具有复合绝热结构的耐火砖的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种高温窑炉耐火砖，尤其涉及拱顶式隧道窑窑顶砖结构的改进。
【背景技术】
[0002]隧道窑按窑顶结构可以分为拱顶、吊平顶和吊拱顶三种结构形式。由于拱顶式结构的隧道窑中拱顶及其保温材料是通过拱脚直接架设于窑墙上的，拱顶不需要金属的吊挂件，因此拱顶结构的隧道窑与吊平顶隧道窑相比，结构相对简单，气密性好，钢材消耗量小，建设投资较少。
[0003]但拱顶隧道窑的拱顶对窑墙存在水平推动，这种水平推力随着窑顶重量的增大而变大，同时弧形拱顶处的气流温度又高于窑内底层温度，因此窑顶砖耐受更高烟气温度和窑内温度。而现有的隧道窑窑顶往往采用重质耐火砖拱筑而成，耐火砖自身重量的加重，使得弧形顶对两侧窑墙存在很大的侧向水平推力，加之受热胀冷缩的影响，两侧窑墙很容易发生向外倾斜，严重时会造成窑顶下陷，下陷到一定程度，窑顶就会出现坍塌，导致生产事故。因此提高拱顶隧道窑窑顶砖的耐热绝热性能，并减少窑顶砖重量成为业界长期探讨的技术难题。
【实用新型内容】
[0004]针对现有技术所存在的上述不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种具有复合绝热结构的耐火砖，该耐火砖不仅质量轻，而且绝热性能优。
[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型的具有复合绝热结构的耐火砖，包括耐火砖本体，该耐火砖本体呈六面体，所述耐火砖本体的截面呈等腰梯形，在该等腰梯形的两腰部分别设有插接凸榫和插接凹槽，该插接凸榫和插接凹槽沿耐火砖本体的长度方向布置；在耐火砖本体内还设有气凝胶填充层和耐火纤维填充层，气凝胶填充层靠近耐火砖本体的上底侧，耐火纤维填充层则靠近耐火砖本体的下底侧。
[0006]在上述结构中，由于耐火砖本体截面呈等腰梯形，该结构的耐火砖在砌筑时能形成对称均衡的拱形窑顶结构，既利于窑顶结构的稳定，又能整个窑顶的受力均衡合理。又由于在等腰梯形的两腰部分别设有插接凸榫和插接凹槽，当拱顶砖砌筑时，砖与砖之间能以凸榫和凹槽相互啮合连接。砖体啮合紧密，结合连接强，拱顶整体性好，即使在高温或冷却工况下砖缝产生收缩也不易出现掉砖，同时砖块之间的相互榫连接又阻断了高温烟气、火焰等热源沿缝隙的渗透和串通，具有较好的保温隔热效果，大大提高了隧道窑的热效率。还由于在耐火砖本体内设有气凝胶填充层和耐火纤维填充层，一方面气凝胶填充层和耐火纤维填充层中的气凝胶和耐火纤维的密度均远小于耐火砖材料的密度，这样就大大减轻了耐火砖及其窑顶的重量，而拱顶重量的降低又减轻了拱顶对窑墙的横向水平推力，不仅提高了窑炉的安全性能，延长了窑体的使用寿命，而且能增加隧道窑窑腔宽度。另一方面气凝胶和耐火纤维的耐火隔热性能又远大于耐火砖本体绝热性能，尤其是在本结构中采用的气凝胶是目前绝热性能最佳的固态材料，其纳米级多孔网络结构能有效限制固态热传导和气态热传导；纤维质耐火材料也具有重量轻，熔点和软化点高、隔热性能好，易于加工成型的优点。由于在隧道窑的拱顶中其耐火砖的小端(上底侧)为面热工作侧，因此将气凝胶填充层靠近耐火砖本体的上底侧，有利于发挥气凝胶的超绝热性能，耐火纤维层位于耐火砖本体的大端(下底侧)则又能发挥抗拉压力学性能优、抗热震性好的优势。因此，本实用新型的耐火砖，采用复合的隔热绝热结构，具有质轻、高绝热的多重技术效果。
[0007]本实用新型的进一步实施方式，所述插接凸榫和插接凹槽的形状大小相互对应。该结构能方便地实现相邻耐火砖的啮合榫接，便于制作和施工。
[0008]本实用新型的一种优选实施方式，所述插接凸榫横截面呈外凸的半圆柱形状。所述插接凹槽为内凹的半圆槽。圆弧形凸榫和榫槽，不仅便于制作加工，而且具有良好啮合密封性。
【附图说明】
[0009]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型具有复合绝热结构的耐火砖作进一步说明。
[0010]图1是本实用新型具有复合绝热结构的耐火砖一种【具体实施方式】的主视结构示意图；
[0011]图2是图1所示实施方式的左视结构示意图；
[0012]图3是图1所示实施方式的横截面结构示意图；
[0013]图4是图1所示实施方式的纵截面结构示意图。
[0014]图中，I一耐火砖本体、2—气凝胶填充层、3—插接凸榫、4一耐火纤维填充层、5—插接凸榫。
【具体实施方式】
[0015]如图1、图2所示的具有复合绝热结构的耐火砖，耐火砖本体I为截面呈等腰梯形条状的六面体结构，耐火砖本体I的采用等腰梯形截面，以便于砌筑成具有一定弧度的隧道窑拱顶。在耐火砖本体I的两侧腰部位置分别设置有插接凸榫3和插接凹槽5 ;该插接凸榫3和插接凹槽5沿耐火砖本体I的长度方向延伸至耐火砖的两端，且平行于本体的上下两底面。插接凸榫3的横截面呈外凸的半圆柱形状，插接凹槽5为内凹的半圆槽。插接凸榫3和插接凹槽5的形状及尺寸相互对应吻合，以便相邻两耐火砖以插接凸榫和插接凹槽相互插接贴合。
[0016]如图3、图4所示，在耐火砖本体I内设有两个相互间隔的填充腔，在该两个填充腔中分别填充有二氧化硅气凝胶和氧化锆耐火纤维，从而形成了气凝胶填充层2和耐火纤维填充层4。气凝胶填充层2靠近于耐火砖本体梯形截面的上底侧，该上底侧在砌筑后为面热侧；耐火纤维填充层4则近于耐火砖本体梯形截面的下底侧。耐火砖本体的上底长度小于下底长度。
[0017]上述举出了本实用新型的优选实施方式，但本实用新型并不局限于此。本实用新型中的气凝胶不限于硅系，还可以是碳系、硫系或金属系的气凝胶。耐火纤维除为氧化锆耐火纤维，还可以是莫来石纤维、硅酸铝质及氧化铝纤维等。插接凸榫3和插接凹槽5的横截面还可以呈梯形、三角形或矩形，或者是其他的几何截面形状。
【主权项】
1.一种具有复合绝热结构的耐火砖，包括耐火砖本体(1)，该耐火砖本体(I)呈六面体，其特征在于:所述耐火砖本体(I)的截面呈等腰梯形，在该等腰梯形的两腰部分别设有插接凸榫(3 )和插接凹槽(5 )，该插接凸榫(3 )和插接凹槽(5 )沿耐火砖本体(I)的长度方向布置；在耐火砖本体(I)内还设有气凝胶填充层(2)和耐火纤维填充层(4)，气凝胶填充层(2)靠近耐火砖本体(I)的上底侧，耐火纤维填充层(4)则靠近耐火砖本体的下底侧。
2.根据权利要求1所述的具有复合绝热结构的耐火砖，其特征在于:所述插接凸榫(3)和插接凹槽(5)的形状大小相互对应。
3.根据权利要求1或2所述的具有复合绝热结构的耐火砖，其特征在于:所述插接凸榫(3)横截面呈外凸的半圆柱形状。
4.根据权利要求1或2所述的具有复合绝热结构的耐火砖，其特征在于:所述插接凹槽(5)为内凹的半圆槽。
5.根据权利要求1或2所述的具有复合绝热结构的耐火砖，其特征在于:所述插接凸榫(3)和插接凹槽(5)横截面呈梯形或三角形或矩形。
【专利摘要】本实用新型公开了一种具有复合绝热结构的耐火砖，包括耐火砖本体，该耐火砖本体呈六面体，所述耐火砖本体的截面呈等腰梯形，在该等腰梯形的两腰部分别设有插接凸榫和插接凹槽，该插接凸榫和插接凹槽沿耐火砖本体的长度方向布置；在耐火砖本体内还设有气凝胶填充层和耐火纤维填充层，气凝胶填充层靠近耐火砖本体的上底侧，耐火纤维填充层则靠近耐火砖本体的下底侧。所述插接凸榫和插接凹槽的形状大小相互对应。所述插接凸榫横截面呈外凸的半圆柱形状。所述插接凹槽为内凹的半圆槽。该耐火砖不仅耐火隔热性能优异，而且质量轻，特别适用于拱顶式隧道窑窑顶的砌筑。
【IPC分类】F27D1-08
【公开号】CN204612483
【申请号】CN201520199501
【发明人】袁昌东, 袁红, 李圆圆, 王金平
【申请人】东台市宏大耐热材料有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年4月4日