專利名稱：防膨脹復(fù)合纖維爐襯及具有該爐襯的加熱爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及工業(yè)爐窯領(lǐng)域，尤其涉及一種設(shè)置在爐殼內(nèi)側(cè)的防膨脹復(fù)合纖維爐襯，以及具有該復(fù)合纖維爐襯的加熱爐。
背景技術(shù)：
目前，現(xiàn)有的工業(yè)爐窯，例如鋼坯加熱步進(jìn)爐，其爐襯按結(jié)構(gòu)可分為豎直爐襯和水平爐襯。圖1、圖2分別為現(xiàn)有的豎直爐襯局部剖面結(jié)構(gòu)示意圖，以及現(xiàn)有的水平爐襯局部剖面結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，其設(shè)置在其爐殼鋼板內(nèi)周側(cè)的豎直爐襯通常采用依次由內(nèi)至外的澆注料105、輕質(zhì)磚103和纖維板102的結(jié)構(gòu)設(shè)置，注料105通過錨固磚104固定于爐殼鋼板101的內(nèi)壁面的一側(cè)，輕質(zhì)磚103和纖維板102固設(shè)于在澆注料105和爐殼鋼板 101之間，以達(dá)到隔熱保溫的效果。如圖2所示，設(shè)置在爐殼鋼板內(nèi)的水平爐襯通常采用澆注料205、纖維毯203和纖維澆注料202的結(jié)構(gòu)，澆注料205、纖維毯203和纖維澆注料202 通過錨固磚204固定，錨固磚204吊掛于爐頂?shù)趿?01上。上述豎直爐襯和水平爐襯的不足之處在于1、由于現(xiàn)有爐襯的澆注料通常采用耐火澆注料等重質(zhì)耐火材料，其體積密度相對較大，導(dǎo)熱系數(shù)大，絕熱效果差，因此工業(yè)爐在升溫、降溫操作中吸收的熱量大，導(dǎo)致爐體冷面溫度高，帶來能源的嚴(yán)重浪費。2、由于爐體中設(shè)有重質(zhì)澆注料的爐襯結(jié)構(gòu)，增大了爐體的負(fù)荷，在水平爐襯中使用易造成施工裂縫。3、同時，由于澆注料受熱膨脹，長期使用，會造成爐體的內(nèi)墻外脹、外墻內(nèi)脹，甚至影響爐體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，給生產(chǎn)帶來一定的安全隱患。有鑒于上述現(xiàn)有的工業(yè)爐爐襯存在的缺陷，本設(shè)計人基于從事此類產(chǎn)品設(shè)計制造多年豐富的實務(wù)經(jīng)驗及專業(yè)知識，并配合學(xué)理的運(yùn)用，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種保溫效果好、降低重量、減小爐體的內(nèi)墻外脹、外墻內(nèi)脹影響、提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，并且不易損壞、結(jié)構(gòu)加工、成形和裝配簡單的防膨脹復(fù)合纖維爐襯，以及具有該復(fù)合纖維爐襯的加熱爐。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種保溫效果好、降低重量、減小爐體的內(nèi)墻外脹、外墻內(nèi)脹影響、提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，并且不易損壞、結(jié)構(gòu)加工、成形和裝配簡單的防膨脹復(fù)合纖維爐襯。為達(dá)到上述目的，本實用新型提出一種防膨脹復(fù)合纖維爐襯，設(shè)置在加熱爐的爐體的爐殼鋼板上，所述加熱爐具有爐殼粱，所述防膨脹復(fù)合纖維爐襯包括內(nèi)層耐火層，由若干個耐火纖維模塊相互接合組成的耐火材料層；中間絕熱層，為耐火纖維毯層；外層隔熱層，為耐火纖維澆注料層；[0013]所述的內(nèi)層耐火層、中間絕熱層和外層隔熱層通過固定件固定連接于爐殼鋼板內(nèi)側(cè)，在所述爐殼鋼板外側(cè)設(shè)有與加熱爐的爐殼粱相連接的吸收膨脹結(jié)構(gòu)。如上所述的防膨脹復(fù)合纖維爐襯，其中，所述吸收膨脹結(jié)構(gòu)包括多個加強(qiáng)筋，所述加強(qiáng)筋的一側(cè)與所述爐殼鋼板外壁焊接，其另一側(cè)與所述爐殼粱通過螺栓和相互對位的螺栓孔配合連接，所述相互對位的螺栓孔分別開設(shè)于所述加強(qiáng)筋的端部和所述爐殼粱相對應(yīng)的位置上，所述螺栓孔為長圓孔，所述螺栓貫穿于所述加強(qiáng)筋和所述爐殼粱上相互對位的所述螺栓孔中，且所述螺栓能沿所述螺栓孔的孔壁移動。如上所述的防膨脹復(fù)合纖維爐襯，其中，所述加強(qiáng)筋的螺栓孔的長軸平行于所述加強(qiáng)筋的軸向設(shè)置，而所述爐殼粱上的螺栓孔的長軸沿垂直于所述加強(qiáng)筋的軸向設(shè)置。如上所述的防膨脹復(fù)合纖維爐襯，其中，所述的固定件包括錨固件，固設(shè)于所述內(nèi)層耐火層，并貫穿中間絕熱層和外層隔熱層，且與所述爐殼鋼板焊接；錨固鉤，固設(shè)于所述的外層隔熱層中，其一端與所述爐殼鋼板焊接。如上所述的防膨脹復(fù)合纖維爐襯，其中，所述錨固鉤為V型鉤或Y型穿釘。如上所述的防膨脹復(fù)合纖維爐襯，其中，所述的耐火纖維模塊由陶瓷纖維材料制成。如上所述的防膨脹復(fù)合纖維爐襯，其中，所述陶瓷纖維材料為鋯鋁復(fù)合陶瓷纖維材料。如上所述的防膨脹復(fù)合纖維爐襯，其中，所述陶瓷纖維材料為多晶莫來石陶瓷纖維材料。本實用新型的另一目的是提供一種具有上述防膨脹復(fù)合纖維爐襯的加熱爐。本實用新型還提出了一種加熱爐，包括爐體，該加熱爐具有如上所述的防膨脹復(fù)合纖維爐襯。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下特點和優(yōu)點1、本實用新型防膨脹復(fù)合纖維爐襯，保溫效果好，減少爐襯散熱損失，根據(jù)試驗表明，爐殼的外表面可以溫度降低30°C，從而可以大幅降低燃料成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，具有產(chǎn)業(yè)上的廣泛利用價值。2、本實用新型防膨脹復(fù)合纖維爐襯，爐襯采用耐火纖維模塊，其熱膨脹系數(shù)小，與其他現(xiàn)有爐襯所能達(dá)到的功效及使用性能相比較，本實用新型的爐襯整體更穩(wěn)定、不容易損壞、維護(hù)成本小。3、本實用新型防膨脹復(fù)合纖維爐襯，采用耐火纖維模塊通過一塊一塊相互接合， 形成覆設(shè)于爐殼鋼板內(nèi)側(cè)的耐火材料層，其結(jié)構(gòu)加工、成形和裝配簡單，維護(hù)方便，可應(yīng)用于水平及豎直爐墻，適于本領(lǐng)域中廣泛推廣使用。4、本實用新型在爐殼粱與爐殼鋼板之間設(shè)有吸收膨脹結(jié)構(gòu)，用以吸收復(fù)合纖維爐襯在高溫下引發(fā)的膨脹，使得爐襯結(jié)構(gòu)經(jīng)久耐用。

以下附圖僅旨在于對本實用新型做示意性說明和解釋，并不限定本實用新型的范圍。其中，[0031]圖1為現(xiàn)有的豎直爐襯局部剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為現(xiàn)有的水平爐襯局部剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型防膨脹復(fù)合纖維爐襯的局部剖切示意圖；圖4為本實用新型的吸收膨脹結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本實用新型加熱爐的局部剖切示意圖。附圖標(biāo)記說明現(xiàn)有技術(shù)101-爐殼鋼板；102-纖維板；103-輕質(zhì)磚；104-錨固磚；105-注料；201-爐頂?shù)趿海?02-纖維澆注料；203-纖維毯；204-錨固磚；205-澆注料。本實用新型1-外層隔熱層(耐火纖維澆注料層)；2-中間絕熱層(耐火纖維毯層)；3-內(nèi)層耐火層(耐火材料層)；4-爐殼鋼板；5-錨固鉤；6-錨固件；7-耐火纖維模塊；8-加強(qiáng)筋； 9-爐殼粱；10-螺栓孔；11-螺栓孔。
具體實施方式
為了對本實用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖說明本實用新型的具體實施方式
。請參考圖3、圖4，分別為本實用新型防膨脹復(fù)合纖維爐襯的局部剖切示意圖和本實用新型的吸收膨脹結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，本實用新型提出一種防膨脹復(fù)合纖維爐襯，設(shè)置在加熱爐的爐體的爐殼鋼板上，加熱爐具有爐殼粱，所述防膨脹復(fù)合纖維爐襯包括外層隔熱層1、中間絕熱層2和內(nèi)層耐火層3，其中外層隔熱層1為耐火纖維澆注料層；中間絕熱層2為耐火纖維毯層；內(nèi)層耐火層3為由若干個耐火纖維模塊7相互接合組成的耐火材料層。所述內(nèi)層耐火層3、中間絕熱層2和外層隔熱層1通過固定件固定連接于爐殼鋼板4內(nèi)側(cè)，在所述爐殼鋼板4外側(cè)與加熱爐的爐殼粱9之間設(shè)有吸收膨脹結(jié)構(gòu)。本實用新型的內(nèi)層耐火層3為耐火材料層，構(gòu)成爐襯的迎火面，耐火纖維模塊7采用陶瓷纖維材料，其重量輕、耐溫高，能減輕窯爐負(fù)荷、延長爐體使用壽命。并且，耐火纖維模塊7的低導(dǎo)熱率，熱損失少，大大提高了爐襯的絕熱效果。本實用新型的中間絕熱層2采用耐火纖維毯層，耐火纖維毯具有柔性和彈性，因此耐火纖維毯可以填補(bǔ)耐火纖維澆注料層1表面上出現(xiàn)的凹突出不平處，使得耐火纖維澆注料層1與耐火材料層3結(jié)合更為緊密。并且，在耐火材料層3與耐火纖維澆注料層1受熱或冷卻發(fā)生變形時，具有柔性和彈性的耐火纖維毯2可以使得耐火材料層3與耐火纖維澆注料層1之間不致出現(xiàn)縫隙，減少了因爐殼鋼板4的變形而導(dǎo)致爐體的內(nèi)墻外脹、外墻內(nèi)脹的缺陷。而且耐火纖維毯2不易破損，安裝完畢后，整體爐窯在受沖擊振動時不易損壞。本實用新型在所述爐殼鋼板4外側(cè)與加熱爐的爐殼粱9之間設(shè)有吸收膨脹結(jié)構(gòu)。 該吸收膨脹結(jié)構(gòu)能夠進(jìn)一步的緩解因爐殼鋼板4的變形而導(dǎo)致爐體的內(nèi)墻外脹、外墻內(nèi)脹的缺陷，從而確保爐體結(jié)構(gòu)的安全性。具體地講，如圖4所示，所述吸收膨脹結(jié)構(gòu)包括多個加強(qiáng)筋8，所述加強(qiáng)筋8的一側(cè)與所述爐殼鋼板4外壁焊接固定，其另一側(cè)與所述爐殼粱9 通過螺栓(圖中未示出)和相互對位的螺栓孔10、11配合連接，相互對位的所述螺栓孔10、 11分別開設(shè)于所述加強(qiáng)筋8的端部和所述爐殼粱9相對應(yīng)的位置上，所述螺栓孔10、11均為長圓孔，螺栓孔10、11的孔徑略大于所述螺栓的直徑，所述螺栓貫穿于加強(qiáng)筋8和爐殼粱 9上相對位的所述螺栓孔10、11中，當(dāng)爐殼鋼板4變形時，螺栓能夠相對于所述螺栓孔10、 11的孔壁移動，使得加強(qiáng)筋8與爐殼粱9之間能夠產(chǎn)生相對的位移，從而有效地緩解了爐殼鋼板4變形力對爐子結(jié)構(gòu)的影響，降低了爐體的內(nèi)墻外脹、外墻內(nèi)脹的程度，從而大幅度提高了爐體結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性。進(jìn)一步的，如圖4所示，所述加強(qiáng)筋8的螺栓孔10及爐殼粱9上的螺栓孔11均為長圓孔。所述加強(qiáng)筋8的螺栓孔10的長軸沿平行于所述加強(qiáng)筋8的軸向設(shè)置，而所述爐殼粱9上的螺栓孔11的長軸沿垂直于所述加強(qiáng)筋8的軸向設(shè)置，即加強(qiáng)筋8上開設(shè)的長圓孔的長軸平行所述加強(qiáng)筋8的軸向，而所述爐殼粱9上的長圓孔垂直于所述加強(qiáng)筋8的軸向設(shè)置，這樣使得螺栓孔10與螺栓孔11呈十字交叉狀設(shè)置，螺栓可貫穿于該十字交叉點的位置，當(dāng)爐殼鋼板4發(fā)生變形時，可根據(jù)實際變形情況，螺栓可沿螺栓孔10、11的孔壁移動，使得加強(qiáng)筋8與爐殼粱9之間能夠產(chǎn)生相對的位移，用以吸收復(fù)合纖維爐襯在高溫下引發(fā)的膨脹，使得爐襯結(jié)構(gòu)經(jīng)久耐用。進(jìn)一步的，如圖3所示，本實用新型的固定件包括錨固件6和錨固鉤5，錨固件6固設(shè)于耐火材料層3中，并貫穿耐火纖維毯2、耐火纖維澆注料層1后與爐殼鋼板4焊接固定， 使得耐火材料層3、耐火纖維毯2和耐火纖維澆注料層1與爐殼鋼板4連接固定；錨固鉤5 埋設(shè)于耐火纖維澆注料層1中，錨固鉤5的一端朝向爐殼鋼板4 一側(cè)突出，該突出端與爐殼鋼板4焊接固定，使得耐火纖維澆注料層1與爐殼鋼板4連接固定。錨固鉤5可以采用V 型鉤或Y型穿釘?shù)?，或者其它適合于耐火纖維澆注料層1與爐殼鋼板4之間焊接的固定件。 當(dāng)錨固鉤5采用V型鉤時，以V型鉤的彎折處為其底端，該底端朝向爐殼鋼板4 一側(cè)突出并與爐殼鋼板4焊接固定。本實用新型通過錨固件6和錨固鉤5與爐殼鋼板4焊接，使得由耐火材料層3、耐火纖維毯層2、和耐火纖維澆注料層1與爐殼鋼板4之間的連接更加牢固， 在使用中不易脫落，延長了爐體的使用壽命。進(jìn)一步的，所述的耐火纖維模塊7由陶瓷纖維材料制成。在本實用新型中，陶瓷纖維材料可選用現(xiàn)有的鋯鋁復(fù)合陶瓷纖維或多晶莫來石陶瓷纖維，其中鋯鋁復(fù)合陶瓷纖維或多晶莫來石陶瓷纖維的具體組分和制造方法均為已有技術(shù)，在此不再進(jìn)行詳細(xì)描述。所述陶瓷纖維材料為鋯鋁復(fù)合陶瓷纖維時，可適用于爐溫為< 1300°C的加熱爐；所述陶瓷纖維材料為多晶莫來石陶瓷纖維時，可適用于爐溫為1300°C 1400°C的加熱爐。圖5為本實用新型的具有防膨脹復(fù)合纖維爐襯的加熱爐的局部剖切示意圖。如圖5所示，本實用新型還提出了一種具有防膨脹復(fù)合纖維爐襯的加熱爐，包括爐體、爐殼粱 9和爐殼鋼板4，在爐殼鋼板4內(nèi)側(cè)設(shè)有防膨脹復(fù)合纖維爐襯。其與圖3與圖4中的防膨脹復(fù)合纖維爐襯其他結(jié)構(gòu)、工作原理和有益效果相同，在此不再贅述。綜上所述，在本實用新型的防膨脹復(fù)合纖維爐襯中，耐火材料層采用耐火纖維模士夬，替代了現(xiàn)有技術(shù)中的重質(zhì)澆注料，具有比重輕，導(dǎo)熱系數(shù)小的特點，提高了保溫性能；隔熱層用纖維澆注料層替代了現(xiàn)有技術(shù)中的纖維板，具有密封嚴(yán)密的特點；同時，耐火材料層通過金屬錨固件固定，替代現(xiàn)有技術(shù)中的錨固磚，減小了導(dǎo)熱面，從而降低了爐殼外表面的溫度。并且，本實用新型在爐殼粱與爐殼鋼板之間設(shè)有吸收膨脹結(jié)構(gòu)，用以吸收復(fù)合纖維爐襯在高溫下引發(fā)的膨脹，使得爐襯結(jié)構(gòu)經(jīng)久耐用。本實用新型復(fù)合纖維爐襯熱膨脹小，爐襯密封嚴(yán)密，保溫效果好，整個爐襯的整體穩(wěn)定性好，使用壽命延長，且散熱損失小，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。 以上所述僅為本實用新型示意性的具體實施方式
，并非用以限定本實用新型的范圍。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實用新型的構(gòu)思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本實用新型保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求1.一種防膨脹復(fù)合纖維爐襯，設(shè)置在加熱爐的爐體的爐殼鋼板上，所述加熱爐具有爐殼粱，其特征在于，所述防膨脹復(fù)合纖維爐襯包括內(nèi)層耐火層，由若干個耐火纖維模塊相互接合組成的耐火材料層；中間絕熱層，為耐火纖維毯層；外層隔熱層，為耐火纖維澆注料層；所述的內(nèi)層耐火層、中間絕熱層和外層隔熱層通過固定件固定連接于爐殼鋼板內(nèi)側(cè)， 在所述爐殼鋼板外側(cè)設(shè)有與加熱爐的爐殼粱相連接的吸收膨脹結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的防膨脹復(fù)合纖維爐襯，其特征在于，所述吸收膨脹結(jié)構(gòu)包括多個加強(qiáng)筋，所述加強(qiáng)筋的一側(cè)與所述爐殼鋼板外壁焊接，其另一側(cè)與所述爐殼粱通過螺栓和相互對位的螺栓孔配合連接，所述相互對位的螺栓孔分別開設(shè)于所述加強(qiáng)筋的端部和所述爐殼粱相對應(yīng)的位置上，所述螺栓孔為長圓孔，所述螺栓貫穿于所述加強(qiáng)筋和所述爐殼粱上相互對位的所述螺栓孔中，且所述螺栓能沿所述螺栓孔的孔壁移動。
3.如權(quán)利要求2所述的防膨脹復(fù)合纖維爐襯，其特征在于，所述加強(qiáng)筋的螺栓孔的長軸平行于所述加強(qiáng)筋的軸向設(shè)置，而所述爐殼粱上的螺栓孔的長軸沿垂直于所述加強(qiáng)筋的軸向設(shè)置。
4.如權(quán)利要求1所述的防膨脹復(fù)合纖維爐襯，其特征在于，所述的固定件包括錨固件，固設(shè)于所述內(nèi)層耐火層，并貫穿中間絕熱層和外層隔熱層，且與所述爐殼鋼板焊接；錨固鉤，固設(shè)于所述的外層隔熱層中，其一端與所述爐殼鋼板焊接。
5.如權(quán)利要求4所述的防膨脹復(fù)合纖維爐襯，其特征在于，所述錨固鉤為V型鉤或Y型穿釘。
6.如權(quán)利要求1所述的防膨脹復(fù)合纖維爐襯，其特征在于，所述的耐火纖維模塊由陶瓷纖維材料制成。
7.如權(quán)利要求6所述的防膨脹復(fù)合纖維爐襯，其特征在于，所述陶瓷纖維材料為鋯鋁復(fù)合陶瓷纖維材料。
8.如權(quán)利要求6所述的防膨脹復(fù)合纖維爐襯，其特征在于，所述陶瓷纖維材料為多晶莫來石陶瓷纖維材料。
9.一種加熱爐，包括爐體，其特征在于，該加熱爐具有如權(quán)利要求1至8中任一項所述的防膨脹復(fù)合纖維爐襯。
專利摘要本實用新型公開了一種防膨脹復(fù)合纖維爐襯及具有該爐襯的加熱爐，該防膨脹復(fù)合纖維爐襯設(shè)置在爐體的爐殼鋼板上，包括內(nèi)層耐火層、中間絕熱層和外層隔熱層，所述的內(nèi)層耐火層為由若干個耐火纖維模塊接合而成的耐火材料層，所述的中間絕熱層為耐火纖維毯層，所述的外層隔熱層為耐火纖維澆注料層，所述的外層隔熱層與所述的中間絕熱層以及內(nèi)層耐火層通過固定件固定連接于爐殼鋼板內(nèi)側(cè)，在所述爐殼鋼板外側(cè)設(shè)有與加熱爐的爐殼粱相連接的吸收膨脹結(jié)構(gòu)。所述加熱爐的爐殼鋼板內(nèi)側(cè)設(shè)有所述的復(fù)合纖維爐襯。本實用新型具有保溫效果好，并且不容易損壞、整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、安全性高、維護(hù)成本小，結(jié)構(gòu)加工、成形和裝配簡單的優(yōu)點。
文檔編號F27D1/10GK202329167SQ20112039682
公開日2012年7月11日 申請日期2011年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月18日
發(fā)明者張同慶, 張法波, 張素英, 謝琳, 郭廣明 申請人:中冶京誠工程技術(shù)有限公司, 北京京誠鳳凰工業(yè)爐工程技術(shù)有限公司