CN111649588A - 一种隔热耐火砖 - Google Patents

一种隔热耐火砖 Download PDF

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CN111649588A CN202010427391.0A CN202010427391A CN111649588A CN 111649588 A CN111649588 A CN 111649588A CN 202010427391 A CN202010427391 A CN 202010427391A CN 111649588 A CN111649588 A CN 111649588A
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Abstract

本发明涉及耐火砖技术领域，具体的说是一种隔热耐火砖，包括耐火砖本体，所述耐火砖本体由从左到右依次连接的耐火层、隔热层及保温层组成；所述隔热层内设置有耐热钢制骨架且所述耐热钢制骨架两端分别延伸至耐火层及保温层内，所述隔热层内沿上下方向均布有多个隔热腔；所述耐火层内设置有多个竖向布置的集热孔。本发明通过集热孔、引导罩及凸台能够延缓耐火层表面的升温速度，提高集热孔内的热空气流速，降低耐火层内外温差，避免耐火层局部过热而出现破裂，同时热空气流速增加也能够提高集热孔自清堵效果。

Description

一种隔热耐火砖
技术领域
本发明涉及耐火砖技术领域，具体的说是一种隔热耐火砖。
背景技术
耐火砖简称火砖，用耐火黏土或其他耐火原料烧制成的耐火材料；淡黄色或带褐色，主要用于砌冶炼炉，能耐1580℃—1770℃的高温；也叫火砖，具有一定形状和尺寸的耐火材料，按制备工艺方法来划分可分为烧成砖、不烧砖、电熔砖(熔铸砖)、耐火隔热砖；按形状和尺寸可分为标准型砖、普通砖、特异型砖等。
耐火砖在使用的过程中，其迎火面的一面在与火接触时，迎火面的一面温度升高过快，这样会造成耐火砖局部温度过高，可能会造成耐火砖局部断裂的情况，导致耐火砖堆砌而成的墙体出现坍塌的情况，因此需要解决这一问题。
现有中国专利(申请号:CN2019104035657)公开了一种隔热耐火砖；包括耐火砖本体；所述耐火砖本体的迎火面竖直方向上开设有一组集热孔，集热孔的深度小于耐火砖本体水平方向上的长度；所述集热孔内，水平方向上均匀布置有一组转动环，转动环的直径小于集热孔的内径；所述转动环通过转轴与集热孔的内壁转动连接，集热孔用于使迎风面上的热空气进入耐火砖本体内；本发明通过在耐火砖本体的迎火面开设集热孔，可以将迎火面一端的热量导入整个耐火砖本体上，减少因耐火砖本体局部温度过高导致耐火砖本体出现断裂的情况。但是该耐火砖本体的集热孔为沉孔，而非贯通孔，热空气在其内部不能或不易流动，因此导致在窑炉点火初期耐火砖本体内部温度上升较慢，而耐火砖本体迎火面的一面又直接与火接触，这样依旧会造成耐火砖局部温差过大，可能会造成耐火砖局部断裂的情况，导致耐火砖堆砌而成的墙体出现坍塌的情况；另外，由于集热孔内空气流动性较差，进入其内部的灰尘容易落下并堆积而导致集热孔被堵塞，虽然转动环在转动时带动突刺转动将集热孔的内壁接触将其刮花，增大了集热孔内壁的粗糙度，增大集热孔内壁的吸附灰尘的量，但是灰尘并不能排出集热孔，导致集热孔逐渐失去作用，导致耐火砖本体局部过热而出现破裂，因此需要解决这一问题。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，解决现有隔热耐火砖内部温度相对于耐火砖本体迎火面的温度差值较大而导致耐火砖本体局部过热而出现破裂的问题，本发明提出的一种隔热耐火砖。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种隔热耐火砖，包括耐火砖本体，所述耐火砖本体由从左到右依次连接的耐火层、隔热层及保温层组成；所述隔热层内设置有耐热钢制骨架且所述耐热钢制骨架两端分别延伸至耐火层及保温层内，所述隔热层内沿上下方向均布有多个隔热腔；所述耐火层内设置有多个竖向布置的集热孔，所述集热孔的进气口设置于耐火层迎火面一侧的下部，所述集热孔的出气口设置于耐火层迎火面一侧的上方部且位于对应进气口的正上方，所述进气口的面积大于所述出气口的面积；所述集热孔的竖截面呈弧形布置，所述集热孔的曲率半径为上小下大布置。
使用时，耐火砖本体的耐火层朝向迎火面，当迎风面出现火势，窑炉的火焰沿耐火层表面由下而上流动，加热耐火层的表面并使周边的空气的温度升高变成热空气，其中部分热空气经集热孔的进气口进入集热孔并沿集热孔内流动，直至出气口处排出，该过程中使得热空气中的热量通过集热孔充分附着在整个耐火砖本体上，降低了耐火层内外的温差，避免导致整个耐火砖本体局部温差过大造成耐火砖本体出现破裂，甚至炸裂伤人的情况，从而达到耐火砖本体耐火的目的；将集热孔竖向布置，可以利用空气受热产生的气流来加速集热孔内部的热空气流动，同时进气口的面积大于所述出气口的面积，也能够通过进气量大于出气量来加速热空气的流动，因此提高换热效率，进一步降低耐火层内外的温差，减少耐火砖本体出现破裂的几率；所述集热孔的曲率半径为上小下大布置，这样是因为能够使得中下部的集热孔较为竖直，使得集热孔内壁粘附的灰尘大颗粒物在被热空气吹落时会顺着集热孔滚落排出，实现自清堵效果，避免集热孔被堵塞，进而避免导致耐火砖本体局部过热而出现破裂；设置耐热钢制骨架，在包装隔热保温效果的同时提高耐火砖本体整体的连接强度，降低破裂风险。
优选的，所述耐火层迎火面一侧固定设置有引导罩，所述引导罩与耐火层表面之间的空腔构成一个上下贯通的火焰通道，所述进气口及出气口均位于火焰通道内，所述火焰通道的截面积由下而上逐渐变小；通过引导罩来隔挡耐火层表面的明火，降低耐火层内外温差，耐火砖本体局部过热而出现破裂。因为当迎风面出现火势时，火焰会直接炙烤耐火层表面，导致耐火层表面升温的速度远高于集热孔内热空气的换热速度，因此通过引导罩的设置，能够隔挡耐火层表面大部分的明火，只有少部分明火能够从引导罩的下方进入引导罩对耐火层表面加热，从而延缓耐火层表面的升温速度，降低耐火层内外温差，避免耐火层局部过热而出现破裂；所述火焰通道的截面积由下而上逐渐变小，使得火焰通道内的热空气流速加快，进而在出气口产生负压，从而提高集热孔内的热空气流速，提高换热效率，降低耐火层内外温差，同时热空气流速增加也能够提高集热孔自清堵效果。
优选的，所述引导罩内的耐火层表面设置有多组弧形的凸台，所述凸台位于进气口及出气口之间且间隔布置，所述凸台沿前后方向水平设置。凸台的设置是用来改变引导罩内火焰的流向，减少其对耐火层表面的直接炙烤，进而延缓耐火层表面的升温速度，降低耐火层内外温差，避免耐火层局部过热而出现破裂；同时凸台还能起到类似加强筋的作用，提高耐火砖本体整体的结构强度。
优选的，所述凸台内设置有前后贯通的过热腔，所述凸台表面均布有多个沿其法线方向贯通的过气孔。通过过热腔及过气孔的设置，能够抑制气流在凸台表面的湍流尺度，相应减湍流火焰根部的脉动尺度，进而达到增强湍流火焰稳定性，避免引导罩内火焰整体熄火而影响窑炉的使用。
优选的，所述集热孔内设置有弹簧，所述弹簧一端固定于出气口一侧，所述弹簧另一端延伸至进气口一侧与弧形刮片连接，所述弧形刮片位于集热孔内右侧，所述弧形刮片朝向进气口的一面为由右向左逐渐延伸的弧形面。在集热孔内热空气流动的影像下弹簧会不规则的上下伸缩动作，进而刮蹭集热孔内壁，降低集热孔内壁附着的灰尘量，避免灰尘过多导致集热孔被堵塞的情况，进而避免因集热孔内不能进入热空气而导致耐火砖本体局部过热而出现破裂的情况；另外，集热孔同一横截面处左侧的热空气流速大于右侧的热空气流速，因此集热孔的右侧更容易附着灰尘，因此靠右设置弧形刮片来加强集热孔右侧的清灰效果。
优选的，所述弧形刮片的弧形面上固定设置有两组弹片，所述弹片自由端之间通过转轴设置有转动环，所述转动环朝向集热孔左壁及朝向弧形面的两端均设置有多个突刺。通过热空气带动转动环在转动进而带动突刺转动，突刺转动时与集热孔的内壁接触将其表面的灰尘层刮下，或者将灰尘层刮花，增大了集热孔内壁的粗糙度，增大集热孔内壁的吸附灰尘的量，避免集热孔被堵塞；弧形刮片的弧形面还能够将热空气引向转动环使转动环加速转动，提高清灰效果，避免集热孔被堵塞；通过弹片的设置，能够在弹簧动作或转动环转动时带动转动环摆动，进而加强突刺对集热孔或者弧形刮片的冲击强度，能够有效的将灰尘刮下，避免集热孔被堵塞，进而避免因集热孔内不能进入热空气而导致耐火砖本体局部过热而出现破裂的情况。
本发明的有益效果如下：
1.本发明所述的一种隔热耐火砖，通过集热孔、引导罩及凸台能够延缓耐火层表面的升温速度，提高集热孔内的热空气流速，降低耐火层内外温差，避免耐火层局部过热而出现破裂，同时热空气流速增加也能够提高集热孔自清堵效果。
2.本发明所述的一种隔热耐火砖，通过设置弹簧、弧形刮片、弹片、转轴、转动环及突刺，能够自动且有效的将集热孔内的灰尘刮下，避免集热孔被堵塞，进而避免因集热孔内不能进入热空气而导致耐火砖本体局部过热而出现破裂的情况。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明的立体图；
图2是本发明除去引导罩后的立体图；
图3是本发明除去引导罩后的左视图；
图4是本发明的左视图；
图5是图4中A-A方向的剖视图；
图6是图5中B处的局部放大图；
图中：
耐火砖本体1、耐火层11、隔热层12、保温层13、耐热钢制骨架14、集热孔2、进气口21、出气口22、弹簧23、弧形刮片24、弹片25、转轴26、转动环27、突刺28、引导罩3、凸台4、过气孔41。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图6所示，一种隔热耐火砖,包括耐火砖本体1，所述耐火砖本体1由从左到右依次连接的耐火层11、隔热层12及保温层13组成；所述隔热层12内设置有耐热钢制骨架14且所述耐热钢制骨架14两端分别延伸至耐火层11及保温层13内，所述隔热层12内沿上下方向均布有多个隔热腔；所述耐火层11内设置有多个竖向布置的集热孔2，所述集热孔2的进气口21设置于耐火层11迎火面一侧的下部，所述集热孔2的出气口22设置于耐火层11迎火面一侧的上方部且位于对应进气口21的正上方，所述进气口21的面积大于所述出气口22的面积；所述集热孔2的竖截面呈弧形布置，所述集热孔2的曲率半径为上小下大布置。
使用时，耐火砖本体1的耐火层11朝向迎火面，当迎风面出现火势，窑炉的火焰沿耐火层11表面由下而上流动，加热耐火层11的表面并使周边的空气的温度升高变成热空气，其中部分热空气经集热孔2的进气口21进入集热孔2并沿集热孔2内流动，直至出气口22处排出，该过程中使得热空气中的热量通过集热孔2充分附着在整个耐火砖本体1上，降低了耐火层11内外的温差，避免导致整个耐火砖本体1局部温差过大造成耐火砖本体1出现破裂，甚至炸裂伤人的情况，从而达到耐火砖本体1耐火的目的；将集热孔2竖向布置，可以利用空气受热产生的气流来加速集热孔2内部的热空气流动，同时进气口21的面积大于所述出气口22的面积，也能够通过进气量大于出气量来加速热空气的流动，因此提高换热效率，进一步降低耐火层11内外的温差，减少耐火砖本体1出现破裂的几率；所述集热孔2的曲率半径为上小下大布置，这样是因为能够使得中下部的集热孔2较为竖直，使得集热孔2内壁粘附的灰尘大颗粒物在被热空气吹落时会顺着集热孔2滚落排出，实现自清堵效果，避免集热孔2被堵塞，进而避免导致耐火砖本体1局部过热而出现破裂；设置耐热钢制骨架14，在包装隔热保温效果的同时提高耐火砖本体1整体的连接强度，降低破裂风险。
作为本发明的一种实施方式，所述耐火层11迎火面一侧固定设置有引导罩3，所述引导罩3与耐火层11表面之间的空腔构成一个上下贯通的火焰通道，所述进气口21及出气口22均位于火焰通道内，所述火焰通道的截面积由下而上逐渐变小；通过引导罩3来隔挡耐火层11表面的明火，降低耐火层11内外温差，耐火砖本体1局部过热而出现破裂。因为当迎风面出现火势时，火焰会直接炙烤耐火层11表面，导致耐火层11表面升温的速度远高于集热孔2内热空气的换热速度，因此通过引导罩3的设置，能够隔挡耐火层11表面大部分的明火，只有少部分明火能够从引导罩3的下方进入引导罩3对耐火层11表面加热，从而延缓耐火层11表面的升温速度，降低耐火层11内外温差，避免耐火层11局部过热而出现破裂；所述火焰通道的截面积由下而上逐渐变小，使得火焰通道内的热空气流速加快，进而在出气口22产生负压，从而提高集热孔2内的热空气流速，提高换热效率，降低耐火层11内外温差，同时热空气流速增加也能够提高集热孔2自清堵效果。
作为本发明的一种实施方式，所述引导罩3内的耐火层11表面设置有多组弧形的凸台4，所述凸台4位于进气口21及出气口22之间且间隔布置，所述凸台4沿前后方向水平设置。凸台4的设置是用来改变引导罩3内火焰的流向，减少其对耐火层11表面的直接炙烤，进而延缓耐火层11表面的升温速度，降低耐火层11内外温差，避免耐火层11局部过热而出现破裂；同时凸台4还能起到类似加强筋的作用，提高耐火砖本体1整体的结构强度。
作为本发明的一种实施方式，所述凸台4内设置有前后贯通的过热腔，所述凸台4表面均布有多个沿其法线方向贯通的过气孔41。通过过热腔及过气孔41的设置，能够抑制气流在凸台4表面的湍流尺度，相应减湍流火焰根部的脉动尺度，进而达到增强湍流火焰稳定性，避免引导罩3内火焰整体熄火而影响窑炉的使用。
作为本发明的一种实施方式，所述集热孔2内设置有弹簧23，所述弹簧23一端固定于出气口22一侧，所述弹簧23另一端延伸至进气口21一侧与弧形刮片24连接，所述弧形刮片24位于集热孔2内右侧，所述弧形刮片24朝向进气口21的一面为由右向左逐渐延伸的弧形面。在集热孔2内热空气流动的影像下弹簧23会不规则的上下伸缩动作，进而刮蹭集热孔2内壁，降低集热孔2内壁附着的灰尘量，避免灰尘过多导致集热孔2被堵塞的情况，进而避免因集热孔2内不能进入热空气而导致耐火砖本体1局部过热而出现破裂的情况；另外，集热孔2同一横截面处左侧的热空气流速大于右侧的热空气流速，因此集热孔2的右侧更容易附着灰尘，因此靠右设置弧形刮片24来加强集热孔2右侧的清灰效果。
作为本发明的一种实施方式，所述弧形刮片24的弧形面上固定设置有两组弹片25，所述弹片25自由端之间通过转轴26设置有转动环27，所述转动环27朝向集热孔2左壁及朝向弧形面的两端均设置有多个突刺28。通过热空气带动转动环27在转动进而带动突刺28转动，突刺28转动时与集热孔2的内壁接触将其表面的灰尘层刮下，或者将灰尘层刮花，增大了集热孔2内壁的粗糙度，增大集热孔2内壁的吸附灰尘的量，避免集热孔2被堵塞；弧形刮片24的弧形面还能够将热空气引向转动环27使转动环27加速转动，提高清灰效果，避免集热孔2被堵塞；通过弹片25的设置，能够在弹簧23动作或转动环27转动时带动转动环27摆动，进而加强突刺28对集热孔2或者弧形刮片24的冲击强度，能够有效的将灰尘刮下，避免集热孔2被堵塞，进而避免因集热孔2内不能进入热空气而导致耐火砖本体1局部过热而出现破裂的情况。
使用时，耐火砖本体1的耐火层11朝向迎火面，当迎风面出现火势，窑炉的火焰沿耐火层11表面由下而上流动，加热耐火层11的表面并使周边的空气的温度升高变成热空气，其中部分热空气经集热孔2的进气口21进入集热孔2并沿集热孔2内流动，直至出气口22处排出，该过程中使得热空气中的热量通过集热孔2充分附着在整个耐火砖本体1上，降低了耐火层11内外的温差，避免导致整个耐火砖本体1局部温差过大造成耐火砖本体1出现破裂，甚至炸裂伤人的情况，从而达到耐火砖本体1耐火的目的；将集热孔2竖向布置，可以利用空气受热产生的气流来加速集热孔2内部的热空气流动，同时进气口21的面积大于所述出气口22的面积，也能够通过进气量大于出气量来加速热空气的流动，因此提高换热效率，进一步降低耐火层11内外的温差，减少耐火砖本体1出现破裂的几率；所述集热孔2的曲率半径为上小下大布置，这样是因为能够使得中下部的集热孔2较为竖直，使得集热孔2内壁粘附的灰尘大颗粒物在被热空气吹落时会顺着集热孔2滚落排出，实现自清堵效果，避免集热孔2被堵塞，进而避免导致耐火砖本体1局部过热而出现破裂；设置耐热钢制骨架14，在包装隔热保温效果的同时提高耐火砖本体1整体的连接强度，降低破裂风险；因为当迎风面出现火势时，火焰会直接炙烤耐火层11表面，导致耐火层11表面升温的速度远高于集热孔2内热空气的换热速度，因此通过引导罩3的设置，能够隔挡耐火层11表面大部分的明火，只有少部分明火能够从引导罩3的下方进入引导罩3对耐火层11表面加热，从而延缓耐火层11表面的升温速度，降低耐火层11内外温差，避免耐火层11局部过热而出现破裂；所述火焰通道的截面积由下而上逐渐变小，使得火焰通道内的热空气流速加快，进而在出气口22产生负压，从而提高集热孔2内的热空气流速，提高换热效率，降低耐火层11内外温差，同时热空气流速增加也能够提高集热孔2自清堵效果；凸台4的设置是用来改变引导罩3内火焰的流向，减少其对耐火层11表面的直接炙烤，进而延缓耐火层11表面的升温速度，降低耐火层11内外温差，避免耐火层11局部过热而出现破裂；同时凸台4还能起到类似加强筋的作用，提高耐火砖本体1整体的结构强度；通过过热腔及过气孔41的设置，能够抑制气流在凸台4表面的湍流尺度，相应减湍流火焰根部的脉动尺度，进而达到增强湍流火焰稳定性，避免引导罩3内火焰整体熄火而影响窑炉的使用；在集热孔2内热空气流动的影像下弹簧23会不规则的上下伸缩动作，进而刮蹭集热孔2内壁，降低集热孔2内壁附着的灰尘量，避免灰尘过多导致集热孔2被堵塞的情况，进而避免因集热孔2内不能进入热空气而导致耐火砖本体1局部过热而出现破裂的情况；另外，集热孔2同一横截面处左侧的热空气流速大于右侧的热空气流速，因此集热孔2的右侧更容易附着灰尘，因此靠右设置弧形刮片24来加强集热孔2右侧的清灰效果；通过热空气带动转动环27在转动进而带动突刺28转动，突刺28转动时与集热孔2的内壁接触将其表面的灰尘层刮下，或者将灰尘层刮花，增大了集热孔2内壁的粗糙度，增大集热孔2内壁的吸附灰尘的量，避免集热孔2被堵塞；弧形刮片24的弧形面还能够将热空气引向转动环27使转动环27加速转动，提高清灰效果，避免集热孔2被堵塞；通过弹片25的设置，能够在弹簧23动作或转动环27转动时带动转动环27摆动，进而加强突刺28对集热孔2或者弧形刮片24的冲击强度，能够有效的将灰尘刮下，避免集热孔2被堵塞，进而避免因集热孔2内不能进入热空气而导致耐火砖本体1局部过热而出现破裂的情况。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种隔热耐火砖，其特征在于：包括耐火砖本体(1)，所述耐火砖本体(1)由从左到右依次连接的耐火层(11)、隔热层(12)及保温层(13)组成；所述隔热层(12)内设置有耐热钢制骨架(14)且所述耐热钢制骨架(14)两端分别延伸至耐火层(11)及保温层(13)内，所述隔热层(12)内沿上下方向均布有多个隔热腔；所述耐火层(11)内设置有多个竖向布置的集热孔(2)，所述集热孔(2)的进气口(21)设置于耐火层(11)迎火面一侧的下部，所述集热孔(2)的出气口(22)设置于耐火层(11)迎火面一侧的上方部且位于对应进气口(21)的正上方，所述进气口(21)的面积大于所述出气口(22)的面积；所述集热孔(2)的竖截面呈弧形布置，所述集热孔(2)的曲率半径为上小下大布置。
2.根据权利要求1所述的一种隔热耐火砖，其特征在于：所述耐火层(11)迎火面一侧固定设置有引导罩(3)，所述引导罩(3)与耐火层(11)表面之间的空腔构成一个上下贯通的火焰通道，所述进气口(21)及出气口(22)均位于火焰通道内，所述火焰通道的截面积由下而上逐渐变小；通过引导罩(3)来隔挡耐火层(11)表面的明火，降低耐火层(11)内外温差，耐火砖本体(1)局部过热而出现破裂。
3.根据权利要求2所述的一种隔热耐火砖，其特征在于：所述引导罩(3)内的耐火层(11)表面设置有多组弧形的凸台(4)，所述凸台(4)位于进气口(21)及出气口(22)之间且间隔布置，所述凸台(4)沿前后方向水平设置。
4.根据权利要求3所述的一种隔热耐火砖，其特征在于：所述凸台(4)内设置有前后贯通的过热腔，所述凸台(4)表面均布有多个沿其法线方向贯通的过气孔(41)。
5.根据权利要求4所述的一种隔热耐火砖，其特征在于：所述集热孔(2)内设置有弹簧(23)，所述弹簧(23)一端固定于出气口(22)一侧，所述弹簧(23)另一端延伸至进气口(21)一侧与弧形刮片(24)连接，所述弧形刮片(24)位于集热孔(2)内右侧，所述弧形刮片(24)朝向进气口(21)的一面为由右向左逐渐延伸的弧形面。
6.根据权利要求5所述的一种隔热耐火砖，其特征在于：所述弧形刮片(24)的弧形面上固定设置有两组弹片(25)，所述弹片(25)自由端之间通过转轴(26)设置有转动环(27)，所述转动环(27)朝向集热孔(2)左壁及朝向弧形面的两端均设置有多个突刺(28)。
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