CN101261083A - 大型工业窑炉炉衬的锚固件及其使用方法 - Google Patents

Abstract

一种用于大型工业窑炉炉衬的锚固件，在锚固件上至少由一端设有一个V形的构件，其V形梁锚固壁之间的夹角＞60°，V形的构件由一个两端设有挂钩的连接钢筋连接，连接钢筋两端设有的挂钩套挂在V形的构件内，并采用点焊焊接的方式将其连接为一个整体。使用方法，(1)将锚固件的一端焊接在炉壁上；(2)锚固件交叉均布在炉衬内；(3)锚固件横向水平排列，纵向均布交叉设置；(4)锚固件与锚固件之间的横向间隔≥300cm，纵向间隔≥400cm。本发明具有很强的增韧性和牵引力；易工业化、标准化生产；节约钢材，降低了成本；替代了炉体的刚性止推锚固砖，变侧壁的固定力为牵引力，适应炉墙的热膨胀力变化方向。

Description

大型工业窑炉炉衬的锚固件及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种大型工业窑炉炉衬，具体地说是一种大型氢氧化铝稀相流态化焙烧炉炉衬上的锚固件及其使用方法。

背景技术

目前我国引进和应用的焙烧炉以丹麦史密斯公司的注态悬浮焙烧炉(以下简称GSC炉)居多，其焙烧状态是：极短时间内完成10％含水量氢氧化铝的脱水和向氢氧化铝的晶格转变。GSC炉的系统的特点是：1、分离单元多，用多个混联分离单元的组合来完成快速高产的工艺脱水功能。2、系统的每一个单元担负着多项工艺功能，即要完成对上下级单元的动力和物料流的输送功能，又要完成本级的物料脱水和分级功能，同时要将已分级出来的物料烟气向上级单元反馈输送。3、整个系统是密闭的，靠气体输送并传递热能来完成工艺要求。如果系统某个环节出现问题，就造成全系统操作偏离，甚至系统振荡失控，因此，要求系统的整体稳定性。

近年来，我国重视了对炉衬的设计和改进，并取得了重大的成果，对炉衬施工采用多层复合结构，但是在炉衬的复合结构中要保证质量稳定和使用寿命的一项关键的技术就是连接炉衬材料的锚固件，也就是说锚固件和耐火耐磨不定型浇注料的结合是解决炉衬整体性能的关键。

发明内容

本发明的目的是，旨在解决上述技术问题的不足，公开了一种大型工业窑炉炉衬上的锚固件及其使用方法，以窑炉整体理念为核心，配合复合炉衬结构及炉体内部牵引力的变化，实施炉衬不同材料间的牢固结合及炉衬变化处结构的加强与增韧。

本发明为解决上述问题的不足，所采取的技术方案是：一种用于大型工业窑炉炉衬的锚固件，在锚固件上至少由一端设有一个V或U形的构件，其V形梁锚固壁之间的夹角＞60°，V或U形的构件由一个两端设有挂钩的连接钢筋连接，连接钢筋两端设有的挂钩套挂在V或U形的构件内，并采用点焊焊接的方式将其连接为一个整体。在通常的技术施工中，锚固件中的一个连接钢筋一般是采用直接焊接的方式焊接，其由于窑炉炉衬的特殊材料结构的要求，直接焊接的牵引力远达不到安全系数的要求，为此在本技术方案中将连接钢筋的一端或两端设为挂钩与点焊相结合的方式连接。

本发明在锚固件的V或U形的构件锚固壁上还有向两外侧延伸的钢筋。

本发明的锚固件在止推梁内的设置为多个竖向排列，中间设有连筋。

本发明采用的材料是不锈钢耐火耐磨材料。

本发明所述的一种用于大型工业窑炉炉衬的锚固件的使用方法：

(1)、将锚固件的一端焊接在炉壁上；

(2)、锚固件交叉均布在炉衬内；

(3)、锚固件横向水平排列，纵向均布交叉设置；

(4)、锚固件与锚固件之间的横向间隔≥300cm，纵向间隔≥400cm。

本发明的优点是：

1、锚固件的整体性能好，具有很强的增韧性；

2、连接锚固壁的钢筋设有挂钩，增强了牵引力；

3、V形梁锚固壁之间的夹角＞60°，增强了耐火耐磨炉衬的稳定性；

4、锚固件易工业化、标准化生产；

5、节约钢材，降低了成本；

6、采用锚固件和不定型耐火耐磨浇注料制成的炉衬，替代了炉体的刚性止推锚固砖，变侧壁的固定力为牵引力，适应炉墙的热膨胀力变化方向。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的连接钢筋结构示意图；

图3是本发明的V形构件结构示意图；

图4是本发明的施工方法结构示意图；

图5是本发明在高磨损部位设置锚固件竖向止推梁示意图；

图6是本发明的止推梁锚固件连筋示意图；

图7是本发明的炉顶烟气和转角处锚固加固示意图。

图中标记：1、锚固壁；2、连接钢筋；3、延伸的钢筋；4、挂钩；5、锚固件；6、横板缝；7、锚固件水平线；8、止推梁锚固件；9、锚固件；10、连筋；11、工作衬；12、锚固砖；13、纤维毡；14、炉壳；15、圆周向连筋；16、锚固件。

具体实施方式

如图1所示，本发明的一种用于大型工业窑炉炉衬的锚固件，由锚固壁1和连接钢筋2构成，在连接钢筋2上的一端至少设有一个锚固壁1，连接钢筋2与锚固壁1连接在一起，并用点焊焊接成一体。

如图2、图3所示，在连接钢筋2上设有挂钩4，挂钩4用于连接锚固壁1，在锚固壁1上设有延伸的钢筋3，以便于与炉衬的不定型耐火耐磨浇注料形成一个整体。

如图4所示，本发明的一种用于大型工业窑炉炉衬的锚固件的施工方法是：

(1)、将锚固件5的一端焊接在炉壁上；

(2)、锚固件5交叉均布在炉衬内；

(3)、锚固件5横向水平排列在锚固件水平线7上，纵向均布交叉设置；

(4)、锚固件与锚固件之间的横向间隔≥300cm，纵向间隔≥400cm。

实施例1

炉体侧壁锚固件配置

炉体侧壁的外层钢质外壳上均布焊接的刚性止推锚固砖改为耐热合金锚固件，变侧壁的固定锚固力为牵拉力，适应炉墙的热膨胀力变化方向。金属锚固件前端的“V”形，整体为“Y”形，其前端梁锚固壁之间的夹角＞60℃，以金属锚固件作为骨架将不定形耐火浇注料层和重质耐火浇注料层构成的内层与钢质外壳结合构成复合侧壁结构。侧壁炉墙的锚固点原则是采用均匀间距、横竖间隔、错落布置的方法，侧墙的斜推段亦如此。但锥段要按比例均匀减少锚固件且注意调整间距，最大间距可以调节到450mm见方。这一切都立足于复合炉墙侧壁的耐火材料力学结构设计计算。

炉墙外壁钢质外壳上均布焊接多根金属锚固件，金属锚固件前端为“V”形，整体为“Y”形，其前端梁锚固壁之间的夹角＞60℃，以金属锚固件作为骨架将钢质外壳与内层的刚性轻质耐火保温砖、不定形耐火浇注料层、重质耐火浇注料层构成复合炉墙结构。

实施例2

转折、临界及松弛部位加固锚固件

如图7所示，GSC炉PO2、PO3、CO1炉顶烟气出口转角，PO2、PO3、CO1烟气进口上升段及顶栅烟气出口，这些转折点、临界点、两单元之间联接松弛部位都是Al(OH)₃或Al₂O₃物料高温气流逆向运行的关键点。原有的耐火材料结构设计和材料设置都存在着先天性的缺陷，造成这些关键点严重的冲刷、拽漏和撕毁连接部。本实施例中以图2为例，这个锚固结构中将转角处上升烟道抱箍用较大的耐热不锈钢棒做成板状锚固件16和连筋15固定上升烟道下沿变角，两道止推锚固砖梁12把上升烟道固定，止推梁外由于加有迷宫膨胀缝两道，使上升烟道转角和上升烟道炉顶之间有松紧度，消结了热应力和机械应力变化对炉衬的损毁。

实施例3

高磨损部位的锚固件配置

如图5图6所示，在GSC炉中，不论是给料系统、文邱里闪速干燥Al(OH)₃系统，PO1、PO2旋风预热系统及关键的PO3、PO4焙烧分离系统和冷却分离系统，在物料与高温气流的逆向运动中，特别是Al(OH)₃转变为Al₂O₃高温分离部分如PO3、PO4中，蜗壳进口不平衡推力很大，是系统中磨损最严重的区域，在旋风筒上部找出原点O(以筒顶为基准平面)，在原点O找出平行于烟气进口和平行与进口烟气的三个基准点，这三点分别焊出立筋，这三点向下分别焊三列金属锚固件(在1400T/PGSC炉中竖向间隔300mm)每列金属锚固件都由立筋相连，组成竖向止推梁。竖向止推梁两边预留迷宫膨胀缝，高度PO3从顶向下5556mm，PO4从顶向下7241mm，竖向止推梁上下端与水平抱箍梁相连。从根本上保障高磨损区的浇注层稳定的力学结构。

采用本发明专利的稀相流态焙烧炉炉衬替代进口锚固件，无论是材料、材质、形状、组成的不定形耐火浇注料炉衬的骨架结构在优化配置耐火材料和符合实际的施工技术使得近年来在铝行业1300t/d、1350t/d、1850t/d多台GSC炉试用上取得了超产、节能、降耗和长炉衬寿命的好的经济和社会效益。

Claims (4)

1. 一种用于大型工业窑炉炉衬的锚固件，其特征在于：在锚固件上至少由一端设有一个V形的构件，其V形梁锚固壁(1)之间的夹角＞60°，V形的构件由一个两端设有挂钩的锚连接件(2)连接，锚连接件(2)两端设有的挂钩(4)套挂在V形的构件内，并采用点焊焊接的方式将其连接为一个整体。

2. 根据权利要求1所述的一种用于大型工业窑炉炉衬的锚固件，其特征在于：在锚固件的V形的构件锚固壁上还有向两外侧延伸的钢筋(3)。

3. 根据权利要求1所述的一种用于大型工业窑炉炉衬的锚固件，其特征在于：锚固件在止推梁内的设置为多个竖向排列，中间设有连筋。

4. 根据权利要求1所述的一种用于大型工业窑炉炉衬的锚固件的使用方法，其特征在于包括下列步骤：

(1)、将锚固件的一端焊接在炉壁上，另一端设置在浇注料内；

(2)、锚固件交叉均布在炉衬内；

(3)、锚固件横向水平排列，纵向均布交叉设置；

(4)、锚固件与锚固件之间的横向间隔≥300cm，纵向间隔≥400cm。

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