CN105758180A - 一种大跨度低拱顶电加热陶瓷烧结窑炉 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种大跨度低拱顶电加热陶瓷烧结窑炉，包括窑室拱顶、窑室壁、受力梁、轴、碟形弹簧、承载框架和窑室，其中所述窑室拱顶装砌在窑室内上端，且窑室拱顶两侧安装在窑室壁上，所述窑室拱顶由若干楔角等分，楔角角度小于窑室拱顶砌块的摩擦角，所述受力梁安装在窑室外侧、与窑室拱顶的砌装平面相对应，所述受力梁通过轴和蝶形弹簧与承载框架连接，所述承载框架用于支撑窑室。本发明当窑炉拱形宽为650?1050mm时，可烧制直径600?1000mm盘类陶瓷坯料，不会出现制品因受热不均开裂的问题；具有廉价、能源安全、便捷、洁净无污染的优点；且窑室内低、中温度控制精细，维护方便，相对运行费用较低及无人值守自动运行的优点。

Description

一种大跨度低拱顶电加热陶瓷烧结窑炉
技术领域
本发明属陶瓷盘类坯料电加热烧结窑炉技术领域，特别是涉及一种大跨度低拱顶电加热陶瓷烧结窑炉。
背景技术
工业窑炉是工业生产的基础设备，同时又是能源消耗大户，因此降低工业窑炉的能耗具有重大意义。
传统的工业窑炉采用煤、油和天然气作能源来保持窑炉的内部温度，但是由于采用上述物质作为能源，窑炉温度控制精度差，燃烧排放物多，污染环境而被电炉逐渐替代，特别是在烧制一些质量要求较高的产品时尤其需要使用电炉进行烧制，例如新材料、新能源等产品。现有的工业电炉一般采用电阻丝、硅碳棒、硅钼棒、钼丝、石墨等作为发热元件。上述发热元件工作时，首先对整个炉膛进行辐射加热，待炉膛内部温度升高后，然后通过热辐射和热传导对产品由外向内进行加热。由于产品烧制过程中内外温度梯度大，产品的均匀性不好，容易产生开裂、未烧透等质量问题。
窑室拱形腔部分为无效腔室，会增加能耗和窑室内温差，且与拱形高成正比例关系。一般窑炉拱顶曲率半径为R560--R600，当窑炉拱形宽大于650mm时，伴随拱高增加窑室内温差急剧增加(电加热窑炉窑室内无扰动气流)到大于摄氏40度，故一般电加热窑炉无法烧制直径大于600mm盘类陶瓷制品。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种大跨度低拱顶电加热陶瓷烧结窑炉，以解决当窑炉拱形宽大于650mm时，一般电加热窑炉无法烧制直径大于600mm盘类陶瓷制品的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种大跨度低拱顶电加热陶瓷烧结窑炉，包括窑室拱顶、窑室壁、受力梁、轴、碟形弹簧、承载框架和窑室，其中所述窑室拱顶装砌在窑室内上端，且窑室拱顶两侧安装在窑室壁上，所述窑室拱顶由若干楔角等分，所述楔角角度小于窑室拱顶切块的摩擦角，所述受力梁安装在窑室外侧、与窑室拱顶的砌装平面相对应，所述受力梁通过轴和蝶形弹簧与承载框架连接，所述承载框架用于支撑窑室。
本发明的进一步技术方案是，所述窑炉烧结陶瓷盘类坯料直径为600-1000mm。
本发明的又进一步技术方案是，所述窑炉烧结陶瓷盘类坯料厚度小于200mm。
本发明的再进一步技术方案是，所述窑室拱顶材料为莫来石。
本发明的再进一步技术方案是，所述窑室拱顶由四个楔角等分。
本发明的再进一步技术方案是，所述窑室拱顶拱形宽大于650mm。
本发明的再进一步技术方案是，所述窑室拱顶受热膨胀时，窑室拱顶水平推挤窑室壁位移，窑室壁位移通过受力梁和轴传递至蝶形弹簧使其产生压缩变形。
本发明的再进一步技术方案是，所述窑室拱顶温度下降时，窑室拱顶冷缩，窑室壁在碟形弹簧变形抗力作用下反向位移复位，使窑室拱顶得以维持原位。
本发明的再进一步技术方案是，所述碟形弹簧为直径100mm的二类碟形弹簧。
本发明的更进一步技术方案是，所述承载框架为环形闭合框架。
本设计降低窑室拱高，使窑室拱顶(四等分砌块)楔角小于砌块摩擦角，窑室拱顶楔形砖受热膨胀时，不能沿楔角法向位移而转向水平推挤窑室壁位移，窑室壁位移通过受力梁和轴传递至蝶形弹簧使其产生压缩变形；温度下降时，窑室拱顶冷缩，窑室壁在碟形弹簧变形抗力作用下反向位移复位，使窑室拱顶得以维持原位。
有益效果
本发明的优点有：
1、当窑炉拱形宽为650-1050mm时，可烧制直径600-1000mm盘类陶瓷坯料，不会出现制品因受热不均开裂的问题；
2、本发明具有廉价、能源安全、便捷、洁净无污染的优点；
3、本发明的窑室内低、中温度控制精细，维护方便，相对运行费用较低及无人值守自动运行的优点。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
如图1所示，一种大跨度低拱顶电加热陶瓷烧结窑炉，包括窑室拱顶1、窑室壁2、受力梁3、轴4、碟形弹簧5、承载框架6和窑室7，其中所述窑室拱顶1装砌在窑室7内上端，且窑室拱顶1两侧安装在窑室壁2上，所述窑室拱顶1由若干楔角等分，所述楔角角度小于窑室拱顶1切块的摩擦角，所述受力梁3安装在窑室7外侧、与窑室拱顶1的砌装平面相对应，所述受力梁3通过轴4和蝶形弹簧5与承载框架6连接，所述承载框架6用于支撑窑室7。
所述窑炉烧结陶瓷盘类坯料直径为600-1000mm，所述窑炉烧结陶瓷盘类坯料厚度小于200mm。
所述窑室拱顶1材料为莫来石，所述窑室拱顶1由四个楔角等分，所述窑室拱顶1拱形宽大于650mm。
所述窑室拱顶1受热膨胀时，窑室拱顶1水平推挤窑室壁2位移，窑室壁2位移通过受力梁3和轴4传递至蝶形弹簧5使其产生压缩变形。
所述窑室拱顶1温度下降时，窑室拱顶1冷缩，窑室壁2在碟形弹簧5变形抗力作用下反向位移复位，使窑室拱顶1得以维持原位。
所述碟形弹簧5为直径100mm的二类碟形弹簧。
所述承载框架6为环形闭合框架。
实际工作原理为：本设计降低窑室拱高，使窑室拱顶1楔角小于砌块摩擦角，烧结过程中，窑室拱顶1楔形砖受热膨胀时，不能沿楔角法向位移而转向水平推挤窑室壁2位移，窑室壁2位移通过受力梁3和轴4传递至蝶形弹簧5使其产生压缩变形；温度下降时，窑室拱顶1冷缩，窑室壁2在碟形弹簧5变形抗力作用下反向位移复位，使窑室拱顶1得以维持原位。
实施例2
陶瓷烧结炉工作温度：室温为1700度，交变温度会使炉体产生热涨冷缩，当窑室拱顶1曲率半径为R578mm时，拱顶莫来石楔形砖楔角为26度(四等分砌块)，大于砌块摩擦角(砌块摩擦系数为0.4时，摩擦角等于21.8度)，莫来石楔形砖受热膨胀时，将沿楔角法向位移，温度下降时莫来石楔形砖冷缩，在重力作用下复位。
本设计降低窑室拱顶1拱高，使窑室拱顶1曲率半径等于R1122mm，窑室拱顶1莫来石楔形砖楔角为14.8度(四等分砌块)，小于砌块摩擦角，莫来石楔形砖受热膨胀时，不能沿楔角法向位移(自锁)而转向水平推挤窑室壁2位移，窑室壁2位移通过受力梁3和轴4传递至蝶形弹簧5使其产生压缩变形；温度下降时莫来石砖冷缩，窑室壁2在碟形弹簧5变形抗力作用下反向位移复位，使窑室拱顶1得以维持原位。
其中窑室壁2横移平面以上荷重约2000Kg，产生水平位移力需大于7.85KN，故选用直径＝100mm二类碟形弹簧，P＝13KN，满足设计要求。

Claims (10)

1.一种大跨度低拱顶电加热陶瓷烧结窑炉，包括窑室拱顶(1)、窑室壁(2)、受力梁(3)、轴(4)、碟形弹簧(5)、承载框架(6)和窑室(7)，其特征在于：所述窑室拱顶(1)装砌在窑室(7)内上端，且窑室拱顶(1)两侧安装在窑室壁(2)上，所述窑室拱顶(1)由若干楔角等分，所述楔角角度小于窑室拱顶(1)砌块的摩擦角，所述受力梁(3)安装在窑室(7)外侧、与窑室拱顶(1)的砌装平面相对应，所述受力梁(3)通过轴(4)和蝶形弹簧(5)与承载框架(6)连接，所述承载框架(6)用于支撑窑室(7)。
2.根据权利要求1所述一种大跨度低拱顶电加热陶瓷烧结窑炉，其特征在于：所述窑炉烧结陶瓷盘类坯料直径为600-1000mm。
3.根据权利要求1或2所述一种大跨度低拱顶电加热陶瓷烧结窑炉，其特征在于：所述窑炉烧结陶瓷盘类坯料厚度小于200mm。
4.根据权利要求1所述一种大跨度低拱顶电加热陶瓷烧结窑炉，其特征在于：所述窑室拱顶(1)材料为莫来石。
5.根据权利要求1或4所述一种大跨度低拱顶电加热陶瓷烧结窑炉，其特征在于：所述窑室拱顶(1)由四个楔角等分。
6.根据权利要求1所述一种大跨度低拱顶电加热陶瓷烧结窑炉，其特征在于：所述窑室拱顶(1)拱形宽大于650mm。
7.根据权利要求1所述一种大跨度低拱顶电加热陶瓷烧结窑炉，其特征在于：所述窑室拱顶(1)受热膨胀时，窑室拱顶(1)水平推挤窑室壁(2)位移，窑室壁(2)位移通过受力梁(3)和轴(4)传递至蝶形弹簧(5)使其产生压缩变形。
8.根据权利要求1所述一种大跨度低拱顶电加热陶瓷烧结窑炉，其特征在于：所述窑室拱顶(1)温度下降时，窑室拱顶(1)冷缩，窑室壁(2)在碟形弹簧(5)变形抗力作用下反向位移复位，使窑室拱顶(1)得以维持原位。
9.根据权利要求1所述一种大跨度低拱顶电加热陶瓷烧结窑炉，其特征在于：所述碟形弹簧(5)为直径100mm的二类碟形弹簧。
10.根据权利要求1所述一种大跨度低拱顶电加热陶瓷烧结窑炉，其特征在于：所述承载框架(6)为环形闭合框架。
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