一种移动蓄热式燃气金属熔炼装置
技术领域
本发明属于金属熔炼设备领域，具体公开一种移动蓄热式燃气金属熔炼装置。
背景技术
熔炼炉是熔炼金属常用设备，根据熔炼炉的加热能源不同分为燃料加热式和电加热式两中，近年来出现了一种安装了蓄热式烧嘴的燃气钢铁熔炼炉，采用长方形箱体结构，一对蓄热式烧嘴固定在炉顶，底部熔池炉衬为捣打料，炉膛和炉顶为高温浇注料，后门加料，前门出渣、浇铸，与电炉相比，这种燃气炉具有功率大、效率高、节能环保的优点，但炉体笨重，加料、出渣、浇铸等操作不方便，特别是炉膛维修时需要工人要钻进狭小炉膛补炉，十分困难，极大影响了其推广应用。
发明内容
为了解决背景技术中问题，本发明公开了一种移动蓄热式燃气金属熔炼装置，包括炉体和移动蓄热式烧嘴，蓄热式烧嘴能够相对炉体平移或旋转，满足熔炼工艺要求，功率大，效率高，操作维修方便。
为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案：
一种移动蓄热式燃气金属熔炼装置，包括炉体，还包括驱动机构、移动座、顶起机构、台车、蓄热式烧嘴、供风机、排烟风机和连接管道，炉体是上端敞口的中空圆柱体结构，炉体在倾转机构的作用下能够向远离移动座的方向倾斜用于倾倒物料，驱动机构、蓄热式烧嘴、供风机、排烟风机和连接管道分别设置在移动座上，移动座设置在台车上，且在移动座和台车之间设有顶起机构，在顶起机构的作用下移动座能够相对台车升降，蓄热式烧嘴包括前端喷口和后端的矩形箱体，喷口和矩形箱体之间设有防火墙，喷口和矩形箱体均包括由外至内依次设置的金属壳体、保温层、耐热浇注料层和蓄热体，喷口是内径与炉体内径相同的圆柱形结构，喷口进气端通过穿设在矩形箱体的管路与燃气管道和空气管道对应连通，在驱动机构的作用下台车能够相对炉体平移或旋转，使喷口盖合在炉体上或离开炉体。
进一步的，顶起机构是竖直设置的液压缸、气缸或电动伸缩杆，液压缸、气缸或电动伸缩杆的伸缩端与移动座连接，液压缸、气缸或电动伸缩杆固定在台车顶部边缘，液压缸、气缸或电动伸缩杆伸缩带动移动座相对台车升降。
进一步的，所述熔炼装置还包括设置在台车下方的轨道，轨道设置在炉体直径延长线上，台车底部设有与轨道吻合设置的滚轮，在驱动机构的作用下滚轮带动台车沿轨道前后平移，移动座随台车的移动共运动，喷口能够相对炉体平移密封盖合在炉体上或离开炉体。
进一步的，所述熔炼装置还包括基座，基座设置在炉体直径延长线上，台车设置在基座顶部，在台车和基座之间设置有竖直转轴，在驱动机构的作用下台车能够绕竖直转轴水平旋转，移动座随台车的旋转共运动，喷口能够相对炉体在水平面上旋转密封盖合在炉体上或离开炉体。
进一步的，所述熔炼装置还包括基座，基座设置在炉体直径延长线上，台车设置在基座顶部，台车和基座铰接连接，在驱动机构台车能够绕水平设置的铰接轴在竖直面上下旋转，移动座随台车的旋转共运动，喷口能够相对炉体在竖直面上下旋转密封盖合在炉体上或离开炉体。
进一步的，在移动座上设有两个蓄热式烧嘴，两个蓄热式烧嘴整合在一套箱体及喷口内，燃气管道进气端与气源连接，燃气管道出气端与三通阀的一个端口连接，三通阀的另外两个端口分别与两个蓄热式烧嘴对应连接，空气管道一端与供风机相连，空气管道另一端与四通换向阀的第一端口相连，四通换向阀的第二端口、第三端口与两个蓄热式烧嘴对应连接，四通换向阀的第四端口与排烟风机相连。
进一步的，所述熔炼装置还包括可编程控制器PLC，空气管道上四通阀和燃气管道上三通阀均是电磁阀，四通阀和三通阀分别由可编程控制器PLC控制。
进一步的，喷口下端面的中部是向上突起的弧形面。
进一步的，炉体包括由外至内依次设置的金属壳体、保温层和耐热浇注料层。
进一步的，喷口和矩形箱体中部的蓄热体是刚玉莫来石质蜂窝蓄热体。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1）本发明中熔炼装置采用传统的圆形倾转炉体，不改变原有操作习惯，加料、出渣、浇铸、补炉等操作很方便，将炉体直径适当加大，高度降低，以适应燃气炉顶部加热的特点；
2）本发明中熔炼装置将两个整合在一套箱体及喷口内的蓄热式烧嘴布置在移动座上，四通换向阀、供风风机、排烟风机以及全部管路和控制装置都安装在移动座上，移动座设置在台车上，且在移动座和台车之间设有顶起机构，在顶起机构的作用下移动座能够相对台车升降，台车在驱动机构的作用下能够相对炉体平移或旋转，喷口能够随台车相对炉体平移或旋转盖合在炉体上或离开炉体，方便进出料及炉衬的维护和维修，顶起机构的设置使喷口盖合在炉体上时有下压的动作保证密封盖合，离开炉体时有抬起的动作，避免喷口相对炉体平移或旋转时剐蹭炉体；
3）本发明中熔炼装置采用两个整合在一套箱体及喷口内的蓄热式烧嘴，将燃烧系统和余热回收系统有机结合在一起，可以在扩散燃烧、浓淡燃烧和预混燃烧几种状态间任意切换，可以满足不同熔炼阶段的工艺要求，降低熔炼炉的燃料消耗，提高熔炼炉的热效果。
附图说明
图1是本发明实施例1不熔炼金属时侧视结构示意图；
图2是本发明实施例1熔炼金属时侧视结构示意图；
图3是本发明实施例1不熔炼金属时俯视结构示意图；
图4是本发明实施例1熔炼金属时俯视结构示意图；
图5是本发明中蓄热式烧嘴的横向剖视结构示意图；
图6是本发明中蓄热式烧嘴和炉体的纵向剖视结构示意图；
图7是本发明实施例2熔炼金属时侧视结构示意图；
图8是本发明实施例3熔炼金属时侧视结构示意图；
上述图中：1-驱动机构；2-移动座；3-顶起机构；4-台车；5-滚轮；6-轨道；7-基座；8-箱体；9-蓄热式烧嘴；10-喷口；11-炉体；12-换气管道；13-四通阀；14-防火墙；15-保温层；16-耐热浇注料层；17-蓄热体；18-喷气口A；19-点火嘴；20-喷气口B。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
结合附图1-6详细阐述本发明一种移动蓄热式燃气金属熔炼装置，包括炉体11，所述炉体11是上端敞口的中空圆柱体结构，炉体11在倾转机构的作用下能够向远离移动座2的方向倾斜用于倾倒物料，可倾式炉体是现有技术，其具体结构在此不做赘述，炉体11包括由外至内依次设置的金属壳体、保温层15和耐热浇注料层16，与同容量的普通熔炼炉相比，直径较大，高度较低，且便于维护，所述金属熔炼装置还包括驱动机构1、蓄热式烧嘴9、供风机、排烟风机、三通阀、四通阀13、台车4、轨道6、顶起机构3和移动座2，驱动机构1、蓄热式烧嘴9、供风机、排烟风机和连接管道分别设置在移动座2上，轨道6设置在炉体11直径延长线上，台车4底部设有与轨道6吻合设置的滚轮5，移动座2设置在台车4顶板上且与台车4顶板活动连接，在移动座2和台车4顶板之间设有顶起机构3，在顶起机构3作用下移动座2能够相对台车4顶板升降，此处需要说明的是，优选顶起机构3是竖直设置的液压缸、气缸或电动伸缩杆，液压缸、气缸或电动伸缩杆的伸缩端伸缩使移动座2能够相对台车4升降，顶起机构3的设置使喷口10盖合在炉体11上时有下压的动作保证密封盖合，离开炉体11时有抬起的动作，避免喷口10相对炉体平移或旋转时剐蹭炉体11，在驱动机构1的作用下滚轮5滚动带动台车4沿轨道6前后平移，移动座2随台车4的移动共运动，使喷口10能够相对炉体11平移盖合在炉体11上或离开炉体11，蓄热式烧嘴9包括前端喷口10和后端的矩形箱体8，喷口10和矩形箱体8之间设有防火墙14，防火墙14是蜂窝状的防火砖，喷口10和矩形箱体8均包括由外至内依次设置的保温层15、耐热浇注料层16和蓄热体17，蓄热体17是刚玉莫来石质蜂窝蓄热体，喷口10是内径与炉体11内径相同的圆柱形结构，喷口10下端面的中部是向上突起的弧形面；在移动座2上设有两个蓄热式烧嘴9，两个蓄热式烧嘴9整合在一套箱体8及喷口10内，此处需要说明的是根据炉体11的大小决定蓄热式烧嘴9的设置组数，两个蓄热式烧嘴9整合后包括一个点火嘴19和两组喷气口，点火嘴19是带自动点火和火焰监测的点火烧嘴，点火嘴19设置在喷口10中部，两组喷气口设置在点火嘴19的两侧，每组喷气口包括一个用于燃气喷出的喷气口A18和四个用于空气喷出或烟气吸入的喷气口B20，喷气口B20向心倾斜设置，燃气管道与三通阀的一个端口连接，三通阀的另外两个端口分别与两个蓄热式烧嘴9的燃气喷出口喷气口A18连通，空气管道一端与供风机相连，空气管道另一端与四通换向阀的第一端口相连，四通换向阀的第二端口、第三端口与两个蓄热式烧嘴9的喷气口B20对应连接，喷气口B20用作空气喷出口或烟气吸入口，四通换向阀的第四端口与排烟风机相连，此处需要说明的是，矩形箱体8中浇注料隔墙将其分为结构相同的Ⅰ、Ⅱ两部分，工作时，两个蓄热式烧嘴9的管道对应从Ⅰ或Ⅱ部穿过，Ⅰ部将加热后的高温空气和燃气喷入熔炼炉燃烧，Ⅱ部排烟并回收烟气余热，调节四通阀和三通阀，可以实现两个烧嘴燃烧及排烟功能的定时切换，燃气两路输入，可以实现燃烧状态和熔炼气氛的调整，可以在扩散燃烧、浓淡燃烧和预混燃烧几种状态间任意切换，以满足不同熔炼工艺要求。
所述熔炼装置还包括可编程控制器PLC，可编程控制器PLC采用Siemens S7-1500系列可编程控制器PLC，空气管道上四通阀13和燃气管道上三通阀均是电磁阀，四通阀13和三通阀的启闭分别由可编程控制器PLC控制，工作时，调节四通阀13和三通阀，使得一个蓄热式烧嘴9利用蓄热体17里的热空气进行燃烧时，另一个蓄热式烧嘴9起到排烟口的功能，利用排烟风机抽出炉膛里的烟气，烟气通过排烟功能的蓄热式烧嘴9排出时，先进入蓄热体17里进行蓄热后再经风管由排烟风机排出，当热量蓄足后，切换四通阀13和三通阀的端口，转换两个蓄热式烧嘴9的功能，实现Ⅰ部和Ⅱ部两部分功能自动定时切换，可以在扩散燃烧、浓淡燃烧和预混燃烧几种状态间任意切换，以满足不同熔炼工艺要求。
本发明在进行加料、出渣、浇铸、补炉等作业时，驱动机构1采用驱动电机，驱动电机驱动台车4向远离炉体11的方向平移，将蓄热式烧嘴9移动到炉体11的炉侧，工人即可按原工艺进行操作；熔炼时，驱动电机驱动台车4向接近炉体11的方向平移，带动蓄热式烧嘴9平移动到炉体11上方，顶起机构3收缩使移动座2向下压，保证喷口10与炉体11的炉口对准并有一个下压动作，点火嘴19点火，喷气口A18喷出燃气同时四个喷气口B20喷出助燃空气，开始熔炼，熔炼结束后，顶起机构3将移动座2向上顶起，使喷口10相对炉体11抬起一定高度，然后驱动电机驱动台车4向远离炉体11的方向平移，使台车4和蓄热式烧嘴9停在炉体11的炉侧。
实施例2
结合附图7详细阐述本发明一种移动蓄热式燃气金属熔炼装置，实施例2与实施例1的不同点在于台车4相对炉体11的运动方式不同，在炉体11直径延长线上设置基座7，台车4设置在炉体11基座7的顶部，在台车4和基座7之间设置有竖直转轴，驱动机构1采用驱动电机，在驱动机构1作用下台车4能够在水平面上绕竖直转轴水平旋转，电机驱动旋转是现有技术在此不做赘述，带动喷口10相对炉体11在水平面上逆时针或顺时针旋转盖合在炉体11上或离开炉体11；本发明在进行加料、出渣、浇铸、补炉等作业时，驱动电机驱动台车4绕竖直转轴在水平面顺时针或逆时针水平旋转，使蓄热式烧嘴9的喷口10停在炉体11炉侧，工人即可按原工艺进行操作，熔炼时，驱动电机驱动台车4绕竖直转轴在水平面逆向旋转，使蓄热式烧嘴9的喷口10旋转到炉体11上方，保证喷口10与炉体11的炉口对准，顶起机构3收缩使移动座2向下压，保证喷口10下压与炉体11的炉口密封盖合，点火嘴19点火，喷气口A18喷出燃气同时四个喷气口B20喷出助燃空气，开始熔炼，熔炼结束后，重复上述动作即可。
实施例3
结合附图8，实施例3与实施例1和实施例2的不同点在于台车4相对炉体11的运动方式不同，炉体11直径延长线设置有基座7，台车4设置在基座7的顶部，台车4和基座7铰接连接，在台车4和基座7之间设置有举升液压缸，在举升液压缸的作用下台车4能够绕水平设置的铰接轴在竖直面绕铰接轴上下旋转，使喷口10能够相对炉体11旋转盖合在炉体11上或离开炉体11；本发明在进行加料、出渣、浇铸、补炉等作业时，在举升液压缸作用下，移动座2随台车4绕铰接轴向上旋转，使蓄热式烧嘴9的喷口10停在炉体11上方，工人即可按原工艺进行操作，熔炼时，举升液压缸收缩驱动移动座2随台车4绕铰接轴向下旋转，使喷口10旋转至炉体11上方，保证喷口10与炉体11的炉口对准，顶起机构3收缩使移动座2向下压，保证喷口10下压与炉体11的炉口密封盖合，点火嘴19点火，喷气口A18喷出燃气同时四个喷气口B20喷出助燃空气，开始熔炼，熔炼结束后，重复上述动作即可。
本发明与现有技术相比，保留了燃气炉功率大，效率高，节能环保的优点，而且结构简单，操作方便，蓄热燃烧和金属熔炼技术成熟，可以在原有熔炼设备基础上进行改造，有效降低改造成本，将原有的电炉稍加改造，更换炉衬材料，配套可移动的蓄热式燃气烧嘴，就可以适用钢、铁、铜、铝等各种金属的熔炼具有极大推广价值。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制，本发明中，还需要说明的是，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体成型连接，也可以是机械连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以通过具体情况理解术语在本实用中的具体含义。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
