用于固定工业炉炉衬的锚固组件及使用其的工业炉的制作方法

2021-03-10 23:03:45|

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[0001]
本实用新型涉及工业炉炉衬领域，具体地涉及一种用于固定工业炉炉衬的锚固组件及使用其的工业炉。

背景技术：

[0002]
石油化工装置工业炉的炉衬有一种陶瓷纤维衬里层铺结构。这种结构是，预先将金属锚固钉焊接在壁板内侧，然后将陶瓷纤维衬里一层一层地铺于炉壁上，金属锚固钉穿透每层陶瓷纤维衬里，在最后一层(即迎火面)陶瓷纤维衬里铺完以后，用一个陶瓷固定保护装置与金属锚固钉的端头连接，从而固定陶瓷纤维衬里。这种安装方式具有两个作用：一是固定作用，防止陶瓷纤维衬里脱落，尤其是位于炉顶的衬里，可防止陶瓷纤维衬里在重力作用下脱落；二是保护作用，避免金属锚固钉的端头直接被火焰灼烧。
[0003]
这种锚固装置，锚固钉为金属，固定保护装置为耐高温陶瓷。
[0004]
现有技术中，金属锚固钉的端头接近陶瓷纤维衬里的迎火面，所处位置的温度较高(约1050℃左右)，因此锚固钉需选用高铬-镍含量的合金材料(铬(cr)14％～17％，镍(ni)≥72％)。陶瓷固定保护装置为杯型带盖的陶瓷制品，陶瓷杯底设有长方形开孔，与金属锚固钉自由端部设有的凹槽配合安装。陶瓷杯口与陶瓷杯盖为螺纹连接。当陶瓷杯固定后杯内需填塞陶瓷纤维制品对金属锚固钉端头进行保护，之后安装陶瓷杯盖防止陶瓷纤维制品脱落。这种安装方式有4个不足之处：第一，由于金属锚固钉为高铬-镍合金材料，不易与碳钢材料的炉壁板焊接；第二，由于金属锚固钉为高铬-镍合金材料，成本较高；第三，由于金属锚固钉的自由端头接近迎火面，所处温度较高，高温延金属锚固件传导到炉壁板，造成炉外壁局部热点；第四，陶瓷杯内需在填塞陶瓷纤维制品之后安装陶瓷杯盖，施工现场安装和检查的工作量较大，一旦遗漏会造成金属锚固钉端头因环境温度过高而变形，陶瓷杯脱落，陶瓷纤维衬里失去固定。

技术实现要素：

[0005]
本公开提供了一种用于固定工业炉炉衬的锚固组件及使用其的工业炉，该锚固组件能够避免异种钢材焊接造成的焊接困难、降低材料成本、防止炉壁局部热点，同时具有安装简单、便于检查的特点。
[0006]
为了实现上述目的，本公开第一方面提供一种用于固定工业炉炉衬的锚固组件，所述组件包括底座、陶瓷钉和陶瓷挡件；其中，所述底座用于与工业炉的炉壁板连接，所述底座包括槽，所述槽的槽底开设有开口，所述槽构造为槽深大于所述钉头的厚度；所述陶瓷钉包括钉头和钉体，所述钉头容纳在所述槽中并能够挂在所述槽底，所述钉体穿过所述开口；所述陶瓷挡件可拆卸地连接于所述钉体上，且靠近所述钉体的末端。
[0007]
可选地，所述底座还包括金属连接部，所述金属连接部与所述槽的槽口固定连接。
[0008]
可选地，所述底座为一体成型的带有两个边沿的金属槽，所述边沿与所述金属槽的侧壁的板面方向垂直，两个所述边沿用于焊接至所述炉壁板上。
[0009]
可选地，所述槽底的开口沿所述槽的长度方向延伸至所述槽底的一个边缘，以使所述陶瓷钉的钉头能够沿所述槽的长度方向进出所述槽；所述开口的宽度小于所述钉头的宽度。
[0010]
可选地，所述陶瓷挡件形成为陶瓷挡板，所述陶瓷挡板沿垂直于所述陶瓷钉的钉体的方向延伸；所述陶瓷挡板与所述陶瓷钉的钉体螺纹连接或卡扣连接。
[0011]
可选地，所述钉体包括圆柱段和锥形段，所述圆柱段形成有外螺纹，所述外螺纹靠近所述锥形段；所述陶瓷挡件形成有与所述外螺纹相匹配的螺孔。
[0012]
可选地，所述钉体包括柱形段和锥形段，所述柱形段的柱截面为长方形，所述柱形段的柱截面为长方形，所述长方形的两条长边所在的钉体的一组相对侧面上分别形成有相背设置的第一卡槽和第二卡槽，所述第一卡槽和第二卡槽分别沿垂直于钉体的方向延伸；
[0013]
所述陶瓷挡件形成为陶瓷挡板；所述陶瓷挡板的厚度小于所述第一卡槽的宽度，且小于所述第二卡槽的宽度；
[0014]
所述陶瓷挡板开设有长条孔，所述长条孔的长度大于所述钉体的长方形柱截面的长度；所述长条孔的宽度大于所述长方形柱截面的宽度，并使得所述陶瓷挡板能够通过旋转卡合在所述第一卡槽和第二卡槽内。
[0015]
可选地，所述底座为金属底座；所述陶瓷钉为耐高温陶瓷钉；所述陶瓷挡件为耐高温陶瓷挡件。
[0016]
本公开第二方面提供一种工业炉，包括本公开第一方面所述的锚固组件。
[0017]
可选地，所述工业炉还包括炉壁板、炉衬层；所述底座与所述炉壁板固定连接，以使所述炉壁板覆盖所述槽的槽口；所述炉衬层设置于所述槽的槽底与所述陶瓷挡件之间，且所述陶瓷钉的钉体贯穿所述炉衬层。
[0018]
本公开的锚固组件通过设置具有槽的底座、陶瓷钉和陶瓷挡件；陶瓷钉能够在节约材料成本的同时降低传热，减少热损失，陶瓷钉的钉头通过设在槽底的开口挂入槽中，并且槽深大于钉头的厚度，有效避免了陶瓷钉与炉壁接触从而防止外炉壁局部热点的形成；陶瓷挡件可拆卸地安装于钉体末端处，以使陶瓷纤维衬里固定在金属底座和陶瓷挡件之间。本公开的锚固组件具有热损失小、寿命长、成本低、安装简单且便于检查的优点。本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0019]
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
[0020]
图1是本公开的锚固组件的一种实施方式中组装后的主视图；
[0021]
图2是本公开图1的实施方式中锚固组件沿a-a方向的剖视图；
[0022]
图3是本公开的锚固组件的一种实施方式中组装后的侧视图；
[0023]
图4是本公开的一种实施方式中锚固组件在炉顶安装时的主视图；
[0024]
图5是本公开的一种实施方式中锚固组件在炉顶安装时的俯视图；
[0025]
图6是本公开的锚固组件的一种实施方式中陶瓷钉和陶瓷挡件组装后的主视图；
[0026]
图7是本公开的锚固组件的一种实施方式中带内螺纹的陶瓷挡件的俯视图；
[0027]
图8是本公开的锚固组件的第二种实施方式中陶瓷钉和陶瓷挡件组装后的主视
图；
[0028]
图9是本公开图8的实施方式中锚固组件沿a
’-
a’方向的剖视图；
[0029]
图10是本公开的锚固组件的第二种实施方式中陶瓷钉和陶瓷挡件组装后的侧视图；
[0030]
图11是本公开图10的实施方式中锚固组件沿a
”-
a”方向的剖视图；
[0031]
图12是本公开的锚固组件的一种实施方式中底座的主视图。
[0032]
附图标记说明
[0033]
1.底座
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2.陶瓷钉
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2a.带螺纹的陶瓷钉
[0034]
2b.带凹槽的陶瓷钉
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3.陶瓷挡件
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3a.带螺纹的陶瓷挡件
[0035]
3b.带长条孔的陶瓷挡件
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4.炉壁板
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5.开口
[0036]
6a.第一卡槽
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6b.第二卡槽
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7.边沿
具体实施方式
[0037]
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
[0038]
在本公开中，未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指组件在正常使用状态下的上、下，具体可参考图1的图面方向。“内、外”是指相对于装置本身的轮廓而言的。
[0039]
如图1、图2和图3所示，本公开第一方面提供一种用于固定工业炉炉衬的锚固组件，组件包括底座1、陶瓷钉2和陶瓷挡件3；其中，底座1用于与工业炉的炉壁板4连接，底座1包括槽，槽的槽底开设有开口5，槽构造为槽深大于钉头的厚度；陶瓷钉2包括钉头和钉体，钉头容纳在槽中并能够挂在槽底，钉体穿过开口5；陶瓷挡件3可拆卸地连接于钉体上，且靠近钉体的末端。其中，槽深是指槽底至炉壁板4的距离。
[0040]
本公开的锚固组件通过设置具有槽的底座、陶瓷钉和陶瓷挡件；陶瓷钉能够在节约材料成本的同时降低传热，减少热损失；陶瓷钉的钉头通过设在槽底的开口挂入槽中，并且槽深大于钉头的厚度，有效避免了陶瓷钉与炉壁接触从而防止外炉壁局部热点的形成；陶瓷挡件可拆卸地安装于钉体末端处，以使陶瓷纤维衬里固定在金属底座和陶瓷挡件之间。本公开的锚固组件具有热损失小、寿命长、成本低、安装简单且便于检查的优点。
[0041]
为了便于将底座1固定在炉壁上，根据本公开的一种实施方式中，底座1还可以包括能够将该底座1焊接在炉壁上的金属连接部，该金属连接部的材质与炉壁材质可以相同或相近，避免了锚固组件与炉壁因材质不同导致的焊接困难；进一步地一种实施方式中，该金属连接部可以与槽的槽口固定连接，以将位于底座1上的该槽固定于炉壁板4上。
[0042]
本公开对于该金属连接部的形式及其与槽的连接方式没有限制，该金属连接部可以为金属板、金属钉或金属卡扣等，金属连接部与槽的连接方式可以为焊接、螺栓连接、卡口连接或铆接等。
[0043]
在根据本公开的一种具体实施方式中，如图12所示，底座1可以为一体成型的带有两个边沿7的金属槽，边沿7与金属槽的侧壁的板面方向垂直，两个边沿7用于焊接至炉壁板4上。进一步地一种实施方式中，金属槽的两侧壁可以分别垂直于金属槽的底面，以形成容纳陶瓷钉2的钉头的槽；并且，在两侧壁沿槽深方向延伸的末端，分别设有与两侧壁成90
°
夹
角的向外延伸的边沿7，以通过该边沿7将底座1焊接在炉壁板4上。
[0044]
根据本公开，底座1可以包括槽，槽底可以设有开口5，一种实施方式中，为了便于装卸陶瓷钉2，如图2所示，开口5可以沿槽的长度方向延伸至槽底的一个边缘，开口5的宽度可以大于钉体的宽度，以使陶瓷钉2的钉头能够沿槽的长度方向进出槽，从而方便安装和检修过程中陶瓷钉2在底座1上的拆卸；进一步地，为了使陶瓷钉2卡进槽底的开口5而不至于脱落，该开口5的宽度可以小于钉头的宽度。本公开的一种实施方式中，如图4和图5所示，将锚固组件安装于炉顶时，可以将图中陶瓷钉2沿箭头方向推入位于底座1槽底的开口5内，使陶瓷钉2的钉头容纳在槽中并能够挂在槽底，钉体穿过开口5，即完成陶瓷钉2在底座1上的安装过程。本公开对于槽底开口5及钉头的具体形状没有限制，开口5形状例如可以为半圆形、椭圆形或长方形等，钉头形状例如可以为长方形平板、圆形平板或椭圆形平板灯，优选为长方形平板。
[0045]
根据本公开，将陶瓷钉2固定在底座1的槽内以后，可以从钉头至钉体末端方向逐层铺设陶瓷纤维衬里，为了将陶瓷纤维衬里固定在钉头和钉体末端之间，可以在钉体末端安装固定陶瓷纤维衬里的陶瓷挡件3。一种实施方式中，陶瓷挡件3可以形成为陶瓷挡板，该陶瓷挡板可以沿着与陶瓷钉2的钉体垂直的方向延伸，以增大与陶瓷纤维衬里的接触面积，增强固定效果；进一步地，一种实施方式中，陶瓷挡板与陶瓷钉2的钉体可以螺纹连接；另一种实施方式，陶瓷挡板与陶瓷钉2的钉体可以卡扣连接，以将多层陶瓷纤维衬里夹紧在锚固组件的底座1和陶瓷挡件3之间，依靠陶瓷纤维衬里的回弹力以及陶瓷钉2钉头的自重力，使装配稳定，无法松脱。
[0046]
如图6所示，在根据本公开的一种具体实施方式中，陶瓷挡件3与陶瓷钉2的钉体采用螺纹连接，陶瓷钉2的钉体可以包括呈圆柱段以及锥形段，钉体末端呈锥形以便于贯穿陶瓷纤维衬里，圆柱段可以形成有外螺纹；进一步地一种实施方式中，如图7所示，陶瓷挡件3可以形成有与钉体上的外螺纹相匹配的螺孔，以将陶瓷挡件3通过螺栓连接方式安装在钉体上；在陶瓷挡件3为陶瓷挡板的实施方式中，螺孔可以位于陶瓷挡板的中心处。上述实施方式中，对于该外螺纹在圆柱形钉体上的位置没有特别限制，可以根据需要的陶瓷纤维衬里的层数和厚度进行选择，一种实施方式中，该外螺纹可以靠近钉体的锥形段，以方便将多层陶瓷纤维衬里固定在钉体上。
[0047]
如图8、图9、图10和图11所示，在根据本公开的一种具体实施方式中，陶瓷挡件3与陶瓷钉2的钉体采用卡扣连接，陶瓷挡件3形成为陶瓷挡板。陶瓷钉2的钉体可以包括柱形段以及锥形段，锥形的钉体末端便于贯穿陶瓷纤维衬里，柱形钉体段的柱截面可以呈长方形，其中柱截面是指垂直于钉体延伸方向的截面；长方形的两条长边所在的钉体的一组相对侧面上可以分别形成有相背设置的第一卡槽6a和第二卡槽6b，即该第一卡槽6a和第二卡槽6b的开口分别朝向钉体的外部，第一卡槽6a和第二卡槽6b分别沿垂直于钉体的方向延伸，如图8所示。陶瓷挡板的厚度可以小于第一卡槽6a的宽度，且小于第二卡槽6b的宽度，以便于将陶瓷挡板固定在卡槽内。如图9所示，陶瓷挡板可以开设有可长条孔，用于使陶瓷挡板与第一卡槽6a和第二卡槽6b进行卡扣连接；并且该长条孔的长度可以大于钉体的长方形柱截面的长度；长条孔的宽度可以大于长方形柱截面的宽度，并使得所述陶瓷挡板能够通过旋转卡合在第一卡槽6a和第二卡槽6b内，例如一种实施方式中，长条孔的宽度可以大于第一卡槽6a和第二卡槽6b的长方形柱截面的对角线长度，且小于钉体的长方形柱截面的长度；
安装过程中可以将陶瓷挡板的长条孔沿第一方向套进柱形的陶瓷钉2钉体，在第一卡槽6a和第二卡槽6b的开口位置使陶瓷挡板沿板面方向旋转90
°
后使长条孔的两个长别分别卡进陶瓷钉2钉体的第一卡槽6a和第二卡槽6b之间，从而将陶瓷挡板固定在钉体上；其中第一方向是指长条孔的两个短边分别朝向第一卡槽6a和第二卡槽6b。
[0048]
根据本公开，锚固组件的底座1可以为金属底座，以方便底座1与炉壁板4之间的焊接；陶瓷钉2可以为耐高温陶瓷钉，能够在节约材料成本费用的同时有效降低传热，减少热损失，防止产生局部热点；陶瓷挡件3可以为耐高温陶瓷挡件，本公开对陶瓷挡件的形状没有限制，例如可以为椭圆形、正六边形或圆形，一种实施方式中，为了安装时易于施加扭力，便于检查，陶瓷挡板优选为椭圆形或正六边形。
[0049]
本公开第二方面提供一种工业炉，该工业炉包括本公开第一方面的用于固定工业炉炉衬的锚固组件。
[0050]
本公开的含有该锚固组件的工业炉，具有锚固组件与炉壁焊接方便、热损失小、无局部热点、施工简单以及便于检修等优势。
[0051]
在根据本公开的一种实施方式中，该工业炉还可以包括炉壁板4和炉衬层；底座1可以与炉壁板4固定连接，以使炉壁板4覆盖槽的槽口；一种具体实施方式中，底座1可以通过金属连接部焊接于炉壁板4上；炉衬层可以设置于槽底与陶瓷挡件3之间，且陶瓷钉2的钉体贯穿炉衬层。
[0052]
本公开的锚固组件可以采用如下方法安装在工业炉上：
[0053]
将锚固组件的底座1与工业炉的炉壁板4固定连接，陶瓷钉2的钉头通过槽底开口5装入槽中，陶瓷钉2挂在槽底，钉体穿过槽底开口5向下延伸，依次将多层陶瓷纤维衬里穿过钉体末端进行铺设形成炉衬层，最后一层(即迎火面)陶瓷纤维衬里铺完后，将陶瓷挡件3安装于陶瓷钉2的钉体上，固定炉衬层。
[0054]
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
[0055]
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0056]
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

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