一種水泥窯噴煤咀防熱瓦及其組件的製作方法
2023-04-26 12:07:36
專利名稱：一種水泥窯噴煤咀防熱瓦及其組件的製作方法
技術領域：
一種水泥窯噴煤咀防熱瓦及其組件技術領域[0001]本實用新型涉及水泥窯機械設備領域，尤其涉及一種水泥窯噴煤咀防熱瓦及其組件。
背景技術：
[0002]水泥迴轉窯噴煤咀是該水泥窯壽命最短的部位之一。噴煤咀頭部的耐火材料外殼除受到窯內火焰的直接輻射外，還要受到窯內高溫氣流的衝刷，高溫氣流攜帶熟料細顆粒侵蝕和磨損，以及來自內部的強大膨脹拉力作用。因工況十分惡劣，損壞速度很快，常常因噴煤咀表面的耐火材料開裂、剝落和受侵蝕後損壞而影響水泥窯的生產。[0003]目前，水泥窯噴煤咀採用不定形耐火材料包裹鋼質內芯的結構。一方面，鋼的熱膨脹係數為14-16X10 - 6/°C、耐火材料的熱膨脹係數為6-8X10 — 6/°C，鋼質內芯對耐火材料外殼呈膨脹狀態。這樣鋼質內芯的鼓脹就會引起耐火材料外殼開裂和剝落。另一方面，噴煤咀外殼為矽鋁質耐火材料，水泥熟料為鈣矽鐵系材料，飛起水泥熟料細粒子將和耐火材料反應，形成低熔物相，使耐火材料能夠粘結熟料細粒，形成結痂。隨著結痂的發展，不管是結痂自行垮落，還是被人工捅落，都會撕裂一部分耐火材料，從而造成外殼襯料的損失和縮短噴煤咀的壽命。實用新型內容[0004]本實用新型的目的在於提出一種水泥窯噴煤咀防熱瓦，能夠減小鋼質內芯的熱應力對防熱瓦的影響，以及水泥熟料對對防熱瓦的損壞，達到延長水泥窯噴煤咀防熱瓦的使用壽命的目的。[0005]為達此目的，本實用新型採用以下技術方案一種水泥窯噴煤咀防熱瓦，包括第一防熱瓦單元、第二防熱瓦單元和第三防熱瓦單元，所述三塊防熱瓦單元的橫截面均為圓弧形；[0007]每個防熱瓦單元上均具有至少兩個定間距的安裝孔，所述安裝孔包括安裝孔上孔和安裝孔下孔，所述安裝孔上孔的直徑大於安裝孔下孔的直徑；[0008]所述三塊防熱瓦單元均由塞隆陶瓷製成。[0009]作為上述水泥窯噴煤咀防熱瓦的一個優選方案，所述第一、第二和第三防熱瓦單元所對應的圓心角均為120°。[0010]作為上述水泥窯噴煤咀防熱瓦的一個優選方案，所述第一、第二和第三防熱瓦單元的兩端均設有相互配合的階梯狀的咬合部。[0011]作為上述水泥窯噴煤咀防熱瓦的一個優選方案，所述第一防熱瓦單元的兩端的咬合部均為防熱瓦的內緣向防熱瓦的外緣方向凹陷形成的內緣凹弧；所述第二防熱瓦單元的咬合部均為防熱瓦的外緣向防熱瓦的內緣方向凹陷形成的外緣凹弧；所述第三防熱瓦單元一端具有內緣凹弧，其另一端具有外緣凹弧。[0012]作為上述水泥窯噴煤咀防熱瓦的一個優選方案，所述內緣凹弧和所述外緣凹弧的形狀相同。作為上述水泥窯噴煤咀防熱瓦的一個優選方案，所述內緣凹弧的的內徑與所述防熱瓦的內徑相同，所述內緣凹弧的外徑與所述防熱瓦的內徑和外徑的平均值相同；所述外緣凹弧的內徑與所述防熱瓦的內徑和外徑的平均值相同，所述外緣凹弧的外徑與所述防熱瓦的外徑相同。作為上述水泥窯噴煤咀防熱瓦的一個優選方案，所述塞隆陶瓷主要組成元素是矽、鋁、氧、和氮，為氮化矽Si3N4和氧化鋁A1203的固溶體，基本結構單元是(S1、Al) (O,N)四面體。一種水泥窯噴煤咀防熱瓦及其組件，包括噴煤咀鋼芯、螺釘、陶瓷墊片和相互拼接並包裹在所述噴煤咀鋼芯外部的三塊防熱瓦單元，該三塊放熱瓦單元為第一防熱瓦單元、第二防熱瓦單元和第三防熱瓦單元，所述三塊防熱瓦單元的橫截面均為圓弧形；每個防熱瓦單元上均具有至少兩個定間距的安裝孔，所述安裝孔包括安裝孔上孔和安裝孔下孔，所述安裝孔上孔的直徑大於安裝孔下孔的直徑；所述三塊防熱瓦單元均由塞隆陶瓷製成；所述三塊防熱瓦單元均通過穿過安裝孔的螺釘固定在噴煤咀的鋼芯上，所述螺釘的螺帽和所述防熱瓦單元之間設置有所述陶瓷墊片；作為上述水泥窯噴煤咀防熱瓦的一個優選方案，所述螺釘的螺帽和所述陶瓷墊片的直徑小於安裝孔上孔的孔徑，所述螺釘的螺杆小於所述安裝孔下孔的孔徑。作為上述水泥窯噴煤咀防熱瓦的一個優選方案，所述安裝孔暴露在水泥窯中的一端填充有不定形耐火材料。本實用新型的有益效果為本實用新型提供了一種水泥窯噴煤咀防熱瓦，通過採用三塊形狀相同的圓弧狀結構防熱瓦單元組合使用和在螺釘和防熱瓦之間預留了膨脹間隙，有效的防止了噴煤咀鋼芯受熱膨脹產生的內應力對噴煤咀的防熱瓦的影響，防熱瓦採用了塞隆陶瓷材料防止了防熱瓦容易受到水泥熟料粒子的影響防熱瓦受到的破壞的問題，有效的延長了防熱瓦的使用壽命。
圖1是本實用新型具體實施方式
I提供的水泥窯噴煤咀防熱瓦及其組件的結構示意圖。圖2是本實用新型具體實施方式
I提供的水泥窯噴煤咀防熱瓦的防熱瓦安裝在噴煤咀鋼芯上的示意圖。圖3是本實用新型具體實施方式
I提供的水泥窯噴煤咀防熱瓦的螺釘和陶瓷墊片組合圖。圖4是本實用新型具體實施方式
I提供的圖2中安裝孔A-A向的剖視圖。圖5是本實用新型具體實施方式
I提供的水泥窯噴煤咀防熱瓦的螺釘、陶瓷墊片和安裝孔的組裝圖。其中1 :防熱瓦；2 :噴煤咀鋼芯；3 :螺釘；4 :陶瓷墊片；5 :不定形耐火材料；11 第一防熱瓦單元；12 :第二防熱瓦單元；13 :第三防熱瓦單元；31 :螺帽；32 :螺杆；131 :安裝孔；132 :內緣凹弧；133 :外緣凹弧；1311 :安裝孔上孔；1312 :安裝孔下孔。
具體實施方式
[0025]
以下結合附圖並通過具體實施方式
來進一步說明本實用新型的技術方案。[0026]圖1是本實用新型具體實施方式
I提供的水泥窯噴煤咀防熱瓦的結構示意圖。其 所示，防熱瓦I包括第一防熱瓦單元11、第二防熱瓦單元12和第三防熱瓦單元13，三塊防 熱瓦的橫截面均為圓弧形，三個防熱瓦單元對應的圓心角均為120°每個防熱瓦單元上均 具有至少兩個定間距的安裝孔131，安裝孔131包括安裝孔上孔1311和安裝孔下孔1312， 安裝孔上孔1311的直徑大於安裝孔下孔1312的直徑，；第一防熱瓦單元11、第二防熱瓦 單元12和第三防熱瓦單元13的兩端均設置有相互配合的階梯形的咬合部，具體的為第一 防熱瓦單元11的兩端的咬合部均為防熱瓦的內緣向防熱瓦的外緣方向凹陷形成的內緣凹 弧，第二防熱瓦單元12的兩端的咬合部均為防熱瓦的外緣向防熱瓦的內緣方向凹陷形成 的外緣凹陷，第三防熱單元的一端為防熱瓦的內緣向防熱瓦的外緣方向凹陷形成的內緣凹 弧，另一端為防熱瓦的外緣向防熱瓦的內緣方向凹陷形成的外緣凹弧，本實用新型中內緣 凹弧和外緣凹弧形狀相同，三塊防熱瓦的內緣凹弧和外緣凹弧的均為相同的形狀，在本實 用新型中以第三防熱瓦單元13為例進行具體說明，如圖2所示第三防熱瓦單元13的咬合 部一端具有外緣凹弧132，另一端具有內緣凹弧133，內緣凹弧132和外緣凹弧133的形狀 相同，在本實施例中內緣凹弧的內徑與防熱瓦的內徑相同，其外徑與防熱瓦的內徑和外徑 的平均值相同，外緣凹弧的內徑與防熱瓦的內徑和外徑的平均值相同，其外徑和防熱瓦的 外徑相同；三塊防熱瓦相互配合時通過內緣凹弧和外緣凹弧形成的階梯槽相互咬合。[0027]一種水泥窯噴煤咀防熱瓦及其組件包括噴煤咀鋼芯2、螺釘3、陶瓷墊片4和相互 拼接並包裹在所述噴煤咀鋼芯2外部的三塊防熱瓦單元1，每個防熱瓦單元上均具有至少 兩個定間距的安裝孔131，安裝孔131包括安裝孔上孔1311和安裝孔下孔1312，安裝孔上 孔1311的直徑大於安裝孔下孔1312的直徑，三塊防熱瓦單元均通過穿過安裝孔131的螺 釘3固定在噴煤咀的鋼芯上，螺釘3的螺帽31和防熱瓦之間設置有陶瓷墊片4，螺釘3的 螺帽31和陶瓷墊片4的直徑小於安裝孔131的安裝孔上孔1311的直徑，其螺杆32小於安 裝孔下孔1312的直徑，此種結構可以使螺釘3和陶瓷墊片4與防熱瓦之間形成膨脹間隙避 免，各部件由於受熱膨脹係數不同產生的脹裂現象，安裝好螺釘3後安裝孔暴露在水泥窯 中的一端填充有不定形耐火材料5。[0028]在本實用新型中安裝孔131的數量為兩個，螺釘3穿過安裝孔131把防熱瓦固定 在噴煤咀鋼芯2上；如圖3所示螺釘3包括螺帽31和螺杆32，安裝時螺釘3和防熱瓦之間 有陶瓷墊片4。如圖4所示安裝孔131包括安裝孔上孔1311和安裝孔下孔1312，安裝孔上 孔1311的直徑大於安裝孔下孔1312的直徑。圖5為圖2的A-A向的剖視圖，其所示，螺釘 3和安裝孔131相配的示意圖，螺杆32先穿過陶瓷墊片4再穿入安裝孔131的安裝孔下孔 1312，安裝好螺釘3之後在用不定形耐火材料5堵住安裝孔131，防止螺釘帽31裸露在水 泥窯中被燒毀，防止出現因為各部件之間受熱膨脹係數不同產生脹裂的現象。[0029]假定防熱瓦的外徑部位溫度為1300°C，內徑部位溫度為400°C，防熱瓦各部件的 取值範圍為防熱瓦的長度為30(T600mm，其上設置有間距為15(T300mm的安裝孔；螺釘 使用310或330耐熱鋼，螺杆的直徑為8 30mm高度為6(T70mm，其中埋入鋼芯部分的為 5 10mm，埋入防熱瓦中的長度為50 65臟；螺帽的直徑為4(Tl00mm、高度為8 20mm ;陶瓷 墊片的外徑為40 100mm、內徑為9 31mm、高度為5 IOmm ;安裝孔的安裝孔下孔的孔徑為9 31mm，安裝孔下孔的高度為l(T57mm，安裝孔上孔的孔徑為6(Tl20mm、其高度為8 55臟。以上設計有利於減少防熱瓦和噴煤咀鋼芯的熱應力，延長防熱瓦的使用壽命。在噴煤咀位於不同的工作狀態下對噴煤咀及其組件的一些具體設計要求1、冷態，螺釘對防熱瓦的平均壓強小於200MPa，螺釘不會損壞耐火材料；2、熱態，螺帽的設計溫度為85(Γ1100 ，使螺釘帽處於耐熱鋼允許的工作溫度範圍之內；3、受熱後，噴煤咀耐火材料外層溫度1300°C，螺釘帽處溫度1100°C，耐火材料內層溫度400 C ；4、受熱後，噴煤咀防熱瓦外層最大膨脹3mm，螺釘帽處膨脹2mm，耐火材料內層膨脹1_，安裝時在螺釘和防熱瓦之間預留膨脹間隙，防熱瓦和螺釘不會產生強烈接觸作用，損壞耐火材料；5、安裝螺釘後，用不定形耐火材料堵塞螺釘孔，防止螺釘帽裸露在窯氣中而被燒損。可以根據實際情況選擇噴煤咀各組件的具體數值，按照上述數值設計的噴煤咀各組件可以有效的減少各部件由於熱應力的存在受到的影響。防熱瓦由賽隆陶瓷製成，賽隆陶瓷的主要組成元素是矽、鋁、氧、和氮，為氮化矽Si3N4和氧化鋁Al2O3的固溶體，基本結構單元是(S1、Al) (O、N)四面體。賽隆陶瓷具有很高的硬度和耐磨性，良好的化學穩定性、抗熱震性和以及優異高溫抗氧化性。採用賽隆作防熱瓦，有利於防止熱震損壞，有利於減少水泥熟料細粒子的侵蝕和粘附，從而有利於提聞噴煤咀的壽命。以下為提供的不通的實施方式對本實用新型進行近一步的限定實施例1，實用塞隆陶瓷製成的防熱瓦單元，防熱瓦單元的長度為300mm，在防熱瓦單元上以間距為150mm設置有兩個安裝孔，安裝孔下部孔徑為9mm，上部孔徑為60mm，下孔的高度為IOmm上孔的高度為8mm，通過螺釘把防熱瓦安裝在噴煤咀鋼芯上，螺釘和防熱瓦之間設置有陶瓷墊片，螺釘的材質為310耐熱鋼，螺杆的直徑為8mm，螺杆的高度為60mm，埋入鋼芯的長度為5mm，埋入防熱瓦的長度為50mm，螺帽的直徑為40mm、高度為8mm，陶瓷墊片的外徑為40mm、內徑為9mm和厚度為5mm。螺帽的直徑和陶瓷墊片外徑均小於安裝孔上孔的孔徑，螺杆的的直徑小於安裝孔下孔的孔徑，此種設計可以再螺釘和防熱瓦之間預留安裝間隙，減少熱應力對各個部件的影響。實施例2，實用塞隆陶瓷製成的防熱瓦單元，防熱瓦單元的長度為400mm，在防熱瓦單元上以間距為200mm設置有兩個安裝孔，安裝孔下部孔徑為12mm，上部孔徑為62mm，下孔的高度為45mm上孔的高度為45mm，通過螺釘把防熱瓦安裝在噴煤咀鋼芯上，螺釘和防熱瓦之間設置有陶瓷墊片，螺釘的材質為310耐熱鋼，螺杆的直徑為10mm，螺杆的高度為65mm,埋入鋼芯的長度為6mm,埋入防熱瓦的長度為59mm,螺帽的直徑為42mm、高度為IOmm,陶瓷墊片的外徑為52mm、內徑為12mm和厚度為5mm。螺帽的直徑和陶瓷墊片外徑均小於安裝孔上孔的孔徑，螺杆的的直徑小於安裝孔下孔的孔徑，此種設計可以再螺釘和防熱瓦之間預留安裝間隙，減少熱應力對各個部件的影響。實施例3，實用塞隆陶瓷製成的防熱瓦單元，防熱瓦單元的長度為600mm，在防熱瓦單元上以間距為300mm設置有兩個安裝孔，安裝孔下部孔徑為57mm，上部孔徑為120mm，下孔的高度為57mm上孔的高度為55mm，通過螺釘把防熱瓦安裝在噴煤咀鋼芯上，螺釘和 防熱瓦之間設置有陶瓷墊片，螺釘的材質為310耐熱鋼，螺杆的直徑為30mm，螺杆的高度 為70mm,埋入鋼芯的長度為IOmm,埋入防熱瓦的長度為60mm,螺帽的直徑為100mm、高度為 20mm，陶瓷墊片的外徑為100mm、內徑為31mm和厚度為20mm。螺帽的直徑和陶瓷墊片外徑 均小於安裝孔上孔的孔徑，螺杆的的直徑小於安裝孔下孔的孔徑，此種設計可以再螺釘和 防熱瓦之間預留安裝間隙，減少熱應力對各個部件的影響。[0041]本實用新型通過使用塞隆陶瓷製造防熱瓦，避免了防熱瓦容易受到水泥熟料粒子 的影響導致防熱瓦受到的破壞的問題，有效的延長了防熱瓦的使用壽命。通過採用三塊形 狀相同的圓弧狀結構防熱瓦單元組合使用和在螺釘和防熱瓦之間預留了膨脹間隙有效的 防止了噴煤咀鋼芯受熱膨脹產生的內應力對噴煤咀的防熱瓦的影響。[0042]以上結合具體實施例描述了本實用新型的技術原理。這些描述只是為了解釋本實 用新型的原理，而不能以任何方式解釋為對本實用新型保護範圍的限制。基於此處的解釋， 本領域的技術人員不需要付出創造性的勞動即可聯想到本實用新型的其它具體實施方式
， 這些方式都將落入本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種水泥窯噴煤咀防熱瓦，其特徵在於，所述防熱瓦包括第一防熱瓦單元、第二防熱瓦單元和第三防熱瓦單元，三塊所述防熱瓦單元的橫截面均為圓弧形； 每個防熱瓦單元上均具有至少兩個定間距的安裝孔，所述安裝孔包括安裝孔上孔和安裝孔下孔，所述安裝孔上孔的直徑大於安裝孔下孔的直徑。
2.根據權利要求1所述的水泥窯噴煤咀防熱瓦，其特徵在於，所述第一、第二和第三防熱瓦單元所對應的圓心角均為120°。
3.根據權利要求2所述的水泥窯噴煤咀防熱瓦，其特徵在於，所述第一、第二和第三防熱瓦單元的兩端均設有相互配合的階梯狀的咬合部。
4.根據權利要求3所述的水泥窯噴煤咀防熱瓦，其特徵在於，所述第一防熱瓦單元的兩端的咬合部均為防熱瓦的內緣向防熱瓦的外緣方向凹陷形成的內緣凹弧；所述第二防熱瓦單元的咬合部均為防熱瓦的外緣向防熱瓦的內緣方向凹陷形成的外緣凹弧；所述第三防熱瓦單元一端具有內緣凹弧，其另一端具有外緣凹弧。
5.根據權利要求4所述的水泥窯噴煤咀防熱瓦，其特徵在於，所述內緣凹弧和所述外緣凹弧的形狀相同。
6.根據權利要求4所述的水泥窯噴煤咀防熱瓦，其特徵在於，所述內緣凹弧的的內徑與所述防熱瓦的內徑相同，所述內緣凹弧的外徑與所述防熱瓦的內徑和外徑的平均值相同；所述外緣凹弧的內徑與所述防熱瓦的內徑和外徑的平均值相同，所述外緣凹弧的外徑與所述防熱瓦的外徑相同。
7.根據權利要求1所述的水泥窯噴煤咀防熱瓦，其特徵在於，所述三塊防熱瓦單元均由塞隆陶瓷製成。
8.—種水泥窯噴煤咀防熱瓦組件，其特徵在於，包括由三塊防熱瓦單元所構成的權利要求I所述的防熱瓦、以及噴煤咀鋼芯、螺釘和陶瓷墊片；三塊防熱瓦單元相互拼接並包裹在所述噴煤咀鋼芯的外部，並且所述三塊防熱瓦單元均通過穿過安裝孔的螺釘固定在噴煤咀的鋼芯上；所述螺釘的螺帽和所述防熱瓦單元之間設置有所述陶瓷墊片。
9.根據權利要求8所述的水泥窯噴煤咀防熱瓦，其特徵在於，所述螺釘的螺帽和所述陶瓷墊片的直徑小於安裝孔上孔的孔徑，所述螺釘的螺杆小於所述安裝孔下孔的孔徑，形成螺釘與防熱瓦之間的膨脹縫。
10.根據權利要求8所述的水泥窯噴煤咀防熱瓦，其特徵在於，所述安裝孔暴露在水泥窯中的一端填充有不定形耐火材料。
專利摘要本實用新型公開了一種水泥窯噴煤咀防熱瓦及其組件，包括第一防熱瓦單元、第二防熱瓦單元和第三防熱瓦單元，所述三塊防熱瓦單元的橫截面均為圓弧形，所述三塊防熱瓦相互拼接並包裹在噴煤咀鋼芯的外部；每個防熱瓦單元上均具有至少兩個定間距的安裝孔；所述三塊防熱瓦單元均通過穿過安裝孔的螺釘固定在噴煤咀的鋼芯上；所述三塊防熱瓦單元均由塞隆陶瓷製成。使用塞隆陶瓷製造防熱瓦，避免了防熱瓦容易受到水泥熟料粒子的影響導致防熱瓦受到的破壞的問題，通過採用三塊形狀相同的圓弧狀結構防熱瓦單元組合使用和在螺釘和防熱瓦之間預留了膨脹間隙有效的防止了噴煤咀鋼芯受熱膨脹產生的內應力對噴煤咀的防熱瓦的影響。
文檔編號F23K3/00GK202835413SQ20122017885
公開日2013年3月27日 申請日期2012年4月24日 優先權日2012年4月24日
發明者張金龍, 李存弼, 王傑曾, 周健, 董舜傑 申請人:安徽瑞泰新材料科技有限公司