專利名稱：一種回轉窯窯襯用的復合結構隔熱磚的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于窯爐的耐火隔熱磚結構，具體地是涉及一種回轉窯窯襯 用的復合結構隔熱磚。
背景技術：
回轉窯窯襯的砌筑目前是利用重質材料隔熱磚，由于回轉窯窯襯是在動態(tài)條件下 工作，窯襯不僅需要具有良好的隔熱作用，還應承受窯體在工作狀態(tài)下產生的集中機械應 力和熱應力的共同作用，所以，目前用于砌筑回轉窯的隔熱磚均為重質材料制成的具有特 定尺寸的耐火磚。為了砌筑回轉窯，這種重質磚的形狀通常為兩端不等寬的楔型磚，行業(yè)內 俗稱“大小頭”，工作面為小頭，砌筑后沿窯體圓周方向上的寬度小于相對的非工作面。這種 隔熱耐火磚為利用重質材料一體燒制而成。目前用于回轉窯窯襯的重質隔熱磚存在的問題是，首先，重質材料耐火磚的導熱 系數(shù)較大，工作條件下的熱量損失也較大，提高回轉窯爐體的保溫隔熱效果是本領域多年 來迫切需要解決的核心問題；其次，在相同體積情況下，由于重量問題，完全由重質材料磚 砌筑的窯襯對于回轉窯爐體產生了較大的重負荷，也相應提高了工作過程中的能耗；再一 方面，回轉窯使用一定時間，磚體的損壞導致爐襯工作面會出現(xiàn)較大損失，一般情況下，工 作面損失達到磚長度的50%左右，需要將整個爐襯拆除，重新用合格的磚砌筑，完全采用重 質材料燒制的隔熱磚的更換周期也是目前影響回轉窯擁有企業(yè)生產成本的重要因素。解決重質材料窯襯熱量損失大的問題被列為國家“八五”攻關型目，一些耐火材料 生產企業(yè)和回轉窯擁有企業(yè)嘗試采用重質材料與輕質隔熱材料交接復合制成的耐火磚，但 輕質材料雖然導熱系數(shù)小，其強度也較低，當回轉窯窯襯在動態(tài)工作條件下受到集中機械 應力和熱應力的共同作用時，輕質材料會發(fā)生碎裂，使整個磚體受損，導致爐體無法正常工 作，所以，這種交接復合的耐火磚最終沒有在實際生產中應用。

實用新型內容本實用新型所解決的主要技術問題在于提供一種回轉窯窯襯用的復合結構隔熱 磚，該隔熱磚靠近非工作面端區(qū)域設有輕質材料組合結構，成為一種復合結構磚，通過兩種 材料磚體的結合，達到提高回轉窯保溫隔熱效果，同時可降低窯體的重量負荷，從而可有效 降低生產能耗和延長窯體使用壽命。為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種回轉窯窯襯用的復合結構隔熱磚， 該復合結構隔熱磚具有四個相鄰的結合面、一個工作面以及與其相對的非工作面，所述四 個相鄰的結合面為二二相對的第一結合面和第二結合面，在砌筑窯襯時分別與窯體的軸向 和徑向方向相一致，其特征在于，該復合結構隔熱磚是由重質材料磚體與輕質材料磚體組 合而成，所述輕質材料磚體位于該復合結構隔熱磚靠近非工作面一端的區(qū)域并貫穿所述第 一或第二結合面之間的磚體，且在該結合面上，輕質材料磚體的面積占50-6 %。根據(jù)本實用新型提供的一種回轉窯窯襯用的復合結構隔熱磚，優(yōu)選地，所述輕質材料磚體設置于復合結構隔熱磚自非工作面起80-5mm區(qū)域內。與目前回轉窯中普遍使用的專用隔熱磚不同，本實用新型提供的隔熱磚為二種不同材質磚體組合的復合結構的窯襯專用磚，即，在該窯襯用磚的靠近非工作面一端的區(qū)域 中，設置有輕質材料磚體，該輕質材料磚體是采用密度≤1. 5的輕質隔熱材料制成。根據(jù)本 實用新型的具體實施方案，該復合結構隔熱磚是由所述輕質材料磚體與重質材料磚體拼接 組合為一體，且該復合結構隔熱磚的非工作面由輕質材料磚體構成。根據(jù)本實用新型的復合結構隔熱磚，所述輕質材料磚體與重質材料磚體鑲嵌組合 為一體，且復合結構隔熱磚的至少部分非工作面由重質材料磚體構成。具體地，輕質材料磚體與重質材料磚體的鑲嵌組合方式包括輕質材料磚體鑲嵌 于重質材料磚體設置的一個以上透孔中；和/或所述輕質材料磚體鑲嵌于重質復合材料磚 體在非工作面上開設的一個以上凹槽中，該復合結構隔熱磚的非工作面由二種磚體間隔設 置構成。以上方案中，所述透孔形狀可以為圓形、橢圓形、三角形、四邊形和/或多邊形等。根據(jù)本實用新型提供的復合結構隔熱磚，所述輕質材料磚體與重質材料磚體拼接 組合為一體，所述輕質材料磚體形成該復合結構隔熱磚非工作面的至少一個端角。本實用新型的復合結構隔熱磚的整體形狀和尺寸可以與目前回轉窯窯襯用磚相 同，例如具有大小頭結構，即，該復合結構隔熱磚的工作面小于非工作面。本實用新型的一個具體方案中，所述復合結構隔熱磚的工作面和/或非工作面為 平面或弧面。本實用新型提供的回轉窯窯襯用的復合結構隔熱磚可以為矩形磚或扇形磚，且為 矩形磚時，輕質材料磚體設置為貫穿第一結合面之間的磚體；為扇形磚時，輕質材料磚體設 置為貫穿第二結合面之間的磚體。本實用新型提供的回轉窯窯襯用復合結構隔熱磚相比于現(xiàn)有技術，具有如下的優(yōu)占.
^ \\\ ·由于采用了輕質隔熱材料磚體的組合，在相同體積下，比目前的重質隔熱磚的重 量可減少20%以上，砌筑后的窯襯減少了對回轉窯窯體的重負荷作用，工作條件下的能耗 可明顯降低；由于輕質隔熱材料磚體的組合，在工作面材質相同的情況下，該復合結構隔熱磚 的導熱系數(shù)低，砌筑后的窯體工作條件下熱量損失也顯著降低(可降低70%左右)；由于導熱系數(shù)低，回轉窯工作過程中，在煅燒條件相同時可節(jié)省原煤10%以上，廢 氣及有害氣體的排放量也隨之減少，利于降低對環(huán)境的污染；由于輕質隔熱材料磚體設置在非工作面一端，并且在組合面積和位置上都與重質 材料磚體以科學合理的比例組合，使重質復合材料的工作層內的溫度梯度減小，提高了回 轉窯使用過程中的保溫隔熱效果，使窯襯的抗熱震性能和抗剝落性能提高，延長了窯襯的 使用周期，而窯襯的減重隔熱作用也保護了大窯筒體，延長了大窯筒體的壽命。

圖IA和圖IB是本實用新型提供的回轉窯窯襯用復合結構隔熱磚一種具體結構的 示意圖，其中圖IB是圖IA中該復合結構隔熱磚的側面示意圖。圖2A和圖2B是本實用新型提供的回轉窯窯襯用復合結構隔熱磚的工作面和非工作面為弧面的扇形磚實施例結構示意圖，其中圖2B是圖2A中該復合結構隔熱磚的底面示 意圖。圖3A和圖3B是本實用新型提供的回轉窯窯襯用復合結構隔熱磚中，輕質材料磚 體為圓形鑲嵌方式的實施例示意圖，其中圖3B是圖3A中該復合結構隔熱磚的側面示意圖。圖4A和圖4B是本實用新型提供的工作面和非工作面為弧面的回轉窯窯襯用扇形 復合結構隔熱磚中，輕質材料磚體鑲嵌方式的實施例示意圖，其中圖4B是圖4A中該復合結 構隔熱磚的底面示意圖。圖5A和圖5B是本實用新型提供的回轉窯窯襯用復合結構隔熱磚中，輕質材料磚 體為正方形鑲嵌方式的實施例示意圖，其中圖5B是圖5A中該復合結構隔熱磚的側面示意 圖。圖6A和圖6B是本實用新型提供的回轉窯窯襯用復合結構隔熱磚中，輕質隔熱材 料磚體為圓形且多行鑲嵌方式的實施例示意圖，其中圖6B是圖6A中該復合結構隔熱磚的 側面示意圖。圖7A和圖7B是本實用新型提供的工作面和非工作面為弧面的回轉窯窯襯用扇形 復合結構隔熱磚中，輕質材料磚體為圓形且多行鑲嵌方式的實施例示意圖，其中圖7B是圖 7A中該復合結構隔熱磚的底面示意圖。圖8A和圖8B是本實用新型提供的工作面和非工作面為弧面的回轉窯窯襯用扇形 復合結構隔熱磚中，輕質材料磚體為方形鑲嵌方式的實施例示意圖，其中圖8B是圖8A中該 復合隔熱磚的底面示意圖。圖9A和圖9B是本實用新型提供的回轉窯窯襯用復合結構隔熱磚中，輕質材料磚 體鑲嵌于非工作面上的凹槽中的實施例示意圖，其中圖9B是圖9A中該復合結構隔熱磚的 側面示意圖。圖IOA和圖IOB是本實用新型提供的回轉窯窯襯用復合結構隔熱磚中，輕質材料 磚體設置于非工作面兩個端角的實施例示意圖，其中圖IOB是圖IOA中該復合結構隔熱磚 的側面示意圖。圖IlA和圖IlB是本實用新型提供的工作面和非工作面為弧面的回轉窯窯襯用扇 形復合結構隔熱磚中，輕質材料磚體鑲嵌于非工作面上的凹槽中的實施例示意圖，其中圖 IlB是圖IlA中該復合結構隔熱磚的底面示意圖。圖12A和圖12B是本實用新型提供的工作面和非工作面為弧面的回轉窯窯襯用扇 形復合結構隔熱磚中，輕質材料磚體設置于非工作面兩個端角的實施例示意圖，其中圖12B 是圖12A中該復合結構隔熱磚的底面示意圖。圖13A和圖13B是本實用新型提供的回轉窯窯襯用復合結構隔熱磚中，輕質隔熱 材料磚體鑲嵌于非工作面上的弧形凹槽中的實施例示意圖，其中圖13B是圖13A中該復合 結構隔熱磚的側面示意圖。圖14A和圖14B是本實用新型提供的回轉窯窯襯用復合結構隔熱磚中，輕質材料 磚體設置于非工作面兩個端角、且與重質材料磚體之間弧形組合的實施例示意圖，其中圖 14B是圖14A中該復合結構隔熱磚的側面示意圖。圖15A和圖15B是本實用新型提供的工作面和非工作面為弧面的回轉窯窯襯用扇 形復合結構隔熱磚中，輕質材料磚體鑲嵌于非工作面上的半圓形凹槽中的實施例示意圖，其中圖15B是圖15A中該復合結構隔熱磚的底面示意圖。圖16A和圖16B是本實用新型提供的工作面和非工作面為弧面的回轉窯窯襯用扇 形復合結構隔熱磚中，輕質材料磚體設置于非工作面兩個端角、且與重質材料磚體之間弧 形組合的實施例示意圖，其中圖16B是圖16A中該復合結構隔熱磚的底面示意圖。
具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結合具體的實施 方式和附圖，對本實用新型做進一步詳細說明。在此，本實用新型的示意性具體實施方式
及 其說明用于解釋本實用新型，但并不作為對本實用新型的限定。本實用新型提供的是一種回轉窯窯襯專用復合結構隔熱磚，是由輕質材料磚體與 重質材料磚體組合而成，所述輕質材料是指密度< 1. 5的隔熱材料，反之為重質材料，均為 隔熱耐火制品生產中的常規(guī)原料。所述復合隔熱磚包括常見的矩形磚和扇形磚。在回轉窯窯襯的砌筑中，矩形復合結構隔熱磚的設置方式為，工作面朝向窯體內， 其相對的是向外的非工作面，其余四個相鄰結合面中，較大的二個面與窯體軸向方向一致， 本實用新型稱第一結合面；較小的二個面與窯體徑向方向一致，本實用新型稱第二結合面， 以圖1A和圖1B示意的最常見的矩形復合結構隔熱磚為例，圖1A中，邊長M和N圍成的平 面(簡稱MN面)及其相對的面為第一結合面，圖1B為該復合結構隔熱磚的側面圖，圖中相 對的二面即本實用新型所稱的第二結合面，簡稱ANB面，邊長A和M圍成的端面即為工作面 (也稱AM面)，相應地，BM面為向外設置的非工作面。這些定義適用于以下所有實施例中 的矩形復合結構隔熱磚。參見圖1A和圖1B，是一種矩形磚，具有工作面AM面和相對的非工作面BM面，其 余四個相鄰的面為第一和第二結合面，具體如前面的說明。圖中工作面及靠近工作面的區(qū) 域為重質材料磚體1，靠近非工作面的陰影部分區(qū)域為輕質材料磚體2，且該輕質材料磚體 是貫穿相對的MN面之間的磚體，該實施例中，輕質磚體2與重質磚體1相拼接成為所述復 合結構隔熱磚，在MN面(指相對的二個矩形第一結合面中任何一個)，輕質材料磚體2的 面積占50-6%，根據(jù)該復合結構隔熱磚的具體尺寸差異，輕質材料磚體2位于自BM面向上 5-80mm的區(qū)域內，即圖中a = 5-80mm,該實施例中，輕質材料磚體2占據(jù)了該復合結構隔熱 磚非工作面起5-80mm的整個區(qū)域。如圖中所示意，該復合結構隔熱磚實際上為楔形磚，在 成梯形的ANB面，工作面一端的寬度小于非工作面，S卩，工作面小于非工作面，分別稱小頭 和大頭。對于回轉窯窯襯砌筑所使用的該復合結構隔熱磚，多數(shù)情況都為這種具有工作面 為小頭的結構形狀，所以，以下實施例均以這種磚的結構為例。在回轉窯窯襯的砌筑中，扇形復合隔熱磚的設置方式為，工作面朝向窯體內，其相 對的是向外的非工作面，其余四個相鄰結合面中，較小的二個面與窯體軸向方向一致，本實 用新型稱第一結合面，較大的二個面與窯體經向方向一致，本實用新型稱第二結合面，該結 合面為扇形，以圖2A和圖2B示意的最常見的扇形復合隔熱磚為例，圖2A、2B中，邊長M和 N圍成的平面(簡稱MN面)及其相對的面為第一結合面，圖2A中，邊長A、N和B圍成的扇 形平面(簡稱ANB面)及其相對的面為第二結合面，邊長A和M圍成的弧面為工作面(也 稱AM弧面)，相應地，邊長B和M圍成的弧面為非工作面(也稱BM弧面)。這些定義適用 于以下所有實施例中的扇形復合隔熱磚。[0041 ] 參照圖2A和圖2B，是一種扇形磚，具有工作面AM弧面和相對的非工作面BM弧面， 其余四個相鄰的面為第一和第二結合面，具體如前面的說明。圖中工作面及靠近工作面的 區(qū)域為重質材料磚體1，靠近非工作面的陰影部分區(qū)域為輕質材料磚體2，且該輕質材料磚 體是貫穿相對的ANB面(第二結合面)之間的磚體，該實施例中，輕質磚體2與重質磚體1 相拼接成為所述復合結構隔熱磚，在ANB面(指相對的二個扇形結合面中任何一個)，輕質 材料磚體2的面積占50-6%，根據(jù)復合隔熱磚的具體尺寸差異，輕質材料磚體2位于自BM 弧面向弧面中心5-80mm的區(qū)域內，即圖中a = 5_80mm，該實施例中，輕質材料磚體2占據(jù)了 復合隔熱磚非工作面起5-80mm的整個區(qū)域。如圖中即示，該復合磚為扇形磚，在成扇形的 ANB面，工作面一端的弧長小于非工作面，即，工作面小于非工作面，分別稱小頭和大頭。圖3A、3B、4A、4B、5A、5B、6A、6B、7A、7B和圖8A、8B示意了輕質材料磚體2以鑲嵌方 式與重質材料磚體1組合的結構示意圖，即輕質材料磚體2鑲嵌于重質材料磚體1設置的 貫穿麗面間磚體的透孔中。輕質材料磚體2的截面形狀(透孔形狀)可以是不同規(guī)格的 圓形、方形，也可以是其他形狀(例如不規(guī)則多邊形、橢圓形等)，根據(jù)該復合結構隔熱磚的 整體尺寸和需要，輕質材料磚體2可以設置為多個且間隔設置，如上述圖中所示，靠近ANB 面的最外側的輕質材料磚體2距隔熱磚的邊緣距離為d，圓形輕質材料磚體2的直徑或方形 輕質材料磚體2的邊長(寬度)為b，距非工作面邊緣距離為f，相鄰輕質磚體2之間的間 距c，這些輕質材料磚體2的形狀和尺寸不要求一定相同，參見所述附圖，所確定的一個以 上的輕質材料磚體2均設置在自非工作面距離為a (a = 5-80mm)的區(qū)域內，從ANB面看占距 的距離為e，這些尺寸對于不同規(guī)格的復合結構隔熱磚均可按比例調整。這些結構示例中， 復合結構隔熱磚非工作面BM面由輕質隔熱材料形成，工作面和非工作面可以是平面，也可 以是弧面。當然，這些實施例中鑲嵌的輕質材料磚體2也可以只有一個較大尺寸的，鑲嵌在 上述合適區(qū)域中。作為本實用新型的另一類實施方案，參見附圖94、98、1認、118、13々、138、和15A及 15B所示的復合結構隔熱磚，輕質材料磚體2鑲嵌于重質材料磚體1在非工作面開設的凹槽 中，這樣，非工作面是由輕質材料磚體2與重質材料磚體1間隔設置而成。關于輕質材料磚 體的尺寸設計以及設置方式，各附圖中所示意的符號及含義均與前述實施例相同，不再重 復。參照上述附圖可以理解，這些實施例中，輕質材料磚體2與重質材料磚體1的結合界面 可以是平面或直角，也可以是弧面或圓角。再一類實施方式就是輕質材料磚體設于非工作面的一個或二個端角位置，參見圖 12A、12B、14A、14B和圖16A、16B,有關該復合結構隔熱磚的各個面的描述與前面各實施例 相同，輕質材料磚體2位于非工作面的二個端角，同樣地，輕質材料磚體2可以為直角、也可 以是圓角組合，該復合結構隔熱磚的整體外形和尺寸以及輕質材料磚體2的截面形狀和尺 寸以及設置位置，都可在滿足本使用新型定義的范圍內調整。本實用新型以及以上各實施例所提供的方案，該復合結構隔熱磚在制備時，是將 選定的輕質隔熱材料和重質隔熱材料分別制作成相適應磚坯，再重新經過燒制后即可得到 所需要的復合結構隔熱磚。以上實施例僅用于說明，并非窮舉，在脫離本實用新型所提出的設計思想基礎上， 更多的改變設計方案都應落入本實用新型權利要求書所提出的保護范圍內。
權利要求一種回轉窯窯襯用的復合結構隔熱磚，該復合結構隔熱磚具有四個相鄰的結合面、一個工作面以及與其相對的非工作面，所述四個相鄰的結合面為二二相對的第一結合面和第二結合面，在砌筑窯襯時分別與窯體的軸向和徑向方向相一致，其特征在于，該復合結構隔熱磚是由重質材料磚體與輕質材料磚體組合而成，輕質材料磚體位于該復合結構隔熱磚靠近非工作面一端的區(qū)域并貫穿所述第一或第二結合面之間的磚體，且在該結合面上，輕質材料磚體的面積占50-6％。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種回轉窯窯襯用的復合結構隔熱磚，其特征在于，所述輕 質材料磚體設置于復合結構隔熱磚自非工作面起80-5mm區(qū)域內。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種回轉窯窯襯用的復合結構隔熱磚，其特征在于，所述 輕質材料磚體與重質材料磚體拼接組合為一體，且該復合結構隔熱磚的非工作面由輕質材 料磚體構成。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的一種回轉窯窯襯用的復合結構隔熱磚，其特征在于，所述 輕質材料磚體與重質材料磚體鑲嵌組合為一體，且復合結構隔熱磚的至少部分非工作面由 重質材料磚體構成。
5.根據(jù)權利要求4所述的一種回轉窯窯襯用的復合結構隔熱磚，其特征在于，所述輕 質材料磚體與重質材料磚體的鑲嵌組合方式包括輕質材料磚體鑲嵌于重質材料磚體設置 的一個以上透孔中；和/或所述輕質材料磚體鑲嵌于重質復合材料磚體在非工作面上開設 的一個以上凹槽中，該復合結構隔熱磚的非工作面由二種磚體間隔設置構成。
6.根據(jù)權利要求1或2所述的一種回轉窯窯襯用的復合結構隔熱磚，其特征在于，所述 輕質材料磚體與重質材料磚體拼接組合為一體，所述輕質材料磚體形成該復合結構隔熱磚 非工作面的至少一個端角。
7.根據(jù)權利要求1或2所述的一種回轉窯窯襯用的復合結構隔熱磚，其特征在于，該復 合結構隔熱磚的工作面小于非工作面。
8.根據(jù)權利要求5所述的一種回轉窯窯襯用的復合結構隔熱磚，其特征在于，所述透 孔形狀包括圓形、橢圓形、三角形、四邊形和/或多邊形。
9.根據(jù)權利要求1所述的一種回轉窯窯襯用的復合結構隔熱磚，其特征在于，所述復 合結構隔熱磚的工作面和/或非工作面為平面或弧面。
10.根據(jù)權利要求1所述的一種回轉窯窯襯用的復合結構隔熱磚，其特征在于，所述復 合結構隔熱磚為矩形磚或扇形磚，且為矩形磚時，輕質材料磚體設置為貫穿第一結合面之 間的磚體；為扇形磚時，輕質材料磚體設置為貫穿第二結合面之間的磚體。
專利摘要本實用新型提供了一種回轉窯爐襯用的復合結構隔熱磚，該復合結構隔熱磚具有四個相鄰的結合面、一個工作面以及與其相對的非工作面，所述四個相鄰的結合面為二二相對的第一結合面和第二結合面，在砌筑窯襯時分別與窯體的軸向和徑向方向相一致，該復合結構隔熱磚是由重質材料磚體與輕質材料磚體組合而成，所述輕質材料磚體位于該復合結構隔熱磚靠近非工作面一端的區(qū)域，并貫穿所述結合面之間的磚體，且在該結合面上，輕質材料磚體的面積占50-6％。本實用新型通過兩種材料磚體的結合，達到提高回轉窯保溫隔熱效果，同時可降低窯體的重量負荷，從而可有效降低生產能耗，減少窯襯的使用量和延長窯體使用壽命。
文檔編號C04B35/66GK201611209SQ20092027590
公開日2010年10月20日 申請日期2009年12月18日 優(yōu)先權日2009年12月18日
發(fā)明者孫金海, 樊爭峰 申請人:樊爭峰;孫金海