專利名稱：一種全氧燃燒玻璃窯爐大碹的膨脹縫結構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及玻璃窯爐領域，尤其是涉及一種全氧燃燒玻璃窯爐。
背景技術：
純氧燃燒(亦稱全氧燃燒)系統是一種新型的燃燒方式，所謂的純氧燃燒是指對 燃料燃燒時提供氧的模式為超過99%的氧氣，這種氧氣可以是管道輸送的常壓氣體，也可 以是經過降壓的液態氧氣，相比常用的空氣助燃方式，由于減少了大約78%以上的氮氣的 引入，所以燃燒效率更高，目前已被廣泛運用于高溫燃燒領域。近年來純氧燃燒系統在玻璃 熔窯、冶金、垃圾焚燒、發電等多個領域已成為取代常規燃燒系統的更好的選擇方案，這是 因為純氧燃燒不僅能大大降低N0x、C02、粉塵等污染物的排放，而且在節能、提高產量和質量 減少設備投資和節省廠房場地等諸多方面都有良好的表現。近年來在高溫熔化領域應用純 氧燃燒在歐美已成為一種趨勢，應用范圍覆蓋多種產品和爐型。相比傳統的空氣助燃的方式，玻璃熔窯采用全氧燃燒技術后，其上部結構的溫度 增加不大，然而上部結構所處的氣氛的化學組成發生了變化，其中水蒸汽的體積濃度約增 大3倍，堿揮發物的體積濃度增至3-6倍。高體積濃度的堿揮發物對上部結構中硅磚的使 用性能是十分有害的，玻璃窯爐在正常生產時會形成的大量低粘度鈉硅酸鹽熔體，會對硅 磚造成嚴重的侵蝕，由于水蒸氣的體積濃度高，該熔體在高溫下更易形成，加重了堿揮發物 及冷凝物對硅磚的侵蝕作用。實際測定和數學模擬試驗表明，玻璃熔窯上部結構氣氛中堿 揮發物的體積濃度分布是不均勻的，碹頂附近堿揮發物的體積濃度高于其它部位的堿揮發 物的體積濃度。因此，目前全氧燃燒玻璃窯爐上的火焰空間耐火材料大多采用電熔耐火材 料。由于耐火材料在溫度變化時，體積會發生變化。確切的講，玻璃窯爐上使用的耐火 材料在升溫時會發生一定量的膨脹，所以在玻璃窯爐設計時會為今后的升溫預置一定的空 間，這就是玻璃窯爐大碹膨脹縫的由來。根據工藝及窯爐結構的需要，一個玻璃窯爐的大碹 上會預留1個或多個膨脹縫。玻璃窯爐在升、降溫時，窯爐大碹會在X、Y、z、-x、-Y、-Z這6 個方向上移動。已知處理全氧燃燒的玻璃窯爐大碹膨脹縫的技術是利用楔形結構完成的。如圖1 所示，為傳統的全氧燃燒窯爐耐火材料大碹的膨脹縫構造示意圖，窯爐包括并列設置的大 碹環6，大碹環6的碹磚2之間為膨脹縫1，相對的碹磚2上均設有截面形狀為三角形的缺 口，三角形缺口與膨脹縫1的上端共同構成楔形膨脹縫，在楔形膨脹縫上壓有楔形壓縫磚 3，當膨脹縫1隨溫度變化擴大或縮小時，楔形壓縫磚3也隨之移動。但是由于楔形壓縫磚 3與兩側的碹磚2之間摩擦力大，使預留的移動空間不足，以至楔形壓縫磚3不能完全隨之 移動，在烤窯升溫的過程中，隨著溫度的上升膨脹縫的變化，需要烤窯人員不停的對插入的 楔形壓縫磚3進行調整。在高溫環境中進行這樣的工作無疑會增加操作人員的勞動強度； 另外，如果調整不到位，還會容易發生楔形壓縫磚3損壞影響烤窯效果的情況。另外這種楔形壓縫磚3的形狀不容易加工，增加了廠家的生產成本和使用成本。
3耐火材料加工廠家在生產這種結構時需要投入更多的人力、物力，對加工的精度要求也比 較高，這樣就無形的增加了產品的成本。
實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種加工制作方便、成本低的全氧燃燒玻璃窯爐大碹 的膨脹縫結構。本實用新型的技術方案是一種全氧燃燒玻璃窯爐大碹的膨脹縫結構，包括并列的大碹環，相鄰的至少兩列 大碹環之間設有膨脹縫，大碹環由碹磚排列組成，膨脹縫上側設有開槽部，開槽部的截面形 狀為矩形，所述開槽部包括兩側碹磚上對應設置的矩形的缺口，兩個缺口的底面平行，開槽 部內壓放有壓縫磚。所述壓縫磚的下表面與開槽部的底面壓緊貼合。所述壓縫磚的截面形狀為長方形、正方形、梯形中的任一種。耐火材料大碹的材料為電熔耐火材料，電熔耐火材料的成分為似S或α - β或β。耐火材料大碹的材料為燒結耐火材料，燒結耐火材料為尖晶石或電熔再燒結莫來石。壓縫磚的截面尺寸和膨脹縫的尺寸存在相應的關系為W2 = 0. 25W 0. 9W，其中 W為開槽部的寬度，W2為壓縫磚的寬度。h = 0. IH 0. 5H，hl = 0. 25h 1. 5h，其中H為碹磚的厚度，h為開槽部的高度， hi為壓縫磚的高度。hi = h。本實用新型在大碹環的開槽部內放置有壓縫磚，開槽部的截面形狀為矩形，對應 的壓縫磚的截面形狀也為矩形。壓縫磚會隨之移動從而達到密封膨脹縫的效果，這樣相鄰 大碹環之間的移動由壓縫磚的移動進行密封。相比楔形膨脹縫及楔形壓縫磚，本實用新型 提供的這種矩形截面的壓縫磚在耐火材料生產廠家更容易加工，費用更低。本實用新型的玻璃窯爐大碹的材料為耐火材料，其生產方式無論是電熔材料還 是燒結材料，成分無論是AZS、α-β、β或其他可以適用于全氧燃燒玻璃窯爐使用的材質 (如尖晶石、電熔再燒結莫來石等)，都可以采用本實用新型所采用的結構。本實用新型可以降低大碹生產加工時的難度及工作量，降低成本，能夠減輕耐火 材料生產廠家在加工生產大碹時投入的生產成本；由于其簡單實用的開槽結構，還可以減 少烤窯及降溫時窯爐操作人員的勞動強度，可以使全氧燃燒窯爐大碹的膨脹縫的生產、加 工、安裝、維護更加簡便，并降低因結構問題產生的窯爐缺陷；具有良好的經濟效益。
圖1是現有全氧燃燒窯爐耐火材料大碹的膨脹縫結構示意圖；圖2是本實用新型的結構示意圖；圖3是圖2的橫向截面剖視圖；圖4是圖2中膨脹縫處的局部放大圖；圖5是圖4中去掉壓縫磚后的結構示意圖。
具體實施方式
如圖2所示，本實用新型包括大碹，大碹由若干列在縱向方向上平行的大碹環6組 成。每隔若干列(圖中所示為5列，至少為兩列)大碹環6設置一個膨脹縫1，利用膨脹縫 1可吸收橫向方向上膨脹所帶來的位移。如圖3所示，大碹環6包括若干塊沿弧形設置的碹 磚2。如圖4、5所示，膨脹縫1的上側設有截面形狀為矩形的開槽部7，開槽部7包括矩 形的缺口，缺口對應設在膨脹縫1兩側的的碹磚2上。在開槽部7內放置有截面形狀為矩 形的壓縫磚5。相比楔形膨脹縫及楔形壓縫磚3，矩形的壓縫磚5對于耐火材料生產廠家來說更 容易加工，生產費用也更低。本實用新型玻璃窯爐大碹的材料為耐火材料，其生產方式無論是電熔材料還是燒 結材料，成分無論是AZS、α-β、β或其他可以適用于全氧燃燒玻璃窯爐使用的材質(如 尖晶石、電熔再燒結莫來石等)，都可以采用本實用新型所采用的結構。圖3中，大碹環6的弧長長度為L，相對應的一列壓縫磚5的弧長總長度為1。通 常情況下，L > 1，1 = 0. 9L 0. 9999L。圖4中，W2為壓縫磚5的寬度，hi為壓縫磚5的高度。圖5中，W為開槽部7的寬度，Wl為膨脹縫1的寬度；h為開槽部7的高度，H為碹磚2的厚度。相應的關系為W2 = 0. 25W 0. 9W,Wl為膨脹縫1的寬度為相鄰部分大碹環6膨脹量的1. 01 2倍。膨脹縫1具體 數據的的確定由窯爐設計人員更具工藝及窯爐節后需求確定；h = 0. IH 0. 5H,hi = 0. 25h 1. 5h，通常情況下為施工和加工便利，取hi = h。為更好的適應玻璃窯爐的保溫或其它目的，壓縫磚5的截面形狀可以為長方形、 正方形、梯形或其他可以選擇的形狀，關鍵是壓縫磚5的下表面要與矩形的缺口下表面貼 合。所以壓縫磚5的截面形狀也可以是半圓形、半橢圓形。本實用新型也可以用于其它普通空氣燃燒玻璃窯爐，這樣的近似變化也落在本實 用新型的保護范圍之內。
權利要求1.一種全氧燃燒玻璃窯爐大碹的膨脹縫結構，包括并列的大碹環，相鄰的至少兩列大 碹環之間設有膨脹縫，大碹環由碹磚排列組成，其特征在于膨脹縫上側設有開槽部，開槽 部的截面形狀為矩形，所述開槽部包括兩側碹磚上對應設置的矩形的缺口，兩個缺口的底 面平行，開槽部內壓放有壓縫磚。
2.根據權利要求1所述的全氧燃燒玻璃窯爐大碹的膨脹縫結構，其特征在于所述壓 縫磚的下表面與開槽部的底面壓緊貼合。
3.根據權利要求1或2所述的全氧燃燒玻璃窯爐大碹的膨脹縫結構，其特征在于所 述壓縫磚的截面形狀為長方形、正方形、梯形中的任一種。
4.根據權利要求1或2所述的全氧燃燒玻璃窯爐大碹的膨脹縫結構，其特征在于耐 火材料大碹的材料為電熔耐火材料，電熔耐火材料的成分為A^或α - β或β。
5.根據權利要求1或2所述的全氧燃燒玻璃窯爐大碹的膨脹縫結構，其特征在于耐 火材料大碹的材料為燒結耐火材料，燒結耐火材料為尖晶石或電熔再燒結莫來石。
6.根據權利要求1或2所述的全氧燃燒玻璃窯爐大碹的膨脹縫結構，其特征在于壓 縫磚的截面尺寸和膨脹縫的尺寸存在相應的關系為W2 = 0. 25W 0. 9W，其中W為開槽部 的寬度，W2為壓縫磚的寬度。
7.根據權利要求1或2所述的全氧燃燒玻璃窯爐大碹的膨脹縫結構，其特征在于h= 0. IH 0. 5H，hl = 0. 25h 1. ，其中H為碹磚的厚度，h為開槽部的高度，hi為壓縫磚 的高度。
8.根據權利要求7所述的全氧燃燒玻璃窯爐大碹的膨脹縫結構，其特征在于hl= h。
專利摘要本實用新型公開了一種全氧燃燒玻璃窯爐大碹的膨脹縫結構，包括并列的大碹環，相鄰的至少兩列大碹環之間設有膨脹縫，大碹環由碹磚排列組成，膨脹縫上側設有開槽部，開槽部的截面形狀為矩形，所述開槽部包括兩側碹磚上對應設置的矩形的缺口，兩個缺口的底面平行，開槽部內壓放有壓縫磚。本實用新型在大碹環的開槽部內放置有壓縫磚，開槽部的截面形狀為矩形，對應的壓縫磚的截面形狀也為矩形。壓縫磚會隨之移動從而達到密封膨脹縫的效果，這樣相鄰大碹環之間的移動由壓縫磚的移動進行密封。相比楔形膨脹縫及楔形壓縫磚，本實用新型提供的這種矩形截面的壓縫磚在耐火材料生產廠家更容易加工，費用更低。
文檔編號C03B5/42GK201901635SQ20102050420
公開日2011年7月20日 申請日期2010年8月25日 優先權日2010年8月25日
發明者郭勇 申請人:鄭州東方安彩耐火材料有限公司