一种铝用阴极炭块用组合式红外线燃烧器的制作方法

1.本实用新型属于红外线燃烧器技术领域，具体涉及一种铝用阴极炭块用组合式红外线燃烧器。


背景技术：

2.目前，炭素制品制造厂家用于铝用阴极炭块加热炉的燃烧器一般采用独立烧嘴多点直线分布燃烧，火焰直接加热条形炭块，一个炭块平均需要16支独立烧嘴，每台加热炉加热2个炭块，一共需要32支烧嘴。但是16支独立烧嘴加热炭块容易导致炭块温度分布不均，进行铁水浇铸时易产生裂纹，影响产品的质量。加热炉一般采用普通的燃气烧嘴，炭块加热通过火焰直接作用在炭块表面，会造成炭块炭质元素氧化燃烧，影响产品质量。此外炭块的热传导率较低，炭块内部的升温速度慢，加热时间长，导致炭块的氧化程度严重，加热炉热效率低，能耗高。
3.一般每支燃烧器配备一台调节阀控制燃烧器的燃烧状态，一台加热炉就需要32台调节阀同时控制燃气燃烧，操作难度大，调节困难，导致炭块表面的温度场均匀性调整更加困难。并且燃烧器安装在加热炉顶，环境温度高，很难满足调节阀使用温度60℃以下的要求，导致调节阀故障率高，损坏严重，最终因为故障停炉。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术的不足，解决现有燃烧器炭块燃烧温度分布不均、产品质量差、操作难度大、设备有效利用率低、加热炉热效率低和能耗高等技术问题，本实用新型提供一种铝用阴极炭块用组合式红外线燃烧器。
5.本实用新型通过以下技术方案予以实现。
6.本实用新型提供了一种铝用阴极炭块用组合式红外线燃烧器，包括燃烧装置、风冷阀箱、空燃比例阀和点火调温箱；
7.所述燃烧装置包括燃烧室、主烧嘴和两个辅助烧嘴，所述燃烧室固定安装在炉膛顶部，所述燃烧室内腔底部设有红外线换能板，所述燃烧室顶面中部设有主烧嘴连接口，所述主烧嘴连接口左右两侧各设有一个辅助烧嘴连接口，所述主烧嘴竖直设在主烧嘴连接口上方且其下出火口端穿过主烧嘴连接口伸入燃烧室内腔中；所述辅助烧嘴竖直设在辅助烧嘴连接口上方且其下出火口端穿过辅助烧嘴连接口伸入燃烧室内腔中；两个辅助烧嘴侧壁上的空气入口分别通过连接管道与主烧嘴的外侧助燃气腔体连通；
8.所述风冷阀箱和空燃比例阀分别设在燃烧装置上方，所述风冷阀箱顶部设有助燃风进口、底部设有助燃风出口，所述助燃风出口通过连接钢管与主烧嘴的空气入口端连通，所述空燃比例阀的进气口与天然气储罐连接，所述空燃比例阀的出气口分别与主烧嘴和辅助烧嘴的燃气进口连接；所述空燃比例阀与风冷阀箱之间设有导压管；所述主烧嘴顶端设有点火/检测电极；
9.所述燃烧室底部一侧设有红外温度计；
10.所述点火调温箱前侧壁顶端设有显示屏，所述显示屏下方依次设有自动/手动切换开关、点火开关、报警灯、复位开关；所述点火调温箱内腔设有plc控制装置，所述plc控制装置分别与点火/检测电极、风冷阀箱、空燃比例阀、红外温度计、显示屏、自动/手动切换开关、点火开关、报警灯和复位开关电气连接。
11.进一步，所述主烧嘴侧壁上部设有主烧嘴助燃风压检测装置，所述辅助烧嘴顶部设有辅助烧嘴燃气压力检测装置，所述辅助烧嘴侧壁上部设有辅助烧嘴助燃风压检测装置。
12.进一步，所述主烧嘴外侧壁中部设有安装法兰盘。
13.进一步，所述主烧嘴和辅助烧嘴下出火口端均安装有旋风盘；所述旋风盘出风方向由上至下倾斜旋转喷射，燃气呈水平喷射。
14.进一步，所述风冷阀箱内部安装有风量调节阀。
15.本实用新型所达到的有益效果是：本实用新型选用红外线换能板，改变了炭块的加热方式，由原来的火焰直接加热炭块表面，再通过热传导加热炭块内部，改为红外线加热，炭块内外同步升温，能够提高热效率，可节约燃气20％；选用点火调温箱、风冷阀箱和空燃比例阀，减少阀门使用量，减少调火操作，使用简单方便；燃烧室温度场分布均匀，炭块无氧化，可节约加热时间20％，生产效率高，成品率高；设备故障率低，维护检修工作量少。
16.与现有技术相比，本实用新型具有燃烧室温度场分布均匀、产品质量好、操作简单、设备有效利用率高、热效率高和能耗低等优点。
附图说明
17.图1是本实用新型的系统图；
18.图2是本实用新型的原理图。
19.图中：1燃烧装置；2风冷阀箱；3空燃比例阀；4点火调温箱；5燃烧室；6主烧嘴；7辅助烧嘴；8红外线换能板；9主烧嘴连接口；10辅助烧嘴连接口；11空气入口；12助燃风进口；13助燃风出口；14空气入口端；15进气口；16出气口；17导压管；18点火/检测电极；19红外温度计；20显示屏；21自动/手动切换开关；22点火开关；23报警灯；24复位开关；25主烧嘴助燃风压检测装置；26辅助烧嘴燃气压力检测装置；27辅助烧嘴助燃风压检测装置；28安装法兰盘；29旋风盘。
具体实施方式
20.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细描述。
21.如图1至2所示，一种铝用阴极炭块用组合式红外线燃烧器，包括燃烧装置1、风冷阀箱2、空燃比例阀3和点火调温箱4。所述燃烧装置1包括燃烧室5、主烧嘴6和两个辅助烧嘴7。所述燃烧室5固定安装在炉膛顶部，所述燃烧室5内腔底部设有红外线换能板8，所述红外线换能板8的存在改变了炭块的加热方式，由原来的火焰直接加热炭块表面，再通过热传导加热炭块内部，改为红外线加热，炭块内外同步升温，能够提高加热炉的热效率，可节约燃气20％。所述燃烧室5底部一侧设有红外温度计19，用于测量炭块的加热温度。
22.所述燃烧室5顶面中部设有主烧嘴连接口9，所述主烧嘴连接口9左右两侧各设有一个辅助烧嘴连接口10，所述主烧嘴6竖直设在主烧嘴连接口9上方且其下出火口端穿过主
烧嘴连接口9伸入燃烧室5内腔中，所述主烧嘴6外侧壁中部设有安装法兰盘28，所述安装法兰盘28用于固定主烧嘴6。所述主烧嘴6顶端设有点火/检测电极18。所述主烧嘴6侧壁上部设有主烧嘴助燃风压检测装置25。所述辅助烧嘴7竖直设在辅助烧嘴连接口10上方且其下出火口端穿过辅助烧嘴连接口10伸入燃烧室5内腔中。所述辅助烧嘴7顶部设有辅助烧嘴燃气压力检测装置26，所述辅助烧嘴7侧壁上部设有辅助烧嘴助燃风压检测装置27。所述主烧嘴6与辅助烧嘴7之间的中心距根据被加热炭块的长度和数量确定。所述主烧嘴6和辅助烧嘴7下出火口端均安装有旋风盘29，所述旋风盘29出风方向由上至下倾斜旋转喷射，燃气呈水平喷射，确保燃气和助燃空气充分混合，发散燃烧，火焰呈扁平水平扩散状态。通过主烧嘴6和辅助烧嘴7的结合，优化了烧嘴结构，实现了烧嘴由点到线的加热，满足了炭块加热的工艺需求，简化了繁琐的控制设备设置，优化了控制手段。两个辅助烧嘴7侧壁上的空气入口11分别通过连接管道与主烧嘴6的外侧助燃气腔体连通，保证主烧嘴6和辅助烧嘴7的供气压力和供风压力相同，确保火焰大小、火焰温度相同。
23.所述风冷阀箱2和空燃比例阀3分别设在燃烧装置1上方，所述风冷阀箱2顶部设有助燃风进口12、底部设有助燃风出口13，所述助燃风出口13通过连接钢管与主烧嘴6的空气入口端14连通，所述风冷阀箱2内部安装有风量调节阀，利用供风冷却调节阀，防止调节阀在实际使用时温度过高损坏。所述空燃比例阀3的进气口15与天然气储罐连接，所述空燃比例阀3的出气口16分别与主烧嘴6和辅助烧嘴7的燃气进口连接。所述空燃比例阀3通过检测供风压力，自动调节天然气的供给量，确保空燃比例合适，防止过氧燃烧或缺氧燃烧。在加热过程中如果炭块温度低于目标温度，所述风冷阀箱2内的风量调节阀开度增大，进风量增加，同时空燃比例阀3输出的燃气量增加，所述燃烧室5的燃烧强度提高，炭块升温加热。反之，当炭块温度高于目标温度时，所述风冷阀箱2内的风量调节阀开度减小，进风量减少，空燃比例阀3输出的燃气量小，燃烧室5的燃烧强度降低，炭块换面降温。所述空燃比例阀3与风冷阀箱2之间设有导压管17，所述导压管17可以感知空压的变化从而进行调整。
24.所述点火调温箱4前侧壁顶端设有显示屏20，所述显示屏20下方依次设有自动/手动切换开关21、点火开关22、报警灯23、复位开关24。所述点火调温箱4内腔设有plc控制装置，所述plc控制装置分别与点火/检测电极18、风冷阀箱2、空燃比例阀3、红外温度计19、显示屏20、自动/手动切换开关21、点火开关22、报警灯23和复位开关24电气连接。
25.本实用新型的工作过程如下：
26.使用时，打开点火调温箱4，控制装置与点火调温箱4电气连接，点火调温箱4内腔中的plc控制装置连接风冷阀箱2、空燃比例阀3、点火/检测电极18和红外温度计19，按点火开关22，燃烧室5加热。在加热过程中如果炭块温度低于目标温度，所述风冷阀箱2内的风量调节阀开度增大，进风量增加，同时空燃比例阀3输出的燃气量增加，所述燃烧室5的燃烧强度提高，炭块升温加热。反之，当炭块温度高于目标温度时，所述风冷阀箱2内的风量调节阀开度减小，进风量减少，空燃比例阀3输出的燃气量小，燃烧室5的燃烧强度降低，炭块换面降温。
27.上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，依然可以对实施方式进行更改，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。