竖炉
阅读：67发布：2020-05-11
专利汇可以提供竖炉专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开一种 竖炉 ，包括：炉体，炉体的顶壁上设有进料口； 喷嘴 组件，喷嘴组件包括进气管和喷嘴，喷嘴位于进料口的正下方，喷嘴内形成有气体腔，进气管的一端伸入炉体内与气体腔连通，气体腔的外周壁上设有多个沿喷嘴的周向方向间隔分布的出气孔。根据本实用新型的竖炉，在竖炉工作时，气体可从进气管进入到气体腔内并从位于气体腔的外周壁上的多个出气孔以更高的流速在气体腔的周向上分散的流向气体腔外，从而给下落的物料径向的 力 ，使得下落的物料沿 水 平方向运动，实现均匀布料的目的，同时还可以避免下落的物料堵塞出气孔，而且能耗小。另外，喷嘴组件的设置，简化了布料系统的结构，从而可降低维修成本和故障率。(ESM)同样的 发明 创造已同日 申请 发明 专利，下面是竖炉专利的具体信息内容。
1.一种竖炉，其特征在于，包括：
炉体，所述炉体的顶壁上设有进料口；
喷嘴组件，所述喷嘴组件包括进气管和喷嘴，所述喷嘴位于所述进料口的正下方，所述喷嘴内形成有气体腔，所述进气管的一端伸入所述炉体内与所述气体腔连通，所述气体腔的外周壁上设有多个沿所述喷嘴的周向方向间隔分布的出气孔。
2.根据权利要求1所述的竖炉，其特征在于，所述喷嘴的顶壁上设有用于对从所述进料口进入的物料进行初步分散的锥形部。
3.根据权利要求2所述的竖炉，其特征在于，所述进料口形成为圆锥形形状，所述锥形部的顶端与所述进料口的下端之间的距离为H，所述进料口的上端的内径为D，所述H和所述D满足：H＝D。
4.根据权利要求3所述的竖炉，其特征在于，所述锥形部形成为圆锥形形状，所述锥形部的底面直径为d，d＝D/2。
5.根据权利要求2所述的竖炉，其特征在于，所述锥形部形成为圆锥形形状，所述锥形部的锥角为α，60°≤α≤120°。
6.根据权利要求1所述的竖炉，其特征在于，每个所述出气孔在所述喷嘴的横截面上的正投影的延伸方向与所述横截面的中心到所述出气孔的正投影的内端的中心的连线之间的夹角为β，0°＜β＜75°。
7.根据权利要求1所述的竖炉，其特征在于，所述气体腔上设有多排在所述喷嘴的轴向方向上间隔分布的气孔组，每排所述气孔组包括多个沿着所述喷嘴的周向方向均匀间隔分布的所述出气孔。
8.根据权利要求1所述的竖炉，其特征在于，所述出气孔的横截面形成为圆形、或长条形。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的竖炉，其特征在于，还包括气流调节阀，所述气流调节阀串联在所述进气管的位于所述炉体外的管段上且用于调节所述出气孔处的气体流速。
10.根据权利要求9所述的竖炉，其特征在于，所述出气孔的气体流速为V，8m/s≤V≤
50m/s。
竖炉
技术领域
[0001] 本实用新型涉及金属冶炼技术领域，尤其是涉及一种竖炉。
背景技术
[0002] 竖炉是一种按逆流原则工作的热交换设备。其特点是在炉顶通过布料设备将生球装入炉内，球以均匀速度连续下降，燃烧室的热气体从喷火口进入炉内。热气体自下而上与
自上而下的生球进行热交换。生球经过于燥、预热进入焙烧区，在焙烧区进行高温固结反
应，然后在炉子下部进行冷却和排料，整个过程在竖炉中一次完成。
自上而下的生球进行热交换。生球经过于燥、预热进入焙烧区，在焙烧区进行高温固结反
应，然后在炉子下部进行冷却和排料，整个过程在竖炉中一次完成。
[0003] 竖炉的布料系统尤为重要，布料的均匀性决定了能耗的利用率和生产效率，物料布置越均匀单颗粒的传热效果越好，热量利用越高。相关技术中气基竖炉的布料系统结构
复杂，故障率高、维修成本高、能耗大、而且在布料过程中物料以流体状态流出，下行过程中
没有达到离散的效果，布料不均。
实用新型内容
复杂，故障率高、维修成本高、能耗大、而且在布料过程中物料以流体状态流出，下行过程中
没有达到离散的效果，布料不均。
实用新型内容
[0004] 本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种竖炉，布料均匀性好。
[0005] 根据本实用新型实施例的竖炉，包括：炉体，所述炉体的顶壁上设有进料口；喷嘴组件，所述喷嘴组件包括进气管和喷嘴，所述喷嘴位于所述进料口的正下方，所述喷嘴内形
成有气体腔，所述进气管的一端伸入所述炉体内与所述气体腔连通，所述气体腔的外周壁
上设有多个沿所述喷嘴的周向方向间隔分布的出气孔。
成有气体腔，所述进气管的一端伸入所述炉体内与所述气体腔连通，所述气体腔的外周壁
上设有多个沿所述喷嘴的周向方向间隔分布的出气孔。
[0006] 根据本实用新型实施例的竖炉，通过设置喷嘴组件，并使喷嘴位于进料口的正下方，同时使进气管与喷嘴的气体腔连通，从而在竖炉工作时，气体可从进气管进入到气体腔
内并从位于气体腔的外周壁上的多个出气孔以更高的流速在气体腔的周向上分散的流向
气体腔外，从而给下落的物料径向的力，使得下落的物料沿水平方向运动，实现均匀布料的
目的，同时还可以避免下落的物料堵塞出气孔，而且能耗小。另外，喷嘴组件的设置，简化了
布料系统的结构，从而可降低维修成本和故障率。
内并从位于气体腔的外周壁上的多个出气孔以更高的流速在气体腔的周向上分散的流向
气体腔外，从而给下落的物料径向的力，使得下落的物料沿水平方向运动，实现均匀布料的
目的，同时还可以避免下落的物料堵塞出气孔，而且能耗小。另外，喷嘴组件的设置，简化了
布料系统的结构，从而可降低维修成本和故障率。
[0007] 根据本实用新型的一些实施例，所述喷嘴的顶壁上设有用于对从所述进料口进入的物料进行初步分散的锥形部。
[0008] 具体地，所述进料口形成为圆锥形形状，所述锥形部的顶端与所述进料口的下端之间的距离为H，所述进料口的上端的内径为D，所述H和所述D满足：H＝D。
[0009] 具体地，所述锥形部形成为圆锥形形状，所述锥形部的底面直径为d，d＝D/2。
[0010] 可选地，所述锥形部形成为圆锥形形状，所述锥形部的锥角为α，60°≤α≤120°。
[0011] 根据本实用新型的一些实施例，每个所述出气孔在所述喷嘴的横截面上的正投影的延伸方向与所述横截面的中心到所述出气孔的正投影的内端的中心的连线之间的夹角
为β，0°＜β＜75°。
为β，0°＜β＜75°。
[0012] 根据本实用新型的一些实施例，所述气体腔上设有多排在所述喷嘴的轴向方向上间隔分布的气孔组，每排所述气孔组包括多个沿着所述喷嘴的周向方向均匀间隔分布的所
述出气孔。
述出气孔。
[0013] 根据本实用新型的一些实施例，所述出气孔的横截面形成为圆形、或长条形。
[0016] 图1是根据本实用新型一些实施例的竖炉的示意图；
[0017] 图2是根据本实用新型一些实施例的喷嘴组件的示意图；
[0018] 图3是根据图2所示的喷嘴组件的剖视图；
[0019] 图4是根据本实用新型另一些实施例的喷嘴组件的示意图；
[0020] 图5是根据本实用新型又一些实施例的喷嘴组件的示意图；
[0021] 图6是根据本实用新型再一些实施例的喷嘴组件的示意图。
[0022] 附图标记：
[0023] 竖炉100；炉体1；进料口11；
[0024] 喷嘴组件2；进气管21；喷嘴22；出气孔221；连接管222；锥形部23；进料调节阀3；气流调节阀4。
具体实施方式
[0025] 下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新
型的限制。
型的限制。
[0026] 在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位
或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或
元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限
制。
或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或
元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限
制。
[0027] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者
隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两
个，三个等，除非另有明确具体的限定。
隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两
个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0028] 在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是
机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相
连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本
领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相
连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本
领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0029] 在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特
征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅
表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以
是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅
表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以
是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0030] 下面参考附图描述根据本实用新型实施例的竖炉100。
[0031] 如图1所示，根据本实用新型实施例的竖炉100可以包括炉体1和喷嘴组件2。
[0032] 炉体1的顶壁上设有进料口11，物料例如生球可从进料口11进入到炉体1内以便于物料在炉体1内完成干燥、预热、高温烧结等过程。
[0034] 喷嘴22内形成有气体腔，进气管21的一端伸入炉体1内与气体腔连通。气体腔的外周壁上设有多个沿喷嘴22的周向方向间隔分布的出气孔221。例如，出气孔221的数量为6～
30个之间。
30个之间。
[0035] 由此，当竖炉100工作时，物料可从进料口11进入到炉体1内，气体例如氮气或空气等可从进气管21进入到气体腔内，气体在气体腔内进行缓冲，随后分别从位于气体腔的外
周壁上的多个出气孔221以更高的流速流向气体腔外，从而给下落的物料径向的推动力，使
得下落的物料沿水平方向运动以利用气体的推力作为物料扩散的动力源，实现均匀布料的
目的，不但结构简单、可降低故障率和维修成本，而且能耗小。
周壁上的多个出气孔221以更高的流速流向气体腔外，从而给下落的物料径向的推动力，使
得下落的物料沿水平方向运动以利用气体的推力作为物料扩散的动力源，实现均匀布料的
目的，不但结构简单、可降低故障率和维修成本，而且能耗小。
[0036] 优选地，位于气体腔的外周壁上的多个出气孔221均匀间隔设置。
[0037] 根据本实用新型实施例的竖炉100，通过设置喷嘴组件2，并使喷嘴22位于进料口11的正下方，同时使进气管21与喷嘴22的气体腔连通，从而在竖炉100工作时，气体可从进
气管21进入到气体腔内并从位于气体腔的外周壁上的多个出气孔221以更高的流速在气体
腔的周向上分散的流向气体腔外，从而给下落的物料径向的力，使得下落的物料沿水平方
向运动，实现均匀布料的目的，同时还可以避免下落的物料堵塞出气孔221，而且能耗小。另
外，喷嘴组件2的设置，简化了布料系统的结构，从而可降低维修成本和故障率。
气管21进入到气体腔内并从位于气体腔的外周壁上的多个出气孔221以更高的流速在气体
腔的周向上分散的流向气体腔外，从而给下落的物料径向的力，使得下落的物料沿水平方
向运动，实现均匀布料的目的，同时还可以避免下落的物料堵塞出气孔221，而且能耗小。另
外，喷嘴组件2的设置，简化了布料系统的结构，从而可降低维修成本和故障率。
[0038] 根据本实用新型的一些实施例，如图1-图2以及图4-图6所示，喷嘴22的顶壁上设有用于对从进料口11进入的物料进行初步分散的锥形部23。具体而言，在物料从进料口11
下落时可落到锥形部23上，锥形部23可对物料进行初步分散，锥形部23在对物料初步分散
后，物料可被从出气孔221排出的气体进一步推动而分散，从而进一步提高布料的均匀性。
可选地，锥形部23可形成为圆锥或四角锥等形状。优选地，锥形部23的中心线与进料口11的
中心线重合。
下落时可落到锥形部23上，锥形部23可对物料进行初步分散，锥形部23在对物料初步分散
后，物料可被从出气孔221排出的气体进一步推动而分散，从而进一步提高布料的均匀性。
可选地，锥形部23可形成为圆锥或四角锥等形状。优选地，锥形部23的中心线与进料口11的
中心线重合。
[0039] 具体地，如图1所示，进料口11形成为圆锥形形状，锥形部23的顶端与进料口11的下端之间的距离为H，进料口11的上端的内径为D，H和D满足：H＝D。从而通过对进料口11与
锥形部23的尺寸的优化以进一步提高布料的均匀性。而且根据进料口11的大小可实现喷嘴
组件2的结构和大小的多样化和大型化，从而便于竖炉100的工业化。
锥形部23的尺寸的优化以进一步提高布料的均匀性。而且根据进料口11的大小可实现喷嘴
组件2的结构和大小的多样化和大型化，从而便于竖炉100的工业化。
[0040] 可选地，锥形部23形成为圆锥形形状，锥形部23的底面直径为d，d＝D/2。由此，结构简单，而且可进一步提高布料的均匀性。特别地，针对直径为8mm～16mm的物料，要求H和D
满足：H＝D，d满足：d＝D/2。
满足：H＝D，d满足：d＝D/2。
[0041] 可选地，如图2所示，锥形部23形成为圆锥形形状，锥形部23的锥角为α，60°≤α≤120°。优选地，90°≤α≤120°。从而通过对锥形部23的尺寸优化以进一步提高布料的均匀
性。
性。
[0042] 可选地，如图3所示，每个出气孔221在喷嘴22的横截面上的正投影的延伸方向与横截面的中心到出气孔221的正投影的内端的中心的连线之间的夹角为β，0°＜β＜75°。由
此，当气体从出气孔221流出时可以在一定程度上以旋转状态喷出，从而起到扰动物料的效
果以使得物料分配更均匀。
此，当气体从出气孔221流出时可以在一定程度上以旋转状态喷出，从而起到扰动物料的效
果以使得物料分配更均匀。
[0043] 根据本实用新型的一些实施例，气体腔上设有多排在喷嘴22的轴向方向上间隔分布的气孔组，每排气孔组包括多个沿着喷嘴22的周向方向均匀间隔分布的出气孔221。例
如，气体腔上设有两排在喷嘴22的轴向方向上间隔分布的气孔组，每排气孔组包括八个出
气孔221。由此，结构简单，而且多排气孔组的设置有利于进一步提高对下落的物料的扰动
作用，进一步提高离散效果。
如，气体腔上设有两排在喷嘴22的轴向方向上间隔分布的气孔组，每排气孔组包括八个出
气孔221。由此，结构简单，而且多排气孔组的设置有利于进一步提高对下落的物料的扰动
作用，进一步提高离散效果。
[0044] 可选地，出气孔221的横截面可形成为如图1-图4以及图6所示的圆形形状，或者，在另一些实施例中，出气孔221的横截面可形成为如图5所示的长条形。当然，出气孔221的
横截面还可以形成为其它形状。
横截面还可以形成为其它形状。
[0045] 可选地，出气孔221的孔径优选为4mm～16mm。
[0046] 根据本实用新型的一些实施例中，竖炉100还包括进料调节阀3。例如，进料调节阀3可设置在进料口11处。进料调节阀3用于调节从进料口11进入到炉体1内的物料的进料速
度，从而便于根据不同的物料调节不同的进料速度，以便于不同的物料在竖炉100内布料的
均匀性。具体地，进料口11处设有料斗，料斗的出料口与进料口11连通，料斗内的物料可通
过进料口11进入到炉体1内。
度，从而便于根据不同的物料调节不同的进料速度，以便于不同的物料在竖炉100内布料的
均匀性。具体地，进料口11处设有料斗，料斗的出料口与进料口11连通，料斗内的物料可通
过进料口11进入到炉体1内。
[0047] 可选地，如图1所示，竖炉100还包括气流调节阀4，气流调节阀4串联在进气管21的位于炉体1外的管段上且用于调节出气孔221处的气体流速。从而便于根据物料量的多少利
用气流调节阀4调节气流的流速以优化布料的均匀性。
用气流调节阀4调节气流的流速以优化布料的均匀性。
[0048] 可选地，出气孔221的气体流速为V，8m/s≤V≤50m/s。尤其针对密度≤5t/m3的物料，出气孔221的气体流速V需要设定在8m/s≤V≤50m/s以优化布料效果。优选地，30m/s≤V
≤50m/s。
≤50m/s。
[0049] 可选地，如图4所示，每个出气孔221的外端连接有连接管222，连接管222沿着与喷嘴22的径向方向平行的方向向外延伸。具体地，每个连接管222的外端口为斜面，所述外端
口在从进料口11到喷嘴22的方向上倾斜向内延伸，从而可进一步避免下落的物料堵塞连接
管222的出气端。
口在从进料口11到喷嘴22的方向上倾斜向内延伸，从而可进一步避免下落的物料堵塞连接
管222的出气端。
[0050] 根据本实用新型的一些实施例，进气管21的位于炉体1内的一端与气体腔之间螺纹连接。从而在进气管21和喷嘴22中的至少一个损坏时，方便更换。
[0051] 下面参考图1对本实用新型一个具体实施例的竖炉100的结构进行详细说明。
[0052] 如图1所示，根据本实用新型实施例的竖炉100包括炉体1和喷嘴组件2。
[0053] 炉体1的顶壁上设有进料口11，生球可从进料口11进入到炉体1内以便于物料在炉体1内完成干燥、预热、高温烧结等过程。
[0054] 如图1所示，喷嘴组件2包括进气管21和喷嘴22，喷嘴22位于进料口11的正下方。喷嘴22内形成有气体腔，进气管21的一端伸入炉体1内与气体腔连通。气体腔的外周壁上设有
两排在喷嘴22的轴向方向上间隔分布的气孔组，每排气孔组包括八个沿着喷嘴22的周向方
向均匀间隔分布的出气孔221，出气孔221的横截面可形成为圆形形状，出气孔221的孔径为
12mm。两排出气孔221上下交错排布。出气孔221的气体流速为V，V＝40m/s。
两排在喷嘴22的轴向方向上间隔分布的气孔组，每排气孔组包括八个沿着喷嘴22的周向方
向均匀间隔分布的出气孔221，出气孔221的横截面可形成为圆形形状，出气孔221的孔径为
12mm。两排出气孔221上下交错排布。出气孔221的气体流速为V，V＝40m/s。
[0055] 如图1所示，喷嘴22的顶壁上设有用于对从进料口11进入的物料进行初步分散的锥形部23。具体地，如图1所示，进料口11形成为圆锥形形状，锥形部23的顶端与进料口11的
下端之间的距离为H，进料口11的上端的内径为D，H和D满足：H＝D。锥形部23形成为圆锥形
形状，锥形部23的底面直径为d，d＝D/2。由此，结构简单，而且可进一步提高布料的均匀性，
锥形部23的锥角α为90°。
下端之间的距离为H，进料口11的上端的内径为D，H和D满足：H＝D。锥形部23形成为圆锥形
形状，锥形部23的底面直径为d，d＝D/2。由此，结构简单，而且可进一步提高布料的均匀性，
锥形部23的锥角α为90°。
[0056] 实用新型人在实际研究中，采用上述实施例的竖炉100，在竖炉100内对物料进行分散，通过测量落料层的高度来衡量其布料的均匀性，研究结果为：颗粒粒径为12mm颗粒堆
密度2.2kg/cm3的物料，落料层的最高厚度比最低厚度高5～8％，基本达到均匀布料。
密度2.2kg/cm3的物料，落料层的最高厚度比最低厚度高5～8％，基本达到均匀布料。
[0057] 本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包
含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不
必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任
一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技
术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结
合和组合。
含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不
必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任
一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技
术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结
合和组合。
[0058] 尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围
内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
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