专利名称：一种回转窑窑衬用的复合结构隔热砖的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于窑炉的耐火隔热砖结构，具体地是涉及一种回转窑窑衬 用的复合结构隔热砖。
背景技术：
回转窑窑衬的砌筑目前是利用重质材料隔热砖，由于回转窑窑衬是在动态条件下 工作，窑衬不仅需要具有良好的隔热作用，还应承受窑体在工作状态下产生的集中机械应 力和热应力的共同作用，所以，目前用于砌筑回转窑的隔热砖均为重质材料制成的具有特 定尺寸的耐火砖。为了砌筑回转窑，这种重质砖的形状通常为两端不等宽的楔型砖，行业内 俗称“大小头”，工作面为小头，砌筑后沿窑体圆周方向上的宽度小于相对的非工作面。这种 隔热耐火砖为利用重质材料一体烧制而成。目前用于回转窑窑衬的重质隔热砖存在的问题是，首先，重质材料耐火砖的导热 系数较大，工作条件下的热量损失也较大，提高回转窑炉体的保温隔热效果是本领域多年 来迫切需要解决的核心问题；其次，在相同体积情况下，由于重量问题，完全由重质材料砖 砌筑的窑衬对于回转窑炉体产生了较大的重负荷，也相应提高了工作过程中的能耗；再一 方面，回转窑使用一定时间，砖体的损坏导致炉衬工作面会出现较大损失，一般情况下，工 作面损失达到砖长度的50%左右，需要将整个炉衬拆除，重新用合格的砖砌筑，完全采用重 质材料烧制的隔热砖的更换周期也是目前影响回转窑拥有企业生产成本的重要因素。解决重质材料窑衬热量损失大的问题被列为国家“八五”攻关型目，一些耐火材料 生产企业和回转窑拥有企业尝试采用重质材料与轻质隔热材料交接复合制成的耐火砖，但 轻质材料虽然导热系数小，其强度也较低，当回转窑窑衬在动态工作条件下受到集中机械 应力和热应力的共同作用时，轻质材料会发生碎裂，使整个砖体受损，导致炉体无法正常工 作，所以，这种交接复合的耐火砖最终没有在实际生产中应用。
实用新型内容本实用新型所解决的主要技术问题在于提供一种回转窑窑衬用的复合结构隔热 砖，该隔热砖靠近非工作面端区域设有轻质材料组合结构，成为一种复合结构砖，通过两种 材料砖体的结合，达到提高回转窑保温隔热效果，同时可降低窑体的重量负荷，从而可有效 降低生产能耗和延长窑体使用寿命。为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种回转窑窑衬用的复合结构隔热砖， 该复合结构隔热砖具有四个相邻的结合面、一个工作面以及与其相对的非工作面，所述四 个相邻的结合面为二二相对的第一结合面和第二结合面，在砌筑窑衬时分别与窑体的轴向 和径向方向相一致，其特征在于，该复合结构隔热砖是由重质材料砖体与轻质材料砖体组 合而成，所述轻质材料砖体位于该复合结构隔热砖靠近非工作面一端的区域并贯穿所述第 一或第二结合面之间的砖体，且在该结合面上，轻质材料砖体的面积占50-6 %。根据本实用新型提供的一种回转窑窑衬用的复合结构隔热砖，优选地，所述轻质材料砖体设置于复合结构隔热砖自非工作面起80-5mm区域内。与目前回转窑中普遍使用的专用隔热砖不同，本实用新型提供的隔热砖为二种不同材质砖体组合的复合结构的窑衬专用砖，即，在该窑衬用砖的靠近非工作面一端的区域 中，设置有轻质材料砖体，该轻质材料砖体是采用密度≤1. 5的轻质隔热材料制成。根据本 实用新型的具体实施方案，该复合结构隔热砖是由所述轻质材料砖体与重质材料砖体拼接 组合为一体，且该复合结构隔热砖的非工作面由轻质材料砖体构成。根据本实用新型的复合结构隔热砖，所述轻质材料砖体与重质材料砖体镶嵌组合 为一体，且复合结构隔热砖的至少部分非工作面由重质材料砖体构成。具体地，轻质材料砖体与重质材料砖体的镶嵌组合方式包括轻质材料砖体镶嵌 于重质材料砖体设置的一个以上透孔中；和/或所述轻质材料砖体镶嵌于重质复合材料砖 体在非工作面上开设的一个以上凹槽中，该复合结构隔热砖的非工作面由二种砖体间隔设 置构成。以上方案中，所述透孔形状可以为圆形、椭圆形、三角形、四边形和/或多边形等。根据本实用新型提供的复合结构隔热砖，所述轻质材料砖体与重质材料砖体拼接 组合为一体，所述轻质材料砖体形成该复合结构隔热砖非工作面的至少一个端角。本实用新型的复合结构隔热砖的整体形状和尺寸可以与目前回转窑窑衬用砖相 同，例如具有大小头结构，即，该复合结构隔热砖的工作面小于非工作面。本实用新型的一个具体方案中，所述复合结构隔热砖的工作面和/或非工作面为 平面或弧面。本实用新型提供的回转窑窑衬用的复合结构隔热砖可以为矩形砖或扇形砖，且为 矩形砖时，轻质材料砖体设置为贯穿第一结合面之间的砖体；为扇形砖时，轻质材料砖体设 置为贯穿第二结合面之间的砖体。本实用新型提供的回转窑窑衬用复合结构隔热砖相比于现有技术，具有如下的优占.
^ \\\ ·由于采用了轻质隔热材料砖体的组合，在相同体积下，比目前的重质隔热砖的重 量可减少20%以上，砌筑后的窑衬减少了对回转窑窑体的重负荷作用，工作条件下的能耗 可明显降低；由于轻质隔热材料砖体的组合，在工作面材质相同的情况下，该复合结构隔热砖 的导热系数低，砌筑后的窑体工作条件下热量损失也显著降低(可降低70%左右)；由于导热系数低，回转窑工作过程中，在煅烧条件相同时可节省原煤10%以上，废 气及有害气体的排放量也随之减少，利于降低对环境的污染；由于轻质隔热材料砖体设置在非工作面一端，并且在组合面积和位置上都与重质 材料砖体以科学合理的比例组合，使重质复合材料的工作层内的温度梯度减小，提高了回 转窑使用过程中的保温隔热效果，使窑衬的抗热震性能和抗剥落性能提高，延长了窑衬的 使用周期，而窑衬的减重隔热作用也保护了大窑筒体，延长了大窑筒体的寿命。
图IA和图IB是本实用新型提供的回转窑窑衬用复合结构隔热砖一种具体结构的 示意图，其中图IB是图IA中该复合结构隔热砖的侧面示意图。图2A和图2B是本实用新型提供的回转窑窑衬用复合结构隔热砖的工作面和非工作面为弧面的扇形砖实施例结构示意图，其中图2B是图2A中该复合结构隔热砖的底面示 意图。图3A和图3B是本实用新型提供的回转窑窑衬用复合结构隔热砖中，轻质材料砖 体为圆形镶嵌方式的实施例示意图，其中图3B是图3A中该复合结构隔热砖的侧面示意图。图4A和图4B是本实用新型提供的工作面和非工作面为弧面的回转窑窑衬用扇形 复合结构隔热砖中，轻质材料砖体镶嵌方式的实施例示意图，其中图4B是图4A中该复合结 构隔热砖的底面示意图。图5A和图5B是本实用新型提供的回转窑窑衬用复合结构隔热砖中，轻质材料砖 体为正方形镶嵌方式的实施例示意图，其中图5B是图5A中该复合结构隔热砖的侧面示意 图。图6A和图6B是本实用新型提供的回转窑窑衬用复合结构隔热砖中，轻质隔热材 料砖体为圆形且多行镶嵌方式的实施例示意图，其中图6B是图6A中该复合结构隔热砖的 侧面示意图。图7A和图7B是本实用新型提供的工作面和非工作面为弧面的回转窑窑衬用扇形 复合结构隔热砖中，轻质材料砖体为圆形且多行镶嵌方式的实施例示意图，其中图7B是图 7A中该复合结构隔热砖的底面示意图。图8A和图8B是本实用新型提供的工作面和非工作面为弧面的回转窑窑衬用扇形 复合结构隔热砖中，轻质材料砖体为方形镶嵌方式的实施例示意图，其中图8B是图8A中该 复合隔热砖的底面示意图。图9A和图9B是本实用新型提供的回转窑窑衬用复合结构隔热砖中，轻质材料砖 体镶嵌于非工作面上的凹槽中的实施例示意图，其中图9B是图9A中该复合结构隔热砖的 侧面示意图。图IOA和图IOB是本实用新型提供的回转窑窑衬用复合结构隔热砖中，轻质材料 砖体设置于非工作面两个端角的实施例示意图，其中图IOB是图IOA中该复合结构隔热砖 的侧面示意图。图IlA和图IlB是本实用新型提供的工作面和非工作面为弧面的回转窑窑衬用扇 形复合结构隔热砖中，轻质材料砖体镶嵌于非工作面上的凹槽中的实施例示意图，其中图 IlB是图IlA中该复合结构隔热砖的底面示意图。图12A和图12B是本实用新型提供的工作面和非工作面为弧面的回转窑窑衬用扇 形复合结构隔热砖中，轻质材料砖体设置于非工作面两个端角的实施例示意图，其中图12B 是图12A中该复合结构隔热砖的底面示意图。图13A和图13B是本实用新型提供的回转窑窑衬用复合结构隔热砖中，轻质隔热 材料砖体镶嵌于非工作面上的弧形凹槽中的实施例示意图，其中图13B是图13A中该复合 结构隔热砖的侧面示意图。图14A和图14B是本实用新型提供的回转窑窑衬用复合结构隔热砖中，轻质材料 砖体设置于非工作面两个端角、且与重质材料砖体之间弧形组合的实施例示意图，其中图 14B是图14A中该复合结构隔热砖的侧面示意图。图15A和图15B是本实用新型提供的工作面和非工作面为弧面的回转窑窑衬用扇 形复合结构隔热砖中，轻质材料砖体镶嵌于非工作面上的半圆形凹槽中的实施例示意图，其中图15B是图15A中该复合结构隔热砖的底面示意图。图16A和图16B是本实用新型提供的工作面和非工作面为弧面的回转窑窑衬用扇 形复合结构隔热砖中，轻质材料砖体设置于非工作面两个端角、且与重质材料砖体之间弧 形组合的实施例示意图，其中图16B是图16A中该复合结构隔热砖的底面示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合具体的实施 方式和附图，对本实用新型做进一步详细说明。在此，本实用新型的示意性具体实施方式
及 其说明用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。本实用新型提供的是一种回转窑窑衬专用复合结构隔热砖，是由轻质材料砖体与 重质材料砖体组合而成，所述轻质材料是指密度< 1. 5的隔热材料，反之为重质材料，均为 隔热耐火制品生产中的常规原料。所述复合隔热砖包括常见的矩形砖和扇形砖。在回转窑窑衬的砌筑中，矩形复合结构隔热砖的设置方式为，工作面朝向窑体内， 其相对的是向外的非工作面，其余四个相邻结合面中，较大的二个面与窑体轴向方向一致， 本实用新型称第一结合面；较小的二个面与窑体径向方向一致，本实用新型称第二结合面， 以图1A和图1B示意的最常见的矩形复合结构隔热砖为例，图1A中，边长M和N围成的平 面(简称MN面)及其相对的面为第一结合面，图1B为该复合结构隔热砖的侧面图，图中相 对的二面即本实用新型所称的第二结合面，简称ANB面，边长A和M围成的端面即为工作面 (也称AM面)，相应地，BM面为向外设置的非工作面。这些定义适用于以下所有实施例中 的矩形复合结构隔热砖。参见图1A和图1B，是一种矩形砖，具有工作面AM面和相对的非工作面BM面，其 余四个相邻的面为第一和第二结合面，具体如前面的说明。图中工作面及靠近工作面的区 域为重质材料砖体1，靠近非工作面的阴影部分区域为轻质材料砖体2，且该轻质材料砖体 是贯穿相对的MN面之间的砖体，该实施例中，轻质砖体2与重质砖体1相拼接成为所述复 合结构隔热砖，在MN面(指相对的二个矩形第一结合面中任何一个)，轻质材料砖体2的 面积占50-6%，根据该复合结构隔热砖的具体尺寸差异，轻质材料砖体2位于自BM面向上 5-80mm的区域内，即图中a = 5-80mm,该实施例中，轻质材料砖体2占据了该复合结构隔热 砖非工作面起5-80mm的整个区域。如图中所示意，该复合结构隔热砖实际上为楔形砖，在 成梯形的ANB面，工作面一端的宽度小于非工作面，S卩，工作面小于非工作面，分别称小头 和大头。对于回转窑窑衬砌筑所使用的该复合结构隔热砖，多数情况都为这种具有工作面 为小头的结构形状，所以，以下实施例均以这种砖的结构为例。在回转窑窑衬的砌筑中，扇形复合隔热砖的设置方式为，工作面朝向窑体内，其相 对的是向外的非工作面，其余四个相邻结合面中，较小的二个面与窑体轴向方向一致，本实 用新型称第一结合面，较大的二个面与窑体经向方向一致，本实用新型称第二结合面，该结 合面为扇形，以图2A和图2B示意的最常见的扇形复合隔热砖为例，图2A、2B中，边长M和 N围成的平面(简称MN面)及其相对的面为第一结合面，图2A中，边长A、N和B围成的扇 形平面(简称ANB面)及其相对的面为第二结合面，边长A和M围成的弧面为工作面(也 称AM弧面)，相应地，边长B和M围成的弧面为非工作面(也称BM弧面)。这些定义适用 于以下所有实施例中的扇形复合隔热砖。[0041 ] 参照图2A和图2B，是一种扇形砖，具有工作面AM弧面和相对的非工作面BM弧面， 其余四个相邻的面为第一和第二结合面，具体如前面的说明。图中工作面及靠近工作面的 区域为重质材料砖体1，靠近非工作面的阴影部分区域为轻质材料砖体2，且该轻质材料砖 体是贯穿相对的ANB面(第二结合面)之间的砖体，该实施例中，轻质砖体2与重质砖体1 相拼接成为所述复合结构隔热砖，在ANB面(指相对的二个扇形结合面中任何一个)，轻质 材料砖体2的面积占50-6%，根据复合隔热砖的具体尺寸差异，轻质材料砖体2位于自BM 弧面向弧面中心5-80mm的区域内，即图中a = 5_80mm，该实施例中，轻质材料砖体2占据了 复合隔热砖非工作面起5-80mm的整个区域。如图中即示，该复合砖为扇形砖，在成扇形的 ANB面，工作面一端的弧长小于非工作面，即，工作面小于非工作面，分别称小头和大头。图3A、3B、4A、4B、5A、5B、6A、6B、7A、7B和图8A、8B示意了轻质材料砖体2以镶嵌方 式与重质材料砖体1组合的结构示意图，即轻质材料砖体2镶嵌于重质材料砖体1设置的 贯穿丽面间砖体的透孔中。轻质材料砖体2的截面形状(透孔形状)可以是不同规格的 圆形、方形，也可以是其他形状(例如不规则多边形、椭圆形等)，根据该复合结构隔热砖的 整体尺寸和需要，轻质材料砖体2可以设置为多个且间隔设置，如上述图中所示，靠近ANB 面的最外侧的轻质材料砖体2距隔热砖的边缘距离为d，圆形轻质材料砖体2的直径或方形 轻质材料砖体2的边长(宽度)为b，距非工作面边缘距离为f，相邻轻质砖体2之间的间 距c，这些轻质材料砖体2的形状和尺寸不要求一定相同，参见所述附图，所确定的一个以 上的轻质材料砖体2均设置在自非工作面距离为a (a = 5-80mm)的区域内，从ANB面看占距 的距离为e，这些尺寸对于不同规格的复合结构隔热砖均可按比例调整。这些结构示例中， 复合结构隔热砖非工作面BM面由轻质隔热材料形成，工作面和非工作面可以是平面，也可 以是弧面。当然，这些实施例中镶嵌的轻质材料砖体2也可以只有一个较大尺寸的，镶嵌在 上述合适区域中。作为本实用新型的另一类实施方案，参见附图94、98、1认、118、13々、138、和15A及 15B所示的复合结构隔热砖，轻质材料砖体2镶嵌于重质材料砖体1在非工作面开设的凹槽 中，这样，非工作面是由轻质材料砖体2与重质材料砖体1间隔设置而成。关于轻质材料砖 体的尺寸设计以及设置方式，各附图中所示意的符号及含义均与前述实施例相同，不再重 复。参照上述附图可以理解，这些实施例中，轻质材料砖体2与重质材料砖体1的结合界面 可以是平面或直角，也可以是弧面或圆角。再一类实施方式就是轻质材料砖体设于非工作面的一个或二个端角位置，参见图 12A、12B、14A、14B和图16A、16B,有关该复合结构隔热砖的各个面的描述与前面各实施例 相同，轻质材料砖体2位于非工作面的二个端角，同样地，轻质材料砖体2可以为直角、也可 以是圆角组合，该复合结构隔热砖的整体外形和尺寸以及轻质材料砖体2的截面形状和尺 寸以及设置位置，都可在满足本使用新型定义的范围内调整。本实用新型以及以上各实施例所提供的方案，该复合结构隔热砖在制备时，是将 选定的轻质隔热材料和重质隔热材料分别制作成相适应砖坯，再重新经过烧制后即可得到 所需要的复合结构隔热砖。以上实施例仅用于说明，并非穷举，在脱离本实用新型所提出的设计思想基础上， 更多的改变设计方案都应落入本实用新型权利要求书所提出的保护范围内。
权利要求一种回转窑窑衬用的复合结构隔热砖，该复合结构隔热砖具有四个相邻的结合面、一个工作面以及与其相对的非工作面，所述四个相邻的结合面为二二相对的第一结合面和第二结合面，在砌筑窑衬时分别与窑体的轴向和径向方向相一致，其特征在于，该复合结构隔热砖是由重质材料砖体与轻质材料砖体组合而成，轻质材料砖体位于该复合结构隔热砖靠近非工作面一端的区域并贯穿所述第一或第二结合面之间的砖体，且在该结合面上，轻质材料砖体的面积占50-6％。
2.根据权利要求1所述的一种回转窑窑衬用的复合结构隔热砖，其特征在于，所述轻 质材料砖体设置于复合结构隔热砖自非工作面起80-5mm区域内。
3.根据权利要求1或2所述的一种回转窑窑衬用的复合结构隔热砖，其特征在于，所述 轻质材料砖体与重质材料砖体拼接组合为一体，且该复合结构隔热砖的非工作面由轻质材 料砖体构成。
4.根据权利要求1或2所述的一种回转窑窑衬用的复合结构隔热砖，其特征在于，所述 轻质材料砖体与重质材料砖体镶嵌组合为一体，且复合结构隔热砖的至少部分非工作面由 重质材料砖体构成。
5.根据权利要求4所述的一种回转窑窑衬用的复合结构隔热砖，其特征在于，所述轻 质材料砖体与重质材料砖体的镶嵌组合方式包括轻质材料砖体镶嵌于重质材料砖体设置 的一个以上透孔中；和/或所述轻质材料砖体镶嵌于重质复合材料砖体在非工作面上开设 的一个以上凹槽中，该复合结构隔热砖的非工作面由二种砖体间隔设置构成。
6.根据权利要求1或2所述的一种回转窑窑衬用的复合结构隔热砖，其特征在于，所述 轻质材料砖体与重质材料砖体拼接组合为一体，所述轻质材料砖体形成该复合结构隔热砖 非工作面的至少一个端角。
7.根据权利要求1或2所述的一种回转窑窑衬用的复合结构隔热砖，其特征在于，该复 合结构隔热砖的工作面小于非工作面。
8.根据权利要求5所述的一种回转窑窑衬用的复合结构隔热砖，其特征在于，所述透 孔形状包括圆形、椭圆形、三角形、四边形和/或多边形。
9.根据权利要求1所述的一种回转窑窑衬用的复合结构隔热砖，其特征在于，所述复 合结构隔热砖的工作面和/或非工作面为平面或弧面。
10.根据权利要求1所述的一种回转窑窑衬用的复合结构隔热砖，其特征在于，所述复 合结构隔热砖为矩形砖或扇形砖，且为矩形砖时，轻质材料砖体设置为贯穿第一结合面之 间的砖体；为扇形砖时，轻质材料砖体设置为贯穿第二结合面之间的砖体。
专利摘要本实用新型提供了一种回转窑炉衬用的复合结构隔热砖，该复合结构隔热砖具有四个相邻的结合面、一个工作面以及与其相对的非工作面，所述四个相邻的结合面为二二相对的第一结合面和第二结合面，在砌筑窑衬时分别与窑体的轴向和径向方向相一致，该复合结构隔热砖是由重质材料砖体与轻质材料砖体组合而成，所述轻质材料砖体位于该复合结构隔热砖靠近非工作面一端的区域，并贯穿所述结合面之间的砖体，且在该结合面上，轻质材料砖体的面积占50-6％。本实用新型通过两种材料砖体的结合，达到提高回转窑保温隔热效果，同时可降低窑体的重量负荷，从而可有效降低生产能耗，减少窑衬的使用量和延长窑体使用寿命。
文档编号C04B35/66GK201611209SQ20092027590
公开日2010年10月20日 申请日期2009年12月18日 优先权日2009年12月18日
发明者孙金海, 樊争峰 申请人:樊争峰;孙金海