CN103851914A

CN103851914A - 双蓄热式加热炉炉墙结构

Info

Publication number: CN103851914A
Application number: CN201210506378.XA
Authority: CN
Inventors: 欧阳德刚; 孙丽萍; 罗安智; 朱善合
Original assignee: Wuhan Iron and Steel Group Corp
Current assignee: Wuhan Iron and Steel Group Corp
Priority date: 2012-11-30
Filing date: 2012-11-30
Publication date: 2014-06-11

Abstract

本发明公开了一种双蓄热式加热炉炉墙结构，包括相对布置在炉墙上的煤气喷口烧嘴和空气喷口，所述烧嘴煤气喷口和空气喷口四周设置烧嘴钢结构，所述烧嘴煤气喷口和空气喷口之间为烧嘴喷口间炉墙，所述烧嘴煤气喷口和空气喷口外围依次为近烧嘴炉墙和远烧嘴炉墙。本发明采用自身研制的耐火隔热喷涂料进行喷涂或涂抹施工制备，该喷涂料长期使用温度达1550℃以上，可满足各种轧钢加热炉最高使用温度需求，实现炉衬内壁隔热，从而，降低了加热炉炉墙耐火材料工作温度与外壁表面温度，达到降低表面散热损失、延缓炉墙耐火材料破损以及提高炉墙使用寿命的目的。

Description

双蓄热式加热炉炉墙结构

技术领域

本发明涉及蓄热式加热炉炉墙砌筑结构，具体地是涉及一种双蓄热式加热炉炉墙结构。

背景技术

蓄热式燃烧技术通过蓄热体蓄热进行烟气余热回收，将燃烧介质预热到800~1100℃，同时，在燃烧过程中通过燃烧介质的射流、卷吸烟气而实现高温贫氧燃烧，显著降低燃烧过程中的NOx浓度，具有既节能又环保的技术特点。20世纪90年代我国在钢铁企业开发且应用了蓄热式连续加热炉，进而使钢铁企业的低热值燃料得到了高效利用并得以推广。然而，大量资料报道蓄热式加热炉实际应用中普遍存在烧嘴破损严重的问题，导致烧嘴四周冒火、炉区CO浓度偏高，严重地威胁安全生产。为此，国内大量科技工作者进行了蓄热式加热炉燃烧器破损原因及其相关改进研究。如：2011年肖海东在《钢铁技术》第六期上发表论文“轧钢蓄热式加热炉炉型及关键设备的设计选择”，该论文对双蓄热加热炉炉墙冒火的原因进行了分析，认为烧嘴砖与炉墙本体结合不严，导致烧嘴内高温煤气通过结合面缝隙窜入炉墙，经炉墙钢板焊接缝隙外溢后，在大气中燃烧；其根源在于烧嘴钢结构与炉墙钢板焊接不充分、耐材浇注不严实、烧嘴周围保温材料选择不合适等。公开号为CN201348250Y的中国发明专利公开了一种防漏火蓄热是烧嘴，它提供了一种由钢结构、浇注料、蜂窝蓄热体和烧嘴砖构成的防漏火蓄热式烧嘴，其中钢结构、浇注料和蜂窝蓄热体构成烧嘴本体，烧嘴砖位于烧嘴本体深入加热炉内一侧的前端，其朝向炉内的端面设有贯通的气体喷射口，特点在于烧嘴砖的四个侧面上设有一道斜台或凹槽，斜台的坡度为30°，可使窜入加热炉炉墙与烧嘴砖之间缝隙中的火苗在斜台或凹槽的阻挡下，转向炉内，从而大大减少该处漏火的可能性。然而，由于预制烧嘴砖与浇注料之间性能差异，结合面缝隙难以完全遏制，炉墙冒火风险依然存在。为此，国内学者从消除烧嘴砖与浇注料之间性能差异带来的不足，开展了蓄热式烧嘴与炉墙整体浇注成型技术的研究，如：公开号为CN201010613705.2的中国发明专利公开了一种具有蓄热式烧嘴的加热炉炉墙整体浇筑施工方法，该方法先用冷轧钢板组焊成烧嘴砖内模，填塞预留孔内模；调整校正后间断焊接于炉墙钢结构内侧，并加设内部支撑；炉墙支模同时将烧嘴砖内模支埋到炉墙模板内；合模前烧嘴砖内模外壁涂刷隔离剂；然后浇筑耐火材料，待耐火材料达到设计拆模强度后，炉墙模板与烧嘴砖内模同时拆除，最后清除预留孔内膜；该发明不需单独预制和固定安装烧嘴砖，而采用将烧嘴砖与炉墙同时整体浇筑的方式，减少了施工周期，节约材料消耗，安装过程更为简单易行，其整体型和密封性显着提高，避免烧嘴砖与炉墙之间产生空隙，从而避免由于串火而造成的安全隐患，尤其适用于施工周期较短的加热炉检修和抢修工程。2011年刘占刚和黄世礼在《工业炉》第四期上发明了“威钢蓄热式轧钢加热炉的改造”该论文报道了采取整体浇注方式进行蓄热式烧嘴与炉墙制作工艺，即：取消烧嘴砖，用耐高温性能强的不锈钢作埋件，用钢板做成框架型，最后用低水泥高铝浇注料浇注成一整体。然而，对于双蓄热式加热炉，由于烧嘴数量多、体积大，烧嘴空、煤气通道与喷口之间间距小，尤其是空、煤气通道为上下平行布置方式，为便于烧嘴与炉墙的整体浇注成型施工，烧嘴区域一般采用耐热不锈钢作埋件，导致该区域炉墙结构强度低，高温段烧嘴区域墙体易出现软化开裂与炉墙冒火现象。

发明内容

本发明的目的就是为了克服现有技术的不足，提供了一种双蓄热式加热炉炉墙结构，提高炉墙结构的综合整体性、稳定性、结合强度与抗破损能力，具有施工简单、使用寿命长、炉墙冒火遏制能力强等优点。

本发明为实现上述目的采用的技术方案是：一种双蓄热式加热炉炉墙结构，包括相对布置在炉墙上的煤气喷口烧嘴和空气喷口，所述烧嘴煤气喷口和空气喷口四周设置烧嘴钢结构，所述烧嘴煤气喷口和空气喷口之间为烧嘴喷口间炉墙，所述烧嘴煤气喷口和空气喷口外围依次为近烧嘴炉墙和远烧嘴炉墙，所述烧嘴喷口间炉墙由内向外依次由耐火隔热喷涂层、耐火浇注料层和炉墙钢板构成，所述烧嘴喷口间炉墙内设置有连接耐火浇注料层和炉墙钢板的锚固砖；所述近烧嘴炉墙由内向外依次耐火隔热喷涂层、耐火浇注料层和炉墙钢板构成，所述远烧嘴炉墙由内向外依次由耐火隔热喷涂层、耐火浇注料层、轻质保温砖层、耐火纤维板层和炉墙钢板构成，所述远烧嘴炉墙内设置有连接耐火浇注料层、轻质保温砖层、耐火纤维板层和炉墙钢板的锚固砖。

进一步地，所述烧嘴钢结构与炉墙钢板连接，其延伸入炉墙钢板的长度L2=5~15mm。

再进一步地，所述近烧嘴炉墙相对于烧嘴钢结构边界的宽度L1≤100mm。

再进一步地，所述烧嘴钢结构与炉墙钢板的结合处设置有耐热金属锚固件。

再进一步地，所述锚固砖通过金属锚固钩与炉墙钢板连接。

再进一步地，所述锚固砖为圆形截面锚固砖或者矩形截面锚固砖。

本发明与传统技术相比，具有如下优点：

1、本发明采用自身研制的耐火隔热喷涂料进行喷涂或涂抹施工制备，该喷涂料长期使用温度达1550℃以上，可满足各种轧钢加热炉最高使用温度需求，实现炉衬内壁隔热，从而，降低了加热炉炉墙耐火材料工作温度与外壁表面温度，达到降低表面散热损失、延缓炉墙耐火材料破损以及提高炉墙使用寿命的目的。

2、本发明通过烧嘴钢结构伸入炉墙钢板长度为5~15mm的控制以及耐热金属锚固件的布置，避免了烧嘴钢结构伸入段对浇注料成型过程中对排气的阻碍作用，提高了浇注体的密实性，强化了临近烧嘴炉墙的整体性与结合强度，遏制了烧嘴中煤气以及高温炉气沿裂纹向炉墙的渗透及其在耐火纤维板层中的扩散，有效地减轻了炉墙冒火的风险。

3、本发明通过在烧嘴空气喷口与煤气喷口之间炉墙内圆形截面锚固砖设置，提高了锚固砖对浇注体的锚固作用，便于锚固砖周围浇注料成型过程的排气通畅，增强了该区域炉墙的整体性与结合强度，提高了该区域炉墙的抗破损能力，克服了烧嘴两喷口间气体互窜的不足。

4、本发明远离烧嘴炉墙的轻质保温砖层、耐火纤维板层设置，进一步强化了该区域炉墙的隔热效果，提高加热炉热效率。

5、本发明通过临近烧嘴炉墙结构中轻质保温砖层与耐火纤维板层的取消，强化了浇注料炉衬与炉墙钢板之间结合紧密性，避免了烧嘴中煤气向炉墙钢板结合面的窜入及其在耐火纤维板层的扩散，进一步遏制了炉墙冒火现象的发生。

6、本发明具有结构简单、施工方便、炉墙气密性好等特点。

附图说明

图1为双蓄热式烧嘴的空气喷口与煤气喷口上下布置示意图；

图2为双蓄热式烧嘴的空气喷口与煤气喷口左右水平布置示意图；

图3为沿烧嘴空气喷口与煤气喷口布置方向的C-C剖面图；

图4为沿烧嘴空气喷口或煤气喷口的D-D剖面图；

图中：烧嘴煤气喷口1、空气喷口2、远离烧嘴炉墙3、

临近烧嘴炉墙4、烧嘴喷口间炉墙5、耐火隔热喷涂层6、耐火浇注料层7、轻质保温砖层8、耐火纤维板层9、锚固砖10、金属锚固钩11、炉墙钢板12、烧嘴钢结构13、耐热金属锚固件14。

具体实施方式

为了更好地解释本发明，以下结合具体实施例进一步阐明本发明的主要内容，但本发明的内容不仅仅局限于以下实施例。

实施例1：

一种双蓄热式加热炉炉墙结构，如图1、3、4所示，双蓄热式加热炉炉墙结构包括相对布置在炉墙上的煤气喷口烧嘴1和空气喷口2，所述烧嘴煤气喷口1和空气喷口2四周设置烧嘴钢结构13，所述烧嘴煤气喷口1和空气喷口2之间为烧嘴喷口间炉墙5，所述烧嘴煤气喷口1和空气喷口2外围依次为近烧嘴炉墙4和远烧嘴炉墙3，所述烧嘴喷口间炉墙5由内向外依次由耐火隔热喷涂层6、耐火浇注料层7和炉墙钢板12构成，所述烧嘴喷口间炉墙5内设置有连接耐火浇注料层7和炉墙钢板12的锚固砖10；所述近烧嘴炉墙4由内向外依次耐火隔热喷涂层6、耐火浇注料层7和炉墙钢板12构成，所述远烧嘴炉墙3由内向外依次由耐火隔热喷涂层6、耐火浇注料层7、轻质保温砖层8、耐火纤维板层9和炉墙钢板12构成，所述远烧嘴炉墙3内设置有连接耐火浇注料层7、轻质保温砖层8、耐火纤维板层9和炉墙钢板12的锚固砖10。

所述烧嘴钢结构13与炉墙钢板12连接，其延伸入炉墙钢板12的长度L2=5~15mm。

所述近烧嘴炉墙4相对于烧嘴钢结构13边界的宽度L1≤100mm。

所述烧嘴钢结构13与炉墙钢板12的结合处设置有耐热金属锚固件15。

所述锚固砖10通过金属锚固钩11与炉墙钢板12连接。所述锚固砖10为圆形截面锚固砖或者矩形截面锚固砖。

实施咧2

双蓄热式加热炉炉墙结构，如图2、3、4所示，双蓄热式烧嘴的空气喷口2与煤气喷口烧嘴1为左右水平布置，主要由远烧嘴炉墙3、近烧嘴炉墙4和烧嘴喷口间炉墙5三部分构成，各区域的炉墙结构与实施例1相同。

Claims

1.一种双蓄热式加热炉炉墙结构，包括相对布置在炉墙上的煤气喷口烧嘴（1）和空气喷口（2），其特征在于：所述烧嘴煤气喷口（1）和空气喷口（2）四周设置烧嘴钢结构（13），所述烧嘴煤气喷口（1）和空气喷口（2）之间为烧嘴喷口间炉墙（5），所述烧嘴煤气喷口（1）和空气喷口（2）外围依次为近烧嘴炉墙（4）和远烧嘴炉墙（3），所述烧嘴喷口间炉墙（5）由内向外依次由耐火隔热喷涂层（6）、耐火浇注料层（7）和炉墙钢板（12）构成，所述烧嘴喷口间炉墙（5）内设置有连接耐火浇注料层（7）和炉墙钢板（12）的锚固砖（10）；所述近烧嘴炉墙（4）由内向外依次耐火隔热喷涂层（6）、耐火浇注料层（7）和炉墙钢板（12）构成，所述远烧嘴炉墙（3）由内向外依次由耐火隔热喷涂层（6）、耐火浇注料层（7）、轻质保温砖层（8）、耐火纤维板层（9）和炉墙钢板（12）构成，所述远烧嘴炉墙（3）内设置有连接耐火浇注料层（7）、轻质保温砖层（8）、耐火纤维板层（9）和炉墙钢板（12）的锚固砖（10）。

2.根据权利要求1所述的双蓄热式加热炉炉墙结构，其特征在于：所述烧嘴钢结构（13）与炉墙钢板（12）连接，其延伸入炉墙钢板（12）的长度L2=5~15mm。

3.根据权利要求1或2所述的双蓄热式加热炉炉墙结构，其特征在于：所述近烧嘴炉墙（4）相对于烧嘴钢结构（13）边界的宽度L1≤100mm。

4.根据权利要求1或2所述的双蓄热式加热炉炉墙结构，其特征在于：所述烧嘴钢结构（13）与炉墙钢板（12）的结合处设置有耐热金属锚固件（15）。

5.根据权利要求1或2所述的双蓄热式加热炉炉墙结构，其特征在于：所述锚固砖（10）通过金属锚固钩（11）与炉墙钢板（12）连接。

6.根据权利要求1或2所述的双蓄热式加热炉炉墙结构，其特征在于：所述锚固砖（10）为圆形截面锚固砖或者矩形截面锚固砖。