CN201901635U - 一种全氧燃烧玻璃窑炉大碹的膨胀缝结构 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种全氧燃烧玻璃窑炉大碹的膨胀缝结构，包括并列的大碹环，相邻的至少两列大碹环之间设有膨胀缝，大碹环由碹砖排列组成，膨胀缝上侧设有开槽部，开槽部的截面形状为矩形，所述开槽部包括两侧碹砖上对应设置的矩形的缺口，两个缺口的底面平行，开槽部内压放有压缝砖。本实用新型在大碹环的开槽部内放置有压缝砖，开槽部的截面形状为矩形，对应的压缝砖的截面形状也为矩形。压缝砖会随之移动从而达到密封膨胀缝的效果，这样相邻大碹环之间的移动由压缝砖的移动进行密封。相比楔形膨胀缝及楔形压缝砖，本实用新型提供的这种矩形截面的压缝砖在耐火材料生产厂家更容易加工，费用更低。

Description

一种全氧燃烧玻璃窑炉大碹的膨胀缝结构
技术领域
本实用新型涉及玻璃窑炉领域，尤其是涉及一种全氧燃烧玻璃窑炉。
背景技术
纯氧燃烧(亦称：全氧燃烧)系统是一种新型的燃烧方式，所谓的纯氧燃烧是指对燃料燃烧时提供氧的模式为超过99％的氧气，这种氧气可以是管道输送的常压气体，也可以是经过降压的液态氧气，相比常用的空气助燃方式，由于减少了大约78％以上的氮气的引入，所以燃烧效率更高，目前已被广泛运用于高温燃烧领域。近年来纯氧燃烧系统在玻璃熔窑、冶金、垃圾焚烧、发电等多个领域已成为取代常规燃烧系统的更好的选择方案，这是因为纯氧燃烧不仅能大大降低NOx、CO2、粉尘等污染物的排放，而且在节能、提高产量和质量减少设备投资和节省厂房场地等诸多方面都有良好的表现。近年来在高温熔化领域应用纯氧燃烧在欧美已成为一种趋势，应用范围覆盖多种产品和炉型。
相比传统的空气助燃的方式，玻璃熔窑采用全氧燃烧技术后，其上部结构的温度增加不大，然而上部结构所处的气氛的化学组成发生了变化，其中水蒸汽的体积浓度约增大3倍，碱挥发物的体积浓度增至3-6倍。高体积浓度的碱挥发物对上部结构中硅砖的使用性能是十分有害的，玻璃窑炉在正常生产时会形成的大量低粘度钠硅酸盐熔体，会对硅砖造成严重的侵蚀，由于水蒸气的体积浓度高，该熔体在高温下更易形成，加重了碱挥发物及冷凝物对硅砖的侵蚀作用。实际测定和数学模拟试验表明，玻璃熔窑上部结构气氛中碱挥发物的体积浓度分布是不均匀的，碹顶附近碱挥发物的体积浓度高于其它部位的碱挥发物的体积浓度。因此，目前全氧燃烧玻璃窑炉上的火焰空间耐火材料大多采用电熔耐火材料。
由于耐火材料在温度变化时，体积会发生变化。确切的讲，玻璃窑炉上使用的耐火材料在升温时会发生一定量的膨胀，所以在玻璃窑炉设计时会为今后的升温预置一定的空间，这就是玻璃窑炉大碹膨胀缝的由来。根据工艺及窑炉结构的需要，一个玻璃窑炉的大碹上会预留1个或多个膨胀缝。玻璃窑炉在升、降温时，窑炉大碹会在X、Y、Z、-X、-Y、-Z这6个方向上移动。
已知处理全氧燃烧的玻璃窑炉大碹膨胀缝的技术是利用楔形结构完成的。如图1所示，为传统的全氧燃烧窑炉耐火材料大碹的膨胀缝构造示意图，窑炉包括并列设置的大碹环6，大碹环6的碹砖2之间为膨胀缝1，相对的碹砖2上均设有截面形状为三角形的缺口，三角形缺口与膨胀缝1的上端共同构成楔形膨胀缝，在楔形膨胀缝上压有楔形压缝砖3，当膨胀缝1随温度变化扩大或缩小时，楔形压缝砖3也随之移动。但是由于楔形压缝砖3与两侧的碹砖2之间摩擦力大，使预留的移动空间不足，以至楔形压缝砖3不能完全随之移动，在烤窑升温的过程中，随着温度的上升膨胀缝的变化，需要烤窑人员不停的对插入的楔形压缝砖3进行调整。在高温环境中进行这样的工作无疑会增加操作人员的劳动强度；另外，如果调整不到位，还会容易发生楔形压缝砖3损坏影响烤窑效果的情况。
另外这种楔形压缝砖3的形状不容易加工，增加了厂家的生产成本和使用成本。耐火材料加工厂家在生产这种结构时需要投入更多的人力、物力，对加工的精度要求也比较高，这样就无形的增加了产品的成本。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种加工制作方便、成本低的全氧燃烧玻璃窑炉大碹的膨胀缝结构。
本实用新型的技术方案是：
一种全氧燃烧玻璃窑炉大碹的膨胀缝结构，包括并列的大碹环，相邻的至少两列大碹环之间设有膨胀缝，大碹环由碹砖排列组成，膨胀缝上侧设有开槽部，开槽部的截面形状为矩形，所述开槽部包括两侧碹砖上对应设置的矩形的缺口，两个缺口的底面平行，开槽部内压放有压缝砖。
所述压缝砖的下表面与开槽部的底面压紧贴合。
所述压缝砖的截面形状为长方形、正方形、梯形中的任一种。
耐火材料大碹的材料为电熔耐火材料，电熔耐火材料的成分为AZS或α-β或β。
耐火材料大碹的材料为烧结耐火材料，烧结耐火材料为尖晶石或电熔再烧结莫来石。
压缝砖的截面尺寸和膨胀缝的尺寸存在相应的关系为：W2＝0.25W～0.9W，其中：W为开槽部的宽度，W2为压缝砖的宽度。
h＝0.1H～0.5H，h1＝0.25h～1.5h，其中：H为碹砖的厚度，h为开槽部的高度，h1为压缝砖的高度。
h1＝h。
本实用新型在大碹环的开槽部内放置有压缝砖，开槽部的截面形状为矩形，对应的压缝砖的截面形状也为矩形。压缝砖会随之移动从而达到密封膨胀缝的效果，这样相邻大碹环之间的移动由压缝砖的移动进行密封。相比楔形膨胀缝及楔形压缝砖，本实用新型提供的这种矩形截面的压缝砖在耐火材料生产厂家更容易加工，费用更低。
本实用新型的玻璃窑炉大碹的材料为耐火材料，其生产方式无论是电熔材料还是烧结材料，成分无论是AZS、α-β、β或其他可以适用于全氧燃烧玻璃窑炉使用的材质(如：尖晶石、电熔再烧结莫来石等)，都可以采用本实用新型所采用的结构。
本实用新型可以降低大碹生产加工时的难度及工作量，降低成本，能够减轻耐火材料生产厂家在加工生产大碹时投入的生产成本；由于其简单实用的开槽结构，还可以减少烤窑及降温时窑炉操作人员的劳动强度，可以使全氧燃烧窑炉大碹的膨胀缝的生产、加工、安装、维护更加简便，并降低因结构问题产生的窑炉缺陷；具有良好的经济效益。
附图说明
图1是现有全氧燃烧窑炉耐火材料大碹的膨胀缝结构示意图；
图2是本实用新型的结构示意图；
图3是图2的横向截面剖视图；
图4是图2中膨胀缝处的局部放大图；
图5是图4中去掉压缝砖后的结构示意图。
具体实施方式
如图2所示，本实用新型包括大碹，大碹由若干列在纵向方向上平行的大碹环6组成。每隔若干列(图中所示为5列，至少为两列)大碹环6设置一个膨胀缝1，利用膨胀缝1可吸收横向方向上膨胀所带来的位移。如图3所示，大碹环6包括若干块沿弧形设置的碹砖2。
如图4、5所示，膨胀缝1的上侧设有截面形状为矩形的开槽部7，开槽部7包括矩形的缺口，缺口对应设在膨胀缝1两侧的的碹砖2上。在开槽部7内放置有截面形状为矩形的压缝砖5。
相比楔形膨胀缝及楔形压缝砖3，矩形的压缝砖5对于耐火材料生产厂家来说更容易加工，生产费用也更低。
本实用新型玻璃窑炉大碹的材料为耐火材料，其生产方式无论是电熔材料还是烧结材料，成分无论是AZS、α-β、β或其他可以适用于全氧燃烧玻璃窑炉使用的材质(如：尖晶石、电熔再烧结莫来石等)，都可以采用本实用新型所采用的结构。
图3中，大碹环6的弧长长度为L，相对应的一列压缝砖5的弧长总长度为l。通常情况下，L＞l，l＝0.9L～0.9999L。
图4中，W2为压缝砖5的宽度，h1为压缝砖5的高度。
图5中，W为开槽部7的宽度，W1为膨胀缝1的宽度；
h为开槽部7的高度，H为碹砖2的厚度。
相应的关系为：
W2＝0.25W～0.9W，
W1为膨胀缝1的宽度为相邻部分大碹环6膨胀量的1.01～2倍。膨胀缝1具体数据的的确定由窑炉设计人员更具工艺及窑炉节后需求确定；
h＝0.1H～0.5H，
h1＝0.25h～1.5h，通常情况下为施工和加工便利，取h1＝h。
为更好的适应玻璃窑炉的保温或其它目的，压缝砖5的截面形状可以为长方形、正方形、梯形或其他可以选择的形状，关键是压缝砖5的下表面要与矩形的缺口下表面贴合。所以压缝砖5的截面形状也可以是半圆形、半椭圆形。
本实用新型也可以用于其它普通空气燃烧玻璃窑炉，这样的近似变化也落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种全氧燃烧玻璃窑炉大碹的膨胀缝结构，包括并列的大碹环，相邻的至少两列大碹环之间设有膨胀缝，大碹环由碹砖排列组成，其特征在于：膨胀缝上侧设有开槽部，开槽部的截面形状为矩形，所述开槽部包括两侧碹砖上对应设置的矩形的缺口，两个缺口的底面平行，开槽部内压放有压缝砖。
2.根据权利要求1所述的全氧燃烧玻璃窑炉大碹的膨胀缝结构，其特征在于：所述压缝砖的下表面与开槽部的底面压紧贴合。
3.根据权利要求1或2所述的全氧燃烧玻璃窑炉大碹的膨胀缝结构，其特征在于：所述压缝砖的截面形状为长方形、正方形、梯形中的任一种。
4.根据权利要求1或2所述的全氧燃烧玻璃窑炉大碹的膨胀缝结构，其特征在于：耐火材料大碹的材料为电熔耐火材料，电熔耐火材料的成分为AZS或α-β或β。
5.根据权利要求1或2所述的全氧燃烧玻璃窑炉大碹的膨胀缝结构，其特征在于：耐火材料大碹的材料为烧结耐火材料，烧结耐火材料为尖晶石或电熔再烧结莫来石。
6.根据权利要求1或2所述的全氧燃烧玻璃窑炉大碹的膨胀缝结构，其特征在于：压缝砖的截面尺寸和膨胀缝的尺寸存在相应的关系为：W2＝0.25W～0.9W，其中：W为开槽部的宽度，W2为压缝砖的宽度。
7.根据权利要求1或2所述的全氧燃烧玻璃窑炉大碹的膨胀缝结构，其特征在于：h＝0.1H～0.5H，h1＝0.25h～1.5h，其中：H为碹砖的厚度，h为开槽部的高度，h1为压缝砖的高度。
8.根据权利要求7所述的全氧燃烧玻璃窑炉大碹的膨胀缝结构，其特征在于：h1＝h。
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