CN108007204A - 锁扣独立拱顶结构和窑炉 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锁扣独立拱顶结构和窑炉，该锁扣独立拱顶结构包括炉壳(1)、支撑组件(2)和拱顶大墙(3)，支撑组件(2)位于拱顶大墙(3)的下方，拱顶大墙(3)的重量由支撑组件(2)承担，拱顶大墙(3)含有炉砖(321)；炉砖(321)的上表面设有第一凸棱，炉砖(321)的下表面设有第一凹槽；该第一凸棱和第一凹槽均沿拱顶大墙(3)的周向设置，上下相邻的两块炉砖(321)的第一凸棱与第一凹槽匹配对应连接。该锁扣独立拱顶结构与下部大墙完全脱开，结构独立、稳定性好。含有该锁扣独立拱顶结构的窑炉具有结构稳定性好、使用寿命长的有益效果。
Description
技术领域
本发明涉及工业窑炉技术领域，具体的是一种锁扣独立拱顶结构，还是一种含有该锁扣独立拱顶结构的窑炉。
背景技术
近年来，随着炉窑工业的发展，各种形式的工业炉在生产过程中很容易发生拱顶大墙坍塌、炉壳烧红等事故。其主要原因是由于拱顶结构设计不合理引起的：拱顶大墙与下部直段大墙为一个整体，大墙受热上涨抬升拱顶组合砖结构，导致拱顶组合砖错位、变形，进而引起掉砖、跑风等事故。如何改进拱顶结构，以获得结构合理、稳定性好、使用寿命长的良好效果，是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
为了延长窑炉的使用寿命，本发明提供了一种锁扣独立拱顶结构和窑炉，该锁扣独立拱顶结构与下部大墙完全脱开，结构独立、稳定性好。含有该锁扣独立拱顶结构的窑炉具有结构稳定性好、使用寿命长的有益效果。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种锁扣独立拱顶结构，包括炉壳、支撑组件和拱顶大墙，炉壳套设于拱顶大墙外，支撑组件与炉壳连接固定，支撑组件位于拱顶大墙的下方，拱顶大墙的重量由支撑组件承担，拱顶大墙含有炉砖工作层，炉砖工作层由炉砖砌筑而成；炉砖的上表面设有第一凸棱，炉砖的下表面设有第一凹槽；或者炉砖的上表面设有第一凹槽，炉砖的下表面设有第一凸棱；该第一凸棱和第一凹槽均沿拱顶大墙的周向设置，上下相邻的两块炉砖的第一凸棱与第一凹槽匹配对应连接。
沿拱顶大墙的周向，炉砖的左侧面设有第二凸棱，炉砖的右侧面设有第二凹槽，该第二凸棱和第二凹槽均沿拱顶大墙的轴线方向设置，左右相邻的两块炉砖的第二凸棱与第二凹槽匹配对应连接。
炉砖的上表面设有两条第一凸棱，该两条第一凸棱相互平行，该第一凸棱的断面形状为半球形、球缺形、三角形、矩形或梯形，该第二凸棱的断面形状为半球形、球缺形、三角形、矩形或梯形。
支撑组件含有上下设置的环形托砖板和支撑板，环形托砖板的外侧边与炉壳的内表面连接固定，拱顶大墙与环形托砖板的上表面接触，支撑板与环形托砖板和炉壳连接固定。
沿炉壳轴线方向，炉壳含有从下向上依次连接的下部直筒段、下部扩径段和直筒连接段，环形托砖板的轴线与炉壳的轴线重合，环形托砖板的外侧边与下部扩径段连接固定。
支撑板为圆筒形结构，支撑板的轴线与炉壳的轴线重合，支撑板的上端与环形托砖板的下表面连接固定，支撑板的下部与下部直筒段的内表面连接固定。
炉壳、环形托砖板和支撑板围成环形封闭空腔，该环形封闭空腔中填充有导热材料，支撑组件还含有筋板，筋板位于环形托砖板的下方，筋板的上侧边与环形托砖板的下表面连接固定，筋板的外侧边与支撑板的内表面连接固定。
拱顶大墙还含有拱脚砖区、第一隔热层和第二隔热层，炉砖工作层、第一隔热层和第二隔热层从内向外依次层叠设置，拱脚砖区呈环形结构，拱脚砖区位于拱顶大墙的底部，炉砖工作层的下端、第一隔热层的下端和第二隔热层的下端与拱脚砖区的上端面连接，拱脚砖区的下端面与环形托砖板的上表面连接。
拱脚砖区位于下部扩径段内，拱脚砖区由耐火砖砌筑而成，拱脚砖区的内侧面和外侧面均为倒台阶形结构，炉壳的内表面设有喷涂层，喷涂层的下端与环形托砖板的上表面连接，喷涂层与拱脚砖区和第二隔热层之间均设有可压缩层。
一种窑炉，该窑炉的上部上述的锁扣独立拱顶结构，该窑炉内还含有下部大墙，拱顶大墙与下部大墙上下设置，支撑组件和拱顶大墙均与下部大墙分离设置，支撑组件和拱顶大墙与下部大墙之间形成间隙，该间隙内填充有耐高温的可压缩材料。
本发明的有益效果是：
1、拱顶大墙坐落在与炉壳连接的支撑组件上，使拱顶大墙与下部大墙完全脱开，结构独立、稳定性好。
2、拱顶大墙的工作层采用双锁扣结构形式砌筑，整体稳定性更好。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明所述锁扣独立拱顶结构的示意图。
图2是一种锁扣独立拱顶结构的整体示意图。
图3是另一种锁扣独立拱顶结构的整体示意图。
图4是炉砖的立体示意图。
1、炉壳；2、支撑组件；3、拱顶大墙；4、导热材料；5、下部大墙；
11、下部直筒段；12、下部扩径段；13、直筒连接段；14、下部缩径段；15、拱顶锥筒段；
21、环形托砖板；22、支撑板；23、筋板；
31、拱脚砖区；32、炉砖工作层；33、第一隔热层；34、第二隔热层；35、可压缩层；36、喷涂层；
321、炉砖。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
一种锁扣独立拱顶结构，包括炉壳1、支撑组件2和拱顶大墙3，炉壳1套设于拱顶大墙3外，支撑组件2与炉壳1连接固定，支撑组件2位于拱顶大墙3的下方，拱顶大墙3的重量由支撑组件2承担，拱顶大墙3含有炉砖工作层32，炉砖工作层32由炉砖321砌筑而成；炉砖321的上表面设有第一凸棱，炉砖321的下表面设有第一凹槽，或者，炉砖321的上表面设有第一凹槽，炉砖321的下表面设有第一凸棱；该第一凸棱和第一凹槽均沿拱顶大墙3的周向设置，上下相邻的两块炉砖321的第一凸棱与第一凹槽匹配对应插接，如图1所示。
所述支撑组件2固定连接在所述炉壳1的内表面，所述拱顶大墙3砌筑在所述支撑组件2上，拱顶大墙3的重量由支撑组件2承担，所述支撑组件2和拱顶大墙3均与所述下部大墙5相互脱开，形成独立结构。支撑组件2和拱顶大墙3均与所述下部大墙5之间存在间隙，这样下部大墙5受热后在该间隙的范围内膨胀，从而避免下部大墙5膨胀后对拱顶大墙3的挤压，延长了窑炉的使用寿命。
在本实施例中，沿拱顶大墙3的周向，炉砖321的左侧面设有第二凸棱，炉砖321的右侧面设有第二凹槽，或者炉砖321的左侧面设有第二凹槽，炉砖321的右侧面设有第二凸棱，如图4所示，该第二凸棱和第二凹槽均沿拱顶大墙3的轴线方向设置，左右相邻的两块炉砖321的第二凸棱与第二凹槽匹配对应插接。炉砖321的左侧面即为图1中炉砖321朝向纸面外侧的侧面，炉砖321的右侧面即为图1中炉砖321朝向纸面内侧的侧面。
在本实施例中，炉砖321的上表面设有两条第一凸棱，该两条第一凸棱相互平行，该第一凸棱的断面形状为半球形、球缺形、三角形、矩形或梯形，该第二凸棱的断面形状为半球形、球缺形、三角形、矩形或梯形。上下相邻的两块炉砖321依靠第一凸棱和第一凹槽实现咬合砌筑，左右相邻的两块炉砖321依靠第二凸棱和第二凹槽实现咬合砌筑，从而使炉砖工作层32形成整体的锁扣结构。
在本实施例中，支撑组件2含有上下设置的环形托砖板21和支撑板22，环形托砖板21的外侧边与炉壳1的内表面焊接固定，拱顶大墙3与环形托砖板21的上表面接触，支撑板22与环形托砖板21和炉壳1均连接固定，支撑板22用于支撑环形托砖板21。
具体的，沿炉壳1轴线方向，炉壳1含有从下向上依次连接的下部直筒段11、下部扩径段12和直筒连接段13，环形托砖板21的轴线与炉壳1的轴线重合，环形托砖板21所在的平面与炉壳1的轴线垂直，环形托砖板21的外侧边与下部扩径段12的内表面焊接固定，如图1所示。
支撑板22为圆筒形结构，支撑板22的轴线与炉壳1的轴线重合，支撑板22的上端与环形托砖板21的下表面焊接固定，支撑板22的下端与下部直筒段11的内表面焊接固定。炉壳1、环形托砖板21和支撑板22围成环形封闭空腔，该环形封闭空腔的断面大致呈直角三角形，该环形封闭空腔中填充(充满)有高导热性的导热材料4，导热材料4可以为炭素捣打料或铁屑填料。填充导热材料4是为了将所述支撑组件2的热量通过所述导热材料4快速传导到下部扩径段12进行散热，避免所述支撑组件2由于热量集聚而引起力学性能下降，甚至导致结构破坏而发生事故。
在本实施例中，支撑组件2还含有筋板23，筋板23位于环形托砖板21的下方，多个筋板23沿炉壳1的周向均匀间隔排布，筋板23的上侧边与环形托砖板21的下表面焊接固定，筋板23大致呈直角三角形，筋板23的外侧边与支撑板22的内表面焊接固定。筋板23和支撑板22共同支撑起环形托砖板21。
在本实施例中，拱顶大墙3还含有拱脚砖区31、第一隔热层33和第二隔热层34，第一隔热层可以采用现有的轻质硅砖砌筑而成，第二隔热层可以采用现有的轻质粘土砖砌筑而成。炉砖工作层32、第一隔热层33和第二隔热层34从内向外依次层叠连接，拱脚砖区31呈环形结构，拱脚砖区31的断面大致呈顶端朝下的梯形结构，拱脚砖区31位于拱顶大墙3的底部，炉砖工作层32的下端、第一隔热层33的下端和第二隔热层34的下端均与拱脚砖区31的上端面连接，炉砖工作层32、第一隔热层33和第二隔热层34的重量均由拱脚砖区31承担，拱脚砖区31的下端面与环形托砖板21的上表面连接。
在本实施例中，拱脚砖区31位于下部扩径段12内，拱脚砖区31由耐火砖砌筑而成，拱角砖区31采用的耐火砖应具有较高的耐压强度，如高铝砖、粘土砖等现有产品。炉砖工作层32采用的炉砖321应具有耐压强度高、耐高温的特点，其材质可以与低蠕变高铝砖、硅砖等现有产品相同。拱脚砖区31的内侧面和外侧面均为倒台阶形结构，炉壳1的内表面设有喷涂层36，喷涂层36的下端与环形托砖板21的上表面连接，喷涂层36与拱脚砖区31和第二隔热层34之间均设有可压缩层35。喷涂层36可以采用现有的耐酸喷涂料MSL-1，可压缩层35可以采用现有的耐火纤维棉。
具体的，炉壳1还含有下部缩径段14和拱顶锥筒段15，即炉壳1还含有从下向上依次连接的下部直筒段11、下部扩径段12、直筒连接段13、下部缩径段14和拱顶锥筒段15。下部直筒段11、下部扩径段12、直筒连接段13、下部缩径段14和拱顶锥筒段15之间自然平滑过渡，喷涂层36位于下部扩径段12、直筒连接段13、下部缩径段14和拱顶锥筒段15内，如图1所示。
下面介绍一种窑炉，该窑炉的上部含有上述的锁扣独立拱顶结构，该窑炉的上部可以如图2或图3所示，拱顶锥筒段15可以为圆锥状或圆锥台状，该窑炉内还含有下部大墙5，拱顶大墙3与下部大墙5上下设置，下部大墙5位于拱顶大墙3和支撑组件2的下方，支撑组件2和拱顶大墙3均与下部大墙5分离设置，支撑组件2和拱顶大墙3与下部大墙5之间形成缝隙，该缝隙内填充(充满)有耐高温的可压缩材料。
拱顶大墙3和支撑组件2均与所述下部大墙5相互脱开，形成独立结构，支撑组件2和拱顶大墙3均与所述下部大墙5之间形成阶梯状的间隙，该间隙内填充耐高温的可压缩材料，这样下部大墙5受热后的各层耐火材料可以自由上涨，从而避免下部大墙5膨胀后对拱顶大墙3的挤压，延长了窑炉的使用寿命。该窑炉可以为热风炉。
以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案之间、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。
Claims (10)
1.一种锁扣独立拱顶结构，其特征在于，所述锁扣独立拱顶结构包括炉壳(1)、支撑组件(2)和拱顶大墙(3)，炉壳(1)套设于拱顶大墙(3)外，支撑组件(2)与炉壳(1)连接固定，支撑组件(2)位于拱顶大墙(3)的下方，拱顶大墙(3)的重量由支撑组件(2)承担，拱顶大墙(3)含有炉砖工作层(32)，炉砖工作层(32)由炉砖(321)砌筑而成；
炉砖(321)的上表面设有第一凸棱，炉砖(321)的下表面设有第一凹槽；或者，炉砖(321)的上表面设有第一凹槽，炉砖(321)的下表面设有第一凸棱；
该第一凸棱和第一凹槽均沿拱顶大墙(3)的周向设置，上下相邻的两块炉砖(321)的第一凸棱与第一凹槽匹配对应连接。
2.根据权利要求1所述的锁扣独立拱顶结构，其特征在于，沿拱顶大墙(3)的周向，炉砖(321)的左侧面设有第二凸棱，炉砖(321)的右侧面设有第二凹槽，该第二凸棱和第二凹槽均沿拱顶大墙(3)的轴线方向设置，左右相邻的两块炉砖(321)的第二凸棱与第二凹槽匹配对应连接。
3.根据权利要求2所述的锁扣独立拱顶结构，其特征在于，炉砖(321)的上表面设有两条第一凸棱，该两条第一凸棱相互平行，该第一凸棱的断面形状为半球形、球缺形、三角形、矩形或梯形，该第二凸棱的断面形状为半球形、球缺形、三角形、矩形或梯形。
4.根据权利要求1所述的锁扣独立拱顶结构，其特征在于，支撑组件(2)含有上下设置的环形托砖板(21)和支撑板(22)，环形托砖板(21)的外侧边与炉壳(1)的内表面连接固定，拱顶大墙(3)与环形托砖板(21)的上表面接触，支撑板(22)与环形托砖板(21)和炉壳(1)连接固定。
5.根据权利要求4所述的锁扣独立拱顶结构，其特征在于，沿炉壳(1)轴线方向，炉壳(1)含有从下向上依次连接的下部直筒段(11)、下部扩径段(12)和直筒连接段(13)，环形托砖板(21)的轴线与炉壳(1)的轴线重合，环形托砖板(21)的外侧边与下部扩径段(12)连接固定。
6.根据权利要求5所述的锁扣独立拱顶结构，其特征在于，支撑板(22)为圆筒形结构，支撑板(22)的轴线与炉壳(1)的轴线重合，支撑板(22)的上端与环形托砖板(21)的下表面连接固定，支撑板(22)的下部与下部直筒段(11)的内表面连接固定。
7.根据权利要求6所述的锁扣独立拱顶结构，其特征在于，炉壳(1)、环形托砖板(21)和支撑板(22)围成环形封闭空腔，该环形封闭空腔中填充有导热材料(4)，支撑组件(2)还含有筋板(23)，筋板(23)位于环形托砖板(21)的下方，筋板(23)的上侧边与环形托砖板(21)的下表面连接固定，筋板(23)的外侧边与支撑板(22)的内表面连接固定。
8.根据权利要求5所述的锁扣独立拱顶结构，其特征在于，拱顶大墙(3)还含有拱脚砖区(31)、第一隔热层(33)和第二隔热层(34)，炉砖工作层(32)、第一隔热层(33)和第二隔热层(34)从内向外依次层叠设置，拱脚砖区(31)呈环形结构，拱脚砖区(31)位于拱顶大墙(3)的底部，炉砖工作层(32)的下端、第一隔热层(33)的下端和第二隔热层(34)的下端与拱脚砖区(31)的上端面连接，拱脚砖区(31)的下端面与环形托砖板(21)的上表面连接。
9.根据权利要求8所述的锁扣独立拱顶结构，其特征在于，拱脚砖区(31)位于下部扩径段(12)内，拱脚砖区(31)由耐火砖砌筑而成，拱脚砖区(31)的内侧面和外侧面均为倒台阶形结构，炉壳(1)的内表面设有喷涂层(36)，喷涂层(36)的下端与环形托砖板(21)的上表面连接，喷涂层(36)与拱脚砖区(31)和第二隔热层(34)之间均设有可压缩层(35)。
10.一种窑炉，其特征在于，该窑炉的上部含有权利要求1至9中任意一项所述的锁扣独立拱顶结构，该窑炉内还含有下部大墙(5)，拱顶大墙(3)与下部大墙(5)上下设置，支撑组件(2)和拱顶大墙(3)均与下部大墙(5)分离设置，支撑组件(2)和拱顶大墙(3)与下部大墙(5)之间形成间隙，该间隙内填充有耐高温的可压缩材料。
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