浅谈多烧嘴节能蓄热烘烤器技术结构设计

周红梅

（扬州宏诚冶金设备有限公司，江苏 扬州 225200）

中间罐烘烤工艺是使燃气及空气在中间罐内混合燃烧，燃烧产生的热量将经过自然干燥的中间罐内衬的耐材从室温加热干燥至表面达到700℃，去除内衬耐材中的水分并产生一定的烧结效果。除了具备中间罐干燥功能外，其燃烧产生的热量能在2小时内将经过干燥的中间罐内衬的耐材从室温烘烤达到约1000℃以上，以使耐材进一步烧结并减少开浇时钢水在中间罐内的温度损失。多烧嘴节能蓄热烘烤器是采用蓄热式高温燃烧技术，回收高温烟气对助燃空气进行蓄热，提供热效率。

1 中间罐多烧嘴节能蓄热烘烤相关的设计参数

1.中间罐容量 4.2m3

2. 机型： 4流弧形小方坯连铸机

3. 铸流间距： 1250mm

4.燃料介质 转炉煤气（长明火即防熄灭火种用天然气）

5.燃料热值 ～6300KJ/Nm3

6.燃料工况压力 6-8KPa

7.氮气压力 0.8～1.6Mpa

8.压缩空气压力 0.4～0.6Mpa

9.烘烤时间 干燥：8h 烘烤：2h

2 多烧嘴节能蓄热烘烤的主要功能要求

1.中间罐干燥时，燃烧产生的热量能在8小时内将经过自然风干的中间罐内衬的耐材从室温加热至表面达到700℃。

2.中间罐烘烤时，燃烧产生的热量能在2小时内将经过干燥后的中间罐内衬的耐材从表面100℃加热至表面达到约1000℃以上。

3.采用蓄热式高温燃烧技术，回收高温烟气对助燃空气进行蓄热；

4.具有曲线设定功能，按干燥和烘烤工艺的要求不同，设定不同烘烤模式曲线。

5.煤气管路点火前后氮气吹扫，具有自动点火功能。

6.具有电网掉电、燃气压力大范围波动（高或低于规定值时）、空气和压缩空气压力低、烟温超温、故障和误操作等意外情况，自动声光报警，并根据需要快速切断煤气、自动熄火等保护功能。

7.采用SIEMENS PLC控(S7-300系统)制系统，控制界面采用SIEMENS HIM，WINCC控制画面，实现钢包温度的自动控制、调节，并要求安全、先进、实用、可靠,数据、曲线记录归档保存。

3 多烧嘴节能蓄热烘烤器的主要技术参数

1.烘烤器类型： 立式多烧嘴节能蓄热式

2.燃气耗量 500-800NM3/h

3.蓄热温度 ≥ 900℃

4.烘烤温度 ≥ 1000℃

5.升温速度 100℃/min可调

6.排烟温度 ≤ 150℃

7.包盖摆动速度 85度/30s

8.烧嘴火焰长度 大于2m

9.包内壁上部与底部温度差 不超过50℃

4 多烧嘴节能蓄热烘烤器的设计组成

4.1 结构形式

采用立式卷扬倾动结构，带动旋转臂、旋转主轴完成旋转大臂倾动，上下摆角85°，在烘烤器的旋转大臂上，设计2个并联的气体换向阀和蓄热体，由吸烟管，引风机，4个中包烧嘴和相关的控制系统组成。当两个气体换向阀向一侧打开时，中间罐的烟气通过引风机引入一侧的蓄热体进行蓄热。助燃空气通过另一侧已经蓄热完毕的蓄热体，形成高温助燃空气流入烧嘴主管。当两个换向阀向另一侧打开时，中间罐内的烟气通过引风机引入另一侧的蓄热体进行蓄热。助燃空气通过刚刚已经蓄热完毕的蓄热体，形成高温助燃空气流入烧嘴主管。这样就完成一个换热燃烧周期。如此循环往复，实现提高助燃空气的温度和节约能源的目的。

4.2 组成

中间罐多烧嘴节能蓄热烘烤器主要包括机架、倾动机构、蓄热系统、多个烧嘴、燃气系统、助燃空气系统、安全保护系统、自动控制系统等组成。

（1）机架：由槽钢、型钢、角铁组焊成的梯形支撑架，底座与地面地脚螺钉固定。侧架井字固焊，是整个烘烤器倾动支撑。

（2）倾动机构：由卷扬机、定滑轮、动滑轮、旋转主轴、旋转臂、旋转大臂组成。3.2T卷扬机固定在机架下底座横梁上，定滑轮组紧挨着机架底板与地面通过地脚螺钉固定，动滑轮组安装在旋转臂最上端。旋转主轴是一根空心轴，中间用盲板隔开，一端进空气，一端进燃气，通过倾动机构的动力旋转，是助燃空气与燃气的进气通道。两端配有滑动轴承，轴承座固定在机架顶部两端顶板上。旋转主轴下端附近设有行程开关与机械限位，保证倾翻摆角85°动作的安全可靠。旋转臂的另一端套焊在主轴中间盲板位置附近。旋转大臂由两根型梁组成，是设备的主要承载支撑，也是燃气与助燃空气的主通道。一端分别与旋转主轴两端侧焊接，与旋转主轴两端的燃气与助燃空气相通。

（3）蓄热系统：由两个并联的蓄热体、两个气体换向阀、转动气缸、引风机等组成。蓄热体为箱型结构，内部周边耐火泥隔热，中心整体叠放方形陶瓷蓄热体。气缸运行转动，带动连杆打开一侧的气体换向阀，引风机将中间罐的高温废烟气吸入到该侧的蓄热体蓄热。气缸运行转动复位，带动连杆打开另一侧的气体换向阀，引风机将中间罐的废烟气吸入到该侧的蓄热体蓄热。助燃空气通过已经蓄热完毕的蓄热体，形成高温助燃空气流入烧嘴主管。两侧交替运行，形成一个蓄热循环。

（4）多个烧嘴：烘烤器烧嘴布置呈伞枝状结构，由4个烧嘴组成，布置在前端的3个烧嘴为前置烧嘴，后面一个是后置烧嘴，每个烧嘴边缘都设有一个自动点火嘴，用来自动点燃长明火，再由长明火点燃烧嘴。每个烧嘴口都设有能够耐温1300℃的隔热含锆棉盖帽，在每个烧嘴下方还设有整块耐高温隔热板，阻挡中间罐内的高温烟气的上窜，保证旋转大臂上方的各种元器件的运行。其中后置烧嘴边缘还设有温度检测系统，用来检测中间罐内的温度和信号，还设有火焰检测系统，用来检测罐内熄火时报警。

（5）燃气系统：燃气进气端装有总阀、膜盒压力表、气动快速切断阀、压力控制器、流量调节阀、孔板流量计等仪表。用来控制调节燃气压力、流量，检测现场燃气耗量。燃气主管上口设有氮气吹扫装置，下口设有煤气排水装置。

（6）助燃空气系统：由离心式风机，橡胶柔性减震接头、手动蝶阀，电动调节阀、管路组成。离心式风机提供助燃空气源，通过电动调节阀来控制风量出气大小。

（7）安全保护系统：有多种安全保护措施，设有行程开关与机械限位，保证倾翻安全；设有氮气吹扫装置，保证燃气管路里余气的伤害；设有煤气排水装置，保证燃气的正常燃烧；设有火焰检测系统，用来防止罐内熄火；设有煤气泄漏报警系统，防止煤气泄漏引起的意外。

（8）自动控制系统：通过仪表、电气、动力控制、PLC控制实现整个设备的自动烘烤控制。根据中间罐干燥或烘烤的不同工艺要求，设置不同烘烤曲线工艺，通过各现场仪表信号、执行元器件，调节助燃空气、燃气的阀门开度大小，控制流量，实现火焰、保温自动烘烤过程。

5 总结

多烧嘴节能蓄热烘烤器在冶金设备中，属于自动化程度较高的机电一体化设备，随着科技的发展与冶炼技术的不断提升，结构与功能在不断的改进中，我们也在不断的学习与引进国际先进技术，为该领域的创新而努力。