專利名稱：風能太陽能超大型至小型搪玻璃設備與器件燒成窯爐的制作方法
風能太陽能超大型至小型搪玻璃設備與器件燒成窯爐
本發(fā)明屬于風能和太陽能應用技術和普適性搪瓷設備與器件的燒成技術。 搪瓷的應用范圍日益擴大，產(chǎn)品種類和數(shù)量亦相應大增。作為耗能和污染的重點行業(yè)， 它面臨著企業(yè)不消滅污染，污染就消滅企業(yè)的存亡關頭。在搪瓷生產(chǎn)中風能太陽能替代不 可再生能源，是時代的必然。在工業(yè)設備中，腐蝕對它的危害極大，這在化工、石油和海 水利用、水處理方面，具有普遍性，傳統(tǒng)的金屬防腐蝕技術的方法是減緩腐蝕，主要有涂 層和陰極保護，但它們?nèi)秉c很多，成本較高。搪玻璃設備是由含硅量高的玻璃質(zhì)釉噴涂在 鋼板表面，經(jīng)920'C 96(TC多次高溫搪燒，使玻璃質(zhì)密著于金屬胎表面而成。搪玻璃的性 能如下-
(1) 耐腐蝕性能耐無機酸、有機酸、有機溶劑及PH值小于或等于12的堿溶液。(但
對強堿、氫氟酸及溫度大于180。C、濃度大于30%的磷酸不適用。)
(2) 不粘性光滑的玻璃面不粘介質(zhì)，且容易清洗。
(3) 絕緣性適用于介質(zhì)在運移過程中易產(chǎn)生靜電的場合。
(4) 隔離性將介質(zhì)與容器鋼胎隔離，鐵離子不會溶入介質(zhì)。
(5) 保鮮性玻璃層對介質(zhì)具有優(yōu)良的保鮮性能。
(6) 易清洗性可以在設備空置的情況下，重處于高溫(低于原燒成溫度)下，使 所有粘附物消除由于真溶性，不會改變介質(zhì)成分。
(7) 可用于各種熱交換器件在各種狀態(tài)下，搪玻璃的傳熱系數(shù)比金屬要小，但它 的不粘結性，可使它的總體傳熱效率仍較高。
(8) 耐久性和易修補性，可長期使用。萬一有損傷，可加搪重燒即可復新。
(9) 經(jīng)濟性可用碳鋼板或鑄鐵作底材， 一般不必用昂貴的不銹鋼或銅材。
搪玻璃設備出廠前玻璃層均經(jīng)20kV高壓檢驗，不導電為合格。玻璃層厚度一般為0. 8 2.0mm。成品玻璃面耐溫差急變性能強熱沖擊和冷沖擊，能去凈如水坭主要成分CaC03和 CaS04 2H20。
不銹鋼不僅價格高，且也存在防腐蝕問題。不同牌號、同牌號不同廠產(chǎn)品和同牌號 同廠同批鋼材，在內(nèi)在質(zhì)量上也可能有差異或缺陷，或在正常使用過程產(chǎn)生各種局部腐蝕， 焊接引起的局部過熱及缺陷引起的晶間腐蝕、裂開腐蝕和應力腐蝕搪玻璃件與設備就不 存在這些腐蝕風險。
由于搪玻璃有上述無可比擬的優(yōu)點，它必將成為有腐蝕問題的所有工業(yè)設備的首選， 它將廣泛用于化工、石油、醫(yī)藥、生物、運貯、環(huán)保和熱交換器件等現(xiàn)在搪瓷技術主要用 在日用、衛(wèi)生和建筑等小器材上，很少用于設備的防腐。原因為，設備多數(shù)很大，沒有可
燒成它的大寸尺的窯爐(現(xiàn)代化生產(chǎn)，規(guī)模越來越大，設備常重達幾十t,上百t);設備
結構復雜，人們習慣于用機械加工組裝金屬零件來制造設備，而將防腐問題留給傳統(tǒng)防腐 方法或依靠昂貴的不銹鋼材。
本發(fā)明為靈活多段異形組合式搪玻璃窯爐，它可用于各型式和大型化工設備、海水淡
化制鹽設備和防腐管道的燒成；當然它的巨大、可靈活分隔，可分別控制溫度的爐膛也可 用于小件物品的燒成，這時它的總件數(shù)可達每次幾噸重。
說明書附圖l為窯爐下部的平面示意圖。其中A長2m，平面成矩形；B長20m，平面 矩形；C為直徑8m的圓柱，圓柱高8m，其頂為半球面。A、 B、 C、 W嚴格共線等高。圖中 l和l'為爐基壁。2和2'為軌道，其一半在窯下，另一半在窯外(因此可由起重機裝卸 搪瓷件)；爐內(nèi)部分長30m，爐外部分長40m。 3為窯爐終端的安全出入口。 4為軌道車出
入口。圖中由A至C由虛線分為7段，這7段的爐膛是賈通的，故可燒制總長為30m的超 長設備與管材；在虛線位置可按需要分隔爐膛，分隔方法為在虛線位置的爐頂懸掛雙層隔 熱簾。有它可燒制任意長度(《30m)的設備與構件。在虛線位置對應的軌道車平面上有 活動載料臺(見附圖2之10)。由A至C的爐膛高度是等差增高的A為3m;然后依次為 4m、 5m、 6m、 7m和8m; C為圓柱狀，高亦為8m。有這樣漸次增高的爐膛，與它對應高度 的設備與器材均可由軌道車運送至該高度的爐內(nèi)燒成，然后取出。整個窯可分段使用；也 可貫通全窯一起使用，這時可燒制長達30m的超長設備和管材。這種燒制成的超長又超高 的搪玻璃設備對海水淡化廠是絕對必需的，它將掀起海水利用的高潮。
附圖2為窯爐的橫剖面圖。其爐膛(可燒成的搪玻璃設備尺寸)為寬4. Om高3- 8. Om， 也可燒制直徑小于4.0m的球形罐。圖中l(wèi)為爐頂拱形保溫層。2為放熱氣孔(放出的熱 氣可供利用，例如供干燥工藝使用)。3為隔熱磚。4為搪玻璃窯外殼和立柱。5為電阻絲， 其中黑圓為不變電阻，空心圓為可變電阻——它串接于變阻器，可調(diào)節(jié)爐膛溫度。兩組電 阻絲分列于爐壁兩側(cè)，上、下相間排列；兩側(cè)可變電阻受同一變阻器調(diào)控。6為爐壁保溫 層。7為異形耐火磚(帶電阻絲架槽)。8為爐壁固定栓。9為縱樑，它沿壁爐軸向延伸， 是整個窯爐的承重梁，與垂直的圈梁4相連接。10為活動載料臺(爐底)，它上面可載豐斗 (待燒成的設備)，下由彈簧和絲杠與軌道車平臺ll相連。ll為軌道車臺，其上有絲杠和 絲母組成的升降機構12，可將平置于其上的爐底盤上頂，使爐底盤與爐底上的耐火磚緊密 接觸。接觸面有柔性耐火材料層，如虛線所示。在活動爐底與軌道車臺之間，還有承重找 平彈簧13。 14為軌道輪與其軸。15為鋼軌。16為位于窯爐頂拱處的耐火磚(異型耐火磚) 上的掛鉤，其上可掛隔熱簾。掛鉤位于每分段處的上方，每分段處15個。隔熱簾由輕質(zhì) 耐火材料制成，大小與窯膛斷面一致。17為立式圈梁的底梁。
A的橫斷面與B的橫斷面完全相同但C的橫斷面不同，它為貫通頂面至爐底盤8m高 度的、水平向直徑為4m的圓柱體。它可以燒制直徑為4m的球形罐，也可燒制直徑為8m， 高8m搪玻璃設備或搪玻璃管子；它與A、 B爐段一起加溫可燒制直徑4m、長30m的搪玻璃 設備或管子。更長(高)的設備和管子可以分段燒成后組裝，也可將這長坯料先燒一半， 然后調(diào)頭將另一半進窯燒成。
對大型或既大又復雜結構的設備，要防止釉料局部缺失(沒有涂到)，而出質(zhì)量問題， 也要防止成品在運輸過程碰壞搪玻璃層。對這種情況在產(chǎn)品出廠或到工地安裝時，可在容 器內(nèi)罐以鹽水，或?qū)⑻麓杉湃臌}水中，將萬用表的兩極分置鹽液和金屬坯料上，若短路 則為有搪玻璃缺失或破損的地方；這時移動在鹽液中的一極，還可將搪玻璃缺、損處找出。 然后重塗釉料，用控溫氫氧吹管將其燒成。當缺損部位多、面積大時，可涂釉重新燒制， 加厚釉層，這對減少熱傳導系數(shù)有些影響，但更有利于防腐。
從上述長度能選段組合分燒可見，本窯爐可一次燒成30m以內(nèi)的任何超長件；若考慮 到一長件可調(diào)頭再燒，還可燒60ra以下的特超長件；若將超長件單燒后再組合(如搪玻璃 金屬管)，則搪玻璃件的長度實際上已沒有長度限制，這對石油的長途輸送用管道是極為 必要的。
從上述爐膛高度逐段遞增能任意選擇可見，本窯爐可燒制高度(直徑)從極小到8m 的設備與構件；若考慮到單件燒成還可組裝，則設備高度亦是沒有限制的。
由于每段的高度不同(最小為3m，最高為8m)，實際上應用的長度亦不同，A段與B 中的各段內(nèi)腔為不同體積的長方體，而C段則為球形或圓柱體，再加每段每次放入爐段內(nèi) 燒制的設備與構件差別(體積與它們的熱容量)很大，所以每段每次燒成所需的熱量是千 差萬別的，這需要實時測量與控制。對此，每段應設熱電偶，以及時控制溫度在920'C 96(TC之間(為保證質(zhì)量，不過燒亦不生燒)；把附圖2中的5的不變電阻絲功率由A到C 設定為600、 1200、 1400、 1600、 1800、 2000、 2800kW;把各段的可變電阻絲功率統(tǒng)一設 定為0 1500kW。實際生產(chǎn)中，由熱電偶測得的爐溫，實時調(diào)控可變電阻。
除窯爐外，還要建筑與窯爐配套的長度不短于70m，寬度完全合乎要求的，筆直和水
平的鐵道和用于此鐵道上的長度為30m的整體軌道車(陶圖i)。此車的軌道寬度，車臺(附 圖2之11)及其上之升降機構(附圖2之12)和活動載料臺(爐底，附圖2之10)相匹 配。在軌道車在附

圖1的虛線位置上必須準確設置活動載料臺等，因為它對應窯爐的進出 料口。這樣的軌道車和活動載料臺等，可以將一定高度和長度的設備送至相應的窯爐(段) 燒制。要為軌道車配軌道拖拉電瓶機車。還要在鐵道旁設起重能力為40t的塔式起重機。 它們所需動力電可由大功率放電的鋰離子電池供給，而鋰離子電池的充電源由風能或太陽 能發(fā)電供給。
在風能和太陽能充足的地區(qū)，可將富裕的電力供給電網(wǎng)；而在風電和光電一時供不上 時，可用網(wǎng)電，特別是谷電補充。
權利要求
1.風能太陽能超大型至小型搪玻璃設備與器件燒成窯爐是適用于任何尺寸和形狀的搪玻璃設備與器件燒制的設施，其特征是a. 利用風能與太陽能，其多余或偶缺電能可與網(wǎng)電或網(wǎng)電的谷電互補；b. 直線形長窯爐，由不同尺寸的矩形與球狀、圓柱狀窯膛組合而成；c. 可根據(jù)搪玻璃設備和器件形狀大小選擇各窯段的組合；d. 裝窯與出窯全集中化；機械化。e. 各窯段的溫度可測可控；f. 對金屬器件的防腐效果好且持久；g. 只用廉價的碳鋼與鑄鐵作底材。
2. 根據(jù)權利要求1所述特征，長窯爐的各段爐膛高度由終點至起點依次為3m、 4m、 5m、 6m、 7m和8m以及圓柱的高度為8m。
3. 根據(jù)權利要求l所述特征，長窯爐的各段長度由終點至起點(進口處)依次為2m、 4m、 4m、 4m、 4m、 4m和8m，可按需取段組成任意長度的窯膛。
4. 根據(jù)權利要求1所述特征，長窯爐可在其任意長度分段處掛隔熱簾，使所用爐段長 度可按需調(diào)整。
5. 根據(jù)權利要求1所述特征，在每個分段處設一段活動窯底，窯爐爐底可分段或成整 體一起升降。
6. 根據(jù)權利要求1所述特征，可一次燒制長度小于30m，高度小于8m的各種設備，管 材或其它器件。
7. 根據(jù)權利要求1所述特征，可燒制直徑小于8m的球形罐或直徑小于8m高度小于8m 的圓柱狀設備。
8. 根據(jù)權利要求1所述特征，在窯正下方設直線、水平的軌道和軌道車。
9. 根據(jù)權利要求1所述特征，軌道車由電動軌道推拉車推進與拉出，其上的各活動窯 底上的搪玻璃件集中機械自動化裝卸。搪玻璃用于所有需要防腐的設備，管材與器材，用 于化工、石油、生化。
10. 根據(jù)權利要求1所述特征，用于海水利用、熱交換、水處理和環(huán)保等新領域。
全文摘要
風能太陽能超大型至小型搪玻璃設備與器件燒成窯爐，由多段不同尺寸、形狀的爐膛按需組合而成的電窯爐，它可燒制30m以下的各種設備、管材和器件，可燒制直徑8m的球形罐和柱狀設備。該窯爐將搪玻璃工藝由民用、衛(wèi)生和建材推廣到所有石油、化工、海水淡化與利用、水處理、熱交換器材和環(huán)境保護等需要金屬防腐的領域，實現(xiàn)了燒制過程不用一次性能源，無環(huán)境問題。實現(xiàn)機械化裝窯與出窯，生產(chǎn)率高；溫度可控，保證燒成質(zhì)量并節(jié)能；爐膛可根據(jù)坯件尺寸選擇與利用，爐膛利用率高，是搪瓷工業(yè)的理想燒制設施。它可用碳鋼板或鑄鐵作底材，一般不必用昂貴的不銹鋼和銅材。搪玻璃具有涂層和陰極保護等防腐方法所沒有的優(yōu)點。
文檔編號C23D5/04GK101368270SQ20081021195
公開日2009年2月18日 申請日期2008年9月12日 優(yōu)先權日2008年9月12日
發(fā)明者楊嘉昱, 鐘顯亮, 黃福元 申請人:鐘顯亮