一种自冷式窑壳的制作方法

本实用新型涉及煅烧窑炉技术领域，具体涉及一种自冷式窑壳。

背景技术：

高温煅烧竖窑一般为顶部加料，上部预热，中部煅烧，下部冷却，物料始终向下运动，最后煅烧并冷却好的物料经底部排出窑体。冷却空气一般从窑底部逆流而上对物料进行冷却，吸取热量至中部转为助燃空气进行煅烧，最后预热上部物料从窑顶排出。

竖窑的预热段、煅烧段、冷却段一般都有内衬隔热耐材，通常情况下物料到达窑下部时的温度一般小于150℃，且为便于竖窑下部出料口与设备对接，窑底部冷却段下方的排料段窑壳一般无内衬耐火材料，一般情况下窑壳外部在环境温度中自然散热即可达工艺要求，但由于的人为误操作、设备故障或者超负荷生产，未经冷却或者冷却不完全的高温物料极易到达窑底部。经屡次高温灼烧，无内衬的排料段窑壳极易产生变形甚至焊缝开裂或者脱落，造成窑压泄漏、高温烟气和粉尘外溢，严重情况下会导致停窑停产，影响生产的正常进行，增加检修频率，缩短窑炉的使用寿命。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种自冷式窑壳，能够达到自动冷却窑壳的目的，形成动态的空气隔断，持续阻隔高温传导，增加了高温物料与冷却风接触面积，提高物料冷却效率；有效避免窑况异常时高温物料致使窑壳变形开裂而漏气。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案如下：

一种自冷式窑壳，包括自上至下依次设置的预热段、煅烧段、冷却段和排料段，所述排料段的窑壳上周向连接有多个加强筋，所述加强筋的边缘上设置有多个锯齿，相邻两个锯齿之间形成锯齿槽，所述锯齿的齿尖部向下倾斜，所述排料段的窑壳内设置有多个锥形环，每个所述锥形环的直径自上至下逐渐减小，所述锥形环的外锥面的倾斜角度与锯齿的齿尖部向下倾斜的角度相同，每个所述锥形环的外锥面均固定于锯齿的向下倾斜的锯齿面上，排料段的窑壳内壁与锥形环之间留有间隙。

所述锯齿的齿尖部向下倾斜的角度为40°～55°。

所述排料段的窑壳内壁与锥形环之间的间隙的最大值小于或等于100mm，排料段的窑壳内壁与锥形环之间的间隙的最小值大于或等于50mm。

所述加强筋的高度等于排料段的窑壳高度。

排料段的窑壳上的多个加强筋呈周向均匀布置。

所述锥形环的厚度为6～20mm。

所述加强筋的厚度为6～20mm。

所述预热段、煅烧段和冷却段的窑壳内壁上均设置有隔热耐材。

本实用新型具有以下有益效果：本实用新型的自冷式窑壳，通过排料段的窑壳处加强筋、环形板的设计，能够达到自动冷却窑壳的目的，形成动态的空气隔断，持续阻隔高温传导，增加了高温物料与冷却风接触面积，提高物料冷却效率；有效避免窑况异常时高温物料致使窑壳变形开裂而漏气，有效降低窑壳的故障率，延长窑炉的使用寿命；整体运行平稳可靠，工作效率高。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图(预热段、煅烧段和冷却段窑壳未示出)；

图2是图1中加强筋的结构示意图；

图3是图1的横向展开结构示意图；

图4是窑壳、加强筋和锥形环的装配示意图；

图中：1、窑壳，2、加强筋，21、锯齿，22、锯齿槽，3、锥形环，4、高温生石灰。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

如图1、图2和图4所示，一种自冷式窑壳，包括自上至下依次设置的预热段、煅烧段、冷却段和排料段，排料段的窑壳1上周向连接有多个加强筋2，加强筋2的边缘上设置有多个依次排列的锯齿21，相邻两个锯齿21之间形成锯齿槽22，锯齿21的齿尖部向下倾斜，排料段的窑壳1内设置有多个锥形环3，每个锥形环3的直径自上至下逐渐减小，即锥形环3呈倒置，锥形环3的大端(直径较大的一端)在上，小端(直径较小的一端)在下；

其中，锥形环3的外锥面的倾斜角度与锯齿21的齿尖部向下倾斜的角度相同，每个锥形环3的外锥面均焊接固定于锯齿21的向下倾斜的锯齿面上，即每个锥形环3与其周围一圈的多个锯齿21相固定，每个锥形环3的外锥面固定于其周围一圈的锯齿21的向下倾斜的锯齿面上，从而使得多个锥形环3在排料段的窑壳1内部自上而下布置，且由于加强筋2上锯齿21的排列而使得多个锥形环3自上而下呈交错布置。处于相邻锯齿21之间的锥形环3的锥面处于锯齿槽22内。

排料段的窑壳1的内壁与锥形环3之间留有间隙，即周向相邻的两个加强筋2之间的锥形环段与排料段的窑壳1的内壁之间留有间隙，从而使得窑壳1的内壁与锥形环3之间形成环形间隙，该环形间隙构成一个高温隔离腔，避免温度直接传导，同时隔离腔可以引导逆流而上的冷却风气流进入，进行高温物料冷却和窑壁冷却。

进一步地，如图2所示，锯齿21的齿尖部向下倾斜的角度为α，α为40°～55°，该角度是根据物料的颗粒状大小来确定，物料颗粒越大，该角度越平缓。优选的，锯齿21的齿尖部向下倾斜的角度α为50°。

进一步地，排料段的窑壳1的内壁与锥形环3之间的间隙的最大值小于或等于100mm，排料段的窑壳1的内壁与锥形环3之间的间隙的最小值大于或等于50mm；该间隙值的设置是用于保证从该间隙中通过的气流量不超过整体气流量的10％，使得该间隙中通过的气流量维持在整体气流量的5％～10％，从而保证排料段的窑壳1处的冷却效果，同时也使得上部冷却段的整体冷却效果不受影响。

进一步地，加强筋2的高度等于排料段的窑壳1高度，以与锥形环3配合达到更好地冷却效果，在其中一个实施例中，排料段的窑壳1的高度为1000m。

进一步地，如图3所示，排料段的窑壳1呈圆形，排料段的窑壳1上的多个加强筋2呈周向均匀布置，相邻两个加强筋2之间的间距为300mm。

进一步地，窑壳1、锥形环3和加强筋2均为钢材，钢材采用Q235钢，窑壳1、锥形环3和加强筋2的厚度可根据竖窑吨位和窑壳受力确定，优选的，窑壳1、锥形环3和加强筋2的厚度均为6～20mm。

进一步地，预热段窑壳、煅烧段窑壳和冷却段窑壳的内壁上均设置有隔热耐材。

如图1所示，图1中箭头方向为冷却风气流的流动方向，窑壳内部物料为高温生石灰4，本实用新型通过排料段窑壳1上加强筋2和锥形环3的配合设计，使得排料段窑壳1与锥形环3之间的环形间隙构成一个高温隔离腔，可避免温度直接传导，同时该隔离腔引导逆流而上的冷却风气流进入，并使得冷却风气流一部分从环形间隙内进入，另一部分从锥形环内部进入，使得冷却风气流流经排料段窑壳1后进入高温物料层而对高温生石灰4进行冷却，整个过程不仅增加了冷却风与物料的接触面积，增强了冷却效果，还使得此处形成四周温度低于中心温度的梯级温度分布，从而起到间接保护窑壳的作用。

本实用新型的自冷式窑壳通过排料段窑壳1、纵向加强筋2和锥形环3形成高温隔离腔，无需其他动力源，可直接引导原生产工艺的冷却空气进入隔离腔，形成动态的空气隔断，持续阻隔高温传导，避免高温物料与外部窑壳直接接触进行热传导，同时使得冷空风气流自动冷却此段窑壳，避免窑况异常时高温物料致使窑壳变形开裂而漏气，提高排料段窑壳在窑况异常时抵御高温造成的发红、变形、开裂等一系列损伤的能力，降低故障率；本实用新型整体运行平稳可靠，工作效率高；整体结构简单，施工方便，有效降低窑壳故障率和检修率，延长其使用寿命；无需在原有工艺上另外增加设备，能耗保持不变，对整个煅烧窑生产工艺及产品质量无影响；整体运行可靠，不受恶劣天气和环境条件的限制。

以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。