沖天爐的構(gòu)造、工作環(huán)境及其所用耐火材料
作者：admin 發(fā)布時(shí)間：2019-09-03 02:57:47 點(diǎn)擊率：664
沖天爐是用以熔化鑄造鐵水且連續(xù)生產(chǎn)的爐子。一般用焦炎作為燃料，鐵水與燃燒的焦炭直接接觸，因而熱效率高，一般達(dá)40%~50%。近年來(lái)也有用重油、煤氣和煤粉作為燃料的。
沖天爐每小時(shí)能夠熔化的鐵水量稱之為熔化率。沖天爐的主要尺寸爐腔直徑就是根據(jù)熔化率來(lái)確定的，一般每平方米爐腔截面的熔化率為7~9t/h焦比也稱焦鐵比，即1kg焦炭與其熔化的鐵水重量之比，它是衡量沖天爐生產(chǎn)的重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。目前生產(chǎn)中的焦比隨要求的鐵水溫度的高低大約為1:8~1:16.除鐵水溫度外，影響焦比因素的還有排出煙氣的溫度及其CO的含量、燃燒用風(fēng)的溫度和風(fēng)口出風(fēng)速度等。
供風(fēng)量一般是按單位爐腔截面積每分鐘送入的風(fēng)量來(lái)表示，它隨著熔化率和焦比面變化，一般取100~160m2m2.min,焦炭耗量越多供風(fēng)最亦越大。在焦比一定的情況下，增加風(fēng)域時(shí)熔化速度加快，在最佳風(fēng)量下鐵水溫度最高，低于或高于最佳風(fēng)量時(shí)，鐵水溫度都要降低。
沖天爐按照爐脆形式分類有：直爐膜沖天爐，曲線爐腔沖天爐；
按照風(fēng)門形式分類有：多排小風(fēng)門的沖大爐、多排交叉風(fēng)口沖天爐、大間距小風(fēng)口沖
大爐：
按照燃料種類分類有：焦炭、煤粉、燃油和天然氣沖天爐
一、沖天爐的構(gòu)造
沖天爐的基本構(gòu)造是由爐膛、煙肉、前爐三大部分組成。第一供風(fēng)口以上到加料口下沿為爐子的有效高度，有效高度一般為爐腔直徑的4~7倍，直徑小時(shí)取上限，大時(shí)取下限在有限高度內(nèi)，下部裝入底焦層，底焦以上到加料口下沿為料柱層，即爐料的預(yù)熱段。預(yù)熱段與底焦層交界處為熔化帶位置，鐵料在此處熔化。熔化帶有一下落范圍，確定層焦厚度時(shí)往往以此定為160~180mm。
第一供風(fēng)口以下至爐底一段為爐缸深度。無(wú)前爐時(shí)，爐缸用于貯存鐵水；有前爐時(shí)，爐
缸深度可以減小到第一排風(fēng)口的空氣不沖刷爐底為限。
有效高度和爐缸組成爐身，是沖天爐的主要工作部分。
加料口以上為煙圓，煙圓的內(nèi)徑不宜太小，至少應(yīng)等于爐身內(nèi)徑；若為曲線爐腌則至少應(yīng)等于主風(fēng)口處爐徑與最大爐徑的平均值，煙肉的高度除保證排煙所需負(fù)壓外，還需高出廠房最高天窗2~3m以上。煙圓頂部設(shè)滅火除塵器。目前常用的除塵方式是在沖天爐煙肉穿出廣房后的頂部裝設(shè)重力除塵器。煙氣進(jìn)入除塵器后速度降至1m/s以下，使煙氣中粉塵在重力落后收集排除。這種除塵器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但因在煙圓頂部不宜做的過(guò)大，所以除少效率不高；也可采用濕法除塵，即在煙肉頂部裝設(shè)水噴霧裝置，將煙氣中的粉塵洗下來(lái)。
此法雖效率很高，但洗下的污水中含有硫酸和氧氧酸，設(shè)備腐蝕很快，并且需降低酸度，達(dá)
到排放標(biāo)準(zhǔn)后，才能排入下水道；也有用爐氣物理化學(xué)熱預(yù)熱空氣，使煙氣溫度降低后，經(jīng)
過(guò)于除塵再用排煙機(jī)將煙氣排出。
(一）風(fēng)口
供給焦炭燃燒的空氣，多數(shù)是爐臉周圍的風(fēng)口最好用定容式鼓風(fēng)機(jī)送人爐內(nèi)。風(fēng)山面積與加膜截面積之比叫風(fēng)口比，現(xiàn)在一般取3%~8%。爐腔大時(shí)采用較小的風(fēng)口比，以使提高風(fēng)速使風(fēng)能夠吹到爐子中心。合理提高風(fēng)速能改善爐子中心燃燒狀況并相對(duì)減少對(duì)爐壁的侵蝕，但風(fēng)速過(guò)高將增加風(fēng)機(jī)動(dòng)力消耗，風(fēng)的擴(kuò)張角減小，形成燃燒死區(qū)，有的為了改善大直徑爐子中心的燃燒狀況而采用中央送風(fēng)，這種供風(fēng)增加了硅、錳的元素的燒損量，由15%~20%增加到30%以上。
(二）熱風(fēng)供熱
沖天爐采用熱風(fēng)可以改善焦炭的燃燒并帶進(jìn)一些物理熱，可以提高熔比率，降低焦比，提高鐵水溫度?？諝忸A(yù)熱到120~130℃就有明顯效果。
沖天爐的排煙溫度高于400C,含CO量10%左右，因此充分利用其物理熱和化學(xué)熱是很有意義的。
利用爐氣化學(xué)熱和物理熱的預(yù)熱器通常是裝在裝料口上部的煙肉內(nèi)。這種情況要有點(diǎn)燃爐氣的裝置，同時(shí)在落爐時(shí)要防止預(yù)熱器燒毀。
單獨(dú)利用物理熱的預(yù)熱器通常裝在熔化帶以上的爐身上，目前多采用密筋爐膽預(yù)熱器，風(fēng)溫可達(dá)180~250C,空氣阻力為2000~3000Pa。預(yù)熱器下端距第一排風(fēng)口的距離，對(duì)直徑500~900mm的沖天爐以1100~1500mm為宜，直徑越大距離越大。距離過(guò)小時(shí)，預(yù)熱器壽命短，過(guò)長(zhǎng)時(shí)風(fēng)溫不高。
二、沖天爐的工作環(huán)境
沖天爐是詩(shī)造車間的主要熱工設(shè)備之一，用來(lái)熔化生鐵鐵塊和使鐵水過(guò)熱，以期獲得質(zhì)量良好的鐵水。
沖大爐的工作溫度：爐底和爐缸部位為1400~1500℃；燃燒帶溫度最高達(dá)1400~1600C;預(yù)熱帶為800~1200C;裝料口附近為300~500%。
砌體遭受熔鐵和料柱的負(fù)荷，下料時(shí)受機(jī)械磨損作用，熔融爐渣的侵蝕以及開風(fēng)和休風(fēng)的溫度急劇變化的影響。
在爐氣中含有大量的還原性氣體。CO含量為10%左右。
三、沖天爐用耐火材料
依據(jù)沖天爐的工作環(huán)境，耐火磚必須選擇滿足工作溫度條件，抗磨、抗熱震性好，耐熔鐵及熔渣侵蝕，含F(xiàn)e2O,較低的質(zhì)量較好的粘土磚砌筑，一般選用N-1,N-2a,N-3a。
沖天爐每小時(shí)能夠熔化的鐵水量稱之為熔化率。沖天爐的主要尺寸爐腔直徑就是根據(jù)熔化率來(lái)確定的，一般每平方米爐腔截面的熔化率為7~9t/h焦比也稱焦鐵比，即1kg焦炭與其熔化的鐵水重量之比，它是衡量沖天爐生產(chǎn)的重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。目前生產(chǎn)中的焦比隨要求的鐵水溫度的高低大約為1:8~1:16.除鐵水溫度外，影響焦比因素的還有排出煙氣的溫度及其CO的含量、燃燒用風(fēng)的溫度和風(fēng)口出風(fēng)速度等。
供風(fēng)量一般是按單位爐腔截面積每分鐘送入的風(fēng)量來(lái)表示，它隨著熔化率和焦比面變化，一般取100~160m2m2.min,焦炭耗量越多供風(fēng)最亦越大。在焦比一定的情況下，增加風(fēng)域時(shí)熔化速度加快，在最佳風(fēng)量下鐵水溫度最高，低于或高于最佳風(fēng)量時(shí)，鐵水溫度都要降低。
沖天爐按照爐脆形式分類有：直爐膜沖天爐，曲線爐腔沖天爐；
按照風(fēng)門形式分類有：多排小風(fēng)門的沖大爐、多排交叉風(fēng)口沖天爐、大間距小風(fēng)口沖
大爐：
按照燃料種類分類有：焦炭、煤粉、燃油和天然氣沖天爐
一、沖天爐的構(gòu)造
沖天爐的基本構(gòu)造是由爐膛、煙肉、前爐三大部分組成。第一供風(fēng)口以上到加料口下沿為爐子的有效高度，有效高度一般為爐腔直徑的4~7倍，直徑小時(shí)取上限，大時(shí)取下限在有限高度內(nèi)，下部裝入底焦層，底焦以上到加料口下沿為料柱層，即爐料的預(yù)熱段。預(yù)熱段與底焦層交界處為熔化帶位置，鐵料在此處熔化。熔化帶有一下落范圍，確定層焦厚度時(shí)往往以此定為160~180mm。
第一供風(fēng)口以下至爐底一段為爐缸深度。無(wú)前爐時(shí)，爐缸用于貯存鐵水；有前爐時(shí)，爐
缸深度可以減小到第一排風(fēng)口的空氣不沖刷爐底為限。
有效高度和爐缸組成爐身，是沖天爐的主要工作部分。
加料口以上為煙圓，煙圓的內(nèi)徑不宜太小，至少應(yīng)等于爐身內(nèi)徑；若為曲線爐腌則至少應(yīng)等于主風(fēng)口處爐徑與最大爐徑的平均值，煙肉的高度除保證排煙所需負(fù)壓外，還需高出廠房最高天窗2~3m以上。煙圓頂部設(shè)滅火除塵器。目前常用的除塵方式是在沖天爐煙肉穿出廣房后的頂部裝設(shè)重力除塵器。煙氣進(jìn)入除塵器后速度降至1m/s以下，使煙氣中粉塵在重力落后收集排除。這種除塵器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但因在煙圓頂部不宜做的過(guò)大，所以除少效率不高；也可采用濕法除塵，即在煙肉頂部裝設(shè)水噴霧裝置，將煙氣中的粉塵洗下來(lái)。
此法雖效率很高，但洗下的污水中含有硫酸和氧氧酸，設(shè)備腐蝕很快，并且需降低酸度，達(dá)
到排放標(biāo)準(zhǔn)后，才能排入下水道；也有用爐氣物理化學(xué)熱預(yù)熱空氣，使煙氣溫度降低后，經(jīng)
過(guò)于除塵再用排煙機(jī)將煙氣排出。
(一）風(fēng)口
供給焦炭燃燒的空氣，多數(shù)是爐臉周圍的風(fēng)口最好用定容式鼓風(fēng)機(jī)送人爐內(nèi)。風(fēng)山面積與加膜截面積之比叫風(fēng)口比，現(xiàn)在一般取3%~8%。爐腔大時(shí)采用較小的風(fēng)口比，以使提高風(fēng)速使風(fēng)能夠吹到爐子中心。合理提高風(fēng)速能改善爐子中心燃燒狀況并相對(duì)減少對(duì)爐壁的侵蝕，但風(fēng)速過(guò)高將增加風(fēng)機(jī)動(dòng)力消耗，風(fēng)的擴(kuò)張角減小，形成燃燒死區(qū)，有的為了改善大直徑爐子中心的燃燒狀況而采用中央送風(fēng)，這種供風(fēng)增加了硅、錳的元素的燒損量，由15%~20%增加到30%以上。
(二）熱風(fēng)供熱
沖天爐采用熱風(fēng)可以改善焦炭的燃燒并帶進(jìn)一些物理熱，可以提高熔比率，降低焦比，提高鐵水溫度?？諝忸A(yù)熱到120~130℃就有明顯效果。
沖天爐的排煙溫度高于400C,含CO量10%左右，因此充分利用其物理熱和化學(xué)熱是很有意義的。
利用爐氣化學(xué)熱和物理熱的預(yù)熱器通常是裝在裝料口上部的煙肉內(nèi)。這種情況要有點(diǎn)燃爐氣的裝置，同時(shí)在落爐時(shí)要防止預(yù)熱器燒毀。
單獨(dú)利用物理熱的預(yù)熱器通常裝在熔化帶以上的爐身上，目前多采用密筋爐膽預(yù)熱器，風(fēng)溫可達(dá)180~250C,空氣阻力為2000~3000Pa。預(yù)熱器下端距第一排風(fēng)口的距離，對(duì)直徑500~900mm的沖天爐以1100~1500mm為宜，直徑越大距離越大。距離過(guò)小時(shí)，預(yù)熱器壽命短，過(guò)長(zhǎng)時(shí)風(fēng)溫不高。
二、沖天爐的工作環(huán)境
沖天爐是詩(shī)造車間的主要熱工設(shè)備之一，用來(lái)熔化生鐵鐵塊和使鐵水過(guò)熱，以期獲得質(zhì)量良好的鐵水。
沖大爐的工作溫度：爐底和爐缸部位為1400~1500℃；燃燒帶溫度最高達(dá)1400~1600C;預(yù)熱帶為800~1200C;裝料口附近為300~500%。
砌體遭受熔鐵和料柱的負(fù)荷，下料時(shí)受機(jī)械磨損作用，熔融爐渣的侵蝕以及開風(fēng)和休風(fēng)的溫度急劇變化的影響。
在爐氣中含有大量的還原性氣體。CO含量為10%左右。
三、沖天爐用耐火材料
依據(jù)沖天爐的工作環(huán)境，耐火磚必須選擇滿足工作溫度條件，抗磨、抗熱震性好，耐熔鐵及熔渣侵蝕，含F(xiàn)e2O,較低的質(zhì)量較好的粘土磚砌筑，一般選用N-1,N-2a,N-3a。
