专利名称：防膨胀复合纤维炉衬及具有该炉衬的加热炉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及工业炉窑领域，尤其涉及一种设置在炉壳内侧的防膨胀复合纤维炉衬，以及具有该复合纤维炉衬的加热炉。
背景技术：
目前，现有的工业炉窑，例如钢坯加热步进炉，其炉衬按结构可分为竖直炉衬和水平炉衬。图1、图2分别为现有的竖直炉衬局部剖面结构示意图，以及现有的水平炉衬局部剖面结构示意图。如图1所示，其设置在其炉壳钢板内周侧的竖直炉衬通常采用依次由内至外的浇注料105、轻质砖103和纤维板102的结构设置，注料105通过锚固砖104固定于炉壳钢板101的内壁面的一侧，轻质砖103和纤维板102固设于在浇注料105和炉壳钢板 101之间，以达到隔热保温的效果。如图2所示，设置在炉壳钢板内的水平炉衬通常采用浇注料205、纤维毯203和纤维浇注料202的结构，浇注料205、纤维毯203和纤维浇注料202 通过锚固砖204固定，锚固砖204吊挂于炉顶吊梁201上。上述竖直炉衬和水平炉衬的不足之处在于1、由于现有炉衬的浇注料通常采用耐火浇注料等重质耐火材料，其体积密度相对较大，导热系数大，绝热效果差，因此工业炉在升温、降温操作中吸收的热量大，导致炉体冷面温度高，带来能源的严重浪费。2、由于炉体中设有重质浇注料的炉衬结构，增大了炉体的负荷，在水平炉衬中使用易造成施工裂缝。3、同时，由于浇注料受热膨胀，长期使用，会造成炉体的内墙外胀、外墙内胀，甚至影响炉体结构的稳定性，给生产带来一定的安全隐患。有鉴于上述现有的工业炉炉衬存在的缺陷，本设计人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种保温效果好、降低重量、减小炉体的内墙外胀、外墙内胀影响、提高结构稳定性，并且不易损坏、结构加工、成形和装配简单的防膨胀复合纤维炉衬，以及具有该复合纤维炉衬的加热炉。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种保温效果好、降低重量、减小炉体的内墙外胀、外墙内胀影响、提高结构稳定性，并且不易损坏、结构加工、成形和装配简单的防膨胀复合纤维炉衬。为达到上述目的，本实用新型提出一种防膨胀复合纤维炉衬，设置在加热炉的炉体的炉壳钢板上，所述加热炉具有炉壳粱，所述防膨胀复合纤维炉衬包括内层耐火层，由若干个耐火纤维模块相互接合组成的耐火材料层；中间绝热层，为耐火纤维毯层；外层隔热层，为耐火纤维浇注料层；[0013]所述的内层耐火层、中间绝热层和外层隔热层通过固定件固定连接于炉壳钢板内侧，在所述炉壳钢板外侧设有与加热炉的炉壳粱相连接的吸收膨胀结构。如上所述的防膨胀复合纤维炉衬，其中，所述吸收膨胀结构包括多个加强筋，所述加强筋的一侧与所述炉壳钢板外壁焊接，其另一侧与所述炉壳粱通过螺栓和相互对位的螺栓孔配合连接，所述相互对位的螺栓孔分别开设于所述加强筋的端部和所述炉壳粱相对应的位置上，所述螺栓孔为长圆孔，所述螺栓贯穿于所述加强筋和所述炉壳粱上相互对位的所述螺栓孔中，且所述螺栓能沿所述螺栓孔的孔壁移动。如上所述的防膨胀复合纤维炉衬，其中，所述加强筋的螺栓孔的长轴平行于所述加强筋的轴向设置，而所述炉壳粱上的螺栓孔的长轴沿垂直于所述加强筋的轴向设置。如上所述的防膨胀复合纤维炉衬，其中，所述的固定件包括锚固件，固设于所述内层耐火层，并贯穿中间绝热层和外层隔热层，且与所述炉壳钢板焊接；锚固钩，固设于所述的外层隔热层中，其一端与所述炉壳钢板焊接。如上所述的防膨胀复合纤维炉衬，其中，所述锚固钩为V型钩或Y型穿钉。如上所述的防膨胀复合纤维炉衬，其中，所述的耐火纤维模块由陶瓷纤维材料制成。如上所述的防膨胀复合纤维炉衬，其中，所述陶瓷纤维材料为锆铝复合陶瓷纤维材料。如上所述的防膨胀复合纤维炉衬，其中，所述陶瓷纤维材料为多晶莫来石陶瓷纤维材料。本实用新型的另一目的是提供一种具有上述防膨胀复合纤维炉衬的加热炉。本实用新型还提出了一种加热炉，包括炉体，该加热炉具有如上所述的防膨胀复合纤维炉衬。与现有技术相比，本实用新型具有以下特点和优点1、本实用新型防膨胀复合纤维炉衬，保温效果好，减少炉衬散热损失，根据试验表明，炉壳的外表面可以温度降低30°C，从而可以大幅降低燃料成本，提高经济效益，具有产业上的广泛利用价值。2、本实用新型防膨胀复合纤维炉衬，炉衬采用耐火纤维模块，其热膨胀系数小，与其他现有炉衬所能达到的功效及使用性能相比较，本实用新型的炉衬整体更稳定、不容易损坏、维护成本小。3、本实用新型防膨胀复合纤维炉衬，采用耐火纤维模块通过一块一块相互接合， 形成覆设于炉壳钢板内侧的耐火材料层，其结构加工、成形和装配简单，维护方便，可应用于水平及竖直炉墙，适于本领域中广泛推广使用。4、本实用新型在炉壳粱与炉壳钢板之间设有吸收膨胀结构，用以吸收复合纤维炉衬在高温下引发的膨胀，使得炉衬结构经久耐用。
以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中，[0031]图1为现有的竖直炉衬局部剖面结构示意图；图2为现有的水平炉衬局部剖面结构示意图；图3为本实用新型防膨胀复合纤维炉衬的局部剖切示意图；图4为本实用新型的吸收膨胀结构示意图；图5为本实用新型加热炉的局部剖切示意图。附图标记说明现有技术101-炉壳钢板；102-纤维板；103-轻质砖；104-锚固砖；105-注料；201-炉顶吊梁；202-纤维浇注料；203-纤维毯；204-锚固砖；205-浇注料。本实用新型1-外层隔热层(耐火纤维浇注料层)；2-中间绝热层(耐火纤维毯层)；3-内层耐火层(耐火材料层)；4-炉壳钢板；5-锚固钩；6-锚固件；7-耐火纤维模块；8-加强筋； 9-炉壳粱；10-螺栓孔；11-螺栓孔。
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式
。请参考图3、图4，分别为本实用新型防膨胀复合纤维炉衬的局部剖切示意图和本实用新型的吸收膨胀结构示意图。如图所示，本实用新型提出一种防膨胀复合纤维炉衬，设置在加热炉的炉体的炉壳钢板上，加热炉具有炉壳粱，所述防膨胀复合纤维炉衬包括外层隔热层1、中间绝热层2和内层耐火层3，其中外层隔热层1为耐火纤维浇注料层；中间绝热层2为耐火纤维毯层；内层耐火层3为由若干个耐火纤维模块7相互接合组成的耐火材料层。所述内层耐火层3、中间绝热层2和外层隔热层1通过固定件固定连接于炉壳钢板4内侧，在所述炉壳钢板4外侧与加热炉的炉壳粱9之间设有吸收膨胀结构。本实用新型的内层耐火层3为耐火材料层，构成炉衬的迎火面，耐火纤维模块7采用陶瓷纤维材料，其重量轻、耐温高，能减轻窑炉负荷、延长炉体使用寿命。并且，耐火纤维模块7的低导热率，热损失少，大大提高了炉衬的绝热效果。本实用新型的中间绝热层2采用耐火纤维毯层，耐火纤维毯具有柔性和弹性，因此耐火纤维毯可以填补耐火纤维浇注料层1表面上出现的凹突出不平处，使得耐火纤维浇注料层1与耐火材料层3结合更为紧密。并且，在耐火材料层3与耐火纤维浇注料层1受热或冷却发生变形时，具有柔性和弹性的耐火纤维毯2可以使得耐火材料层3与耐火纤维浇注料层1之间不致出现缝隙，减少了因炉壳钢板4的变形而导致炉体的内墙外胀、外墙内胀的缺陷。而且耐火纤维毯2不易破损，安装完毕后，整体炉窑在受冲击振动时不易损坏。本实用新型在所述炉壳钢板4外侧与加热炉的炉壳粱9之间设有吸收膨胀结构。 该吸收膨胀结构能够进一步的缓解因炉壳钢板4的变形而导致炉体的内墙外胀、外墙内胀的缺陷，从而确保炉体结构的安全性。具体地讲，如图4所示，所述吸收膨胀结构包括多个加强筋8，所述加强筋8的一侧与所述炉壳钢板4外壁焊接固定，其另一侧与所述炉壳粱9 通过螺栓(图中未示出)和相互对位的螺栓孔10、11配合连接，相互对位的所述螺栓孔10、 11分别开设于所述加强筋8的端部和所述炉壳粱9相对应的位置上，所述螺栓孔10、11均为长圆孔，螺栓孔10、11的孔径略大于所述螺栓的直径，所述螺栓贯穿于加强筋8和炉壳粱 9上相对位的所述螺栓孔10、11中，当炉壳钢板4变形时，螺栓能够相对于所述螺栓孔10、 11的孔壁移动，使得加强筋8与炉壳粱9之间能够产生相对的位移，从而有效地缓解了炉壳钢板4变形力对炉子结构的影响，降低了炉体的内墙外胀、外墙内胀的程度，从而大幅度提高了炉体结构的安全稳定性。进一步的，如图4所示，所述加强筋8的螺栓孔10及炉壳粱9上的螺栓孔11均为长圆孔。所述加强筋8的螺栓孔10的长轴沿平行于所述加强筋8的轴向设置，而所述炉壳粱9上的螺栓孔11的长轴沿垂直于所述加强筋8的轴向设置，即加强筋8上开设的长圆孔的长轴平行所述加强筋8的轴向，而所述炉壳粱9上的长圆孔垂直于所述加强筋8的轴向设置，这样使得螺栓孔10与螺栓孔11呈十字交叉状设置，螺栓可贯穿于该十字交叉点的位置，当炉壳钢板4发生变形时，可根据实际变形情况，螺栓可沿螺栓孔10、11的孔壁移动，使得加强筋8与炉壳粱9之间能够产生相对的位移，用以吸收复合纤维炉衬在高温下引发的膨胀，使得炉衬结构经久耐用。进一步的，如图3所示，本实用新型的固定件包括锚固件6和锚固钩5，锚固件6固设于耐火材料层3中，并贯穿耐火纤维毯2、耐火纤维浇注料层1后与炉壳钢板4焊接固定， 使得耐火材料层3、耐火纤维毯2和耐火纤维浇注料层1与炉壳钢板4连接固定；锚固钩5 埋设于耐火纤维浇注料层1中，锚固钩5的一端朝向炉壳钢板4 一侧突出，该突出端与炉壳钢板4焊接固定，使得耐火纤维浇注料层1与炉壳钢板4连接固定。锚固钩5可以采用V 型钩或Y型穿钉等，或者其它适合于耐火纤维浇注料层1与炉壳钢板4之间焊接的固定件。 当锚固钩5采用V型钩时，以V型钩的弯折处为其底端，该底端朝向炉壳钢板4 一侧突出并与炉壳钢板4焊接固定。本实用新型通过锚固件6和锚固钩5与炉壳钢板4焊接，使得由耐火材料层3、耐火纤维毯层2、和耐火纤维浇注料层1与炉壳钢板4之间的连接更加牢固， 在使用中不易脱落，延长了炉体的使用寿命。进一步的，所述的耐火纤维模块7由陶瓷纤维材料制成。在本实用新型中，陶瓷纤维材料可选用现有的锆铝复合陶瓷纤维或多晶莫来石陶瓷纤维，其中锆铝复合陶瓷纤维或多晶莫来石陶瓷纤维的具体组分和制造方法均为已有技术，在此不再进行详细描述。所述陶瓷纤维材料为锆铝复合陶瓷纤维时，可适用于炉温为< 1300°C的加热炉；所述陶瓷纤维材料为多晶莫来石陶瓷纤维时，可适用于炉温为1300°C 1400°C的加热炉。图5为本实用新型的具有防膨胀复合纤维炉衬的加热炉的局部剖切示意图。如图5所示，本实用新型还提出了一种具有防膨胀复合纤维炉衬的加热炉，包括炉体、炉壳粱 9和炉壳钢板4，在炉壳钢板4内侧设有防膨胀复合纤维炉衬。其与图3与图4中的防膨胀复合纤维炉衬其他结构、工作原理和有益效果相同，在此不再赘述。综上所述，在本实用新型的防膨胀复合纤维炉衬中，耐火材料层采用耐火纤维模士夬，替代了现有技术中的重质浇注料，具有比重轻，导热系数小的特点，提高了保温性能；隔热层用纤维浇注料层替代了现有技术中的纤维板，具有密封严密的特点；同时，耐火材料层通过金属锚固件固定，替代现有技术中的锚固砖，减小了导热面，从而降低了炉壳外表面的温度。并且，本实用新型在炉壳粱与炉壳钢板之间设有吸收膨胀结构，用以吸收复合纤维炉衬在高温下引发的膨胀，使得炉衬结构经久耐用。本实用新型复合纤维炉衬热膨胀小，炉衬密封严密，保温效果好，整个炉衬的整体稳定性好，使用寿命延长，且散热损失小，具有较好的经济效益。 以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式
，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。
权利要求1.一种防膨胀复合纤维炉衬，设置在加热炉的炉体的炉壳钢板上，所述加热炉具有炉壳粱，其特征在于，所述防膨胀复合纤维炉衬包括内层耐火层，由若干个耐火纤维模块相互接合组成的耐火材料层；中间绝热层，为耐火纤维毯层；外层隔热层，为耐火纤维浇注料层；所述的内层耐火层、中间绝热层和外层隔热层通过固定件固定连接于炉壳钢板内侧， 在所述炉壳钢板外侧设有与加热炉的炉壳粱相连接的吸收膨胀结构。
2.如权利要求1所述的防膨胀复合纤维炉衬，其特征在于，所述吸收膨胀结构包括多个加强筋，所述加强筋的一侧与所述炉壳钢板外壁焊接，其另一侧与所述炉壳粱通过螺栓和相互对位的螺栓孔配合连接，所述相互对位的螺栓孔分别开设于所述加强筋的端部和所述炉壳粱相对应的位置上，所述螺栓孔为长圆孔，所述螺栓贯穿于所述加强筋和所述炉壳粱上相互对位的所述螺栓孔中，且所述螺栓能沿所述螺栓孔的孔壁移动。
3.如权利要求2所述的防膨胀复合纤维炉衬，其特征在于，所述加强筋的螺栓孔的长轴平行于所述加强筋的轴向设置，而所述炉壳粱上的螺栓孔的长轴沿垂直于所述加强筋的轴向设置。
4.如权利要求1所述的防膨胀复合纤维炉衬，其特征在于，所述的固定件包括锚固件，固设于所述内层耐火层，并贯穿中间绝热层和外层隔热层，且与所述炉壳钢板焊接；锚固钩，固设于所述的外层隔热层中，其一端与所述炉壳钢板焊接。
5.如权利要求4所述的防膨胀复合纤维炉衬，其特征在于，所述锚固钩为V型钩或Y型穿钉。
6.如权利要求1所述的防膨胀复合纤维炉衬，其特征在于，所述的耐火纤维模块由陶瓷纤维材料制成。
7.如权利要求6所述的防膨胀复合纤维炉衬，其特征在于，所述陶瓷纤维材料为锆铝复合陶瓷纤维材料。
8.如权利要求6所述的防膨胀复合纤维炉衬，其特征在于，所述陶瓷纤维材料为多晶莫来石陶瓷纤维材料。
9.一种加热炉，包括炉体，其特征在于，该加热炉具有如权利要求1至8中任一项所述的防膨胀复合纤维炉衬。
专利摘要本实用新型公开了一种防膨胀复合纤维炉衬及具有该炉衬的加热炉，该防膨胀复合纤维炉衬设置在炉体的炉壳钢板上，包括内层耐火层、中间绝热层和外层隔热层，所述的内层耐火层为由若干个耐火纤维模块接合而成的耐火材料层，所述的中间绝热层为耐火纤维毯层，所述的外层隔热层为耐火纤维浇注料层，所述的外层隔热层与所述的中间绝热层以及内层耐火层通过固定件固定连接于炉壳钢板内侧，在所述炉壳钢板外侧设有与加热炉的炉壳粱相连接的吸收膨胀结构。所述加热炉的炉壳钢板内侧设有所述的复合纤维炉衬。本实用新型具有保温效果好，并且不容易损坏、整体结构稳定、安全性高、维护成本小，结构加工、成形和装配简单的优点。
文档编号F27D1/10GK202329167SQ20112039682
公开日2012年7月11日 申请日期2011年10月18日 优先权日2011年10月18日
发明者张同庆, 张法波, 张素英, 谢琳, 郭广明 申请人:中冶京诚工程技术有限公司, 北京京诚凤凰工业炉工程技术有限公司