一种轻质烟道闸板的制作方法

本发明属于闸板领域，尤其涉及一种轻质烟道闸板。

背景技术

在工作温度较高的热烟气烟道中，如果对泄漏率要求不是很高，一般选用造价低、结构简单的烟道闸板作为烟气节流件，以实现对高温烟气的流量调节以及通断。

传统的烟道闸板一般由砖砌筑或者混凝土浇筑而成，容重较大；而且这些烟道闸板的耐气流冲刷性能较差，使用过程中容易开裂，导致其使用寿命较短。因此，如何减轻烟道闸板的重量，延长期使用寿命，是本领域技术人员亟待攻克的技术难题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种轻质烟道闸板，本发明提供的轻质烟道闸板容重小，且具有较长的使用寿命。

本发明提供了一种轻质烟道闸板，包括：

耐火纤维闸板坯；

嵌固在所述闸板坯内的刚性骨架；

和复合在所述闸板坯表面的耐热涂层。

优选的，所述刚性骨架由若干根刚性棒材组成，所述刚性棒材的直径为8～12mm。

优选的，所述耐火纤维闸板坯由若干个耐火纤维材料单元组成，相邻两个耐火纤维材料单元之间通过耐热涂料粘接。

优选的，所述耐火纤维材料单元包括耐火纤维毯、耐火纤维毡、耐火纤维板和耐火纤维模块中的一种或多种。

优选的，所述耐火纤维材料单元的材质为硅酸铝纤维和/或含锆硅酸铝纤维；

所述耐热涂料为硅酸铝纤维涂料。

优选的，相邻两个所述耐火纤维材料单元之间的耐热涂料的厚度为10～20mm。

优选的，所述耐热涂层由硅酸铝纤维涂料经涂覆后形成。

优选的，所述耐热涂层的厚度为10～30mm。

优选的，还包括：设置在所述闸板坯侧周的刚性框体。

优选的，所述刚性框体的厚度为3～5mm。

与现有技术相比，本发明提供了一种轻质烟道闸板。本发明提供的轻质烟道闸板包括：耐火纤维闸板坯；嵌固在所述闸板坯内的刚性骨架；和复合在所述闸板坯表面的耐热涂层。本发明采用质量较轻的耐火纤维作为闸板基体材料，通过在纤维中嵌固刚性骨架来增加耐火纤维的整体强度和纤维内部的结合力，通过在纤维表面涂覆耐热涂层来保护耐火纤维。本发明通过将耐火纤维、刚性材料和耐热涂料巧妙的结合起来，形成了质轻、结实的整体闸板，可以安装在各行业的高温烟道、高温窑炉炉口，用作闸门或者调解炉内的气压及温度等作用。本发明提供的烟道闸板的容重仅为传统浇注料烟道闸板的五分之一到八分之一；该烟道闸板耐气流冲刷，长期使用不会出现裂纹，使用寿命是传统浇注料烟道闸板的5倍以上；而且该烟道闸板还具有良好的保温、绝热性能，能满足碳素、水泥、电力、石化、冶金等大部分领域的保温需求。实验结果表明：本发明提供的烟道闸板容重大约为600～700kg/m³，使用寿命在1年以上。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的轻质烟道闸板的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的刚性栅栏的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种轻质烟道闸板，包括：

耐火纤维闸板坯；

嵌固在所述闸板坯内的刚性骨架；

和复合在所述闸板坯表面的耐热涂层。

参见图1，图1是本发明提供的轻质烟道闸板的结构示意图，图1中1为耐火纤维闸板坯，2为刚性骨架，3为耐热涂层，4为刚性框体。图1中，耐火纤维闸板坯1和刚性骨架2均是以透视的形式展示出，耐火纤维板坯1实际上掩埋在耐热涂层3和刚性框体4下，而刚性骨架2则是内嵌在耐火纤维闸板坯1中。

本发明提供的轻质烟道闸板包括耐火纤维闸板坯1、刚性骨架2和耐热涂层3。其中，耐火纤维闸板坯1为烟道闸板的基体材料，耐火纤维闸板坯1优选由若干个耐火纤维材料单元组成，相邻两个耐火纤维材料单元之间通过耐热涂料粘接。在本发明中，所述耐火纤维材料单元包括但不限于耐火纤维毯、耐火纤维毡、耐火纤维板和耐火纤维模块中的一种或多种。在本发明提供的一个实施例中，若烟道闸板应用于烟道内压力＞2mpa的工况时，所述耐火纤维材料单元采用耐火纤维板；若烟道闸板应用于烟道内压力≤2mpa的工况时，所述耐火纤维材料单元采用耐火纤维模块。在本发明中，所述耐火纤维材料单元的材质优选为硅酸铝纤维和/或含锆硅酸铝纤维；所述硅酸铝纤维中的al2o3含量优选≥40wt％，具体可为40wt％、43wt％、45wt％、48wt％、50wt％、52wt％或55wt％；所述硅酸铝纤维中的al2o3和sio2总含量优选≥95wt％，具体可为95wt％、96wt％、97wt％、98wt％、98.5wt％或99wt％；所述含锆硅酸铝纤维中的zro2含量优选≥15wt％；所述含锆硅酸铝纤维中的al2o3、sio2和zro2总含量优选≥99wt％；所述耐火纤维材料单元的容重优选为150～400kg/m³，具体可为150kg/m³、160kg/m³、170kg/m³、180kg/m³、190kg/m³、200kg/m³、210kg/m³、220kg/m³、230kg/m³、240kg/m³、250kg/m³、260kg/m³、270kg/m³、280kg/m³、290kg/m³、300kg/m³、310kg/m³、320kg/m³、330kg/m³、340kg/m³、350kg/m³、360kg/m³、370kg/m³、380kg/m³、390kg/m³或400kg/m³。在本发明中，所述耐火纤维材料单元的厚度优选与耐火纤维闸板坯1一致。在本发明中，所述耐热涂料优选为硅酸铝纤维涂料，所述硅酸铝纤维涂料由硅酸铝纤维、溶剂和其他添加剂混合制成；所述硅酸铝纤维涂料的湿态容重优选为1000～1500kg/m³，具体可为1000kg/m³、1100kg/m³、1200kg/m³、1300kg/m³、1400kg/m³或1500kg/m³；所述硅酸铝纤维涂料的干态容重优选为500～800kg/m³，具体可为500kg/m³、550kg/m³、600kg/m³、650kg/m³、700kg/m³、750kg/m³或800kg/m³；所述硅酸铝纤维涂料中的硅酸铝中的al2o3含量优选≥30wt％，具体可为30wt％、35wt％、40wt％、45wt％、50wt％、55wt％、60wt％、65wt％、70wt％或75wt％；所述硅酸铝纤维涂料中的硅酸铝中的al2o3和sio2总含量优选≥95wt％，具体可为95wt％、96wt％、97wt％、98wt％、98.5wt％或99wt％。在本发明提供的一个实施例中，所述硅酸铝纤维涂料可选择山东鲁阳公司提供的1200型高温热防护涂料、1400型高温热防护涂料和1600型高温热防护涂料中的一种或多种。在本发明中，相邻两个所述耐火纤维材料单元之间的耐热涂料的厚度优选为10～20mm，具体可为10mm、11mm、12mm、13mm、14mm、15mm、16mm、17mm、18mm、19mm或20mm。

在本发明中，刚性骨架2嵌固在闸板坯1内。在本发明提供的一个实施例中，刚性骨架2由若干根刚性棒材组成，所述刚性棒材的直径优选为8～12mm，具体可为8mm、9mm、10mm、11mm或12mm。在本发明提供的一个实施例中，刚性骨架2包括两个平行设置的刚性栅栏，两个刚性栅栏的间距优选为60～300mm，具体可为60mm、80mm、100mm、120mm、140mm、160mm、180mm、200mm、220mm、240mm、260mm、280mm或300mm，每个所述刚性栅栏由纵横交错的若干根刚性棒材组成，纵向相邻两根刚性棒材的间距和横向相邻两根刚性棒材的间距独立地优选为200～500mm，具体可为200mm、225mm、250mm、275mm、300mm、325mm、350mm、375mm、400mm、425mm、450mm、475mm或500mm。在本发明中，刚性骨架2优选在耐火纤维闸板坯1内居中设置，刚性骨架2在厚度方向与耐火纤维闸板坯1的间距优选为5～30mm，具体可为5mm、10mm、15mm、20mm、25mm或30mm。在本发明中，刚性骨架2的材质优选为不锈钢，更优选为304不锈钢和/或310不锈钢。

在本发明中，耐热涂层3复合在闸板坯1的表面，由耐热涂料在闸板坯表面涂覆后形成。其中，所述耐热涂料优选为硅酸铝纤维涂料，所述硅酸铝纤维涂料在上文中已经介绍，在此不再赘述。在本发明中，耐热涂层3的厚度优选为10～30mm，具体可为10mm、15mm、20mm、25mm或30mm。在本发明中，在耐火纤维闸板坯1表面设置耐热涂层3可对闸板坯起到一定的保护作用，此外，当闸板坯由多个耐火纤维材料单元粘接而成时，闸板坯表面涂覆的涂料可与耐火纤维材料单元粘接时所用的涂料结合在一起，形成三维立体的栅栏结构，从而能够更有效的增加闸板的整体强度，保证涂料不会掉落。

在本发明提供的一个实施例中，所述轻质烟道闸板还包括设置在闸板坯1侧周的刚性框体4，用于对闸板坯1的侧周进行保护和固定。在本发明中，刚性框体4优选由若干块刚性板材拼接而成；刚性框体4的材质优选为不锈钢，更优选为304不锈钢和/或310不锈钢；刚性框体4的厚度优选为3～5mm，具体可为3mm、3.5mm、4mm、4.5mm或5mm；刚性框体4沿耐火纤维闸板坯1厚度方向的尺寸优选与耐火纤维闸板坯1和耐热涂层3的总厚度一致。在本发明提供的一个轻质烟道闸板1的侧周设置有刚性框体4的实施例中，轻质烟道闸板1的侧周不再涂覆耐热涂层3。

在本发明提供的一个实施例中，所述轻质烟道闸板可按照以下方法进行制备：

首先将耐火纤维材料切割成规定尺寸的耐火纤维材料单元，然后一层一层的叠加所述耐火纤维材料单元，叠加面涂抹一层耐热涂料，叠加过程中将刚性骨架埋在纤维材料中，得到所需尺寸形状的闸板坯。得到闸板坯后，在闸板坯侧周焊接刚性框体，接着在闸板坯的正反两面均匀的涂抹耐热涂料，干燥，得到轻质烟道闸板。

本发明采用质量较轻的耐火纤维作为闸板基体材料，通过在纤维中嵌固刚性骨架来增加耐火纤维的整体强度和纤维内部的结合力，通过在纤维表面涂覆耐热涂层来保护耐火纤维。本发明通过将耐火纤维、刚性材料和耐热涂料巧妙的结合起来，形成了质轻、结实的整体闸板，可以安装在各行业的高温烟道、高温窑炉炉口，用作闸门或者调解炉内的气压及温度等作用。本发明提供的烟道闸板的容重仅为传统浇注料烟道闸板的五分之一到八分之一；该烟道闸板耐气流冲刷，长期使用不会出现裂纹，使用寿命是传统浇注料烟道闸板的5倍以上；而且该烟道闸板还具有良好的保温、绝热性能，能满足碳素、水泥、电力、石化、冶金等大部分领域的保温需求。实验结果表明：本发明提供的烟道闸板容重大约为600～700kg/m³，使用寿命在1年以上。

为更清楚起见，下面通过以下实施例进行详细说明。

1)本发明下述实施例所使用的耐火纤维板和耐火纤维模块的具体指标如表1所示：

表1耐火纤维板和耐火纤维模块的指标

2)本发明下述实施例所使用的硅酸铝纤维涂料为山东鲁阳公司的高温热防护涂料，具体指标如表2所示：

表2高温热防护涂料的指标

3)本发明下述实施例所使用的刚性骨架由两个平行设置的刚性栅栏组成，两个刚性栅栏的间距为60mm，每个所述刚性栅栏由纵横交错的若干根304不锈钢棒(φ＝10mm，重量＝0.65kg/m)组成，其具体结构如图2所示。图2是本发明实施例提供的刚性栅栏的结构示意图，图2中，a＝400mm，b＝275mm，c＝1600mm，d＝1100mm。

实施例1

本实施例提供一种如图1所示轻质烟道闸板，包括耐火纤维闸板坯1，居中嵌固在闸板坯1内的刚性骨架2，复合在闸板坯1正面和背面的耐热涂层3，设置在闸板坯1侧周的刚性框体4。

其中，耐火纤维闸板坯1的尺寸为1.6m×1.1m×0.09m；耐火纤维板坯由含锆型耐火纤维板叠加而成，叠加面上涂抹一层1600型高温热防护涂料(涂料干燥后的厚度约为15mm)；耐热涂层3由相同的涂料在闸板坯1的正面和背面涂覆后干燥形成，耐热涂层3的厚度约为15mm；刚性框体4由多块厚度为3mm的304不锈钢板拼接而成，刚性框体4沿闸板坯1厚度方向的尺寸与闸板坯1和耐热涂层3的总厚度一致。

对本实施例提供的轻质烟道闸板进行称重并计算容重，结果为：容重约600kg/m³。

在某碳素企业测试本实施例提供的烟道闸板，其烟道内的气氛如下：温度为1300℃，还原气氛，炉内气流速度为40m/s，炉内大气压力为3mpa。烟道闸板安装使用3年后，未出现变形、裂纹等情况，仍可继续使用。而传统浇注料烟道闸板使用3个月后就会出现开裂的情况，需要更换。

实施例2

本实施例提供一种使用温度≥1200℃，适用于烟道内压力≤2mpa的轻质烟道闸板，该烟道闸板与实施例1的区别仅在于，将实施例1中使用的含锆型耐火纤维板替换为含锆型耐火纤维模块。

对本实施例提供的轻质烟道闸板进行称重并计算容重，结果为：容重约605kg/m³。

在某烟道内测试本实施例提供的烟道闸板，其烟道内的气氛如下：温度为1300℃，还原气氛，炉内气流速度为40m/s，炉内大气压力为2mpa。烟道闸板安装使用3年后，未出现变形、裂纹等情况，仍可继续使用。

实施例3

本实施例提供一种使用温度≤1000℃，适用于烟道内压力＞2mpa的轻质烟道闸板，该烟道闸板与实施例1的区别仅在于，将实施例1中使用的含锆型耐火纤维板替换为标准型耐火纤维板，将将实施例1中使用的1600型高温热防护涂料替换为1200型高温热防护涂料。

对本实施例提供的轻质烟道闸板进行称重并计算容重，结果为：容重约598kg/m³。

在某烟道内测试本实施例提供的烟道闸板，其烟道内的气氛如下：温度1000℃，还原气氛，炉内气流速度为40m/s，炉内大气压力3mpa。烟道闸板安装使用3年后，未出现变形、裂纹等情况，仍可继续使用。

实施例4

本实施例提供一种使用温度≤1000℃，适用于烟道内压力≤2mpa的轻质烟道闸板，该烟道闸板与实施例1的区别仅在于，将实施例1中使用的含锆型耐火纤维板替换为标准型耐火纤维模块，将将实施例1中使用的1600型高温热防护涂料替换为1200型高温热防护涂料。

对本实施例提供的轻质烟道闸板进行称重并计算容重，结果为：容重约595kg/m³。

在某烟道内测试本实施例提供的烟道闸板，其烟道内的气氛如下：温度1000℃，还原气氛，炉内气流速度为40m/s，炉内大气压力2mpa。烟道闸板安装使用3年后，未出现变形、裂纹等情况，仍可继续使用。

实施例5

本实施例提供一种使用温度≤1100℃，适用于烟道内压力＞2mpa的轻质烟道闸板，该烟道闸板与实施例1的区别仅在于，将实施例1中使用的含锆型耐火纤维板替换为高纯型耐火纤维板，将实施例1中使用的1600型高温热防护涂料替换为1200型高温热防护涂料。

对本实施例提供的轻质烟道闸板进行称重并计算容重，结果为：容重约610kg/m³。

在某烟道内测试本实施例提供的烟道闸板，其烟道内的气氛如下：温度为1100℃，还原气氛，炉内气流速度为40m/s，炉内大气压力为3mpa。烟道闸板安装使用3年后，未出现变形、裂纹等情况，仍可继续使用。

实施例6

本实施例提供一种使用温度≤1100℃，适用于烟道内压力≤2mpa的轻质烟道闸板，该烟道闸板与实施例1的区别仅在于，将实施例1中使用的含锆型耐火纤维板替换为高纯型耐火纤维模块，将实施例1中使用的1600型高温热防护涂料替换为1200型高温热防护涂料。

对本实施例提供的轻质烟道闸板进行称重并计算容重，结果为：容重约606kg/m³。

在某烟道内测试本实施例提供的烟道闸板，其烟道内的气氛如下：温度为1100℃，还原气氛，炉内气流速度为40m/s，炉内大气压力为2mpa。烟道闸板安装使用3年后，未出现变形、裂纹等情况，仍可继续使用。

实施例7

本实施例提供一种使用温度≤1200℃，适用于烟道内压力＞2mpa的轻质烟道闸板，该烟道闸板与实施例1的区别仅在于，将实施例1中使用的含锆型耐火纤维板替换为高铝型耐火纤维板，将实施例1中使用的1600型高温热防护涂料替换为1400型高温热防护涂料。

对本实施例提供的轻质烟道闸板进行称重并计算容重，结果为：容重约612kg/m³。

在某烟道内测试本实施例提供的烟道闸板，其烟道内的气氛如下：温度为1200℃，还原气氛，炉内气流速度为40m/s，炉内大气压力为3mpa。烟道闸板安装使用3年后，未出现变形、裂纹等情况，仍可继续使用。

实施例8

本实施例提供一种使用温度≤1200℃，适用于烟道内压力≤2mpa的轻质烟道闸板，该烟道闸板与实施例1的区别仅在于，将实施例1中使用的含锆型耐火纤维板替换为高铝型耐火纤维模块，将实施例1中使用的1600型高温热防护涂料替换为1400型高温热防护涂料。

对本实施例提供的轻质烟道闸板进行称重并计算容重，结果为：容重约602kg/m³。

在某烟道内测试本实施例提供的烟道闸板，其烟道内的气氛如下：温度为1200℃，还原气氛，炉内气流速度为40m/s，炉内大气压力为2mpa。烟道闸板安装使用3年后，未出现变形、裂纹等情况，仍可继续使用。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。