CN108036651A - 玻璃窑炉烟气出口结构 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种玻璃窑炉烟气出口结构，该结构包括由内至外穿过窑炉墙体(1‑1)的烟道(1‑2)和位于所述窑炉墙体(1‑1)外部的烟管(3‑1)，所述烟道(1‑2)和烟管(3‑1)的相邻端面通过膨胀圈(2‑1)密封连接且使所述烟道(1‑2)和烟管(3‑1)流体连通；所述膨胀圈(2‑1)的材料满足以下条件：耐热温度在1260℃以上，1000℃的24小时线收缩率不大于1.3％。本公开提供的玻璃窑炉烟气出口结构设置膨胀圈连接烟道和烟管，能够有效防止烟道和烟管由于热膨胀而产生挤裂或者拱起变形。

Description

玻璃窑炉烟气出口结构

技术领域

本公开涉及玻璃制备技术领域，具体地，涉及一种玻璃窑炉烟气出口结构。

背景技术

玻璃窑炉的窑内燃料燃烧后产生的烟气(废气)温度在1200℃左右。这些烟气随着烟道负压，经过窑炉的砖烟道持续不断地排出至大气层。传统的烟道由窑炉墙体内部向外侧延伸以输送烟气且均由砖材砌筑，烟道与窑炉墙体砌筑为一体。烟道与窑炉墙体的连接处为烟气出口部位，此部位烟气温度最高，因此烟道的膨胀变化最大，而且由于此部位烟道与窑炉墙体砌筑为一体，膨胀量很难被缓解、消耗掉，容易发生烟道由内向外挤裂或者拱起变形。因此在每次玻璃窑炉升温时的15-20天，需要派巡检人员进行巡检监控烟道口处，并同时控制玻璃窑炉升温速率，以防止烟道由于膨胀量过大而产生裂缝甚至倒塌，该方法费事费力，而且危险性大。

发明内容

本公开的目的是提供一种玻璃窑炉烟气出口结构，本公开提供的玻璃窑炉烟气出口结构设置膨胀圈连接烟道和烟管，能够有效防止烟道和烟管由于热膨胀而产生挤裂或者拱起变形。

为了实现上述目的，本公开提供一种玻璃窑炉烟气出口结构，该结构包括由内至外穿过窑炉墙体的烟道和位于所述窑炉墙体外部的烟管，所述烟道和烟管的相邻端面通过膨胀圈密封连接且使所述烟道和烟管流体连通；所述膨胀圈的材料满足以下条件：耐热温度在1260℃以上，1000℃的24小时线收缩率不大于1.3％。

可选的，所述膨胀圈的材料为陶瓷纤维毯，且松密度为100-150千克/米³，1000℃的比热为0.2-0.3千卡/℃，1000℃的热传导率不大于0.31瓦/(米·开)，抗风腐蚀性能为0-50米/秒。

可选的，所述膨胀圈的厚度为70-100毫米。

可选的，所述烟管的下方设置有支撑烟管的滑动支座。

可选的，所述烟管通过法兰与所述膨胀圈相连。

可选的，所述法兰与所述膨胀圈之间以及膨胀圈与烟道端面之间通过氧化铝粘结剂相粘结。

可选的，所述氧化铝粘结剂为莫来石氧化铝质粘着剂，其氧化铝含量为40-46重量％，氧化铝与二氧化硅的总含量不低于95重量％，1000℃热传导率小于0.21瓦/(米·开)，干态容重为600-700千克/米³，湿态容重为1200-1400千克/米³，涂层厚度2毫米的干燥后接着强度为3-6千克/300×300毫米。

可选的，所述烟道的出口端面和烟管的入口端面位于同一标高和同一中心线。

可选的，所述窑炉墙体和烟道的材料为33#-41#电熔锆刚玉砖、α-β刚玉砖或β刚玉砖；所述烟管的材料为SUS316、SUS310或SUS304系列不锈钢。

可选的，所述烟道凸出窑炉墙体的长度不超过200毫米。

本公开的玻璃窑炉烟气出口结构设置烟道和烟管，且将二者由膨胀圈相连，能够消除由烟道膨胀引起的烟道和窑炉砖体的挤裂、变形、甚至烟道的坍塌。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开提供的玻璃窑炉烟气出口结构一种具体实施方式的结构示意图(升温膨胀前示意图)。

图2是本公开提供的玻璃窑炉烟气出口结构另一种具体实施方式的结构示意图(升温膨胀后示意图)。

图3是本公开提供的膨胀圈一种具体实施方式的结构示意图。

附图标记说明

1-1窑炉墙体 1-2烟道

2-1膨胀圈

3-1烟管 3-2滑动支座 3-3法兰

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指部件实际使用时的上下左右。

本公开中，材料的耐热温度采用GB/T722-2007方法进行测定，1000℃的24小时收缩率采用GB/T3005-1982方法进行测定。

如图1-3所示，本公开提供一种玻璃窑炉烟气出口结构，该结构包括由内至外穿过窑炉墙体1-1的烟道1-2和位于所述窑炉墙体1-1外部的烟管3-1，所述烟道1-2和烟管3-1的相邻端面通过膨胀圈2-1密封连接(指连接处烟道、膨胀圈和烟管的内部相对于与外部密封)且使所述烟道1-2和烟管3-1流体连通；所述膨胀圈2-1的材料满足以下条件：耐热温度在1260℃以上，优选为1300-1400℃，1000℃的24小时线收缩率不大于1.3％，优选为1.0-1.2％。

本公开提供的玻璃窑炉烟气出口结构可以缓解500℃-1200℃温度区间的升温时烟气出口部位的烟道因受热膨胀而引起该部位的伸缩、拱起和挤裂等问题，可以将一体化、单一材料的砖烟道设计成分段式、自由膨胀结构。烟道一侧仍然可以采用砖材砌筑，与窑炉墙体砌筑为一体，窑外部位的烟道采用分体式的烟管，从而消耗掉纵向方向的膨胀量。在烟道与烟管之间设置膨胀圈，可以消耗掉烟管和烟道的横向和纵向的膨胀量。当窑内高温烟气依次经过烟道、膨胀圈、烟管时，产生的各个方向的膨胀量被依次消耗掉，不会因为热膨胀而影响到窑炉墙体安全，同时减轻巡检人员的工作负担和降低升温控制要求，提高升温速率，优选适用于熔化量20T/D以下小型玻璃窑炉。另外，本发明的结构也可以用于窑炉降温期间，由于温度下降引起的烟道自由收缩而导致的烟道砖体开缝、脱落等现象。

本公开对膨胀圈的材料并没有特殊要求，只要其能够满足耐热温度和膨胀率即可，例如，所述膨胀圈的材料可以为陶瓷纤维毯，且松密度可以为100-150千克/米³，1000℃的比热可以为0.2-0.3千卡/℃，1000℃的热传导率可以不大于0.31瓦/(米·开)，抗风腐蚀性能可以为0-50米/秒。图3是本公开提供的膨胀圈一种具体实施方式的结构示意图，如图3所示，膨胀圈采用陶瓷类纤维毯开孔切割而成，为中部开孔结构，其内圈直径与烟管一致，外部可以设置为方形或圆形，以圆形为例，外圈直径一般大于内圈直径100-120毫米以利于牢固地粘接在法兰上。

根据本公开，烟道和烟管之间的膨胀圈厚度可以根据烟气温度的范围进行确定，发明人根据试验发现，在500-1200℃的升温范围内，如图1所示，所述膨胀圈2-1的厚度(ΔX1)可以为70-100毫米，能够取得良好的抵消膨胀的效果。膨胀圈可以由一张或多张陶瓷纤维毯加工而成，例如采用厚度为25-50毫米的陶瓷纤维毯粘结而成。

根据本公开，所述烟管3-1的下方可以设置有支撑烟管3-1的滑动支座3-2，滑动支座可以包括支架和位于支架上方的弧形支撑板，滑动支座在支撑烟管的同时，可以让钢烟道在滑动弧面上自由滑动。

根据本公开，烟管用于将烟气输送至厂房外并与厂房外的烟囱相连，所述烟管3-1可以通过法兰3-3与所述膨胀圈2-1相连，该法兰用于粘结膨胀圈，直径优选与膨胀圈相同。

为了保证烟道、膨胀圈和烟管之间的粘接强度在高温状态下不泄漏烟气，所述法兰3-3与所述膨胀圈2-1之间以及膨胀圈2-1与烟道1-2端面之间可以通过氧化铝粘结剂相粘结，例如所述氧化铝粘结剂可以为莫来石氧化铝质粘着剂，其氧化铝含量可以为40-46重量％，氧化铝与二氧化硅的总含量可以不低于95重量％，1000℃热传导率可以小于0.21瓦/(米·开)，干态容重可以为600-700千克/米³，湿态容重可以为1200-1400千克/米³，涂层厚度2毫米的干燥后接着强度可以为3-6千克/300×300毫米。

为了防止粘结时产应应力，如图1-2所示，所述烟道1-2的出口端面和烟管3-1的入口端面可以位于同一标高和同一中心线，具体来说，烟道的出口端面和烟管的入口端面均为环形，该两个环形在同一高度上相对接。

根据本公开，所述窑炉墙体1-1和烟道1-2的材料可以采用膨胀系数较小且耐腐蚀的砖材料，例如可以为33#-41#电熔锆刚玉砖、α-β刚玉砖或β刚玉砖；所述烟管3-1的材料可以采用耐高温抗酸碱腐蚀能力强以及高温下伸缩量小的管材或板材卷制，例如可以为SUS316、SUS310或SUS304系列不锈钢。

为了减轻对窑体的热挤压和热裂影响，所述烟道1-2凸出窑炉墙体1-1的长度优选不超过200毫米，优选为120-160毫米。

下面通过具体实施方式提供本公开的玻璃窑炉烟气出口结构的安装制作方法，但是并不因此而限制本公开。

1、主体结构安装砌筑：

如图1-3所示，在玻璃窑炉侧面的窑炉墙体1-1中，砌筑烟气出口结构中的烟道1-2。烟道1-2为砖体结构，与窑炉墙体砌筑为一体。烟道1-2凸出窑炉墙体1-1的长度为100-200毫米左右，是窑内热烟气汇集流出的出口。在窑炉墙体1-1外，安装钢材质的烟管3-1，烟管3-1的入口端面与烟道1-2出口端面处于同一标高和同一中心线，二端面相对间距为△X1，二个端面平行无错位。烟管3-1的出口端与厂房外的土建砖烟道或者烟囱相连接。烟管3-1底部设置滑动支座3-2，烟管入口端面设置法兰3-3。

2、膨胀圈制作：

在建材市场采购技术标准为：松密度128千克/米³，1000℃的比热为0.25千卡/℃，1000℃的24小时线收缩率不大于1.3％，抗风蚀性能0-50米/秒，1000℃的热传导率不大于0.31瓦/(米·开)的耐热陶瓷纤维毯。一般单块陶瓷纤维毯厚度大于30毫米；将陶瓷纤维毯裁切成与法兰3-3的形状、尺寸一致的膨胀圈2-1，膨胀圈厚度等于△X1。

3、膨胀部分衔接：

氧化铝粘接剂使用莫来石氧化铝质粘着剂，在建材市场采购，成份：Al₂O₃含量40-46重量％；Al₂O₃+SiO₂≥95重量％，1000℃的热传导率＜0.21瓦/(米·开)，干态容重为650千克/米³，湿态容重1300千克/米³，涂层厚度2毫米的干燥后接着强度为4千克/300×300毫米。

将法兰3-3的端面和烟道1-2出口部位的端面清理干净且略显麻面，然后涂抹上述氧化铝粘着剂，涂抹的厚度为1-2mm，然后将膨胀圈迅速粘接在法兰3-3和烟道1-2端面之间，并使用外力托举10分钟左右。膨胀圈即可在常温下粘接牢固。

4、烧结成型：

点火烤窑之后，随着窑内烟气温度的不断上升，氧化铝粘接剂涂层与膨胀圈2-1、法兰3-3、烟道1-2逐步烧结为一体，不再脱落。

5、膨胀量的消耗：

当窑炉内烤窑温度升高至800℃以上时，窑炉墙体1-1、烟道1-2和窑外烟管3-1开始受热膨胀。窑炉墙体1-1、烟道1-2向墙体外部膨胀移动，烟管3-1沿滑动支座3-2向法兰3-3方向膨胀。烟道1-2和烟管3-1从两侧同时向膨胀圈2-1膨胀挤压，2-1膨胀圈受压厚度收缩至△X2，△X2动态变化直至烤窑升温结束。由于膨胀量被膨胀圈2-1及时吸收释放，不会导致窑炉墙体和烟道挤裂、拱起变形、甚至塌陷。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种玻璃窑炉烟气出口结构，该结构包括由内至外穿过窑炉墙体(1-1)的烟道(1-2)和位于所述窑炉墙体(1-1)外部的烟管(3-1)，所述烟道(1-2)和烟管(3-1)的相邻端面通过膨胀圈(2-1)密封连接且使所述烟道(1-2)和烟管(3-1)流体连通；所述膨胀圈(2-1)的材料满足以下条件：耐热温度在1260℃以上，1000℃的24小时线收缩率不大于1.3％。

2.根据权利要求1所述的烟气出口结构，其中，所述膨胀圈(2-1)的材料为陶瓷纤维毯，且松密度为100-150千克/米³，1000℃的比热为0.2-0.3千卡/℃，1000℃的热传导率不大于0.31瓦/(米·开)，抗风腐蚀性能为0-50米/秒。

3.根据权利要求1所述的烟气出口结构，其中，所述膨胀圈(2-1)的厚度为70-100毫米。

4.根据权利要求1所述的烟气出口结构，其中，所述烟管(3-1)的下方设置有支撑烟管(3-1)的滑动支座(3-2)。

5.根据权利要求1所述的烟气出口结构，其中，所述烟管(3-1)通过法兰(3-3)与所述膨胀圈(2-1)相连。

6.根据权利要求5所述的烟气出口结构，其中，所述法兰(3-3)与所述膨胀圈(2-1)之间以及膨胀圈(2-1)与烟道(1-2)端面之间通过氧化铝粘结剂相粘结。

7.根据权利要求6所述的烟气出口结构，其中，所述氧化铝粘结剂为莫来石氧化铝质粘着剂，其氧化铝含量为40-46重量％，氧化铝与二氧化硅的总含量不低于95重量％，1000℃热传导率小于0.21瓦/(米·开)，干态容重为600-700千克/米³，湿态容重为1200-1400千克/米³，涂层厚度2毫米的干燥后接着强度为3-6千克/300×300毫米。

8.根据权利要求1所述的烟气出口结构，其中，所述烟道(1-2)的出口端面和烟管(3-1)的入口端面位于同一标高和同一中心线。

9.根据权利要求1所述的烟气出口结构，其中，所述窑炉墙体(1-1)和烟道(1-2)的材料为33#-41#电熔锆刚玉砖、α-β刚玉砖或β刚玉砖；所述烟管(3-1)的材料为SUS316、SUS310或SUS304系列不锈钢。

10.根据权利要求1所述的烟气出口结构，其中，所述烟道(1-2)凸出窑炉墙体(1-1)的长度不超过200毫米。