CN108375305B - 一种炉窑内胆热胀冷缩补偿结构及炉窑 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种炉窑内胆热胀冷缩补偿结构及炉窑，属于热胀冷缩补偿技术领域。该补偿结构包括多个补偿单元，每个补偿单元包括内胆弧板、立筋和补偿件。相邻两个内胆弧板之间留有热胀冷缩补偿间隙，横向的两块内胆弧板之间设有横向立筋，纵向的两块胆弧板之间设有纵向立筋。每对纵向立筋之间和横向立筋之间分别设有纵向补偿件和横向补偿件，四块内胆弧板的十字交叉位置设有十字双向补偿件。相邻两个补偿单元中，前补偿单元的第二、第三内胆弧板分别作为后补偿单元的第一、第四内胆弧板。该补偿结构能够使整个内胆尺寸的变化与炉窑外壳的尺寸变化一致，减小内胆的热应力，有效保护设备。包含上述补偿结构的炉窑，强度较高，使用寿命较长。

Description

一种炉窑内胆热胀冷缩补偿结构及炉窑

技术领域

本发明涉及热胀冷缩补偿技术领域，且特别涉及一种炉窑内胆热胀冷缩补偿结构及炉窑。

背景技术

水泥等回转窑的炉壳为碳钢，内衬通常为耐火保温砖。由于耐火保温砖的比重大，使回转窑的重量大增，运转的动力消耗大，而且，由于耐火砖的强度低，使用寿命低，更换机率大。如果回转窑增设内胆钢壳，由于内胆钢壳与回转窑的外壳所处温度环境的巨大差异，内外壳的膨胀量会产生大的差异，内胆易被内应力破坏，如何使内胆膨胀量有一个补偿，使补偿后的内胆与外壳膨胀量一致成为关键。

发明内容

本发明的目的之一包括提供一种炉窑内胆热胀冷缩补偿结构，该补偿结构能够使整个内胆尺寸的变化与炉窑外壳的尺寸变化一致，减小内胆的热应力，有效保护设备。

本发明的另一目的包括提供一种炉窑，其包含上述炉窑内胆热胀冷缩补偿结构，强度较高，使用寿命较长。

本发明解决其技术问题是采用包括以下技术方案来实现的：

本发明实施例提出了一种炉窑内胆热胀冷缩补偿结构，其包括多个补偿单元，多个补偿单元分别沿炉窑内胆的径向和轴向设置。

每个补偿单元包括四块大小相等的内胆弧板、两对纵向立筋、两对横向立筋、多个横向补偿件、多个纵向补偿件和一个十字双向补偿件。

四块内胆弧板为呈“口”字形排布的第一内胆弧板、第二内胆弧板、第三内胆弧板和第四内胆弧板，相邻两个内胆弧板之间留有热胀冷缩补偿间隙，第一内胆弧板与第二内胆弧板之间、第三内胆弧板与第四内胆弧板之间分别设有一对横向立筋，第一内胆弧板与第四内胆弧板、第二内胆弧板与第三内胆弧板之间分别设有一对纵向立筋。

每对纵向立筋之间设有纵向补偿件，每对横向立筋之间设有横向补偿件，第一内胆弧板、第二内胆弧板、第三内胆弧板与第四内胆弧板形成的十字交叉位置设有十字双向补偿件。

沿炉窑内胆的轴向的相邻两个补偿单元中，第一个补偿单元的第二内胆弧板和第三内胆弧板分别作为第二个补偿单元的第一内胆弧板和第四内胆弧板。

进一步地，在本发明较佳实施例中，纵向补偿件和横向补偿件均呈“U”形或“W”形，十字双向补偿件呈十字双向“U”形或十字双向“W”形。

进一步地，在本发明较佳实施例中，纵向补偿件的开口端设有翅片，纵向立筋设有用于与纵向补偿件的翅片连接的隔板条。

横向补偿件的开口端设有翅片，横向立筋设有用于与横向补偿件的翅片连接的隔板条。

进一步地，在本发明较佳实施例中，十字双向“U”形补偿件的封闭端设有凸起，十字双向“W”形补偿件的位于同侧的两个开口的交叉处设有凸起。

进一步地，在本发明较佳实施例中，每块内胆弧板、每条横向立筋以及每条纵向立筋均为厚度为4-15mm的不锈钢板。

进一步地，在本发明较佳实施例中，每块内胆弧板、每条横向立筋以及每条纵向立筋均为厚度为5-10mm的不锈钢板。

进一步地，在本发明较佳实施例中，纵向补偿件、横向补偿件以及十字双向补偿件均为厚度为1-3mm的不锈钢板。

进一步地，在本发明较佳实施例中，纵向补偿件、横向补偿件以及十字双向补偿件均为厚度为1.5-2mm的不锈钢板。

本发明实施例还提出了一种炉窑，其包括炉窑外壳、炉窑内胆和保温层，炉窑内胆包括上述炉窑内胆热胀冷缩补偿结构，保温层设置于与炉窑外壳的内表面与内胆弧板之间，炉窑外壳的内表面与补偿件之间填充有保温棉，炉窑外壳的内表面与内胆弧板之间设有立筋。

进一步地，在本发明较佳实施例中，每块内胆弧板及内胆弧板对应的横向补偿件、纵向补偿件、横向立筋以及纵向立筋围成的区域对应的炉窑外壳上均设有至少一个通气孔。

本发明实施例中炉窑内胆热胀冷缩补偿结构及炉窑的有益效果包括：

本实施例所提供的炉窑内胆热胀冷缩补偿结构将炉窑内胆分成若干内胆弧板，内胆弧板之间的间隙部位通过设置“U”形或“W”形补偿件并以其开口的张与合来补偿内胆的热胀冷缩，使整个内胆尺寸的变化与回转窑外壳的尺寸变化一致，减小内胆的热应力，有效保护设备。包含上述补偿结构的炉窑，强度较高，使用寿命较长。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的炉窑的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的炉窑内胆热胀冷缩补偿结构中补偿单元的结构示意图；

图3为图1中Ⅲ处“U”形补偿件与立筋间局部端面连接结构示意图；

图4为本发明实施例提供的炉窑内胆热胀冷缩补偿结构中“U”形补偿件的断面结构示意图；

图5为本发明实施例提供的炉窑内胆热胀冷缩补偿结构中“W”形补偿件的断面结构示意图；

图6为本发明实施例提供的炉窑内胆热胀冷缩补偿结构中十字双向“U”形补偿件在第一视角下的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的炉窑内胆热胀冷缩补偿结构中十字双向“U”形补偿件在第二视角下的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的炉窑内胆热胀冷缩补偿结构中十字双向“W”形补偿件在第一视角下的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的炉窑内胆热胀冷缩补偿结构中十字双向“W”形补偿件在第二视角下的结构示意图。

图标：1-炉窑外壳；2-炉窑内胆；20-炉窑内胆热胀冷缩补偿结构；21-补偿单元；210-内胆弧板；2101-第一内胆弧板；2102-第二内胆弧板；2103-第三内胆弧板；2104-第四内胆弧板；211-立筋；2111-横向立筋；2112-纵向立筋；2113-隔板条；212-纵向补偿件；213-横向补偿件；214-十字双向补偿件；2141-凸起；215-翅片；3-保温层。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“垂直”等术语并不表示要求部件绝对垂直，而是可以稍微倾斜。如“垂直”仅仅是指其方向相对“水平”而言更加垂直，并不是表示该结构一定要完全垂直，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合实施例进行具体说明。

实施例

本发明实施例提供一种炉窑内胆热胀冷缩补偿结构20及含有该补偿结构的炉窑。

请参照图1至图3，炉窑包括炉窑外壳1、炉窑内胆2和保温层3，炉窑内胆2包括炉窑内胆热胀冷缩补偿结构20，保温层3设置于与炉窑外壳1的内表面与内胆弧板210之间，炉窑外壳1的内表面与补偿件之间填充有保温棉，炉窑外壳1的内表面与内胆弧板210之间设有立筋211。

请参照图2，炉窑内胆热胀冷缩补偿结构20包括多个补偿单元21(如图2所示)，多个补偿单元21分别沿炉窑内胆2的径向和轴向设置。每个补偿单元21包括四块内胆弧板210、两对纵向立筋2112、两对横向立筋2111、多个横向补偿件213、多个纵向补偿件212和一个十字双向补偿件214。

四块内胆弧板210为呈“口”字形依次排布的第一内胆弧板2101、第二内胆弧板2102、第三内胆弧板2103和第四内胆弧板2104，相邻两个内胆弧板210之间留有热胀冷缩补偿间隙，该热胀冷缩补偿间隙由配对的立筋211之间形成。

第一内胆弧板2101与第二内胆弧板2102之间、第三内胆弧板2103与第四内胆弧板2104之间分别设有一对横向立筋2111(与炉窑轴线平行的立筋211)，第一内胆弧板2101与第四内胆弧板2104、第二内胆弧板2102与第三内胆弧板2103之间分别设有一对纵向立筋2112(与炉窑轴线垂直的立筋211)。就总的炉窑内胆热胀冷缩补偿结构20而言，每块内胆弧板210的四周均分别设有两条横向立筋2111和两条纵向立筋2112。

每对纵向立筋2112之间设有纵向补偿件212，每对横向立筋2111之间设有横向补偿件213。第一内胆弧板2101、第二内胆弧板2102、第三内胆弧板2103与第四内胆弧板2104形成的十字交叉位置设有十字双向补偿件214。

沿炉窑内胆2的轴向的相邻两个补偿单元21中，第一个补偿单元21的第二内胆弧板2102和第三内胆弧板2103分别作为第二个补偿单元21的第一内胆弧板2101和第四内胆弧板2104。换而言之，前一个补偿单元21的第二内胆弧板2102(后一个补偿单元21的第一内胆弧板2101)与后一个补偿单元21的第二内胆弧板2102之间设有一对纵向立筋2112以及纵向补偿件212，前一个补偿单元21的第三内胆弧板2103(后一个补偿单元21的第四内胆弧板2104)与后一个补偿单元21的第三内胆弧板2103之间设有一对纵向立筋2112以及纵向补偿件212。

较佳地，请一并参照图4至图9，本实施例中纵向补偿件212和横向补偿件213均可呈“U”形(如图4所示)或“W”形(如图5所示)，十字双向补偿件214可呈十字双向“U”形(如图6及图7所示)或十字双向“W”形(如图8及图9所示)。可参考地，在同一炉窑内胆热胀冷缩补偿结构20中，可以是纵向补偿件212和横向补偿件213同时呈“U”形，十字双向补偿件214呈十字双向“U”形，也可以是纵向补偿件212和横向补偿件213同时呈“W”形，十字双向补偿件214呈十字双向“W”形。

其中，“U”形具有一个开口，“W”形具有两个开口。将炉窑内胆2分成若干内胆弧板210，内胆弧板210之间的间隙部位通过设置具有开口的“U”形或“W”形补偿件，并利用其开口的张与合来补偿内胆的热胀冷缩，使整个内胆尺寸的变化与回转窑外壳的尺寸变化一致，从而减小内胆的热应力，有效保护设备。

请继续参照图3，本实施例中纵向补偿件212和横向补偿件213的开口端均设置有翅片215。具体地，纵向补偿件212的开口端设有翅片215，纵向立筋2112设有用于与纵向补偿件212的翅片215连接的隔板条2113。也即纵向补偿件212的开口端的侧壁设置有朝向纵向立筋2112的翅片215，互成一对的两条纵向立筋2112分别设有朝向纵向补偿件212的隔板条2113，以使纵向立筋2112的翅片215与该隔板条2113连接。

横向补偿件213的开口端也设有翅片215(图未示)，横向立筋2111设有用于与横向补偿件213的翅片215连接的隔板条2113(图未示)。也即横向补偿件213的开口端的侧壁设置有朝向横向立筋2111的翅片215，互成一对的两条横向立筋2111分别设有朝向横向补偿件213的隔板条2113，以使横向立筋2111的翅片215与该隔板条2113连接。作为可选地，翅片215可与隔板条2113焊接在一起。

较佳地，请一并参照图6与图8，本实施例中十字双向补偿件214设有凸起2141，具体地，十字双向“U”形补偿件的封闭端(与开口相对的一端)设有该凸起2141(请参照图6)，十字双向“W”形补偿件的位于同侧的两个开口的交叉处设有该凸起2141(请参照图8)。通过在十字双向补偿件214中设置凸起2141，能使十字交叉部位的横向和纵向也具有尺寸补偿能力，以更好的避免十字双向“U”形结构或十字双向“W”形结构补偿能力不足，而造成十字双向“U”形结构或十字双向“W”形结构的破坏或与周围连接件间的撕裂等现象发生。

可参考地，本实施例中每块内胆弧板210、每条横向立筋2111以及每条纵向立筋2112均可以为厚度为4-15mm的不锈钢板。优选地，每块内胆弧板210、每条横向立筋2111以及每条纵向立筋2112均为厚度为5-10mm的不锈钢板。

可参考地，上述横向立筋2111例如可以为长方形板条，竖向立筋211可以为内胆板条，内胆板条的外弧与炉窑外壳1的内弧一致，内胆板条的内弧与内胆板的弧度一致。

可参考地，本实施例中纵向补偿件212、横向补偿件213以及十字双向补偿件214均可为厚度为1-3mm的不锈钢板。优选地，纵向补偿件212、横向补偿件213以及十字双向补偿件214均为厚度为1.5-2mm的不锈钢板。

例如，在同一炉窑内胆热胀冷缩补偿结构20中，可以是内胆弧板210的厚度为10mm，横向立筋2111与纵向立筋2112的厚度为8mm，纵向补偿件212、横向补偿件213以及十字双向补偿件214的厚度为1.5mm；也可以是内胆弧板210的厚度为8mm，横向立筋2111与纵向立筋2112的厚度为6mm，纵向补偿件212、横向补偿件213以及十字双向补偿件214的厚度为2mm。

上述厚度的不锈钢内胆弧板210既能保证其具有适当的强度、耐磨性、耐热性和耐蚀性，又不会对窑体增加很大重量，节省运转动力。上述厚度的不锈钢“U”形或“W”形补偿件，能使“U”形或“W”形的补偿件易变形补偿，同时又不至于过厚变形困难或过薄易损。

进一步地，每块内胆弧板210及内胆弧板210对应的横向补偿件213、纵向补偿件212、横向立筋2111以及纵向立筋2112围成的区域对应的炉窑外壳1上均可设有至少一个通气孔(图未示)。通过设置通气孔，可防止焊接或冷热对密闭单元气体气压的影响，减小气体热膨胀对设备的应力破坏。

进一步地，上述保温层3例如可采用隔热性较耐火砖要好的硅酸铝耐火纤维棉材质(容重小于0.5g/cm³)制得，采用该材质的保温层3既能使炉窑内外的隔热性有比较可靠的保障，又能使炉窑重量较大幅度降低。

综上，本发明实施例所提供的炉窑内胆热胀冷缩补偿结构20能够使整个内胆尺寸的变化与炉窑外壳1的尺寸变化一致，减小内胆的热应力，有效保护设备。包含上述补偿结构的炉窑，强度较高，使用寿命较长。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种炉窑内胆热胀冷缩补偿结构，其特征在于，包括多个补偿单元，多个补偿单元分别沿所述炉窑内胆的径向和轴向设置；

每个补偿单元包括四块内胆弧板、两对纵向立筋、两对横向立筋、多个横向补偿件、多个纵向补偿件和一个十字双向补偿件；

四块所述内胆弧板为呈“口”字形排布的第一内胆弧板、第二内胆弧板、第三内胆弧板和第四内胆弧板，相邻两个内胆弧板之间留有热胀冷缩补偿间隙，所述第一内胆弧板与所述第二内胆弧板之间、所述第三内胆弧板与所述第四内胆弧板之间分别设有一对横向立筋，所述第一内胆弧板与所述第四内胆弧板、所述第二内胆弧板与所述第三内胆弧板之间分别设有一对纵向立筋；

每对所述纵向立筋之间设有纵向补偿件，每对所述横向立筋之间设有横向补偿件，所述第一内胆弧板、所述第二内胆弧板、所述第三内胆弧板与所述第四内胆弧板形成的十字交叉位置设有所述十字双向补偿件；

沿所述炉窑内胆的轴向的相邻两个补偿单元中，第一个补偿单元的第二内胆弧板和第三内胆弧板分别作为第二个补偿单元的第一内胆弧板和第四内胆弧板；

所述纵向补偿件和所述横向补偿件均呈“U”形或“W”形，所述十字双向补偿件呈十字双向“U”形或十字双向“W”形；

十字双向“U”形补偿件的封闭端设有凸起，十字双向“W”形补偿件的位于同侧的两个开口的交叉处设有凸起；

每块所述内胆弧板、每条所述横向立筋以及每条所述纵向立筋均为厚度为4-15mm的不锈钢板；所述纵向补偿件、所述横向补偿件以及所述十字双向补偿件均为厚度为1-3mm的不锈钢板。

2.根据权利要求1所述的炉窑内胆热胀冷缩补偿结构，其特征在于，所述纵向补偿件的开口端设有翅片，所述纵向立筋设有用于与所述纵向补偿件的所述翅片连接的隔板条；

所述横向补偿件的开口端设有翅片，所述横向立筋设有用于与所述横向补偿件的所述翅片连接的隔板条。

3.根据权利要求1所述的炉窑内胆热胀冷缩补偿结构，其特征在于，每块所述内胆弧板、每条所述横向立筋以及每条所述纵向立筋均为厚度为5-10mm的不锈钢板。

4.根据权利要求1所述的炉窑内胆热胀冷缩补偿结构，其特征在于，所述纵向补偿件、所述横向补偿件以及所述十字双向补偿件均为厚度为1.5-2mm的不锈钢板。

5.一种炉窑，其特征在于，包括炉窑外壳、炉窑内胆和保温层，所述炉窑内胆包括如权利要求1-4任一项所述的炉窑内胆热胀冷缩补偿结构，所述保温层设置于与所述炉窑外壳的内表面与所述内胆弧板之间，所述炉窑外壳的内表面与所述补偿件之间填充有保温棉，所述炉窑外壳的内表面与所述内胆弧板之间设有立筋。

6.根据权利要求5所述的炉窑，其特征在于，每块所述内胆弧板及所述内胆弧板对应的所述横向补偿件、所述纵向补偿件、所述横向立筋以及所述纵向立筋围成的区域所述对应的所述炉窑外壳上均设有至少一个通气孔。