CN217297913U - 高效蓄热换能耐火砖 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高效蓄热换能耐火砖，耐火砖本体的顶面和底面均为台阶面，该耐火砖本体的顶面和底面形状相吻合；在耐火砖本体顶面的外环台阶上设置有顶面外环槽，在顶面外环槽中设置有外环通孔，顶面外环槽的槽宽大于外环通孔的孔径；耐火砖本体顶面的中环台阶上设置有顶面中环槽，在顶面中环槽中设置有中环通孔，顶面中环槽的槽宽大于中环通孔的孔径；耐火砖本体顶面的内环台阶上设置有顶面内环槽，在顶面内环槽中设置有内环通孔，顶面内环槽的槽宽大于内环通孔的孔径，该内环台阶上还设置有中心通孔；所述外环通孔、中环通孔、内环通孔和中心通孔的孔壁上设置有螺旋导流槽。该耐火砖不仅相邻砖体间定位准确，而且能够有效增加换热面积。

Description

高效蓄热换能耐火砖

技术领域

本实用新型涉及一种高炉热风炉，尤其涉及一种蓄热式热风炉具有良好蓄热换能性能的格子耐火砖。

背景技术

蓄热式热风炉是高炉热风炉最为广泛使用的热风炉，蓄热式热风炉是先燃烧煤气，用产生的烟气加热蓄热室的格子耐火砖，再将冷风通过炽热的格子耐火砖进行加热，然后将热风炉轮流交替地进行燃烧和送风，使高炉连续获得高温热风；提高热风炉热风温度是高炉强化冶炼的关键技术，高风温是现代高炉的重要技术特征。

现有蓄热式热风炉格子耐火砖大都为七孔格子砖，由于七孔格子砖的通孔少，存在加热面积有限的缺陷，又因其通孔大而存在填充系数小的不足，造成热风炉蓄热室蓄热量有限，热交换效率不高；受格子耐火砖结构的限制，现有格子耐火砖不能错层砌筑只能逐层垒叠，造成各层格子耐火砖之间无法准确定位，一旦发生格子耐火砖移位使得格子砖孔道内形成涡流、气流不均匀，甚至形成孔道填塞，使整条孔道失效；格子耐火砖孔道及砖体间的气流温度、压力、流速的不均匀还会产生侧向或水平方向的推力，砖体间会产生相互滑移，使格子耐火砖孔道的通流量形成不均匀，导致温度差加大形成不均匀的内应力，这种不均匀的内应力加剧格子砖的开裂、破损；同时气流孔道内的粉尘、颗粒物的附着沉淀也使孔道变得狭窄。现有热风炉格子耐火砖不仅存在通孔数量少、易堵塞气流不畅的缺陷，而且格子耐火砖通孔的形状均为圆形孔，在孔径不变的情况下热传导面积显得不足，不利于提高热交换效率，尤其是光壁通孔容易产生气体涡流以及粉尘的沉积，导致孔道狭窄不畅，也直接影响着高温热风温度的进一步提高。如何提高风温，优化格子耐火砖结构，增加热风炉格子耐火砖的换热面积是业内人士长期研究的方向。

实用新型内容

针对现有技术所存在的上述不足，本实用新型所要解决技术问题是提供一种高效蓄热换能耐火砖，不仅相邻砖体间定位准确，不会发生侧向滑移，而且能够有效增加换热面积、避免高温气流不畅。

为了解决上述技术问题，本实用新型的高效蓄热换能耐火砖，包括耐火砖本体，该耐火砖本体的横截面为正六边形，所述耐火砖本体的顶面和底面均为台阶面，该耐火砖本体的顶面和底面形状相吻合；在耐火砖本体顶面的外环台阶上设置有顶面外环槽，在顶面外环槽中设置有外环通孔，顶面外环槽的槽宽大于外环通孔的孔径；耐火砖本体顶面的中环台阶上设置有顶面中环槽，在顶面中环槽中设置有中环通孔，顶面中环槽的槽宽大于中环通孔的孔径；耐火砖本体顶面的内环台阶上设置有顶面内环槽，在顶面内环槽中设置有内环通孔，顶面内环槽的槽宽大于内环通孔的孔径，该内环台阶上还设置有中心通孔；所述外环通孔、中环通孔、内环通孔和中心通孔的孔壁上设置有螺旋导流槽。

采用上述结构后，由于耐火砖本体的顶面和底面均为台阶面，并且顶面和底面的形状相吻合，上、下相邻的两块格子砖块可以通过相对的顶面和底面相互插接，形成稳定的格子砖卡插结构，卡接定位准确；格子砖高温气体温度、流速和压力的波动也不能使相邻格子砖产生移位，即使是孔道气流不均匀和高温涡流也不会使两相邻格子砖产生相对移动，既保证格子砖孔道气流畅道阻力小，又减少了因不均匀内应力所产生的砖体开裂、破损现象出现。又由于位于同一台阶上的若干通孔能够通过对应的环形槽相互连通，使得高温气流可以通过环形槽形成的横向通道绕过不畅部位而进入下面孔道，保证高温气流流速的均匀，避免孔道的堵塞失效，解决了孔道不畅或堵塞形成的涡流，以及风量分配不均匀及热风炉整体效率下降的问题。还由于在耐火砖本体上设置了外、中、内三道环形槽，每道环形槽上均设置有若干对应的通孔，这样就大大增加了耐火砖本体上的通孔数量，从而增加格子砖的蓄热面积，增强了格子砖的热交换能力，同时也使得通气顺畅，气流阻力变小，使热风炉向高炉供风的温度、压力和流量变得更加稳定均匀。本实用新型中外环通孔、中环通孔、内环通孔和中心通孔的孔壁上设置有螺旋导流槽，使孔壁的光面变成了波纹状螺旋壁面，大幅度地增加热交换面积，提高了热交换效率，有利于提高热风炉的送风温度，同时螺旋导流槽也有利于保证气流流速的稳定，延长气流与蓄热砖体孔道间的热交换路径和接触时间，螺旋导流槽也有利于减少粉尘颗粒物在孔道中的沉积，保证气流的顺畅。

本实用新型的优选实施方式，所述顶面外环槽、顶面中环槽和顶面内环槽为同心圆环槽，所述中心通孔位于顶面内环台阶的中心位置。结构更加合理，便于制作。

本实用新型的优选实施方式，所述顶面外环槽内沿环槽周向均布有若干外环通孔，所述顶面中环槽内沿环槽周向均布有若干中环通孔，所述顶面内环槽内沿环槽周向均布有若干内环通孔；所述中心通孔、内环通孔、中环通孔及外环通孔相互平行。环形槽中通孔数量的增加，大大增加了格子砖的热交换面积，提高了热传导效率。

本实用新型的优选实施方式，所述顶面外环槽、顶面中环槽和顶面内环槽的槽宽均为D；所述外环通孔、中环通孔、内环通孔和中心通孔的孔径均为d，d=（3/4—4/5）D。所述外环通孔、中环通孔、内环通孔和中心通孔的孔长L相等。保证了轴向气流和横向气流的均匀稳定。

本实用新型的优选实施方式，所述外环通孔、中环通孔、内环通孔和中心通孔的孔壁上均设有4—8道螺旋导流槽。所述螺旋导流槽的螺距H与孔径d之比H/d=（8—10）:1。有利于增加热交换面积，减少颗粒物沉积，并且有利于孔道气流的顺畅。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型高效蓄热换能耐火砖作进一步说明。

图1是本实用新型高效蓄热换能耐火砖一种具体实施方式的顶面结构示意图；

图2是图1所示结构的剖视图；

图3是图1所示耐火砖中通孔的截面结构示意图；

图4是图1所示耐火砖的装配结构示意图。

图中，1—耐火砖本体，2—顶面外环槽，3—外环通孔，4—顶面中环槽，5—中环通孔，6—顶面内环槽，7—内环通孔，8—中心通孔，9—螺旋导流槽。

具体实施方式

如图1、图2所示的高效蓄热换能耐火砖，包括耐火砖本体1，该耐火砖本体1为莫来石砖，也可以是高铝砖、硅砖等。耐火砖本体1的横截面为正六边形，因此耐火砖外形大体呈六棱柱状。耐火砖本体1的顶面为外凸的台阶面，该外凸的台阶面包括有三级台阶，耐火砖本体1的底面为内凹的台阶面，该内凹的台阶面也包括三级台阶，并且耐火砖本体1上的顶面和底面的形状相吻合，以便下层耐火砖本体顶面可以插接于上层耐火砖本体的底面中，形成一种相互插接的结构。

耐火砖本体1顶面的外环台阶为一圆环状台阶，在耐火砖本体1顶面的外环台阶上设置有圆环凹槽的顶面外环槽2，在顶面外环槽2的槽底中沿环槽周向均匀地设置有24个外环通孔3，外环通孔3从顶面外环槽2的槽底贯通至耐火砖本体1的底面，顶面外环槽2的槽口宽度D大于外环通孔3的孔径d，本实施例中d=22mm，D=300mm。优选地d应控制于（3/4—4/5）D之间。顶面外环槽2的槽深10mm，外环通孔3的孔深L=250mm。

耐火砖本体1顶面的中环台阶也为一圆环状台阶，在耐火砖本体1顶面的中环台阶上设置有圆环凹槽的顶面中环槽4，在顶面中环槽4的槽底中沿环槽周向均匀地设置有12个中环通孔5，中环通孔5从顶面中环槽4的槽底贯通至耐火砖本体1的底面，顶面中环槽4的槽口宽度D大于中环通孔5的孔径d，本实施例中d=22mm，D=300mm。优选地d应控制于（3/4—4/5）D之间。顶面中环槽4的槽深10mm，中环通孔5的孔深L=250mm。

耐火砖本体1顶面的内环台阶仍为一圆环状台阶，在耐火砖本体1顶面的内环台阶上设置有圆环凹槽的顶面内环槽6，在顶面内环槽6的槽底中沿环槽周向均匀地设置有4个内环通孔7，内环通孔7从顶面内环槽6的槽底贯通至耐火砖本体1的底面，顶面内环槽6的槽口宽度D大于内环通孔7的孔径d，本实施例中d=22mm，D=300mm。优选地d应控制于（3/4—4/5）D之间。顶面内环槽6的槽深10mm，内环通孔7的孔深L=250mm。在内环台阶上还设置有中心通孔8，中心通孔8的d=22mm。

中心通孔8、内环通孔7、中环通孔5及外环通孔3相互平行且竖直地设置于耐火砖本体1上；顶面外环槽2、顶面中环槽4和顶面内环槽6为同心圆环凹槽，中心通孔8位于三个同心圆环的中心位置。

如图3所示，在外环通孔3、中环通孔5、内环通孔7和中心通孔8的通孔内壁上设置有八道螺旋导流槽9，其螺旋导流槽9的道数优选选择为4—8道；螺旋导流槽9的螺距H=200mm，优选地H/d应控制于H/d=（8—10）;1之间。螺旋导流槽9为半圆弧槽底，当然也可以其他几何形状的槽底截面形状。

如图3、4所示，下层耐火砖的外凸顶面正巧插接于上层耐火砖的内凹底面中，并且下层耐火砖顶面上的顶面外环槽2、顶面中环槽4和顶面内环槽6与上层耐火砖底面形成连接对应通孔的横向环形通道，使得处于同一台阶上的各个通孔相互连通。

上述仅举出了本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，其可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种高效蓄热换能耐火砖，包括耐火砖本体（1），该耐火砖本体（1）的横截面为正六边形，其特征在于：所述耐火砖本体（1）的顶面和底面均为台阶面，该耐火砖本体（1）的顶面和底面形状相吻合；在耐火砖本体（1）顶面的外环台阶上设置有顶面外环槽（2），在顶面外环槽（2）中设置有外环通孔（3），顶面外环槽（2）的槽宽大于外环通孔（3）的孔径；耐火砖本体（1）顶面的中环台阶上设置有顶面中环槽（4），在顶面中环槽（4）中设置有中环通孔（5），顶面中环槽（4）的槽宽大于中环通孔（5）的孔径；耐火砖本体（1）顶面的内环台阶上设置有顶面内环槽（6），在顶面内环槽（6）中设置有内环通孔（7），顶面内环槽（6）的槽宽大于内环通孔（7）的孔径，该内环台阶上还设置有中心通孔（8）；所述外环通孔（3）、中环通孔（5）、内环通孔（7）和中心通孔（8）的孔壁上设置有螺旋导流槽（9）。

2.根据权利要求1所述的高效蓄热换能耐火砖，其特征在于：所述顶面外环槽（2）、顶面中环槽（4）和顶面内环槽（6）为同心圆环槽，所述中心通孔（8）位于顶面内环台阶的中心位置。

3.根据权利要求1或2所述的高效蓄热换能耐火砖，其特征在于：所述顶面外环槽（2）内沿环槽周向均布有若干外环通孔（3），所述顶面中环槽（4）内沿环槽周向均布有若干中环通孔（5），所述顶面内环槽（6）内沿环槽周向均布有若干内环通孔（7）；所述中心通孔（8）、内环通孔（7）、中环通孔（5）及外环通孔(3)相互平行。

4.根据权利要求1或2所述的高效蓄热换能耐火砖，其特征在于：所述顶面外环槽（2）、顶面中环槽（4）和顶面内环槽（6）的槽宽均为D；所述外环通孔（3）、中环通孔（5）、内环通孔（7）和中心通孔（8）的孔径均为d，d=3/4 D—4/5D。

5.根据权利要求4所述的高效蓄热换能耐火砖，其特征在于：所述外环通孔（3）、中环通孔（5）、内环通孔（7）和中心通孔（8）的孔长L相等。

6.根据权利要求1所述的高效蓄热换能耐火砖，其特征在于：所述外环通孔（3）、中环通孔（5）、内环通孔（7）和中心通孔（8）的孔壁上均设有4—8道螺旋导流槽(9)。

7.根据权利要求1或6所述的高效蓄热换能耐火砖，其特征在于：所述螺旋导流槽（9）的螺距H与孔径d之比H/d=8:1—10:1。

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