陶瓷换热器制造技术

本实用新型专利技术是一种用于工业炉，特别是用于钢铁工业初轧均热炉的陶瓷换热器。其特征是采用管长为３８０－１６００ｍｍ的管盘整体一次成型制作的耐火陶瓷换热管件，该管件接头盘是方形、八边形或多边形，接头缝是阶梯式或平接头，管件中部设置有耐火圈箍，管件涂釉。该换热器砌筑时顶底两层采用浇注密封。由此构筑的陶瓷换热器气密性高、换热效率高，漏气率至少比原来降低５０％以上，可成倍地延长换热器使用寿命，从而延长炉子的使用寿命。（*该技术在2004年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于工业炉，特别是钢铁工业初轧均热炉的陶瓷换热器。与金属换热器相比，陶瓷换热器具有耐高温、可将气体介质预热到较高温度、可获得较高热效率等优点。但陶瓷换热器是由陶瓷换热管与各种接头盘砖、耐火砖组合砌筑而成，由于大量砌缝的存在，陶瓷换热器漏气率均很高，一般刚砌好的陶瓷换热器漏气率可达20％以上，使用半年之后，漏气率达30％以上，所以陶瓷换热器的使用寿命只有1－2年。使用陶瓷换热器的均热炉，常常因陶瓷换热器的漏气率太大，无法维持正常生产而不得不停炉检修重砌，因此漏气率高是陶瓷换热器寿命低的根本原因，也是影响均热炉使用寿命的主要原因。多年来人们已对改善陶瓷换热器漏气率作出了很多的改进，其要领全在于如何解决砌缝漏气问题。例如，1981年冶金部武汉冶金建筑研究所研制成功离心成型陶瓷长管，将原用387mm长的短管增长至800－1600mm，从而减少了大量的接头缝。又例如，技术专利“陶质换热器的传热管组合件”(专利号90206446.0)中提出将“传热管组合件接合处形成纵剖面为“ ”(厚壁传热管组合件)和“ ”(薄壁传热管组合件)形的环状砌缝”，从形式上看这样做减少了砌缝。但是该方案仅仅只考虑了砌缝，而陶瓷换热器在整体组合时，特别是对薄壁长管而言，这样改进的砌缝，仅仅只有一个凸台承受盘砖上层管件的全部重力、施工砌筑操作平台、施工人员和材料的总重，其受力情况如何，如何砌筑均未给出说明。我们认为这一方案实施存在困难。再例如，技术专利“一种陶瓷换热器(专利号91216504.9)中提出“耐火陶瓷换热管和耐火材料接头是通过粘接和高温烧结成一整体，耐火材料接头上采用“U”型密封槽的结构。”这一方案着眼于砌缝密封性的提高，别开该方案制作和烧成所引起的经济上的不合理不说，该方案存在两个问题一是粘结后再烧成与砌筑粘结后在高温烟气作用下烧结并无本质上的区别，灰缝泥浆的饱满与否改进不大，仍存在漏气的可能。二是采用“U”型密封槽的结构，“U”型密封槽看来尚可提高密封性。但是，该“U”型密封槽在两个管子的接合处形成了一个缩口台阶，这将明显地增加管内气流的阻力，况且从管内通过的均是温度高达1000℃以上的烟气，管内这一人为设置的台阶正好成为烟气中熔渣的挂靠之所，日积月累，挂渣将阻死整个管道，所以这一方案明显存在缺陷，由于设计的不合理，派生出的挂渣问题是一个严重的难以解决的问题。本技术的目的是提供一种高气密性的陶瓷换热器，它能杜绝漏气根源，最大限度地降低漏气率，使换热效率达到最佳，可使陶瓷换热器使用寿命成倍延长。本技术的方案是，将组成陶瓷换热器的主要部件换热管与接头盘砖整体一次离心成型制成管盘整体耐火陶瓷换热管件，管件长可为380－1600mm。从根本上杜绝了管盘分开时的漏气根源－粘结缝。本技术陶瓷换热器根据结构的不同，管盘整体耐火陶瓷换热管件的接头盘端可以制成方型的、八边型的，其他多边型的以及用于边角处的各种异型形状，这将原来的多种异型砖减少到了几种，使换热器结构简单化。其接头缝可以设计成阶梯式密封型或平接头，并加深了砌缝，由原来的17mm左右增加到32mm左右，形状设计成喇叭型杯口，以有利于砌缝的密封。本技术提出，管盘整体耐火陶瓷换热管件可采用涂釉密封，以降低管件本身的漏气率。经测试，在管内静压力为1.6KPa时，上釉管测不出漏气，而未上釉管漏气为1.98m3／m2.h；在静压力为8.4KPa时，上釉管漏气为1.46m3／m2.h，而未上釉管漏气则高达8.4m3／m2.h。为提高换热效率，要让在陶瓷换热器的管群外流动的气体介质有足够的流动行程，在换热器设计中借助于增加分隔气流的隔盘砖来实现，特别在换热器使用长管换热元件时，需要在长管中间增设一个或一个以上的隔盘砖来加大气流行程，为了固定隔盘砖，本技术提出在长管上制作出耐火圈箍(或称凸台牛腿)，可以制成一道圈箍，也可以是数道圈箍，这样在一根长管上可砌一层或数层隔盘砖，从而满足了行程的要求，提高换热效率。根据结构，其圈箍可制成不连续的三点式或四点式的圈箍。本技术还提出，为防止顶层和底层两种气体串漏，在顶、底两层用一层高强浇注料将暴露的盘砖砌缝加以密封，亦防止在生产使用中在热应力作用下盘砖之间可能产生的开裂漏气。底、顶两层浇注料厚30－100mm，换热器四周与墙之间填以10mm厚的耐火纤维毡，以保证与周墙的密封。本技术陶瓷换热器的主要组件采用管盘整体耐火陶瓷换热管件，完全屏弃了单纯减少灰缝漏气的作法，而采取了从结构上避开灰缝的方案，从根本上杜绝了管盘分开时两种元件的砌筑灰缝，也不需要在砌缝结构上设计成特别复杂的形状，就使管盘之间漏气从根本上消除了50％以上，整个陶瓷换热器的气密性得到了很大的提高，同时，这样一来，管盘之间的砌缝减少了1／2，陶瓷换热器的施工和制作也简单化了，施工和制作的简化可使施工质量得到提高，也间接地提高了气密性、降低了漏气率。由于管盘整体换热管件采用涂釉密封，管件本身气密性好，其接头设计成阶梯密封型或平接头，又加深了砌缝，有利于砌缝的密封，因此换热器整体的漏气率随之降低。为保证被预热气体介质的流动行程而设置的隔盘砖，可使陶瓷换热器的换热效率达到最佳。此外，用高强浇注料进行密封，既可将暴露的盘砖砌缝加以密封隔绝，又可防止生产使用过程中在热应力作用下盘砖之间可能的开裂漏气。顶、底两层浇注成一整体的密封层，以及四周采用耐火纤维毡密封，可保证整个换热器成为一个密封的整体，极大地提高了气密性。本技术的具体结构由以下的实施例及其附图给出附图说明图1是本技术的实施例结构方案示意图。图2是本技术的主要组件管盘整体耐火陶瓷换热管件结构示意图。图3是管件中间的不连续耐火圈箍。图4是方形接头盘的管盘整体耐火陶瓷换热管件俯视图。图1为采用管盘整体耐火陶瓷换热管件的四层立式结构的陶瓷换热器结构示意图，每层由若干排管件组成，每排又由若干根管件组成。被预热气体介质在管群外流动，经七行程流出换热器，高温烟气从上至下经管内流至下烟道。第一层的整体换热管件1的接头盘端向上，管口端向下，安装在底盘砖的园形杯口内，用特种高强泥浆粘结，并用高强浇注料密封，这样直至第一层构筑完毕，底盘即形成一整体浇注层4。根据设计结构在需要安装隔盘砖处，可预先将隔盘砖2从管口端套入整体管件1的耐火圈箍3之上，并用泥浆粘结。在以上各层中，将要安装的整体管件的管口端与下层整体管件的接盘端的杯口用泥浆粘接，在需要安装隔盘砖处的安装方法与第一层的安装方法相同。当安装完最后一层时，在顶部用高强浇注料5进行密封，底、顶两层浇注料厚30－100mm，换热器与四周大墙之间填以10mm耐火纤维毡，防止两种气体沿与大墙的接触缝处串漏。权利要求1.一种陶瓷换热器，是由耐火陶瓷换热管、接头盘砖、耐火砖组合砌筑而成，其特征在于耐火陶瓷换热管与接头盘砖是整体一次离心成型制成的管盘整体耐火陶瓷换热管件，管件长为380-1600mm。2.根据权利要求1所述的陶瓷换热器，其特征是管盘耐火陶瓷换热管件的接头盘可以是方形、八边形或其他多边形，其接头缝可以是阶梯式密封型或平接头。3.根据权利要求1所述的陶瓷换热器，其特征是管盘整体耐火陶瓷换热管件是采用涂釉密封。4.根据权利要求1所述的陶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种陶瓷换热器，是由耐火陶瓷换热管、接头盘砖、耐火砖组合砌筑而成，其特征在于耐火陶瓷换热管与接头盘砖是整体一次离心成型制成的管盘整体耐火陶瓷换热管件，管件长为３８０－１６００ｍｍ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：熊正义，
申请(专利权)人：冶金工业部武汉冶金建筑研究所，浙江省长兴县方中耐火陶瓷厂，浙江省长兴县方中耐火电瓷厂，
类型：实用新型
国别省市：83[中国|武汉]