CN114322535A - 一种带互锁悬挑支撑的圆筒型墙体结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种带互锁悬挑支撑的圆筒型墙体结构，包括环形砌体A、环形砌体B、环形斜撑、耐火泥浆和隔热材料。其有益效果是：该发明装置设置在圆筒型竖窑的中间将其墙体分为上下两段，将上段墙体的重量荷载合理有效的转移到窑壳上，使得下段墙体不受上段墙体重力及摩擦力的影响，可解决窑炉升温和停窑冷却过程中由于冷热变化易导致下段墙体开裂破甚至坍塌问题，有效延长窑体寿命，结构简单，施工方便。
Description
技术领域
本发明涉及炉窑设备技术领域，特别是涉及一种带互锁悬挑支撑的圆筒型墙体结构。
背景技术
圆筒型竖窑是一种常见的热工窑炉设备，其墙体用衬砖多采用普通的楔形砖，通过环砌的方式从底部逐层砌筑至顶部。在生产过程中，窑内物料自上而下运动与砖墙紧密接触，这个过程中会对砖墙产生较大的竖直向下的摩擦力。通常情况下这种砖墙结构能够满足窑体的稳定性要求，但在一些特殊工况时，例如窑炉升温和停窑冷却的过程中，由于冷热的明显变化，砖墙会发生收缩与膨胀，尤其是在竖直方向会需要更大的变形空间，但因为下部砖墙同时承受较大的上部砖墙重量载荷及物料的摩擦力，收缩后的砖墙失去膨胀变形空间，很容易发生开裂破坏，从而造成窑体结构的破坏。此外，伴随着近年来窑炉的大型化发展，竖窑的高度越来越高，上部砖墙的重量越来越大使得下部砖墙承受的重量载荷愈发加大，导致开裂破坏现象愈发明显。
在石灰煅烧领域常见的一种双膛竖窑，其通常在煅烧带的墙体处设计一种三角形截面的环形斜撑结构，并配合两层环形砌体，理论上可以将该结构上部砖墙的荷载转移给窑壳，使得下部砖墙不受上部砖墙的重力及摩擦力的影响。但该结构在实际生产中仍存在一定问题，其中最主要的问题是两层环形砌体之间以及环形砌体与环形斜撑之间都是平滑的斜面接触，仅靠衬砖之间的挤压作用保持稳定，当受到热胀冷缩现象的影响后，这两层环形砌体仍很容易发生开裂，导致个别衬砖位移、变形或直接掉落，此时环形砌体原本的稳定结构遭到严重破坏，环形砌体下沉位移后可能重新将上部砖墙载荷传递给下部砖墙，严重时甚至会导致墙体大面积坍塌。
发明内容
为克服现有技术缺陷，本发明解决的技术问题是提供一种带互锁悬挑支撑的圆筒型墙体结构，设置在圆筒型竖窑的中间将其墙体分为上下两段，将上段墙体的重量荷载合理有效的转移到窑壳上，使得下段墙体不受上段墙体重力及摩擦力的影响，可解决窑炉升温和停窑冷却过程中由于冷热变化易导致下段墙体开裂破甚至坍塌问题，有效延长窑体寿命，结构简单，施工方便。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种带互锁悬挑支撑的圆筒型墙体结构，包括环形砌体A、环形砌体B、环形斜撑、耐火泥浆和隔热材料，其特征在于，所述环形砌体A由拱顶砖以环形阵列的形式砌筑组成，其中拱顶砖砖身A的上表面开设有凹槽、左下角设有锁扣结构A；所述环形砌体B由拱脚砖以环形阵列的形式砌筑组成，其中拱脚砖的砖身B的右上角设有锁扣结构B；所述环形砌体A铺设在所述环形砌体B的靠内侧的斜上方，之间通过锁扣结构A和锁扣结构B接触锁紧，间隙内填充耐火泥浆；所述环形斜撑由环形钢板A和环形钢板B组成，其中环形钢板B水平设置并与窑壳的内表面焊接固定，环形钢板A与环形钢板B成一定夹角倾斜设置，一端与窑壳内表面焊接固定、另一端与环形钢板B搭接并焊接固定；所述环形斜撑设置在环形砌体B的靠外侧的斜下方，之间填充有隔热材料；所述环形砌体A、环形砌体B、环形斜撑组合构成悬挑支撑。
所述环形砌体A设有的锁扣结构A与环形砌体B设有的锁扣结构B设有匹配设计的锁槽和锁齿。
所述环形钢板A与环形钢板B之间的夹角与拱脚砖左下方设有的斜面与水平的夹角相同，即环形钢板A的倾斜面与拱脚砖左下方的斜面平行。
所述环形钢板B从与环形钢板A搭接位置向内侧悬挑出部位的上表面与环形砌体B的下表面接触。
所述悬挑支撑设置在窑壳墙体的中部，将窑壳墙体分隔成上段墙体和下段墙体，二者之间设有膨胀缝，膨胀缝的内部填充有耐火纤维棉。
所述环形砌体A和环形砌体B错位压缝砌筑。
所述环形砌体A之拱顶砖上的凹槽与上段墙体耐火砖凸台匹配设计，二者通过嵌入方式固定。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)本发明所述墙体结构将圆筒型竖窑墙体分为上下两段，可将上段墙体的荷载有效的转移到窑壳等钢结构上，使得下段墙体不受上段墙体的重力及摩擦力的的影响；同时能够使下段砖墙顶部留出一定厚度的膨胀缝，保证在窑炉升温和停窑冷却的过程中，下段砖墙有足够空间收缩膨胀，不易开裂；
2)本发明所述墙体结构中的环形斜撑的底部钢板悬挑出一定距离，可托住环形砌体，尤其是对于下层砌体，限制其轴向位移，即使环形砌体因热胀冷缩现象发生开裂，也能够避免衬砖发生脱落或位移；
3)本发明所述墙体结构中的环形砌体所用衬砖具有锁扣结构，锁槽和锁齿的咬合使得环形砌体被限定了位置，尤其是对于上层砌体，能够有效防止其发生轴向及径向的位移，相比传统的平滑斜面相接的方式，减少了衬砖脱落现象，避免了环形砌体局部位移或者脱落的风险，保证了墙体的整体性；
4)本发明所述墙体结构适用范围广，可适用于所有圆筒型竖窑，同时可根据窑体规格大小调节尺寸和厚度，且结构简单，便于施工。
附图说明
图1是本发明的结构原理示意图；
图2是图1中的a局部结构放大示意图；
图3是本发明的三维剖面结构原理示意图；
图4是本发明之拱顶砖的三维结构示意图。
图5为本发明之拱脚砖的三维结构示意图。
图中：1-环形砌体A 11-砖身A 12-凹槽 13-锁扣结构A 2-环形砌体B 21-砖身B22-锁扣结构B 3-环形斜撑 31-环形钢板A 32-环形钢板B 4-锁槽 5-锁齿 6-耐火泥浆 7-隔热材料 8-耐火纤维棉 9-窑壳 101-上段墙体 102-下段墙体
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
见图1-图5所示，本发明涉及的一种带互锁悬挑支撑的圆筒型墙体结构，包括环形砌体A1、环形砌体B2、环形斜撑3、耐火泥浆6和隔热材料7，所述环形砌体A1由拱顶砖以环形阵列的形式砌筑组成，其中拱顶砖砖身A11的上表面开设有凹槽12、左下角设有锁扣结构A13；所述环形砌体B2由拱脚砖以环形阵列的形式砌筑组成，其中拱脚砖的砖身B21的右上角设有锁扣结构B22；所述环形砌体A1铺设在所述环形砌体B2的靠内侧的斜上方，之间通过锁扣结构A13和锁扣结构B22接触锁紧，间隙内填充耐火泥浆6；所述环形斜撑3由环形钢板A31和环形钢板B32组成，其中环形钢板B32水平设置并与窑壳9的内表面焊接固定，环形钢板A31与环形钢板B32成一定夹角倾斜设置，一端与窑壳9内表面焊接固定、另一端与环形钢板B32搭接并焊接固定，构成悬挑支撑；所述环形斜撑3设置在环形砌体B2的靠外侧的斜下方(环形斜撑3支撑着环形砌体B2)，之间填充有隔热材料7；所述环形砌体A1、环形砌体B2、环形斜撑3组合构成悬挑支撑。
所述环形砌体A1设有的锁扣结构A13与环形砌体B2设有的锁扣结构B22设有匹配设计的锁槽4和锁齿5，两个相邻的拱顶砖和拱脚砖通过锁槽4和锁齿5的配合相锁紧，限制径向和轴向的自由度。
所述环形钢板A31与环形钢板B32之间的夹角与拱脚砖左下方设有的斜面与水平的夹角相同，即环形钢板A31的倾斜面与拱脚砖左下方的斜面平行。
所述环形钢板B32从与环形钢板A31搭接位置向内侧悬挑出部位的上表面与环形砌体B2的下表面接触。
所述悬挑支撑设置在窑壳9墙体的中部，将窑壳墙体分隔成上段墙体101和下段墙体102，二者之间设有膨胀缝，膨胀缝的内部填充有耐火纤维棉8，膨胀缝用来消除上段墙体101和下段墙体102的耐火砖受热胀冷缩的影响。
所述环形砌体A1和环形砌体B2错位压缝砌筑。
所述环形砌体A1之拱顶砖上的凹槽12与上段墙体10耐火砖凸台匹配设计，二者通过嵌入方式固定，限制相邻两块砖的径向自由度，保证上段底部墙体的稳定性。
进一步，所述拱顶砖和所述拱脚砖的砖身俯视图均可为等腰梯形或类似形状，只要保证通过多块耐火砖拼合能够形成环形结构即可。
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)
1.一种带互锁悬挑支撑的圆筒型墙体结构，包括环形砌体A、环形砌体B、环形斜撑、耐火泥浆和隔热材料，其特征在于，所述环形砌体A由拱顶砖以环形阵列的形式砌筑组成，其中拱顶砖砖身A的上表面开设有凹槽、砖身A的左下角设有锁扣结构A；所述环形砌体B由拱脚砖以环形阵列的形式砌筑组成，其中拱脚砖的砖身B的右上角设有锁扣结构B；所述环形砌体A铺设在所述环形砌体B的靠内侧的斜上方，之间通过锁扣结构A和锁扣结构B接触锁紧，间隙内填充耐火泥浆；所述环形斜撑由环形钢板A和环形钢板B组成，其中环形钢板B水平设置并与窑壳的内表面焊接固定，环形钢板A与环形钢板B成一定夹角倾斜设置，一端与窑壳内表面焊接固定、另一端与环形钢板B搭接并焊接固定；所述环形斜撑设置在环形砌体B的靠外侧的斜下方，之间填充有隔热材料。
2.根据权利要求1所述的一种带互锁悬挑支撑的圆筒型墙体结构，其特征在于，所述环形砌体A设有的锁扣结构A与环形砌体B设有的锁扣结构B设有匹配设计的锁槽和锁齿。
3.根据权利要求1所述的一种带互锁悬挑支撑的圆筒型墙体结构，其特征在于，所述环形钢板A与环形钢板B之间的夹角与拱脚砖左下方设有的斜面与水平的夹角相同，即环形钢板A的倾斜面与拱脚砖左下方的斜面平行。
4.根据权利要求1所述的一种带互锁悬挑支撑的圆筒型墙体结构，其特征在于，所述环形钢板B从与环形钢板A搭接位置向内侧悬挑出部位的上表面与环形砌体B的下表面接触。
5.根据权利要求1所述的一种带互锁悬挑支撑的圆筒型墙体结构，其特征在于，所述环形砌体A和环形砌体B错位压缝砌筑。
6.根据权利要求1所述的一种带互锁悬挑支撑的圆筒型墙体结构，其特征在于，所述环形砌体A之拱顶砖上的凹槽与上段墙体耐火砖凸台匹配设计，二者通过嵌入方式固定。
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