重新发一个文字版的《富氧燃烧蓄热式竖式天然气熔炼炉》

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富氧燃烧蓄热式竖式天然气熔炼炉

在国家实行新的环保排放标准后，成本低廉的燃焦冲天炉已被完全排除；感应电炉成本居高不下，很多地方限制高耗能设备的使用，还有部分地区耗电量与税收挂钩，也使感应电炉的使用严重受限。

目前国内企业推广层面的铸造行业使用的天然气熔炼炉主要有两种，一种是针对产量高、连续生产性强的燃气冲天炉，这种冲天炉基本上是欧洲国家燃气冲天炉的山寨产品，国内成功案例不多；另一种就是针对产能要求低、非连续生产的中、小、微企业的天然气回转炉。这里要说的是第三种天然气熔炼炉—富氧燃烧蓄热式竖式天然气熔炼炉。

一、主体结构

天然气竖炉与传统结构的燃焦冲天炉结构类似，也与国外现代的燃气冲天炉结构类似。竖炉采用蓄热式富氧燃烧系统，与国外的燃气冲天炉比较，在获得高温的同时，大幅度减少炉体组件。1、降低后炉高度，竖炉只起对炉料的预热作用，不作为排烟通道；2、高温烟气通过蓄热式烧嘴的蓄热室后，烟气温度降低至180℃以下排除或进入除尘系统；3、取消热风管路；4、取消炉体冷却系统；5、取消水冷炉栅等。

在结合使用便利性的设计中，也派生出竖炉的另外一种结构—斜炉。斜炉是将竖炉的预热及进料通道斜放，在预热效果不变的条件下，再次降低高度，方便维修、维护。

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二、富氧燃烧

正常情况下，我们空气中的氧含量约为21%，助燃空气中氧含量超过21%，即为富氧燃烧，富氧燃烧的极致就是全氧燃烧。

富氧空气通过烧嘴蓄热体后，其温度可达1200℃以上，理论火焰温度超过2000℃，其燃烧效率接近100%，热效率可达80%。蓄热式竖式天然气熔炼炉是目前所有的天然气熔炼炉中，是热效率最高、单位成本最低的一种结构。

富氧燃烧是否是含氧量越高，其燃烧效果就越好？助燃空气含氧量的高低，国内外都做过大量的实验，其关系如下图所示：

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     为防止铁水氧化，一般出铁温度控制在1450℃~1480℃，熔化室控制在1550℃左右，按该要求，选择25%~28%的富氧率即可满足要求。

三、如何获得富氧

富氧的获得目前主要有两种途径：

1、购买液氧或压缩氧气（气瓶），然后按比例对助燃空气进行充氧；该方法简单易行，氧气设备可以租赁，投资成本最低，适用范围广，无论使用量大小，均可采用，但某些区域氧气来源会受到限制，用气成本稍高。

2、使用膜分离法制氧设备或变压吸附法制氧设备，一次性投入较高，但使用相对较低成本低，换算成纯氧，制备1m³氧气，需要消耗约0.45度的电，基本无其它消耗。

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四、能耗成本（不计设备折旧、人力等）

以每小时出铁量2吨，出铁温度1480℃的竖炉来计算：

1、使用含氧量为27%的富氧空气助燃，其空燃比为：7.41：1；

2、7.41m³（27%富氧率）=6.86m³（常规空气）+0.545m³（纯氧）；

3、熔化1T固体炉料（生铁+废钢）需要消耗天然气62.44m³，扣除6%的损耗，每吨铁水需天然气66.43m³；

4、熔化1T铁水需要补充纯氧66.43×0.545=36.2m³；

5、吨铁水能耗：

天然气（单价3.2元/m³）费用=66.43×3.2=212.58元

氧气费用（液氧单价1.2元/m³）=36.25×1.2=43.5元

电力费用约=10元

吨铁能耗成本=212.58+43.58+10=266.16元/吨。

五、以上内容是建立在简单数学模型基础上的一些粗浅结果，部分数据来源于网络，欢迎热加工论坛中铸造大师们指正、指导、交流。有对天然气熔炼炉感兴趣的朋友，无论是竖炉、燃气冲天炉还是回转炉均可与济南威光节能科技有限公司或论坛坛主张小震联系。

谢谢大家!