[实用新型]新型无焦冲天炉

说明书

本实用新型涉及铸铁的冶炼设备技术领域，具体涉及新型无焦冲天炉，包括炉体和加热源，炉体内部整体为上下贯通的空腔结构，炉体上设置有加料口和至少一个出铁口，加料口和出铁口通过所述空腔结构连通，其中，空腔结构的炉缸区和熔化带均设置成用于容置支撑炉料的高碳球的填充区段，加热源为天然气燃烧器，天然气燃烧器的烧嘴设于炉体上，且位于高碳球的填充区段。本实用新型以高碳球替代水冷炉栅和耐火球床作为支撑料柱，避免水冷炉栅可能给设备带来的安全风险以及水冷炉栅钢管内冷却水带走的热量损失。

技术领域

本实用新型涉及铸铁的冶炼设备技术领域，更具体地，涉及一种新型无焦冲天炉。

背景技术

上世纪80年代以来，英国、德国实用新型了一种用天然气-氧气烧嘴作为供应热源的无焦冲天炉，以储量丰富的清洁能源——天然气替代焦炭，取得很好的节能减排效果，与传统的焦炭冲天炉相比，熔化同样数量的铸造铁液，天然气无焦冲天炉可以减少CO₂排放70％以上，减少SO₂排放90％以上。同时，无焦冲天炉设备结构，特别是配套环保设备相对简单，投资较小，并且可以在原有冲天炉设备的基础上进行改造，而不必建新炉，因此易于在广大铸造企业，特别是年产量在1～10万吨以下的中小铸造厂进行推广。

然而，目前所使用的无焦冲天炉还存在以下问题：

①由于没有了焦炭作为炉内的料柱支撑，所以在天然气烧嘴的上方增加了水冷炉栅，来承载炉料料柱。该水冷炉栅为安装在高温火焰上方的一排过水强制冷却的钢管，这些高温区的钢管工作条件比水冷炉壁和水冷风口还要恶劣，这不仅加大了设备的安全风险，也增加了穿越水冷炉栅的铁液液滴的温度损失，还增加了水冷炉栅钢管内冷却水带走的热量损失。并且，由于必须依赖水冷炉栅作为料柱支撑，限制这种类型的冲天炉的体积，使得无法制备30t/h及以上的大型无焦冲天炉。

②冲天炉在正常熔化铸铁的过程中，水冷炉栅上需要铺一层陶瓷球，陶瓷球层的厚度一般要求在400～700mm(陶瓷球的直径约180～200mm)，作为铁液过热的“炉床”，由于冲天炉熔化过程中陶瓷球要不断损耗，因此需要在整个过程中不断开炉对陶瓷球进行补充(以德国15t/h无焦冲天炉为例，大约需要随每批炉料补增水冷炉栅瓷球)。由于陶瓷球在炉内只起到支撑和抬高炉床的作用，此外没有任何有益的作用，只能是消耗能量，最终还都变为了炉渣；加之陶瓷球的价格是焦炭价格的若干倍，因此每天消耗的陶瓷球也提高了开炉成本。

③由于上述原因，无焦冲天炉的出铁温度比较低(一般只有1400℃左右)，因此需要配置一台功率较大的有芯工频感应电炉作为前炉，提供额外的升温与保温功能，才能熔化出1500℃的高温合格铁液。

④在这种无焦冲天炉炉内加入废钢量较大的炉料时，还需要在前炉内对铁液补加增碳剂，进行铁液增碳操作。

目前对铸造行业焦炭冲天炉限制条件日益严格，为了适应我国不断加大的节能减排的力度，以及目前天然气开采数量不断增大、价格日益平稳和趋降的条件，在国内铸造业推广无焦冲天炉已经提上日程。而研制出一种能够克服上述缺陷的无焦冲天炉已成为业内亟待解决的难题。因此需要研制出一种既能够保留上述无焦冲天炉的优点，又能避免其前述所列缺点的新型无焦冲天炉，以适应绿色铸造产业的发展。

实用新型内容

根据本实用新型的一个方面，提供一种新型无焦冲天炉，以解决上述技术问题的至少一个。

本实用新型提供了一种新型无焦冲天炉，包括炉体和加热源，炉体内部整体为上下贯通的空腔结构，炉体上设置有加料口和至少一个出铁口，加料口和出铁口通过空腔结构连通，其中，

空腔结构的炉缸区和熔化带均设置成用于容置支撑炉料的高碳球的填充区段，

加热源为天然气燃烧器，天然气燃烧器的烧嘴设于炉体上，且位于高碳球的填充区段。