一种带有管排辐射换热器的自预热型点火保温炉

技术领域

本申请涉及烧结点火炉技术领域，具体公开了一种带有管排辐射换热器的自预热型点火保温炉。

背景技术

铁矿石烧结是钢铁冶炼的过程工序，其是将铁矿石、燃料、溶剂等按一定的比例混匀后制成混匀矿，偏析布在烧结台车上，经点火保温炉点火后，烧结生产烧结矿，烧结矿是高炉炼铁的主要原料。烧结料经点火借助碳的燃烧和铁矿物的氧化而产生高温，使烧结料中的部分组份软化和熔化，发生化学反应生成一定数量的液相，冷却时相互粘结成块，其过程的产品叫烧结矿。传统的保温炉一般采用台车，在台车上设点火区和保温区，通过铁矿石在点火区点火冶炼后在保温区进行保温，完成铁矿石的烧结，而点火在烧结工艺中，点火区要达到一定的点火温度，才能满足烧结生产，为达到一定的温度，通常要提高助燃空气或煤气的温度，以提高点火温度或降低煤气消耗，而保温区保温后的料面还有很高的温度，产生大量的热量又未得到合理回收。因此，发明人有鉴于此，提供了一种带有管排辐射换热器的自预热型点火保温炉，以便解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于解决传统的点火保温炉内的热量没有得到合理的利用，点火保温炉可进一步提高使用效果的问题。

为了达到上述目的，本发明的基础方案提供一种带有管排辐射换热器的自预热型点火保温炉，包括台车和设于台车上方的点火区和保温区，其特征在于：所述点火区内设有若干可对铁矿石进行点火的喷嘴，所述保温区内设有可对热量进行交换的换热组件，换热组件包括换热壳体、可容助燃空气进入的进气集气箱、与进气集气箱连通的若干辐射换热管和与辐射换热管的自由端连通的出气集气箱，喷嘴上均设有与出气集气箱相连通的出口管道。

本基础方案的原理及效果在于：

1、本发明通过在保温区设置换热组件，通过在保温区的炉顶开口，将换热组件嵌入炉顶的开口处，利用保温区的热量，从而实现节能减排，由于换热组件只相当于同等面积保温区炉顶耐火炉衬的1/4，减低了设备重量。

2、本发明通过采用辐射换热管，利用热辐射传导实现热量的转移，同时采用多个辐射换热管共同进行换热，提高助燃空气的换热效果，实现了长寿命、高效率的换热。

3、本发明通过设置通过进气集气箱、出气集气箱，空气通过进气集气箱进入，流经辐射换热管进行热量传递对空气进行预热，预热后的空气通过出气集气箱通过出口管道对喷嘴进行供热，借助预热助燃空气，提高点火喷嘴性能，提高了点火炉的点火效果。

4、本发明通过对点火保温炉内的热量进行合理应用，在不借助其他外部能源的情况下，通过自预热助燃空气，提高点火温度，降低点火能耗，从而提高了点火保温炉的性能指标，这对烧结点火能源综合利用、节能降耗、提高烧结点火质量具有积极意义，解决了传统的点火保温炉内的热量没有得到合理的利用，点火保温炉可进一步提高使用效果的问题。

进一步，所述辐射换热管内设有可对气流进行强化传热的扰流子，扰流子表面喷涂有扰流子添加剂，所述扰流子呈螺旋结构。气流在流经扰流子时将产生弥散流动效应，增强了辐射换热管内侧的换热系数，热能利用效率，降低能耗。

进一步，所述换热壳体内设有若干用于安装辐射换热管的柔性吊架，所述柔性吊架包括固接在换热壳体上的连接杆，连接杆的自由端设有链环，链环上设有可拆卸连接在辐射换热管上的连接爪。通过设置柔性吊架对辐射换热管进行支撑，链环能够进行活动，辐射换热管在发生自由膨胀时，对辐射换热管进行保护，不会发生热膨胀撕裂，提高使用寿命。

进一步，所述进气集气箱和出气集气箱均开有用于安装辐射换热管的连接孔，连接孔错位布置，相邻连接孔的水平孔间距不大于5mm。通过将连接孔错位分布，便于提高辐射换热管的安装密度，提高辐射换热管的换热效果。

进一步，所述辐射换热管的上部设有轻质保温层。通过设置轻质保温层起到隔热，密封的作用，维持保温区内气流工况。

进一步，所述辐射换热管与进气集气箱和出气集气箱的连接处均呈U型结构。通过将辐射换热管的两端设为U型结构，在发生受热膨胀时具有一定的弹性变形量，避免辐射换热管发生热膨胀撕裂，提高使用寿命。

进一步，所述辐射换热管上设有密封翅片。通过设置密封翅片增加换热面积，提高换热效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本申请实施例提出的一种带有管排辐射换热器的自预热型点火保温炉的示意图；

图2示出了本申请实施例提出的一种带有管排辐射换热器的自预热型点火保温炉的换热组件示意图；

图3示出了本申请实施例提出的一种带有管排辐射换热器的自预热型点火保温炉的换热组件局部剖俯视示意图；

图4示出了本申请实施例提出的一种带有管排辐射换热器的自预热型点火保温炉的换热组件局部剖示意图；

图5示出了本申请实施例提出的一种带有管排辐射换热器的自预热型点火保温炉的俯视换热管剖视图；

图6示出了本申请实施例提出的一种带有管排辐射换热器的自预热型点火保温炉的柔性吊架结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

说明书附图中的附图标记包括：换热组件1、炽热料面2、点火烧嘴 3、进气管道4、进气集气箱5、连接孔501、辐射换热管6、U型补偿601、柔性吊架7、连接杆701、链环702、连接爪703、出口集气箱8、出口管道9、扰流子10、密封翅片11、轻质保温层12。

一种带有管排辐射换热器的自预热型点火保温炉，实施例如图1所示：包括台车和设于台车上方的点火区和保温区，其特征在于：点火区内设有两个可对铁矿石进行点火的点火喷嘴，保温区内设有可对热量进行交换的换热组件1，如图2所示，换热组件1包括换热壳体、固定连接在换热壳体内的进气集气箱5、与进气集气箱5连通的若干辐射换热管6和与辐射换热管6 的右端连通的出气集气箱，辐射换热管6两端形成U型补偿601，进气集气箱5可容助燃空气进入，如图3和图4所示，进气集气箱5和出气集气箱均开有用于安装辐射换热管6的连接孔501，连接孔501错位布置，相邻连接孔501的水平孔间距不大于5mm，辐射换热管6的左端与进气集气箱5的连接孔501连通，辐射换热管6的右端与出气集气箱的连接孔501连通，进气集气箱5顶部设有进气管道4，出气集气箱顶部连通有出气管道，出气管道与两个点火喷嘴连通。

如图5所示，辐射换热管6内设有可对气流进行强化传热的扰流子10，扰流子10表面喷涂有扰流子10添加剂，扰流子10呈螺旋结构，辐射换热管 6与进气集气箱5和出气集气箱的连接处均呈U型结构，辐射换热管6的上部设有轻质保温层12，辐射换热管6上设有密封翅片11，换热壳体内设有若干用于安装辐射换热管6的柔性吊架7，如图6所示，柔性吊架7包括固定连接在换热壳体上的连接杆701，连接杆701的底端设有链环702，链环702 上设有可拆卸连接在辐射换热管6上的连接爪703。

本发明在实施过程中，通过在保温区炉顶开口，将换热组件1嵌入保温区的炉顶，替代了传统的耐火炉衬(耐火炉衬为保温区炉顶)，通过将助燃空气通入进气管道4，助燃空气通过进气集气箱5平均分配至辐射换热管6中，助燃空气与辐射换热管6通过对流传导进行换热，辐射换热管6与铁矿石的炽热料面2通过辐射对流进行换热，助燃空气在流经辐射换热管6时，助燃空气产生明显的螺旋运动，其中扰流子10起到增加换热面积的作用，可强化换热，提高换热系数，扰流子10添加剂相当于在辐射换热管6中加入了空隙率ε≥95％的多孔绵，助燃空气在辐射换热管6产生弥散流动效应，在低雷诺数下(Re≥300)，弥散流动的促进，明显增加换热系数，提高助燃空气的换热效果，使热量得到充分利用，辐射换热管6两端采用双U型自然补偿段，与柔性吊架7组合可实现辐射换热管6的自由膨胀，以吸收热效应膨胀，避免发生热膨胀撕裂，提高使用寿命，辐射换热管6上带有密封翅片11，密封翅片11可以增加换热面积，同时和换热器上部的轻质保温材料组合起到隔热，密封的作用，维持保温段区气流工况，从而达到预热助燃空气，被预热的助燃空气进入出口集气箱8通过出口管道9送至点火烧嘴3使用，由辐射及对流换热使得换热组件1内的助燃空气由常温升至120至180℃，可带入36至 55Kcal/Nm3的热焓参进入点火烧嘴3助燃，同等其他工况下可节约燃气，提高炉温，提高助燃空气含氧量，提高点火质量提高点火烧嘴3性能，提高了点火炉的点火效果，同等条件下在不借助其他外部能源的情况下，通过自预热助燃空气，提高点火温度，降低点火能耗，从而提高了点火保温炉的性能指标。

与现有技术相比，本发明通过在点火保温炉保温区炉顶嵌入换热组件1，利用保温区的热量，从而实现节能减排，采用换热组件1，减低了设备重量，同时采用多个辐射换热管6共同进行换热，提高助燃空气的换热效果，实现了长寿命、高效率的换热，通过对点火保温炉内的热量进行合理应用，在不借助其他外部能源的情况下，通过自预热助燃空气，提高点火温度，降低点火能耗，从而提高了点火保温炉的性能指标，这对烧结点火能源综合利用、节能降耗、提高烧结点火质量具有积极意义，解决了传统的点火保温炉内的热量没有得到合理的利用，点火保温炉可进一步提高使用效果的问题。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。