CN101746969B - 石灰窑 - Google Patents

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Abstract

一种平行流再生窑，其包括：第一和第二上部轴；第一和第二下部轴；所述上部轴分别连接到所述下部轴上；所述上部轴各具有下部环，所述下部轴各具有上部环；其特征在于：所述下部环和所述上部环通过基本上水平的结构连接在一起，由燃烧产生的气体通过圆形冠顶从所述第一轴流至所述第二轴，其中所述圆形冠顶形成在一区域内，并且由所引入的材料的休止角限定，其中，在所述区域中，所述下部环连接所述上部环。

Description

石灰窑
技术领域
本发明涉及石灰窑，尤其是涉及平行流再生窑及相关的构造方法，进一步具体地涉及相对于生产气体通风区域的上部轴和下部轴之间的边界拐角的构造。
背景技术
再生窑主要由两个在其内进行燃烧的上部轴和两个在其内对产品进行冷却的下部轴构成。在再生窑中，燃烧连续地在两个上部轴内交替进行。
石灰石被装载进入各个轴中，并且沿着其内发生热传递的预热/再生区下降，并且到达煅烧区。它从那里到达冷却区。
空气被送入各个轴的底部以冷却石灰。用于燃烧状态下的轴的冷却空气与燃烧气体和由煅烧形成的二氧化碳一起流过位于这两个并排的轴之间的圆形互连通道，从而从一个轴流至另一个轴，其中所述通道的区段由燃烧轴的最后拐角形成。在该轴中，来自燃烧中的轴的气体和被送入轴的底部中的冷却空气混合，并且升起以因此加热冷却区中的矿物。
平行轴再生窑例如从EP 1602889中是已知的，其包括称作圆形冠顶的空间以便燃烧气体能够从一个轴流至另一个。
该空间由上部轴的进入到下部轴中的延伸部分限定。
特别地，上部轴的下端的外表面和下部轴的上端的内表面限定该空间。
该弯曲的延伸部分具有相互锁合在一起的成型耐火元件。在窑操作期间，它们在加热期间膨胀，在冷却期间收缩。由于这些反应非均匀地发生，因此形成张力，该张力导致一些元件破裂或形成裂缝。
此外，上部轴的进入到下部轴中的延伸部分对应于悬挂的内圆柱体，从而导致与其支撑有关的特殊结构上的复杂化。
发明内容
本发明的目的是提供一种不再具有现有技术的缺陷的平行流再生窑。
另一目的是简化这种类型的窑的构造。
又一目的是使上部轴的最后的环的最外部组成拐角更耐用和耐高温，并且更能耐受进入材料的机械(磨损)作用。
根据本发明，通过一种平行流再生窑来实现这些目的和其他目的，所述平行流再生窑包括：第一和第二上部轴；第一和第二下部轴；所述上部轴分别连接到所述下部轴上；所述上部轴各自具有下部环，所述下部轴各自具有上部环；其特征在于：所述下部环和所述上部环通过基本水平的结构连接在一起，由燃烧产生的气体通过圆形冠顶从所述第一轴流至所述第二轴，其中，所述圆形冠顶形成在一区域中，并且由所引入的材料的休止角限定，其中，在所述区域内，所述下部环连接所述上部环。
还通过一种用于构造平行流再生窑的方法来实现这些目的，其中所述再生窑包括第一和第二上部轴以及第一和第二下部轴，所述方法包括以下步骤：在不将所述第一轴延伸入所述第二轴中的情况下使所述第一轴和所述第二轴连接，以及形成圆形冠顶，在所述圆形冠顶中由燃烧产生的气体从所述第一轴流至所述第二轴，并且所述圆形冠顶由一区域限定，并且由所引入的材料的休止角限定，其中，在所述区域内，所述下部环连接所述上部环。
本发明的其他特征限定在从属权利要求中。
根据本发明，位于并排的轴之间的气体传送通道由轴的直径之间的差以及由材料崩塌角产生的自然斜面形成，从而消除了对下部轴内的突起的需要，同时消除了相关的问题。
优选地，与现有技术的窑相比，轴的直径之间的差比较大。
为了隔绝壳体，安装已成形的砖块，从而取消了特殊固定件，并且提供了简单的引导轨道以在其上放置设有合适环的砖块。
作为本发明的结果，安装和干燥程序都得到了简化。
内部加强件被取消了，而这是现有技术中必需的特殊装备，其在任何情况下都必须在窑启动之前被拆除，并且不被再使用。
由于这种耐火砖联结系统，窑的维护操作也变得容易。
附图说明
本发明的特性和优点将从下面对其一个实施例的详细描述中变得显而易见，其中所述实施例作为非限制性实例在附图中示出，在附图中：
图1是根据本发明的平行流再生窑的示意图；
图2是根据本发明的平行流再生窑的顶部剖面示意图；
图3示意性地示出了根据本发明的平行流再生窑的细节；
图4示意性地示出了根据本发明的上部轴和下部轴之间的连接区；
图5示意性地示出了根据本发明的平行流再生窑的拐角的细节。
具体实施方式
参见附图，根据本发明的平行流再生窑包括第一上部轴10，该第一上部轴10连接到相应的第一下部轴11上。
在这两个轴的侧面且与该两个轴相连地，窑包括第二上部轴12，该第二上部轴12连接到相应的第二下部轴13上。
由燃烧产生的气体通过圆形冠顶14从第一轴流至第二轴，所述冠顶14形成在一区域内，在该区域内，上部轴10和12连接下部轴11和13。
从图中可以看到，上部轴10和12没有进入到下部轴11和13中的延伸部分。
上部轴10和12各自具有设置在它们的下端处的环15，下部轴11和13各自具有设置在它们的上端处的环16。该下部环15和上部环16由包括耐火材料的水平结构18(顶篷)基本上水平地连接在一起。
下部环15对应于上部轴10、12的下端，其中，后者不在上部环16的下面延伸。环15和16仅仅通过水平结构18连接在一起。
圆形冠顶14由材料的休止角(在图中用线17示出)形成。当材料下降到下部轴中时，假设下部轴11和13具有比上部轴10和12大的尺寸，它停下来且其水平面升高形成圆锥形堆，直至其到达引入材料的休止角(由线17限定)，在此处，燃烧产生的气体经由所形成的圆形冠顶14从该表面流至第二轴。
因此，圆形冠顶14在上部由结构18(顶篷)界定，在侧面以及在外部由环16界定，在内部由线17界定。形成具有三角形横截面的冠顶14，这可从图1中看到。
为形成能够传送所生成的气体的圆形冠顶，需要具有合适尺寸的区域。就现有技术而言，该区域由上部轴的进入到下部轴中的延伸部分确定。在本实施例中，由于没有延伸部分，因此优选提供其尺寸比现有技术大的下部轴。
特别地，对于具有在8-9米之间的下部轴直径的窑来说，上部轴10和12的内表面与下部轴11和13的内表面之间的距离例如等于约2.15米。
换句话说，下部轴的直径比上部轴的直径大50％，更优选地大大约100％或更大。
根据本发明的变型，可以通过在其下部提供切除部19来使结构18由较小的厚度形成。通过这种方式可进一步增加生产气体的通风区域。
在窑操作期间，由于燃烧气体的影响，设于轴10和12的下端处的环15的拐角向外膨胀，从而产生压力。该压力的一部分被设置用于环的组成区段的接缝吸收，一部分由为此目的设计的拐角结构来反抗。相反地，在窑冷却期间，会因为收缩而形成间隙，并且如果未得到清理，则这些间隙充满灰尘使得在再次对窑进行加热时，它们阻止正确的热膨胀，导致阻碍环的拐角结构上的和耐火元件自身上的压力增大。
在多次重复的加热和冷却过程之后，受阻碍的膨胀会导致耐火元件破裂，因此需要立即更换这些部件。
为了限制和防止上述问题，已经研究了一种解决方案，即以多个区段20形成环15。终端环15的各区段20由连接在一起的耐火元件21和22的块构成，从而膨胀/收缩接缝受限制于耐火环的组成区段20的数量。在一个实施例中，环15被制成6个区段20。区段20的数量可以根据环15的直径而变化。
窑的上部轴10和12的端部环15由不同的区段20制成，每个区段依次由畸形块(楔块)22(基于矩形或方形的截棱锥形式)和直块21(平行六面体形状)构成。
在各组成砖块的侧面上，块21和22设有凸型和凹型引导突舌59，二者用于促进装配和抵制会对绝缘耐火衬里造成破坏的壁后面的废气的渗透。
块21和22的这种特殊形状意味着：为组装整个环或其一部分，不必如通行作法中那样在金属衬背结构中形成后部开口，而是可以直接从内部安装它们，此外，整个环或其一部分可以在不必影响金属拐角结构的整体性的情况下拆卸或重装，从而确保了它的寿命。用于形成6个区段20中的每一个的块21和22通过砂浆固定在一起，其中，所述砂浆能够稳定地将相邻砖块“用水泥粘合”在一起，并将各区段形成为单个的块，而不在它们之间形成任何膨胀接缝。所用砂浆例如是由Refratechnik公司销售的称作KXXR或AGXR砂浆的类型。如现有技术中那样的具有预定长度且填充砂浆的膨胀接缝只存在于不同的区段20之间，因此它们是唯一的膨胀点。
为了形成环15的拐角，优选使用4个块，这4个块设置在垂直平面中且实际上叠置。然而，所用数量可以从一个到多于一个，同时始终要保持相同的支撑结构。
环15的拐角包括称作拐角结构的金属(钢)结构，该金属(钢)结构具有两种目的，即承受且同时抵制耐火环的热膨胀。
在本发明的优选实施例中，拐角结构在其横截面上被分成不同的腔室，从而使得受控的空气或气流沿着具有可变区段和长度的路径横过这些腔室。
拐角结构包括固定在位于轴的外部的金属结构上的第一水平金属结构30。
位于第一水平金属结构下方的第二水平金属元件31通过垂直的第三金属元件32与第一元件30相连接。
倾斜约45°的金属角元件33将水平元件30和31的左端连接在一起。该元件33支撑设置于其上方的耐火块。
设有第四垂直金属元件34，其固定在第二水平元件31下方且与垂直的第三元件32平行，该第四垂直金属元件34通过一系列水平金属挡板35与第三垂直元件32间隔开，并且在其下端处被最后的水平金属挡板36封闭。这些挡板形成位于元件32和34之间的连通腔室。
在第四垂直元件34和第二水平元件31之间存在有弯曲的金属元件40，该金属元件40的在上述两个元件之间的内部空间被挡板41分割，该挡板41优选呈90°分开设置，并形成彼此相通且与由挡板35形成的腔室相通的腔室。
第一元件30包括两个孔，输入导管42和输出导管43与所述两个孔连接，以使得气体能够在形成于金属拐角结构内的不同腔室之间传送。
在元件31和34的外端附近，两个金属挡块45和46设在弯曲元件40的外部。具有自由端48的弯曲金属引导件47固定在这些挡块上。引导件47在垂直平面内延伸，自由端48位于其上端处。特别地，引导件47为H形条杆的形式，该H形条杆设置成它的两个平行臂位于水平位置上，它的中心杆位于水平位置上。
引导件47在一端固定在(上部)金属挡块45和水平元件31之间，它的另一端固定在(下部)金属挡块46和垂直元件34之间。引导件47的H形条杆在形成靠近挡块45的端部48的那部分中在预定的最小长度上缺少H的两个臂中的一个(朝向窑内部的)，从而在自由端48和挡块45之间留下空间。
在图4中沿侧向看去，块50-53具有使得能够形成环15的拐角的形状(基于方形或矩形的截棱锥，并且可能彼此不同)。它们各自在它们的上端附近包括只部分穿入到块中(特别地，穿入随后用水泥粘合在一起的各对并排的块的内部)的支撑件55，一件C形条杆56在这些块的外部连接到该支撑件55上，并且使C形的口朝向上以充当联结元件，以便能够被联结到H形引导件47上。
块50-52可以通过其他技术方案连接到引导件47上，例如可以使用进入块中的其上固定有环的金属销。
由C形条杆56形成的联结元件可以在弯曲引导件47上从它的缺失H的一部分的自由端48滑动，然后向下滑动，同时联结到引导件47上。块50-52被一个接一个地插入，并因此保持固定。
设在元件31附近的块53不包括其他块的联结系统，其作为普通楔块被固定，并且初始通过侧向引导突舌59被保持在合适位置上。
设在块53的另一端处的块50靠近垂直金属元件34，但在它们之间设置有膨胀接缝58。
事先用成型的耐火砖形成块50-53。这些成型砖形成有由制造商保证的确定特性。例如，可以使用由Refratechnik公司或由这种区段的最知名的公司制造的砖块。
通过采用成型砖的这种优选方案，可以在无需费钱且精密的混凝土堆的预干燥的情况下完成窑的预热和启动，其中公知所述预干燥需要得到良好控制的较长时间和梯度。
根据拐角结构的另一实施例，可以将由供应公司烧制的预成型的耐火混凝土块固定在上述金属结构上，而不是将耐火砖固定在该金属结构上。
这些预成型块上制备有耐火的固定件，所述固定件已经结合在每一件中，从而使得一旦安装且被连接到窑壳的金属结构上的引导件保持，则所述件得到支撑。
根据拐角结构的又一实施例，可以将由供应商烧制的预成型的耐火混凝土块固定在上述金属结构上，而不是将耐火砖固定在该金属结构上。
这些预成型块上制备有耐火的固定件，所述固定件已经结合在每一件中，从而使得一旦安装且被连接到窑壳的金属结构上的引导件保持，则所述件得到支撑。
根据拐角结构的又一实施例，混凝土块被固定在上述金属结构上。
这些是现场浇注的，包括先前焊接到金属结构(弯曲金属元件40)上的固定件，因此，不需要弯曲金属引导件47。
耐火的拐角的环使用已描述过的拐角结构。
该环被制成数个区段，从而检查在浇注相邻区段之前已正确设置混凝土。
为了它的制备，每个环的区段都需要事先准备好的形式，浇注固定件现场焊接到拐角结构上。这些固定件具有各种形状和长度。
当各个单独部分已被安装时，它由金属结构来支撑。
在这种情况下，必须由检查混凝土的正确制备的有资质的人员来执行安装以确保获得良好的最终结果。此外，原材料的物理-化学特性是轴的拐角的正确成功的重要前提。
所用材料和尺寸可以根据要求和现有技术状态来任意选择。可以容易地对以这种方式设想的平行流再生窑进行多种变型和改变，同时完全落入本发明概念的范围；此外，所有的部件都可以用技术上等效的元件来代替。

Claims (7)

1.一种石灰窑，其包括：
第一上部轴(10)和第二上部轴(12)；
第一下部轴(11)和第二下部轴(13)；
所述上部轴(10，12)分别连接到所述下部轴(11，13)上；
所述上部轴(10，12)各具有下部环(15)，所述下部轴(11，13)各具有上部环(16)；
所述下部轴(11，13)的尺寸比所述上部轴(10，12)的尺寸大，其特征在于：
所述下部环(15)和所述上部环(16)通过水平的结构(18)连接在一起，并且所述上部轴(10，12)不延伸进入所述下部轴(11，13)的内部；
由燃烧产生的气体通过圆形冠顶(14)从所述第一轴(10，11)流至所述第二轴(12，13)，其中，所述圆形冠顶形成在一区域内，并且由所引入的材料的休止角限定，其中在所述区域中，所述下部环(15)连接所述上部环(16)；
所述窑包括多个水平对准的耐火砖(21，22)，所述耐火砖交替地包括基于方形或矩形的截棱锥形元件(22)和平行六面体形元件(21)；和
多个垂直对准的耐火元件(50-53)，所述多个耐火元件(50-53)中的每一个在其端部附近包括联结元件(56)，所述窑包括金属拐角结构，所述金属拐角结构包括设在垂直平面中的引导件(47)，以与所述联结元件(56)相协作；
所述金属拐角结构包括连接到输入导管(42)和输出导管(43)上的多个连通腔室，以使得气体能够在所述多个连通腔室之间传送。
2.如权利要求1所述的窑，其特征在于：
下部轴(11，13)的直径比上部轴(10，12)的直径大50％。
3.如权利要求1所述的窑，其特征在于：
所述窑是平行流再生窑。
4.如权利要求1所述的窑，其特征在于所述下部环，所述下部环的位于所述上部轴的内部的部分由多个耐火砖区段(20)制成。
5.如权利要求1所述的窑，其特征在于：
所述引导件(47)包括H形条杆，所述联结元件(56)包括C形条杆，所述C形条杆连接到部分穿入到所述多个耐火元件(50-53)中的支撑件上。
6.如权利要求1所述的窑，其特征在于：
形成区段(20)的一部分的所述多个水平对准的耐火砖(21，22)用水泥粘合在一起。
7.一种用于构造平行流再生窑的方法，所述再生窑包括：第一上部轴(10)和第二上部轴(12)以及第一下部轴(11)和第二下部轴(13)，所述方法包括以下步骤：
在不将所述上部轴(10，12)延伸进入所述下部轴(11，13)中的情况下使所述上部轴(10，12)和所述下部轴(11，13)连接，其中，所述上部轴(10，12)各具有下部环(15)，所述下部轴(11，13)各具有上部环(16)；以及
形成圆形冠顶(14)，在所述圆形冠顶中由燃烧产生的气体从所述第一轴(10，11)流至所述第二轴(12，13)，并且所述圆形冠顶由一区域以及由引入材料的休止角限定，其中在所述区域中，所述下部环(15)连接所述上部环(16)，
提供多个水平对准的耐火砖(21，22)，所述耐火砖交替地包括基于方形或矩形的截棱锥形元件(22)和平行六面体形元件(21)；和
提供多个垂直对准的耐火元件(50-53)，所述多个耐火元件(50-53)中的每一个在其端部附近包括联结元件(56)，所述窑包括金属拐角结构，所述金属拐角结构包括设在垂直平面中的引导件(47)，以与所述联结元件(56)相协作；以及
在所述金属拐角结构中提供连接到输入导管(42)和输出导管(43)上的多个连通腔室，以使得气体能够在所述多个连通腔室之间传送。
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