密閉鼓風爐斷面有矩形和橢圓形兩種,橢圓形爐子的端部水套為半圓形,不易加工,但爐內爐氣分布較均勻。一般小爐子多采用橢圓形爐,大工廠均采用矩形爐。
密閉鼓風爐由于存在中心料柱,對鼓風的阻力較大,料柱高度有限,爐子有效高度即從風口中心平面到加料斗頂面高度一般不超過4~4.4m。因此,爐子尺寸的增大,不能增加它的高度,而只能增大它的橫斷面積。鼓風爐風口區的寬度一般固定為1.1~1.2m,寬度增大需要增加鼓風壓力。因此,爐子風口區的斷面積只決定于長度,爐子的長度主要決定于生產力。原則上,密閉鼓風爐的長度沒有限制,但爐子太長不便照應,故鼓風爐的長度一般為2~9m。
密閉鼓風爐的基礎用混凝土澆注,基礎上設若干支座或千斤的側壁用若干個水套裝配而成,水套與水套之間用螺栓連接固定在專門的支架上,爐頂加料斗及磚砌體通過水平鋼梁支撐在四周的支柱上。側水套的下部有風口,供鼓入空氣之用。前端水套的下端設有爐口即咽喉口,冰銅和爐渣熔體均由此放出,經流槽注入前床。密閉鼓風爐結構如下圖1,爐體構造和敞開式鼓風爐大體相同。
圖1 密閉鼓風爐結構
1-頂水套;2-水套梁;3-加料斗;4-端水套;5-風口;6-側水套;
7-咽喉;8-山型;9-煙道;10-風管;11-支座;12-基礎
(1)基礎
爐子位于混凝土澆注的基礎上面的矮柱或千斤頂上,在柱子或千斤頂上用鑄鐵板鋪成爐底。
(2)本床
風口區水平以下的部分稱本床,又叫爐缸。風口區的水平面積稱有效面積,又稱爐床面積。本床濃度視爐子的大小、冰銅成分、爐子的熱平衡條件和風口角的大小而定。爐子大,本床應深些,這樣能在本床中完成冰銅與爐渣的調整過程,使渣中的Cu2O被冰銅中的FeS再硫化,成為Cu2S返回冰銅;本床深,能貯存較大的熱量,防止ZnS在爐缸析出引起凝結;并能防止因風口角大,空氣對熔體攪動大而引起風口上渣。爐子小,本床宜淺些。本床濃度一般為540~610mm。
本床有兩種結構,一種是本床底用耐火磚,四壁為水套圍成;另一種是本床底和四壁全砌耐火磚。
(3)爐身
爐的側壁和端壁由水套組成,所有水套都用鍋爐鋼板焊成,爐子縱方向的水套傾斜安放,兩端垂直安放,水套與垂直線形成5°~8°的角,因而爐子的垂直截面是梯形,橫截面是矩形。水套內焊有數條筋板,板上有許多小孔,保證水、氣暢通。水套中下部有進水口,最上端有出水或出氣口,最下端有排污口。進水口處高有擋板,使進去的水不直接沖擊水套內壁,且把冷水導向水套下部。
爐子向上擴大向下收縮的結構,使爐氣上升具有一定的速度并使爐料下降速度減慢。
(4)風口
每一側面水套有三個風口。氣流向料柱中心穿透的深度隨風口直徑減小而增加,但風口直徑太小操作不便,一般為100~110mm。風口總面積一般按風口比來確定,風口比等于各風口面積之和與風口區爐子水平面積的百分比。
風口比大,送入爐內的風量多,從而熔煉最大,床能率高,脫硫率也高,密閉鼓風爐的風口經一般為3.9%~6.3%。
風口角即風口管中心線和風口水平面間的夾角,是一個重要參數。風口角太小,不利于風送進爐子中心;風口角太大,風口動壓頭損失大,風量降低。風口角一般為13°~16°30′。為使空氣流向爐中心,在風口處水套內壁上焊一個長100mm的帽舌。
(5)爐頂
爐頂是密閉鼓風爐的重要組成部分,爐頂空間和排煙方式對煙氣中SO2濃度、煙塵率、爐況和勞動條件等均有很大影響。
排煙口一般設在爐頂尾端。如設在爐頂兩側,在爐身較長的情況下,爐子各段料柱行程差異大,使各段煙氣溫度和上升氣流速度不一致,此時如爐頂空間小,各段煙氣來不及充分混合調整,就迅速由側煙道排出。這樣,使爐頂空間因爐氣溫度差、速度差而形成壓力差,造成爐頂壓力分布不均勻。再加上側煙道彎頭多、阻力大、積塵多,易堵塞,妨礙排煙,使煙道負壓增高,吸入大量冷風而稀釋煙氣中SO2的濃度。
因此,適當擴大爐頂空間,把側煙道與爐頂合并,排煙口移至爐頂尾端,可使煙道負壓降低,煙氣中SO2的濃度提高。
(6)咽喉口
爐子前端水套的下端,設有咽喉口,冰銅和爐渣熔體均由此放出,注入前床。
咽喉口用鎂磚砌成,磚砌體個側安放一個磷青銅制成的枕水箱,流槽外端安放一個U形水箱,流槽底板也是水箱,水箱內通冷卻水以保護磚砌體。
流槽底面與本床底面的距離,決定了咽喉液封的高度,液封高度以使本床的熔體不上漲到風口、爐內氣體不從咽喉口噴出為宜。
(7)加料斗
加料斗為矩形筒,用鋼板制成,和加料臺連成一個整體,其長與爐口長度大體相同。料斗太寬,加料后坡太平,有礙爐氣流通;料斗太窄,影響進料速度。料斗太淺,不利于密封;料斗太深,料斗下緣易結塊,引起棚料,且受熱過高,易燒壞。
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