一種冶金爐制造技術

本發明專利技術公開了一種冶金爐，包括有燃燒系統、升溫室、與升溫室連通的投料室，渦流井以及自動投料機；其中，升溫室的上部分為包含有火焰和熱煙氣的燃燒室；升溫室中于高溫液態金屬的液面與升溫室上部分之間設置有傳熱磚，以用于提高金屬的吸熱速度；本發明專利技術冶金爐將升溫室內上半部分內的熱煙氣的熱量傳遞給下半部分被加熱金屬的熱傳遞強度提高到兩倍以上至數十倍，直接導致排煙溫度降低減少熱量損失、金屬升溫速度加快縮短了燃料燃燒時間，可產生明顯的節能效果。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于冶金
，涉及一種高效節能的冶金爐。
技術介紹
金屬冶煉工業屬于高能耗高污染行業，隨著能源價格不斷上漲，燃料的消耗成本在加工成本中所占比例越來越高，并伴隨自然資源的大量消耗、大量的碳排放以及嚴重的環境污染。為了減少冶金爐生產過程中的燃料消耗，相關研究機構及生產企業不斷探索新的技術以降低能耗，節約成本，同時減少對環境的污染。目前，整個冶金行業的冶金爐節能以及燃料的高效利用方面的新專利技術新技術主要集中在兩個方面：一是通過新技術實現燃料的充分燃燒；二是盡可能地回收余熱。然而，在上述燃料的充分燃燒以及回收余熱方面，目前技術已經非常成熟，并且已經達到極限程度，難以在該等方面進行研究以提高冶煉爐的節能性能。所以有必要進行開發研究，以提供一種新的有異于燃料的充分燃燒技術或回收余熱技術的技術方案，從而提高熱能利用率，以達到更加節能的目的。
技術實現思路
為解決上述問題，本專利技術的目的在于提供一種冶金爐，以在冶金過程中加強傳熱，提高金屬吸熱。為實現上述目的，本專利技術的技術方案為：一種冶金爐，包括有燃燒系統、升溫室、與升溫室連通的投料室，渦流井以及自動投料機；其中，述升溫室的上部分為包含有火焰和熱煙氣的燃燒室；升溫室中于高溫液態金屬的液面與升溫室上部分之間設置有傳熱磚，以用于提高金屬的吸熱速度。進一步地，所述傳熱磚為為熱輻射吸收比高的導熱耐火材料，分為上中下三層，中層為實心，上下層內部密布有互通的像迷宮一樣的小孔，下層也可以做成翅片。進一步地，上層的小孔為蜂窩狀或蟻巢狀。進一步地，所述傳熱磚的材料密度小于液態金屬的密度，材料黑度高，以提高傳熱磚吸收輻射傳熱的能力。進一步地，所述傳熱磚與液態金屬緊密接觸，其下層浸入液態金屬里。進一步地，所述投料室和自動投料機之間設置有一個潛水式投料入口，潛水式投料口上部高于金屬液面，以防止投料時投料室內熱氣的溢出。進一步地，所述傳熱磚的制作方式為用模具成型，用制陶工藝燒結為成品。相較于現有技術，本專利技術冶金爐將升溫室內上半部分內的熱煙氣的熱量傳遞給下半部分被加熱金屬的熱傳遞強度提高到兩倍以上至數十倍，直接導致排煙溫度降低減少熱量損失、金屬升溫速度加快縮短了燃料燃燒時間，可產生明顯的節能效果。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的一些實施例，對于本領域的技術人員來講，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本專利技術的原理示意圖。圖2是圖1的A-A剖面示意圖。具體實施方式本專利技術實施例提供了一種高效節能的冶金爐，其通過在冶金過程中加強傳熱，以提高金屬吸熱。作為本專利技術一實施例，傳熱磚為熱輻射吸收比高的導熱耐火材料，分為上中下層，上下層內部密布有互通的像迷宮一樣的小孔，上層的小孔也可以做成蜂窩狀或蟻巢狀，下層可做成做成翅片，中間層為實心。本專利技術實施例中，上層做成迷宮狀小孔，下層做成翅片；熱煙氣通過這些小孔時對流傳熱面積比原來的對流傳熱面積增加數倍至數百倍，由于對流傳熱量與對流面積成正比，因而強化了對流傳熱速度。其次，小孔還提高了對流傳熱系數和傳熱層的吸收比。作為本專利技術另一實施例，傳熱磚的輻射吸收比高于被加熱金屬（固體或液體）的2-5倍，由于物體對輻射熱能的吸收量與物體本身的吸收比成正比，傳熱磚對于升溫室上半部分爐壁耐火材料輻射過來的熱量吸收率增加了2-5倍。實驗證明，只要傳熱磚的吸收比高于金屬表面的吸收比就可以產生節能效果。作為本專利技術另一實施例，傳熱磚材料為高導熱率材料，在成本許可的情況下導熱率越高越好，可以迅速將吸收的熱能傳遞給被加熱金屬。本專利技術實施例中，所述傳熱磚的材料以碳化硅為基礎。當然，使用更好的導熱材料如石墨烯為基礎材料，會取得更好的效果。實踐證明，本專利技術的傳熱磚材料導熱率只要大于1w/mk就可以產生節能效果，如果材料導熱率大于5w/mk可產生相當好的效果，本專利技術實施例中，所述傳熱磚材料的導熱率為2w/mk-8w/mk。本專利技術升溫室內上半部分燃料燃燒產生熱煙氣的熱量傳遞給下半部分被加熱金屬的熱傳遞強度提高到兩倍以上至數十倍，直接導致排煙溫度降低減少熱量損失、金屬升溫速度加快縮短了燃料燃燒時間，產生明顯的節能效果；其次，潛水式投料口上部設計成比設定金屬液面略高，防止投料室內熱氣的溢出；另外，自動投料機投料減少了爐門開啟時間，同時將少量從潛水式投料口中溢出的熱氣用于預熱固態金屬。為使得本專利技術的專利技術目的、特征、優點能夠更加的明顯和易懂，下面將結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，下面所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分實施例，而非全部實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域的技術人員所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。本專利技術的說明書和權利要求書及上述附圖中的術語“第一”、“第二”等是用于區別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應該理解這樣使用的術語在適當情況下可以互換，這僅僅是描述本專利技術的實施例中對相同屬性的對象在描述時所采用的區分方式。此外，術語“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，以便包含一系列單元的過程、方法、系統、產品或設備不必限于那些單元，而是可包括沒有清楚地列出的或對于這些過程、方法、產品或設備固有的其它單元。以下分別進行詳細說明。具體地，如圖1所示，本專利技術冶金爐包括有燃燒系統5、升溫室6、與升溫室6連通的投料室9，渦流井7以及自動投料機1；其中，升溫室6的上部分為包含有火焰和熱煙氣的燃燒室；升溫室6中高溫液態金屬13的液面使用傳熱磚12將高溫液態金屬13與升溫室6上部分的高溫煙氣隔離；升溫室6上部分的高溫煙氣中含有氧氣，通過將高溫液態金屬13與升溫室6上部分的高溫煙氣隔離，以防止金屬鋁的氧化（燒損）；投料室9和自動投料機1之間設置有一個潛水式投料入口2。其中，所述傳熱磚12為熱輻射吸收比高的導熱耐火材料，分為上中下三層，中層為實心，上下層內部密布有互通的像迷宮一樣的小孔；本專利技術實施例中，下層也可以做成翅片；所述傳熱磚12的材料密度小于液態金屬的密度，材料黑度高，提高了傳熱磚吸收輻射傳熱的能力；以鋁為例，冶金爐中由于鋁的黑度很低，熱輻射吸收比也很低（小于0.2），本專利技術可以將傳熱提高2-5倍。傳熱磚12上層內部密布互通的像迷宮一樣的小孔，增加了熱煙氣與傳熱磚的對流傳熱速度，可以提高幾倍到幾十倍。綜合起來，本專利技術可以將熱煙氣與液態鋁之間的熱傳遞速度提高數倍，加快了金屬的升溫速度，縮短了熔煉時間，節省了能源消耗。所述傳熱磚12與液態金屬是緊密接觸的，根據熱傳導的傳熱量計算公式可知，傳熱磚12與液態金屬之間的傳熱量將趨于無窮大。所以本專利技術中傳熱磚12吸收的數倍甚至數百倍熱量，完全可以很快傳導給高溫液態金屬13。所述潛水式投料入口2的上部略高于鋁液面設計高度；所述潛水式投料入口2的底部平面與投料方向的夾角為θ，其中，tanθ本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種冶金爐，包括有燃燒系統、升溫室、與升溫室連通的投料室，渦流井以及自動投料機；其特征在于：所述升溫室的上部分為包含有火焰和熱煙氣的燃燒室；升溫室中于高溫液態金屬的液面與升溫室上部分之間設置有傳熱磚，以用于提高金屬的吸熱速度。

【技術特征摘要】
1.一種冶金爐，包括有燃燒系統、升溫室、與升溫室連通的投料室，渦流井以及自動投料機；其特征在于：所述升溫室的上部分為包含有火焰和熱煙氣的燃燒室；升溫室中于高溫液態金屬的液面與升溫室上部分之間設置有傳熱磚，以用于提高金屬的吸熱速度。
2.如權利要求1所述的冶金爐，其特征在于：所述傳熱磚為熱輻射吸收比高的導熱耐火材料，分為上中下三層，中層為實心，上下層內部密布有互通的像迷宮一樣的小孔，下層也可以做成翅片。
3.如權利要求2所述的冶金爐，其特征在于：所述傳...

【專利技術屬性】
技術研發人員：鄧長友，
申請(專利權)人：深圳市龍瑞泰興能源環境科技有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東;44