專利名稱：一種水泥窯噴煤咀防熱瓦及其組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種水泥窯噴煤咀防熱瓦及其組件技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及水泥窯機械設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種水泥窯噴煤咀防熱瓦及其組件。
背景技術(shù)：
[0002]水泥回轉(zhuǎn)窯噴煤咀是該水泥窯壽命最短的部位之一。噴煤咀頭部的耐火材料外殼除受到窯內(nèi)火焰的直接輻射外，還要受到窯內(nèi)高溫氣流的沖刷，高溫氣流攜帶熟料細顆粒侵蝕和磨損，以及來自內(nèi)部的強大膨脹拉力作用。因工況十分惡劣，損壞速度很快，常常因噴煤咀表面的耐火材料開裂、剝落和受侵蝕后損壞而影響水泥窯的生產(chǎn)。[0003]目前，水泥窯噴煤咀采用不定形耐火材料包裹鋼質(zhì)內(nèi)芯的結(jié)構(gòu)。一方面，鋼的熱膨脹系數(shù)為14-16X10 - 6/°C、耐火材料的熱膨脹系數(shù)為6-8X10 — 6/°C，鋼質(zhì)內(nèi)芯對耐火材料外殼呈膨脹狀態(tài)。這樣鋼質(zhì)內(nèi)芯的鼓脹就會引起耐火材料外殼開裂和剝落。另一方面，噴煤咀外殼為硅鋁質(zhì)耐火材料，水泥熟料為鈣硅鐵系材料，飛起水泥熟料細粒子將和耐火材料反應(yīng)，形成低熔物相，使耐火材料能夠粘結(jié)熟料細粒，形成結(jié)痂。隨著結(jié)痂的發(fā)展，不管是結(jié)痂自行垮落，還是被人工捅落，都會撕裂一部分耐火材料，從而造成外殼襯料的損失和縮短噴煤咀的壽命。實用新型內(nèi)容[0004]本實用新型的目的在于提出一種水泥窯噴煤咀防熱瓦，能夠減小鋼質(zhì)內(nèi)芯的熱應(yīng)力對防熱瓦的影響，以及水泥熟料對對防熱瓦的損壞，達到延長水泥窯噴煤咀防熱瓦的使用壽命的目的。[0005]為達此目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案一種水泥窯噴煤咀防熱瓦，包括第一防熱瓦單元、第二防熱瓦單元和第三防熱瓦單元，所述三塊防熱瓦單元的橫截面均為圓弧形；[0007]每個防熱瓦單元上均具有至少兩個定間距的安裝孔，所述安裝孔包括安裝孔上孔和安裝孔下孔，所述安裝孔上孔的直徑大于安裝孔下孔的直徑；[0008]所述三塊防熱瓦單元均由塞隆陶瓷制成。[0009]作為上述水泥窯噴煤咀防熱瓦的一個優(yōu)選方案，所述第一、第二和第三防熱瓦單元所對應(yīng)的圓心角均為120°。[0010]作為上述水泥窯噴煤咀防熱瓦的一個優(yōu)選方案，所述第一、第二和第三防熱瓦單元的兩端均設(shè)有相互配合的階梯狀的咬合部。[0011]作為上述水泥窯噴煤咀防熱瓦的一個優(yōu)選方案，所述第一防熱瓦單元的兩端的咬合部均為防熱瓦的內(nèi)緣向防熱瓦的外緣方向凹陷形成的內(nèi)緣凹?。凰龅诙罒嵬邌卧囊Ш喜烤鶠榉罒嵬叩耐饩壪蚍罒嵬叩膬?nèi)緣方向凹陷形成的外緣凹??；所述第三防熱瓦單元一端具有內(nèi)緣凹弧，其另一端具有外緣凹弧。[0012]作為上述水泥窯噴煤咀防熱瓦的一個優(yōu)選方案，所述內(nèi)緣凹弧和所述外緣凹弧的形狀相同。作為上述水泥窯噴煤咀防熱瓦的一個優(yōu)選方案，所述內(nèi)緣凹弧的的內(nèi)徑與所述防熱瓦的內(nèi)徑相同，所述內(nèi)緣凹弧的外徑與所述防熱瓦的內(nèi)徑和外徑的平均值相同；所述外緣凹弧的內(nèi)徑與所述防熱瓦的內(nèi)徑和外徑的平均值相同，所述外緣凹弧的外徑與所述防熱瓦的外徑相同。作為上述水泥窯噴煤咀防熱瓦的一個優(yōu)選方案，所述塞隆陶瓷主要組成元素是硅、鋁、氧、和氮，為氮化硅Si3N4和氧化鋁A1203的固溶體，基本結(jié)構(gòu)單元是(S1、Al) (O,N)四面體。一種水泥窯噴煤咀防熱瓦及其組件，包括噴煤咀鋼芯、螺釘、陶瓷墊片和相互拼接并包裹在所述噴煤咀鋼芯外部的三塊防熱瓦單元，該三塊放熱瓦單元為第一防熱瓦單元、第二防熱瓦單元和第三防熱瓦單元，所述三塊防熱瓦單元的橫截面均為圓弧形；每個防熱瓦單元上均具有至少兩個定間距的安裝孔，所述安裝孔包括安裝孔上孔和安裝孔下孔，所述安裝孔上孔的直徑大于安裝孔下孔的直徑；所述三塊防熱瓦單元均由塞隆陶瓷制成；所述三塊防熱瓦單元均通過穿過安裝孔的螺釘固定在噴煤咀的鋼芯上，所述螺釘?shù)穆菝焙退龇罒嵬邌卧g設(shè)置有所述陶瓷墊片；作為上述水泥窯噴煤咀防熱瓦的一個優(yōu)選方案，所述螺釘?shù)穆菝焙退鎏沾蓧|片的直徑小于安裝孔上孔的孔徑，所述螺釘?shù)穆輻U小于所述安裝孔下孔的孔徑。作為上述水泥窯噴煤咀防熱瓦的一個優(yōu)選方案，所述安裝孔暴露在水泥窯中的一端填充有不定形耐火材料。本實用新型的有益效果為本實用新型提供了一種水泥窯噴煤咀防熱瓦，通過采用三塊形狀相同的圓弧狀結(jié)構(gòu)防熱瓦單元組合使用和在螺釘和防熱瓦之間預留了膨脹間隙，有效的防止了噴煤咀鋼芯受熱膨脹產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力對噴煤咀的防熱瓦的影響，防熱瓦采用了塞隆陶瓷材料防止了防熱瓦容易受到水泥熟料粒子的影響防熱瓦受到的破壞的問題，有效的延長了防熱瓦的使用壽命。

圖1是本實用新型具體實施方式
I提供的水泥窯噴煤咀防熱瓦及其組件的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實用新型具體實施方式
I提供的水泥窯噴煤咀防熱瓦的防熱瓦安裝在噴煤咀鋼芯上的示意圖。圖3是本實用新型具體實施方式
I提供的水泥窯噴煤咀防熱瓦的螺釘和陶瓷墊片組合圖。圖4是本實用新型具體實施方式
I提供的圖2中安裝孔A-A向的剖視圖。圖5是本實用新型具體實施方式
I提供的水泥窯噴煤咀防熱瓦的螺釘、陶瓷墊片和安裝孔的組裝圖。其中1 :防熱瓦；2 :噴煤咀鋼芯；3 :螺釘；4 :陶瓷墊片；5 :不定形耐火材料；11 第一防熱瓦單元；12 :第二防熱瓦單元；13 :第三防熱瓦單元；31 :螺帽；32 :螺桿；131 :安裝孔；132 :內(nèi)緣凹??；133 :外緣凹??；1311 :安裝孔上孔；1312 :安裝孔下孔。
具體實施方式
[0025]
以下結(jié)合附圖并通過具體實施方式
來進一步說明本實用新型的技術(shù)方案。[0026]圖1是本實用新型具體實施方式
I提供的水泥窯噴煤咀防熱瓦的結(jié)構(gòu)示意圖。其 所示，防熱瓦I包括第一防熱瓦單元11、第二防熱瓦單元12和第三防熱瓦單元13，三塊防 熱瓦的橫截面均為圓弧形，三個防熱瓦單元對應(yīng)的圓心角均為120°每個防熱瓦單元上均 具有至少兩個定間距的安裝孔131，安裝孔131包括安裝孔上孔1311和安裝孔下孔1312， 安裝孔上孔1311的直徑大于安裝孔下孔1312的直徑，；第一防熱瓦單元11、第二防熱瓦 單元12和第三防熱瓦單元13的兩端均設(shè)置有相互配合的階梯形的咬合部，具體的為第一 防熱瓦單元11的兩端的咬合部均為防熱瓦的內(nèi)緣向防熱瓦的外緣方向凹陷形成的內(nèi)緣凹 弧，第二防熱瓦單元12的兩端的咬合部均為防熱瓦的外緣向防熱瓦的內(nèi)緣方向凹陷形成 的外緣凹陷，第三防熱單元的一端為防熱瓦的內(nèi)緣向防熱瓦的外緣方向凹陷形成的內(nèi)緣凹 弧，另一端為防熱瓦的外緣向防熱瓦的內(nèi)緣方向凹陷形成的外緣凹弧，本實用新型中內(nèi)緣 凹弧和外緣凹弧形狀相同，三塊防熱瓦的內(nèi)緣凹弧和外緣凹弧的均為相同的形狀，在本實 用新型中以第三防熱瓦單元13為例進行具體說明，如圖2所示第三防熱瓦單元13的咬合 部一端具有外緣凹弧132，另一端具有內(nèi)緣凹弧133，內(nèi)緣凹弧132和外緣凹弧133的形狀 相同，在本實施例中內(nèi)緣凹弧的內(nèi)徑與防熱瓦的內(nèi)徑相同，其外徑與防熱瓦的內(nèi)徑和外徑 的平均值相同，外緣凹弧的內(nèi)徑與防熱瓦的內(nèi)徑和外徑的平均值相同，其外徑和防熱瓦的 外徑相同；三塊防熱瓦相互配合時通過內(nèi)緣凹弧和外緣凹弧形成的階梯槽相互咬合。[0027]一種水泥窯噴煤咀防熱瓦及其組件包括噴煤咀鋼芯2、螺釘3、陶瓷墊片4和相互 拼接并包裹在所述噴煤咀鋼芯2外部的三塊防熱瓦單元1，每個防熱瓦單元上均具有至少 兩個定間距的安裝孔131，安裝孔131包括安裝孔上孔1311和安裝孔下孔1312，安裝孔上 孔1311的直徑大于安裝孔下孔1312的直徑，三塊防熱瓦單元均通過穿過安裝孔131的螺 釘3固定在噴煤咀的鋼芯上，螺釘3的螺帽31和防熱瓦之間設(shè)置有陶瓷墊片4，螺釘3的 螺帽31和陶瓷墊片4的直徑小于安裝孔131的安裝孔上孔1311的直徑，其螺桿32小于安 裝孔下孔1312的直徑，此種結(jié)構(gòu)可以使螺釘3和陶瓷墊片4與防熱瓦之間形成膨脹間隙避 免，各部件由于受熱膨脹系數(shù)不同產(chǎn)生的脹裂現(xiàn)象，安裝好螺釘3后安裝孔暴露在水泥窯 中的一端填充有不定形耐火材料5。[0028]在本實用新型中安裝孔131的數(shù)量為兩個，螺釘3穿過安裝孔131把防熱瓦固定 在噴煤咀鋼芯2上；如圖3所示螺釘3包括螺帽31和螺桿32，安裝時螺釘3和防熱瓦之間 有陶瓷墊片4。如圖4所示安裝孔131包括安裝孔上孔1311和安裝孔下孔1312，安裝孔上 孔1311的直徑大于安裝孔下孔1312的直徑。圖5為圖2的A-A向的剖視圖，其所示，螺釘 3和安裝孔131相配的示意圖，螺桿32先穿過陶瓷墊片4再穿入安裝孔131的安裝孔下孔 1312，安裝好螺釘3之后在用不定形耐火材料5堵住安裝孔131，防止螺釘帽31裸露在水 泥窯中被燒毀，防止出現(xiàn)因為各部件之間受熱膨脹系數(shù)不同產(chǎn)生脹裂的現(xiàn)象。[0029]假定防熱瓦的外徑部位溫度為1300°C，內(nèi)徑部位溫度為400°C，防熱瓦各部件的 取值范圍為防熱瓦的長度為30(T600mm，其上設(shè)置有間距為15(T300mm的安裝孔；螺釘 使用310或330耐熱鋼，螺桿的直徑為8 30mm高度為6(T70mm，其中埋入鋼芯部分的為 5 10mm，埋入防熱瓦中的長度為50 65臟；螺帽的直徑為4(Tl00mm、高度為8 20mm ;陶瓷 墊片的外徑為40 100mm、內(nèi)徑為9 31mm、高度為5 IOmm ;安裝孔的安裝孔下孔的孔徑為9 31mm，安裝孔下孔的高度為l(T57mm，安裝孔上孔的孔徑為6(Tl20mm、其高度為8 55臟。以上設(shè)計有利于減少防熱瓦和噴煤咀鋼芯的熱應(yīng)力，延長防熱瓦的使用壽命。在噴煤咀位于不同的工作狀態(tài)下對噴煤咀及其組件的一些具體設(shè)計要求1、冷態(tài)，螺釘對防熱瓦的平均壓強小于200MPa，螺釘不會損壞耐火材料；2、熱態(tài)，螺帽的設(shè)計溫度為85(Γ1100 ，使螺釘帽處于耐熱鋼允許的工作溫度范圍之內(nèi)；3、受熱后，噴煤咀耐火材料外層溫度1300°C，螺釘帽處溫度1100°C，耐火材料內(nèi)層溫度400 C ；4、受熱后，噴煤咀防熱瓦外層最大膨脹3mm，螺釘帽處膨脹2mm，耐火材料內(nèi)層膨脹1_，安裝時在螺釘和防熱瓦之間預留膨脹間隙，防熱瓦和螺釘不會產(chǎn)生強烈接觸作用，損壞耐火材料；5、安裝螺釘后，用不定形耐火材料堵塞螺釘孔，防止螺釘帽裸露在窯氣中而被燒損?？梢愿鶕?jù)實際情況選擇噴煤咀各組件的具體數(shù)值，按照上述數(shù)值設(shè)計的噴煤咀各組件可以有效的減少各部件由于熱應(yīng)力的存在受到的影響。防熱瓦由賽隆陶瓷制成，賽隆陶瓷的主要組成元素是硅、鋁、氧、和氮，為氮化硅Si3N4和氧化鋁Al2O3的固溶體，基本結(jié)構(gòu)單元是(S1、Al) (O、N)四面體。賽隆陶瓷具有很高的硬度和耐磨性，良好的化學穩(wěn)定性、抗熱震性和以及優(yōu)異高溫抗氧化性。采用賽隆作防熱瓦，有利于防止熱震損壞，有利于減少水泥熟料細粒子的侵蝕和粘附，從而有利于提聞噴煤咀的壽命。以下為提供的不通的實施方式對本實用新型進行近一步的限定實施例1，實用塞隆陶瓷制成的防熱瓦單元，防熱瓦單元的長度為300mm，在防熱瓦單元上以間距為150mm設(shè)置有兩個安裝孔，安裝孔下部孔徑為9mm，上部孔徑為60mm，下孔的高度為IOmm上孔的高度為8mm，通過螺釘把防熱瓦安裝在噴煤咀鋼芯上，螺釘和防熱瓦之間設(shè)置有陶瓷墊片，螺釘?shù)牟馁|(zhì)為310耐熱鋼，螺桿的直徑為8mm，螺桿的高度為60mm，埋入鋼芯的長度為5mm，埋入防熱瓦的長度為50mm，螺帽的直徑為40mm、高度為8mm，陶瓷墊片的外徑為40mm、內(nèi)徑為9mm和厚度為5mm。螺帽的直徑和陶瓷墊片外徑均小于安裝孔上孔的孔徑，螺桿的的直徑小于安裝孔下孔的孔徑，此種設(shè)計可以再螺釘和防熱瓦之間預留安裝間隙，減少熱應(yīng)力對各個部件的影響。實施例2，實用塞隆陶瓷制成的防熱瓦單元，防熱瓦單元的長度為400mm，在防熱瓦單元上以間距為200mm設(shè)置有兩個安裝孔，安裝孔下部孔徑為12mm，上部孔徑為62mm，下孔的高度為45mm上孔的高度為45mm，通過螺釘把防熱瓦安裝在噴煤咀鋼芯上，螺釘和防熱瓦之間設(shè)置有陶瓷墊片，螺釘?shù)牟馁|(zhì)為310耐熱鋼，螺桿的直徑為10mm，螺桿的高度為65mm,埋入鋼芯的長度為6mm,埋入防熱瓦的長度為59mm,螺帽的直徑為42mm、高度為IOmm,陶瓷墊片的外徑為52mm、內(nèi)徑為12mm和厚度為5mm。螺帽的直徑和陶瓷墊片外徑均小于安裝孔上孔的孔徑，螺桿的的直徑小于安裝孔下孔的孔徑，此種設(shè)計可以再螺釘和防熱瓦之間預留安裝間隙，減少熱應(yīng)力對各個部件的影響。實施例3，實用塞隆陶瓷制成的防熱瓦單元，防熱瓦單元的長度為600mm，在防熱瓦單元上以間距為300mm設(shè)置有兩個安裝孔，安裝孔下部孔徑為57mm，上部孔徑為120mm，下孔的高度為57mm上孔的高度為55mm，通過螺釘把防熱瓦安裝在噴煤咀鋼芯上，螺釘和 防熱瓦之間設(shè)置有陶瓷墊片，螺釘?shù)牟馁|(zhì)為310耐熱鋼，螺桿的直徑為30mm，螺桿的高度 為70mm,埋入鋼芯的長度為IOmm,埋入防熱瓦的長度為60mm,螺帽的直徑為100mm、高度為 20mm，陶瓷墊片的外徑為100mm、內(nèi)徑為31mm和厚度為20mm。螺帽的直徑和陶瓷墊片外徑 均小于安裝孔上孔的孔徑，螺桿的的直徑小于安裝孔下孔的孔徑，此種設(shè)計可以再螺釘和 防熱瓦之間預留安裝間隙，減少熱應(yīng)力對各個部件的影響。[0041]本實用新型通過使用塞隆陶瓷制造防熱瓦，避免了防熱瓦容易受到水泥熟料粒子 的影響導致防熱瓦受到的破壞的問題，有效的延長了防熱瓦的使用壽命。通過采用三塊形 狀相同的圓弧狀結(jié)構(gòu)防熱瓦單元組合使用和在螺釘和防熱瓦之間預留了膨脹間隙有效的 防止了噴煤咀鋼芯受熱膨脹產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力對噴煤咀的防熱瓦的影響。[0042]以上結(jié)合具體實施例描述了本實用新型的技術(shù)原理。這些描述只是為了解釋本實 用新型的原理，而不能以任何方式解釋為對本實用新型保護范圍的限制?；诖颂幍慕忉專?本領(lǐng)域的技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性的勞動即可聯(lián)想到本實用新型的其它具體實施方式
， 這些方式都將落入本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種水泥窯噴煤咀防熱瓦，其特征在于，所述防熱瓦包括第一防熱瓦單元、第二防熱瓦單元和第三防熱瓦單元，三塊所述防熱瓦單元的橫截面均為圓弧形； 每個防熱瓦單元上均具有至少兩個定間距的安裝孔，所述安裝孔包括安裝孔上孔和安裝孔下孔，所述安裝孔上孔的直徑大于安裝孔下孔的直徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥窯噴煤咀防熱瓦，其特征在于，所述第一、第二和第三防熱瓦單元所對應(yīng)的圓心角均為120°。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水泥窯噴煤咀防熱瓦，其特征在于，所述第一、第二和第三防熱瓦單元的兩端均設(shè)有相互配合的階梯狀的咬合部。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水泥窯噴煤咀防熱瓦，其特征在于，所述第一防熱瓦單元的兩端的咬合部均為防熱瓦的內(nèi)緣向防熱瓦的外緣方向凹陷形成的內(nèi)緣凹??；所述第二防熱瓦單元的咬合部均為防熱瓦的外緣向防熱瓦的內(nèi)緣方向凹陷形成的外緣凹??；所述第三防熱瓦單元一端具有內(nèi)緣凹弧，其另一端具有外緣凹弧。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水泥窯噴煤咀防熱瓦，其特征在于，所述內(nèi)緣凹弧和所述外緣凹弧的形狀相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水泥窯噴煤咀防熱瓦，其特征在于，所述內(nèi)緣凹弧的的內(nèi)徑與所述防熱瓦的內(nèi)徑相同，所述內(nèi)緣凹弧的外徑與所述防熱瓦的內(nèi)徑和外徑的平均值相同；所述外緣凹弧的內(nèi)徑與所述防熱瓦的內(nèi)徑和外徑的平均值相同，所述外緣凹弧的外徑與所述防熱瓦的外徑相同。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥窯噴煤咀防熱瓦，其特征在于，所述三塊防熱瓦單元均由塞隆陶瓷制成。
8.—種水泥窯噴煤咀防熱瓦組件，其特征在于，包括由三塊防熱瓦單元所構(gòu)成的權(quán)利要求I所述的防熱瓦、以及噴煤咀鋼芯、螺釘和陶瓷墊片；三塊防熱瓦單元相互拼接并包裹在所述噴煤咀鋼芯的外部，并且所述三塊防熱瓦單元均通過穿過安裝孔的螺釘固定在噴煤咀的鋼芯上；所述螺釘?shù)穆菝焙退龇罒嵬邌卧g設(shè)置有所述陶瓷墊片。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的水泥窯噴煤咀防熱瓦，其特征在于，所述螺釘?shù)穆菝焙退鎏沾蓧|片的直徑小于安裝孔上孔的孔徑，所述螺釘?shù)穆輻U小于所述安裝孔下孔的孔徑，形成螺釘與防熱瓦之間的膨脹縫。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的水泥窯噴煤咀防熱瓦，其特征在于，所述安裝孔暴露在水泥窯中的一端填充有不定形耐火材料。
專利摘要本實用新型公開了一種水泥窯噴煤咀防熱瓦及其組件，包括第一防熱瓦單元、第二防熱瓦單元和第三防熱瓦單元，所述三塊防熱瓦單元的橫截面均為圓弧形，所述三塊防熱瓦相互拼接并包裹在噴煤咀鋼芯的外部；每個防熱瓦單元上均具有至少兩個定間距的安裝孔；所述三塊防熱瓦單元均通過穿過安裝孔的螺釘固定在噴煤咀的鋼芯上；所述三塊防熱瓦單元均由塞隆陶瓷制成。使用塞隆陶瓷制造防熱瓦，避免了防熱瓦容易受到水泥熟料粒子的影響導致防熱瓦受到的破壞的問題，通過采用三塊形狀相同的圓弧狀結(jié)構(gòu)防熱瓦單元組合使用和在螺釘和防熱瓦之間預留了膨脹間隙有效的防止了噴煤咀鋼芯受熱膨脹產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力對噴煤咀的防熱瓦的影響。
文檔編號F23K3/00GK202835413SQ20122017885
公開日2013年3月27日 申請日期2012年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月24日
發(fā)明者張金龍, 李存弼, 王杰曾, 周健, 董舜杰 申請人:安徽瑞泰新材料科技有限公司