CN103194592A - 轧钢加热炉水梁包扎用陶瓷纤维组合式包扎块及包扎方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轧钢加热炉水梁包扎用陶瓷纤维组合式包扎块及包扎方法，包括一组以上的包围在加热炉水梁外周的包扎块，所述的加热炉水梁由加热炉炉底水管和滑块组成，其特征在于所述的包扎块由硬质陶瓷纤维加工成型的内侧与滑块和加热炉炉底水管外壁密切接触并对称咬合连接的两块A、B硬质陶瓷纤维水梁包扎块所组成，在A、B硬质陶瓷纤维水梁包扎块的上部及下部设有紧固件安装孔，将紧固件分别装配于A、B硬质陶瓷纤维水梁包扎块上、下紧固件连接孔内，使A、B硬质陶瓷纤维水梁包扎块组合装配成一组硬质陶瓷纤维组合式水梁包扎块，并按加热炉水梁的长度将各组硬质陶瓷纤维组合式水梁包扎块组与组紧密连接包扎在加热炉水梁外侧。

Description

轧钢加热炉水梁包扎用陶瓷纤维组合式包扎块及包扎方法

技术领域

本发明属于加热炉炉底水管绝热保温技术领域，尤其是涉及一种轧钢加热炉水梁包扎用陶瓷纤维合式包扎块及包扎方法。 

背景技术

在加轧钢热炉内的加热炉水梁是支撑钢坯运动的重要部件，其加热炉水梁由加热炉炉底水管和滑块组成，其加热炉炉底水管分为单水管结构及双水管结构，上部装配的滑块（也称垫块）。为保证高温环境下水梁支撑的结构强度，水梁内通循环水冷却，出于节能目的，目前大多数采用汽化冷却技术。水梁外部由各种保温隔热的耐火材料包扎，以防止水梁内冷却水从炉内吸收大量的热，同时对水梁及滑块块起隔热保护作用，防止在高温下烧损及氧化。 

传统包扎方式有以下二种： 

一是单层包扎：在水梁的水管上焊接有增加附着强度的锚固钉，水梁用浇注料或可塑料分别以浇注或捣打方式将水梁包扎60－70mm厚，材料主要以三氧化二铝、二氧化硅的粉及砂构成，粘结与固化材料以水泥或磷酸铝为主，包扎后经过常温固化再按一定参数烘炉高温强化后投产工作。将上述材料制成各种规格的预制块，经烧结后形成强度较高的包扎瓦，瓦内嵌入有与水梁的水管外表面相接触配合的锚固件，通常采用焊接方式将包扎瓦快速固定在水梁的水管周围，包扎瓦接缝用胶泥填充密封，施工速度快、无需烘炉。

二是复合包扎：水梁的水管上先焊接有增加附着强度的锚固钉，再缠绕20－30mm一定厚度的纤维棉，最后用浇注料或可塑料分别以浇注或捣打方式将水梁包扎60－70mm厚，材料主要以三氧化二铝、二氧化硅的粉及砂构成，粘结与固化材料以水泥或磷酸铝为主，包扎后经过自然固化再按一定参数烘炉高温强化后投产工作，由于复合包扎内有隔热效果较好的材料，水梁内冷却水从炉内带走热量可对减少。 

上述两种包扎方式的缺点是： 

单层包扎的总厚度为60-70mm，包扎隔热效果差，大量的热能被水管内的冷却水带走，且耐火材料均为重质（比重一般在2.3-2.8），体积及重量较大，由于浇筑、捣打施工水管上部耐热滑块两侧无法做到真正的光滑斜坡，这样就会造成钢坯的氧化铁皮的淤积，形成遮蔽区影响钢坯加热质量、黑印明显；

当采用包扎瓦包扎时，在一段工作时间后氧化铁皮仍会形成较宽宽的加热遮蔽影响钢坯加热质量，并且包扎块间接合逢为直缝成为薄弱点包扎瓦的焊接点强度又较差，火焰或炉气经过接合逢与块内嵌入的锚固件及焊点相接触，很容易氧化烧损造成包扎块脱落，包扎瓦受高温炉气冲刷及振动较容易破裂、烧损、脱落，水梁失去包扎保护。

复合包扎总厚度为70-80mm，其包扎材料体积更大，浇筑、捣打施工水管上部耐热滑块两侧无法做到真正的光滑斜面，这样就会造成钢坯的氧化铁皮的淤积，形成遮蔽，影响钢坯加热质量钢坯形成黑印更明显，钢坯在炉时间及燃料消耗量增加。 

传统包扎所用材料体积大、重量大，施工强度大，材料消耗量大。浇注或捣打方式施工对常温固化及升温强化的过程有一定要求，增加了一定的烘炉时间。 

中国专利 ZL 200610039212.6公开了一种采用多晶莫来石纤维制作成两块包扎块，挂在锚固钉上并通过高温胶粘贴在水管上对水梁进行包扎的方法，可实现对水梁的隔热与保护，但由于当时技术仅限于将多晶莫来石纤维制成棉状或松软的块状，强度差、不耐冲刷，另外由于在粘接过程中将高温胶涂在包扎块内侧与水梁连接，由于高温胶不能渗透或附着在金属管壁上并且金属管壁、高温胶、多晶莫来石包扎块在不同温度下的膨胀、收缩差异大，所以所述高温胶无法实现长期将包扎块固定在水管上，最终多晶莫来石包扎块逐渐冲刷剥落或直接从水管上分离并从锚固钉上脱落。因此不能稳定工作，更不适合在加热炉水梁的长期使用，导致其不能推广应用。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单，强度好、不容易脱落、方便施工、更换、重量轻，隔热效果好的轧钢加热炉水梁包扎用陶瓷纤维组合式包扎块及其包扎方法。 

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的： 

本发明的轧钢加热炉水梁包扎用陶瓷纤维合式包扎块，包括一组以上的包围在加热炉水梁外周的包扎块，所述的加热炉水梁由加热炉炉底水管和滑块组成，其特征在于所述的包扎块由硬质陶瓷纤维加工成型的内侧与滑块和加热炉炉底水管外壁密切接触并对称咬合连接的两块A、B硬质陶瓷纤维水梁包扎块所组成，在A、B硬质陶瓷纤维水梁包扎块的上部及下部设有紧固件安装孔，将紧固件分别装配于A、B硬质陶瓷纤维水梁包扎块上、下紧固件连接孔内，使A、B硬质陶瓷纤维水梁包扎块组合装配成一组硬质陶瓷纤维组合式水梁包扎块，并按加热炉水梁的长度将各组硬质陶瓷纤维组合式水梁包扎块组与组紧密连接包扎在加热炉水梁外侧。

所述的A、B两块硬质陶瓷纤维水梁包扎块均为对称设置的下部内壁与加热炉炉底水管相匹配，上部内侧与滑块及滑块排列尺寸相匹配，上部外侧设计成斜坡状的硬质陶瓷纤维水梁包扎块，在所述的A块硬质陶瓷纤维水梁包扎块下部设计成带凹槽的咬合连接边，在所述的B块硬质陶瓷纤维水梁包扎块下部设计成带凸头的咬合连接边。 

所述的各组硬质陶瓷纤维组合式水梁包扎块组与组紧密连接为各A块陶瓷纤维水梁包扎块与A块陶瓷纤维水梁包扎块间、各B陶瓷纤维水梁包扎块与B块陶瓷纤维水梁包扎块间同样制成相互凸凹配合的咬合连接缝，形成每组间的咬合连接。 

所述的加热炉炉底水管为加热炉炉底单水管，所述的两块A、B硬质陶瓷纤维水梁包扎块下部的外壁加工成与加热炉炉底单水管相匹配的半圆形硬质陶瓷纤维水梁包扎块，组成加热炉炉底单水管硬质陶瓷纤维水梁包扎块。 

所述的加热炉炉底水管为加热炉炉底双水管，所述的两块A、B硬质陶瓷纤维水梁包扎块下部的外壁加工成与加热炉炉底双水管相匹配的椭圆形的硬质陶瓷纤维水梁包扎块，组成加热炉炉底双水管硬质陶瓷纤维水梁包扎块。 

所述的紧固件为锁紧螺栓、螺钉或销钉。 

所述的A、B硬质陶瓷纤维水梁包扎块在加热炉炉底水管两侧的厚度为15－40mm。 

本发明轧钢加热炉水梁包扎用陶瓷纤维组合式包扎块的包扎方法，其特征在于包括下列步骤： 

1）根据加热炉炉底水管和滑块的尺寸及间距将A、B两个对称的硬质陶瓷纤维水梁包扎块预制成一组以上的包扎块待用；

2）在对加热炉炉底水梁实施包扎时，首先对加热炉炉底水梁进行清洁处理，在A、B两块硬质陶瓷纤维水梁包扎块上部接合面分别涂上高温胶泥，再将A、B两块硬质陶瓷纤维水梁包扎块下部的凹槽和下部的凸头两个咬合连接边处分别涂上高温胶泥，按上部按滑块尺寸及排列布置结构进行组合装配，两者扣合在加热炉水梁上并将紧固件分别穿过紧固件连接孔，将A、B两块硬质陶瓷纤维水梁包扎块紧密包扎在加热炉水梁上，之后将紧固件连接孔用胶泥密封；

3）然后根据加热炉炉底水管和滑块的尺寸及间距对加热炉水梁进行组与组的组合包装，每组硬质陶瓷纤维组合式水梁包扎块的组与组紧密连接， 各A块陶瓷纤维水梁包扎块与A块陶瓷纤维水梁包扎块相邻的每组陶瓷纤维水梁包扎块为凸凹咬合连接，各B块陶瓷纤维水梁包扎块与B块陶瓷纤维水梁包扎块相邻的每组陶瓷纤维水梁包扎块亦为凸凹咬合连接，形成各组陶瓷纤维水梁包扎块间的凸凹咬合连接缝，

相邻的各组陶瓷纤维水梁包扎块的凸、凹咬合连接缝均涂以胶泥，按水梁长度紧密排列布置装配，完成整条水梁包扎。

本发明的优点是： 

1、本发明轧钢加热炉水梁包扎用陶瓷纤维组合式包扎块采用高性能硬质陶瓷纤维材料，由于采用硬质陶瓷纤维加工陶瓷纤维组合式包扎块，使得该包扎块具有强度高、重量轻、耐高温、热稳定性好、导热率低及比热小等优点，可长期工作在1700℃以下的环境，使水梁包扎块体积更小，这样就能使加热遮蔽区形成的钢坯黑印进一步减小，被水管内的冷却水带走热量更少；

2、另外由于本发明的硬质陶瓷纤维组合式包扎块的块与块之间，组与组之间的装配均采用凸、凹咬合结构组装，因此具有更高的强度及良好的耐机械震动性能，特别是两块A、B陶瓷纤维水梁包扎块的块与块之间的凸、凹咬合连接边处分别涂上高温胶泥，进一步强化了凸、凹咬合连接缝的密封及组装强度，使其能长期工作在高温及振动的条件下不容易破裂和脱落；

3、本发明由于采用了耐高温的紧固件将两块A、B陶瓷纤维水梁包扎块紧固，并且用耐高温胶泥将每组硬质陶瓷纤维组合式包扎块之间的咬合式结合缝填实，不但强度更高，而且避免接合缝开裂后炉内的高温炉气或火焰直接冲刷水梁表面，紧固件连接孔能使硬质陶瓷纤维包扎块不易脱落，隔热效果及使用寿命均明显提高；

4、本发明改变了传统的水梁包扎方法，使包扎装配更简单、施工快度速，胶泥的固化及强化过程，无特殊要求，改变了传统的加热炉水梁包扎升温固化过程，缩短了烘炉时间。

附图说明

图1为本发明轧钢加热炉水梁包扎用陶瓷纤维组合式包扎块包轧在加热炉炉底单水管加热炉水梁上的结构示意图。 

图2为本发明图1的A-A剖视图。 

图3为本发明单管水A块硬质陶瓷纤维水梁包扎块的结构示意图。 

图3－1为图3的侧视图。 

图3－2为图3－1的B－B视图。 

图4为本发明单管水B块硬质陶瓷纤维水梁包扎块的结构示意图。 

图4－1为图4的侧视图。 

图4－2为图4－1的C－C视图。 

图5为本发明轧钢加热炉水梁包扎用陶瓷纤维组合式包扎块包轧在加热炉炉底双水管加热炉水梁上的结构示意图。 

具体实施方式

下面结合附图说明本发明的具体实施方式。 

如图1－图4所示，本发明的轧钢加热炉水梁包扎用陶瓷纤维组合式包扎块，包括一组以上的包围在加热炉水梁外周的包扎块，所述的加热炉水梁由加热炉炉底水管5和滑块1组成，其特征在于所述的包扎块由硬质陶瓷纤维加工成型的内侧与滑块和加热炉炉底水管外壁密切接触并对称咬合连接的两块A、B硬质陶瓷纤维水梁包扎块所组成，在A、B硬质陶瓷纤维水梁包扎块的上部及下部设有紧固件安装孔3，将紧固件4分别装配于A、B硬质陶瓷纤维水梁包扎块上、下紧固件连接孔3内，使A、B硬质陶瓷纤维水梁包扎块组合装配成一组硬质陶瓷纤维组合式水梁包扎块，并按加热炉水梁的长度将各组硬质陶瓷纤维组合式水梁包扎块组与组紧密连接包扎在加热炉水梁外侧。 

如图2、3、图3-1、图3-2、图4、图4-1和图4-2所示，本发明所述的A、B两块硬质陶瓷纤维水梁包扎块均为对称设置的下部内壁与加热炉炉底水管5相匹配，上部内侧与滑块1及滑块排列尺寸相匹配，上部外侧设计成斜坡状2的硬质陶瓷纤维水梁包扎块，在所述的A块硬质陶瓷纤维水梁包扎块下部设计成带凹槽的咬合连接边11，在所述的B块硬质陶瓷纤维水梁包扎块下部设计成带凸头的咬合连接边13。 

本发明所述的各组硬质陶瓷纤维组合式水梁包扎块组与组紧密连接为各A块陶瓷纤维水梁包扎块与A块陶瓷纤维水梁包扎块间、各B陶瓷纤维水梁包扎块与B块陶瓷纤维水梁包扎块间同样制成相互凸凹配合的咬合连接缝12，形成每组间的咬合连接。图1示出了AⅠ组和AⅡ组二组的硬质陶瓷纤维组合式水梁包扎块包扎在加热炉水梁上的示意图。 

如图2、3、4所示A、B硬质陶瓷纤维水梁包扎块的体积小又设有斜坡能使钢坯9的加热遮蔽区10形成的黑印进一步减小。硬质陶瓷纤维组合式水梁包扎块，具有较高的强度、韧性及良好的耐机械震动性能，加之两块A、B硬质陶瓷纤维水梁包扎块之间上部为面积较大的滑块间距接合面8、下部为凸、凹咬合连接缝7，强化了密封及组装强度，长期工作在高温及振动的条件下不容易破裂、脱落，有效地提高了包扎块的使用寿命。 

如图2所示，本发明所述的加热炉炉底水管5为加热炉炉底单水管，所述的两块A、B硬质陶瓷纤维水梁包扎块下部的外壁加工成与加热炉炉底单水管相匹配的半圆形硬质陶瓷纤维水梁包扎块，组成加热炉炉底单水管硬质陶瓷纤维水梁包扎块。 

如图5所示，本发明所述的加热炉炉底水管5为加热炉炉底双水管，所述的两块A、B硬质陶瓷纤维水梁包扎块下部的外壁加工成与加热炉炉底双水管相匹配的椭圆形的硬质陶瓷纤维水梁包扎块，组成加热炉炉底双水管硬质陶瓷纤维水梁包扎块。 

所述的紧固件4为锁紧螺栓、螺钉或销钉。 

所述的A、B硬质陶瓷纤维水梁包扎块在加热炉炉底水管5两侧的厚度为15－40mm。 

本发明由于采用了陶瓷纤维材料制作，使硬质陶瓷纤维水梁包扎块体积小，重量更轻，因此其A、B陶瓷纤维水梁包扎块的厚度可控制在15－40mm之间，这种陶瓷纤维是一种硬质板或块状的轻质耐火材料，具有重量轻、耐高温、热稳定性好、导热率低及比热小等优点，可使水管内的冷却水6带走热量更少、可长期工作在1700℃以下的环境。有效地提高了加热炉水梁的使用寿命。 

本发明轧钢加热炉水梁包扎用陶瓷纤维组合式包扎块的包扎方法，其特征在于包括下列步骤： 

1）根据加热炉炉底水管5和滑块1的尺寸及间距将A、B两个对称的硬质陶瓷纤维水梁包扎块预制成一组以上的包扎块待用，

2）在对加热炉炉底水梁实施包扎时，首先对加热炉炉底水梁进行清洁处理，在A、B两块硬质陶瓷纤维水梁包扎块上部接合面8分别涂上高温胶泥，再将A、B两块硬质陶瓷纤维水梁包扎块下部的凹槽11和下部的凸头13两个咬合连接边处分别涂上高温胶泥，按上部按滑块尺寸及排列布置结构进行组合装配，两者扣合在加热炉水梁上并将紧固件4分别穿过紧固件连接孔3，将A、B两块硬质陶瓷纤维水梁包扎块紧密包扎在加热炉水梁上，之后将紧固件连接孔3用胶泥密封；

3）然后根据加热炉炉底水管5和滑块1的尺寸及间距对加热炉水梁进行组与组的组合包装，每组硬质陶瓷纤维组合式水梁包扎块的组与组紧密连接， 各A块陶瓷纤维水梁包扎块与A块陶瓷纤维水梁包扎块相邻的每组陶瓷纤维水梁包扎块为凸凹咬合连接，各B块陶瓷纤维水梁包扎块与B块陶瓷纤维水梁包扎块相邻的每组陶瓷纤维水梁包扎块亦为凸凹咬合连接，形成各组陶瓷纤维水梁包扎块间的凸凹咬合连接缝12。

相邻的各组陶瓷纤维水梁包扎块的凸、凹咬合连接缝均涂以胶泥，按水梁长度紧密排列布置装配，完成整条水梁包扎。 

当对加热炉单水管水梁进行包扎时，采用加热炉炉底单水管硬质陶瓷纤维水管包扎块，将A、B两块加热炉炉底单水管硬质陶瓷纤维水梁包扎块对称装配组成圆弧形加热炉单水管水梁包扎结构。 

当对轧钢加热炉双水管水进行梁包扎时，采用加热炉炉底双水管硬质陶瓷纤维水梁包扎块，将A、B两块加热炉炉底单水管硬质陶瓷纤维水梁包扎块对称装配组成椭圆形加热炉双水管水梁包扎结构。 

采用本发明的包扎方法对轧钢加热炉水梁进行包扎后，其硬质陶瓷纤维水梁包扎块在高温下工作胶泥经强化，使陶瓷纤维包扎块的块与块间、组与组间与加热炉水梁形成完整牢固水梁包扎结构，改变了传统的水梁包扎方法，使包扎装配更简单、施工快度速，胶泥的固化及强化过程，无特殊要求，改变了传统的加热炉水梁包扎升温固化过程，缩短了烘炉时间。 

Claims (8)

1.一种轧钢加热炉水梁包扎用陶瓷纤维组合式包扎块，包括一组以上的包围在加热炉水梁外周的包扎块，所述的加热炉水梁由加热炉炉底水管和滑块组成，其特征在于所述的包扎块由硬质陶瓷纤维加工成型的内侧与滑块和加热炉炉底水管外壁密切接触并对称咬合连接的两块A、B硬质陶瓷纤维水梁包扎块所组成，在A、B硬质陶瓷纤维水梁包扎块的上部及下部设有紧固件安装孔，将紧固件分别装配于A、B硬质陶瓷纤维水梁包扎块上、下紧固件连接孔内，使A、B硬质陶瓷纤维水梁包扎块组合装配成一组硬质陶瓷纤维组合式水梁包扎块，并按加热炉水梁的长度将各组硬质陶瓷纤维组合式水梁包扎块组与组紧密连接包扎在加热炉水梁外侧。

2.根据权利要求1所述的轧钢加热炉水梁包扎用陶瓷纤维组合式包扎块，其特征在于所述的A、B两块硬质陶瓷纤维水梁包扎块均为对称设置的下部内壁与加热炉炉底水管相匹配，上部内侧与滑块及滑块排列尺寸相匹配，上部外侧设计成斜坡状的硬质陶瓷纤维水梁包扎块，在所述的A块硬质陶瓷纤维水梁包扎块下部设计成带凹槽的咬合连接边，在所述的B块硬质陶瓷纤维水梁包扎块下部设计成带凸头的咬合连接边。

3.根据权利要求1轧钢加热炉水梁包扎用陶瓷纤维组合式包扎块，其特征在于所述的各组硬质陶瓷纤维组合式水梁包扎块组与组紧密连接为各A块陶瓷纤维水梁包扎块与A块陶瓷纤维水梁包扎块间、各B陶瓷纤维水梁包扎块与B块陶瓷纤维水梁包扎块间同样制成相互凸凹配合的咬合连接缝，形成每组间的咬合连接。

4.根据权利要求2轧钢加热炉水梁包扎用陶瓷纤维组合式包扎块，其特征在于所述的加热炉炉底水管为加热炉炉底单水管，所述的两块A、B硬质陶瓷纤维水梁包扎块下部的外壁加工成与加热炉炉底单水管相匹配的半圆形硬质陶瓷纤维水梁包扎块，组成加热炉炉底单水管硬质陶瓷纤维水梁包扎块。

5.据权利要求2轧钢加热炉水梁包扎用陶瓷纤维组合式包扎块，其特征在于所述的加热炉炉底水管为加热炉炉底双水管，所述的两块A、B硬质陶瓷纤维水梁包扎块下部的外壁加工成与加热炉炉底双水管相匹配的椭圆形的硬质陶瓷纤维水梁包扎块，组成加热炉炉底双水管硬质陶瓷纤维水梁包扎块。

6.根据权利要求1轧钢加热炉水梁包扎用陶瓷纤维组合式包扎块，其特征在于所述的紧固件为锁紧螺栓、螺钉或销钉。

7.根据权利要求1轧钢加热炉水梁包扎用陶瓷纤维组合式包扎块，其特征在于所述的A、B硬质陶瓷纤维水梁包扎块在加热炉炉底水管两侧的厚度为15－40mm。

8.一种如权利要求1一7 任意一项所述的轧钢加热炉水梁包扎用陶瓷纤维组合式包扎块的包扎方法，其特征在于包括下列步骤：

1）根据加热炉炉底水管和滑块的尺寸及间距将A、B两个对称的硬质陶瓷纤维水梁包扎块预制成一组以上的包扎块待用；

2）在对加热炉炉底水梁实施包扎时，首先对加热炉炉底水梁进行清洁处理，在A、B两块硬质陶瓷纤维水梁包扎块上部接合面分别涂上高温胶泥，再将A、B两块硬质陶瓷纤维水梁包扎块下部的凹槽和下部的凸头两个咬合连接边处分别涂上高温胶泥，按上部按滑块尺寸及排列布置结构进行组合装配，两者扣合在加热炉水梁上并将紧固件分别穿过紧固件连接孔，将A、B两块硬质陶瓷纤维水梁包扎块紧密包扎在加热炉水梁上，之后将紧固件连接孔用胶泥密封；

3）然后根据加热炉炉底水管和滑块的尺寸及间距对加热炉水梁进行组与组的组合包装，每组硬质陶瓷纤维组合式水梁包扎块的组与组紧密连接， 各A块陶瓷纤维水梁包扎块与A块陶瓷纤维水梁包扎块相邻的每组陶瓷纤维水梁包扎块为凸凹咬合连接，各B块陶瓷纤维水梁包扎块与B块陶瓷纤维水梁包扎块相邻的每组陶瓷纤维水梁包扎块亦为凸凹咬合连接，形成各组陶瓷纤维水梁包扎块间的凸凹咬合连接缝；

相邻的各组陶瓷纤维水梁包扎块的凸、凹咬合连接缝均涂以胶泥，按水梁长度紧密排列布置装配，完成整条水梁包扎。

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