專利名稱：用于焚燒爐的爐條和生產(chǎn)該爐條的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于焚燒爐的爐條，該焚燒爐具有爐條基體和至少在運(yùn)行中在朝向燃燒室的表面區(qū)域上覆蓋爐條基體的耐高溫蓋板，在此，該蓋板通過熱絕緣材料與爐條基體分隔開。此外，本發(fā)明還涉及一種制造這種爐條的方法。
背景技術(shù)：
上述類型的爐條安裝在焚燒爐的燃燒爐排(Feuerimgsrosten)中，特別是在用于固體燃燒物的焚燒設(shè)備中。這些固體燃燒物例如可以包括垃圾、替代燃燒物(例如分類和/或回收垃圾)、二次燃燒物、生物質(zhì)(Biomasse)等等。這種燃燒爐排通常由爐柵結(jié)構(gòu) (Rostkonstruktion)組成，爐柵結(jié)構(gòu)具有許多瓦狀疊加設(shè)置的爐層，每個(gè)爐層都具有多個(gè)平行并排安裝的爐條。爐條的這種瓦狀設(shè)置在此構(gòu)成爐蓖面，燃燒物床通過燃燒室輸送到該爐蓖面上，并在爐蓖面上進(jìn)行燃燒。這種燃燒通過通常穿過爐條之間的間隙從下面進(jìn)入燃燒室中的一次風(fēng)保持。為了使燃燒物床運(yùn)動(dòng)，經(jīng)常將燃燒爐排構(gòu)造為，使每個(gè)第二爐層的爐條都可以沿爐條的縱向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，相對(duì)地使其他爐層的爐條保持不動(dòng)。通過每個(gè)第二爐層的循環(huán)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，可以使在焚燒期間位于瓦狀爐柵結(jié)構(gòu)上的燃燒物床從預(yù)熱區(qū)斜向下輸送到主燃燒區(qū)中，并進(jìn)一步輸送到后燃燒區(qū)中。在這種焚燒設(shè)備中將會(huì)產(chǎn)生持續(xù)位于800°C到1300°C的溫度，或者在短時(shí)間內(nèi)甚至超過此溫度。爐條的整個(gè)前半部分在位于上方的爐層的爐條下面伸入瓦狀疊加層的內(nèi)部，因而暴露于較大的熱負(fù)荷中。此外，對(duì)燃燒物床的運(yùn)輸和各第二爐層的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，也會(huì)造成巨大的機(jī)械負(fù)荷。此外，特別在固體燃燒物焚燒設(shè)備中，會(huì)使?fàn)t條暴露于由燃燒物的特殊成分在其使用范圍內(nèi)所造成的化學(xué)侵襲當(dāng)中。為了降低熱負(fù)荷，可以使用各種不同的方式使?fàn)t條冷卻。所以，存在利用空氣冷卻進(jìn)行工作的系統(tǒng)。在這里，使通常保持燃燒所必需的空氣從爐條上經(jīng)過以使?fàn)t條冷卻。但是到目前為止，對(duì)于高溫應(yīng)用而言，空氣冷卻往往不足以保證爐條具有令人滿意的較長的使用壽命。對(duì)損壞的爐條的更換只能在整個(gè)設(shè)備長時(shí)間的停機(jī)期間進(jìn)行，而這將導(dǎo)致較高的成本。因此，所使用的大多數(shù)系統(tǒng)(也可以是附加地)利用水冷工作。但是這樣的系統(tǒng)都相對(duì)比較昂貴，因?yàn)樾枰跔t條中引入管道，并且必須將每個(gè)爐條都集成到將要實(shí)現(xiàn)的冷卻水循環(huán)當(dāng)中。另外，必須永久確保整個(gè)冷卻水循環(huán)的性能足夠安全，并為此安裝相應(yīng)的安全系統(tǒng)。如果沒有設(shè)置這種冷卻，爐條的使用壽命將會(huì)大大降低。另一種提高爐條使用壽命的方法是，建立本文開始所述類型的多層結(jié)構(gòu)。為此，將爐條基體例如由鋼制成，優(yōu)選是鋼鑄件。然后，將在運(yùn)行中朝向燃燒室的表面區(qū)域，即支承燃燒物床的側(cè)面，使用耐高溫的蓋板(特別優(yōu)選由陶瓷制成)加以覆蓋。這種具有鋼制底座和陶瓷蓋板的結(jié)構(gòu)例如在專利文獻(xiàn)EP 0382045 A2和EP 1705425 Al中有所描述。在專利文獻(xiàn)DE 9312738 Ul中描述了一種爐條，每個(gè)爐條都具有作為底座的固定元件和固定在底座上的陶制蓋板，其中，為了在固定元件和蓋板之間實(shí)現(xiàn)隔絕，設(shè)置氣隙或連續(xù)的絕緣墊 (Isoliervlies)，以使蓋板與固定元件完全分開。此外，在專利文獻(xiàn)DE 32368 A中描述了一種爐條，其具有由鑄鐵或鋼制成的底座和由陶瓷材料制成的頂層，其中，陶瓷板和鋼制或鐵制得爐條基體被由不良熱傳導(dǎo)材料制成的薄層分開。通過這種簡單的隔離層，的確可以在一定程度上降低爐條基體的熱負(fù)荷。但是，對(duì)于目前一般所能達(dá)到的溫度范圍來說，這并不足以在氣冷式爐排系統(tǒng)中使?fàn)t條具有足夠高的使用壽命。因此，在現(xiàn)代的固體燃燒物焚燒設(shè)備中，仍然普遍使用更加昂貴的水冷式系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提出一種改進(jìn)的本文開始所述類型的爐條，以及一種制造這種爐條的方法，這種爐條可以利用簡單的氣冷以足夠的使用壽命使用于現(xiàn)代的固體燃燒物焚燒設(shè)備中。本發(fā)明的目的一方面通過一種如權(quán)利要求1所述的爐條實(shí)現(xiàn)，另一方面通過一種如權(quán)利要求13所述的用于制造爐條的方法實(shí)現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明，在爐條基體的朝向蓋板的一面和/或在蓋板的朝向爐條基體的一面上設(shè)置具有環(huán)形壁的空腔，也就是具有環(huán)繞在四周的壁的凹洞，對(duì)其至少部分地填以陶瓷纖維絕緣材料。一方面，這種陶瓷纖維絕緣材料本身是抗高溫的。另一方面，與傳統(tǒng)的熱絕緣材料相比，例如絕緣水泥(Isolierzement)，其具有明顯更高的絕緣效果。特別通過在空腔中裝入陶瓷纖維絕緣材料(通過使用蓋板覆蓋爐條基體，該空腔在爐條中形成封閉的內(nèi)部空間)，可以確保陶瓷纖維絕緣材料具有特定的擴(kuò)展空間，從而在絕緣材料中一直包含有一定數(shù)量的空氣，這些空氣有助于在蓋板和爐條基體之間形成極其良好的熱絕緣。因此總體而言，在達(dá)到1000°C并且相對(duì)于已知的爐條更高的非常高的燃燒床溫度下，爐條基體上的熱負(fù)荷本身會(huì)明顯降低。因此，通過簡單的氣冷，在這種設(shè)備中也可以達(dá)到爐條的使用壽命，就如同它通常僅使用水冷所能達(dá)到的那樣。總而言之，安裝有根據(jù)本發(fā)明的爐條的燃燒爐排由此可以非常經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行生產(chǎn)，并且首先在連續(xù)運(yùn)行中相比于目前已知的利用水冷的燃燒爐排成本更低。在根據(jù)本發(fā)明的生產(chǎn)爐條的方法中，爐條基體優(yōu)選例如由鑄鋼鑄造而成，并至少在在運(yùn)行中朝向燃燒室的表面區(qū)域上覆蓋耐高溫蓋板。在此，在制造爐條基體時(shí)，在爐條基體的朝向蓋板的一面和/或在制造蓋板時(shí)在蓋板的朝向爐條基體的一面上設(shè)置空腔。在將爐條基體和蓋板組裝在一起之前，對(duì)該空腔至少部分地填充陶瓷纖維絕緣材料。從屬權(quán)利要求和下面的描述中含有本發(fā)明的特別優(yōu)選的擴(kuò)展方案和實(shí)施方式，其中，類似于從屬權(quán)利要求所提及的爐條，根據(jù)本發(fā)明的這種方法也可以進(jìn)一步發(fā)展，反之亦然。蓋板原則上可以由不同的耐高溫材料制成。優(yōu)選是陶瓷蓋板，陶瓷材料不僅耐高溫，而且還具有較高的抗化學(xué)侵蝕性。在此特別優(yōu)選采用碳化硅(SiC)陶瓷。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，硅滲透反應(yīng)結(jié)合的碳化硅材料是特別適用的，其通常具有良好的抗氧化性和耐腐蝕性，優(yōu)良的抗溫度變化性和很高的斷裂強(qiáng)度。如上所述，由于燃燒棒(Brermstab)的表面還受到機(jī)械負(fù)荷，因此蓋板應(yīng)該具有特定的最小厚度。特別優(yōu)選蓋板的厚度至少為5mm，特別優(yōu)選的是至少為10mm。更優(yōu)選的是厚度位于15mm至35mm之間。同樣如上所述，可以將用于容納陶瓷纖維絕緣材料的空腔設(shè)置在蓋板中。但是，為了使蓋板不至于過厚，且還必須使之達(dá)到盡可能高的穩(wěn)定性，優(yōu)選3/ 使空腔至少占有爐條基體的絕大部分，甚至在爐條基體中是唯一的。特別是可以在以鋼鐵鑄造工藝制造爐條時(shí)，在沒有較大的額外花費(fèi)的前提下，通過適當(dāng)?shù)蔫T模設(shè)計(jì)，在爐條基體中設(shè)置合適的空腔。替代地還可以利用切削加工方法或與之相結(jié)合來制造空腔，甚至整個(gè)爐條基體。作為陶瓷纖維絕緣材料，不同的材料會(huì)由于不同的堅(jiān)固性和實(shí)施方式而出現(xiàn)問題。例如，可以使用松散的鱗片狀陶瓷纖維絕緣材料。但是優(yōu)選采用陶瓷纖維絕緣墊形式的絕緣材料。這種陶瓷纖維絕緣材料易于加工，例如，可以將其適當(dāng)?shù)匕凑湛涨坏某叽缰谱鳎?并插入其中。此外，它也具有限定的厚度，從而就此實(shí)現(xiàn)精確設(shè)定的絕緣效果。優(yōu)選使用這樣的陶瓷纖維材料，其主要成分包括SiO2(優(yōu)選>重量的60% )和 CaO(優(yōu)選>重量的25% )。此外，這種陶瓷纖維材料還包含其他的成分Mg0，Al203和狗203， 其中，后兩種物質(zhì)優(yōu)選以重量的或以下的數(shù)量級(jí)使用，MgO的重量優(yōu)選占重量的2% 至10%。平均纖維直徑優(yōu)選在3μπι至3. 5μπι之間。優(yōu)選在平均溫度800°C時(shí)，在密度為 128kg/m3 時(shí)導(dǎo)熱性僅為 0. 23ffatt/m K。在空腔旁并構(gòu)成空腔壁的平面區(qū)域中，優(yōu)選將絕緣水泥層或絕緣粘結(jié)層設(shè)于爐條基體和蓋板之間。絕緣水泥層或絕緣粘結(jié)層明顯比陶瓷纖維絕緣材料的層高或空腔的深度更薄。通過該絕緣水泥層或絕緣粘結(jié)層可以確保，在爐條基體和蓋板沒有被陶瓷纖維絕緣材料分開的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)一定程度的熱絕緣。除此以外，這種層還可以彌補(bǔ)在爐條基體上面和蓋板底面中的輕微的不平坦，以確保蓋板的安全位置，從而提高抗斷裂強(qiáng)度。優(yōu)選將這種絕緣水泥層或絕緣粘結(jié)層環(huán)形圍繞空腔地設(shè)置在爐條基體和蓋板之間。通過這種方式可以特別密封地包圍陶瓷纖維絕緣材料，并保護(hù)燃燒室不受影響，首先是防止經(jīng)過燃燒而液化的燃燒物和燃燒產(chǎn)物，特別是固體燃燒物，侵入陶瓷纖維絕緣材料中，并降低絕緣效果。為了使空腔旁邊的區(qū)域盡可能地小，該區(qū)域并不像空腔區(qū)域一樣具有良好的熱絕緣，優(yōu)選使空腔的寬度至少延伸超過蓋板的寬度，也就是爐條寬度的80%。特別優(yōu)選使空腔的長度至少延伸超過蓋板長度的60%，從而使蓋板的與燃燒床相接觸的區(qū)域受到保護(hù)。優(yōu)選將空腔的深度以及陶瓷纖維絕緣材料的層厚度選擇為，當(dāng)爐條基體和蓋板被組裝在一起時(shí)，陶瓷纖維絕緣材料在爐條基體和蓋板之間完全沒有被施加預(yù)應(yīng)力，或最大被施加特定程度的預(yù)應(yīng)力，也就是說，在爐條基體和蓋板之間被壓緊。如果陶瓷纖維絕緣材料完全沒有受到壓力，則它將具有最大程度的熱絕緣效果。另一方面，通過一定程度的預(yù)應(yīng)力(當(dāng)然該預(yù)應(yīng)力不應(yīng)該過于強(qiáng)烈)，可以使絕緣材料被壓縮至極限，但在陶瓷纖維絕緣材料中仍然保留足夠的空氣，由此將確保，從燃燒室側(cè)施加于蓋板上的沖擊(StGfie)會(huì)向下衰減。在一種特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，陶瓷纖維絕緣材料的厚度精確地等于空腔的深度加上絕緣水泥層或絕緣粘結(jié)層的厚度，或者在任何情況下都稍大于空腔的深度加上絕緣水泥層或絕緣粘結(jié)層的厚度?？涨坏纳疃葍?yōu)選位于5mm和20mm之間，特別優(yōu)選為在8mm和15mm 之間。優(yōu)選將蓋板構(gòu)造為，使其面對(duì)燃燒室完全覆蓋爐條基體，從腳部區(qū)域開始，經(jīng)過頭部或端面最后直到暴露于燃燒室中的爐條的上部區(qū)域中，在此，在腳部區(qū)域，爐條在安裝狀態(tài)下被平放于設(shè)置在下面的爐層的爐條上。在此，特別優(yōu)選將蓋板構(gòu)造為包括頂板和頭部部件兩部分。在此，頂板和頭部部件在位于頭部并垂直于爐條縱向延伸的分離位置或分離線上彼此分開。分離位置或分離線優(yōu)選位于頭部的中間區(qū)域，也就是說，大約在爐條的腳部區(qū)域和上部之間的中間高度上。蓋板在頭部的這種中斷有利于降低蓋板上的機(jī)械負(fù)荷。通過第二爐層的循環(huán)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，蓋板在腳部區(qū)域承擔(dān)特定的機(jī)械負(fù)荷，在此，始終有作用力沿爐條的縱向施加于腳部區(qū)域上。該作用力特別在位于爐條上部與爐條頭部之間的分離位置上引發(fā)扭矩，從而可能在這里輕易地發(fā)生破裂。通過在頭部中將蓋板分為頂板和頭部部件， 將避免該扭矩通過推進(jìn)移動(dòng)施加于蓋板上。分離位置本身優(yōu)選構(gòu)造為階梯形的，即，無論是頭部部件還是頂板都具有適當(dāng)?shù)南嗷コ呻A梯形的端部，這些端部彼此交織在一起。由此使液態(tài)和/或細(xì)微分割的燃燒物不能通過分離位置進(jìn)入蓋板和爐條基體之間。蓋板的這種兩件式結(jié)構(gòu)原則上適用于由爐條基體和單獨(dú)蓋板構(gòu)成的所有爐條，而與絕緣層或與絕緣材料在這兩部分之間是否存在以及以何種方式存在無關(guān)。就此而言，通過這種想法也可以與根據(jù)本發(fā)明的絕緣層的結(jié)構(gòu)無關(guān)地顯著改善爐條的使用壽命。但是， 通過將所述的使根據(jù)本發(fā)明的在蓋板和爐條基體之間設(shè)置絕緣和蓋板的這種兩件式構(gòu)造相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)特別長的使用壽命。在用于制造這種爐條的方法中，蓋板在生產(chǎn)過程中已經(jīng)被制造為具有頂板和頭部部件兩部分。這些組件這樣安裝在爐條基體上頂板在上部區(qū)域和在爐條的頭部側(cè)直至在頭部區(qū)域中垂直于爐條縱向伸展的分離位置覆蓋爐條基體，而頭部部件則從該分離位置開始在其余的頭部區(qū)域和爐條的腳部區(qū)域中覆蓋爐條基體。對(duì)于蓋板和爐條基體的連接有各種不同的方案。理論上可以使用螺絲、純粹的粘接等方法。但是優(yōu)選使蓋板與爐條基體形狀配合地連接。由此可以放棄使用諸如螺絲等機(jī)械連接件。在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，蓋板通過槽-彈簧連接(Nut-Feder-Verbindimg) 或榫接合連接(Spimdverbindimg)與爐條基體相連接，特別優(yōu)選通過燕尾連接使二者相連接。在一種特別優(yōu)選的變形中，在爐條基體的朝向蓋板的一面和/或在蓋板的朝向爐條基體的一面上設(shè)置用于凹槽-彈簧連接或榫接合連接的凹槽，使其從爐條的第一縱向邊緣開始垂直延伸到達(dá)與爐條的相對(duì)的第二縱向邊緣有一定距離處。當(dāng)在爐條基體上安裝蓋板時(shí)，將用于連接的彈簧從爐條的第一縱向邊緣移入凹槽中，也就是說，在進(jìn)行榫接合連接時(shí)(其中，將應(yīng)該嵌接在凹槽中的彈簧元件直接模制在沒有凹槽的部件上)，可以使蓋板和爐條基體從第一縱向邊緣開始，即垂直于凹槽路線的縱向彼此重疊地移動(dòng)。由于爐條稍后在燃燒爐排的內(nèi)部以直接連接的方式并排放置，因此凹槽總是被直接毗鄰設(shè)置在凹槽開口上的爐條覆蓋。這使得蓋板不會(huì)再在側(cè)面從爐條基體滑下來。在凹槽-彈簧連接中，可以通過同樣的方式使單獨(dú)的彈簧從爐條的第一縱向邊緣出來插入到凹槽中。如上所述，優(yōu)選將這種爐條安裝在燃燒爐排中，燃燒爐排具有許多瓦狀疊加設(shè)置的爐層，其中，在每個(gè)爐層中總是使多個(gè)爐條平行并排放置。特別在將蓋板和爐條基體之間的連接構(gòu)造為凹槽-彈簧連接或榫接合連接時(shí)(其中，如上所述，凹槽從爐條的第一縱向邊緣開始延伸進(jìn)入爐條基體和/或蓋板中)，將爐層優(yōu)選設(shè)置為，使凹槽總是從爐條的同一(第一)縱向邊緣開始延伸進(jìn)入爐條基體和/或蓋板中。爐層在側(cè)面上(其朝向所說的爐條第一縱向邊緣)具有甚至可能更薄的、具有牢固安裝的陶瓷表面的尾爐條 (Abschluss-Roststab)，該尾爐條朝向側(cè)面覆蓋位于倒數(shù)第二爐條中的凹槽。替代地還可以在爐層中安裝至少一個(gè)與凹槽和彈簧設(shè)置相關(guān)且相對(duì)于爐條縱軸線左右顛倒設(shè)置的爐條，作為最后的爐條，其蓋板只能準(zhǔn)確地沿與倒數(shù)第二爐條相反的方向側(cè)向向外移動(dòng)。這種
7左右顛倒的爐條基本上可以安裝在爐層的多個(gè)位置上。例如，可以總是成對(duì)地使兩個(gè)具有不同凹槽方向的爐條并排設(shè)置，從而使它們相對(duì)封鎖蓋板從凹槽向外的移動(dòng)。配備有根據(jù)本發(fā)明的爐條燃燒爐排原則上可以用在任何焚燒爐的燃燒室中。特別優(yōu)選在固體燃燒物焚燒的領(lǐng)域內(nèi)使用根據(jù)本發(fā)明的爐條，因?yàn)樵谶@里會(huì)以非常高的溫度工作，而且相對(duì)于未知的化學(xué)化合物也必須具有特殊的化學(xué)耐受性。


下面將參考附圖并根據(jù)實(shí)施例再次對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步地說明。在各個(gè)不同的附圖中，對(duì)相同的組件使用相同的附圖標(biāo)記。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的爐條的實(shí)施例的斜向上的透視圖，圖2示出了如圖1所示爐條的斜向上的透視分解圖，圖3示出了如圖1所示爐條的斜向下的透視分解圖，圖4示出了如圖1所示爐條的具有部分截面的俯視圖，圖5示出了如圖1所示的爐條沿圖4示出的交截線A-A的縱截面圖，圖6示出了由如圖1所示的爐條構(gòu)成的燃燒爐排的三個(gè)爐層的透視圖，圖7示出了固體燃燒物焚燒設(shè)備的簡化截面視圖，該固體燃燒物焚燒設(shè)備具有由如圖6所示的爐條所構(gòu)成的燃燒爐排。
具體實(shí)施例方式在不失一般性的前提下，下面假設(shè)在圖1至圖5中所示的爐條用于固體燃燒物焚燒設(shè)備內(nèi)。這種爐條包括由鑄鋼一體化制成的爐條基體2，其沿縱向R延伸(見圖1)。爐條基體2基本上可以分為兩段前段加和止動(dòng)段(Halteabschnitt) 2b。在此止動(dòng)段2b在縱向上位于與爐條1的頭部側(cè)IK或端面相對(duì)的端部上，并具有兩個(gè)鉤11。如圖6中的燃燒爐排成品50的三個(gè)爐層51、52和53的截面透視圖所示，該止動(dòng)段2b并沒有暴露在燃燒室中，因?yàn)闋t層52、53中的爐條1的后部區(qū)域分別被位于上方的爐層51、52的爐條1所覆蓋。只有前段加分別從位于上方的爐條1的下面伸出。因此，該區(qū)域?qū)⑼耆挥商沾刹牧现瞥傻纳w板30所覆蓋。在所示出的實(shí)施例中，所用陶瓷材料為SiC陶瓷，因?yàn)檫@種材料具有良好的耐溫性、高機(jī)械穩(wěn)定性，此外還具有較高的抗化學(xué)侵蝕性。SiC在此是一種硅滲透反應(yīng)燒結(jié)的SiC,其總重量的88 %由SiC組成，并具有占總重量11 %的游離硅，游離硅過濾進(jìn)入(einfiltriererOSf 中。由于爐條1在每個(gè)爐層51、52和53中被緊密地并排封裝，因此，爐條1的整個(gè)直接暴露在燃燒的燃燒物床中的部分受到陶瓷蓋板30的保護(hù)。此外，如圖6所示，爐層51、52和53的每個(gè)單獨(dú)的爐條都與爐條基體2的止動(dòng)段 2b的鉤11 一起安放在垂直于爐條1的縱向R伸展的支承桿M或?qū)?yīng)的支承桿上。通過垂直于縱向R的鉤11中的孔12可以將相鄰的爐條1彼此擰緊，從而使?fàn)t層51、52和53的全部爐條形成牢固的聯(lián)合體，該聯(lián)合體安放在相應(yīng)的支承桿M上。每兩個(gè)支承桿M，在此為中間爐層52的支承桿M通過機(jī)械裝置(未示出)耦合，通過該機(jī)械裝置可以使支承桿M沿平行于爐條縱向R的移動(dòng)方向B往復(fù)移動(dòng)，從而使整個(gè)爐層52沿該移動(dòng)方向往復(fù)移動(dòng)。 通過這種方式，可以將燃燒物床傾斜向下地從爐層到爐層地傳輸。每個(gè)第二爐層52的這種移動(dòng)會(huì)導(dǎo)致額外的機(jī)械負(fù)荷，因?yàn)槲挥诿總€(gè)爐條上方的爐層都以前面的腳部區(qū)域IF(見圖 1)在位于下方爐層的上部區(qū)域IS上往復(fù)滑動(dòng)?；谶@個(gè)原因，將陶瓷蓋板30構(gòu)造為，使其還完全圍繞爐條1的頭部側(cè)IK建立，并同時(shí)覆蓋腳部區(qū)域1F。這些爐條1，也就是每個(gè)爐條1的爐條基體2和蓋板30，在前段加的區(qū)域內(nèi)從上方看并不是完全直角形的，而是分別在縱向側(cè)上具有凹部10。這些凹部10在爐條之間構(gòu)成通風(fēng)口，空氣可以通過這些通風(fēng)口從下面吹入燃燒爐排中，以一方面保持燃燒過程，另一方面通過引入的空氣冷卻爐條。在圖2中可以清晰地看到，根據(jù)本發(fā)明，在被蓋板30所覆蓋的爐條基體2的前段 2a的上設(shè)有較大的連續(xù)空腔3。該空腔3延伸經(jīng)過前段加的大部分表面。在利用陶瓷蓋板30覆蓋之前，在空腔3中設(shè)置陶瓷纖維絕緣墊20。該絕緣墊可以毫無問題地應(yīng)用于平均溫度在800°C到1000°C的情況下，甚至可以短暫地應(yīng)用于溫度為 1200°C的情況下。在其他圍繞空腔3的整個(gè)表面區(qū)域上，也就是在位于爐條基體2側(cè)面的邊條和爐條基體2的、陶瓷蓋板30直接置于其上的所有其他的區(qū)域上，設(shè)置非常薄的絕緣水泥層21， 用于彌補(bǔ)不平坦之處。通過絕緣墊20和絕緣水泥層21可以確保，使得由鑄鋼制成的爐條基體2相對(duì)于由陶瓷材料制成的耐高溫蓋板30被非常良好地?zé)峤^緣。由此使?fàn)t條基體2 只需要承擔(dān)一部分作用于爐條1的陶瓷蓋板30上的熱負(fù)荷。空腔3的尺寸優(yōu)選選擇為，使空腔3的寬度bK至少占爐條1的整個(gè)寬度b的90 %， 而空腔3的長度Ik至少等于蓋板30的長度1的70%，蓋板的長度指從爐條1的頭部側(cè)IK 至蓋板30的尾部端部，在該尾部端部上，蓋板與爐條基體2的止動(dòng)段2b相鄰。這意味著，當(dāng)蓋板的長度1為560mm時(shí)，空腔的長度Ik優(yōu)選為392mm，而當(dāng)爐條1的寬度b為140mm時(shí)， 空腔的寬度bK約為U6mm。空腔3的大小還可以優(yōu)選為，盡可能良好地充分利用位于爐條基體2中的表面，并使圍繞空腔3的環(huán)形壁盡可能得薄，因?yàn)樵谒Ｏ碌摹斑厳l”區(qū)域中，即使使用絕緣水泥也只能實(shí)現(xiàn)與其中嵌入陶瓷纖維絕緣墊20的空腔3的區(qū)域相比更低的熱絕緣效果。這樣選擇陶瓷纖維絕緣墊20的厚度d 使其盡可能精確地等于空腔3的深度t (見圖5)加上絕緣水泥21的層厚。這樣，空腔3就被完全填滿，絕緣墊20在陶瓷蓋板30和爐條基體2之間完全沒有被壓縮，或在任何時(shí)候都被最小程度地壓縮，從而使絕緣墊可以發(fā)揮最大的熱絕緣效果。在此將蓋板30構(gòu)造為兩件式的，其具有頂板30a，其覆蓋位于爐條1的上部區(qū)域 IS中的爐條基體2的前段加和爐條1的頭部側(cè)IK的上部；和分立的頭部部件30b，其覆蓋爐條1的頭部側(cè)IK的下部區(qū)域，并在下面延伸經(jīng)過爐條1的腳部區(qū)域1F。位于蓋板30的兩個(gè)部分30a和30b之間的分離位置39在爐條1的頭部側(cè)IK的中間伸展。蓋板30的頂板30a和頭部部件30b的邊界面31、32分別彼此相對(duì)應(yīng)地構(gòu)造為階梯狀的，從而使分離位置39在橫截面上與爐條縱向R相對(duì)應(yīng)地成階梯狀延伸(見圖5)。將陶瓷蓋板30分為頂板30a和頭部部件30b有以下優(yōu)點(diǎn)作用于蓋板30的腳部區(qū)域IF中的前邊緣上的摩擦力將不再在爐條1的從上部IS到頭部IK的過渡區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生可以作用于蓋板30上的過大的機(jī)械扭矩M。如圖5所示，由力！^在爐條1的上部前邊緣區(qū)域中產(chǎn)生的扭矩M為M = FeX (h!+h2)其中，Ill為從腳步邊緣到位于蓋板30的頭部部件30b和頂板30a之間的分離位置 39的高度，h2為從分離位置39到所述位于蓋板30的上部前邊緣的位置的距離，在該位置上，扭矩作用于蓋板上，并可能在那里引發(fā)斷裂。替代地，通過將蓋板30在分離位置39上的分開，作用于頭部部件30b上的扭矩僅為M = FliXh1,因?yàn)轫敯?0a和頭部部件30b被構(gòu)造為，在分離位置39上留有一定的間隙。這通過以上所述的邊界面31、32的階梯狀結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，而不會(huì)使?fàn)t條基體2在該位置上暴露，從而可以確保該分離位置相對(duì)于有可能侵入的液態(tài)和/或細(xì)密分開的燃燒物是相對(duì)密封的。因此扭矩因此對(duì)蓋板30的上部前邊緣不會(huì)產(chǎn)生絲毫影響，也就是說，由各第二爐層52的持續(xù)移動(dòng)所產(chǎn)生的機(jī)械負(fù)荷不會(huì)增加陶瓷蓋板30的斷裂風(fēng)險(xiǎn)，也不會(huì)降低爐條1的使用壽命。在所述優(yōu)選的實(shí)施例中，蓋板30與爐條基體2的連接純粹通過形狀配合連接，也就是通過所謂的榫接合連接，或者凹槽-彈簧連接來實(shí)現(xiàn)，其中，在將要連接的這兩個(gè)組件的一個(gè)(在此為爐條基體幻中設(shè)置凹槽4、6、7、8，并將與此相應(yīng)的彈簧2直接模制在另一個(gè)組件(在此為陶瓷蓋板30)上。為此，爐條基體2總共具有四個(gè)凹槽4、6、7、8。第一凹槽4平行于爐條基體2的表面向下延伸進(jìn)入止動(dòng)段沘中，從而在位于止動(dòng)段沘中的凹槽4的上方設(shè)置鼻(Nase)5。 相應(yīng)地在陶瓷蓋板30或其頂板30a上，在遠(yuǎn)離爐條1的頭部IK的端部上模制彈簧37，其平行于頂板30a的表面延伸。彈簧37在裝配過程中插入位于止動(dòng)段2b中的鼻5下方的凹槽 4中。另一個(gè)凹槽6在爐條基體2的前段加中位于爐條基體2的端面和凹進(jìn)部分3之間。 相應(yīng)地，在此頂板30a在朝向爐條基體2的底面上具有模制彈簧38，其插入凹槽6中。此外，在基體2中，在頭部側(cè)IK中有更大的凹槽7，相應(yīng)的彈簧33、34插入其中，彈簧33、34在頂板30a和頭部部件30b的頭部側(cè)端部向內(nèi)朝著爐條基體2延伸。S卩，在這里插入的、位于陶瓷蓋板30上的彈簧在分離位置39分為兩個(gè)分彈簧33、34，其中，分彈簧33 設(shè)置在頂板30a上，而第二個(gè)分彈簧34設(shè)置在蓋板30的頭部部件30b上。此外，在爐條基體2的在腳部區(qū)域IF中的底面上還有凹槽8，彈簧40插入其中，凹槽8安裝在陶瓷蓋板30的頭部部件30b的腳側(cè)端部上，并從腳部區(qū)域向上伸展。優(yōu)選將凹槽4、6、7、8以及相應(yīng)的彈簧37、38、33、34和40構(gòu)造為在橫截面上輕微向凹槽底部擴(kuò)展的梯形的，從而由此獲得燕尾狀連接，以確保安全止動(dòng)。位于止動(dòng)段2b的凹槽4、位于前段加上部的凹槽6和位于爐條基體2的腳部區(qū)域的凹槽8都從第一縱向邊緣IL延伸進(jìn)入爐條基體2中，并在與爐條1的與之相對(duì)的第二縱向邊緣相距為s處終止(特別見圖4)。距離s優(yōu)選為IOmm到30mm。也就是說，凹槽4、6、 8并非完全從一邊到另一邊橫向穿過基體2。相應(yīng)地可以更短地構(gòu)造模制在蓋板30上的彈簧37、38、40。凹槽和彈簧的這種實(shí)施方案的優(yōu)點(diǎn)在于，頂板30a和頭部部件30b可以只從第一縱向側(cè)面IL開始在爐條基體2上移動(dòng)。如果稍后在爐層51、52、53(見圖6)內(nèi)部的連接中，有相鄰的爐條貼靠在該第一縱向邊緣IL上，則兩件式的蓋板30就不能再沿此方向從
10凹槽中滑落，并被可靠地固定，而不需要其他的止動(dòng)件。為了防止在爐層51、52、53中，在沿朝著爐條1的第一縱向側(cè)面IL方向的一側(cè)上設(shè)置為爐層51、52、53的最后的爐條1上的蓋板30可能由于從凹槽中側(cè)向滑出而從爐條基體2脫離，在每個(gè)爐層中在該側(cè)上設(shè)置較薄的爐條截止板35。如圖7所示，由這樣的具有根據(jù)本發(fā)明的爐條1的爐層51、52、53構(gòu)成的燃燒爐排可用于固體燃燒物焚燒設(shè)備60中。在此，燃燒爐排50在燃燒室62中位于下方。待焚燒的固體燃燒物通過供料槽61被持續(xù)供應(yīng)給燃燒室62。在燃燒過程中，燃燒物床在燃燒室62 中通過每個(gè)第二爐層的前移運(yùn)動(dòng)連續(xù)經(jīng)過燃燒爐排50傾斜向下傳輸。燃燒爐排50的面向供料槽61的上部區(qū)域在此是干燥和脫氣區(qū)，主焚燒發(fā)生在中間區(qū)域，后焚燒發(fā)生在底部區(qū)域。在燃燒爐排50的下面設(shè)置有漏斗狀的灰燼收集器66，其將在燃燒過程中產(chǎn)生的、 有可能通過爐條之間的間隙落下的灰燼儲(chǔ)存在一起，然后供應(yīng)給輸送裝置67。在燃燒爐排的下端部上有殘?jiān)斔脱b置69?；覡a和殘?jiān)ㄟ^適當(dāng)?shù)难b置被進(jìn)一步清除，在此不對(duì)其做詳細(xì)說明。鍋爐煙道位于燃燒室62的上方，通過該鍋爐煙道引導(dǎo)煙霧，由此使煙霧在鍋爐煙道的加熱面上釋放其能量。然后引導(dǎo)已冷卻的煙霧通過僅粗略示出的過濾設(shè)備64，而后使經(jīng)過過濾的煙霧通過出口 65出來到達(dá)固體燃燒物焚燒設(shè)備60。在此需要明確指出的是， 固體燃燒物焚燒設(shè)備在圖7中只是非常粗略地示出的，因?yàn)檫@種固體燃燒物焚燒設(shè)備的結(jié)構(gòu)在原理上是為專業(yè)人員所公知的，而其他的組件，特別是用于收集、清除灰燼和殘?jiān)⑦^濾煙霧以及向焚燒設(shè)備中發(fā)送燃燒物的裝置，對(duì)于本發(fā)明并非是必需的。最后還要再次重申，以上所述的爐條、爐層或燃燒爐排和焚燒設(shè)備僅為實(shí)施例，它們可以被專業(yè)人員在不超出本發(fā)明范圍的情況下以各種方式進(jìn)行修改。由于根據(jù)本發(fā)明的爐條本身通過簡單的氣冷就能夠達(dá)到如通常僅使用水冷才能達(dá)到的使用壽命，因此，正如以上所說明的那樣，其優(yōu)選使用氣冷的燃燒爐排結(jié)構(gòu)，以便替代例如水冷的爐條。但是這并不排除，也可以在水冷爐條的范圍內(nèi)附加地使用本發(fā)明，以便進(jìn)一步提高使用壽命，或針對(duì)還要高的溫度應(yīng)用來構(gòu)造燃燒爐排。另外，本文中所使用的不定冠詞“一個(gè)”并不排除，所涉及到的特征也可以是多個(gè)的。
權(quán)利要求
1.一種用于焚燒爐(60)的爐條(1)，其具有爐條基體⑵，至少在在運(yùn)行中朝向燃燒室(6 的表面區(qū)域上覆蓋所述爐條基體O)的耐高溫蓋板 (30)，其中，所述蓋板(30)通過熱絕緣材料00，21)與所述爐條基體( 分隔開，其特征在于，在所述爐條基體( 的朝向所述蓋板(30)的一面和/或在所述蓋板(30)的朝向所述爐條基體O)的一面設(shè)置具有環(huán)形壁的空腔(3)，該空腔至少部分地填充有陶瓷纖維絕緣材料(20)。
2.如權(quán)利要求1所述的爐條，其特征在于，所述陶瓷纖維絕緣材料00)包括陶瓷纖維絕緣墊(20)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的爐條，其特征在于，所述空腔(3)的深度(t)以及所述陶瓷纖維絕緣材料00)的層厚(d)選擇為，使所述陶瓷纖維絕緣材料00)在組裝狀態(tài)下在所述爐條基體( 和所述蓋板(30)之間沒有被施加預(yù)應(yīng)力，或者最多被施加特定程度的預(yù)應(yīng)力。
4.如權(quán)利要求1到3中任一項(xiàng)所述的爐條，其特征在于，在所述爐條基體和所述蓋板之間、所述空腔(3)旁邊的區(qū)域中，設(shè)有絕緣水泥層或絕緣粘結(jié)層。
5.如權(quán)利要求4所述的爐條，其特征在于，在所述爐條基體(2)和所述蓋板(30)之間設(shè)有環(huán)形圍繞所述空腔(3)的絕緣水泥層或絕緣粘結(jié)層。
6.如前面任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的爐條，其特征在于，所述空腔(3)至少延伸超過所述蓋板(30)寬度(b)的80%，和/或至少超過所述蓋板(30)長度(1)的60%。
7.一種用于焚燒爐(60)的爐條(1)，特別是如權(quán)利要求1到6之一所述的爐條(1)， 具有爐條基體⑵和至少在在運(yùn)行中朝向燃燒室(62)的表面區(qū)域(10)上覆蓋所述爐條基體O)的耐高溫蓋板(30)，其特征在于，所述蓋板(30)在所述爐條(1)的腳部區(qū)域(IF)、 頭部側(cè)(IK)和上部區(qū)域(IS)覆蓋所述爐條基體(2)，以及所述蓋板(30)構(gòu)造為包括頂板 (30a)和頭部部件(30b)兩件式的，其中，所述頂板(30a)和所述頭部部件(30b)在位于所述頭部側(cè)(IK)并垂直于爐條縱向(R)延伸的分離位置(39)上彼此分開。
8.如前面任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的爐條，其特征在于，所述蓋板(30)與所述爐條基體 (2)形狀配合地連接。
9.如權(quán)利要求8所述的爐條，其特征在于，所述蓋板(30)通過凹槽-彈簧連接和/或榫接合連接與所述爐條基體( 相連接。
10.如前面任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的爐條，其特征在于，在所述爐條基體O)的朝向所述蓋板(30)的一面和/或在所述蓋板(30)的朝向所述爐條基體O)的一面設(shè)置用于凹槽-彈簧連接和/或榫接合連接的凹槽(6，7)，該凹槽從所述爐條(1)的第一縱向邊緣(IL) 開始垂直延伸到距離(s)所述爐條⑴的相對(duì)的第二縱向邊緣(IG)處。
11.一種燃燒爐排(50)，具有多個(gè)瓦狀重疊設(shè)置的爐層(51，52，53)，每個(gè)爐層分別具有多個(gè)平行設(shè)置的爐條(1)，其特征在于，至少一部分所述爐條(1)是根據(jù)權(quán)利要求1到10 中的任一項(xiàng)構(gòu)造的爐條。
12.一種焚燒爐(60)，特別是用于固體燃燒物焚燒設(shè)備的焚燒爐(60)，具有燃燒室(62)，該燃燒室在下部區(qū)域中具有如權(quán)利要求11所述的燃燒爐排(50)。
13.—種制造用于焚燒爐(60)的爐條⑴的方法，其中，制造爐條基體(2)以及至少在在運(yùn)行中朝向燃燒室(6 的表面區(qū)域上覆蓋該爐條基體的耐高溫的蓋板(30)，其中，在將所述爐條基體( 和所述蓋板(30)組裝在一起時(shí)，在所述蓋板(30)和所述爐條基體(2) 之間設(shè)有熱絕緣材料00，21)，其特征在于，在制造所述爐條基體O)時(shí)，在所述爐條基體O)的朝向所述蓋板(30)的一面中，和 /或在制造所述蓋板(30)時(shí)，在所述蓋板的朝向所述爐條基體( 的一面中設(shè)置空腔(3)， 以及在將所述爐條基體( 和所述蓋板(30)組裝在一起之前，對(duì)所述空腔( 至少部分地填充陶瓷纖維絕緣材料00)。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，在所述爐條基體O)的朝向所述蓋板 (30)的一面和/或在所述蓋板(30)的朝向所述爐條基體O)的一面設(shè)置用于凹槽-彈簧連接和/或榫接合連接的凹槽(6，7)，該凹槽從所述爐條(1)的第一縱向邊緣(IL)開始垂直延伸到距離(s)所述爐條⑴的相對(duì)的第二縱向邊緣(IG)處，以及在將所述蓋板(30)安裝到所述爐條基體( 上時(shí)，從所述爐條(1)的第一縱向邊緣(IL)將彈簧(33，34，37，38， 40)移入所述凹槽(6,7)中。
15.一種制造用于焚燒爐(60)的爐條(1)的方法，特別是如權(quán)利要求13或14所述的方法，其中，制造爐條基體O)以及至少在在運(yùn)行中朝向燃燒室(6 的表面區(qū)域上覆蓋該爐條基體的耐高溫的蓋板(30)，其特征在于，將所述蓋板(30)制造成具有頂板(30a)和頭部部件(30b)的兩件式的，其中，該頂板(30a)在上部區(qū)域(1 及在所述爐條(1)的頭部側(cè)(IK)直至垂直于爐條縱向(R)的在所述頭部側(cè)(IK)上延伸的分離位置(39)覆蓋所述爐條基體O)，而所述頭部部件(30b)從所述分離位置(39)開始在其余的頭部側(cè)(IK)和所述爐條(1)的腳部區(qū)域(IF)中覆蓋爐條基體。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于焚燒爐(60)的爐條(1)，其具有爐條基體(2)和至少在在運(yùn)行中朝向燃燒室(62)的表面區(qū)域上覆蓋爐條基體(2)的耐高溫蓋板(30)。蓋板(30)通過熱絕緣材料(20，21)與爐條基體(2)分隔開。為此，在爐條基體(2)朝向蓋板(30)的一面和/或在蓋板(30)朝向爐條基體(2)的一面上設(shè)置空腔(3)，該空腔至少部分地被填以陶瓷纖維絕緣材料(20)。另外，本發(fā)明還涉及一種用于制造這種爐條(1)的方法。
文檔編號(hào)F23H7/08GK102449398SQ201080022916
公開日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2010年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月8日
發(fā)明者尼爾斯·普拉格, 杰拉爾德·格呂納, 貝恩德·施普利特霍夫, 邁克爾·米莫 申請(qǐng)人:鮑姆加特博易勒系統(tǒng)有限公司