淺談多燒嘴節能蓄熱烘烤器技術結構設計

周紅梅

（揚州宏誠冶金設備有限公司，江蘇 揚州 225200）

中間罐烘烤工藝是使燃氣及空氣在中間罐內混合燃燒，燃燒產生的熱量將經過自然干燥的中間罐內襯的耐材從室溫加熱干燥至表面達到700℃，去除內襯耐材中的水分并產生一定的燒結效果。除了具備中間罐干燥功能外，其燃燒產生的熱量能在2小時內將經過干燥的中間罐內襯的耐材從室溫烘烤達到約1000℃以上，以使耐材進一步燒結并減少開澆時鋼水在中間罐內的溫度損失。多燒嘴節能蓄熱烘烤器是采用蓄熱式高溫燃燒技術，回收高溫煙氣對助燃空氣進行蓄熱，提供熱效率。

1 中間罐多燒嘴節能蓄熱烘烤相關的設計參數

1.中間罐容量 4.2m3

2. 機型： 4流弧形小方坯連鑄機

3. 鑄流間距： 1250mm

4.燃料介質 轉爐煤氣（長明火即防熄滅火種用天然氣）

5.燃料熱值 ～6300KJ/Nm3

6.燃料工況壓力 6-8KPa

7.氮氣壓力 0.8～1.6Mpa

8.壓縮空氣壓力 0.4～0.6Mpa

9.烘烤時間 干燥：8h 烘烤：2h

2 多燒嘴節能蓄熱烘烤的主要功能要求

1.中間罐干燥時，燃燒產生的熱量能在8小時內將經過自然風干的中間罐內襯的耐材從室溫加熱至表面達到700℃。

2.中間罐烘烤時，燃燒產生的熱量能在2小時內將經過干燥后的中間罐內襯的耐材從表面100℃加熱至表面達到約1000℃以上。

3.采用蓄熱式高溫燃燒技術，回收高溫煙氣對助燃空氣進行蓄熱；

4.具有曲線設定功能，按干燥和烘烤工藝的要求不同，設定不同烘烤模式曲線。

5.煤氣管路點火前后氮氣吹掃，具有自動點火功能。

6.具有電網掉電、燃氣壓力大范圍波動（高或低于規定值時）、空氣和壓縮空氣壓力低、煙溫超溫、故障和誤操作等意外情況，自動聲光報警，并根據需要快速切斷煤氣、自動熄火等保護功能。

7.采用SIEMENS PLC控(S7-300系統)制系統，控制界面采用SIEMENS HIM，WINCC控制畫面，實現鋼包溫度的自動控制、調節，并要求安全、先進、實用、可靠,數據、曲線記錄歸檔保存。

3 多燒嘴節能蓄熱烘烤器的主要技術參數

1.烘烤器類型： 立式多燒嘴節能蓄熱式

2.燃氣耗量 500-800NM3/h

3.蓄熱溫度 ≥ 900℃

4.烘烤溫度 ≥ 1000℃

5.升溫速度 100℃/min可調

6.排煙溫度 ≤ 150℃

7.包蓋擺動速度 85度/30s

8.燒嘴火焰長度 大于2m

9.包內壁上部與底部溫度差 不超過50℃

4 多燒嘴節能蓄熱烘烤器的設計組成

4.1 結構形式

采用立式卷揚傾動結構，帶動旋轉臂、旋轉主軸完成旋轉大臂傾動，上下擺角85°，在烘烤器的旋轉大臂上，設計2個并聯的氣體換向閥和蓄熱體，由吸煙管，引風機，4個中包燒嘴和相關的控制系統組成。當兩個氣體換向閥向一側打開時，中間罐的煙氣通過引風機引入一側的蓄熱體進行蓄熱。助燃空氣通過另一側已經蓄熱完畢的蓄熱體，形成高溫助燃空氣流入燒嘴主管。當兩個換向閥向另一側打開時，中間罐內的煙氣通過引風機引入另一側的蓄熱體進行蓄熱。助燃空氣通過剛剛已經蓄熱完畢的蓄熱體，形成高溫助燃空氣流入燒嘴主管。這樣就完成一個換熱燃燒周期。如此循環往復，實現提高助燃空氣的溫度和節約能源的目的。

4.2 組成

中間罐多燒嘴節能蓄熱烘烤器主要包括機架、傾動機構、蓄熱系統、多個燒嘴、燃氣系統、助燃空氣系統、安全保護系統、自動控制系統等組成。

（1）機架：由槽鋼、型鋼、角鐵組焊成的梯形支撐架，底座與地面地腳螺釘固定。側架井字固焊，是整個烘烤器傾動支撐。

（2）傾動機構：由卷揚機、定滑輪、動滑輪、旋轉主軸、旋轉臂、旋轉大臂組成。3.2T卷揚機固定在機架下底座橫梁上，定滑輪組緊挨著機架底板與地面通過地腳螺釘固定，動滑輪組安裝在旋轉臂最上端。旋轉主軸是一根空心軸，中間用盲板隔開，一端進空氣，一端進燃氣，通過傾動機構的動力旋轉，是助燃空氣與燃氣的進氣通道。兩端配有滑動軸承，軸承座固定在機架頂部兩端頂板上。旋轉主軸下端附近設有行程開關與機械限位，保證傾翻擺角85°動作的安全可靠。旋轉臂的另一端套焊在主軸中間盲板位置附近。旋轉大臂由兩根型梁組成，是設備的主要承載支撐，也是燃氣與助燃空氣的主通道。一端分別與旋轉主軸兩端側焊接，與旋轉主軸兩端的燃氣與助燃空氣相通。

（3）蓄熱系統：由兩個并聯的蓄熱體、兩個氣體換向閥、轉動氣缸、引風機等組成。蓄熱體為箱型結構，內部周邊耐火泥隔熱，中心整體疊放方形陶瓷蓄熱體。氣缸運行轉動，帶動連桿打開一側的氣體換向閥，引風機將中間罐的高溫廢煙氣吸入到該側的蓄熱體蓄熱。氣缸運行轉動復位，帶動連桿打開另一側的氣體換向閥，引風機將中間罐的廢煙氣吸入到該側的蓄熱體蓄熱。助燃空氣通過已經蓄熱完畢的蓄熱體，形成高溫助燃空氣流入燒嘴主管。兩側交替運行，形成一個蓄熱循環。

（4）多個燒嘴：烘烤器燒嘴布置呈傘枝狀結構，由4個燒嘴組成，布置在前端的3個燒嘴為前置燒嘴，后面一個是后置燒嘴，每個燒嘴邊緣都設有一個自動點火嘴，用來自動點燃長明火，再由長明火點燃燒嘴。每個燒嘴口都設有能夠耐溫1300℃的隔熱含鋯棉蓋帽，在每個燒嘴下方還設有整塊耐高溫隔熱板，阻擋中間罐內的高溫煙氣的上竄，保證旋轉大臂上方的各種元器件的運行。其中后置燒嘴邊緣還設有溫度檢測系統，用來檢測中間罐內的溫度和信號，還設有火焰檢測系統，用來檢測罐內熄火時報警。

（5）燃氣系統：燃氣進氣端裝有總閥、膜盒壓力表、氣動快速切斷閥、壓力控制器、流量調節閥、孔板流量計等儀表。用來控制調節燃氣壓力、流量，檢測現場燃氣耗量。燃氣主管上口設有氮氣吹掃裝置，下口設有煤氣排水裝置。

（6）助燃空氣系統：由離心式風機，橡膠柔性減震接頭、手動蝶閥，電動調節閥、管路組成。離心式風機提供助燃空氣源，通過電動調節閥來控制風量出氣大小。

（7）安全保護系統：有多種安全保護措施，設有行程開關與機械限位，保證傾翻安全；設有氮氣吹掃裝置，保證燃氣管路里余氣的傷害；設有煤氣排水裝置，保證燃氣的正常燃燒；設有火焰檢測系統，用來防止罐內熄火；設有煤氣泄漏報警系統，防止煤氣泄漏引起的意外。

（8）自動控制系統：通過儀表、電氣、動力控制、PLC控制實現整個設備的自動烘烤控制。根據中間罐干燥或烘烤的不同工藝要求，設置不同烘烤曲線工藝，通過各現場儀表信號、執行元器件，調節助燃空氣、燃氣的閥門開度大小，控制流量，實現火焰、保溫自動烘烤過程。

5 總結

多燒嘴節能蓄熱烘烤器在冶金設備中，屬于自動化程度較高的機電一體化設備，隨著科技的發展與冶煉技術的不斷提升，結構與功能在不斷的改進中，我們也在不斷的學習與引進國際先進技術，為該領域的創新而努力。