迴轉窯用複合多孔隔熱磚的製作方法

2023-04-29 23:41:01

專利名稱：迴轉窯用複合多孔隔熱磚的製作方法
技術領域：
本發明涉及迴轉窯中的耐火磚，具體地指一種迴轉窯用複合多 孔隔熱磚。
背景技術：
迴轉窯是對各種物料進行煅燒的旋轉圓筒設備，按處理物料不 同可分為水泥窯、冶金化工窯和石灰窯，主要用於冶金、建材、礦 石等多種礦產的加熱和煅燒。迴轉窯的主體窯殼一般是由外壁鋼殼 和內壁耐火磚層構成。其中，迴轉窯的耐火磚層多為雙層結構，內 層為工作層，起到耐熱耐磨作用，外層為隔熱層，起到隔熱作用。
如果迴轉窯在使用過程中，隔熱層的隔熱效果不佳，就會導致 窯殼表面溫度較高，尤其是燒成帶，其窯殼表面溫度一般在
200 30(TC之間，有時甚至達到350'C或更高，窯殼對外界熱輻射以 及自然對流而損失了大量熱能。
目前降低熱量損失的方法有二種 一是增加窯體耐火磚層的厚 度，但耐火磚層厚度受到窯筒直徑和窯體負荷的限制，增加幅度有 限；二是提高耐火磚層的隔熱性能，從而降低熱量損失，此法被認 為是行之有效的。
以往的生產過程中， 一種是採用隔熱性能優異的耐熱纖維板直 接砌築隔熱層。在迴轉窯工作過程中， 一方面耐熱纖維板受到工作 層的擠壓磨損而發生變形破損，另一方面隔熱層溫度過高，造成纖 維結晶而粉化，以上兩方面均可導致隔熱層出現空洞，進而造成工 作層的塌陷損毀；另一種是採用輕質隔熱磚砌築隔熱層，由於輕質 隔熱磚的強度不高，在受到間歇的壓應力與摩擦力作用下，磚體常 發生斷裂和碎化，進而造成工作層結構不穩定。
目前國內迴轉窯隔熱層用隔熱磚多為重質粘土磚、高鋁磚等，他們具備良好的強度，滿足隔熱磚在使用過程中不發生碎裂，但是 其隔熱效果不佳。鑑於迴轉窯的旋轉式工作方式，隔熱磚首先要具 備良好的強度，其次要具備良好的隔熱性能，但是這兩個方面是相 對矛盾的，如何在保證隔熱磚強度的前提下提高隔熱磚的隔熱性是 亟待解決的問題。

發明內容
本發明的目的就是提供一種迴轉窯用複合多孔隔熱磚，能夠在 保證隔熱磚強度的前提下使其具有優良的隔熱性能。
為實現上述目的，本發明提供的一種迴轉窯用複合多孔隔熱磚， 安裝在迴轉窯鋼殼的內壁上，它包括耐火磚體。所述耐火磚體上沿 迴轉窯的徑向分布有貫穿的氣孔，所述耐火磚體與迴轉窯鋼殼內壁 接觸的一面上設置有耐熱纖維板。
所述耐火磚體朝向迴轉窯中心的一面上的氣孔端部還設有輕質 耐火泥填充物。
所述耐熱纖維板的厚度小於20mm。 所述輕質耐火泥填充物的深度不大於10mm。 所述耐火磚體橫截面上的氣孔面積率為50 70%。 所述氣孔的橫截面形狀為正六邊形、正四邊形或者圓形中的一 種，呈均勻分布。
所述氣孔的橫截面形狀為正六邊形時，其外接圓直徑為2 7mm， 相鄰氣孔之間的壁厚為1 2mm;所述氣孔的橫截面形狀為正四邊形 時，其邊長為2 7mm，相鄰氣孔之間的壁厚為1 2mm;所述氣孔的 橫截面形狀為圓形時，其直徑為2 7mm，相鄰氣孔之間的壁厚為 1 2mm。
所述耐火磚體是鋁矽質或者堇青石質的耐火磚體。
與現有技術相比，本發明的有益效果在於在耐火磚體上設置 貫穿的氣孔並按一定規律排布，在保證隔熱磚的強度的前提下，減 少了熱傳遞截面，提高了隔熱磚的隔熱性能；耐熱纖維板的設置， 能夠進一步提高隔熱效果；輕質耐火泥填充物的設置，封閉了氣孔，防止了氣孔內空氣流動傳熱，進一步增強了隔熱和加強的效果。


圖1為迴轉窯用複合多孔隔熱磚的結構示意圖2為本發明的隔熱磚砌築於迴轉窯後的迴轉窯局部結構示意
圖3為正六邊形氣孔的迴轉窯用複合多孔隔熱磚的孔排布示意
圖4為正四邊形氣孔的迴轉窯用複合多孔隔熱磚的孔排布示意
圖5為圓形氣孔的迴轉窯用複合多孔隔熱磚的孔排布示意圖。 圖中，氣孔1，耐火磚體2，耐熱纖維板3，輕質耐火泥填充物 4，鋼殼5，工作層6。
具體實施例方式
以下結合附圖和具體實施例對本發明的迴轉窯用複合多孔隔熱 磚作進一步的詳細描述
如圖1和圖2所示，本發明的迴轉窯用複合多孔隔熱磚，安裝
在迴轉窯鋼殼5的內壁上，它包括耐火磚體2，其上沿迴轉窯的徑向 分布有貫穿的氣孔1。為保證耐火磚體2的隔熱效果，氣孔1的橫截 面形狀為正六邊形、正四邊形或者圓形。當氣孔的橫截面形狀為正 六邊形時，其外接圓直徑為2 7mm，相鄰氣孔之間的壁厚為1 2mm; 當氣孔的橫截面形狀為正四邊形時，其邊長為2 7mm，相鄰氣孔之 間的壁厚為1 2mm;當氣孔的橫截面形狀為圓形時，其直徑為 2 7mm,相鄰氣孔之間的壁厚為1 2mm，使橫截面的氣孔率為 50~70%，可達到良好的隔熱效果。耐火磚體2的材質採取熱導率低 並且強度良好的鋁矽質或者堇青石質。耐火磚體2在與迴轉窯鋼殼5 內壁接觸的一面上設置有厚度小於20mm的薄耐熱纖維板3。在砌築 時耐熱纖維板3的一面緊貼鋼殼5。較薄的耐熱纖維板3克服了在壓 應力作用下變形量大造成的結構不穩的問題，同時還起到一定的應 力緩衝作用。在耐火磚體2的隔熱作用下，耐熱纖維板3的工作溫度不會很高，從而減緩了纖維晶化粉化速度，適應了迴轉窯的使用
條件，該耐熱纖維板3在迴轉窯的工作中能夠起到進一步隔熱的作 用。耐熱纖維板3直接粘接在耐火磚體2上，加工方便。在耐火磚 體2朝向迴轉窯中心的一面上的氣孔1端部設有深度不大於10mm 的輕質耐火泥填充物4，使氣孔1的該埠封閉。輕質耐火泥漿主要 由漂珠、粘土、結合劑和粉煤灰原料組成。氣孔1封閉後可以阻止 氣體在氣孔l中的流通，同時起到一定的增強作用。
實施例1:
如圖3所示，本實施例中耐火磚體2上氣孔1的截面形狀為正 六邊形，呈錯位均勻分布。正六邊形的外接圓直徑為5mm，相鄰氣 孔1之間的壁厚等厚，均為1.5mm，可計算出總的橫截面上的氣孔 面積率為61.75%。
耐火磚體2採用熱導率低的粘土質，其配方(按重量百分比)
是熟粘土 70%，生粘土粉18%，廣西白泥6%，結合劑6%。
按照上述配方配料，外加水14%，經充分攪拌混合後，採用擠出成 型工藝，製備耐火磚體2胚體，成型密度控制在2.3g/cm3以上，在 隧道窯乾燥燒成，燒成溫度為1300°C。成型後的耐火磚體2的耐壓 強度達到21MPa。
在燒成好的耐火磚體2的一端粘接一層厚度為6mm的耐熱纖維 板3，另一端採用輕質耐火泥漿封孔，形成的輕質耐火泥填充物4的 深度為10mm，製備成複合多孔隔熱磚。對此複合隔多孔隔熱磚的熱 導率進行測定，測定值為0.53w/m*k。
實施例2:
如圖4所示，本實施例中耐火磚體2上氣孔1的截面形狀為正 四邊形，呈均勻分布。正四邊形的邊長為7mm，相鄰氣孔l間的壁 厚均為1.6mm，可計算出總的橫截面上的氣孔面積率為68.9%。
耐火磚體2採用堇青石質，其配方(按重量百分比)是堇青 石36%，滑石24%，粘土 29%，結合劑6%。按照上述配方配料， 外加水15%,經充分攪拌混合後，採用擠出成型工藝，製備耐火磚
6體2胚體，成型密度控制在2.1g/cm3以上，在隧道窯乾燥燒成，燒 成溫度為1200°C。堇青石質耐火磚體2的耐壓強度達到18MPa。
耐火磚體2上粘接的耐熱纖維板厚度為8mm，輕質耐火泥填充 物4的深度為8mm。對此複合隔多孔隔熱磚的熱導率進行測定，測 定值為0.48w/m*k。
綜合上述實施例可以看出，與輕質隔熱磚的耐壓強度最高僅達 到8MPa相比(耐熱纖維板的耐壓強度更低)，複合多孔隔熱磚在具 備與輕質隔熱磚相當的熱導率的同時，在強度上可達到輕質隔熱磚 的三倍，隔熱層砌築厚度可以達到60~80mm，起到良好的隔熱效果， 在迴轉窯使用過程中不發生破碎，磨損量也非常的少。
實施例3:
如圖5所示，本實施例中耐火磚體2上氣孔1的截面形狀為圓 形，呈均勻分布。圓的直徑為7mm，相鄰氣孔1間的壁厚均為2mm， 可計算出總的橫截面上的氣孔面積率為55.2%。
耐火磚體2採用高鋁質，其配方(按重量百分比)是 一級礬
土 80%，生粘土粉8%，氧化鋁粉6%，結合劑6%。按照上述
配方配料，外加水14%，經充分攪拌混合後，採用擠出成型工藝， 製備耐火磚體2胚體，成型密度控制在2.5g/cm3以上，在隧道窯幹 燥燒成，燒成溫度為1350°C。成型後的耐火磚體2的耐壓強度達到 24MPa。
耐火磚體2上粘接的耐熱纖維板3厚度為15mm，輕質耐火泥填 充物4的深度為6mm。對此複合隔多孔隔熱磚的熱導率進行測定， 測定值為0.44w/m，k。
權利要求
1.一種迴轉窯用複合多孔隔熱磚，安裝在迴轉窯鋼殼(5)的內壁上，它包括耐火磚體(2)，其特徵在於所述耐火磚體(2)上沿迴轉窯的徑向分布有貫穿的氣孔(1)，所述耐火磚體(2)與迴轉窯鋼殼(5)內壁接觸的一面上設置有耐熱纖維板(3)。
2. 根據權利要求1所述的迴轉窯用複合多孔隔熱磚，其特徵在 於所述耐火磚體(2)朝向迴轉窯中心的一面上的氣孔(1)端部 設有輕質耐火泥填充物(4)。
3. 根據權利要求1或2所述的迴轉窯用複合多孔隔熱磚，其特 徵在於所述耐熱纖維板(3)的厚度小於20mm。
4. 根據權利要求1或2所述的迴轉窯用複合多孔隔熱磚，其特 徵在於所述輕質耐火泥填充物(4)的深度不大於10mm。
5. 根據權利要求1或2所述的迴轉窯用複合多孔隔熱磚，其特 徵在於所述耐火磚體(2)橫截面上的氣孔面積率為50 70%。
6. 根據權利要求1或2所述的迴轉窯用複合多孔隔熱磚，其特 徵在於所述氣孔(1)的橫截面形狀為正六邊形、正四邊形或者圓 形中的一種，呈均勻分布。
7. 根據權利要求6所述的迴轉窯用複合多孔隔熱磚，其特徵在 於所述氣孔(l)的橫截面形狀為正六邊形，其外接圓直徑為2~7mm， 相鄰氣孔之間的壁厚為l~2mm
8. 根據權利要求6所述的迴轉窯用複合多孔隔熱磚，其特徵在 於所述氣孔(1)的橫截面形狀為正四邊形，其邊長為2 7mm，相 鄰氣孔之間的壁厚為l~2mm。
9. 根據權利要求6所述的迴轉窯用複合多孔隔熱磚，其特徵在 於所述氣孔(1)的橫截面形狀為圓形，其直徑為2 7mm，相鄰氣 孔(1)之間的壁厚為1 2mm。
10. 根據權利要求1或2所述的迴轉窯用複合多孔隔熱磚，其 特徵在於所述耐火磚體(2)是鋁矽質或者堇青石質的耐火磚體(2)。
全文摘要
本發明涉及迴轉窯中的耐火磚，具體地指一種迴轉窯用複合多孔隔熱磚，能夠在保證隔熱磚強度的前提下具有優良的隔熱性能。它包括耐火磚體。所述耐火磚體上沿迴轉窯的徑向分布有貫穿的氣孔，所述耐火磚體與迴轉窯鋼殼內壁接觸的一面上設置有耐熱纖維板。進一步地，所述耐火磚體朝向迴轉窯中心的一面上的氣孔端部設有輕質耐火泥填充物。本發明中，在耐火磚體上設置貫穿的氣孔並按一定規律排布，在保證隔熱磚的強度的前提下，減少了熱傳遞截面，提高了隔熱磚的隔熱性能；耐熱纖維板的設置，能夠進一步提高隔熱效果；輕質耐火泥填充物的設置，封閉了氣孔，防止了氣孔內空氣流動傳熱，進一步增強了隔熱和加強的效果。
文檔編號F27B7/20GK101625196SQ20091006358
公開日2010年1月13日 申請日期2009年8月11日 優先權日2009年8月11日
發明者徐志華, 李耀武, 洪學勤, 田先明, 秦常傑, 雷中興 申請人:武漢鋼鐵(集團)公司