用于容器壁元件的泡沫隔熱的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于大型容器的隔熱。特別地，本發(fā)明涉及大型容器的容器壁元件的隔熱以及這些容器壁元件在大型容器的容器壁中的使用。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前的大型容器一包括熔化技術(shù)領(lǐng)域(例如用于玻璃熔化)的設(shè)備，是熔體的爐子或運(yùn)輸部分，其由選擇的耐火材料組成。在最簡單例子中，它們基本上由底板、側(cè)壁和拱頂組成。那些組件一起基本包圍爐腔/熔化腔，并因此包圍熔體，或者在熱電設(shè)備的情況下，包圍燃燒室或燃燒道路。
[0003]本發(fā)明可以應(yīng)用于所有類型的大型容器，比如，熔化爐、盤、罐等，以及用于所有的可熔材料，例如，玻璃熔體、金屬熔體、礦物熔體等，以及用于單組分熔體、多組分熔體、多層熔體、熔融化合物等；其次，前述簡單地稱作爐子和熔體。同樣地，本發(fā)明可以應(yīng)用于其他熱電設(shè)備，例如，應(yīng)用于發(fā)電設(shè)備或廢物焚化設(shè)備中，其中通過隔熱壁或容器壁至少部分地包圍熱處理的裝載物。然而，本發(fā)明還可以應(yīng)用于大型容器的絕熱，用于非常冷的處理。
[0004]通過術(shù)語容器壁元件描述直接或間接地包圍熔體或熔融的裝載物的爐子的部分，優(yōu)選為耐火部件或石頭，通常為石頭。例如，在爐子的情況下，那些部分是指直接地包圍熔體或上面的爐子的部分，或在部分的各種順序定位的層的情況下，那些部分是指前后布置的部分。
[0005]在應(yīng)用于玻璃熔爐的情況下，整個(gè)玻璃熔爐受到磨損(腐蝕/侵蝕)，因此該玻璃熔爐具有有限的使用壽命，即所謂的爐齡。在未停工且冷卻的情況下，磨損的部件或容器壁元件的修補(bǔ)被限制，以及僅僅不顯著地延長所述爐子的爐齡。幾年之后，整個(gè)熔爐不得不以尚成本基本完全被更新。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]因此，本發(fā)明的目的是提供改進(jìn)的隔熱用于延長爐齡，和/或降低或消除氣體或液體的擴(kuò)散，由此柔性地保持該隔熱。
[0007]本發(fā)明的目的是通過根據(jù)所附的獨(dú)立權(quán)利要求的特征的設(shè)備和方法實(shí)現(xiàn)的。
[0008]提供包括耐火材料的容器壁元件，由此耐火材料在至少一側(cè)被剛性連接至隔熱材料。具有隔熱材料的耐火材料的容器壁通過熔爐的壁降低熱損失。當(dāng)在冷卻系統(tǒng)中使用本發(fā)明時(shí)，具有這種設(shè)置的容器壁因而降低冷損失。兩種時(shí)期都有利地降低能量損耗。通過將隔熱材料剛性地應(yīng)用至容器壁元件的耐火材料，相應(yīng)地有助于容器裝配期間的處理。該容器壁元件可以用作側(cè)壁的壁元件，在此基礎(chǔ)上，可以用作中間壁或還可以用在蓋子中。
[0009]該隔熱材料可以為任何適合于本目的的材料。此外，該隔熱材料可以具有防氣體擴(kuò)散性能。另外，該隔熱材料可以包括機(jī)械強(qiáng)度使得至少一個(gè)緊固件可以插入該隔熱材料。反之，至少一個(gè)緊固件可以通過硬質(zhì)的插入構(gòu)件而接合至耐火材料，且該耐火材料可以通過具有低的機(jī)械載荷能力或沒有機(jī)械載荷能力的隔熱材料隔熱。特別地，優(yōu)選的隔熱材料可以為泡沫玻璃或泡沫金屬。該耐火材料可以直接地配置有這些泡沫或這些泡沫可以應(yīng)用于該耐火材料。
[0010]當(dāng)應(yīng)用該隔熱材料時(shí)，至少一個(gè)緊固件可以插入已經(jīng)存在的隔熱材料中或該隔熱材料可以圍繞至少一個(gè)緊固件而制造。還可以想到的是，該隔熱材料本身形成緊固件，例如形成為用于剛性連接的形狀元件。至少一個(gè)緊固件可以具有任何適合的形狀，并且包括例如螺栓或用于增加容器壁元件的柔性的形狀元件，例如，球狀頭部。至少一個(gè)緊固件可以通過剛性連接、非剛性連接或粘接結(jié)合而附接至隔熱材料。如EP2011001574所公開的，至少一個(gè)緊固件可以用于保持并進(jìn)給傳遞至具有可以被推送通過的壁的熔爐的容器壁元件。該緊固件還可以直接地插入耐火材料中然后能夠伸入該隔熱材料。大體上，允許力和/或力矩傳遞至容器壁元件和從容器壁元件傳遞出的所有緊固件都是適合的。
[0011]在使用泡沫作為隔熱材料的情況中，在耐火材料上制造泡沫期間，至少一個(gè)緊固件可以結(jié)合至泡沫。還可能適合的是，至少一個(gè)緊固件包括錨固件，然后該錨固件可以結(jié)合至隔熱材料，即該泡沫在耐火材料上以緊固件“生長在”泡沫的方式起泡。假定在隔熱材料中提供足夠的機(jī)械強(qiáng)度的隔熱材料，例如螺釘，如果需要的話可以通過插入的螺紋嵌入件來提供。
[0012]將該隔熱材料應(yīng)用至固體元件的形式的耐火材料I也是可能的，通過或不通過緊固件。據(jù)此，可能的是，隔熱材料已經(jīng)是用于將被鑄造的熔鑄耐火材料的期望形狀，且僅僅裝配這兩種材料。
[0013]中間層可以設(shè)置在耐火材料和隔熱材料之間。該中間層可以通過將隔熱材料直接應(yīng)用至耐火材料而產(chǎn)生，例如，當(dāng)應(yīng)用泡沫玻璃時(shí)的玻璃層。另外，可以應(yīng)用單獨(dú)的層，例如，用于連接和/或密封耐火材料和隔熱材料。該中間層可以通過各種層增加相對于氣體擴(kuò)散的不透性或該中間層可以提供不透性。
[0014]該容器壁元件的各個(gè)層可以包括各種延伸部，使得鄰接的容器壁元件可以彼此接合或彼此重疊。該重疊可以對容器壁元件的組件的穩(wěn)定性和不透性具有積極影響。形成該容器壁元件的各個(gè)層可以具有不同厚度。
[0015]該容器壁元件的各個(gè)層可以包括用于介質(zhì)通過的通道和/或連接。通過這些通道和/或連接可以另外地冷卻或加熱容器壁元件。當(dāng)加熱或冷卻整個(gè)設(shè)備時(shí)這可能是有利的。特別地，來自熔化過程或另外過程或上游過程的液態(tài)材料(例如液態(tài)玻璃、液態(tài)金屬)可以被導(dǎo)向通過通道。這種材料可以完全地或部分地提供用于熔化過程的能量。例如，各個(gè)容器壁元件的通道可以通過套筒系統(tǒng)彼此連接。
[0016]在這種套筒系統(tǒng)中，容器中包括的通道的一端被配置為套筒且另一端被延伸作為肩部，由此該肩部裝配到下一個(gè)容器壁元件的套筒內(nèi)。必須以這樣的方式設(shè)計(jì)容器壁元件之間的連接:使得如果鄰接的容器壁元件具有不同的取向，則還保證容器壁元件之間的通道連接的不透性。此時(shí)，可以使用合適的密封，套筒連接的合適的幾何結(jié)構(gòu)(例如球/窩形)或像波紋管或鉸鏈的柔性部。此外，容器壁元件的套筒部可以配置有傳感器，例如用于檢測連接處的溫度和壓力狀況并使用這些數(shù)據(jù)用于控制/調(diào)節(jié)整個(gè)設(shè)備。
[0017]各個(gè)容器壁元件的通道的連接還可以是鈍性的，由此適當(dāng)?shù)拿芊饧?如果需要的話，具有傳感器)，設(shè)置在容器壁元件之間。通過將足夠高的壓力應(yīng)用至容器壁元件并因此提供不透性，還可以通過鈍性的連接來連接通道。該密封件可以被配置為壓力元件。以通過各個(gè)元件的運(yùn)動啟動控制功能的方式來提供通道。例如，通過至少部分偏移的運(yùn)動打開其它通道。據(jù)此，當(dāng)導(dǎo)向經(jīng)過鄰接的部分或傳遞經(jīng)過鄰接的部分時(shí)，流動的流體還可以被重新導(dǎo)向或引導(dǎo)進(jìn)入幾個(gè)或不同的通道。同樣地，可以想到通過定向偏移降低流速，該定向偏移在這一位置減少通路通道。這個(gè)系統(tǒng)可以用于控制/調(diào)節(jié)熔化物中的能量供應(yīng)，以及用于上游過程的散熱，以通過管理用于從能量上至少支持另外的過程的各種、至少兩個(gè)依次跟隨的過程，來至少部分地引導(dǎo)各種、至少兩個(gè)依次跟隨的過程的過程熱。這還可以被同時(shí)以及以其任意的組合執(zhí)行。用于加熱的過程也適用于冷卻。
[0018]該容器壁元件可以配置有傳感器，例如用于收集關(guān)于容器壁元件的壓力和溫度狀況以及可能的進(jìn)一步(測量)數(shù)據(jù)。所得到的數(shù)據(jù)可以有利地用于控制/調(diào)節(jié)整個(gè)設(shè)備。傳感器可以設(shè)置在隔熱材料內(nèi)或隔熱材料上以及耐火材料內(nèi)或耐火材料上以及中間層內(nèi)或中間層上。傳感器還可以結(jié)合至容器壁元件的隔熱層。傳感器可以是當(dāng)達(dá)到預(yù)定參數(shù)時(shí)被激活或失效的一次性(disposable)傳感器，或者傳感器可以是數(shù)據(jù)可以查詢的傳感器。
[0019]有利地，容器壁，例如側(cè)壁，可以通過相對彼此且相對它們的空間位置可移動的多個(gè)容器壁元件而基本被裝配而成。因此，可以提供一種具有可以被推送通過的可調(diào)節(jié)的壁的熔爐。
[0020]該容器壁的各個(gè)容器壁元件可以設(shè)置為相對彼此偏移，以使得通過推送通過各個(gè)容器壁元件，鄰接的容器壁元件可能不具有相同的進(jìn)給位置。當(dāng)移除被推送通過的石頭時(shí)，這是有利的，因?yàn)榭梢杂欣乇苊獠坏貌煌瑫r(shí)拆卸多個(gè)容器壁元件。
[0021]該容器壁的各個(gè)容器壁元件在彼此之間可以配置有連接元件，以使得進(jìn)給力可靠地從一個(gè)容器壁元件傳遞至另一個(gè)容器壁元件。還可以通過致動器(例如液壓驅(qū)動裝置或主軸驅(qū)動裝置)提供這種連接。因此，各個(gè)容器壁元件可以相對于彼此移動并且彼此關(guān)聯(lián)地移動，或者可以改變壓力條件。例如，致動器可以附接至每個(gè)容器壁元件的至少一個(gè)緊固件以將力傳遞至至少一個(gè)緊固件的每一個(gè)。例如，如果容器基部是固定的且側(cè)壁包括可以被推送通過的容器壁元件，增加的摩擦力可以在固定的基部與可移動的容器壁元件之間產(chǎn)生。因此，當(dāng)容器壁元件被推送通過時(shí)，即使熔體到達(dá)容器壁的固定部和移動部之間，基部元件也可以以基部元件保持在合適的位置的方式被錨固或固定。因此，這不是簡單的保持，還可以使用拉伸力和壓縮力來使石頭相對于它們的高度移動(進(jìn)入熔體或從熔體移出)，用于操縱流動以例如在基部上提供高度可調(diào)節(jié)的凹部。因此，通過高度的可調(diào)節(jié)性提高和降低多個(gè)基部元件，而提供可變的均化區(qū)域。
[0022]在容器壁的各個(gè)容器壁元件之間，可以設(shè)置傳感器用于檢測關(guān)于容器壁或它的一段的壓力和溫度狀況。有利地，傳感器的數(shù)據(jù)可以用于控制/調(diào)節(jié)整個(gè)的設(shè)備，特別地，用于控制/調(diào)節(jié)一方面產(chǎn)生容器壁元件的進(jìn)給的致動器，且另一方面用于如下的致動器:該致動器設(shè)置在各個(gè)容器壁元件之間，用于調(diào)節(jié)或至少臨時(shí)重疊各個(gè)元件、部分區(qū)段或整個(gè)區(qū)段的布置，以及如果必要的話多次調(diào)節(jié)或重疊。
[0023]在容器壁元件被推送通過容器壁且磨損之后，可以再加工并重復(fù)使用該容器壁元件。一方面，磨損區(qū)域可以處理并變平，例如通過應(yīng)用新的耐火材料。因此該容器壁元件上的隔熱材料可以重復(fù)使用。另一方面，該隔熱材料可以拆卸并應(yīng)用于該容器壁元件的另一偵U。作為優(yōu)勢，該容器壁元件可以重復(fù)使用多次并因此降低成本。
[0024]在玻璃熔爐的應(yīng)用中，由泡沫玻璃組成的隔熱材料層(如果有必要的話該隔熱材料層具有緊固件)可以直接應(yīng)用于可拆卸的容器壁元件的面向熔體的一側(cè)上的玻璃層，該玻璃層由可拆卸的容器壁元件的使用產(chǎn)生。由于耐火材料的足夠的厚度，新耐火材料的應(yīng)用不是必要的。否則，可以應(yīng)用另外的耐火材料。
[0025]推送各個(gè)容器壁元件通過容器壁被設(shè)置成連續(xù)過程，其可以依靠所述傳感器捕獲的數(shù)據(jù)控制/調(diào)節(jié)該連續(xù)過程。在推送通過的過程中，一個(gè)從未用過的、新的或再加工過的容器壁元件應(yīng)用于容器壁并移動進(jìn)入進(jìn)給方向。在通道路徑的一端拆卸用過的容器壁元件且可以再加工該容器壁元件。所述容器壁元件可以以單個(gè)元件、部分段的形式或作為整個(gè)壁被推送通過所述容器壁