專利名稱：帶轉(zhuǎn)動(dòng)接頭的拱形爐頂?shù)闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
帶轉(zhuǎn)動(dòng)接頭的拱形爐頂，屬于熱處理爐的爐頂(爐蓋)。
跨度5m以下的工業(yè)熱處理爐，如加熱爐、均熱爐、退火爐等，占現(xiàn)有熱處理爐的70％以上。它們除少部分采用平頂結(jié)構(gòu)形式外，大部分都是采用拱形爐頂結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)的拱頂結(jié)構(gòu)可分為兩類一類是磚拱，用耐火磚和耐火泥砌筑，由于磚縫多，散熱量大，浪費(fèi)能源，施工也麻煩，同時(shí)由于磚的體積穩(wěn)定性差，砌筑質(zhì)量受人工因素影響較大等原因，使用壽命短，一般只有9～12個(gè)月；另一類是用耐火澆注料或可塑料預(yù)制成型或現(xiàn)場(chǎng)制作的整體拱形爐頂。這種拱形爐頂在爐子跨度方向沒(méi)有設(shè)置可轉(zhuǎn)動(dòng)的接頭，在使用過(guò)程中由于內(nèi)部產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力而不能釋放，爐頂易于開(kāi)裂、破損和剝落，因而使用壽命一般也只有12個(gè)月左右。
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的以上問(wèn)題，本申請(qǐng)的目的就是提供一種能顯著降低熱應(yīng)力，從而可延長(zhǎng)使用壽命的拱形爐頂。
為達(dá)到上述目的，本申請(qǐng)的基本構(gòu)思是在拱頂上設(shè)置轉(zhuǎn)動(dòng)接頭，使拱頂在高溫作用下可以產(chǎn)生自由變形而釋放內(nèi)應(yīng)力。爐頂沿爐子的跨度方向至少有二塊耐火材料拱形塊體，一般用二塊或三塊即可，在相鄰塊體的接觸面構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)接頭，即它們的拼接是要使其能作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣在使用過(guò)程中，拱形塊體就可以產(chǎn)生適度的自由變形而釋放爐頂內(nèi)的應(yīng)力。
所謂相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)是說(shuō)在外力和溫度作用下，相鄰塊體的曲率半徑可以自由發(fā)生變化，在溫度降低時(shí)曲率半徑減小，溫度升高時(shí)曲率半徑增大。根據(jù)外力和溫度應(yīng)力分布狀況，兩個(gè)相鄰塊體的曲率半徑既可以同時(shí)增加或減小，也可以一個(gè)增加，另一個(gè)減小。本申請(qǐng)所說(shuō)的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)接頭則是由相鄰塊體的接觸面(拼接處)的技術(shù)特征構(gòu)成的。
相鄰塊體可作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的連接方式即相鄰塊體的接頭構(gòu)成方式可以是從爐子跨度方向的剖面看，在相鄰塊體的拼接處，一個(gè)塊體的中部至少有一個(gè)凹進(jìn)去的弧形部分，另一個(gè)塊體的中部至少有一個(gè)凸出來(lái)的弧形部分，凹和凸的弧形部分相互偶合接觸，在塊體拼接處的上部和下部都有一個(gè)縫隙。塊體由于熱應(yīng)力而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)角度是微小的，所以所說(shuō)縫隙也很小，一般為2mm左右即可。
從爐子的長(zhǎng)度方向即塊體的寬度方向來(lái)說(shuō)，上述凹和凸的部分分別是一個(gè)貫通塊體邊緣中部的弧形凹槽和與之偶合的弧形柱體。從可以構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)接頭的角度看，上述凹槽和柱體也可以不貫通，即可以沿塊體邊緣中部分段設(shè)置，但是從施工和受力合理性的角度看，還是貫通的好，而且從爐子跨度方向的剖面看，相鄰塊體在拼接處只有一個(gè)凹進(jìn)去的弧形部分和一個(gè)與之偶合的凸出來(lái)的弧形部分為好。
所說(shuō)的凹和凸的弧形最好都是一個(gè)相同直徑的半園。
本申請(qǐng)的爐頂與現(xiàn)有磚拱或整體耐火澆注料或可塑料拱相比，由于轉(zhuǎn)動(dòng)接頭能使兩側(cè)拱體產(chǎn)生適度的自由變形，從而大大降低了爐項(xiàng)內(nèi)的應(yīng)力，可以有效地延長(zhǎng)其使用壽命，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，受力合理，安裝維修方便，技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益好，是適用于中小跨度爐子的較理想的爐頂。
現(xiàn)結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本申請(qǐng)的有關(guān)內(nèi)容進(jìn)一步說(shuō)明如下


圖1是用于軋鋼加熱爐的帶轉(zhuǎn)動(dòng)接頭的拱形爐頂及爐子結(jié)構(gòu)的剖面示意圖；圖2是由三塊帶轉(zhuǎn)動(dòng)接頭的塊體拼接的拱形爐頂?shù)钠拭媸疽鈭D。
實(shí)施例1
圖1，一座軋鋼加熱爐，爐子內(nèi)腔跨度L＝3248mm，其爐頂由拱形耐火材料塊體A和B組成。塊體A和B的材質(zhì)用鋼纖維耐火澆注料，預(yù)制成形，現(xiàn)場(chǎng)拼裝組合成爐頂。在拼裝處形成轉(zhuǎn)動(dòng)接頭。塊體A的中部有一個(gè)凹進(jìn)去的半園部分，塊體B的中部有一個(gè)凸出來(lái)的半園部分，兩個(gè)半園的半徑R2＝70mm，拱頂?shù)陌霃絉1＝3248mm。兩個(gè)半園部分在兩個(gè)塊體的寬度方向貫通。塊體A和B的厚度H＝30mm，拼接時(shí)，接頭上部和下部都留有約2mm的縫隙，兩個(gè)塊體在熱作用下產(chǎn)生變形時(shí)可作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。由于凹和凸的半園部分相互接觸，因此不會(huì)使?fàn)t內(nèi)熱量散失。為加強(qiáng)保溫效果，拱頂上部加輕質(zhì)保溫層C。
爐項(xiàng)與爐子的結(jié)構(gòu)關(guān)系與現(xiàn)有技術(shù)基本相同，爐頂通過(guò)拱腳把應(yīng)力傳遞到爐子的鋼結(jié)構(gòu)上，即塊體A和B通過(guò)拱腳槽鋼4將應(yīng)力傳遞給立柱槽鋼3，槽鋼3之間有拉桿2拉緊，拉桿2由螺母1緊固。爐頂由爐墻重質(zhì)層7和爐墻輕質(zhì)層6支承，槽鋼3與爐墻輕質(zhì)層6之間有硅酸鋁纖維5。
這種帶轉(zhuǎn)動(dòng)接頭的拱形爐頂，經(jīng)測(cè)試，爐頂表面溫度最高不超過(guò)110℃，比磚拱表面溫度低50～60℃。一座跨度4m，長(zhǎng)20m的軋鋼加熱爐，平均每年可降低能耗折合標(biāo)煤約300t，預(yù)計(jì)使用壽命可達(dá)2～5年。技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益都是很好的。
實(shí)施例2圖2，這是由三塊耐火材料塊體A、B、D拼接的拱形爐頂，形成二個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)接頭。爐頂與爐子的結(jié)構(gòu)關(guān)系同實(shí)施例1，不再贅述。
權(quán)利要求1.帶轉(zhuǎn)動(dòng)接頭的拱形爐頂，用于工業(yè)熱處理爐子，其特征是沿爐子的跨度方向至少有二塊耐火材料拱形塊體，相鄰塊體的拼接形成兩個(gè)塊體能作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的接頭。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的爐頂，其特征是所說(shuō)相鄰塊體可作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的連接方式是從爐子跨度方向的剖面看，在兩個(gè)塊體的連接處，一個(gè)塊體的中部有至少一個(gè)凹進(jìn)去的弧形部分，另一個(gè)塊體的中部有至少一個(gè)凸出來(lái)的弧形部分，凹和凸的弧形部分相互偶合接觸，塊體連接處的上部和下部都有一個(gè)縫隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所說(shuō)的爐頂，其特征是所說(shuō)凹和凸的弧形部分都是一個(gè)相同直徑的半園。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所說(shuō)的爐頂，其特征是有二個(gè)拱形塊體A和B，其上表面有輕質(zhì)保溫層C，所說(shuō)凹和凸的部分為R2＝70mm的半園，爐頂半徑R1＝3248mm，爐頂內(nèi)跨度L＝3248mm，塊體A和B的厚度H＝300mm，所說(shuō)縫隙約2mm。
專利摘要帶轉(zhuǎn)動(dòng)接頭的拱形爐頂，它沿爐子的跨度方向至少有二個(gè)耐火材料拱形塊體，相鄰塊體做成可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的連接，拱體可以產(chǎn)生適度的自由變形，使?fàn)t頂內(nèi)的應(yīng)力顯著降低，有效地延長(zhǎng)其使用壽命，比磚拱和整體耐火澆注料或可塑料拱優(yōu)越，是中小跨度的加熱爐、均熱爐、退火爐等工業(yè)熱處理爐較理想的爐頂。
文檔編號(hào)F23M5/00GK2215668SQ94245538
公開(kāi)日1995年12月20日 申請(qǐng)日期1994年11月25日 優(yōu)先權(quán)日1994年11月25日
發(fā)明者張炳根, 劉岫云, 薛及彥, 梅鳴華, 王緒東, 褚曉燕 申請(qǐng)人:冶金工業(yè)部建筑研究總院