[发明专利]一种高效陶瓷蓄热式烤包器及烤包方法

说明书

技术领域

本发明属于高端铸造装备领域，具体涉及一种高效陶瓷蓄热式烤包器及烤包方法。

背景技术

在炼钢生产过程中，转炉生产出来的钢水倒入钢包内，然后运至连铸机进行浇铸。钢包在装钢水前必须将其烘干加热，一般钢包烘烤的温度在1000℃以上，钢包烘烤器就是通过燃料燃烧来加热钢包的装置。由于煤气流股与空气流股平行喷入包内，两股之间无交角，煤气与空气在喷嘴外边混合边燃烧，在钢包有限的空间内，难以实现煤气与空气充分混合，导致燃烧不完全，产生大量的NO_X和CO。煤气与空气燃烧产生的1000℃高温烟气直接外排，没有对烟气余热进行回收，热能利用率仅能达到30％，热能利用率低。同时，外排的高温烟气中含有大量的NO_X和CO，严重污染了环境。其中的NO_X一般是指NO₂和NO，它虽以低浓度存在于大气中，但是较低浓度就能对人们及环境物质产生不良影响，特别是当NO_X与碳氢化合物共存于大气中时，在强光照射下产生二次污染物光化学烟雾，对环境污染作用更强。虽然有对排放的烟气中的污染物进行处理的净化器，但是由于外排的烟气温度太高，严重影响污染净化器的使用寿命。

发明内容

针对上述现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是提供一种高效陶瓷蓄热式烤包器及烤包方法。采用封闭式烘烤方式，利用高频换向阀，使得高温废气与助燃空气和煤气在陶瓷蓄热体内交替通过，相互间进行充分的热交换，使助燃空气和煤气预热到1000℃左右，增加其热焓，实现稳定、高效、节能燃烧。可以提高燃料的热能利用率，降低外排烟气的污染。

为了解决以上技术问题，本发明的技术解决方案是：

一种高效陶瓷蓄热式烤包器，包括第一陶瓷蓄热体、第二陶瓷蓄热体、第一烧嘴、第二烧嘴、四通阀和储液箱，其中，

第一陶瓷蓄热体和第二陶瓷蓄热体安装在钢包盖的外侧，第一烧嘴和第二烧嘴分别位于第一陶瓷蓄热体和第二陶瓷蓄热体的内部，且贯穿固定于钢包盖内，使烧嘴的出口朝向钢包内部设置；

所述四通阀包括第一连接管、第二连接管、第三连接管和第四连接管，第一连接管与气源连接，第二连接管与第一陶瓷蓄热体连接，第三连接管与第二陶瓷蓄热体连接，第四连接管与所述储液箱连接；

所述储液箱提供盛放碱性溶液的空间；

燃气和助燃气混合气从第一陶瓷蓄热体和第二陶瓷蓄热体交替流入，实现对混合气的预热和预混合，对应的，燃烧后烟气从第一陶瓷蓄热体和第二陶瓷蓄热体交替流出，实现对燃烧后高温烟气的余热回收。

燃气和助燃气混合气从第一陶瓷蓄热体中流入经过预混合后，进入钢包内燃烧，燃烧后的高温烟气流经第二陶瓷蓄热体，两者之间产生热交换，高温烟气中的热量被迅速储存在第二陶瓷蓄热体中，进而使高温烟气的温度大大降低，降温后的烟气流入储液箱，被碱液吸收，去除烟气中氮氧化物，降低对环境的污染。

第二陶瓷蓄热体蓄热完成后，燃气和助燃气混合气流向第二陶瓷蓄热体，在第二陶瓷蓄热体内进行预混合和被快速加热，混合气在极短的时间内被加热到接近蓄热体内壁的温度，高温气体通过烧嘴，在钢包内形成贫氧高温气流，实现了煤气等燃料在贫氧状态下的燃烧。在该种情况下，即使大大降低混合气中的氧气含量，也能实现燃气的充分燃烧。而高温贫氧燃烧时，可有效地抑制烟气中污染物的形成。同时，将高温烟气中的热量进行回收，可提高废热的利用率，并且有利于对降温后的烟气进行处理。

优选的，所述第四连接管与储液箱之间的连接管道上设置有三通阀，三通阀的第三个出口与所述第一连接管连接。

三通阀可以将流出的降温后的烟气重新与燃气和助燃气的混合气混合后，重新进入蓄热体内预热、预混合，然后进入钢包内燃烧。大量烟气的回流，可以将原混合气中的氧气进行稀释，在不改变原有的工艺路线的情况下，可以大大降低混合气中的氧气含量，有利于抑制燃烧过程中污染物的产生。同时，将烟气回流燃烧，烟气中的一氧化氮和一氧化碳被重新氧化，生成二氧化氮，在后续的碱液洗涤中，有利于更彻底地去除烟气中的污染物，避免对环境造成污染。

优选的，所述第四连接管与三通阀之间的管道上设置有氮氧化物传感器。氮氧化物传感器主要用于检测烟气中的氮氧化物的含量。

更进一步优选的，所述陶瓷蓄热式烤包器还包括控制器，控制器分别与氮氧化物传感器和三通阀连接，氮氧化物传感器检测的烟气中的氮氧化物的浓度大于设定值，控制器控制三通阀动作，与第一连接管连通，将烟气回流。