CN110388828A - 一种隔热耐火砖 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种隔热耐火砖，涉及窑炉技术领域。该隔热耐火砖，包括砖体，所述砖体内嵌有六个表温控制机构，且六个表温控制机构三个为一组呈对称状分别嵌装在砖体内部靠近其顶部和底部的位置，砖体内还嵌有四个温度传递控制机构，且四个温度传递控制机构两个为一组分别嵌装在砖体内部靠近其左右两侧的位置，砖体的内腔中部嵌装有核心温度控制机构。该隔热耐火砖，通过表温控制机构降低砖体表面接收温度并传递的速度，同时由于砖体在实际安装过程中其面积较大的顶部与炉壁接触，底部朝向窑炉内腔，使得砖体表面在承受较高温度的同时不易将炉内的较高温度传递至炉壁，从而提高对窑炉本体的保护及耐高温效果。

Description

一种隔热耐火砖

技术领域

本发明涉及窑炉技术领域，具体为一种隔热耐火砖。

背景技术

在窑炉生产加工过程中为了保护炉壁不受炉内较高温度的影响，通常采用耐火砖作为保护炉壁的结构，在回转窑工作过程中，由于砖体内含有的碱性物质膨胀系数较大，容易在窑炉升温过程中产生巨大热应力，因此在烘窑时升温速度需较慢，使窑筒体膨胀补充砖的膨胀发挥窑体补偿作用。但在实际生产过程中10～20小时的烘窑时间较长，对窑炉的正常产量造成了极大影响，因此在由于高温导致耐火砖出现问题时仅能够通过快速风冷的方式对窑炉内部进行快速降温，温度的骤变导致耐火砖各部分出现断裂、表皮剥落和损坏的情况，为二次酮体温度升高埋下了诱因，导致耐火砖事故频繁。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种隔热耐火砖，在窑炉温度升高与骤降时通过减缓耐火砖内部温度的传递速度以保证耐火砖的正常使用，避免耐火砖容易出现不同形式损坏的情况出现。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种隔热耐火砖，包括砖体，所述砖体内嵌有六个表温控制机构，且六个表温控制机构三个为一组呈对称状分别嵌装在砖体内部靠近其顶部和底部的位置，砖体内还嵌有四个温度传递控制机构，且四个温度传递控制机构两个为一组分别嵌装在砖体内部靠近其左右两侧的位置，砖体的内腔中部嵌装有核心温度控制机构。

优选的，所述表温控制机构包括空心管、导热片、第一真空球、导热杆、吸热片、曲折片和第一砂层，空心管横向嵌装在砖体内，且空心管的两端分别焊接有两个导热片，两个导热片相背空心管的一侧均贯穿砖体的侧面，第一真空球四个为一组等距焊接在单根空心管内，导热杆四个为一组呈等距环绕状焊接在单个第一真空球上，且四个导热杆相背第一真空球的一端均固定连接有吸热片，吸热片相背导热杆的一侧贯穿砖体的顶部，四个第一真空球将空心管的内腔隔断并分为四个独立空腔，空心管的每段空腔内均套装有曲折片，且第一砂层填充在空心管的每段空腔内，导热片和吸热片的热容比均低于砖体的热容比，导致在窑炉升温时导热片的温度提升速度明显高于砖体，同时第一真空球内部真空的环境使得热量在通过第一真空球时仅能够沿其表面传递，其内部真空的环境仅能够通过热辐射的方式传递热量，进一步导致热量在通过第一真空球时速度较缓。

优选的，所述温度传递控制机构包括多孔杆、热阻片、第二真空球、连接块和波浪片，多孔杆横向嵌装在砖体内，且多孔杆的两端均接有热阻片，两个热阻片相背多孔杆的一侧分别贯穿砖体的前后两侧，第二真空球五个为一组等距嵌装在单根多孔杆上，连接块固定连接在第二真空球的右侧，且连接块相背第二真空球的一侧与波浪片固定连接，波浪片相背连接块的一侧贯穿砖体的侧面，每块砖在安装后砖与砖之间紧密接触，通过波浪片在砖与砖之间形成的缝隙便于涂抹足够水泥保证砖与砖之间的连接稳固性，避免温度变化较大导致耐火砖脱落的情况出现。

优选的，所述核心温度控制机构包括中空板、储温球、连接槽和第二砂层，中空板的数量为三个，且三个中空板呈等距平行状嵌装在砖体的内腔中部，储温球装填在中空板内，连接槽四个为一组呈矩形框体状开设在每两个相邻第一真空球之间，连接槽的前后两段贯穿中空板的上下两侧并与中空板的内腔连通，每两个相邻第一真空球之间的部分空心管位于连接槽的上下两段内，第二砂层填充在连接槽内，通过连接槽在表温控制机构与核心温度控制机构之间形成连接，在砖体内构成一套对窑炉温度变化反应速度较慢的恒温系统，以解决窑炉在升温及冷却时容易对耐火砖造成损坏的问题。

优选的，所述第一砂层与第二砂层均为耐高温石英砂，且第一砂层的密度小于第二砂层的密度，当温度升高时砖体内部的内能增加，分子活动趋向活跃，此时由于密度的差异，使得接近第二砂层内分子由于内能产生的活动相对第一砂层活跃，从而使经由第一砂层传递至第二砂层内的温度传递速度较缓并使第二砂层起到保温效果。

优选的，所述储温球为烧制而成的实心陶瓷球，连接槽与中空板连接处的孔径小于储温球的直径，通过陶瓷材料的热容比使得温度传递至储温球内时其温度变化速度较缓，尺寸设计在避免储温球进入连接槽的同时使得第二砂层进入中空板内。

本发明提供了一种隔热耐火砖。具备以下有益效果：

(1)、该隔热耐火砖，通过表温控制机构降低砖体表面接收温度并传递的速度，同时由于砖体在实际安装过程中其面积较大的顶部与炉壁接触，底部朝向窑炉内腔，使得砖体表面在承受较高温度的同时不易将炉内的较高温度传递至炉壁，从而提高对窑炉本体的保护及耐高温效果，并基于砖与砖之间相互接触的安装方式，使得砖与砖之间的热传递效果较缓，进一步的，通过温度传递控制机构使得砖与砖之间进行热传递时，其内能的变化需逐渐传递至各部分，在一定程度上降低了砖体整体温度的变化速度，从而影响砖与砖之间的热传递速率，避免单块耐火砖温度率先达到致损坏温度时连带其他砖块出现大批耐火砖损坏的情况出现。

(2)、该隔热耐火砖，通过核心温度控制机构内热容比较高的储温球以及第二砂层，在降低砖体内部核心温度变化效果的同时达到保温效果，使得窑炉在快速升温时，经由表温控制机构影响后热能缓慢进入砖体核心，并通过表温控制机构以及温度传递控制机构的分布设计，使得砖体各部分温度均匀提升，最终达到恒温状态，防止了砖体核心温度提升较快导致砖体发生破裂的情况，对窑炉内进行快速冷却时通过核心温度控制机构降低砖体核心温度的降低速度，并通过表温控制机构降低核心温度控制机构内的热能排出，使得砖体降温速度趋于缓慢，避免由于巨大温差导致砖体碎裂的情况出现。

(3)、该隔热耐火砖，通过储温球在吸热后达到持久的保温效果，并通过其热容比减缓自身温度的提高，使得核心温度控制机构在升温时始终处于安全速度，避免砖体从内部发生破裂，同时基于第二砂层的配合分子运动使得砖体整体在升温导致分子运动活跃时核心处的分子活跃最为突出，并通过第二砂层与储温球接触，使得砖体核心温度变化趋于平稳，同样在降温时温度变化趋于平稳，充分保证砖体核心处不易受温度影响损坏，导致无法修补需要替换整砖的情况出现。

附图说明

图1为本发明立体结构示意图；

图2为本发明结构正剖图；

图3为本发明温度传递控制机构的俯视图；

图4为本发明图2中的A处结构放大图。

图中：1砖体、2表温控制机构、3温度传递控制机构、4核心温度控制机构、21空心管、22导热片、23第一真空球、24导热杆、25吸热片、26曲折片、27第一砂层、31多孔杆、32热阻片、33第二真空球、34连接块、35波浪片、41中空板、42储温球、43连接槽、44第二砂层。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种隔热耐火砖，包括砖体1，砖体1内嵌有六个表温控制机构2，且六个表温控制机构2三个为一组呈对称状分别嵌装在砖体1内部靠近其顶部和底部的位置，砖体1内还嵌有四个温度传递控制机构3，且四个温度传递控制机构3两个为一组分别嵌装在砖体1内部靠近其左右两侧的位置，砖体1的内腔中部嵌装有核心温度控制机构4。

表温控制机构2包括空心管21、导热片22、第一真空球23、导热杆24、吸热片25、曲折片26和第一砂层27，空心管21横向嵌装在砖体1内，且空心管21的两端分别焊接有两个导热片22，两个导热片22相背空心管21的一侧均贯穿砖体1的侧面，第一真空球23四个为一组等距焊接在单根空心管21内，导热杆24四个为一组呈等距环绕状焊接在单个第一真空球23上，且四个导热杆24相背第一真空球23的一端均固定连接有吸热片25，吸热片25相背导热杆24的一侧贯穿砖体1的顶部，四个第一真空球23将空心管21的内腔隔断并分为四个独立空腔，空心管21的每段空腔内均套装有曲折片26，且第一砂层27填充在空心管21的每段空腔内。

温度传递控制机构3包括多孔杆31、热阻片32、第二真空球33、连接块34和波浪片35，多孔杆31横向嵌装在砖体1内，且多孔杆31的两端均接有热阻片32，两个热阻片32相背多孔杆31的一侧分别贯穿砖体1的前后两侧，第二真空球33五个为一组等距嵌装在单根多孔杆31上，连接块34固定连接在第二真空球33的右侧，且连接块34相背第二真空球33的一侧与波浪片35固定连接，波浪片35相背连接块34的一侧贯穿砖体1的侧面。

核心温度控制机构4包括中空板41、储温球42、连接槽43和第二砂层44，中空板41的数量为三个，且三个中空板41呈等距平行状嵌装在砖体1的内腔中部，储温球42装填在中空板41内，连接槽43四个为一组呈矩形框体状开设在每两个相邻第一真空球23之间，连接槽43的前后两段贯穿中空板41的上下两侧并与中空板41的内腔连通，每两个相邻第一真空球23之间的部分空心管21位于连接槽43的上下两段内，第二砂层44填充在连接槽43内，第一砂层27与第二砂层44均为耐高温石英砂，且第一砂层27的密度小于第二砂层44的密度，储温球42为烧制而成的实心陶瓷球，连接槽43与中空板41连接处的孔径小于储温球42的直径。

窑炉升温时，通过吸热片25吸收炉内温度并经由导热杆24传递至第一真空球23，基于第一真空球23内部的真空环境，使得热能沿着第一真空球23表面进行传递，热能传递至空心管21内后经由曲折片26和第一砂层27向砖体1内部传递，由于温度提升导致内能增加的过程具体在分子运动中国体现，通过曲折片26的形状设计使得热传递过程中分子相对于直线运动需要运动的距离增加，进而导致热能在曲折片26和第一砂层27内传递缓慢，热能在经由空心管21传递至连接槽43内的第二砂层44时，分子活动活跃度逐步提升并导致热能在中空板41内逐渐增加并通过储温球42进行缓慢蓄热，最终确保砖体1整体温度变化速度较为稳定，同时通过导热片22以及温度传递控制机构3形成砖与砖之间的温度传递系统，使得温度变化导致的分子运动变化均被减缓，从而使得炉内砖体1整体温度变化速度受炉内温度变化影响较小。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种隔热耐火砖，包括砖体(1)，其特征在于：所述砖体(1)内嵌有六个表温控制机构(2)，且六个表温控制机构(2)三个为一组呈对称状分别嵌装在砖体(1)内部靠近其顶部和底部的位置，砖体(1)内还嵌有四个温度传递控制机构(3)，且四个温度传递控制机构(3)两个为一组分别嵌装在砖体(1)内部靠近其左右两侧的位置，砖体(1)的内腔中部嵌装有核心温度控制机构(4)。

2.根据权利要求1所述的一种隔热耐火砖，其特征在于：所述表温控制机构(2)包括空心管(21)、用于吸热的导热片(22)、用于减缓热能传递速度的第一真空球(23)、导热杆(24)、用于砖与砖之间热能传递的吸热片(25)、用于降低分子运动速率的曲折片(26)和第一砂层(27)，空心管(21)横向嵌装在砖体(1)内，且空心管(21)的两端分别焊接有两个导热片(22)，两个导热片(22)相背空心管(21)的一侧均贯穿砖体(1)的侧面，第一真空球(23)四个为一组等距焊接在单根空心管(21)内，导热杆(24)四个为一组呈等距环绕状焊接在单个第一真空球(23)上，且四个导热杆(24)相背第一真空球(23)的一端均固定连接有吸热片(25)，吸热片(25)相背导热杆(24)的一侧贯穿砖体(1)的顶部，四个第一真空球(23)将空心管(21)的内腔隔断并分为四个独立空腔，空心管(21)的每段空腔内均套装有曲折片(26)，且第一砂层(27)填充在空心管(21)的每段空腔内。

3.根据权利要求1所述的一种隔热耐火砖，其特征在于：所述温度传递控制机构(3)包括多孔杆(31)、用于减缓砖与砖之间温度传递速度的热阻片(32)、第二真空球(33)、连接块(34)和降低热传递速率的波浪片(35)，多孔杆(31)横向嵌装在砖体(1)内，且多孔杆(31)的两端均接有热阻片(32)，两个热阻片(32)相背多孔杆(31)的一侧分别贯穿砖体(1)的前后两侧，第二真空球(33)五个为一组等距嵌装在单根多孔杆(31)上，连接块(34)固定连接在第二真空球(33)的右侧，且连接块(34)相背第二真空球(33)的一侧与波浪片(35)固定连接，波浪片(35)相背连接块(34)的一侧贯穿砖体(1)的侧面。

4.根据权利要求2所述的一种隔热耐火砖，其特征在于：所述核心温度控制机构(4)包括中空板(41)、用于蓄热的储温球(42)、用于形成砖体(1)内部温度传递系统的连接槽(43)和第二砂层(44)，中空板(41)的数量为三个，且三个中空板(41)呈等距平行状嵌装在砖体(1)的内腔中部，储温球(42)装填在中空板(41)内，连接槽(43)四个为一组呈矩形框体状开设在每两个相邻第一真空球(23)之间，连接槽(43)的前后两段贯穿中空板(41)的上下两侧并与中空板(41)的内腔连通，每两个相邻第一真空球(23)之间的部分空心管(21)位于连接槽(43)的上下两段内，第二砂层(44)填充在连接槽(43)内。

5.根据权利要求4所述的一种隔热耐火砖，其特征在于：所述第一砂层(27)与第二砂层(44)均为耐高温石英砂，且第一砂层(27)的密度小于第二砂层(44)的密度。

6.根据权利要求4所述的一种隔热耐火砖，其特征在于：所述储温球(42)为烧制而成的实心陶瓷球，连接槽(43)与中空板(41)连接处的孔径小于储温球(42)的直径。