一种全纤维复合炉顶结构制造技术

本发明专利技术属于冶金加热炉技术领域，特别涉及一种全纤维复合炉顶结构，包括炉顶工字梁，钢板

【技术实现步骤摘要】
一种全纤维复合炉顶结构


[0001]本专利技术属于冶金加热炉
，特别涉及一种全纤维复合炉顶结构
。

技术介绍

[0002]在热炉生产运行的过程中，对其能够产生影响的因素有很多，但是其中较为关键的一个影响因素就是耐火材料的正确使用
。
在我国加热炉结构设计以及运用的过程中，耐火材料的性能提升，质量提升以及工艺的发展程度都在很大程度上决定了加热炉的具体炉型以及结构
。
耐火材料的质量还能够在很大程度上影响加热炉的使用寿命
、
节能环保以及运行情况
。
因此我们在进行加热材料以及炉型结构选择的过程中要格外的重视
。
[0003]轧钢加热炉加热段在生产过程中，特别是加热炉的高温以及加热炉推钢
、
步进运行过程产生的震动，易使炉体耐火材料发生频繁的损坏
。
高温下的维修是一件令人十分头疼的事
。
在摸索改进轧钢加热炉炉体耐火材料的道路上，人们走过这样一个过程，由黏土型砖砌筑到可流动性的固态浇注料现场浇注或预制块拼装，再到使用高温耐火纤维
。
使用浇注料最大优点是施工方便，能大幅度缩短砌筑炉体的时间；不足的是浇注料热稳定性相对较差，温度变化产生的热应力会在浇注料内部产生裂纹
。
尤其是炉顶，在温度
、
重力以及震动的作用下，浇注料炉顶损坏很快，甚至还会出现大面积坍塌
。
近年来，有着很多热工优点的高温耐火纤维的问世，受到极大的推崇
。
硅酸铝纤维模块在各类热处理炉的运用，已趋成熟
。
但高温耐火纤维炉顶在轧钢加热炉上运用，还在探索中
。
[0004]一般的大型型钢加热炉以煤气
(
高炉煤气
、
焦炉
、
转炉煤气为主
)
作为燃料，高温段炉温一般为
1220
‑
1320℃
，预热段炉温为
700
‑
900℃
，传统加热炉预热段及高温段均采用可塑浇注料复合内衬结构如图1所示，存在以下缺点：
[0005]1、
结构复杂，一般分为四层，由外及内分别为耐热镁砂
(
容重达
3t/m3)、
纤维板或轻质浇注料
(
容重达
1.5t/m3)、
耐火纳米板
(
容重
0.4t/m3)、
可塑重质浇注料容
(
重达
2t/m3)。
[0006]2、
施工繁杂，需要由内及外反向施工，浇注料施工需要制作专用模板，且在完工后要拆模，没到工序完成后才能进行下一道工序
。
[0007]3、
固化及烘炉时间长，由于浇注料为半溶状态，固化时间视厚度情况不同
。
为防止浇注料急热产生爆裂，使之均匀地排除浇注层所含的水份，使其达到一定的稳定状态，从而提高结构强度，确保窑炉的使用寿命和安全生产，需要大量的烘炉时间及严格的烘炉曲线，以某
200t/h
轧钢加热炉为例，新浇注炉体需要4‑6天的缓慢烘烤时间
。
[0008]4、
生产过程中，由于耐火材料的热胀冷缩，以及既有膨胀缝，散热损失非常大，炉顶表面温度高，一般可达到
150
‑
300℃
，造成操作环境恶劣，同时影响炉顶设备安全
。
[0009]5、
维护难度大，特别是最内层的浇注料一旦脱落或开裂，掉落的浇注料块掉入炉内，影响炉体步进安全，严重时需停炉处理
。
[0010]6、
原可塑料内衬炉顶结构如图1所示，由锚固件
(
锚固钩
+
锚固砖
)、
轻质浇注料
、
纳米板
、
重质可塑浇注料组成
。
[0011]由此可见，以可塑浇注料为主体的复合内衬属于重质耐火材料，导热系数大
(
约为
纤维耐材的4倍
)
，使得炉衬保温性能极差，炉顶外层温度约为
160
‑
280℃
，炉体散热损失大，浪费能源
。

技术实现思路

[0012]针对上述问题，本专利技术提出的一种全纤维复合炉顶结构，包括炉顶工字梁，钢板
、
含锆陶瓷纤维毯
、
纳米微孔绝热板
、
多晶氧化铝纤维模块和热辐射涂料层，钢板与炉顶工字梁底部固定连接，钢板通过锚固件依次与含锆陶瓷纤维毯
、
纳米微孔绝热板和多晶氧化铝纤维模块连接，热辐射涂料层喷涂在多晶氧化铝纤维模块的底面
。
[0013]其进一步的优选技术方案为：钢板为不锈钢板，厚度为
10
‑
20mm。
[0014]其进一步的优选技术方案为：含锆陶瓷纤维毯厚度为
20
‑
40mm。
[0015]其进一步的优选技术方案为：纳米微孔绝热板厚度为
15
‑
30mm。
[0016]其进一步的优选技术方案为：多晶氧化铝纤维模块厚度为
150
‑
300mm。
[0017]其进一步的优选技术方案为：热辐射涂料层的发射率
ε
>0.8。
[0018]其进一步的优选技术方案为：钢板与炉顶工字梁底部的连接方式为焊接
。
[0019]其进一步的优选技术方案为：锚固件包括不锈钢螺杆与垫帽，不锈钢螺杆贯穿括钢板
、
含锆陶瓷纤维毯
、
纳米微孔绝热板
、
多晶氧化铝纤维模块，垫帽与不锈钢螺杆通过螺纹连接，垫帽顶面与热辐射涂料层接触
。
[0020]其进一步的优选技术方案为：多晶氧化铝纤维模块为多个，多晶氧化铝纤维模块截面为
L
型，每两个多晶氧化铝纤维模块嵌合得到的嵌合模块横截面为呈方形，多个多晶氧化铝纤维模块之间通过高温粘结剂粘接
。
[0021]其进一步的优选技术方案为：锚固件为多个，多个锚固件之间的间距相等，间距为
200
‑
300mm。
[0022]本专利技术的有益效果：
[0023]该全纤维复合炉顶结构技术率先应用在轧钢加热炉高温段，效果显著，其具体优势如下：
[0024](1)
炉顶温度相较于重质浇注料炉顶结构，由
200℃
降低至
100℃
以下，大幅降低了周围环境温度，炉区操作环境大为改善
。
[0025](2)
炉顶安装时间减少
50
％以上，这是传统的固态重质耐火材料砌筑或浇注无法做到的...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种全纤维复合炉顶结构，包括炉顶工字梁
(1)
，其特征在于，包括钢板
、
含锆陶瓷纤维毯
(5)、
纳米微孔绝热板
(6)、
多晶氧化铝纤维模块
(7)
和热辐射涂料层
(8)
，所述钢板与炉顶工字梁
(1)
底部固定连接，所述钢板通过锚固件依次与含锆陶瓷纤维毯
(5)、
纳米微孔绝热板
(6)
和多晶氧化铝纤维模块
(7)
连接，所述热辐射涂料层
(8)
喷涂在所述多晶氧化铝纤维模块
(7)
的底面
。2.
根据权利要求1所述的一种全纤维复合炉顶结构，其特征在于，所述钢板为不锈钢板
(4)
，厚度为
10
‑
20mm。3.
根据权利要求1所述的一种全纤维复合炉顶结构，其特征在于，所述含锆陶瓷纤维毯
(5)
厚度为
20
‑
40mm。4.
根据权利要求1所述的一种全纤维复合炉顶结构，其特征在于，所述纳米微孔绝热板
(6)
厚度为
15
‑
30mm。5.
根据权利要求1所述的一种全纤维复合炉顶结构，其特征在于，所述多晶氧化铝纤维模块
(7)
厚度为
150
‑
300mm。6.
根据权利要求1所述的一种全纤维复合炉顶结构，...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱军，陶功明，邓峰，胡晓，熊开艳，刘小华，陈王华，
申请(专利权)人：攀钢集团西昌钢钒有限公司，
类型：发明
国别省市：