一种炉箅子及热风炉系统的制作方法

1.本实用新型涉及热风炉技术领域，具体涉及一种炉箅子及热风炉系统。


背景技术：

2.在黑色和有色冶金领域，以及矿料煅烧、焙烧工业等工作领域，热风炉得到了越来越广泛的应用。现有的热风炉中，普遍采用金属的炉箅子，炉箅子一般由上部的篦子板及下方的支撑柱组成，炉箅子上方支撑有蓄热体，包括格子砖或球式蓄热体等。现有的箅子板，均为整体式结构，其外缘的形状、尺寸与热风炉的内壁相配合
3.在实现本实用新型过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：
4.由于现有箅子板的尺寸与热风炉内壁尺寸很接近，因此建造过程中需要整体吊装、定位、固定，其建造过程复杂、施工过程的技术要求较高，因而建造热风炉时工作效率较低。


技术实现要素：

5.本实用新型实施例提供一种炉箅子及热风炉系统，通过采用分体式炉箅子的形式，用以提高热风炉建造时的工作效率。
6.为达上述目的，一方面，本实用新型提供一种炉箅子，其特征在于，所述炉箅子由多个预制篦子板拼接而成；所述预制篦子板为一板型结构；所述预制篦子板包括多个沿竖直方向布置且贯穿上下表面的篦孔；所述炉箅子还包括竖直方向设置的一个或多个立柱，所述立柱为中空的柱体结构；所述预制篦子板由所述立柱支撑；所述立柱的底部凸出于所述预制篦子板的下表面；所述立柱的侧壁上开设有通风孔。
7.另一方面，本实用新型提供一种热风炉系统，包括多个热风炉；所述热风炉包括热风炉体、设置于所述热风炉体上的燃烧器、依次设置于所述燃烧器下方的燃烧室和蓄热室、设置于所述燃烧室侧壁上的热风出口、设置于所述热风炉体内底部的通风室、以及分别设置于所述通风室侧壁的烟气出口和冷风进口，在所述通风室的上方，布置有如前述的炉箅子；所述燃烧器包括设置于其侧壁的煤气进口和助燃空气进口；所述蓄热室内还设置有蓄热体，所述蓄热体位于所述炉箅子上方；
8.所述多个热风炉的煤气进口并联在一起；所述多个热风炉的助燃空气进口并联在一起；所述多个热风炉的热风出口并联在一起；所述多个热风炉的冷风进口并联在一起；所述多个热风炉的烟气出口并联在一起。
9.上述技术方案具有如下有益效果：
10.本实用新型采用“化整为零”的方式，将整体式炉箅子改为分体式炉箅子，采用多件预制篦子板拼接成一个炉箅子。预制篦子板下方设置有立柱，因此拼接后可以有效承重，不会降低整体炉箅子强度。在建造热风炉时，由于各预制篦子板体积小、重量轻、便于搬运，可以将其分别运送至热风炉内再进行拼接，无需采用传统的整体吊装、整体定位装配等过程。在不降低使用性能的前提下，极大地简化了施工技术要求，提升了工作效率，并降低了
建造成本。
11.此外，本技术方案还有以下特点：
12.1、利用本实用新型的热风炉系统，还配置了烟气换热器，在实现烟气余热回收的同时，可以提高助燃空气和煤气的预热温度，有效提高燃烧温度，从而可以使用高炉煤气等低热值燃料实现高风温送风，而不必使用高热值的焦炉煤气等燃料，降低了燃料成本。
13.2、预制篦子板上被立柱侧壁所遮挡的通气孔都有连通通道与未遮挡通孔相连，几乎不影响支撑板通孔的通气效率，而传统的金属篦子板中普遍存在这一问题。
附图说明
14.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1是本实用新型实施例一种由预制篦子板拼接成的炉箅子的侧面结构示意图；
16.图2是本实用新型实施例中预制篦子板与立柱配合的结构示意图；
17.图3是本实用新型实施例中盲孔和水平通道的示意图；
18.图4是本实用新型实施例一种炉箅子的拼接方式示意图(俯视)；
19.图5是本实用新型实施例又一种炉箅子的拼接方式示意图(俯视)；
20.图6为本实用新型实施例热风炉系统中的一种热风炉的内部结构示意图；
21.图7为本实用新型实施例热风炉系统中的又一种热风炉的内部结构示意图；
22.图8为本实用新型实施例热风炉系统的组成示意图；
23.图9为本实用新型实施例中的高温烟气换热器的结构示意图；
24.附图标号：1、炉箅子；11、预制篦子板；12、立柱；13、篦孔；131、盲孔；132、水平通道；14、通风孔；15、凹槽；16、固定底座；100热风炉；20、热风炉体；30、燃烧器；31、煤气进口；32、助燃空气进口；40、燃烧室；41、热风出口；50、蓄热室；60、通风室；61、烟气出口；62、冷风进口；70、蓄热体；200、第一高温烟气换热器；241、介质出口；260、换热入口；261、换热出口；262、介质入口；270、换热器蓄热体；300、第二高温烟气换热器。
具体实施方式
25.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
26.如图1、图2、图4、图5所示，本实用新型实施例提供一种炉箅子，所述炉箅子由多个预制篦子板11拼接而成；所述预制篦子板11为具有一定厚度的板型结构；所述预制篦子板11包括多个沿竖直方向布置且贯穿上下表面的篦孔13；所述炉箅子还包括竖直方向设置的一个或多个立柱12，所述立柱12为中空的柱体结构；所述预制篦子板11由所述立柱12支撑；所述立柱12的底部凸出于所述预制篦子板11的下表面；所述立柱12的侧壁上开设有通风孔14。
27.如前文所述，现有技术的炉箅子均是整体式的篦子板，建造时由于尺寸大且与热风炉内壁尺寸接近、配合间隙较小，存在吊装、安装的难度。现将整体式炉箅子改为分体式炉箅子，将炉箅子的篦子板分割成多个小部分，采用多件预制篦子板拼接成一个炉箅子。在建造热风炉时，由于各预制篦子板体积小、重量轻、便于搬运，可以将其分别运送至热风炉内再进行拼接，无需采用传统的整体吊装、整体定位装配等过程。在应用时，如图1、图4、图5所示，将各个预制篦子板11拼接在一起，形成与现有金属炉箅子相同的现状，布置于热风炉蓄热室内。各预制篦子板11均按照各自的预定位置预制，因此可以与相邻的预制篦子板11可靠衔接；同时，为了保证拼接而成的炉箅子有较好的承载能力，能够可靠的承担其上部蓄热体的重量，需要在下部设置支撑部件，即立柱12。
28.当热风炉需要使用耐火球作为蓄热体时，炉箅子的上表面宜为中间凸起的球形表面，相应的，每块预制篦子板11均应设计为上下表面为曲面的形状，这些预制篦子板11在拼接成拱形结构时，由于拱形结构的特点(相邻的每块组成部件间均存在挤压)，无需每块预制篦子板11都受到来自下方的支撑，因此只在恰当的位置布置一个或多个立柱12即可；而当热风炉需要使用格子砖作为蓄热体时，炉箅子的上表面应为平面，相应的，每块预制篦子板11均应设计为平板结构，则每块预制篦子板11均应得到来自下方的支撑，因此需要设置多个立柱12。
29.每个预制篦子板11和立柱12均以浇筑的方式制成预制件。
30.如图2所示，为了通风，每个预制篦子板11开设上有按照一定规律布置的篦孔13，篦孔13贯穿预制篦子板11的上下，用于在热风炉内连通蓄热室50和通风室60，其可以是直通圆孔，也可以是其它截面形状的直孔，也可以是异形的孔。同时为了为了减少对篦孔13的遮挡，将立柱做成上端开放的中空柱体结构，可以是空心圆柱体、空心半圆柱或不影响通风的其它形式的柱体，并将其侧壁上开设通风孔14，使通风孔14与位于其正上方的篦孔13相通。从而提供烧炉期和送风期的气体通道。
31.优选的，所述炉箅子的外轮廓为圆形；
32.所述炉箅子的上表面为水平平面或中间凸起的球形曲面。
33.一般的蓄热式热风炉中，因为炉壳通常为圆形，蓄热室截面也通常是圆形，这种情况下炉箅子也为圆形，故本方案实施例也采用圆形的炉箅子。如图6所示，当热风炉采用格子砖形式的蓄热体70时，所述炉箅子1的上表面应为水平平面，以利于格子砖铺设，此时每个预制篦子板11的上表面也可以设置相应的固定凹槽用于固定格子砖；如图7所示，当蓄热体70采用球式蓄热体(耐火球)时，所述炉箅子1的上表面可为水平平面，但优选设置成中间拱起的球形曲面，以利于球式蓄热体的清理和更换，此时，每个预制篦子板 11的上表面要相应预制成带有一定弧度的曲面，在拼接时按照相应的顺序组合，以实现整体的炉箅子1的球形曲面。
34.优选的，所述预制篦子板11的外轮廓为六边形、或圆形、或正方形、或长方形、或带有弧边的多边形。
35.如图4、图5所示，所述预制篦子板11的形状和尺寸根据具体设计要求而定，为了最终拼接成圆形的外轮廓，各预制篦子板11的形状可能会有区别，包括圆形、六边形或扇形等，也可以是方形，多块耐材预制的预制篦子板拼接成完整的与蓄热室匹配的圆形或者方形截面。例如图4的拼接方式，预制篦子板11采用了六边形和带有弧边的多边形的形式；图5
的拼接方式，则采用了圆形和扇形的形式。
36.优选的，所述立柱12连接于多个所述预制篦子板11的拼接接缝下方，或所述立柱12 连接于所述预制篦子板11的下方；在连接有所述立柱12的预制篦子板11的底面上，开设有竖直方向设置的凹槽15，所述立柱12的上部嵌入到所述凹槽15内，且所述立柱12的顶端面与所述凹槽15的槽底面相贴合。
37.如前所述，当炉箅子的上表面为中间凸起的球形表面时，该球面为预制篦子板11拼接成的拱形结构，此时，无需每块预制篦子板11都受到来自下方的支撑，因此只在恰当的位置布置一个或多个立柱12即可，例如图7所示在位于最中间的预制篦子板11下方设置一个立柱12；而炉箅子的上表面为平面时，则每块预制篦子板11均应得到来自下方的支撑，此时可在每块预制篦子板11下方分别设置立柱12；但为了减少立柱数量，也可如图4所示，在多个预制篦子板11的拼接接缝下方设置立柱12；或者如图5所示，将接缝处设置和预制篦子板11下方设置两种方式结合起来，在合适的位置设计立柱12。立柱12的布置方式较灵活，可根据实际需要，在保证稳定性的前提下进行布置，但应该在设计之初即确定好位置及与相应的预制篦子板11的配合关系。
38.为了保证预制篦子板11与立柱12之间保持稳定和相对固定，且避免热应力或者其它结构应力影响支撑体使用寿命，在立柱12与预制篦子板11的结合的方式上，本技术方案采用“嵌入式”连接方式，例如，如图2所示，本技术方案采用的方法是在预制篦子板11 上开设与立柱12的截面形状相匹配的凹槽15，并将立柱12的顶端插入凹槽15内，以此插接方式实现二者的连接。由于使用时这二者均为静止部件，且拼接成炉箅子时各支撑件 10的预制篦子板11相互贴合靠近，因此该连接方式可确保其稳定性。其中，凹槽15的轮廓可以为圆形、半圆形或其它形式，相应的，立柱12的轮廓也分别可以为圆形、半圆形或其它形式，使其能够与凹槽15相配合。
39.优选的，如图3所示，连接有所述立柱12的所述预制篦子板11上还包括盲孔131，所述盲孔131的顶部连通到所述预制篦子板11的上表面，所述盲孔131的底部被所述立柱 12顶端的侧壁遮挡或部分遮挡；所述盲孔131的侧壁上设置有连通于相邻的篦孔13的水平通道132。
40.当预制篦子板11上按一定规律设置多个篦孔13时，经常会有这种情况发生：部分篦孔的孔底部开口位于凹槽15内且恰好位于立柱12顶端的侧壁上方。此时侧壁将遮挡住篦孔使其无法正常通风，此时这些孔称为盲孔131；部分盲孔131底部被立柱12的侧壁部分遮挡。基于此，盲孔131的确定可根据需要进行定义，例如，将遮挡面积超过50％的篦孔定义为盲孔131。为了避免盲孔131导致的通风效率降低，本方案采用增设水平孔道132 的形式，使盲孔131与相邻的正常篦孔13连接，从而尽量避免该情况带来的不利影响。
41.优选的，每个所述立柱12上具有多个所述通风孔14，所述通风孔14沿所述立柱12 的轴线均布；所述立柱12的底部还设置有固定底座16；所述固定底座16与所述立柱12 固定连接或者制作为一体。
42.如图1、图2所示，通风孔14位于立柱12的侧壁上，由于立柱12一般为沿轴线对称的结构，可以在其侧面上均布多个对称的通风孔14，以提高通风效率。通风孔14可以为圆形孔，也可以根据需要设计成长圆孔或其他形状的开孔。为了稳固，各立柱12应该与热风炉内部的底部固定，因此在立柱12底部设置固定底座16。该固定底座16可以与立柱 12为一体式
结构，也可以为插接式连接的分体结构。在实际应用中，可将底座16采用预埋的方式与热风炉内的底部相固定。
43.如图8所示，本实用新型提供实施例提供一种顶燃式热风炉系统，包括多个热风炉100 (其中最常用的热风炉系统配置中，热风炉数量为二个、或三个、或四个)；如图6、图 7所示，所述热风炉100包括热风炉体20、设置于所述热风炉体20顶部的燃烧器30、依次设置于所述燃烧器30下方的燃烧室40和蓄热室50、设置于所述燃烧室40侧壁上的热风出口41、设置于所述热风炉体20内底部的通风室60、以及分别设置于所述通风室60 侧壁的烟气出口61和冷风进口62，在所述通风室60的上方，布置有前述的炉箅子1；所述燃烧器30包括设置于其侧壁的煤气进口31和助燃空气进口32；所述蓄热室50内还设置有蓄热体70，所述蓄热体70位于所述炉箅子1上方；
44.所述多个热风炉100的煤气进口31并联在一起；所述多个热风炉100的助燃空气进口32并联在一起；所述多个热风炉100的热风出口41并联在一起；所述多个热风炉100 的冷风进口62并联在一起；所述多个热风炉100的烟气出口61并联在一起。
45.为了实现本技术方案的目的，热风炉均配置前述的炉箅子，在热风炉数量方面，可以只如图8所示的方式设置二座热风炉即可。但一般实际生产中，为提高效率，经常由3座或4座所述蓄热式热风炉组成热风炉系统，它们的各个工艺管道接口采用并联方式连接在一起，例如：当采用3座蓄热式热风炉组成的所述蓄热式热风炉组时，采用“两烧一送
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(即同时有两座热风炉在烧炉，有一座热风炉在送风)工作制度，当采用4座蓄热式热风炉组成的所述蓄热式热风炉组时，采用“两烧两送”(即同时有两座热风炉在烧炉，有两座热风炉同时在送风)工作制度。为实现这些工作制度的功能，需要阀门、控制系统等辅助设施和设备，虽然这些附属设施和设备对于实现本实用新型是必要的，但未在本技术的技术创新范围内，故未予以展示。在实际应用中，实用新型人建议在配置这些必要的附属设施和设备时尽可能采用成熟的技术。
46.优选的，所述固定底座16埋入所述热风炉体20底部的浇注料里；所述燃烧器30为陶瓷燃烧器；所述蓄热体70包括格子砖、或球式蓄热体(耐火球)。
47.通过将所述固定底座16埋入炉底浇注料里，实现了所述炉箅子1与所述热风炉体20 的炉底连接；如图6、图7所示，蓄热体70位于蓄热室50内，蓄热体70采用目前最常应用的两种方式：图6中的格子砖形式、或图7中的球式蓄热体形式。
48.优选的，如图8所示，所述热风炉系统还包括第一高温烟气换热器200和第二高温烟气换热器300；所述烟气出口61通过管道连接到第一高温烟气换热器200的换热入口260；第一高温烟气换热器200的换热出口261通过管道连接到第二高温烟气换热器300的换热入口260；第一高温烟气换热器200的介质出口241通过管道连接到所述助燃空气进口32；第二高温烟气换热器300的介质出口241通过管道连接到所述煤气进口31。
49.当系统只配置蓄热式热风炉组时，热风炉100排出的高温烟气余热不能得到利用。因此需要配置高温烟气换热器用于降低热风炉烧炉排烟温度，使其温度降低到符合排放要求；高温烟气换热器的另一项作用是将热风炉100的烧炉余热回收用于预热助燃空气和预热煤气，因此可以降低燃料消耗。在配有高温烟气换热器的实施例中，第一高温烟气换热器200为蓄热式换热器(高温烟气换热器的结构如图9所示)，用于预热助燃空气；第二高温烟气换热器300用于预热煤气。该实施例的工作过程是：烧炉期内，热风炉排出的高温烟气从
换热入口260进入第一高温烟气换热器200，加热其内的换热器蓄热体270，降温后从换热出口261排出进入到第二高温烟气换热器300，经历相同的过程后，降温后烟气从第二高温烟气换热器300排出；换热期内，助燃空气和煤气分别从两个高温烟气换热器的介质入口262进入换热器，被蓄热体加热后分别从介质出口241排出，经由煤气进口 31和助燃空气进口32进入热风炉燃烧室用于烧炉。第二高温烟气换热器300也可采用热管换热器。
50.此外，根据高温风风温和蓄热式热风炉系统的设计需要，因为从所述第一高温烟气换热器排出的烟气已经降温，所以可以将所述第二高温烟气换热器300换成间壁式换热器，也可以不设置煤气预热器。
51.再有，根据常规经验，当热风炉系统由3座或4座热风炉100组成时，作为一种优选方案，用于预热助燃空气的第一高温烟气换热器200可以由一组(两座)蓄热式的高温烟气换热器组成，所述两座蓄热式高温烟气换热器采用“一烧一送”(即一座是用热烟气加热蓄热体，另一座蓄热体放热加热助燃空气)的工作制度。
52.为使本领域内的任何技术人员能够实现或者使用本实用新型，上面对所公开实施例进行了描述。对于本领域技术人员来说；这些实施例的各种修改方式都是显而易见的，并且本文定义的一般原理也可以在不脱离本公开的精神和保护范围的基础上适用于其它实施例。因此，本公开并不限于本文给出的实施例，而是与本技术公开的原理和新颖性特征的最广范围相一致。
53.以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。