置了各种燃料的供料管，但通常他们位置可以变化。根据图2的这种配置，每个单元至少装有一个一氧化碳CO气体的供料管23和一个液化气的供料管24。此外，每个单元都装有火焰防护装置25和观察口26，尽管不是每个燃烧环的每个燃烧单元都需要安装它们。观察口装有防火玻璃。在这种配置中，除了点火燃烧器不需要另外提供燃烧空气，而点火燃烧器只是用于加热过程的最初阶段。此外，燃烧过程中所需的空气可以从气体循环管道的气流中获得。
当温度很高的时候，燃烧单元的供料管主要受到燃烧环结构的保护，并且点火燃烧器可以从该结构内完全取出。根据各种情况下的最佳经济效益，可以改变使用的燃料。虽然不是必需的，但是燃烧环装有至少两种不同燃料的供料管是有益的。比如，如果一氧化碳CO气体暂时不能使用，液化气等可以用作加热燃气。供料管的端部可以装一个喷嘴。图中示出了燃气管道的指向内部的突起物，该突起物在燃气流动的方向上位于燃烧单元的前方，靠近燃烧单元的地方。该突起物使气体扰动，并且加强了燃料与气体的混和。
图3示出了燃烧环设在气体管道水平部分的位置，在这种情况下，燃烧环并不在非常靠近烧结床的地方。同样，示出了靠近燃烧单元的向内凸起的突起物27，在突起物处，燃烧环的内径比燃烧环水平部分的内径和气体管道在其它地方的内径小10-40％。气体管道的内壁和燃烧环的内壁都是用防火材料制成的，在图中未示出更多的细节。
权利要求
1.一种连续烧结装置的气体循环管道(4，5)内的加热气体的装置，其特征在于位于烧结带(1)上方的气体循环管道(4，5)的一部分形成一个燃烧环(16，17)，该燃烧环包括至少一个燃烧单元(21)，从气体循环管道的周边指向内部。
2.根据权利要求1的装置，其特征在于所述的燃烧单元有至少两个。
3.根据权利要求1的装置，其特征在于燃烧环(16，17)位于气体管道(4，5)的水平部分。
4.根据权利要求1的装置，其特征在于在烧结带(1)的上方有多个气体循环管道(3，4，5)，其中至少一条管道(4，5)装有燃烧环。
5.根据权利要求1的装置，其特征在于燃烧单元(21)包括用于至少一种燃料的一条供料管(23，24)。
6.根据权利要求1的装置，其特征在于燃烧单元(21)包括用于至少两种不同燃料的多条供料管(23，24)。
7.根据权利要求1的装置，其特征在于燃烧环的燃烧单元(21)包括至少一个点火燃烧器(22)。
8.根据权利要求1的装置，其特征在于点火燃烧器(22)装有能将其拉回的液压控制装置，以受管壁的保护。
9.根据权利要求1的装置，其特征在于燃烧环的燃烧单元(21)包括至少一个火焰防护装置(25)。
10.根据权利要求1的装置，其特征在于燃烧环(4，5)包括2-6个燃烧单元(21)。
11.根据权利要求1的装置，其特征在于燃烧单元(21)以相互之间45-100°的角度间隔排列在燃烧环(16，17)内。
12.根据权利要求1的装置，其特征在于燃烧环(16，17)装有一个突起物(27)，从该环的内边指向内部。
13.根据权利要求12的装置，其特征在于在突起物(27)处，燃烧环(16，17)的内径比气体管道(4，5)直线部分的内径小10-40％。
14.一种与连续烧结相连的气体循环管道(4，5)内加热气体的方法，该方法的特征在于位于烧结带(1)上方的气体循环管道(4，5)的燃烧环(16，17)将气体加热到1000-1600℃；在用于加热的燃料已经被点燃之后，燃烧所需要的燃烧空气可以从气体循环管道中的气流中获得，而燃料至少从一个燃烧单元(21)送进燃烧环。
15.根据权利要求14的方法，其特征在于所述的燃料通过至少两个燃烧单元(21)供入燃烧环。
16.根据权利要求14的方法，其特征在于燃烧环(16，17)位于气体循环管道(4，5)的水平部分。
17.根据权利要求14的方法，其特征在于燃烧环(16，17)的每个燃烧单元(21)都装有用于至少一种燃料的一根供料管(23，24)。
18.根据权利要求14的方法，其特征在于燃烧环(16，17)的每个燃烧单元(21)都装有用于至少两种燃料的多根供料管(23，24)。
19.根据权利要求14的方法，其特征在于，借助于安置在燃烧环(16，17)内的突起物(27)，循环管道内的气体受到扰动并且与燃料混合。
全文摘要
本发明涉及与连续烧结相连的气体循环管道内的加热气体的装置和方法。在烧结炉内，为了烧结位于烧结带上的材料，热气体从烧结带的上方供入，并且气体循环管道的一部分成为燃烧区，即燃烧环，气体在这里被加热。燃烧环具有至少一个燃烧单元，该燃烧单元在气体循环管道的周边指向其内部。
文档编号F27D99/00GK1454306SQ01815434
公开日2003年11月5日 申请日期2001年9月5日 优先权日2000年9月11日
发明者佩卡·尼默拉, 埃罗·韦内宁, 约科·珀提玛, 奥拉韦·图尔基 申请人:奥托库姆普联合股份公司