具有超强型耐热钢钢带的预热器旋筒风筒内筒

摘要

本发明“具有超强型耐热钢钢带的预热器旋筒风筒内筒”，涉及应用于新型干法水泥生产线的预热器旋风筒。预热器旋风筒内筒，包括与旋风筒固定座相连的内筒体，所述内筒体由多块陶瓷挂片和陶瓷连接板相互匹配连接构成；其特征在于，每块所述陶瓷挂片为方形板块结构，其左右两个侧面分别设置有反向对称的嵌合台阶，两两陶瓷挂片之间左右嵌合，并沿周向紧密排列形成筒状体，所述筒状体的上部各陶瓷挂片的上端与所述固定座相连，上下或左右相邻的陶瓷挂片之间通过陶瓷连接板固定连接；所述陶瓷挂片为中空腔体，中空腔体中增设有超强型耐热钢钢带。加工难度小、结构简单成本低，而且耐酸碱腐蚀性高，使用寿命长，且使用安全度高。

说明书

技术领域

本发明涉及水泥生产设备，特别是一种具有超强型耐热钢钢带的预热器旋风筒内筒及陶瓷挂片。 

背景技术

长期以来，国内外干法水泥生产线中所应用的预热器旋风筒内筒，材质以镍铬耐热合金钢为主，其突出缺点存在于两个方面：一是钢材的价格比较昂贵，每吨通常都在十万元以上，这样生产一个预热器旋风筒内筒造价将达到几十万元；二是实用寿命较短，合金钢的耐酸碱腐蚀性能较差，在正常的状态下寿命平均只有10-14个月。基于此造成的停工检修更换内筒，严重影响了企业的生产时间，给企业生产成本造成了负担。如何制造一种具有高强度，耐腐蚀耐磨损性能的内筒以替代现有的合金钢，同时控制生产成本，提高实用寿命，是水泥生产行业关注的技术问题。 

现有技术已有采用成本低廉、耐腐蚀、耐磨损性能更好的陶瓷组件来制作预热器旋风筒内筒，如中国专利200820188205.7记载了一种“全陶瓷预热器内筒”，其耐磨陶瓷组件包括拼接组装的耐磨陶瓷柱和弧形陶瓷连接板，耐磨陶瓷柱相互拼接，拼接侧通过字母对接口拼接，耐磨陶瓷柱上下端与连接板分别设有连接口，通过螺栓和螺母连接。这种拼接方式结构简单，拼接方便，但是由于内筒仅有一层陶瓷柱，陶瓷柱长度过长，耐高温陶瓷加工难度大，造成成本较高，同时，由于在温差下的热胀冷缩，内外弧形连接板与陶瓷柱在产生变形后出现松动，无法紧密连接，使用寿命不长。中国发明专利200810050022.3“一种预热器旋风筒内筒用的陶瓷挂板与连接方法”中公开了一种用尺寸小的陶瓷挂板进行拼接，小陶瓷挂板的加工难度减小，但是这种陶瓷挂板结构复杂，且拼接复杂，同时还存在由于热胀冷缩造成陶瓷崩裂的危险。 

发明内容

本发明的目的是，解决现有预热器旋风筒耐热钢内筒采用陶瓷构件拼装时存在的拼装件加工难度大或结构复杂，热胀冷缩导致陶瓷断裂，耐热性能不够高，从而影响质量和使用寿命的问题，提供一种加工难度小、结构简单同时能防止热胀冷缩产生的连接松动、使用寿命短等缺陷的预热器旋风筒内筒，不但成本低，而且耐酸碱腐蚀性高，还提高了内筒的使用寿命。本发明还提供该旋风筒内筒的专用部件陶瓷挂片。 

一种具有超强型耐热钢钢带的预热器旋风筒内筒，包括与旋风筒固定座相连的内筒体，所述内筒体由上下设置为二层或三层或四层或五层层状结构的多块陶瓷挂片和陶瓷连接板相互匹配连接构成；其特征在于，每块所述陶瓷挂片为方形板块结构，其左右两个侧面分别设置有反向对称的嵌合台阶，两两陶瓷挂片之间左右嵌合，并沿周向紧密排列形成筒状体，所述陶瓷挂片前、后表面的上端部和下端部分别设置有贯通前后表面的通孔，所述筒状体的上部各陶瓷挂片的上端与所述固定座相连；所述陶瓷连接板为条板，其上设置有与所述通孔相对应的贯通所述陶瓷连接板前后面的贯通通孔；所述陶瓷挂片为中空腔体，上下各层陶瓷挂片的中空腔体相连通，连通的中空腔体中插入有与所述连通的中空腔体的高度相适应、宽度小于中空腔体宽度的超强型耐热钢钢带，所述超强型耐热钢钢带对应于各层陶瓷挂片的通孔的位置设有安装孔，从上至下安装孔与所述通孔一一对应重叠用于螺栓固定。 

所述陶瓷挂片的中空腔体为沿纵向贯通设置的纵向空腔。 

所述纵向空腔为两个，两个纵向空腔之间设置有纵肋。 

所述陶瓷连接板为长方形板体，包括中间连接板，所述中间连接板上的贯通通孔为沿板长度方向上下设置的两个，分别与其上端的所述陶瓷挂片的下部的通孔和其下端的所述陶瓷挂片的上部的通孔重合，通过穿过通孔和贯通通孔的陶瓷螺栓，将上下相邻所述陶瓷挂片固定连接在一起，使所述筒状体为层状结构。 

所述筒状体下部的每个陶瓷挂片的通孔为横向设置的两个，所述陶瓷连接板还包括下部连接板，所述下部连接板上的贯通通孔为左右设置的两个，分别与位于所述筒状体下部相邻两陶瓷挂片下部的相邻通孔重合，通过穿过通孔和贯通通孔的陶瓷螺栓，将所述筒状体下部相邻两陶瓷挂片固定连接在一起。 

所述每个陶瓷挂片为长方体结构。 

上述中空腔体中的超强型耐热钢钢带为重叠的多片，在超强型耐热钢钢带一面上的安装孔之外的任意位置上设有凸块。 

所述超强型耐热钢钢带的单片厚度为8～10mm。 

至少与固定座连接的最上层陶瓷挂片的每个纵向腔体的上端有两个横向并列的通孔，对应的超强型耐热钢钢带上的安装孔也为横向设置的两个，所述固定座上用于安装陶瓷挂片的一面上的螺孔与陶瓷挂片上的通孔形状及数量相适应。 

所述固定座的材料为超强型耐热钢，。 

具有超强型耐热钢钢带的陶瓷挂片，其特征在于为方形板块结构，其左右两个侧面分别设置有反向对称的嵌合台阶，其前、后表面的上端部和下端部分别设置有贯通前后表面的通孔，所述陶瓷挂片为中空腔体，所述中空腔体插入有与所述中空腔体的高度相适应的超强型 耐热钢钢带，所述超强型耐热钢钢带的上端部和下端部沿厚度方向设有贯通前、后表面的安装孔，插入状态下所述安装孔与所述通孔能重叠。 

所述陶瓷挂片的中空腔体为沿纵向贯通设置的纵向空腔。 

所述纵向空腔为两个，两个纵向空腔之间设置有纵肋。 

上述具有超强型耐热钢钢带的预热器旋风筒内筒的的专用超强型耐热钢钢带，特征在于：其形状与所述构成内筒体的多层陶瓷挂片的中空腔体的叠加高度一致，其对应于各层陶瓷挂片的通孔的位置设有安装孔。 

所述专用超强型耐热钢钢带，在其一面上的安装孔之外的任意位置上设有至少一个凸块。 

所述超强型耐热钢钢带的宽度小于所述陶瓷挂片的中空腔体的宽度。 

所述超强型耐热钢钢带的单片厚度为8～10mm。 

上述具有超强型耐热钢钢带的预热器旋风筒内筒的制备方法，其特征在于：在原预热器旋风筒的固定座上连接安装由陶瓷挂片和陶瓷连接板配合组装而成的内筒体，其步骤如下 

(1)将所述超强型耐热钢钢带插入上层陶瓷挂片的中空腔体中，使插入端的第一个安装孔与第一层陶瓷挂片的上端部的通孔相叠，螺栓穿过相叠的上层陶瓷挂片的上端部的通孔和第一个安装孔将超强型耐热钢钢带和上层陶瓷挂片固定在固定座上，周向相邻的陶瓷挂片的相邻侧边相互反向嵌合，并沿周向紧密排列形成筒状体； 

(2)当所述内筒体为由所述陶瓷挂片沿轴线方向上下相叠构成的层状结构时，用陶瓷连接板将上下层相邻的陶瓷挂片的相邻端固定连接在一起； 

(3)在所述内筒体下部沿周向相邻的陶瓷挂片的下端部之间，通过陶瓷连接板固定连接在一起。 

技术效果： 

由于通过规则形状的板块结构在周向紧密排列形成筒状体，及通过所述陶瓷挂片前、后表面的上端部和下端部分别设置有贯通前后表面的通孔与陶瓷连接板相连，不但陶瓷挂片制作方便，而且连接安装也很方便简单，同时由于所述陶瓷挂片为中空腔体，不但增强了绝热性能，具有很好的吸收热胀冷缩的伸展收缩余地，因此能保证陶瓷不因为热胀冷缩出现断裂。同时本发明的陶瓷挂片也具有陶瓷耐酸碱腐蚀性的优点，因此大大延长了筒体使用寿命。本发明的陶瓷挂片在中空腔体中增设了超强型耐热钢钢带，相当于在组装起来的耐热旋风筒的内壁中间增设了一整层加强劲和耐热层，使整个设备耐热性能大大提高。超强型耐热钢钢带为耐热材料制备而成的片状结构，其形状只要满足在长度方向上有与上下各层陶瓷挂片的中空腔体高度之和一致，宽度小于中空腔体宽度，且长度方向的设置有用于螺栓安装的对应 于陶瓷挂片的通孔的安装孔即可。超强型耐热钢钢带的形状因此还可以有更多种变形，都在本发明要求的保护范围内。组装预热旋风筒时，将超强型耐热钢钢带放入陶瓷挂片中，其安装孔与陶瓷挂片的通孔重叠，螺栓从重叠孔中穿过进行紧固。增设的超强型耐热钢钢带不仅仅增强了旋风筒内筒的耐热性能，延迟了使用寿命，更增加了使用安全性，在极端情况下--旋风筒内筒万一发生断裂的情况下，超强型耐热钢钢带将起到维持旋风筒连接结构，使其不会瞬间散架坍塌造成安全威胁，犹如建筑物中增设的钢筋的功能，起加强筋的作用。本发明由于采用了在其两个侧面分别设置有反向对称的嵌合台阶的陶瓷挂片，使得陶瓷挂片在内筒上能够规整、紧密的排列，使内筒强度更高，能承受更大的应力，与镍铬耐热合金钢制成的内筒体相比，不但价格低，而且耐高温，耐腐蚀，耐氧化，耐磨损性能优良，材质比重不到合金的1/2，使用寿命可达3-4年，与镍铬合金内筒相比，提高使用寿命2-3倍，成本降低70％以上。 

纵向空腔的陶瓷挂片便于加工。所述纵向空腔为两个，两个纵向空腔之间设置有纵肋，能对中空陶瓷挂片的支撑表面起到较好的支撑作用，使陶瓷挂片既轻巧，又结实。 

设置中间连接板能方便地将上下陶瓷挂片连接为一体，使所述筒状体为层状结构，同时陶瓷挂片可以做得较小，以易于成型。将多个陶瓷挂片沿内筒轴向进行连接，相对于上下一体的陶瓷柱，陶瓷挂片的加工难度和加工成本均可大幅下降；另一方面，采用较小尺寸的陶瓷挂片，可以根据工程需要将其应用于不同高度的内筒，避免了因内筒高度不同而要定制上下一体陶瓷柱的麻烦。上下陶瓷挂片通过陶瓷连接板固定连接并形成，使上下陶瓷挂片的连接紧密，也相应可以减小陶瓷挂片的长度，便于陶瓷挂片的生产。 

所述筒状体下部的每个陶瓷挂片的下部横向设置有两个通孔，便于与所述陶瓷连接板相连，这种方式是下不陶瓷挂片连接方便、紧密。 

本发明优选，至少与固定座连接的最上层陶瓷挂片的每个纵向腔体的上端有两个横向并列的通孔，对应的超强型耐热钢钢带上的安装孔也为横向设置的两个。一个通孔中采用陶瓷螺栓进行紧固，另一个通孔中采用超强型耐热钢材料的螺栓进行紧固，能够加强安装的安全性和使用寿命。陶瓷螺栓具有抗氧化的作用，但是延展性和抗应力差，超强型耐热钢具有较强的强度和韧性。两种螺栓同时使用，进一步保证了本发明的预热旋风筒的使用安全性。将所有的陶瓷挂片上每个纵向空腔一端上的通孔都设置为两个，对应的超强型耐热钢钢带上的安装孔也都设为横向并列的两个，也都在本发明保护的范围内。 

所述固定座的材料为超强型耐热钢，所述固定座上用于安装陶瓷挂片的一面的螺孔与陶瓷挂片相适应。 

本发明中，陶瓷挂片的陶瓷材料可以选用SiC和Si3N4经过反应烧结工艺制备而成。 

本发明中，陶瓷挂片的中空腔体中采用的超强型耐热钢钢带可以是多片想重叠使用。为了不影响中空腔体的功能。优选在超强型耐热钢钢带的一面上除安装孔之外的任意位置焊接有凸块，用于使重叠使用的超强型耐热钢钢带之间留有空隙。 

本发明中，超强型耐热钢钢带的厚度优选8-10mm，宽度为4厘米，与陶瓷挂片的中空腔体的规格相适应，这种尺寸的超强型耐热钢钢带具备能够担任预热筒内筒加强筋的角色而不浪费钢材。 

本发明中用到的超强型耐热钢为专利ZL200510011584.3中公开的，申请人公司自己研制并已经生产销售的超强型耐热钢，型号为HXD-ZG-01至HXD-ZG-06，具有耐高温、耐腐蚀、耐磨损、抗高硫、抗冲击、易切削、可焊接等。和同类耐热钢产品相比可提高使用寿命1-3倍，与同类材料成本低5％-15％，在高温环境下能连续使用，具有良好的抗热疲劳和耐高温性能，反复使用不易产生热裂现象，使用最高温度可达到1400℃以上。 

附图说明

图1.是本发明的局部侧视图； 

图2.是本发明的俯视图； 

图3a.是固定座的正视图； 

图3b.是固定座的A-A剖视图。 

图4a.是本发明的下部连接板的俯视图； 

图4b.是本发明的下部连接板的侧视图； 

图5a.是本发明的中间连接板的俯视图； 

图5b.是本发明的中间连接板的侧视图； 

图6a.是本发明中陶瓷挂片的仰视图； 

图6b.是本发明中陶瓷挂片与超强型耐热钢钢带叠位置关系正视图； 

图7.本发明中陶瓷挂片与陶瓷连接板的连接示意图； 

图8.多片超强型耐热钢钢带叠加使用示意图，其中凸台在两端； 

图9.多片超强型耐热钢钢带叠加使用示意图，其中凸台在中间任意位置； 

图中标记：1、内筒体；2、陶瓷挂片；21、纵向空腔；22、嵌合台阶，23、通孔；3、陶瓷连接板；31、中间连接板；32、下部连接板，33、贯通通孔；8、固定座，9、耐热钢连接板，10、超强型耐热钢钢带，11-安装孔，12-凸台 

具体实施方式

结合附图说明本发明。 

图1、图2为本发明的预热器旋风筒内筒的侧视图和俯视图，图3a和图3b为预热器旋风筒内筒固定座的正视图和AA向剖视图从图1和图2可见，从图1和图2可见包括与旋风筒固定座8相连的内筒体1，内筒体1由多块陶瓷挂片2和陶瓷连接板相互匹配连接构成。陶瓷连接板包括中间连接板31和下部连接板32；陶瓷挂片2沿周向紧密排列形成筒状体，沿纵向通过中间连接板31将上、下陶瓷挂片2固定连接形成层状结构，位于最上层的陶瓷挂片2顶部与固定座8固定连接。图1和图2中各陶瓷挂片2尺寸大小相同，当然也可以不同，图1和图2中各中间连接板31的尺寸大小也相同，当然也可以不相同；所述固定连接是指通过陶瓷螺栓固定连接，所述各陶瓷挂片2和陶瓷连接板上分别设置有用于陶瓷螺栓穿过的连接用通孔23和贯通通孔33，当然，上下的陶瓷挂片2不局限于采用螺栓连接，应理解为可以采用其它可替代的所有连接方式，比如彼此嵌合的方式。通过中间连接板31的连接，图1中陶瓷挂片2上下设置为四层。当然也可以是两层或多层结构。所述陶瓷挂片2为长条状，当然也可以是相同弧度的弧形。所述陶瓷挂片为中空腔体，上下各层陶瓷挂片2的中空腔体相连通，连通的中空腔体中插入有与所述连通的中空腔体的高度相适应、宽度小于中空腔体宽度的超强型耐热钢钢带10，所述超强型耐热钢钢带10对应于各层陶瓷挂片2的通孔23的位置设有安装孔11，从上至下安装孔11与所述通孔23一一对应重叠，见图6b。 

所述下部连接板32(见图4a和图4b)将最下层的周向紧密排列的所述陶瓷挂片2的下部两两固定连接。此时所述筒状体下部的每个陶瓷挂片2的下部横向设置有两个通孔，下部连接板32上的贯通通孔33为左右设置的两个，分别与位于所述筒状体下部相邻两陶瓷挂片2下部的相邻通孔23重合，通过穿过通孔23和贯通通孔33的陶瓷螺栓，将所述筒状体下部相邻两陶瓷挂片2固定连接在一起，如图7。 

从图7可以看出，在本发明的一个优选实施例中，还包括一耐热钢连接板9，其具有与所述陶瓷连接板相同的结构，即所述耐热钢连接板为条板，其上设置有与所述陶瓷连接板的贯通通孔33相对应的贯通耐热钢连接板前后面的耐热钢通孔，所述耐热钢连接板设置在所述陶瓷连接板与所述陶瓷挂片相连接部位之间，通过穿过通孔、耐热钢通孔和贯通通孔的陶瓷螺栓，将所述筒状体相邻两陶瓷挂片2固定连接在一起，见图7。 

从图4a、图4b、图5a、图5b可知，陶瓷连接板为其上两端带陶瓷螺栓连接用贯通通孔的长方形板体。也可为其他条形板体，如周边是圆弧结构的板体。 

见图6a和图6b，所述陶瓷挂片2为设置有纵向贯通的纵向空腔21的中空腔体，优选所述纵向空腔21为两个，两个纵向空腔之间设置有纵肋，以加强中空腔体的强度。每个陶瓷挂片2的两个侧面分别设置有反向对称的嵌合台阶22，这样，在周向排布陶瓷挂片2，两两陶 瓷挂片2彼此嵌合，形成紧密牢固的连接，每个陶瓷挂片2为长方体结构，见图1，从上往下各层的长度为771mm、771mm、679mm、679mm，宽度为80mm，厚度为37mm。当然所述陶瓷挂片还可以为其他形状的长条状，所述陶瓷挂片上下还可设置为二层或三层或五层层状结构，以适应不同内筒的筒体高度的要求。 

本发明进一步优选，在上述陶瓷挂片2的中空腔体中的超强型耐热钢钢带10为重叠的多片，在超强型耐热钢钢带一面上的安装孔11之外的任意位置上设有凸块12。 

本发明预热器旋风筒内筒的安装步骤如下： 

总体上是在原预热器旋风筒的固定座6上连接安装由陶瓷挂片和陶瓷连接板配合组装而成的内筒体，具体如下： 

(1)去除与所述固定座8连接的原预热器旋风筒内筒的镍铬合金挂板， 

(2)在所述固定座8上安装插入有超强型耐热钢钢带10的陶瓷挂片2，其中插入的超强型耐热钢钢带的安装孔与陶瓷挂片2的通孔2相叠，采用螺栓固定安装在固定座8上，周向相邻的陶瓷挂片2的相邻侧边相互反向嵌合，并沿周向紧密排列形成筒状体，所述筒状体的上部各陶瓷挂片2的上端部与所述固定座8相连； 

(3)当所述内筒体为由所述筒状体沿轴线方向相叠构成的层状结构时，用陶瓷连接板3将上下层相邻的陶瓷挂片2的相邻端固定连接在一起； 

(4)在所述内筒体下部沿周向相邻的陶瓷挂片2的下端部之间，通过陶瓷连接板3固定连接在一起； 

所述陶瓷连接板3为条板，其上沿长度方向的两端设置有与陶瓷连接板的通孔23相对应的贯通所述陶瓷连接板前后面的贯通通孔33。 

连接上下层相邻的陶瓷挂片2的陶瓷连接板3为中间连接板31，所述中间连接板31的贯通通孔33分别与上下层相邻的陶瓷挂片2的相邻端的通孔23重合，通过穿过通孔23和贯通通孔33的陶瓷螺栓，将上下层相邻所述陶瓷挂片2固定连接在一起。 

连接所述内筒体下部的周向相邻的陶瓷挂片2的陶瓷连接板3为下部连接板32，所述下部连接板32两端的贯通通孔33分别与所述内筒体下部的周向相邻的陶瓷挂片2的下端部之间相邻的通孔23相互重合，使陶瓷螺栓穿过重合的贯通通孔和通孔使内筒体下部周向相邻的陶瓷挂片2固定连接在一起。 

所述陶瓷挂片的中空腔体为沿纵向贯通设置的纵向空腔21，在安装上下层相邻陶瓷挂片2时，上下层陶瓷挂片一一对应使纵向空腔相通。 

本发明进一步优选在所述陶瓷挂片与陶瓷连接板的重叠部位之间加设一层与所述陶瓷连接板相同结构的耐热钢连接板9，其上设置有与所述陶瓷连接板3的贯通通孔33相对应的贯 通耐热钢连接板前后面的耐热钢通孔，陶瓷螺栓依次穿过通孔22、耐热钢通孔和贯通通孔33使所述筒状体相邻的陶瓷挂片2之间固定连接在一起。 

本发明优选，至少与固定座8连接的最上层陶瓷挂片2的每个纵向腔体21的上端有两个横向并列的通孔23，对应的超强型耐热钢钢带上的安装孔11也为横向设置的两个。一个通孔中采用陶瓷螺栓进行紧固，另一个通孔中采用超强型耐热钢材料的螺栓进行紧固，能够加强安装的安全性和使用寿命。陶瓷螺栓具有抗氧化的作用，但是延展性和抗应力差，超强型耐热钢具有较强的强度和韧性。两种螺栓同时使用，进一步保证了本发明的预热旋风筒的使用安全性。当然，将所有的陶瓷挂片上每个纵向空腔一端上的通孔都设置为两个，对应的超强型耐热钢钢带上的安装孔也都设为横向并列的两个，也都在本发明保护的范围内。所述固定座8上用于安装陶瓷挂片2的一面上的螺孔与陶瓷挂片的通孔23的大小及数量相适应。在这种情况下，上述安装步骤，需要将原设备的固定座也更换为本适应本发明的陶瓷挂片的固定座。 

本发明进一步优选，所述固定座的材料为超强型耐热钢，进一步加固预热旋风筒的耐热和稳定性能。在这种情况下，上述安装步骤，需要将原设备的固定座也更换为本发明优选材料的固定座。