一种内燃梁式石灰竖窑的制作方法

本实用新型涉及炼钢技术领域，具体涉及一种内燃梁式石灰竖窑。

背景技术：

石灰是钢铁冶炼行业中使用的原材料之一，在冶炼时多使用石灰作为造渣材料，用以使钢铁中的硫、磷等杂质成分与石灰反应形成炉渣而除去，提升钢铁的质量，所以一般钢铁厂都需要石灰，且石灰用量很大。而石灰是由石灰石经过高温煅烧后形成的产物，石灰窑就是石灰煅烧时使用的设备，石灰窑的种类较多，梁式石灰竖窑则是其中的一种。而所谓梁式石灰竖窑就是在窑体的煅烧区加设燃烧梁，燃烧梁上均布有烧嘴，燃烧梁安装在煅烧区的同一层面上，燃烧的强度大，使同一层面的石灰石都能得到加热，相对于传统的煤炭煅烧和周边烧嘴喷燃煅烧的方式来说，梁式石灰竖窑具有造价成本低，石灰质量好，生产能力强，操作弹性大等优点，得到了广泛的使用。

但现有梁式石灰竖窑也还存在一些不足：一是燃料在窑内不能充分燃烧，使得燃料需求量大增，能耗较大，煅烧成本较高；二是窑内温度分布不均匀，存在过烧和生烧的现象，降低了石灰石的煅烧质量，导致石灰纯度低，质量差；三是现在大多燃烧梁是采用焊接方式连接的矩形结构，这种结构的燃烧梁长期处于高温状态下，还受到石灰石落下时的撞击，工作环境恶劣，使用寿命较短。因此，研制开发一种节约能耗，石灰质量好，使用寿命长的内燃梁式石灰竖窑是客观需要的。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种节约能耗，石灰质量好，使用寿命长的内燃梁式石灰竖窑。

本实用新型的目的是这样实现的，包括窑体和设置在窑体上方的料仓，窑体的顶部设置有排烟管，底部设置有出料管，窑体的内部从上到下依次包括落料区、预热区、燃烧区和冷却区，料仓的底部通过连通管与落料区连通，预热区和冷却区的上部分别设置有一根吸烟管，吸烟管的两端均伸出到窑体的外部，且其中一端设置有抽吸管，位于预热区和冷却区内部的吸烟管下部管壁上加工有多个吸烟孔，吸烟管下方的冷却区内间隔设置有多层冷吹机构。

燃烧区内间隔设置有两层燃烧层，两层燃烧层之间的窑体侧壁上沿圆周均布有多个辅助煤气喷嘴，每层燃烧层包括多根平行间隔布置的燃烧梁，每根燃烧梁包括对称设置的两组燃烧组件，每组燃烧组件均包括同心设置的外管和内管，外管的一端伸出到窑体的外部后通过外封板封堵，另一端通过内封板封堵，外管、内管、外封板和内封板之间形成水冷腔，外封板上设置有与水冷腔连通的进液管和出液管，内管内间隔设置有两块竖板，两块竖板将内管的内部分隔成三个相互独立的腔体，三个腔体依次为煤气腔、中空腔和空气腔，外封板上设置有煤气进气管和空气进气管，煤气进气管与煤气腔连通，空气进气管与空气腔连通，煤气腔的底部设置有多个煤气出气管，空气腔的底部设置有多个空气出气管，每根煤气出气管和空气出气管的下端均伸出到外管的下方，所述煤气出气管和空气出气管一一对应布置，对应两根煤气出气管和空气出气管的下端通过连接管连接有混合气喷嘴，中空腔内设置有多根输煤管，输煤管的一端伸出到外封板的外部，另一端折弯并依次穿过内管和外管后连接有粉煤喷嘴，混合气喷嘴和粉煤喷嘴沿外管的长度方向交错布置。

进一步的，水冷腔内沿圆周均布有多块隔板，隔板的长度方向与外管的长度方向相同，隔板将水冷腔分隔成多个流通通道，隔板的一端加工有连通相邻两个流通通道的通孔，相邻两块隔板上的通孔交错布置，进液管和出液管分别与相邻的两个流通通道连通，且位于进液管和出液管之间的隔板上不开设通孔。

进一步的，每层燃烧层的下方均设置有一根支撑梁，支撑梁上间隔设置有多个支撑块，支撑块的数量与燃烧梁的数量相同，支撑块的位置与燃烧梁的位置相对应，每块支撑块的两个侧面上均加工有凹槽，相应外管的内端伸入到支撑块的凹槽内。

进一步的，料仓的数量为两个，对称布置在窑体的上方。

进一步的，吸烟管下方的预热区内上下间隔设置有多层分料机构，每层分料机构包括多根平行间隔设置的分料梁，分料梁的截面形状为三角形，且其中一个角朝上，相邻两层分料机构中的分料梁交错布置。

进一步的，凹槽的侧壁上沿圆周均布有多个插槽，外管内端的管壁上设置有与插槽相配合的插条。

进一步的，冷吹机构包括环管和冷风管，环管设置在窑体的外部，冷风管沿环管的圆周均布，冷风管的一端与环管连通，另一端与冷却区连通。

本实用新型用于石灰石的煅烧，与现有技术相比具有以下优点：一是在运行过程中采用双层燃烧梁，布置合理，燃烧强度大，可使石灰石煅烧得较为充分、均匀，生产的石灰活性高、质量好；二是空气和煤气使用共同的混合气喷嘴，有利于两种气体的混合，提高燃烧效率，使燃烧更为充分；三是可使用两种燃料或一种燃料进行煅烧，增加了操作的灵活性，提高了设备的适用能力；四是燃烧梁中设置了冷却腔，可通入冷却介质对燃烧梁进行冷却，避免燃烧梁烧坏，延长燃烧梁的使用寿命；最后，本实用新型中燃烧梁使用圆管制作，冷却腔、煤气腔、中空腔和空气腔的结构设计合理，利于燃烧梁在高温状态下的长期运行。本实用新型节约能耗，石灰质量好，使用寿命长，具有显著的经济价值和社会价值。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型中燃烧组件的主视结构示意图；

图3为本实用新型中燃烧组件的剖视结构示意图；

图4为本实用新型中支撑梁30的结构示意图；

图中：1-窑体，2-料仓，3-排烟管，4-出料管，5-落料区，6-预热区，7-燃烧区，8-冷却区，9-吸烟管，10-辅助煤气喷嘴，11-外管，12-内管，13-燃烧梁，14-外封板，15-内封板，16-水冷腔，17-进液管，18-出液管，19-竖板，20-煤气腔，21-中空腔，22-空气腔，23-煤气出气管，24-空气出气管，25-混合气喷嘴，26-输煤管，27-粉煤喷嘴，28-隔板，29-流通通道，30-支撑梁，31-支撑块，32-分料梁，33-插条，34-环管，35-冷风管，36-煤气进气管，37-空气进气管。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明，但不以任何方式对本实用新型加以限制，基于本实用新型所作的任何变更或改进，均属于本实用新型的保护范围。

如图1～4所示，本实用新型包括窑体1和设置在窑体1上方的料仓2，窑体1的顶部设置有排烟管3，底部设置有出料管4，窑体1的内部从上到下依次包括落料区5、预热区6、燃烧区7和冷却区8，料仓2的底部通过连通管与落料区5连通，预热区6和冷却区8的上部分别设置有一根吸烟管9，吸烟管9的两端均伸出到窑体1的外部，且其中一端设置有抽吸管，位于预热区6和冷却区8内部的吸烟管9下部管壁上加工有多个吸烟孔，吸烟管9下方的冷却区8内间隔设置有多层冷吹机构。

燃烧区7内间隔设置有两层燃烧层，两层燃烧层之间的窑体1侧壁上沿圆周均布有多个辅助煤气喷嘴10，在运行时，两层燃烧层和辅助煤气喷嘴10同时对石灰石进行煅烧，温度分布均匀，且煅烧温度高，可得到较好的煅烧效果，每层燃烧层包括多根平行间隔布置的燃烧梁13，两层燃烧层的燃烧梁13相互交错布置，每根燃烧梁13包括对称设置的两组燃烧组件，每组燃烧组件均包括同心设置的外管11和内管12，外管11的一端伸出到窑体1的外部后通过外封板14封堵，另一端通过内封板15封堵，外管11、内管12、外封板14和内封板15之间形成水冷腔16，外封板14上设置有与水冷腔16连通的进液管17和出液管18，内管12内间隔设置有两块竖板19，两块竖板19将内管12的内部分隔成三个相互独立的腔体，三个腔体依次为煤气腔20、中空腔21和空气腔22，外封板14上设置有煤气进气管36和空气进气管37，煤气进气管36与煤气腔20连通，空气进气管37与空气腔22连通，煤气腔20的底部设置有多个煤气出气管23，空气腔22的底部设置有多个空气出气管24，每根煤气出气管23和空气出气管24的下端均伸出到外管11的下方，所述煤气出气管23和空气出气管24一一对应布置，对应两根煤气出气管23和空气出气管24的下端通过连接管连接有混合气喷嘴25，中空腔21内设置有多根输煤管26，输煤管26的一端伸出到外封板14的外部，另一端折弯并依次穿过内管12和外管11后连接有粉煤喷嘴27，混合气喷嘴25和粉煤喷嘴27沿外管的长度方向交错布置。

本实用新型的运行过程是：石灰石从窑体1的顶部落入落料区5，随后进入预热区6预热，再落到燃烧区7，这时，混合气喷嘴25喷出煤气和空气的混合气体，粉煤喷嘴27喷出煤粉或是其它固体燃料，在燃烧区7内燃烧，对石灰石进行煅烧，煅烧后的石灰石形成石灰经冷却后从出料管4排出。

为了提高水冷腔16的冷却效果，水冷腔16内沿圆周均布有多块隔板28，隔板28的长度方向与外管11的长度方向相同，隔板28将水冷腔16分隔成多个流通通道29，隔板28的一端加工有连通相邻两个流通通道29的通孔，相邻两块隔板28上的通孔交错布置，进液管17和出液管18分别与相邻的两个流通通道29连通，且位于进液管17和出液管18之间隔板28上的通孔封堵。在运行时，冷却介质从进液管17进入流通通道29，随后冷却介质不断地在各个流通通道29之间来回流动，吸收燃烧梁13上的热量，降低燃烧梁13的温度，最后冷却介质从出液管18中排出，这种方式可保证整根燃烧梁13的各个部位都可以得到较好的冷却，不会出现冷却盲区，可避免燃烧梁13出现局部过热而损坏的情况。

为了增加燃烧梁13的承重能力，提高使用寿命，也为了提高燃烧梁13的稳定性，每层燃烧层的下方均设置有一根支撑梁30，支撑梁30上间隔设置有多个支撑块31，支撑块31的数量与燃烧梁13的数量相同，支撑块31的位置与燃烧梁13的位置相对应，每块支撑块31的两个侧面上均加工有凹槽，相应外管11的内端伸入到支撑块31的凹槽内。

凹槽的侧壁上沿圆周均布有多个插槽，外管11内端的管壁上设置有与插槽相配合的插条33。通过插槽和插条33的配合，可以防止燃烧梁13在运行过程中旋转，增加燃烧梁的稳定性。

料仓2的数量为两个，对称布置在窑体1的上方。两个料仓2可交替下料，一方面可以更为精确的控制落料量，另一方面也可以保证石灰石的持续供料，避免因装料而浪费时间。

吸烟管9下方的预热区6内上下间隔设置有多层分料机构，每层分料机构包括多根平行间隔设置的分料梁32，分料梁32的截面形状为三角形，且其中一个角朝上，相邻两层分料机构中的分料梁32交错布置。石灰石是从窑体1的顶部下落的，落入预热区6后，受到分料梁32的阻挡，石灰石的运动方向被迫改变，下落速度有所降低，延长石灰石在预热区的滞留时间，达到更好的预热效果，另一方面，在分料梁32的作用下，也可以将石灰石分散开，防止其聚集在一起影响到燃烧效果。

为了使生产的石灰快速冷却，冷吹机构包括环管34和冷风管35，环管34设置在窑体1的外部，冷风管35沿环管34的圆周均布，冷风管35的一端与环管34连通，另一端与冷却区8连通。运行时，向环管34中通入冷风，随后冷风沿各根冷风管35吹入冷却区8将石灰冷却。

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