平摆式冶金炉及冶金工艺的制作方法

1.本发明涉及冶金技术领域，具体涉及平摆式冶金炉及冶金工艺。


背景技术：

2.冶金炉是冶金生产过程中对各种物料或工件进行热加工处理的工业炉，现有的冶金炉一般具有一个金属结构，用于在其中加热金属、炉渣或其他物质。现有技术中的冶金炉通常固定设置在支架上，在需要出渣时，通常需要人工从出渣口将废渣扒出，不仅工作效率低，而且操作较危险。另外，现有技术中通常在前端设置燃烧喷枪插孔，在通过燃烧喷枪插孔插入燃烧喷枪以向炉膛内提供热量时，由于单点供热，不仅燃料利用率低，燃烧不均匀，而且火焰易碰到原料反弹烧损炉顶，导致炉子的使用寿命短。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供平摆式冶金炉及冶金工艺。
4.本发明的技术解决方案如下：
5.平摆式冶金炉，包括：
6.炉体，所述炉体包括形成炉膛的炉壳，所述炉体具有燃烧喷枪插孔、用于向炉膛内加料的加料口、用于排出液态金属的排料口、用于排出弃渣的排渣口以及用于排烟的排烟口，所述排料口和排渣口设置在炉体的后端部，所述炉体底部的后端倾斜向上设置；
7.支撑所述炉体的框架，所述框架包括与所述炉体底部结构相适应的底架，所述炉体设置在底架上；
8.支承所述框架的支座，所述支座前端和后端分别具有用于支撑所述底架的前支撑台和后支撑台，所述底架铰接在所述支座上，且底架的前端通过前支撑台支承，所述支座上还设置有位于前支撑台前端的升降装置，所述底架与升降装置连接而能够在升降装置的驱动下使得所述炉体头部被抬起、尾部下降，且底架的后端通过后支撑台支承；
9.燃烧喷枪，所述燃烧喷枪插入到所述燃烧喷枪插孔内。
10.作为优选，所述炉体侧壁上具有与炉膛连通的作业孔；
11.还包括辅助燃烧喷枪，所述辅助燃烧喷枪能够插入到作业孔内，且辅助燃烧喷枪的插入角度和插入深度可调节；
12.还包括风管，所述风管能够插入到作业孔内，且风管的插入角度和插入深度可调节。
13.作为优选，所述炉体上设置有用于遮挡所述加料口的加料门；
14.还包括用于所述加料门开门时从炉膛内溢出的烟气和粉尘抽走的集气罩，所述集气罩设置在所述加料口的上方，所述集气罩与抽气装置连接。
15.作为优选，还包括升降气缸、定滑轮和链条，所述链条的一端与加料门连接，另一端通过定滑轮与升降气缸连接。
16.作为优选，还包括沿水平方向设置的烟道和烟管，所述烟道一端与所述排烟口连接，另一端与所述烟管连接，所述烟道的底部设置有可拆卸的灰渣斗。
17.作为优选，所述排渣口设置在所述排料口的上方，所述炉体上还设置有排料溜槽以及倾斜向下设置的排渣溜槽，所述排料溜槽与排料口连接，所述排渣溜槽与排渣口连接。
18.作为优选，所述框架还包括立柱和上横梁，所述底架包括下横梁，所述上横梁、下横梁与立柱之间均设置有沿水平方向的调节弹簧。
19.作为优选，所述炉体顶部设置有耐火材料砖，所述耐火材料砖通过吊挂支架设置在所述框架上。
20.一种冶金工艺，采用上述的平摆式冶金炉，包括以下：
21.s1、打开加料门，将待冶炼的金属原料和熔剂由加料门分批加入炉体内，将燃烧喷枪插入燃烧喷枪插孔内，将辅助燃烧喷枪插入作业孔内，通过燃烧喷枪和辅助燃烧喷枪向炉体喷入燃料以对炉体内的金属原料和熔剂进行加热；
22.s2、当炉体内的金属原料部分熔化形成液体时，将部分辅助燃烧喷枪从作业孔中撤出，换成风管插入作业孔内以向炉体内吹炼，加速炉料的熔化；当炉体内的炉料完全熔化时，将剩余的辅助燃烧喷枪从作业孔中撤出，全部换成风管向炉体内吹炼；
23.s3、排渣时，启动升降装置，使升降装置向上升起从而带动炉体头部被缓慢抬起、尾部缓慢下降，将炉渣从排渣口排出，并经排渣溜槽流入渣包，排渣完成后，升降装置向下回到初始位置；
24.s4、排料时，打开并清理排料口，启动升降装置，使升降装置向上升起从而带动炉体头部被缓慢抬起、尾部缓慢下降，液态金属料从排料口排出，并经排料溜槽进入下一道工序。
25.作为优选，所述步骤s1还包括：调节辅助燃烧喷枪的插入深度及插入角度；
26.所述步骤s2还包括：调节风管的插入深度及插入角度；
27.所述步骤s3还包括：在启动升降装置前，先将风管调高或撒出，以减少炉体内液体翻腾搅动，并关闭空置作业孔，减少炉热外溢。
28.本发明至少具有以下有益效果之一：
29.相比现有技术，本发明的平摆式冶金炉具体如下优点：
30.1、炉体前后的摆动设计为实现炉子机械化、自动化提供了基础条件，并且能够通过炉体倾斜进行排渣，并能够在排料时对铸造流量调控，炉子在排渣及浇铸时均能够通过炉子摆动而得到良好控制，使排渣更加方便顺畅，浇铸控制更加精准快捷，铸件合格率高，废品率低，产品质量好，并大大减轻了作业人员的劳动强度和降低了岗位风险，减少了岗位人数，人工作业效率得以大幅提高。
31.2、通过在炉体侧端设置作用孔，实现在加料熔化期采用多区域多点供热，熔化热量高温区多，炉料熔化速度快，加料熔化时间短；冶炼采用多风管作业，且位置、风管进入液体深度可调可控，使炉内液体搅动更加强烈和均匀，操作死角少，熔剂与冶炼金属接触混和状态好，造渣速度快，冶炼效率高，生产能力大。由于冶炼使用侧部斜插作业，风管损耗低。
32.3、作业与加料分离设置，平摆式冶金炉用主辅燃料供热，燃料燃烧完全，燃烧效率高；炉料热交换环境好，熔化速度快，单炉作业时间短，炉门开闭频率低，炉子热损失小，金属冶炼的能耗将大大低于其它同类型的炉子，炉子密闭性好，炉气和粉尘外溢少，作业区低
空污染小；炉子热度分布均匀，相应的内衬耐火材料的损耗也将大大低于其它同类型炉子，炉子作业周期长，能为使用者创造可观的经济效益。
33.4、炉体的烟道下方设计了可更换灰渣斗，避免了水平烟道的粘结和堵塞，使整个作业周期的烟气排出更加顺畅，改善了炉子的作业环境，保证了整个炉子作业的环保和安全。
34.5、平摆式冶金炉基于多年的生产实践，从整体结构到各功能设置均从生产、节能减排、安全环保、提质增效等多方面入手，其设计思路有很强的实用性和前瞻性，对于冶金行业炉型的更新换代将起到积极的引领作用，为行业竞争与发展提供技术支撑，其推广和应用将给各企业带来很好的经济价值和社会价值。
附图说明
35.图1是本发明中平摆式冶金炉的正视结构示意图一；
36.图2是本发明中平摆式冶金炉的正视结构示意图二；
37.图3是本发明中平摆式冶金炉的侧视剖视结构示意图；
38.图4是本发明中平摆式冶金炉的俯视结构示意图；
39.图中标示：
40.10、炉体；101、炉壳；102、隔热材料层；103、耐火材料层；104、耐高温炉砖；
41.11、排料口；12、加料门；13、排料溜槽；14、排渣溜槽；15、烟道；16、烟管；17、灰渣斗；18、排渣口；
42.20、框架；21、底架；22、立柱；23、上横梁；24、调节弹簧；25、吊挂支架；
43.30、支座；31、前支撑台；32、后支撑台；33、升降装置；34、转轴；
44.41、燃烧喷枪；42、辅助燃烧喷枪；43、燃烧室水套；44、风管；
45.50、集气罩；51、升降气缸；52、定滑轮；
46.60、调节支架。
具体实施方式
47.下面用具体实施例对本发明做进一步详细说明，但本发明不仅局限于以下具体实施例。
48.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
49.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是
两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
50.如图1～4所示，本实施例提供一种平摆式冶金炉，包括以下结构：
51.炉体10，所述炉体10包括形成炉膛的炉壳101、隔热材料层102、耐火材料层103以及耐高温炉砖104，炉壳101为耐热钢板；所述炉体10上具有燃烧喷枪插孔、用于向炉膛内加料的加料口、用于排出液态金属的排料口11、用于排出弃渣的排渣口18以及用于排烟的排烟口，本实施例中，燃烧喷枪插孔设置在炉体10的前端部，所述排料口11和排渣口18设置在炉体10的后端部，所述炉体1底部的后端倾斜向上设置，优选地，倾斜角度可以为5～30
°
。还包括燃烧喷枪41，所述燃烧喷枪41插入到所述燃烧喷枪插孔内，所述炉体10上还设置有位于燃烧喷枪插孔处的燃烧室水套43，用于对燃烧喷枪41降温。
52.本实施例中，所述炉体10上设置有用于遮挡所述加料口的加料门12，所述加料门12沿高度方向滑动设置在炉体10上，还包括用于打开加料门12的驱动装置，驱动装置包括沿高度方向设置的升降气缸51、定滑轮52和链条，所述链条的一端与加料门12顶部连接，另一端通过定滑轮52与升降气缸51连接，通过升降气缸51带动加料门12升起而打开。本实施例中，炉体10上设置有两个加料门12，每个加料门12与两组驱动装置连接。
53.本实施例中，还包括用于将所述加料门12开门时从炉膛内溢出的烟气和粉尘抽走的集气罩50，所述集气罩50设置在所述加料口的上方，所述集气罩50 与抽气装置连接，从而能够在加料开门时抽走从炉内溢出的烟气和粉尘。
54.本实施例中，所述排渣口18设置在所述排料口11的上方，所述炉体10上还设置有排料溜槽13以及倾斜向下设置的排渣溜槽14，所述排料溜槽13与排料口11连接，所述排渣溜槽14与排渣口18连接。排渣口18上设置排渣门，排渣门除排渣时打开其他时间均为关闭状态
55.本实施例中，排烟口设置在炉体10后端的顶部，还包括沿水平方向设置的烟道15和烟管16，所述烟道15一端与所述排烟口连接，另一端与所述烟管16 连接，所述烟道15的底部设置有可拆卸的灰渣斗17，灰渣斗17的设置能够方便于在漫长的炉子作业周期中清理从上升烟道进入水平烟道的灰渣，有效避免了烟道堵塞，使整个作业周期的排烟得以畅通，解决了其它同类炉子最为棘手的问题。
56.本实施例中，所述炉体1侧壁上还具有与炉膛连通的作业孔；还包括辅助燃烧喷枪42和风管44，所述辅助燃烧喷枪42和风管44能够插入到作业孔内，且每个作业孔上安装可调节角度和推进、退出固定作业风管44或辅助喷燃烧喷枪 42的装置，本实施例中该装置为调节支架60，如图3所示，调节支架60包括安装板，安装板倾斜铰接在炉体1，安装板的下端面设置有夹持部件，通过夹持部件能够夹持辅助燃烧喷枪42和风管44，从而通过调节安装板倾斜的角度，即能够调节辅助燃烧喷枪42和风管44的插入角度，调节辅助燃烧喷枪42和风管44 在夹持部件上的位置，即能够调节插入深度；通过调节辅助燃烧喷枪42和风管 44的插入角度和插入深度，用于加料熔化期炉子的辅助供热和熔化后的冶炼作业。本实施例在加料熔化期间，除炉体1前端的燃烧喷枪能够提供热量进行原料的熔化外，在侧部的作业孔增加单个或多个辅助燃烧喷枪供热，这样炉子前端喷枪便可以缩短火焰长度，减少火焰落在炉料上，燃料利用率得到提高，这种由单区域单方向供热变成多区域多点供热燃料喷射力度降低，燃料在炉内及炉膛空间停留的时间更长，能够大大改善燃烧环境，单位燃料所
产生的有效热量更多；其二是减少了火焰碰到原料反弹烧损炉顶，延长了炉子的使用寿命，而其它同类型的炉子都存在这种烧损炉顶的致命缺陷。其三是炉料各处受热均匀，加速炉料熔化，进一步缩短2个加料批次的间隔时间，大大提高了加料速度。并且，当所需作业量的炉料在炉内熔化形成一定的液量时，炉膛及炉料仍然处于温度偏低的状态，此时便可撒出部分辅助喷枪，更换成作业风管44插入熔体内通搅，加速炉料的熔化。当炉内炉料完全熔化便可撒出所有辅助喷枪，全部换成作业风管44 进行吹炼，并在吹炼时根据炉内状况调整风管44插入深度及角度，形成多点多区域强化作业，以达到快速高效的冶炼效果，减少作业时间，提高作业效率。在排渣期间，需要减少炉内液体翻腾搅动，使杂质与主金属有效分离，便可调高和撒出作业风管44，关闭空置作业孔，减少炉热外溢，保证杂质炉渣与主金属的分离。
57.框架20，用于支撑所述炉体10，所述框架20包括底架21、立柱22和上横梁23，底架21与炉体10底部结构相适应，即底架21的后端也倾斜向上设置，所述炉体10设置在底架21上；具体而言，底架21用型钢焊接成整体构架，所述底架21包括两根下横梁，两根下横梁前后贯穿整个炉体10底部底，后端逐渐上翘腾空，炉体10底部焊接在底架21上。四周的钢梁立柱22支撑在底架21 上，上端托举焊接一体的上横梁23，所述上、下横梁与立柱22之间均设置有沿水平方向的调节弹簧24，以应对炉子热胀缩的体积变化；钢梁里面上底和四周铺设耐热钢板形成所述炉壳，炉壳与内衬的耐火材料之间铺设一层隔热材料，有效减少炉热损失和保护炉壳；炉底耐火材料反拱砌筑后端与炉壳厚度同步倾斜向上设置。
58.所述炉体10顶部设置有耐火材料砖，所述耐火材料砖通过吊挂支架25设置在所述框架20上。具体而言，炉体10顶部由耐火材料砖砌筑成拱形，每块耐火材料砖都通过吊挂支架25固定在框架20上，限制耐火材料在漫长的作业周期中因不同部位损耗程度的不同或炉温的变化而发生上下串动，极大保证了炉顶的完整性；
59.支座30，用于支承所述框架20，并能够使炉体10前后沿高度方向摆动，具体而言，所述支座30前端和后端分别具有用于支撑所述底架21的前支撑台31 和后支撑台32，所述底架21铰接在所述支座30上，具体通过转轴34连接，且底架21的前端通过前支撑台31支承，所述支座30上还设置有位于前支撑台31 前端的升降装置33，升降装置33具体为两个升降油缸，所述底架21与升降装置33连接而能够在升降装置33的驱动下使得所述炉体10头部被抬起、尾部下降，且底架21的后端通过后支撑台32支承；通过两个升降油缸的升降能够实现炉体10前后沿高度方向摆动。
60.本实施例还提供一种冶金工艺，具体为采用上述的平摆式冶金炉进行冶金工艺，包括以下步骤：
61.s1、打开加料门12，将待冶炼的金属原料和熔剂由加料门12分批加入炉体 10内，将燃烧喷枪41插入燃烧喷枪插孔，将辅助燃烧喷枪42插入作业孔，并调节辅助燃烧喷枪42的插入深度及插入角度，通过燃烧喷枪41和辅助燃烧喷枪42向炉体10喷入燃料以对炉体10内的金属原料和熔剂进行加热；
62.s2、当炉体10内的金属原料部分熔化形成液体时，将部分辅助燃烧喷枪42 从作业孔中撤出，换成风管44插入作业孔内以向炉体10内吹炼，并调节风管 44的插入深度及插入角度，以加速炉料的熔化；当炉体10内的炉料完全熔化时，将剩余的辅助燃烧喷枪42从作业孔中撤出，全部换成风管44向炉体10内吹炼；
63.s3、在排渣期间，先将风管44调高或撒出，以减少炉体10内液体翻腾搅动，并关闭空置作业孔，减少炉热外溢；当成渣状态良好，符合排渣条件时，启动升降装置33，使升降装置33向上升起从而带动炉体10头部被缓慢抬起、尾部缓慢下降，将炉渣从排渣口18排出，并经排渣溜槽14流入渣包，排渣完成后，升降装置33向下回到初始位置；在需要更换渣包时，只需将升降装置33返回，便可停止排渣，侍空渣包就位后便两次摆动炉子排渣，直至完成整个排渣作业；
64.s4、排料时，打开并清理排料口11，启动升降装置33，使升降装置33向上升起从而带动炉体10头部被缓慢抬起、尾部缓慢下降，液态金属料从排料口11 排出，并经排料溜槽13进入下一道工序；具体而言，完成冶炼作业后，清理排放口，将炉子作业切换到浇铸人员岗位，浇铸作业人员便可在其岗位根据浇铸速度操作炉子的摆动，从而控制金属液体从炉内排出的单位流量，完成正常的浇铸作业。当出现浇铸故障或遇到突然停电等意外情况时，炉子摆动油缸会可进行卸压或断电失压并在炉子重力的作用下返回加料等特位置，排放口升高后金属液体自动中断，无需人工冒险堵口，确保作业人员及生产设备的安全。
65.相比现有技术，本实施例具体如下优点：
66.1、冶炼效率高，生产能力大。由于炉子在加料熔化期采用多区域多点供热，熔化热量高温区多，炉料熔化速度快，加料熔化时间短；冶炼采用多风管作业，且位置、风管进入液体深度可调可控，使炉内液体搅动更加强烈和均匀，操作死角少，熔剂与冶炼金属接触混和状态好，造渣速度快，冶炼效率高；炉子在排渣及浇铸时均能够通过炉子摆动而得到良好控制，使排渣更加方便顺畅，浇铸控制更加精准快捷，铸件合格率高，废品率低，产品质量好。
67.2、能耗低，炉龄长，经济效益好。平摆式冶金炉用主辅燃料供热，燃料燃烧完全，燃烧效率高；炉料热交换环境好，熔化速度快，单炉作业时间短，炉门开闭频率低，炉子热损失小，金属冶炼的能耗将大大低于其它同类型的炉子。炉子热度分布均匀，相应的内衬耐火材料的损耗也将大大低于其它同类型炉子，炉子作业周期长，能为使用者创造可观的经济效益。
68.3、机械化、自动化程度高，作业人员少，环保、安全。炉子的摆动设计为实现炉子机械化、自动化提供了基础条件，通过检测及控制手段的投入，可以实现炉子作业的机械化和自动化甚至智能化。由于摆动排渣和铸造流量调控，大大减轻了作业人员的劳动强度和降低了岗位风险，减少上岗位人数，人工作业效率得以大幅提高；由于冶炼使用侧部斜插作业，风管损耗低。作业与加料分离设置，减少了炉门开启的频次，炉子密闭性好，炉气和粉尘外溢少，作业区低空污染小；该炉子还在上升烟道相连接的水平烟道下方设计了可更换灰渣斗，避免了水平烟道的粘结和堵塞，使整个作业周期的烟气排出更加顺畅，改善了炉子的作业环境，保证了整个炉子作业的环保和安全。
69.4、平摆式冶金炉基于多年的生产实践，从整体结构到各功能设置均从生产、节能减排、安全环保、提质增效等多方面入手，其设计思路有很强的实用性和前瞻性，对于冶金行业炉型的更新换代将起到积极的引领作用，为行业竞争与发展提供技术支撑，其推广和应用将给各企业带来很好的经济价值和社会价值。
70.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。