CN101545722A

CN101545722A - 具有薄壁热传导构造的耐火材料构件及制造方法和应用

Info

Publication number: CN101545722A
Application number: CN200910132879A
Authority: CN
Inventors: 徐林波
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-04-18
Filing date: 2009-04-18
Publication date: 2009-09-30

Abstract

一种具有薄壁传热构造的耐火材料构件及制造方法和应用，其特征是：以具有中空结构的耐火材料构件为骨架，在其进行热交换的工作面上设置用于隔断传热的薄壁耐火材料，用于建造各种窑炉火道墙和窑炉炉体。

Description

具有薄壁热传导构造的耐火材料构件及制造方法和应用

技术领域

本发明所涉及的是一种用于热传导的耐火材料构件及制造方法和应用。

背景技术

目前，用于热传导的耐火材料构件例如：建造火道墙用的各种耐火砖或浇筑捣打构件，都是实心结构的。由于结构强度方面的原因，火道墙不可能建得很薄。带来的问题是：1、火道墙热传导的效率较低；2、火道墙的升温和降温时间较长，影响生产效率的提高；3、火道内温度较高，影响火道墙的使用寿命；4、由于上述三方面的原因，造成能源的极大地浪费；5、耗材较多，提高了建造火道墙的成本和时间；6、间歇式窑炉对火道墙耐火材料的热震稳定性能有较高要求；7、实心浇注料预制的火道墙易开裂等等。

发明内容

为解决上述问题，本实用发明设计了一种具有薄壁传热构造的耐火材料构件及制造方法和应用，其解决问题的技术方案是：

1、以具有中空结构的耐火材料构件为骨架，在其进行热交换的工作面上设置用于隔断传热的薄壁耐火材料。

2、根据使用温度和气氛，上述用于隔断传热的薄壁耐火材料可以是无机非金属材料或耐热金属材料；它们可与耐火材料构件一起制造出来，也可单独制造后，用镶嵌、粘贴等方法附着在耐火材料构件上。

3、上述具有中空结构的耐火材料构件可以是烧成制品，也可以是浇筑预制件。

4、上述具有中空结构的耐火材料构件可制成具有均匀微孔结构的轻质材料构件。这种轻质材料构件可用材料发泡的方法、或在混合料中参入有机颗粒(如苯板颗粒)然后烧蚀的方法制造。

5、上述具有中空结构的耐火材料构件可用如下方法制造：

1)、将制造耐火材料构件的成型混合料封闭在模具里，通过埋于混合料侧面或(和)芯部的封闭流体膨胀加压或火药爆破加压使耐火材料构件成型。

2)、用埋于浇筑成型混合料侧面或(和)芯部的封闭流体为模具芯材使耐火材料构件成型。

3)、用埋于成型混合料侧面或(和)芯部的有机型材例如：泡沫塑料、空心塑料件(如塑料管材)为模具芯材使耐火材料构件成型。

6、上述具有中空结构的耐火材料构件在一个方向上具有贯通孔或盲孔；或在两个以方向具有相交汇的贯通孔或盲孔，它们形成具有不同构造和用途的耐火材料构件。

在一个方向上具有贯通孔或盲孔的耐火材料构件称为A型或A1型；在一个方向上具有贯通孔，在另一个方向上具有盲孔的耐火材料构件称为B型；在两个方向上具有交汇贯通孔的耐火材料构件称为C型；在两个方向上具有交汇贯通孔的耐火材料构件称为D型。以这些具有不同构造的耐火材料构件为单元，可以用砌筑或浇筑成型的方法将自身或相互连接，形成具有更大传热工作面积和体积的耐火材料构件。

7、上述具有中空结构的耐火材料构件不仅可用来建造各种火道的两侧墙体，还可将自身的中空结构连接成燃气通道，并与设置在其热交换工作面上用于隔断传热的薄壁耐火材料一起组成具有隔离加热功能的火道使用。

8、还可将上述具有中空结构的耐火材料构件自身的中空结构连接成空气通道，用于空气的加热。

9、上述具有中空结构的耐火材料构件可用于制造碳素焙烧炉的框式或板式火道墙体的浇筑预制件。在板式火道墙体中，板式浇筑预制板(7)的两端与横隔板(8)的两端，通过子母口连接锁定。

横隔板(8)即可为整块结构，也可在高度方向上分成数块，并从下到上、从大到小地隔开一定的间隔，以便燃气不留死角地均匀流过整个火道空间，从而使焙烧室被均匀加热。

10、将附着在碳素焙烧炉框式或板式火道墙体耐火材料骨架上用于隔断传热的薄壁耐火材料，设计成具有一定数量微小(直径约在5mm以下)透气孔的结构，用作将焙烧室挥发份导入火道的通路。

11、将上述具有中空结构的耐火材料构件和设置在其热交换工作面上用于隔断传热的薄壁耐火材料一起组成的具有隔离加热功能的火道，作为一种燃气隔离加热设备来加热空气、氮气等各种气体，并用于设计各种窑炉炉体和各种窑炉烟道的热能交换器。

12、可将上述一部分用于隔断传热的薄壁耐火材料换成具有一定厚度的保温隔热耐火材料，从而可实现让火道墙加热面积上的温度按要求分布。

用上述具有薄壁传热构造的耐火材料构件制造各种火道墙的优点在于：

1、可极大地提高窑炉加热空间的升温和降温速度，从而提高窑炉的使用效率。

2、可极大地提高火道墙的传热效率，降低火道燃气温度，从而极大地节省能源。

3、可大大减小火道墙的两侧温差，从而减小墙体变形，提高火道和窑炉使用寿命。

4、可在很大程度上减轻火道墙的整体重量，不仅可减少制造成本还便于安装施工。

5、具有中空结构的火道墙可有效防止墙体大面积开裂，并提高其热震稳定性能。

6、可根据加工制品的不同，调节火道墙面积上的温度分布。

7、可根据需要任意设计燃气-空气换热器中的两种气体路经，以增加换热面积，提高环热效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是具有中空结构的A型耐火材料构件的立体构造图。

图2是图1的局部剖视图。

图3是具有中空结构的B型耐火材料构件的立体构造图。

图4是图3的局部剖视图。

图5是具有中空结构的C型耐火材料构件的立体构造图。

图6是图5的局部剖视图。

图7是具有中空结构的D型耐火材料构件的立体构造图。

图8是图7的局部剖视图。

图9是具有中空结构耐火材料构件的框式碳素焙烧炉火道墙体的浇筑预制件立体构造图。

图10是具有中空结构耐火材料构件的板式碳素焙烧炉火道墙体的浇筑预制件立体构造图。

图11是用上述板式浇筑预制件构建的碳素焙烧炉火道的立体构造示意图。

图12是图11的横向中心立面剖视图。

图13是用砌筑或浇筑成型的方法将B型耐火材料构件自身建造成的一种火道结构立体示意图。

图14是图13的横向中心立面剖视图。

图15是用砌筑或浇筑成型的方法将B型耐火材料构件自身连接成的、具有更大传热工作面积和体积的耐火材料构件的立体构造示意图。

图16是图15的局部剖视图。

图17是用砌筑或浇筑成型的方法将C型耐火材料构件自身连接成的、具有更大传热工作面积和体积的耐火材料构件的立体构造示意图。

图18是图17的局部剖视图。

图19是是用砌筑或浇筑成型的方法将D型耐火材料构件自身连接成的、具有更大传热工作面积和体积的耐火材料构件的立体构造示意图。

图20是图19的局部剖视图。

图21是用砌筑或浇筑成型的方法将D型耐火材料构件自身建造成的一种火道结构立体示意图。

图中1.具有中空结构的A型耐火材料构件；2.用于隔断传热的薄壁耐火材料；3.具有中空结构的B型耐火材料构件；4.具有中空结构的C型耐火材料构件；5.具有中空结构的D型耐火材料构件；6.一种框式碳素焙烧炉火道墙体的浇筑预制件；6a.在热交换工作面上大传热孔；6b.在热交换工作面上小传热孔；6c.子母口凸块；6d.子母口凹槽；6e.用于隔断传热的薄壁耐火材料；6f.具有微小透气孔结构的薄壁耐火材料；7.一种板式碳素焙烧炉火道墙体的浇筑预制件；7a.用于隔断传热的薄壁耐火材料；7b.具有微小透气孔结构的薄壁耐火材料；8.横隔板；8a.端头连接板；9.用砌筑或浇筑成型的方法将B型耐火材料骨架自身连接成的燃气通道；9a.用于隔断传热的薄壁耐火材料；9b.具有微小透气孔结构的薄壁耐火材料；10.上火道；11.下火道；12.用砌筑或浇筑成型的方法将C型耐火材料构件自身连接成的燃气通道；12a.用于隔断传热的薄壁耐火材料；12b.具有微小透气孔结构的薄壁耐火材料；13.用砌筑或浇筑成型的方法将D型耐火材料构件自身连接成的燃气通道；13a.用于隔断传热的薄壁耐火材料；13b.具有微小透气孔结构的薄壁耐火材料。

具体实施方式

图1中，具有中空结构的A型耐火材料构件中，如果其孔洞为盲孔则为A1型耐火材料构件。

图1至图8中用于隔断传热的薄壁耐火材料(2)可做成包括圆形和矩形在内的各种几何形状；并可根据不同需要用耐热金属材料或保温材料制作；

图1至图8中可用堵住某一侧洞口的方法引导气流在耐火材料构件中的路径走向。

图9中，传热孔6a和孔洞6b以一定间隔均匀分布在一种框式碳素焙烧炉火道墙体的浇筑预制件上，有利于均匀传热和导流。

图12中，横隔板(8)在高度方向上分成数块，并从下到上、从大到小地隔开一定的间隔，以便燃气不留死角地在整个火道空间均匀流过，从而使焙烧室被均匀加热。

Claims

1、一种具有薄壁传热构造的耐火材料构件及制造方法和应用，其特征是：以具有中空结构的耐火材料构件为骨架，在其进行热交换的工作面上设置用于隔断传热的薄壁耐火材料，用于建造各种窑炉火道墙和窑炉炉体。

2、根据权利要求1所述的一种具有薄壁传热构造的耐火材料构件及制造方法和应用，其特征是：上述具有中空结构的耐火材料构件用在成型混合料中参入有机颗粒然后烧蚀的方法以制成具有均匀微孔结构的轻质材料构件。

3、根据权利要求1所述的一种具有薄壁传热构造的耐火材料构件及制造方法和应用，其特征是：上述具有中空结构的耐火材料构件用将成型混合料封闭在模具里，并通过埋于混合料侧面或(和)芯部的封闭流体膨胀加压或火药爆破加压的方法成型。

4、根据权利要求1所述的一种具有薄壁传热构造的耐火材料构件及制造方法和应用，其特征是：用埋于成型混合料侧面或(和)芯部的有机型材为模具芯材使上述具有中空结构的耐火材料构件成型。

5、根据权利要求1所述的一种具有薄壁传热构造的耐火材料构件及制造方法和应用，其特征是：上述具有中空结构的耐火材料构件在一个方向上具有贯通孔或盲孔。

6、根据权利要求1所述的一种具有薄壁传热构造的耐火材料构件及制造方法和应用，其特征是：上述具有中空结构的耐火材料构件在两个以方向具有相交汇的贯通孔或盲孔。

7、根据权利要求1所述的一种具有薄壁传热构造的耐火材料构件及制造方法和应用，其特征是：将上述具有中空结构的耐火材料构件自身的中空结构连接成燃气通道，并与设置在其热交换工作面上用于隔断传热的薄壁耐火材料一起组成具有隔离加热功能的火道使用。

8、根据权利要求1所述的一种具有薄壁传热构造的耐火材料构件及制造方法和应用，其特征是：将上述具有中空结构的耐火材料构件用于制造碳素焙烧炉的板式火道墙体的浇筑预制件，并将板式火道墙体的板式浇筑预制板(7)的两端与横隔板(8)的两端，通过子母口连接锁定。

9、根据权利要求8所述的一种具有薄壁传热构造的耐火材料构件及制造方法和应用，其特征是：横隔板(8)在高度方向上分成数块，并从下到上、从大到小地隔开一定的间隔。

10、根据权利要求8所述的一种具有薄壁传热构造的耐火材料构件及制造方法和应用，其特征是：将附着在碳素焙烧炉框式或板式火道墙体耐火材料构件上用于隔断传热的薄壁耐火材料，设计成具有一定数量微小透气孔的结构，用作将焙烧室挥发份导入火道的通路。