專利名稱：一種并流蓄熱雙膛窯支撐拱結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種石灰豎窯煅燒帶及以上耐火材料的支撐結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種牛腿支撐式并流蓄熱雙膛石灰豎窯煅燒帶及以上耐火材料的支撐拱結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
1965年瑞士麥爾茲公司設(shè)計了一種全新的“并流蓄熱式(PFR)石灰窯”，這種窯具有很高的熱效率，并且能生產(chǎn)出高質(zhì)量的石灰。由于不斷地改進、取得專利直到擁有自己獨到的特點，該石灰窯最終成為世界著名的“麥爾茲 窯”。最初設(shè)計的是燒油的日產(chǎn)150噸石灰窯，不久大產(chǎn)量的石灰窯和以氣體為燃料的技術(shù)也迅速發(fā)展起來。七十年代后期，采用粉末固體燃料的專利技術(shù)也獲成功。如今麥爾茲公司可提供日產(chǎn)100噸到800噸產(chǎn)量的并流蓄熱雙膛窯。石灰窯燃燒系統(tǒng)可以采用液體、氣體以及粉末固體等流體燃料。麥爾茲公司已在全球50多個國家設(shè)計或建造了 600多座并流蓄熱雙膛窯。從上世紀80年代中國冶金部從瑞士麥爾茲歐芬堡公司引入第一座并流蓄熱雙膛窯后，中國大陸目前已有60多座在運行。并流蓄熱雙膛窯是由兩個于較低位置相連的窯筒組成的豎窯。兩個窯膛交替輪流煅燒和預(yù)熱石灰石，在兩個窯膛的煅燒帶底部之間設(shè)有連接通道彼此連通，約每隔12分鐘換向一次以變換窯膛的工作狀態(tài)。在操作時，兩個窯膛交替裝入石灰石，燃料分別由兩個窯膛的上部送入，通過穿過石灰石料層向下插入到預(yù)熱帶底部的30多支噴槍使燃料均勻地分布在整個窯膛的橫斷面上，煅燒帶各橫斷面上的溫度場均勻一致，很有利于石灰石的均勻煅燒。并流蓄熱雙膛窯屬于正壓操作，在正常生產(chǎn)情況下，煅燒的窯膛壓力始終高于非煅燒的窯膛壓力，從而保證了氣體在窯體內(nèi)的正常流動。在第一煅燒周期，助燃空氣從窯膛一的頂部供入，并在壓差的作用下向下流動。在預(yù)熱帶助燃空氣一邊向下流動，一邊被熱的石灰石加熱升溫。在到達煅燒帶時與此處經(jīng)沿窯膛橫斷面均勻布置的30多條噴槍噴射出的煤氣混合。由于此處的石灰石已具有很高的溫度，當空氣和煤氣的混合物接觸到高溫石灰石時便立即燃燒?？諝夂兔簹馊紵a(chǎn)物與石灰石一起向下流動，這個工藝過程就稱為“并流”，是并流蓄熱雙膛窯的熱工特點之一。并流能夠使燃燒火焰與石灰石直接接觸，并且在很高的熱交換效率下石灰石開始分解。在到達煅燒帶末端時，燃燒煙氣溫度相對降低，即可保證石灰石在均勻輕燒溫度下完成煅燒。煅燒完成后的石灰進入冷卻帶，與從窯底供入的石灰冷卻空氣進行熱交換，使石灰溫度降到60 80°C，然后進入窯底過渡料倉，再經(jīng)窯底振動給料機卸出。石灰冷卻空氣與石灰完成熱交換后溫度升高，并上升到連接通道處與燃燒煙氣混合進入窯膛二。在窯膛二內(nèi)煙氣由下向上流動穿過煅燒帶后到達預(yù)熱帶。在預(yù)熱帶剛裝入的石灰石相當于一個大的熱交換器。高溫煙氣與石灰石直接進行熱交換，把熱能傳遞給石灰石后溫度下降到約160 180°C從窯頂排出。石灰石吸收了煙氣熱能后溫度升高把熱量積蓄起來，等待下一周期來預(yù)熱從窯頂供入的助燃空氣，這種石灰石與高溫煙氣逆向運動，使石灰石吸收煙氣熱能的工藝過程就稱為“蓄熱”，是并流蓄熱雙膛窯的又一熱工特點。一個持續(xù)12分鐘的煅燒周期完成后開始換向，換向時間約需50 60秒。在換向期間，助燃空氣和煤氣轉(zhuǎn)換到另一個窯膛、活性石灰從窯底卸出。換向完成后，助燃空氣和煤氣進入窯膛二，燃燒煙氣從窯膛一頂部排出，石灰石從窯膛一頂部裝入，這樣第二個煅燒周期開始，由此形成2個爐膛之間并流煅燒和逆流蓄熱的周期性作業(yè)。并流煅燒和逆流蓄熱的熱工特性決定了這種窯具有很高的熱效率，其熱能消耗在回轉(zhuǎn)窯、套筒窯等所有類型石灰窯中是最低的，生產(chǎn)石灰的總熱耗低于為3.8GJ/噸石灰(相當于130kg標煤/噸石灰)。并流蓄熱雙膛窯煅燒帶及以上耐火材料的支撐方式有兩種，一種是傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，SP牛腿支撐式，另一種是新型結(jié)構(gòu)，即懸掛缸式。在全球600多座并流蓄熱雙膛窯中有60多座為懸掛缸式，其余均為牛腿支撐式，中國大陸的60多座并流蓄熱雙膛窯中有20多座為懸掛缸式，其余均為牛腿支撐式?，F(xiàn)有的牛腿支撐式并流蓄熱雙膛窯存在的主要問題有:一是并流蓄熱雙膛窯煅燒帶工作襯采用堿性耐火材料，大多為高純鎂磚，由于鎂質(zhì)耐火材料在制造、貯存、運輸、砌筑等全過程中都必須采取有效的防潮防水措施，以防止磚體受潮粉化而使其結(jié)構(gòu)遭到破壞，一般要求其生產(chǎn)到投入使用的時間不超過3個月；并且由于鎂磚的熱震穩(wěn)定性相對較差，熱膨脹系數(shù)大，1000°C時的膨脹率大約為I 1.2%，其膨脹應(yīng)力相當于鎂磚自身結(jié)構(gòu)強度的6倍，在烘窯過程中升溫速度掌握不好很容易造成磚體開裂，將嚴重縮短其使用壽命。二是牛腿支撐式雙膛窯的十多個支撐拱是用幾種不同形狀的異形鎂磚砌筑而成，在使用過程中會因烘爐不當、頻繁停窯等原因造成較大的溫度梯度，導致拱頂開裂、局部脫落，將嚴重縮短使用壽命，尤其是支撐拱在1050°C下支撐著其上方數(shù)百噸煅燒帶和預(yù)熱帶耐火材料，一旦出現(xiàn)掉磚將會危及整個爐子的生命。

實用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點，本實用新型提供一種能有效避免支撐拱在使用過程中的開裂和掉磚事故，一次性爐齡可達10年以上的并流蓄熱雙膛窯支撐拱結(jié)構(gòu)。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方法是:一種并流蓄熱雙膛窯支撐拱結(jié)構(gòu)，爐體分為預(yù)熱帶、煅燒帶和冷卻帶，煅燒帶內(nèi)的工作襯裝有全部使用高鋁質(zhì)或剛玉質(zhì)耐火磚的工作襯，在冷卻帶內(nèi)的支撐牛腿頂上裝有采用氧化鋁纖維或鋼纖維增強高鋁質(zhì)或剛玉質(zhì)澆注料預(yù)制而成的平頂支撐拱。本實用新型的有益效果是:煅燒帶工作襯為高鋁磚或剛玉磚，支撐拱為氧化鋁纖維或不銹鋼纖維增強高鋁質(zhì)或剛玉質(zhì)澆注料預(yù)制而成的平頂結(jié)構(gòu)，使用過程中不存在開裂、掉磚現(xiàn)象，使并流蓄熱雙膛窯一次性爐齡由6年延長到10年以上。


:圖1是窯膛一和窯膛二的軸向縱剖面圖。圖2是圖1中所述磚砌弧頂支撐拱的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖1中所述預(yù)制平頂支撐拱的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中:1-直連通道蓋、2-煅燒帶工作襯、3-磚砌弧頂支撐拱、4-支撐牛腿、5-平頂支撐拱、6-預(yù)熱帶、7-煅燒帶、8-冷卻帶。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明:參見圖1至圖3，一種并流蓄熱雙膛窯支撐拱結(jié)構(gòu)，是涉及一種牛腿支撐式并流蓄熱雙膛窯支撐拱結(jié)構(gòu)，爐體分為預(yù)熱帶6、煅燒帶7和冷卻帶8，煅燒帶7內(nèi)的工作襯2全部使用高鋁質(zhì)或剛玉質(zhì)耐火磚，在冷卻帶8內(nèi)的支撐牛腿4頂上裝有采用氧化鋁纖維或鋼纖維增強高鋁質(zhì)或剛玉質(zhì)澆注料預(yù)制而成的平頂支撐拱5。煅燒帶工作襯2全部使用高鋁質(zhì)或剛玉質(zhì)耐火磚，由于高鋁質(zhì)和剛玉質(zhì)材料對防水防潮的要求比鎂質(zhì)材料要低很多，且高鋁和剛玉質(zhì)材料的熱震穩(wěn)定性也優(yōu)于鎂質(zhì)材料，因此對于烘爐升溫和停窯造成較大溫度梯度的敏感性較差。并流蓄熱雙膛窯煅燒帶橫斷面溫度場非常均勻，其煅燒帶工作襯的工作條件遠優(yōu)于周邊燒嘴式氣燒石灰豎窯。周邊燒嘴式氣燒石灰豎窯存在局部溫度高達1200°C以上的環(huán)形高溫區(qū)，而并流蓄熱雙膛窯煅燒帶溫度很容易控制，且各斷面溫度都不會達到或超過1200°C，周邊燒嘴式氣燒石灰豎窯以高鋁磚為煅燒帶工作襯，在極為惡劣的工作條件下一次性爐齡都能達到10年以上，并流蓄熱雙膛窯一次性爐齡則會更長。牛腿支撐式雙膛窯的平頂支撐拱5采用氧化鋁纖維或鋼纖維增強高鋁質(zhì)或剛玉質(zhì)預(yù)制塊，支撐拱在爐外預(yù)制成型，并將拱頂制成平面，筑窯時整體吊裝就位，再在其上方砌筑煅燒帶工作襯2，從而根本解決了拱磚掉落問題，也使異形磚種類數(shù)量減少。具體實施方法是:A、按原設(shè)計的形狀和尺寸加工制作除支撐拱外的煅燒帶工作襯磚形，磚體材質(zhì)選用高鋁質(zhì)或剛玉質(zhì)；B、按原設(shè)計的磚砌弧頂支撐拱尺寸，在爐外預(yù)制成型氧化鋁纖維或不銹鋼纖維增強高鋁質(zhì)或剛玉質(zhì)平頂支撐拱；C、用原設(shè)計的筑窯圖將窯內(nèi)襯砌筑到支撐牛腿頂面處，將預(yù)制平頂支撐拱由直連通道孔吊入窯內(nèi)，并就位到相鄰的兩個牛腿頂上。預(yù)制拱全部安裝就位后，檢查并調(diào)整預(yù)制拱的位置，以確保預(yù)制拱環(huán)處窯內(nèi)徑與設(shè)計內(nèi)徑相同；本實用新型的煅燒帶工作襯為高鋁質(zhì)或剛玉質(zhì)材料，支撐拱為氧化鋁纖維或不銹鋼纖維增強高鋁質(zhì)或剛玉質(zhì)澆注料預(yù)制的平頂結(jié)構(gòu)，使用過程中不會發(fā)生開裂、掉磚現(xiàn)象，使并流蓄熱雙膛窯一次性爐齡由6年延長到10年以上。實例1:參見圖1和圖3，以日產(chǎn)500噸牛腿支撐式并流蓄熱雙膛窯為例，首先按原砌筑尺寸設(shè)計，并以氧化鋁纖維增強高鋁澆注料預(yù)制成平頂支撐拱5，加工制作除支撐拱以外的所有磚形，且煅燒帶磚體材質(zhì)為高鋁質(zhì)。在新建或大修并流蓄熱雙膛窯時，用原設(shè)計的筑窯圖將窯內(nèi)襯砌筑到支撐牛腿4頂面處，將預(yù)制的平頂支撐拱5由直連通道孔I吊入窯內(nèi)，并就位到相鄰的兩個支撐牛腿4頂上。預(yù)制平頂支撐拱5全部安裝就位后，檢查并調(diào)整預(yù)制拱的位置，以確保預(yù)制拱環(huán)處窯內(nèi)徑與設(shè)計內(nèi)徑相同；繼續(xù)按原設(shè)計的筑窯圖向上砌筑至爐頂即可。實例2:參見圖1和圖3，以日產(chǎn)600噸牛腿支撐式并流蓄熱雙膛窯為例，首先按原砌筑尺寸設(shè)計，并以不銹鋼纖維增強剛玉澆注料預(yù)制成平頂支撐拱5，加工制作除支撐拱以外的所有磚形，且煅燒帶磚體材質(zhì)為剛玉質(zhì)。[0033] 在新建或大修并流蓄熱雙膛窯時，用原設(shè)計的筑窯圖將窯內(nèi)襯砌筑到支撐牛腿4頂面處，將預(yù)制的平頂支撐拱5由直連通道孔I吊入窯內(nèi)，并就位到相鄰的兩個支撐牛腿4頂上。預(yù)制平頂支撐拱5全部安裝就位后，檢查并調(diào)整預(yù)制拱的位置，以確保預(yù)制拱環(huán)處窯內(nèi)徑與設(shè)計內(nèi)徑相同；繼續(xù)按原設(shè)計的筑窯圖向上砌筑至爐頂即可。
權(quán)利要求1.一種并流蓄熱雙膛窯支撐拱結(jié)構(gòu)，爐體分為預(yù)熱帶、煅燒帶和冷卻帶，其特征是:煅燒帶內(nèi)的工作襯裝有全部使用高鋁質(zhì)或剛玉質(zhì)耐火磚的工作襯，在冷卻帶內(nèi)的支撐牛腿頂上裝有采用氧化鋁纖維或鋼纖維增強高鋁質(zhì)或剛玉質(zhì)澆注料預(yù)制而成的平頂支撐拱。
專利摘要本實用新型涉及一種并流蓄熱雙膛窯支撐拱結(jié)構(gòu)，爐體分為預(yù)熱帶、煅燒帶和冷卻帶，煅燒帶內(nèi)的工作襯裝有全部使用高鋁質(zhì)或剛玉質(zhì)耐火磚的工作襯，在冷卻帶內(nèi)的支撐牛腿頂上裝有采用氧化鋁纖維或鋼纖維增強高鋁質(zhì)或剛玉質(zhì)澆注料預(yù)制而成的平頂支撐拱。煅燒帶工作襯為高鋁磚或剛玉磚，支撐拱為氧化鋁纖維或不銹鋼纖維增強高鋁質(zhì)或剛玉質(zhì)澆注料預(yù)制而成的平頂結(jié)構(gòu)，使用過程中不存在開裂、掉磚現(xiàn)象，使并流蓄熱雙膛窯一次性爐齡由6年延長到10年以上。
文檔編號C04B2/12GK203033894SQ20122074514
公開日2013年7月3日 申請日期2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月31日
發(fā)明者鄧承春, 彭海兒, 何福禮, 張銀斌, 鄒宇宏, 張興國, 吳列文, 陳永文, 黃煥榮, 陳偉權(quán) 申請人:廣東韶鋼松山股份有限公司