水文資料生成

[拼音]:huoyanlu

[英文]:flame furnaces

以燃料燃燒的火焰為熱源的冶金爐。火焰爐爐膛內的火焰通常與物料直接接觸,火焰直接給物料加熱。爐子內壁既輻射熱量,也部分地反射投射來的熱量,在熱交換過程中起重要作用。有時為防止物料(工件)的氧化,將火焰與物料隔開,火焰的熱量通過隔牆間接傳給物料。火焰爐既可用來加熱物料,也可用來熔化物料。

火焰爐按工作室的形狀可分為膛式火焰爐和迴轉爐兩類。

膛式火焰爐

它的工作室叫做爐膛,由爐底、爐牆和爐頂組成。用作加熱爐或熱處理爐時,爐底的結構有多種型式,並可按爐底結構稱為車底爐、推料式爐、步進爐、輥底爐、鏈式爐、環形爐等。熔鍊用火焰爐(如平爐、鍊銅反射爐)的爐底是凹下的熔池,用以存放熔融金屬。熔池的形狀,呈長方形、圓形或橢圓形。熔池底部有液體金屬的排出口。爐牆上有爐門、窺視孔、出渣口等。爐頂結構有拱頂和吊頂兩種;前者用於寬度較小的爐子,後者用於較寬的爐子。

在高溫火焰爐上,火焰直接進入爐膛。如以塊煤為燃料,則需單獨設定固體燃料的燃燒室,火焰翻過火口進入爐膛。如以粉煤、煤氣或燃料油為燃料,則需用燃燒器(見冶金爐燃燒裝置)。當煤氣和(或)空氣預熱溫度很高時,如平爐,則用耐火磚砌成爐頭,與爐膛連成一體。火焰爐的爐膛廢氣溫度較高,常用換熱器或蓄熱室回收廢氣熱量。預熱空氣和煤氣是為了提高燃燒溫度和降低能耗。空氣不預熱時,重油爐的溫度可略高於1500℃,粉煤爐的溫度可略高於1450℃。如空氣預熱到1000℃,則爐內溫度可達1700℃以上。

蓄熱室是週期性的交替輪換進行工作,所以蓄熱式爐必須進行換向操作,即每隔一定時間(例如半小時)必須變更一次爐內火焰的流動方向。每次換向都會使爐子溫度發生波動。由於要換向,所以爐膛的火焰入口和廢氣出口,在結構上必須相同;換向前的火焰入口,就是換向後的廢氣出口。

在中溫火焰爐上,進入爐內的不是正在燃燒的火焰,而是具有一定溫度的燃燒產物。燃料的燃燒過程,不在爐膛中進行,而是在與爐膛隔開的燃燒室中進行。這種燃燒室,通常佈置在爐底以下,有時佈置在爐膛的側面或頂部(見圖)。這種結構與爐氣迴圈結合,既可使燃料完全燃燒,又可使爐溫保持均勻。在爐牆上均勻地設定若干小型無焰燃燒器,採用高速燒嘴以及用耐熱風機使爐氣迴圈,也是使爐溫均勻的有效方法。低溫火焰爐,燃燒過程必須在爐膛外(燃燒室內)完成,爐氣迴圈也十分重要。

火焰爐熱工操作方面的主要引數有:熱負荷、空氣消耗係數、預熱溫度、爐膛壓力等。對於蓄熱式爐子,還有換向時間間隔;對於使用混合燃料的爐子,還應考慮燃料發熱值的調節(即兩種或兩種以上燃料的流量配比)。這些引數對於爐子的生產率、熱效率以及爐子壽命都有直接影響。制訂火焰爐的熱工制度,就是要正確地掌握這些引數的數值。在間歇式爐上,要掌握這些引數隨時間的變化;在連續式爐上,要掌握它們沿爐子長度的變化。

迴轉爐

或稱迴轉窯,在冶金工業中用於鐵礦石的直接還原、氧化鋁礦物的焙燒、粘土礦物的焙燒,以及各種散狀原料的焙燒揮發、離析和乾燥作業。

迴轉爐的爐體呈圓筒形,用厚鋼板製成,筒內襯以耐火材料。爐體橫架在支座的滾輪上,稍傾斜(4~6%)。爐體長度與直徑之比在12:1到30:1之間。操作時爐體勻速轉動。由於爐體的傾斜和轉動,爐料由高處逐漸移向低處。爐料在運動過程中逐漸升溫,並依次發生物理、化學變化。迴轉爐的溫度一般控制在爐料熔點以下。

爐氣的運動方向通常與爐料相反。燃燒器(使用粉煤、重油或煤氣)位於出料端,安裝在固定的“爐頭”端牆上。廢氣從裝料端排出,經垂直的煙道進入收塵系統和排煙系統。迴轉爐爐體的兩端分別伸到垂直煙道和固定“爐頭”之中。

為了冷卻出爐散料,並利用其餘熱,可採用冷卻筒。它的結構與迴轉爐相仿,但不供給燃料。為了強化冷卻過程,可向冷卻筒中鼓入冷空氣,並在預熱後用作迴轉爐的助燃空氣。(見彩圖)