CN113896404B - 一种可热态更换的池壁结构及其更换方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种可热态更换的池壁结构及其更换方法，所述池壁结构包括依次设置的接触层、背衬层、保温层和温度监测装置，所述背衬层的顶面低于所述接触层的顶面设置，所述保温层的顶面低于所述背衬层的顶面设置，所述温度检测装置的检测端位于所述接触层内；所述背衬层包括由上至下依次分布的上背衬和下背衬，所述上背衬的顶面高于所述保温层的顶面、且低于所述接触层的顶面设置，所述下背衬的顶面低于所述保温层的顶面设置。本方案的池壁结构可以在不停产的情况下进行热态更换，其接触层、背衬层和保温层的高度逐渐降低，使得该池壁结构的散热面积增大，提高了池壁散热效率，从而降低被侵蚀的速度。

Description

一种可热态更换的池壁结构及其更换方法

技术领域

本申请涉及池窑技术领域，尤其涉及一种可热态更换的池壁结构及其更换方法。

背景技术

传统的玻璃池窑采用胸墙上安装燃烧器，以对玻璃进行熔融，一般池壁砖的侵蚀主要在液面以下的部分。池壁结构通常分为与玻璃液直接接触的接触层、背衬层和保温层，其中，接触层与背衬层为整体结构，液面位于池壁砖的中间，即液面上下层的池壁砖为一个整体。

随着高温玻璃液的冲刷和大碹顶安装燃烧器高温富氧燃烧的进行，池壁砖裸露在空间的部分(液面以上)存在严重的侵蚀，更甚者在经过一段时间的侵蚀后，池壁砖裸露在空间部分(液面以上)会蒸发消失，严重影响窑炉的正常运行和作业。

由于目前窑炉燃烧方式的改变，池壁砖侵蚀的部位由液面以下转移到液面(裸露在空间部分)以上，液面以下部分的侵蚀可采用常规的操作进行修复(在侵蚀的池壁砖外部进行贴砖的方法)；但是液面以上部分的侵蚀，采用贴砖只能暂时缓解这部位的侵蚀，液面处于三相交界面和池壁砖材的中间位置，是池壁侵蚀最严重的部位，液面处的池壁砖为整体结构，更换难度大，难以进行热态更换，若采用常规在池壁砖液面处外部进行贴砖的方法，则对贴砖的厚度有严格的限制，且此种方式只能暂时缓解池壁裸露在空间部分的侵蚀问题，未能完全解决问题。

发明内容

以下是对本申请详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。

本申请提供一种能够在生产中进行热态更换的池壁结构及其更换方法。

根据本申请的第一方面，提供一种可热态更换的池壁结构，所述池壁结构包括依次设置的接触层、背衬层、保温层和温度监测装置，所述背衬层的顶面低于所述接触层的顶面设置，所述保温层的顶面低于所述背衬层的顶面设置，所述温度监测装置的检测端位于所述接触层内；

所述背衬层包括由上至下依次分布的上背衬和下背衬，所述上背衬的顶面高于所述保温层的顶面、且低于所述接触层的顶面设置，所述下背衬的顶面低于所述保温层的顶面设置。

其中，所述背衬层还包括位于所述上背衬和所述下背衬之间的中背衬，所述中背衬的底面低于所述保温层的顶面设置。

其中，所述池壁结构还包括紧固结构，所述紧固结构与所述中背衬和所述上背衬连接。

其中，所述接触层包括顶砖和位于所述顶砖下方的接触部，所述顶砖的底面低于或平齐于池窑内的液面设置；所述上背衬的顶面高于所述顶砖的底面设置。

其中，所述顶砖的高度为50～100mm。

其中，所述温度监测装置包括第一检测端和第二检测端，所述第一检测端位于所述顶砖内，所述第二检测端位于所述接触部内。

其中，所述第一检测端位于所述顶砖的高度方向的中部、厚度方向1/2～2/3的位置；所述第二检测端位于所述接触部的高度方向的中部、厚度方向1/3～1/2的位置。

其中，所述池壁结构还包括冷却装置，所述冷却装置的输出端位于所述保温层上方、朝向所述背衬层的平齐于池窑内的液面位置设置。

其中，所述保温层的底面低于或平齐于所述下背衬的底面设置。

其中，所述保温层的顶面与所述上背衬的顶面之间的高度差大于100mm。

其中，所述上背衬和所述中背衬的材质中含锆量为30～65％，所述下背衬的材质中含铬量大于90％。

根据本申请的第二方面，提供一种如以上内容所述的池壁结构的更换方法，所述更换方法包括以下步骤：

将液面高度降低至低于所述保温层的底面；

取出所述保温层、并拆卸所述温度监测装置；

依次取出所述上背衬、所述中背衬和所述下背衬；

取出所述接触层的顶砖，并清洁所述顶砖的安装位置后，安装新顶砖；

依次安装所述下背衬、所述中背衬、所述上背衬和所述保温层。

本申请所提供的池壁结构可以在不停产的情况下进行热态更换，其接触层、背衬层和保温层的高度逐渐降低，使得该池壁结构的散热面积增大，提高了池壁散热效率，从而降低被侵蚀的速度；其背衬层设置为包括上背衬、中背衬和下背衬的分体式结构，便于拆装，可以提高更换效率，保证生产持续、顺利进行，有效延长了窑炉的使用寿命。

在阅读并理解了附图和详细描述后，可以明白其他方面。

附图说明

并入到说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本申请的实施例，并且与描述一起用于解释本申请实施例的原理。在这些附图中，类似的附图标记用于表示类似的要素。下面描述中的附图是本申请的一些实施例，而不是全部实施例。对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据一示例性实施例示出的一种可热态更换的池壁结构的结构示意图；

图2是根据一示例性实施例示出的一种可热态更换的池壁结构的结构示意图；

图3是根据一示例性实施例示出的一种更换后的池壁结构的结构示意图。

附图标记：

1、接触层；11、顶砖；12、接触部；2、背衬层；21、上背衬；22、中背衬；23、下背衬；3、保温层；4、温度监测装置；5、紧固结构；6、冷却装置。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。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任意组合。

本申请示例性的实施例中提供一种可热态更换的池壁结构，包括依次设置的接触层、背衬层和保温层，接触层、背衬层和保温层的高度逐渐降低使得该池壁结构呈阶梯状设置，以增大散热面积、提高池壁散热效率，从而降低被侵蚀的速度。其中，背衬层设置为上背衬、中背衬和下背衬构成的分体式结构，以便于拆装，降低人工劳动强度，提高更换效率，同时还可以根据上背衬和下背衬的高度位置不同而选择不同的材质，以保证背衬层的性能，进一步提高池壁结构的抗侵蚀性。本方案的池壁结构，只需将窑炉内的液面降至保温层以下的高度，然后依次拆除保温层和背衬层之后，即可对接触层的顶砖进行拆除、更换，实现池壁结构的热态更换，无需停产，保证生产效率，延长窑炉的使用寿命。

下面结合附图，对根据本申请所提供的可热态更换的池壁结构及其更换方法进行详细说明。

图1示出了本申请的可热态更换的池壁结构的一种具体实施例的结构示意图，参照图1所示，该池壁结构包括依次设置的接触层1、背衬层2和保温层3，并且三者呈阶梯状分布，背衬层2的顶面低于接触层1的顶面设置，保温层3的顶面低于背衬层2的顶面设置。这种阶梯状的结构排布，有利于增大池壁结构的散热面积，提高散热效率，从而延缓池壁的被侵蚀速度。

该池壁结构还包括温度监测装置4，温度监测装置4的检测端位于接触层1内，用以实时检测接触层1的温度。根据检测到的接触层1的温度情况，判断该池壁结构的被侵蚀情况以及该池壁结构是否需要更换。

示例性地，温度监测装置4的检测端可以设置热电偶，即在接触层1内的预设位置设置热电偶，用以检测接触层1的温度变化情况，进而判断该热电偶的布置位置的侵权情况。

为方便拆装，本方案中，背衬层2包括由上至下依次分布的上背衬21和下背衬23，其中，上背衬21的顶面高于保温层3的顶面、且低于接触层1的顶面设置，下背衬23的顶面低于保温层3的顶面设置。

为进一步方便拆装，背衬层2还包括位于上背衬21和下背衬23之间的中背衬22，中背衬22的底面低于保温层3的顶面设置。

图2是一个示例性实施例的池壁结构的结构示意图，参照图2所示，本方案的池壁结构还包括紧固结构5，用以支撑背衬层2的稳定性。在图1所示的实施例中，下背衬23位于保温层3与接触层1之间，紧固结构5与中背衬22和上背衬21连接，同时保证中背衬22和上背衬21的结构稳定性和安装牢固性。

由于在实际应用中，接触层1首先被侵蚀的部位为高于液面的部分，因此在本方案中，将接触层1设置为分体式结构。示例性地，以池窑内的玻璃液面为界限，接触层1包括顶砖11和位于顶砖11下方的接触部12，顶砖11的底面低于或平齐于池窑内的液面设置。因此，在维护过程中，只需要对顶砖11进行更换即可。在实际操作时，只需将池窑内的液面降至低于保温层3，然后依次将保温层3和背衬层2取出，然后对顶砖11进行拆除、更换，再依次安装背衬层2和保温层3即可，操作方便、简单，可以实现池壁结构的在线热态维护，提高更换效率，降低人工劳动强度。

在一个可选的实施例中，上背衬21的顶面高于顶砖11的底面、且低于顶砖11的顶面设置，而上背衬21的底面低于顶砖11的底面，也就是说，上背衬21对顶砖11的底部安装缝进行覆盖保护。示例性地，上背衬21的高度中心与顶砖11的底面平齐，即上背衬21的高度中心与池窑内的液面平齐，以保证池壁的受力均匀。

在一个可选的实施例中，顶砖11的高度为50～100mm，以避免池窑内的玻璃液会溢出，若顶砖11的高度过高，会导致耐材的浪费。例如，顶砖11的顶面与液面之间的高度差为60mm、72mm、86mm或95mm等均可。

由于在池窑中，池壁结构的液面以下和液面以上的侵蚀速度不同，高于液面部分的侵蚀速度大于液面以下的侵蚀速度。返回参照图1所示，为精确检测接触层1的受侵蚀情况，温度监测装置4包括第一检测端41和第二检测端42，用以分别检测液面以上和液面以下的接触层1的温度情况和被侵蚀情况。其中，第一检测端41位于顶砖11内，以实时检测高于液面的顶砖11的温度情况，以判断其受侵蚀状况；第二检测端42则位于液面以下的接触部12内，以实时检测接触部12的温度变化情况。通过第一检测端41和第二检测端42分别对顶砖11和接触部12的温度进行实时检测，从而精确判断顶砖11和接触部12的被侵蚀情况。

当第一检测端41的检测值超出预设阈值或者第一检测端41的检测幅值，温度监测装置4发出报警，提示工作人员第一检测端41所在位置被侵蚀，以准备更换顶砖11。相应的，当第二检测端42的检测值超出预设阈值或者第二检测端42的检测幅值，温度监测装置4发出警报，提示工作人员第二检测端42所在位置被侵蚀，以准备更换接触部12。

在实际使用过程中，由于顶砖11的被侵蚀速度大于接触部12的被侵蚀速度，因此，第一检测端41与第二检测端42在接触层1的厚度方向的位置不同。例如，第一检测端41的检测位置相对于第二检测端42的检测位置更靠近接触层1与液面接触的表面。当第一检测端41检测判断受到侵蚀时，温度监测装置4发出警报，提示工作人员重点观察此位置及其相邻位置，并做好更换池壁结构的准备工作，此时可以针对顶砖11进行更换，也可以等待该顶砖11下方的接触部12一起更换；当第二检测端42检测并判断受到侵蚀时，温度监测装置4发出警报，提示工作人员对此为位置的顶砖11和接触部12进行更换。

在一些实施例中，第一检测端41位于顶砖11的高度方向的中部、厚度方向的1/2～2/3的位置，以在能够保证顶砖11的结构稳定的同时，尽快检测识别到顶砖11的被侵蚀情况。第二检测端42位于接触部12的高度方向的中部、厚度方向的1/3～1/2的位置，以在保证接触部12以及接触层1的结构稳定性、以及顶砖11还未被侵蚀至不能继续使用的前提下，能够检测到接触部12被侵蚀，以便能够提示工作人员及时发现更换顶砖11和/或接触部12。

本申请所提供的池壁结构还包括冷却装置6，冷却装置6的输出端位于保温层3上方、朝向背衬层2的平齐于池窑内的液面位置设置。在实际应用中，液面线的位置侵蚀情况最严重，通过冷却装置6可以延缓液面线对应位置的侵蚀。示例性地，冷却装置6可以为风冷结构，即冷却装置6以预定速度向背衬层2输出预设压力的空气，以降低背衬层2平齐于液面的位置的温度，延缓侵蚀。

在图1所示的实施例中，冷却装置6的输出端朝向上背衬层21设置，用以向上背衬层21和中背衬层22输送流动的空气，降低上背衬层21和中背衬层22的表面温度，延缓侵蚀。

在本方案中，保温层3的底面低于或平齐于下背衬23的底面设置，以便于在拆除保温层3之后对背衬层2进行完全拆除。

需要指出的是，本方案中，背衬层2设置为分体式结构，还便于根据各结构的位置来选用不同的材质，以提升背衬层2的各种性能。示例性地，上背衬21和中背衬22的材质中含锆量为30～65％，可以有效防止接触层1在高温下导电至紧固结构5，确保池壁结构的使用安全性。再例如，下背衬23的材质可以选用与接触层1相同材质的耐火材料，其含铬量大于90％，以提升背衬层2以及池壁结构的耐侵蚀性。

在一个可选的实施例中，保温层3的顶面与上背衬21的顶面之间的高度差大于100mm。上背衬21和中背衬22的材质中含锆量为30～65％，抗侵蚀性能远远低于下背衬23的材质铬量大于90％的耐火材料，这个高度差是为了增大冷却装置6的冷却面积，降低上背衬21和中背衬22的表面温度，减缓上背衬21和中背衬22(材质的缺陷)的侵蚀速度，保护池壁的安全运行。

在一个可选的实施例中，中背衬22的底面低于保温层3的顶面的高度为50～100mm。下背衬23的材质是抗侵蚀性能好易导电含铬量大于90％的耐火材料，保温层3是不易导电的耐火材料，中背衬22的底面低于保温层3的顶面是为了防止高温下导电至紧固结构5，进而使整个玻璃窑炉变成一个导电体。

图3示出了一种更换后的池壁结构的结构示意图，综合参照图1和图3所示，在本方案中，更换后的池壁结构可以采用水包24替代上背衬21和中背衬22，在对顶砖11和接触部12进行支撑、固定的同时，对顶砖11和接触部12进行水冷降温，延长顶砖11和接触部12的使用寿命，即延长接触层1的使用寿命。

相适应于上述池壁结构，本申请还提供了一种如以上内容所述的池壁结构的更换方法。在一个可选的实施例中，该更换方法包括如下步骤：

将液面高度降低至低于保温层3的底面；例如，将玻璃液面降至低于保温层3的底面100mm～200mm处；

卸掉紧固结构5，然后取出保温层3、拆卸温度监测装置4；

再依次取出上背衬21、中背衬22和下背衬23；

然后取出接触层1的顶砖11，并清洁顶砖11的安装位置后，安装新顶砖；

再依次安装下背衬23、中背衬22、上背衬21和保温层3，然后安装紧固结构5，对背衬层2进行固定。

在一个示例性实施例中，可以不安装上背衬21和中背衬22，而采用水包代替，如图3所示。利用水包24替代上背衬21和中背衬22对顶砖11以及接触部12进行定位的同时，还可以对顶砖11和接触部12进行水冷降温，延长顶砖11和接触部12的使用寿命。

采用本方案的池壁结构所构成的玻璃池窑，在使用过程中，通过温度监测装置4实时检测接触层1的温度，并据此判断接触层1的被侵蚀情况；当接触层1高于玻璃液的部分被侵蚀后，可以直接进行热态更换，无需停产。在更换过程中，将液面降至低于保温层3，目的是在拆卸保温层3和背衬层2之后，保证接触层1的稳定性，便于更换被侵蚀的顶砖11。

本说明书中各实施例或实施方式采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分相互参见即可。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“示例性的实施例”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。

在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

可以理解的是，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本申请中用于描述各种结构，但这些结构不受这些术语的限制。这些术语仅用于将第一个结构与另一个结构区分。

在一个或多个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的多个部分没有按比例绘制。此外，可能未示出某些公知的部分。为了简明起见，可以在一幅图中描述经过数个步骤后获得的结构。在下文中描述了本申请的许多特定的细节，例如器件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本申请。但正如本领域技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本申请。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种可热态更换的池壁结构，其特征在于，所述池壁结构包括依次设置的接触层(1)、背衬层(2)、保温层(3)和温度监测装置(4)，所述背衬层(2)的顶面低于所述接触层(1)的顶面设置，所述保温层(3)的顶面低于所述背衬层(2)的顶面设置，所述温度检测装置(4)的检测端位于所述接触层(1)内；

所述背衬层(2)包括由上至下依次分布的上背衬(21)和下背衬(23)，所述上背衬(21)的顶面高于所述保温层(3)的顶面、且低于所述接触层(1)的顶面设置，所述下背衬(23)的顶面低于所述保温层(3)的顶面设置；所述背衬层(2)还包括位于所述上背衬(21)和所述下背衬(23)之间的中背衬(22)，所述中背衬(22)的底面低于所述保温层(3)的顶面设置；

所述接触层(1)包括顶砖(11)和位于所述顶砖(11)下方的接触部(12)，所述顶砖(11)的底面低于或平齐于池窑内的液面设置；

所述上背衬(21)的顶面高于所述顶砖(11)的底面设置，所述上背衬(21)的底面低于顶砖(11)的底面。

2.如权利要求1所述的池壁结构，其特征在于，所述池壁结构还包括紧固结构(5)，所述紧固结构(5)与所述中背衬(22)和所述上背衬(21)连接。

3.如权利要求1所述的池壁结构，其特征在于，所述温度监测装置(4)包括第一检测端(41)和第二检测端(42)，所述第一检测端(41)位于所述顶砖(11)内，所述第二检测端(42)位于所述接触部(12)内。

4.如权利要求3所述的池壁结构，其特征在于，所述第一检测端(41)位于所述顶砖(11)的高度方向的中部、厚度方向1/2～2/3的位置；所述第二检测端(42)位于所述接触部(12)的高度方向的中部、厚度方向1/3～1/2的位置。

5.如权利要求1所述的池壁结构，其特征在于，所述池壁结构还包括冷却装置(6)，所述冷却装置(6)的输出端位于所述保温层(3)上方、朝向所述背衬层(2)的平齐于池窑内的液面位置设置。

6.如权利要求1所述的池壁结构，其特征在于，所述保温层(3)的底面低于或平齐于所述下背衬(23)的底面设置。

7.如权利要求1所述的池壁结构，其特征在于，所述上背衬(21)和所述中背衬(22)的材质中含锆量为30～65％，所述下背衬(23)的材质中含铬量大于90％。

8.一种如权利要求1-7中任一项所述的池壁结构的更换方法，其特征在于，所述更换方法包括如下步骤：

将液面高度降低至低于所述保温层(3)的底面；

取出所述保温层(3)、并拆卸所述温度监测装置(4)；

依次取出所述上背衬(21)、所述中背衬(22)和所述下背衬(23)；

取出所述接触层(1)的顶砖(11)，并清洁所述顶砖(11)的安装位置后，安装新顶砖；

依次安装所述下背衬(23)、所述中背衬(22)、所述上背衬(21)和所述保温层(3)。

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