一種熱風爐熱風管道補償器砌筑結構的制作方法
【專利摘要】一種熱風爐熱風管道補償器砌筑結構，屬于冶金行業熱風爐【技術領域】。包括：管道鋼殼，環板，波紋管，伸縮縫，隔熱層，耐火噴涂料，第一層隔熱磚，第二層隔熱磚，耐火磚，第一層隔熱磚的膨脹縫，第二層隔熱磚的膨脹縫，耐火磚的膨脹縫，異形耐火磚。優點在于，異形耐火磚有效保護膨脹縫內填充的耐火纖維毯，避免其在熱風管道工作期間，尤其是工作初期被高溫高壓氣流卷走；在異形耐火磚和受熱壓緊的雙重作用下，耐火纖維毯可長期穩定工作，吸收熱膨脹，保護波紋管；逆向迷宮膨脹縫布置與氣體流向相反，增大其漏入波紋管的難度，對波紋管形成多重保護；耐火磚和異形耐火磚的鎖扣增加砌體的整體穩定性，確保熱風管道長期穩定工作。
【專利說明】一種熱風爐熱風管道補償器砌筑結構
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于冶金行業熱風爐【技術領域】，特別是提供了一種熱風爐熱風管道補償器砌筑結構，適用于煉鐵工藝中高爐煉鐵和熔融還原煉鐵用到的熱風爐。還可用于其它需要將氣態介質加熱到1000°c以上的工業【技術領域】中。
【背景技術】
[0002]在高爐煉鐵中用熱風爐加熱鼓風已有近二百年歷史，加熱后風溫最初只有149°C。隨著技術的不斷進步，目前風溫最高已達1350°C。風溫提高，可大幅降低焦比，節約焦炭，提高高爐產量，還可充分利用低熱值的高爐煤氣，提高熱效率，減少煤氣放散，節約能源，保護環境。
[0003]熱風爐管道系統的設計目標是“低應力、無過熱”，而隨著熱風溫度的不斷提高，一些問題也逐漸暴露出來，較為典型的就是熱風管道鋼殼過熱、發紅甚至燒穿。
[0004]熱風管道內部一般會砌筑多層耐火材料，包括不定型耐火材料、隔熱磚、耐火磚等，確保鋼殼的工作溫度在150°C以下。鋼殼在此工作溫度下會產生熱膨脹，如果熱膨脹不能合理有效的釋放，巨大的熱應力足以對管系造成破壞，影響高爐的正常生產。為此，波紋補償器在熱風爐的管道系統(不只是熱風管道)得以廣泛應用，大大降低了管系應力，實現了低應力的目標。但實現低應力目標的同時，熱風管道過熱現象成為困擾生產和設計人員的新難題，尤其是波紋補償器區域，過熱現象時有發生，已成為熱風管道的薄弱環節。
[0005]熱風管道波紋補償器區域過熱發紅的主要原因，是耐火材料結構設計不合理。以往的補償器區域耐火材料結構見圖1。
[0006]第一層隔熱磚和第二層隔熱磚根據不同的工作溫度，可以是粘土質隔熱磚或高鋁質隔熱磚。熱風爐工作時，熱風管道鋼殼溫度在80°C~150°C之間，由此產生的管道熱膨脹量被波紋管3和伸縮縫4吸收。隔熱磚和耐火磚在鋼殼的帶動及自身熱膨脹的雙重作用下，也會產生熱位移，第一層隔熱磚的膨脹縫10、第二層隔熱磚的膨脹縫11及耐火磚的膨脹縫12用來吸收耐火材料的熱位移量，里面填充耐火纖維毯。在圖1所示的補償器砌筑結構中，伸縮縫4與第一層隔熱磚的膨脹縫10對齊，用耐火磚13擋住第一層隔熱磚的膨脹縫10，耐火磚13的旁邊是第二層隔熱磚的膨脹縫11，耐火磚的膨脹縫12位于正對耐火磚13的管道內部。這種結構雖然利用膨脹縫10、11及12形成了折返迷宮，但在實際使用中，熱風管道工作初期，由于管道鋼殼和耐火磚尚未膨脹到位，膨脹縫內的耐火纖維毯沒有被壓實，在高溫(≥1200°C)高壓(≥0.3MPa)氣流的沖刷下，膨脹縫12里面填充的耐火纖維毯極易被氣流卷走，此時氣流直接沖擊耐火磚13，嚴重影響砌筑結構的穩定性。在長時間高溫高壓氣流的沖刷下，一旦耐火磚13出現裂縫，就在管道內部和波紋管之間形成了通道，高溫氣體很容易就進入隔熱層5，引起波紋管及附近區域的鋼殼過熱、發紅甚至燒穿。
[0007]長期以來，熱風管道補償器發紅成為困擾生產設計人員的難題，影響高爐正常生產,增加企業成本。
【發明內容】
[0008]本實用新型的目的在于提供一種熱風爐熱風管道補償器砌筑結構。通過設計一種新型耐火磚，使耐火磚膨脹縫內的耐火纖維毪能夠穩定工作，不被氣流卷走，結合逆向迷宮膨脹縫設計，保證管道鋼殼、隔熱磚及耐火磚自由膨脹的同時，高溫高壓氣體不會進入波紋管內，有效避免補償器及附近鋼殼過熱發紅。另外耐火磚帶鎖扣，保證相鄰耐火磚之間實現互鎖，增加整體砌筑結構的穩定性。
[0009]本實用新型的砌筑結構包括:管道鋼殼1，環板2，波紋管3，伸縮縫4，隔熱層5，耐火噴涂料6，第一層隔熱磚7，第二層隔熱磚8，耐火磚9，第一層隔熱磚的膨脹縫10，第二層隔熱磚的膨脹縫11，耐火磚的膨脹縫12，異形耐火磚14。
[0010]管道鋼殼I與環板2焊接，環板2與波紋管3焊接，管道鋼殼I在波紋管3內部斷開，形成伸縮縫4，波紋管3和管道鋼殼I之間填充隔熱材料，形成隔熱層5。管道鋼殼I內部噴涂耐火噴涂料6，耐火噴涂料6在伸縮縫4處斷開，伸縮縫4內填充耐火纖維毯。耐火噴涂料6的內部砌筑第一層隔熱磚7，耐火噴涂料6與第一層隔熱磚7之間用泥漿或油紙砌筑，在伸縮縫4的氣流下游設置第一層隔熱磚的膨脹縫10，第一層隔熱磚的膨脹縫10里填充耐火纖維毯。第一層隔熱磚7內部砌筑第二層隔熱磚8，第一層隔熱磚7與第二層隔熱磚8之間用泥漿或油紙砌筑，在第一層隔熱磚的膨脹縫10的氣流下游設置第二層隔熱磚的膨脹縫11，第二層隔熱磚的膨脹縫11里填充耐火纖維毯。第二層隔熱磚8的內部砌筑耐火磚9，第二層隔熱磚8與耐火磚9之間用泥漿或油紙砌筑，在第二層隔熱磚的膨脹縫11的氣流下游設置耐火磚的膨脹縫12，耐火磚的膨脹縫12里填充耐火纖維毯。這樣三個膨脹縫和伸縮縫形成階梯狀迷宮，迷宮從內向外的布置方向與氣體流動方向相反，阻擋氣體進入波紋管內。在耐火磚的膨脹縫兩側砌筑異形耐火磚14,異形耐火磚帶有第一凸臺15,凸臺形式是半圓形或方形或梯形，利用第一凸臺15在耐火磚的膨脹縫處形成收口 ；第一凸臺15可以有效防止膨脹縫內的耐火纖維毯被氣流沖刷卷走，實現長期穩定工作。耐火磚9和異形耐火磚14在管道圓周方向設置有鎖扣裝置，鎖扣形式是半圓形或方形或梯形，實現相鄰耐火磚的互鎖，增加整體的砌體穩定性。
[0011 ] 通過在耐火磚膨脹縫兩側砌筑帶凸臺的異形耐火磚，形成收口，保護膨脹縫內的耐火纖維毯，避免其被高溫高壓氣流卷走，從根本上解決了傳統補償器砌筑結構存在的結構缺陷。在熱風管道工作初期，雖然管道鋼殼和耐火磚尚未膨脹到位，耐火磚膨脹縫內的耐火纖維毯沒有被壓實，但有異形耐火磚的保護，耐火纖維毯不會被高溫高壓氣流卷走。隨著管道鋼殼和耐火磚的不斷受熱膨脹，膨脹縫不斷被壓緊，最終會達到穩定狀態，此時在異形耐火磚和受熱壓緊的雙重作用下，膨脹縫內的耐火纖維毯可以實現長期穩定工作，避免補償器及附近的鋼殼過熱發紅。
[0012]伸縮縫、第一層隔熱磚的膨脹縫、第二層隔熱磚的膨脹縫及耐火磚的膨脹縫從管道內部向外的布置方向與氣體流動方向相反，即第一層隔熱磚的膨脹縫在伸縮縫的氣流下游，第二層隔熱磚的膨脹縫在第一層隔熱磚的膨脹縫的氣流下游，耐火磚的膨脹縫在第二層隔熱磚的膨脹縫的氣流下游，4條縫形成逆向迷宮布置，有效保護波紋管。
[0013]耐火磚與異性耐火磚在管道圓周方向都有鎖扣，每塊磚都在一側有凸臺，凸臺形式是半圓形或方形或梯形，另一側有凹槽，凹槽形式是半圓形或方形或梯形，相鄰兩塊磚的凹槽和凸臺相互鎖住，實現整環磚的互鎖，大大提高砌體的整體穩定性，即便有個別磚由于質量原因或砌筑原因開裂或掉落，也不會影響砌體的整體穩定性。熱風管道工作一段時間以后，在重力作用下，上部磚會向下稍稍沉降，管道截面變成橢圓形，由于耐火磚通過互鎖形成了整體，不會出現塌陷或大面積掉磚現象，確保熱風管道長期穩定工作。
[0014]本實用新型可以只用一層隔熱磚，即本發明包括:管道鋼殼1、環板2、波紋管3、伸縮縫4、隔熱層5、耐火噴涂料6、第一層隔熱磚7、耐火磚9、第一層隔熱磚的膨脹縫10、耐火磚的膨脹縫12，異形耐火磚14。
[0015]綜上，本實用新型的結構利用異形耐火磚、逆向迷宮膨脹縫布置及耐火磚互鎖結構，實現如下功能:
[0016]I)異形耐火磚有效保護膨脹縫內填充的耐火纖維毯，避免其在熱風管道工作期間，尤其是工作初期被高溫高壓氣流卷走；
[0017]2)在異形耐火磚和受熱壓緊的雙重作用下，耐火纖維毯可實現長期穩定工作，吸收熱膨脹，保護波紋管；
[0018]3)逆向迷宮膨脹縫布置與氣體流向相反，增大其漏入波紋管的難度，對波紋管形成多重保護；
[0019]4)耐火磚和異形耐火磚的鎖扣增加了砌體的整體穩定性，實現了熱風管道的長期
穩定工作。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1是傳統的熱風管道補償器區域的砌筑結構圖。其中，管道鋼殼1，環板2，波紋管3，伸縮縫4，隔熱層5，耐火噴涂料6，第一層隔熱磚7，第二層隔熱磚8，耐火磚9，第一層隔熱磚的膨脹縫10，第二層隔熱磚的膨脹縫11，耐火磚的膨脹縫12，耐火磚13。
[0021]圖2是本實用新型的熱風管道補償器區域的砌筑結構圖。其中，管道鋼殼1，環板2，波紋管3，伸縮縫4，隔熱層5，耐火噴涂料6，第一層隔熱磚7，第二層隔熱磚8，耐火磚9，第一層隔熱磚的膨脹縫10，第二層隔熱磚的膨脹縫11，耐火磚的膨脹縫12，異形耐火磚14。
[0022]圖3是異形耐火磚14的磚型圖。其中，異形耐火磚14,第一凸臺15。
[0023]圖4是異形耐火磚14的A向視圖。其中，第二凸臺16，凹槽17。
【具體實施方式】
[0024]實施例1。
[0025]圖2?圖4是本實用新型的具體實現方式。
[0026]由圖2可知，本實用新型的熱風管道補償器區域的砌筑結構包括:管道鋼殼1，環板2，波紋管3，伸縮縫4，隔熱層5，耐火噴涂料6，第一層隔熱磚7，第二層隔熱磚8，耐火磚9，第一層隔熱磚的膨脹縫10，第二層隔熱磚的膨脹縫11，耐火磚的膨脹縫12，異形耐火磚14。
[0027]由圖3、圖4可知,異形耐火磚14帶有第一凸臺15,凸臺形式是半圓形或方形或梯形，第二凸臺16，凸臺形式是半圓形或方形或梯形，凹槽17，凹槽形式是半圓形或方形或梯形。
[0028]耐火磚9帶有第二凸臺16，凸臺形式是半圓形或方形或梯形，凹槽17，凹槽形式是半圓形或方形或梯形。[0029]管道鋼殼I與環板2焊接，環板2與波紋管3焊接，管道鋼殼I在波紋管3內部斷開，形成伸縮縫4，波紋管3和管道鋼殼I之間填充隔熱材料，形成隔熱層5。管道鋼殼內部噴涂耐火噴涂料6，耐火噴涂料6在伸縮縫4處斷開，伸縮縫4內填充耐火纖維毯。耐火噴涂料6內部砌筑第一層隔熱磚7，耐火噴涂料6與第一層隔熱磚7之間用泥漿或油紙砌筑，在伸縮縫4的氣流下游設置第一層隔熱磚的膨脹縫10，第一層隔熱磚的膨脹縫10里填充耐火纖維毯。第一層隔熱磚7內部砌筑第二層隔熱磚8，第一層隔熱磚7與第二層隔熱磚8之間用泥漿或油紙砌筑，在第一層隔熱磚的膨脹縫10的氣流下游設置第二層隔熱磚的膨脹縫11，第二層隔熱磚的膨脹縫11里填充耐火纖維毯。第二層隔熱磚8內部砌筑耐火磚9，第二層隔熱磚8與耐火磚9之間用泥漿或油紙砌筑，在第二層隔熱磚的膨脹縫11的氣流下游設置耐火磚的膨脹縫12，耐火磚的膨脹縫12里填充耐火纖維毯。這樣，伸縮縫4，第一層隔熱磚的膨脹縫10，第二層隔熱磚的膨脹縫11及耐火磚的膨脹縫12從管道內部向外的布置方向與氣體流動方向相反，形成逆向迷宮布置，阻擋氣體漏入波紋管。
[0030]耐火磚的膨脹縫12的兩側砌筑異形耐火磚14,異形耐火磚14帶有第一凸臺15,凸臺形式是半圓形或方形或梯形，利用第一凸臺15在耐火磚的膨脹縫12處形成收口，有效防止膨脹縫內的耐火纖維毯被氣流沖刷卷走，實現長期穩定工作。
[0031]耐火磚9和異形耐火磚14都帶有第二凸臺16和凹槽17，凸臺和凹槽的形式是半圓形或方形或梯形，砌筑時，相鄰的耐火磚9或異形耐火磚14利用第二凸臺16和凹槽17相互鎖住，增加砌體的整體穩定性，實現熱風管道的長期穩定工作。
[0032]實施例2。
[0033]在該實施中，熱風管道補償器區域的砌筑結構與圖2類似。當熱風管道內的氣體介質溫度較低，只砌筑I層隔熱磚即可時，可采用此實施例。
[0034]此時本實用新型的熱風管道補償器區域的砌筑結構包括:管道鋼殼1，環板2，波紋管3，伸縮縫4，隔熱層5，耐火噴涂料6，第一層隔熱磚7，耐火磚9，第一層隔熱磚的膨脹縫10，耐火磚的膨脹縫12，異形耐火磚14。
[0035]異形耐火磚14帶有第一凸臺15,凸臺形式是半圓形或方形或梯形,第二凸臺16,凸臺形式是半圓形或方形或梯形，凹槽17，凹槽形式是半圓形或方形或梯形。
[0036]耐火磚9帶有第二凸臺16，凸臺形式是半圓形或方形或梯形，凹槽17，凹槽形式是半圓形或方形或梯形。
[0037]管道鋼殼I與環板2焊接，環板2與波紋管3焊接，管道鋼殼I在波紋管3內部斷開，形成伸縮縫4，波紋管3和管道鋼殼I之間填充隔熱材料，形成隔熱層5。管道鋼殼內部噴涂耐火噴涂料6，耐火噴涂料6在伸縮縫4處斷開，伸縮縫4內填充耐火纖維毯。耐火噴涂料6內部砌筑第一層隔熱磚7，耐火噴涂料6與第一層隔熱磚7之間用泥漿或油紙砌筑，在伸縮縫4的氣流下游設置第一層隔熱磚的膨脹縫10，第一層隔熱磚的膨脹縫10里填充耐火纖維毪。第一層隔熱磚7內部砌筑耐火磚9,第一層隔熱磚7與耐火磚9之間用泥衆或油紙砌筑，在第一層隔熱磚的膨脹縫10的氣流下游設置耐火磚的膨脹縫12，耐火磚的膨脹縫12里填充耐火纖維毯。這樣，伸縮縫4，第一層隔熱磚的膨脹縫10及耐火磚的膨脹縫12從管道內部向外的布置方向與氣體流動方向相反，形成逆向迷宮布置，阻擋氣體漏入波紋管。
[0038]耐火磚的膨脹縫12的兩側砌筑異形耐火磚14,異形耐火磚14帶有第一凸臺15,凸臺形式是半圓形或方形或梯形，利用第一凸臺15在耐火磚的膨脹縫12處形成收口，有效防止膨脹縫內的耐火纖維毯被氣流沖刷卷走，實現長期穩定工作。
[0039]耐火磚9和異形耐火磚14都帶有第二凸臺16和凹槽17，凸臺和凹槽的形式是半圓形或方形或梯形，砌筑時，相鄰的耐火磚9或異形耐火磚14利用第二凸臺16和凹槽17相互鎖住，增加砌體的整體穩定性，實現熱風管道的長期穩定工作。
[0040]本實用新型熱風管道補償器區域的砌筑結構有多種實施方案，附圖只作解釋說明用，并非對本發明的限制。任何未脫離本發明設計思路，對本發明作非實質性改動的，均仍屬于本實用新型的范圍。
【權利要求】
1.一種熱風爐熱風管道補償器砌筑結構，包括:管道鋼殼、環板、波紋管、伸縮縫、隔熱層、耐火噴涂料、第一層隔熱磚、第二層隔熱磚、耐火磚、第一層隔熱磚的膨脹縫、第二層隔熱磚的膨脹縫、耐火磚的膨脹縫，異形耐火磚；其特征在于，管道鋼殼(I)與環板(2)焊接，環板(2)與波紋管(3)焊接，管道鋼殼(I)在波紋管(3)內部斷開，形成伸縮縫(4);波紋管(3)和管道鋼殼(I)之間填充隔熱材料，形成隔熱層(5);管道鋼殼(I)內部噴涂耐火噴涂料(6),耐火噴涂料(6)在伸縮縫(4)處斷開，伸縮縫(4)內填充耐火纖維毯；耐火噴涂料(6)內部砌筑第一層隔熱磚(7)，耐火噴涂料(6)與第一層隔熱磚(7)之間用泥漿或油紙砌筑，在伸縮縫(4)的氣流下游設置第一層隔熱磚的膨脹縫(10)，第一層隔熱磚的膨脹縫(10)里填充耐火纖維毯；第一層隔熱磚(7)內部砌筑第二層隔熱磚(8)，第一層隔熱磚(7)與第二層隔熱磚(8)之間用泥漿或油紙砌筑，在第一層隔熱磚的膨脹縫(10)的氣流下游設置第二層隔熱磚的膨脹縫(11)，第二層隔熱磚的膨脹縫(11)里填充耐火纖維毯；第二層隔熱磚(8)的內部砌筑耐火磚(9),第二層隔熱磚(8)與耐火磚(9)之間用泥衆或油紙砌筑,在第二層隔熱磚的膨脹縫(11)的氣流下游設置耐火磚的膨脹縫(12)，耐火磚的膨脹縫(12)里填充耐火纖維毯；在耐火磚的膨脹縫(12)兩側砌筑異形耐火磚(14)。
2.根據權利要求1所述的熱風爐熱風管道補償器砌筑結構，其特征在于，第一層隔熱磚的膨脹縫(10)、第二層隔熱磚的膨脹縫(11)、耐火磚的膨脹縫(12)和伸縮縫(4)形成階梯狀迷宮，階梯狀迷宮從管道內向外的布置方向與氣體流動方向相反。
3.根據權利要求1所述的熱風爐熱風管道補償器砌筑結構，其特征在于，所述的異形耐火磚(14)帶有第一凸臺(15),第一凸臺(15)的形式是半圓形或方形或梯形。
4.根據權利要求1所述的熱風爐熱風管道補償器砌筑結構，其特征在于，耐火磚與異性耐火磚在管道圓周方向都有鎖扣，每塊耐火磚和異形耐火磚都在一側有第二凸臺(16),第二凸臺(16)的形式是半圓形或方形或梯形，另一側有凹槽(17)，凹槽(17)的形式是半圓形或方形或梯形，相鄰兩塊磚的凹槽(17)和第二凸臺(16)相互鎖住。
5.根據權利要求1所述的熱風爐熱風管道補償器砌筑結構，其特征在于，只用一層隔熱磚，即包括:管道鋼殼、環板、波紋管、伸縮縫、隔熱層、耐火噴涂料、第一層隔熱磚、耐火磚、第一層隔熱磚的膨脹縫、耐火磚的膨脹縫，異形耐火磚。
【文檔編號】C21B13/00GK203411561SQ201320501137
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年8月16日 優先權日:2013年8月16日
【發明者】張福明, 毛慶武, 李欣, 梅叢華, 銀光宇, 許云, 曹朝真, 胡祖瑞, 孟玉杰, 楊森 申請人:北京首鋼國際工程技術有限公司