CN101013000A - 碳素煅烧回转窑内供风管隔热设备及其制备、使用方法 - Google Patents
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Abstract
一种碳素煅烧回转窑内供风管隔热设备，主要由垫铁、浇注料、锚固钉构成，为空心半圆柱形，内壁设置垫铁，在垫铁上深入隔热预制块的一侧每隔30mm焊接一个T形或V形的锚固钉，在组合隔热预制块的两端面设置相互对应的一个外凸半圆环II和半圆环型内凹槽II，侧面上分别设置相互对应的一个外凸半圆环I和一个半圆环型内凹槽I。该设备预制并经过高温烧成，所用浇注料在包扎块安装前已经完成了烘烤过程，因而其强度和实用性能不受烘窑曲线的限制。设备与供风管之间通过包扎块所带的垫铁焊接在一起，施工、更换方便，并且可以确保二者之间连接牢固可靠，包扎块不易脱落，可大大提高供风管的使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于碳素煅烧回转窑设备领域，同时涉及耐火材料应用技术。主要用于碳素煅烧回转窑窑内供风管道的隔热保护，也可用于相类似其它热工设备的隔热保护。
背景技术
回转窑作为一种重要的热工设备，在烧制石灰、水泥、还原烧结矿石、焚烧工业污染物等工业领域得到极为广泛的应用，与其它相应热工设备相比，它具有更好的物料适应性和较高的热能利用率。然而将其用于煅烧石油焦，在我国起步较晚，仅有二十多年的生产历史，它的设计主要是比照国外同类设备，以炉筑炉，这往往与国内的原料特点及工人的实际操作水平不太适应，因而与国际同类设备相比，无论在生产效率、能耗指标方面，还是在产出比及设备使用寿命方面都存在较大的差距。研究表明回转窑内煅烧带的位置、煅烧带的温度及煅烧带的长度对煅烧石油焦成品质量、生产效率及其实收率起着关键性的作用。而这些热工因素主要是通过供风管的位置及供风量来控制，由鼓风机和供风管组成的供风系统安装在窑体上，在生产中随回转窑同步旋转，深入窑内部分的供风管道在生产中会周期性地受到窑内物料周期性的冲击和摩擦，再加上其处的区域刚好是窑内的高温区，因而需要在其外壁包扎一定厚度的耐火材料用于隔热，从而使供风管在窑内能够保持较低的温度，而不至于出现氧化和烧损，同时也可抵御物料的冲击和摩擦。现有的包扎技术一般是在供风管的外壁加焊一定数量的锚固钉后涂抹一定厚度的耐火浇注料，这种包扎方法具有以下缺点：一方面对于刚建好的新窑来说，在烘窑过程中，烘窑曲线主要是按照窑体耐火材料的性质和特点来制定的，而供风管附近的实际升温曲线和供风管包扎料所需的升温曲线难以吻合，从而使其使用性能难以保证；另一方面对于因供风管包扎浇注料局部脱落而修补后的回转窑来说，不可能花费很长的时间按照包扎浇注料所需的烘烤曲线对其进行烘烤。由于以上两方面的原因使得供风管的使用寿命变得很短，与窑体的检修周期不匹配，往往是刚开窑不久，一根或几根供风管就被烧坏，为了不影响生产，不得不将烧坏的供风管从外面堵死，使其丧失了供风功能，其结果造成了窑内供风量的严重不足，这将对煅后焦的质量造成极大的影响。严重时不得不停产检修，从而严重影响了回转窑的产量。
发明内容
针对目前碳素煅烧回转窑供风管隔热技术的不足之处，本发明一种碳素煅烧回转窑内供风管隔热设备及其制备、使用方法，为碳素煅烧回转窑供风管提供一种施工方便、使用寿命长、隔热效果好并且质量不受烘烤曲线限制的高效隔热设备及其使用方法。
本发明的供风管隔热设备即组合隔热包扎块主要由垫铁、浇注料、锚固钉构成，为空心半圆柱形，内壁设置垫铁。在垫铁上深入隔热预制块的一侧每隔30mm焊接一个T形或V形的锚固钉，在组合隔热预制块的两端面设置相互对应的一个外凸半圆环II和半圆环型内凹槽II，侧面上分别设置相互对应的一个外凸半圆环I和一个半圆环型内凹槽I。外凸半圆环II、外凸半圆环II形状相同，半圆环型内凹槽I、外凸半圆环II形状相同。
组合隔热包扎块的制备方法如下。
取厚度为3～4mm，材质为1Cr18Ni9Ti的不锈钢钢板，根据组合隔热包扎块的尺寸切割成适宜尺寸的矩形，然后在矩形钢板的两侧长边上每隔10～15mm，沿与长边垂直的方向上切开长度约为10mm左右的开口，然后沿开口的底部向上折起，并与底边成直角，随后加工成如附图所示的空心半圆柱形的垫铁。在垫铁上深入隔热预制块的一侧每隔30mm焊接一个T形或V形的锚固件，锚固件材质选用1Cr18Ni9Ti，长度要达到组合隔热包扎块高度的1/2～2/3。在组合隔热预制块的两端面设置相互对应的一个外凸半圆环II和一个半圆环型内凹槽II，侧面上分别设计相互对应的一个外凸半圆环I和一个半圆环型内凹槽I，半圆环的直径为12～15mm，半圆环型内凹槽I和半圆环型内凹槽II比外凸半圆环I和外凸半圆环II直径稍大一些。整个隔热包扎块长度约为200～300mm长，内径根据所包扎供风管的外径而定，公差范围取0～+0.8mm。根据组合隔热包扎块的外形制作好模子(采用常用模子制作方法)后，先将按以上步骤做好的金属构件放入模子，然后将混练好的DGG-II浇注料或其它具有更高耐火度的浇注料注入根据产品形状铸造的模子内，在浇注过程中要不停地对模子进行震动，震动频率为150～200次/min，振幅2～3mm，使浇注料尽可能的震实。组合隔热包扎块预制好后，首先放在自然环境中凉干，在凉干过程中，每隔2～3h要进行喷水养护1次，喷水量以润湿浇注料表面为宜。然后放入烘干机中以1～2℃/min的升温速度升至120～150℃，保温14～20h，再以30～40℃/h的升温速度均匀升至750～850℃，保温3～4h，然后出炉，空冷至常温。
组合隔热包扎块的使用方法如下。
首先取两块制备好的组合隔热包扎块上下组合后安装在碳素煅烧回转窑的供风管上，在组合中要确保外凸半圆环II嵌入另一块组合隔热包扎块的半圆环型内凹槽II中，然后沿垫铁的外缘将其与供风管牢固的焊接在一起。随后再取上下组合好的两块组合隔热包扎块沿管长方向推入，确保这两块组合包扎块的外凸半圆环I嵌入前两块组合隔热包扎块的半圆环型内凹槽I中，然后再沿垫铁的外缘将其与供风管牢固的焊接在一起，如此这般，最终将整个供风管深入窑内的部分包扎完全。
本回转窑窑内供风管隔热方法具有如下技术优势：
(1)整个组合隔热包扎块预制，并经过高温烧成，包扎块所用浇注料在包扎块安装前已经完成了烘烤过程，因而其强度和实用性能不受烘窑曲线的限制。
(2)整个组合隔热包扎块与供风管之间通过包扎块所带的垫铁焊接在一起，施工、更换方便，并且可以确保二者之间连接牢固可靠，包扎块不易脱落，可大大提高供风管的使用寿命。
(3)锚固钉焊接在垫铁上，并通过垫铁与供风管相连，供风管内流动的冷风对锚固钉具有一定的冷却作用，可以延长锚固钉的使用寿命，防止包扎块破裂、掉块。
(4)每两个组合隔热包扎块之间通过突起的半圆环和半圆环内凹槽互相嵌套，可以有效防止高温炉气或火焰进入包扎块之间的缝隙，避免供风管局部过热，从而延长窑内供风管的使用寿命。
附图说明
图1为组合隔热包扎块主视图半剖示意图；
图2为组合隔热包扎块俯视图示意图。
图中：1垫铁，2浇注料，3锚固钉，4半圆环型内凹槽I，5外凸半圆环I，6外凸半圆环II，7半圆环型内凹槽II。
具体实施方式
实施例1
回转窑尺寸φ2.84×55m，用于煅烧石油焦，转速2～3rmp/min，产量9～12t/h熟料，供风量16000～1700Nm3/h，一次风，二次风与三次风之间的供风比例为2∶3∶5，供风管采用φ108×4mm的无缝钢管，管内风速45～55m/s。组合隔热包扎块主要由垫铁1、浇注料2、锚固钉3构成，为空心半圆柱形，内壁设置垫铁1。在垫铁1上深入隔热预制块的一侧每隔30mm焊接一个T形的锚固件3，在组合隔热预制块的两端面设置相互对应的一个外凸半圆环II6和半圆环型内凹槽II7，侧面上分别设置相互对应的一个外凸半圆环I5和一个半圆环型内凹槽I4。采用的隔热包扎块的尺寸及技术参数为：包扎块长度210mm，凸出半圆环的半径为R12+0.00 +1.00，内凹半圆环的半径为R12-1.00 -0.00，包扎块内径为R54+0.00 +0.80，外径为R114，垫铁厚度取3mm，锚固钉长度为35mm，耐火材料选用DGG-II型浇注料。
根据组合隔热包扎块的外形制作好模子后，先将按以上步骤做好的金属构件放入模子，然后将混练好的DGG-II浇注料或其它具有更高耐火度的浇注料2注入模子内，在浇注过程中要不停地对模子进行震动，震动频率为180次/min，振幅2.5mm，使浇注料尽可能的震实。组合隔热包扎块预制好后，首先放在自然环境中凉干，在凉干过程中，每隔3h进行喷水养护1次，喷水量以润湿浇注料表面为宜，养护时间为2d，然后放入烘干机中以1.5℃/min的升温速度升至130℃，保温18h，再以35℃/h的升温速度均匀升至800℃，保温3.5h，然后出炉，空冷至常温。
随后将其装配并焊接在该回转内的供风管上，首先取两块制备好的组合隔热包扎块上下组合后安装在碳素煅烧回转窑的供风管上，在组合中要确保外凸半圆环II6嵌入另一块组合隔热包扎块的半圆环型内凹槽II7中，然后沿垫铁的外缘将其与供风管牢固的焊接在一起。随后再取上下组合好的两块组合隔热包扎块沿管长方向推入，确保这两块组合包扎块的外凸半圆环I5嵌入前两块组合隔热包扎块的半圆环型内凹槽I4中，然后再沿垫铁的外缘将其与供风管牢固的焊接在一起，如此这般，最终将整个供风管深入窑内的部分包扎完全。在正常生产情况下使用14个月，停窑检修时发现供风管状况良好，没发现烧穿现象，包扎块无破裂、掉块现象。
实施例2
回转窑尺寸φ2.2×45m，自重214.8t，用于煅烧石油焦，转速3～4rmp/min，产量6～9t/h熟料，供风量14000～1500Nm3/h，一次风，二次风与三次风之间的供风比例为1∶3∶6，供风管采用φ89×4.5mm的无缝钢管，管内风速40～45m/s。组合隔热包扎块由垫铁1、浇注料2、锚固钉3构成，为空心半圆柱形，内壁设置垫铁1。在垫铁1上深入隔热预制块的一侧每隔30mm焊接一个V形的锚固件3，在组合隔热预制块的两端面设置相互对应的一个外凸半圆环II6和半圆环型内凹槽II7，侧面上分别设置相互对应的一个外凸半圆环I5和一个半圆环型内凹槽I4。采用的隔热包扎块的尺寸及技术参数为：包扎块长度220mm，凸出半圆环的半径为R12+0.00 +1.00，内凹半圆环的半径为R12-1.00 -0.00，包扎块内径为R44.5+0.00 +0.80，外径为R74，垫铁厚度取3mm，锚固钉长度为30mm，耐火材料选用DGG-II型浇注料。
根据组合隔热包扎块的外形制作好模子后，先将按以上步骤做好的金属构件放入模子，然后将混练好的DGG-II浇注料或其它具有更高耐火度的浇注料2注入模子内，在浇注过程中要不停地对模子进行震动，震动频率为200次/min，振幅2mm，使浇注料尽可能的震实。组合隔热包扎块预制好后，首先放在自然环境中凉干，在凉干过程中，每隔2.5h进行喷水养护1次，喷水量以润湿浇注料表面为宜，养护时间为2d，然后放入烘干机中以2℃/min的升温速度升至150℃，保温14h，再以40℃/h的升温速度均匀升至850℃，保温3h，然后出炉，空冷至常温。
随后将其依次装配并焊接在该回转内的供风管上，首先取两块制备好的组合隔热包扎块上下组合后安装在碳素煅烧回转窑的供风管上，在组合中要确保外凸半圆环II6嵌入另一块组合隔热包扎块的半圆环型内凹槽II7中，然后沿垫铁的外缘将其与供风管牢固的焊接在一起。随后再取上下组合好的两块组合隔热包扎块沿管长方向推入，确保这两块组合包扎块的外凸半圆环I5嵌入前两块组合隔热包扎块的半圆环型内凹槽I4中，然后再沿垫铁的外缘将其与供风管牢固的焊接在一起，如此这般，最终将整个供风管深入窑内的部分包扎完全。在正常生产情况下使用12个月，回转窑运行状况良好。
实施例3
回转窑尺寸φ2.5×55m，自重274.8t，用于煅烧石油焦，转速3～4rmp/min，产量11～12t/h熟料，供风量17000～1800Nm3/h，一次风，二次风与三次风之间的供风比例为1∶3∶6，供风管采用φ89×4.5mm的无缝钢管，管内风速450～55m/s。组合隔热包扎块由垫铁1、浇注料2、锚固钉3构成，为空心半圆柱形，内壁设置垫铁1。在垫铁1上深入隔热预制块的一侧每隔30mm焊接一个T形的锚固件3，在组合隔热预制块的两端面设置相互对应的一个外凸半圆环II6和半圆环型内凹槽II7，侧面上分别设置相互对应的一个外凸半圆环I5和一个半圆环型内凹槽I4。采用的隔热包扎块的尺寸及技术参数为：包扎块长度250mm，凸出半圆环的半径为R12+0.00 +1.00，内凹半圆环的半径为R12-1.00 -0.00，包扎块内径为R44.5+0.00 +0.80，外径为R74，垫铁厚度取3mm，锚固钉长度为33mm，耐火材料选用DGG-II型浇注料。
根据组合隔热包扎块的外形制作好模子后，先将按以上步骤做好的金属构件放入模子，然后将混练好的DGG-II浇注料或其它具有更高耐火度的浇注料2注入模子内，在浇注过程中要不停地对模子进行震动，震动频率为150次/min，振幅3mm，使浇注料尽可能的震实。组合隔热包扎块预制好后，首先放在自然环境中凉干，在凉干过程中，每隔3h进行喷水养护1次，喷水量以润湿浇注料表面为宜，养护时间为2.5d，，然后放入烘干机中以1℃/min的升温速度升至120℃，保温20h，再以30℃/h的升温速度均匀升至750℃，保温4h，然后出炉，空冷至常温。
随后将其依次装配并焊接在该回转内的供风管上，首先取两块制备好的组合隔热包扎块上下组合后安装在碳素煅烧回转窑的供风管上，在组合中要确保外凸半圆环II6嵌入另一块组合隔热包扎块的半圆环型内凹槽II7中，然后沿垫铁的外缘将其与供风管牢固的焊接在一起。随后再取上下组合好的两块组合隔热包扎块沿管长方向推入，确保这两块组合包扎块的外凸半圆环I5嵌入前两块组合隔热包扎块的半圆环型内凹槽I4中，然后再沿垫铁的外缘将其与供风管牢固的焊接在一起，如此这般，最终将整个供风管深入窑内的部分包扎完全。在正常生产情况下使用10个月，回转窑运行状况良好。
Claims (6)
1、一种碳素煅烧回转窑内供风管隔热设备，其特征在于主要由垫铁、浇注料、锚固钉构成，为空心半圆柱形，内壁设置垫铁，在垫铁上深入隔热预制块的一侧每隔30mm焊接一个T形或V形的锚固钉，在组合隔热预制块的两端面设置相互对应的一个外凸半圆环II和半圆环型内凹槽II，侧面上分别设置相互对应的一个外凸半圆环I和一个半圆环型内凹槽I。
2、按照权利要求1所述的碳素煅烧回转窑内供风管隔热设备，其特征在于锚固钉长度为组合隔热包扎块高度的1/2～2/3。
3、按照权利要求1所述的碳素煅烧回转窑内供风管隔热设备，其特征在于半圆环的直径为12～15mm。
4、按照权利要求1所述的碳素煅烧回转窑内供风管隔热设备，其特征在于整个设备即隔热包扎块长度为200～300mm。
5、权利要求1所述的碳素煅烧回转窑内供风管隔热设备的制备方法，其特征在于工艺步骤为：
取厚度为3～4mm的不锈钢钢板，根据组合隔热包扎块的尺寸切割成适宜尺寸的矩形，然后在矩形钢板的两侧长边上每隔10～15mm，沿与长边垂直的方向上切开长度约为10mm的开口，然后沿开口的底部向上折起，并与底边成直角，随后加工成空心半圆柱形的垫铁，在垫铁上深入隔热预制块的一侧每隔30mm焊接一个T形或V形的锚固钉，锚固钉长度要达到组合隔热包扎块高度的1/2～2/3，在组合隔热预制块的两端面设置相互对应的一个外凸半圆环II和一个半圆环型内凹槽II，侧面上分别设计相互对应的一个外凸半圆环I和一个半圆环型内凹槽I，根据组合隔热包扎块的外形制作好模子后，先将按以上步骤做好的金属构件放入模子，然后将混练好的浇注料注入模子内，在浇注过程中要对模子进行震动，震动频率为150～200次/min，振幅2～3mm，组合隔热包扎块预制好后，首先放在自然环境中凉干，在凉干过程中，每隔2～3h进行喷水养护1次，喷水量以润湿浇注料表面为宜，然后放入烘干机中以1～2℃/min的升温速度升至120～150℃，保温14～20h，再以30～40℃/h的升温速度均匀升至750～850℃，保温3～4h，然后出炉，空冷至常温。
6、权利要求1所述的碳素煅烧回转窑内供风管隔热设备的使用方法，其特征在于：
首先取两块制备好的组合隔热包扎块上下组合后安装在碳素煅烧回转窑的供风管上，在组合中确保外凸半圆环II嵌入另一块组合隔热包扎块的半圆环型内凹槽II中，然后沿垫铁的外缘将其与供风管牢固的焊接在一起，随后再取上下组合好的两块组合隔热包扎块沿管长方向推入，确保这两块组合包扎块的外凸半圆环I嵌入前两块组合隔热包扎块的半圆环型内凹槽I中，然后再沿垫铁的外缘将其与供风管牢固的焊接在一起，如此这般，最终将整个供风管深入窑内的部分包扎完全。
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C56 | Change in the name or address of the patentee | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 110004 Heping Road, Heping District, Liaoning, Shenyang, Lane No. 11, No. 3 Co-patentee after: Shenyang Aluminum & Magnesium Engineering & Research Institute Co., Ltd. Patentee after: Northeastern University Address before: 110004 Heping Road, Heping District, Liaoning, Shenyang, Lane No. 11, No. 3 Co-patentee before: Shenyang Aluminium and Magnesium Design Institute Patentee before: Northeastern University |
|
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20090812 Termination date: 20110929 |