全耐材结构支撑格子砖炉体结构及砌筑工艺方法

摘要

本发明涉及全耐材结构支撑格子砖炉体结构及砌筑工艺方法，该方法采用双层拱形结构确保了支撑系统具有足够的强度以支撑上部格子砖蓄热体，并通过特殊结构的过渡砖实现上部蓄热格子砖和下部拱形横梁有效衔接，即保证了整体结构的稳定性，又实现了蓄热体格子砖孔的全部贯通，比传统的板砖蓄热体提高单位蓄热面积近1倍，提高蓄热能力20％。本发明的最大优势在于格子砖的耐材支撑结构具有非常高的耐温性能，其耐火度可以达到1500℃，因而完全满足石化行业加热炉在炉箅子下方明火烧积碳的特殊要求，同时也满足冶金行业提高烟气温度预热空气和煤气的要求。

说明书

技术领域

本发明涉及高温热风炉和加热炉结构，尤其涉及全耐材结构支撑格子砖炉体结构及砌 筑工艺方法。

背景技术

目前在冶金行业和石化行业的加热炉中普遍采用合金铸铁炉箅子、横梁和支柱支撑格 子砖蓄热体，铸铁支撑方式对烟气温度有严格限制，即烟气温度要低于400℃，因而具有 局限性。

石化行业加热炉在炉箅子低温区析碳结焦较为严重，每年都需要用明火烧掉积碳和结 焦，合金铸铁制成的炉箅子、横梁和支柱在烧焦烧积碳时要严格控制温度低于600℃，温 度超过600℃时，横梁强度下降40％，出现下挠变形直至断裂。烧焦作业通常是在送风期 结束后直接从拱顶燃烧器通入助燃空气进行烧积碳和烧焦，随着烧焦过程的进行，炉箅子 区温度逐渐升高，当温度超过600℃时停止烧焦。此时用烧损法只能部分清除积碳结焦， 还需要人工清除大量剩余的积碳结焦，耗费人力和工时，且作业环境恶劣。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种全耐材结构支撑格子砖 炉体结构及工艺方法。适用于冶金和石化等行业的高温热风炉和加热炉，即满足石化行业 加热炉在炉箅子下方明火烧积碳的特殊要求，同时也满足冶金行业提高烟气温度预热空气 和煤气的要求。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

全耐材结构支撑格子砖炉体结构，包括炉底板，炉底板上表面为用耐火砖砌筑的方形 支柱，方形支柱之间是浇注的耐热混凝土，耐热混凝土与方形支柱形成一个整体，方形支 柱上表面为砌筑的耐材一次拱形横梁，一次拱形横梁的上面沿90°垂直方向为砌筑的耐材 二次拱形横梁，在二次拱形横梁上为过渡砖，过渡砖上面为格子砖。

所述的一次拱形横梁为横向贯通，由拱形砖和在拱形砖上面砌筑拱形保护砖组成。拱 形砖径向自然楔紧，砖与砖之间采用凸台和凹槽配合，以保证拱形的整体稳定。

所述的二次拱形横梁为横向贯通，由横梁拱形砖和在横梁拱形砖上面砌筑横梁拱形保 护砖组成。横梁拱形砖为径向自然楔紧，砖与砖之间采用凸台和凹槽配合，以保证拱形的 整体稳定。二次拱形横梁的宽度和间距与其上面的过渡砖匹配。

所述的过渡砖为特殊格子砖，过渡砖中间孔为直孔，两边孔为导流孔，导流孔上部为 直孔，下部为与相邻中间直孔相连的斜孔，从而保证蓄热室格子砖通孔率为100％。过渡砖 上面带凹槽，用于定位蓄热室格子砖，下方带凸台镶入二次拱形横梁砌砖之间，从而保证 整个砌体的稳定性。

所述的格子砖的砖孔与其下方的过渡砖砖孔一一对应，被二次拱形横梁砌砖堵住的孔 通过导流孔与相邻通孔相连，将气流导入横梁砌砖的空区。

全耐材结构支撑格子砖炉体结构砌砖工艺方法，具体步骤如下：

1)在炉底板上表面用耐火砖砌筑方形支柱，方形支柱砌筑完成后，在炉底板上表面 浇注耐热混凝土，使耐热混凝土与支柱形成一个整体，以保持支柱的整体稳定性。

2)在炉底板上浇注的耐热混凝土固结后，在方形支柱上表面砌筑耐材拱形横梁。耐 材拱形横梁由拱形砖和拱形保护砖组成。拱形砖径向自然楔紧，砖与砖之间采用凸台和凹 槽配合，以保证拱形的整体稳定。在拱形砖上面砌筑拱形保护砖，拱形砖与拱形保护砖共 同形成横向贯通的一次拱形横梁。

3)在一次拱形横梁的上面沿90°垂直方向砌筑二次拱形横梁，二次拱形横梁由横梁 拱形砖和横梁拱形保护砖组成。横梁拱形砖为径向自然楔紧，砖与砖之间采用凸台和凹槽 配合，以保证拱形的整体稳定。在横梁拱形砖上面砌筑横梁拱形保护砖，与横梁拱形砖一 起共同形成横向贯通的二次拱形横梁。二次拱形横梁的宽度和间距与其上面的过渡砖应匹 配，同时要具有足够的抗弯强度。

4)在二次拱形横梁上砌筑过渡砖，过渡砖为特殊格子砖，过渡砖中间孔为直孔，两 边孔为导流孔，导流孔上部为直孔，下部为与相邻中间直孔相连的斜孔，从而保证蓄热室 格子砖通孔率为100％。过渡砖上面带凹槽，用于定位蓄热室格子砖，下方带凸台镶入二次 拱形横梁砌砖之间，从而保证整个砌体的稳定性。

5)过渡砖上面砌筑格子砖，格子砖孔与其下方的过渡砖孔一一对应，被二次拱形横 梁砌砖堵住的孔通过导流孔与相邻通孔相连，将气流导入横梁砌砖的空区。

与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明采用双层拱形结构确保了支撑系统具有足够的强度以支撑上部格子砖蓄热 体，并通过特殊结构的过渡砖实现上部蓄热格子砖和下部拱形横梁有效衔接，即保证了整 体结构的稳定性，又实现了蓄热体格子砖孔的全部贯通，比传统的板砖蓄热体提高单位蓄 热面积近1倍，提高蓄热能力20％。

2、本发明的最大优势在于格子砖的耐材支撑结构具有非常高的耐温性能，由于是耐 火砖砌筑的炉箅子、横梁和支柱，其耐火度可以达到1500℃。因而完全满足石化行业加热 炉在炉箅子下方明火烧积碳的特殊要求，且烧焦烧积碳过程是自烧自排的单炉作业，其他 加热炉仍可正常生产。同时也满足冶金行业提高烟气温度预热空气和煤气的要求。

3、对于高温热风炉而言，采用耐材砌筑的炉箅子、横梁和支柱系统，可以根据需要 提高烟气温度，如将烟气温度提高至500℃，可以取消附件燃烧炉，单烧高炉煤气条件下， 可以获得1250℃风温，高炉可以增产结焦，带来明显的经济效益。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1B-B剖视图。

图3为本发明过度砖的结构示意图。

图4为图3A-A剖视图。

图5为图3B-B剖视图。

图6为采用本发明的加热炉或高温风热炉的结构示意图。

图中：1-炉底板  2-耐热混凝土  3-方形支柱  4-拱形砖  5-拱形保护砖  6-横梁拱 形砖  7-横梁拱形保护砖  8-过渡砖  9-格子砖  10-烟道阀  11-冷瓦斯入口阀 12/15-入孔  13-热瓦斯出口阀  14-煤气燃烧阀  16-空气燃烧阀  17-烧积碳空气阀 81-中间孔  82-导流孔

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进一步说明：

实施例：

如图1、图2所示，全耐材结构支撑格子砖炉体结构，包括炉底板1，炉底板1上表 面为用耐火砖砌筑的方形支柱3，方形支柱3之间是浇注的耐热混凝土2，耐热混凝土2 与方形支柱3形成一个整体，方形支柱3上表面为砌筑的耐材一次拱形横梁，一次拱形横 梁的上面沿90°垂直方向为砌筑的耐材二次拱形横梁，在二次拱形横梁上为过渡砖8，过 渡砖8上面为格子砖9。

所述的一次拱形横梁为横向贯通，由拱形砖4和在拱形砖上面砌筑拱形保护砖5组成。 拱形砖4径向自然楔紧，砖与砖之间采用凸台和凹槽配合。

所述的二次拱形横梁为横向贯通，由横梁拱形砖6和在横梁拱形砖上面砌筑横梁拱形 保护砖7组成。横梁拱形砖6为径向自然楔紧，砖与砖之间采用凸台和凹槽配合。二次拱 形横梁的宽度和间距与其上面的过渡砖8匹配。

所述的过渡砖8为特殊格子砖，过渡砖8中间孔81为直孔，两边孔为导流孔82，导 流孔82上部为直孔，下部为与相邻中间直孔相连的斜孔。过渡砖上面带凹槽，用于定位 蓄热室格子砖，下方带凸台镶入二次拱横梁砌砖之间，从而保证整个砌体的稳定性。

所述的格子砖9的砖孔与其下方的过渡砖8砖孔一一对应，被二次拱形横梁砌砖堵住 的孔通过导流孔82与相邻通孔相连，将气流导入横梁砌砖的空区。

全耐材结构支撑格子砖炉体结构砌筑工艺方法，具体步骤如下：

1)在炉底板1上表面用耐火砖砌筑方形支柱3，方形支柱3砌筑完成后，在炉底板1 上表面浇注耐热混凝土2，使耐热混凝土与支柱3形成一个整体，以保持支柱的整体稳定 性。

2)在炉底板1上浇注的耐热混凝土2固结后，在方形支柱3上表面砌筑耐材拱形横梁。 耐材拱形横梁由拱形砖4和拱形保护砖5组成。拱形砖4径向自然楔紧，砖与砖之间采用 凸台和凹槽配合，以保证拱形的整体稳定。在拱形砖4上面砌筑拱形保护砖5，拱形砖4 与拱形保护砖5共同形成横向贯通的一次拱支撑横梁。

3)在一次拱形横梁的上面沿90°垂直方向砌筑二次拱形横梁，二次拱形横梁的宽度 和间距与其上面的过渡砖应匹配，同时要具有足够的抗弯强度。二次拱形横梁由横梁拱形 砖6和横梁拱形保护砖7组成。横梁拱形砖为径向自然楔紧，砖与砖之间采用凸台和凹槽 配合，以保证拱形的整体稳定。在横梁拱形砖上面砌筑横梁拱形保护砖7，与横梁拱形砖 6一起共同形成横向贯通的二次拱形横梁。

4)在二次拱形横梁上砌筑过渡砖8，过渡砖8为特殊格子砖，过渡砖8中间孔为直 孔，两边孔为导流孔，导流孔上部为直孔，下部为与相邻中间直孔相连的斜孔，从而保证 蓄热室格子砖通孔率为100％。过渡砖上面带凹槽，用于定位蓄热室格子砖，下方带凸台镶 入二次拱横梁砌砖之间，从而保证整个砌体的稳定性。

5)过渡砖8上面砌筑格子砖9，格子砖孔与其下方的过渡砖孔一一对应，被二次拱 横梁砌砖堵住的孔通过导流孔与相邻通孔相连，将气流导入横梁砌砖的空区。

如图3所示，采用本发明进行烧焦烧积碳的工艺方法：烧焦之前，需要延长燃烧期烧 炉时间，以便将炉箅子区域的温度提高至炭和结焦的燃点以上，即将该区温度烧至700℃ 以上，此时停止烧炉转入烧积碳作业。关闭煤气燃烧阀14、关闭空气燃烧阀16、关闭热 瓦斯出口阀13、关闭冷瓦斯入口阀11、关闭烟道阀10、开启烧积碳空气阀17，空气进入 炉箅子下方积碳结焦区，该区域的积碳结焦遇见空气后便开始燃烧，燃烧产生的烟气经加 热炉或热风炉拱顶入孔15或12排出。积碳结焦直至完全烧掉，烧焦烧积碳过程结束。由 于烧焦过程是自烧自排的单炉作业，与其他加热炉无关，其他加热炉仍可正常生产。

上面所述仅是本发明的基本原理，并非对本发明作任何限制，凡是依据本发明对其进 行等同变化和修饰，均在本专利技术保护方案的范畴之内。