CN1948877A - 烧结耐火材料的窑炉及其烧结耐火材料的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种窑炉及其烧结耐火材料的方法，该窑炉包括依次邻接的第一、第二、第三和第四炉室，第一和第二炉室之间、第二和第三炉室之间、第三和第四炉室之间以及第四与第一炉室之间分别由第一、第二、第三和第四隔壁隔开，每个炉室各自设有向炉室内喷火的单独喷火口、用于装卸料的窑炉门和可与各炉室连通并位于窑炉上方的烟囱，隔壁各自设有控制邻接炉室之间连通和隔离的单独散热结构。本发明窑炉通过顺次设置的多个窑室循环烧结耐火材料，不仅有效利用了炉室的余热，大大节约了能源，而且显著提高产品合格率和生产效率。

Description

烧结耐火材料的窑炉及其烧结耐火材料的方法

技术领域

本发明涉及一种窑炉，特别是一种用于烧结耐火材料的窑炉。

背景技术

目前烧结耐火材料的窑炉多采用单体的圆形窑和隧道窑，这两种窑均存在生产率低、燃料消耗量高、不能有效利用烧结余热的问题，原因在于，当窑中的耐火材料烧熟时，炉内的温度通常高达1400度以上，为取出炉内产品，需要经过大约48小时的时间通过鼓风机吹风散热，以便使炉内温度降至100度以下，才能将窑炉内的产品搬出，这样在烧结下一批耐火材料时，需要将窑炉再次加热到1400度，因此不但使炉内的热量白白浪费掉而不能加以利用，而且浪费了48小时的散热等待时间而不能进行生产，因此显著降低了生产率。

虽然现有的隧道窑与圆形窑相比，具有快速节能等优点，但是其存在产品合格率的缺陷。由于隧道窑是通过直接向窑室内喷火来对窑室内耐火砖进行快速加热的，没有逐渐升温的过程，因此导致砖坯升温不均，频繁出现裂炸现象，容易出现残次品，导致产品合格率较低。

发明内容

本发明的目的在于针对以上现有技术中存在的问题而提供一种用于烧结耐火材料的窑炉和利用该窑炉烧结耐火材料的方法，该窑炉通过设置顺次工作的多个窑室，以显著提高产品合格率和生产效率，同时大大节约了能源。

为实现本发明的目的，本发明一方面提供的窑炉，包括依次邻接的第一、第二、第三和第四炉室，第一和第二炉室之间、第二和第三炉室之间、第三和第四炉室之间以及第四与第一炉室之间分别由第一、第二、第三和第四隔壁隔开，每个炉室各自设有向炉室内喷火的单独喷火口、用于装卸料的窑炉门和可与各炉室连通并位于窑炉上方的烟囱，隔壁各自设有控制邻接炉室之间连通和隔离的单独散热结构。

特别是，第一、第二、第三和第四隔壁汇合处的隔壁内设置散热孔，该散热孔与四个炉室隔离。

特别是，散热结构位于隔壁的上部，包括设置在隔壁中的散热口和可在散热口中上下移动的散热隔板。

特别是，第一至第四炉室各自设有可开闭的单独炉室风道，所述炉室通过所述炉室风道与所述烟囱连通。

本发明另一方面提供一种利用上述窑炉烧结耐火材料的方法，包括以下顺序的步骤：

1)使第一炉室与第二炉室和第四炉室之间均保持隔离，通过喷火口向第一炉室内喷火使其内温度上升至要求的温度，以便对第一炉室内材料进行烧结；

2)当第一炉室内的耐火材料烧熟时，使第二和第三炉室之间保持隔离，接着使第一炉室和第二炉室之间相通，并使第一炉室与烟囱隔离而使第二炉室与烟囱连通，以便使第二炉室内升温；

3)当第二炉室内温度升至预定温度时，使第一和第二炉室之间相互隔离，接着通过喷火口向第二炉室内喷火使其内温度上升至要求的温度，以便对第二炉室内材料进行烧结。

特别是，还包括步骤：

4)当第二炉室内的耐火材料烧熟时，使第三和第四炉室之间保持隔离，使第二炉室和第三炉室之间相通，并使第二炉室与烟囱隔离而使第三炉室与烟囱相通，以便使第三炉室内升温；

5)当第三炉室内温度升至预定温度时，使第二和第三炉室之间保持隔离，通过喷火口向第三炉室内喷火使其内温度上升至要求的温度，以便对第三炉室内材料进行烧结；

6)当第三炉室内的耐火材料烧熟时，使第四和第一炉室之间保持隔离，使第三炉室和第四炉室之间相通，并使第三炉室与烟囱隔离而使第四炉室与烟囱相通，以便使第四炉室内升温；

7)当第四炉室内温度升至预定温度时，使第三和第四炉室之间保持隔离，通过喷火口向第四炉室内喷火使其内温度上升至要求的温度，以便对第四炉室内材料进行烧结；

8)当第四窑炉内的耐火材料烧熟时，使第一和第二炉室之间保持隔离，而使第四和第一炉室之间相通，并使第一炉室与烟囱相通而使第四炉室与烟囱隔离。

其中，在步骤5)中对第三炉室中材料进行烧结时，可取出第一炉室中已烧结好的材料，接着装入待烧结材料；在步骤7)中对第四炉室中材料进行烧结时，可取出第二炉室中已烧结好的材料，接着装入待烧结材料。

特别是，炉室之间的隔壁上部设有散热结构，散热结构包括散热口和可移动式散热隔板，通过上下移动散热隔板打开或关闭散热口实现所述炉室之间的相通或隔离。

特别是，各炉室和烟囱之间分别通过单独的风道相通，通过打开或关闭所述风道实现所述炉室和烟囱之间的相通或隔离。

其中，预定温度为500±50℃。

本发明的优点在于以下方面：

1.本发明窑炉与单体圆型窑相比，烧耐火砖时可节约能源35-50％。以烧制100吨耐火砖为例，普通圆形窑需要消耗用35吨原煤制成的气体，而本发明窑炉仅需消耗用20吨原煤制成的气体。

2.本发明窑炉与单体圆型窑相比能够显著节省时间，因此大大提高了生产率。以烧制100吨耐火砖为例，普通单体圆形窑需要15天时间，而本发明窑炉则仅需7天。

3.本发明窑炉与人们普遍认为快速节能的隧道窑相比，不但更为灵活方便，不需要隧道窑所需的机械车、轨道、推进器和烘干房等设备，而且在相同投资下，显著提高了生产效率。一般建一座隧道窑需要投资300万元，以此投资可建成6座本发明窑炉；一座隧道窑生产耐火砖每天的产量仅为20-30吨，而6座本发明窑炉每天的产量可达约86吨，因此相同投资和生产时间内，产量提高了3-5倍，大大提高了生产效率。

4.本发明窑炉的产品合格率高，由于本发明的一个炉室在燃烧时，其它三个窑室都在升温，耐火砖烧成后的余热可对需要烧制的下一窑室耐火砖进行加热并使其温度上升至500度左右，因此不会使耐火砖坯升温不均而出现裂炸现象。

附图说明

图1是本发明窑炉实施例的平面布置示意图；

图2是图1所示本发明窑炉的前视图；

图3是沿图1中A-A线的第一炉室和第四炉室之间以及第二炉室和第三炉室之间隔壁的结构示意图；

图4是沿图1中B-B线的第一炉室和第二炉室之间以及第三炉室和第四炉室之间隔壁的结构示意图。

附图标记说明：1、第一炉室；2、第二炉室；3、第三炉室；4、第四炉室；5、第一隔壁；51第一散热道；52第一散热隔板；6、第二隔壁；61第二散热道；62第二散热隔板；7、第三隔壁；71第三散热道；72第三散热隔板；8、第四隔壁；81第四散热道；82第四散热隔板；9、散热孔；11a、11b、第一炉室喷火口；12、第一炉门(装储门)；21a、21b、第二炉室喷火口；22、第二炉门；31a、31b、第三炉室喷火口；32、第三炉门；41a、41b、第四炉室喷火口；42、第四炉门。

具体实施例方式

下面参照附图详细描述本发明窑炉的结构和使用该窑炉烧结耐火砖的工艺过程。

图1所示的本发明窑炉是一种用于烧结耐火材料的窑炉，该窑由四个容量为24.5立方米的炉室1、2、3和4构成，窑体的水平截面大体呈成矩形，每个炉室的水平截面也大体呈矩形，四个炉室大体呈“田”字形布置，各炉室既相互独立又相互连通，其中第一炉室1与第二炉室2、第二炉室2与第三炉室3、第三炉室3与第四炉室4、第四炉室4与第一炉室1之间分别由第一隔壁5、第二隔壁6、第三隔壁7、第四隔壁8隔开，每个隔壁上靠近上方的位置分别设置可使相邻炉室之间连通的散热道51、61、71和81，散热道51、61、71和81中分别设有可在散热道中沿垂直方向来回移动的散热隔板52、62、72和82，通过这些散热隔板用于打开和关闭散热道。

此外第一隔壁5、第二隔壁6、第三隔壁7、第四隔壁8的汇合处还设有散热孔9，该散热孔9由下自上延伸至窑炉的顶部并与外界相通，用于隔开四个炉室，比如，当烧结第三炉室3时，第一炉室1的角部不会被烧红，从而便于从第一炉室1中取出已烧结好的耐火砖和向其内装入待烧结耐火砖材料；而当烧结第四炉室4时，便于从第二炉室2中取出已烧结好的耐火砖和向其内装入待烧结耐火砖材料。散热孔9的水平截面形状为圆形、矩形或任意多边形。

第一至第四炉室1至4各自设有可开闭的单独炉室风道(图中未示出)，每个炉室通过各自的炉室风道与窑炉的烟囱(图中未示出)连通。

第一至第四炉室1至4各自具有面向外部的两个侧壁，两个侧壁之一设炉门，也可称装储门，如图1所示，第一炉室1、第二炉室2、第三炉室3和第四炉室4的外侧壁之一分别设有第一炉门5、第二炉门6、第三炉门7和第四炉门8，这些炉门用于向各炉室内装入待烧结材料如耐火砖，和从各炉室中取出已烧结好的耐火砖材料。

设置炉门的各个侧壁上还分别设有两个喷火口，两个喷火口位于每个炉门的两侧，例如，第一炉门5的两侧分别设第一喷火口11a和11b。本发明窑炉采用用煤制成的煤气，通过使其燃烧并从喷火口喷入炉室内以烧制耐火砖材料，在煤气燃烧过程不会产生废气、粉尘、废渣，因此有利于环境保护。

燃烧四炉室中的一个炉室时，可利用该炉室原先本应被浪费掉的热量，为其它三个炉室加热，使其热量得以充分利用。

下面描述利用本发明窑炉烧结耐火砖的工艺过程。

首先，烧结第一炉室1：通过可上下移动的散热隔板52和散热隔板82分别使第一和第二炉室之间的第一散热道51以及第一和第四炉室之间的第四散热道81保持关闭，通过第一喷火道11a、11b向第一炉室内喷火，使其内温度达1400℃，以便对第一炉室内的耐火砖进行烧结。

当第一炉室1内的耐火砖烧熟时，通过将第一炉室1与即将点火的相邻第二炉室2的第一散热隔板52打开，同时通过第二散热隔板62使第二炉室2和第三炉室3之间的第二散热道61保持关闭。接着打开相邻的第二炉室2的风道而使第二炉室2与烟囱相通，并将第一炉室1通往烟囱的风道关闭，以便加速第一和第二炉室之间的热量传递。第一炉室1经过大约48小时的散热后，相邻的第二炉室2内的温度升至500度左右，由此可利用第一炉室1的余热使第二炉室2升温。

接着，烧结第二炉室2：当第二炉室2内的温度升至500度左右时，将可上下移动的散热隔板52移回第一散热道51中而使第一散热道51保持关闭，通过第二炉室2的第二喷火口21a、21b对其内喷火使其内温度达1400℃，从而煅烧其内的待烧结耐火砖。

当第二炉室2内的耐火砖烧熟时，通过将第二炉室2与即将点火的相邻第三炉室3的散热隔板62打开，同时通过第三散热隔板72使第三炉室3和第四炉室4之间的第三散热道71保持关闭，接着打开第三炉室3的风道使其与烟囱相通，并将第二炉室2通往烟囱的风道关闭，从而加速第二和第三炉室之间的热量传递，第二炉室2经过大约48小时的散热后，相邻的第三炉室3内的温度升至500度左右，由此可利用第二炉室2的余热使第三炉室3升温；

然后，烧结第三炉室：当第三炉室3内的温度升至500度左右时，将可上下移动的散热隔板62移回第二散热道61中而使第二散热道61保持关闭，通过第三炉室3的第三喷火口31a、31b对其内喷火使其内温度达1400℃，从而煅烧其内的待烧结耐火砖。

在烧结第三炉室3中耐火砖的同时，可卸出第一炉室1中已烧结好的耐火砖，接着装入待烧结的耐火砖材料，以便进行第一炉室1中的下一循环的烧制。

当第三炉室3内的耐火砖烧熟时，通过将第三炉室3与即将点火的相邻第四炉室4的散热隔板72打开，同时使第四炉室4和第一炉室1之间的第四散热道81保持关闭，接着打开第四炉室4的风道使其与烟囱相通，并将第三炉室3通往烟囱的风道关闭，以便加速第三和第四炉室之间的热量传递，第四炉室4经过大约48小时的散热后，相邻的第四炉室4内的温度升至500度左右，由此可利用第三炉室3的余热使第四炉室升温。

然后，烧结第四炉室：当第四炉室4内的温度升至500度左右时，将可上下移动的散热隔板72移回第三散热道71中而使第三散热道71保持关闭，通过第四炉室4的第四喷火口41a、41b对其内喷火使其内温度达1400℃，从而煅烧其内的待烧结耐火砖。

在烧结第四炉室4中耐火砖的同时，可卸出第二炉室2中已烧结好的耐火砖，接着装入待烧结的耐火砖材料，以便进行第二炉室2中的下一循环的烧制。

当第四炉室4内的耐火砖烧熟时，通过将第四炉室4与即将点火的相邻第一炉室1的散热隔板82打开，同时通过第一散热隔板52使第一炉室1和第二炉室2之间的第一散热道51保持关闭。接着打开第一炉室1的风道使其与烟囱相通，并将第四炉室4通往烟囱的风道关闭，以便加速第四和第一炉室之间的热量传递，第四炉室4经过大约48小时的散热后，相邻的第一炉室1内的温度升至500度左右。

此后，可循环进行以上步骤依次烧结各炉室内的耐火砖。

Claims (10)

1、一种烧结耐火材料的窑炉，其特征在于：包括依次邻接的第一、第二、第三和第四炉室(1、2、3、4)，第一和第二炉室之间、第二和第三炉室之间、第三和第四炉室之间以及第四与第一炉室之间分别由第一、第二、第三和第四隔壁(5、6、7、8)隔开，每个炉室(1、2、3、4)各自设有单独的向炉室内喷火的喷火口(11a、11b、21a、21b、31a、31b、41a、41b)和用于装卸料的窑炉门(11、21、31、41)，并且可与位于窑炉上方的烟囱连通，第一至第四隔壁(5、6、7、8)各自设有控制邻接炉室之间连通和隔离的散热结构(51、52、61、62、71、72、81、82)。

2、如权利要求1所述的窑炉，其特征在于：所述第一、第二、第三和第四隔壁(5、6、7、8)汇合处的隔壁内设置散热孔(9)，该散热孔与所述四个炉室隔离。

3、如权利要求1或2所述的窑炉，其特征在于：每个所述散热结构位于各自隔壁(5、6、7、8)的上部，包括设置在隔壁中的散热道(51、61、71、81)和可分别在各散热口中上下移动的散热隔板(52、62、72、82)。

4、如权利要求1或2所述的窑炉，其特征在于：第一至第四炉室各自设有可开闭的单独炉室风道，所述炉室通过所述炉室风道与所述烟囱连通。

5、利用权利要求1或2所述的窑炉烧结耐火材料的方法，包括以下顺序的步骤：

1)使第一炉室(1)与第二炉室(2)和第四炉室(4)之间分别保持隔离，通过第一喷火口(11a、11b)向第一炉室内喷火使其内温度上升至要求的温度，以便对第一炉室内材料进行烧结；

2)当第一炉室内的耐火材料烧熟时，使第二和第三炉室(2、3)之间保持隔离，接着使第一炉室和第二炉室之间相通，并使第二炉室与烟囱连通而使第一炉室与烟囱隔离，以便使第二炉室内升温；

3)当第二炉室内温度升至预定温度时，使第一和第二炉室之间相互隔离，接着通过第二喷火口(21a、21b)向第二炉室喷火使其内温度上升至要求的温度，以便对第二炉室内材料进行烧结。

6、如权利要求5所述的方法，其特征是还包括步骤：

4)当第二炉室内的耐火材料烧熟时，使第三和第四炉室之间保持隔离，使第二炉室和第三炉室之间相通，并使第二炉室与烟囱隔离而使第三炉室与烟囱相通，以便使第三炉室内升温；

5)当第三炉室内温度升至预定温度时，使第二和第三炉室之间保持隔离，对通过第三喷火口(31a、31b)向第三炉室喷火使其内温度上升至要求的温度，以便对第三炉室内材料进行烧结；

6)当第三炉室内的耐火材料烧熟时，使第四和第一炉室之间保持隔离，使第三炉室和第四炉室之间相通，并使第四炉室与烟囱相通而使第三炉室与烟囱隔离，以便使第四炉室内升温；

7)当第四炉室内温度升至预定温度时，使第三和第四炉室之间保持隔离，接着通过第四喷火口(41a、41b)向第四炉室内喷火使其内温度上升至要求的温度，以便对第四炉室内材料进行烧结；

8)当第四窑炉内的耐火材料烧熟时，使第一和第二炉室之间保持隔离，而使第四和第一炉室之间相通，并使第一炉室与烟囱相通而使第四炉室与烟囱隔离，以便使第一炉室内升温。

7、如权利要求6所述的方法，其特征是：在步骤5)中对所述第三炉室中材料进行烧结时，可取出第一炉室中已烧结好的材料，在步骤7)中对所述第四炉室中材料进行烧结时，可取出第二炉室中已烧结好的材料。

8、如权利要求5至7任一所述的方法，其特征是：所述炉室之间的隔壁上部各自设有散热结构，每个所述散热结构包括散热口和可移动式散热隔板，通过上下移动散热隔板打开或关闭散热口实现所述炉室之间的相通或隔离。

9、如权利要求5至7任一所述的方法，其特征是：所述每个炉室和烟囱之间分别通过单独的风道相通，通过打开或关闭所述风道实现所述炉室和烟囱之间的相通或隔离。

10、如权利要求5至7任一所述的方法，其特征是：所述预定温度为500±50℃。

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