專利名稱：連續(xù)燒結(jié)用的氣體管道內(nèi)加熱氣體的裝置與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及連續(xù)燒結(jié)用的氣體循環(huán)管道內(nèi)加熱氣體的裝置和方法。在燒結(jié)爐內(nèi)，為了燒結(jié)某種材料，熱氣體從位于傳送帶上燒結(jié)材料床的上方供入，并且該氣體管道的一部分成為燃燒區(qū)，即燃燒環(huán)，氣體在這里被加熱。燃燒環(huán)具有至少一個燃燒單元，該燃燒單元從燃燒環(huán)的周邊指向內(nèi)部。
在連續(xù)燒結(jié)技術(shù)中，目前使用一種在傳送帶上直接形成燒結(jié)材料床的傳送帶型燒結(jié)裝置。被燒結(jié)的燒結(jié)材料床通常是由強度較弱的球形顆?；蚣毜V砂構(gòu)成，通過燒結(jié)使其變硬，以便這些顆?；驘Y(jié)物能進一步送到象熔化爐一類的設備而沒有灰塵問題。通常燒結(jié)裝置包括幾個不同的區(qū)域，對被燒結(jié)的材料進行干燥、預熱和燒結(jié)，并且對已燒結(jié)的材料進行冷卻，通過使氣體穿過燒結(jié)材料床和傳送帶使上述的這些連續(xù)的工序得以實現(xiàn)。比如，當進行鐵合金處理時，熱的氣體進入燒結(jié)區(qū)并穿過燒結(jié)材料床及傳送帶，使得燒結(jié)材料床的溫度升至1000-1600℃的范圍。在高溫下，這些顆粒或燒結(jié)物與熱氣體反應并同時變硬。導入的冷卻氣體穿過燒結(jié)材料床和傳送帶，使變硬的顆粒冷卻。
正如已經(jīng)指出的，在燒結(jié)裝置內(nèi)，燒結(jié)材料的高溫處理是通過氣體進行的，也就是將氣體管道布置在燒結(jié)傳送帶的周圍，在靠近該傳送帶的地方。而冷卻過程則在傳送帶的尾端進行，氣體從傳送帶的下面進入，并且在傳送帶的上方將該氣體吸入氣體循環(huán)管道，在這里至少一部分氣體被加熱，并且加熱的氣體被送到傳送帶的起始端，或進入干燥區(qū)，或進入加熱區(qū)，或進入燒結(jié)區(qū)。
傳統(tǒng)上是借助于氣體循環(huán)管道內(nèi)布置的不同的燃燒室對燒結(jié)用的氣體進行加熱，在燃燒室內(nèi)不僅需要燃料，還有送入燃燒器的燃燒空氣及擴散氣體。燃燒室有一個燃燒器，在這種情況下調(diào)節(jié)溫度是很難實現(xiàn)的。通常燃燒室位于管道的垂直部分，即靠近燒結(jié)面，在這種情況下，容易產(chǎn)生局部的高熱點，這將很難獲得均勻的燒結(jié)結(jié)果。高熱點也有使設備損壞的趨勢，比如鋼制傳送帶、爐柵和防火涂層。
本發(fā)明涉及與連續(xù)燒結(jié)相連的、在氣體循環(huán)管道內(nèi)加熱氣體的一種方法和裝置。在燒結(jié)爐內(nèi)，為了燒結(jié)位于傳送帶上的材料，熱氣體從傳送帶的上方進入，并且氣體管道的一部分構(gòu)成了燃燒區(qū)，即燃燒環(huán)，在這里氣體被加熱。至少氣體循環(huán)管道的一部分構(gòu)成燃燒環(huán)，不再需要分開的燃燒室。燃燒環(huán)具有至少一個燃燒單元，它從燃燒環(huán)的周邊指向其內(nèi)部，但是通常燃燒環(huán)的數(shù)量是至少兩個。優(yōu)選地，燃燒單元位于同一圓周上，并且每個燃燒單元包括用于一種或多種燃料的一些供料管。每個燃燒環(huán)都裝有至少一個點火燃燒器。當用于加熱的燃料已經(jīng)被點火燃燒器點著時，就不再需要另外送進燃燒空氣，而燃燒空氣從氣體循環(huán)導管內(nèi)的氣體中獲得。使用燃燒環(huán)可以獲得均勻的溫度，而避免局部的溫度峰值。在附后的權(quán)利要求書中可明白本發(fā)明的這些極重要的新特征。
優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的燃燒環(huán)構(gòu)造在氣體循環(huán)管道的水平部分，并且在距燒結(jié)床足夠遠的地方。當使用多個燃燒單元時，可以獲得在升溫和正常操作期間都能滿足溫度要求的一個較大的調(diào)節(jié)區(qū)域。除了用于至少兩種不同燃料的多個燃料管，通常燃燒單元具有一個火焰防護裝置，一個點火燃燒器和一個觀察口。僅在點火燃燒器上必須單獨送入燃燒空氣，而其余的燃燒空氣可以從氣體管道的氣體中獲得。因而，當多個燃燒單元位于一個燃燒環(huán)的同一圓周時，不需要每個單元都裝有火焰防護裝置、點火燃燒器和觀察口，而是比如一個點火燃燒器可用于多個單元。
氣體循環(huán)管道的內(nèi)部由防火材料制成。優(yōu)選地，在燃燒環(huán)，設有一個小的向內(nèi)的突起物，即阻擋物。借助于這個阻擋物，管道內(nèi)的氣流受到擾動，并且同時燃料與氣流混和。該阻擋物也使管道另一側(cè)的溫度均勻，并且在燒結(jié)床上獲得均勻的溫度。
點火燃燒器裝有例如液壓控制和自動裝置，因此，只是在未達到給定溫度時點火燃燒器才處于氣體管道內(nèi)的火焰中。而之后火焰熄滅，點火燃燒器拉回，受到管道的管壁和其它結(jié)構(gòu)的保護。這意味著顯著的增加了點火燃燒器的工作壽命。在控制功能方面，通常使用電或壓縮空氣。
下面根據(jù)附圖，更詳細地描述本發(fā)明的裝置，附圖中

圖1示出燒結(jié)裝置的原理；圖2為氣體循環(huán)管道的垂直剖面圖，在燃燒環(huán)的位置看；圖3為氣體管道的俯視圖，燃燒環(huán)以局部剖面示出。
根據(jù)圖1，燒結(jié)裝置包括繞過布置在兩端的輪鼓轉(zhuǎn)動的燒結(jié)帶1(未示出細節(jié))，燒結(jié)爐2，和與燒結(jié)爐相連接的氣體循環(huán)管道3，4和5。圖中僅示出最外側(cè)氣體管道3的一部分。燒結(jié)配置還包括支撐構(gòu)架6。將被燒結(jié)的材料送上作為燒結(jié)床7的燒結(jié)帶。燒結(jié)材料在爐內(nèi)的過程為，首先通過干燥區(qū)8，然后是預燒區(qū)9，再移入具有一個或多個部分的燒結(jié)區(qū)10。在燒結(jié)區(qū)之后，通常配置有穩(wěn)定區(qū)11，接下來是包括了幾個步驟的冷卻區(qū)。
通過氣體管15，氣體最初進入燒結(jié)裝置時，進入冷卻區(qū)的幾個艙室12，13和14。氣體管與一個或幾個增壓器(未示出)相連。當氣體通過燒結(jié)帶和其上方的燒結(jié)床時，將氣體從每個艙室吸到各自的氣體管道3，4和5。排出的氣體從最外端的冷卻段12(示出燒結(jié)材料流動的方向)被導入干燥區(qū)8，該氣體管道3通常不裝備燃燒環(huán)。在另一方面，從靠近該裝置中部的冷卻室13和14排出的氣體被導入氣體管道4、5，該氣體管道裝備了燃燒環(huán)16，17。燃燒環(huán)的直徑與相應的氣體管道的直徑基本相同。這些裝有燃燒環(huán)的氣體管道也裝備了有用的氣體排放管道18，主要用于應急情況。燒結(jié)材料19從燒結(jié)帶上卸下做進一步處理。燒結(jié)區(qū)、預熱區(qū)和干燥區(qū)的氣體排放到排氣管20。從那里，氣體被導入凈化的氣體，并且有可能循環(huán)進入燒結(jié)過程。
圖2示出布置在燃燒環(huán)周圍的燃燒環(huán)的不同燃燒單元的實例。燃燒單元相互以60度的角度間隔布置在燃燒環(huán)的上部，也可以以相互間隔45-100度的角度安裝在燃燒環(huán)的周圍。圖中所示的環(huán)形燃燒器具有三個燃燒單元21，但是燃燒單元的數(shù)量可以在2-6之間變化。在圖示的情況下，每個燃燒單元都有一個位于中間的點火燃燒器22，在它的周圍布置了各種燃料的供料管，但通常他們位置可以變化。根據(jù)圖2的這種配置，每個單元至少裝有一個一氧化碳CO氣體的供料管23和一個液化氣的供料管24。此外，每個單元都裝有火焰防護裝置25和觀察口26，盡管不是每個燃燒環(huán)的每個燃燒單元都需要安裝它們。觀察口裝有防火玻璃。在這種配置中，除了點火燃燒器不需要另外提供燃燒空氣，而點火燃燒器只是用于加熱過程的最初階段。此外，燃燒過程中所需的空氣可以從氣體循環(huán)管道的氣流中獲得。
當溫度很高的時候，燃燒單元的供料管主要受到燃燒環(huán)結(jié)構(gòu)的保護，并且點火燃燒器可以從該結(jié)構(gòu)內(nèi)完全取出。根據(jù)各種情況下的最佳經(jīng)濟效益，可以改變使用的燃料。雖然不是必需的，但是燃燒環(huán)裝有至少兩種不同燃料的供料管是有益的。比如，如果一氧化碳CO氣體暫時不能使用，液化氣等可以用作加熱燃氣。供料管的端部可以裝一個噴嘴。圖中示出了燃氣管道的指向內(nèi)部的突起物，該突起物在燃氣流動的方向上位于燃燒單元的前方，靠近燃燒單元的地方。該突起物使氣體擾動，并且加強了燃料與氣體的混和。
圖3示出了燃燒環(huán)設在氣體管道水平部分的位置，在這種情況下，燃燒環(huán)并不在非?？拷鼰Y(jié)床的地方。同樣，示出了靠近燃燒單元的向內(nèi)凸起的突起物27，在突起物處，燃燒環(huán)的內(nèi)徑比燃燒環(huán)水平部分的內(nèi)徑和氣體管道在其它地方的內(nèi)徑小10-40％。氣體管道的內(nèi)壁和燃燒環(huán)的內(nèi)壁都是用防火材料制成的，在圖中未示出更多的細節(jié)。
權(quán)利要求
1.一種連續(xù)燒結(jié)裝置的氣體循環(huán)管道(4，5)內(nèi)的加熱氣體的裝置，其特征在于位于燒結(jié)帶(1)上方的氣體循環(huán)管道(4，5)的一部分形成一個燃燒環(huán)(16，17)，該燃燒環(huán)包括至少一個燃燒單元(21)，從氣體循環(huán)管道的周邊指向內(nèi)部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于所述的燃燒單元有至少兩個。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于燃燒環(huán)(16，17)位于氣體管道(4，5)的水平部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于在燒結(jié)帶(1)的上方有多個氣體循環(huán)管道(3，4，5)，其中至少一條管道(4，5)裝有燃燒環(huán)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于燃燒單元(21)包括用于至少一種燃料的一條供料管(23，24)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于燃燒單元(21)包括用于至少兩種不同燃料的多條供料管(23，24)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于燃燒環(huán)的燃燒單元(21)包括至少一個點火燃燒器(22)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于點火燃燒器(22)裝有能將其拉回的液壓控制裝置，以受管壁的保護。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于燃燒環(huán)的燃燒單元(21)包括至少一個火焰防護裝置(25)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于燃燒環(huán)(4，5)包括2-6個燃燒單元(21)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于燃燒單元(21)以相互之間45-100°的角度間隔排列在燃燒環(huán)(16，17)內(nèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于燃燒環(huán)(16，17)裝有一個突起物(27)，從該環(huán)的內(nèi)邊指向內(nèi)部。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的裝置，其特征在于在突起物(27)處，燃燒環(huán)(16，17)的內(nèi)徑比氣體管道(4，5)直線部分的內(nèi)徑小10-40％。
14.一種與連續(xù)燒結(jié)相連的氣體循環(huán)管道(4，5)內(nèi)加熱氣體的方法，該方法的特征在于位于燒結(jié)帶(1)上方的氣體循環(huán)管道(4，5)的燃燒環(huán)(16，17)將氣體加熱到1000-1600℃；在用于加熱的燃料已經(jīng)被點燃之后，燃燒所需要的燃燒空氣可以從氣體循環(huán)管道中的氣流中獲得，而燃料至少從一個燃燒單元(21)送進燃燒環(huán)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其特征在于所述的燃料通過至少兩個燃燒單元(21)供入燃燒環(huán)。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其特征在于燃燒環(huán)(16，17)位于氣體循環(huán)管道(4，5)的水平部分。
17.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其特征在于燃燒環(huán)(16，17)的每個燃燒單元(21)都裝有用于至少一種燃料的一根供料管(23，24)。
18.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其特征在于燃燒環(huán)(16，17)的每個燃燒單元(21)都裝有用于至少兩種燃料的多根供料管(23，24)。
19.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其特征在于，借助于安置在燃燒環(huán)(16，17)內(nèi)的突起物(27)，循環(huán)管道內(nèi)的氣體受到擾動并且與燃料混合。
全文摘要
本發(fā)明涉及與連續(xù)燒結(jié)相連的氣體循環(huán)管道內(nèi)的加熱氣體的裝置和方法。在燒結(jié)爐內(nèi)，為了燒結(jié)位于燒結(jié)帶上的材料，熱氣體從燒結(jié)帶的上方供入，并且氣體循環(huán)管道的一部分成為燃燒區(qū)，即燃燒環(huán)，氣體在這里被加熱。燃燒環(huán)具有至少一個燃燒單元，該燃燒單元在氣體循環(huán)管道的周邊指向其內(nèi)部。
文檔編號F27D99/00GK1454306SQ01815434
公開日2003年11月5日 申請日期2001年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月11日
發(fā)明者佩卡·尼默拉, 埃羅·韋內(nèi)寧, 約科·珀提瑪, 奧拉韋·圖爾基 申請人:奧托庫姆普聯(lián)合股份公司