CN107883768B - 一种在加热炉内衬上安装热辐射体的方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开一种在加热炉内衬上安装热辐射体的方法，包括以下步骤：将用于浇筑加热炉内衬的模具板架设于加热炉炉顶下方，在模具板上设置在加热时能够融化或燃烧的卡套模块；将耐火材料浇筑在所述模具板和所述卡套模块上形成耐火层，待所述耐火层干燥成型后，拆除所述模具板；将加热炉升温使所述卡套模块融化或燃烧，以在所述耐火层中形成与所述卡套模块结构相同的卡套腔；将热辐射体的连接端安装固定于所述卡套腔内。采用上述技术方案中的在加热炉内衬上安装热辐射体的方法，可以提升整个加热炉的结构稳定性，提高安装的牢固程度，减少热辐射体脱落，并且还省略了钻孔工序，提高了热辐射体的安装速度。

Description

一种在加热炉内衬上安装热辐射体的方法

技术领域

本发明涉及加热炉的热辐射体安装方法领域，具体涉及一种在加热炉内衬上安装热辐射体的方法。

背景技术

现有技术中的轧钢加热炉，其炉膛内衬一般是由耐火材料经捣打、浇筑或预制块等方式建造而成，砌筑好的内衬为平整的平面。炉膛内衬在加热炉炉体和被加热的工件的传热过程中起到重要作用，炉膛内衬表面积越大，其对工件的传热效果越强。然而，炉体高度和宽度往往受到客观条件的制约，建炉时不能无限增大加热炉的规格。为此，本发明人在炉膛内衬表面安装凸起物，也称之为热辐射体，以增加内衬表面积，提高加热炉的辐射发射率，增强传热效率。

加热炉的内衬通常是相对光滑的平面，此前，发明人采用螺钉固定的方式来安装热辐射体，可参考图1。具体来说，首先在内衬11表面钻垂直的螺钉孔，然后利用螺钉13将热辐射体12固定安装在内衬11表面上，使热辐射体12能够悬挂于内衬下方。

对于常规的加热炉来说，热辐射体的安装量很大，通常需要安装上万个。采用前述的方法，一方面需要在内衬上钻大量的螺钉孔，钻孔产生的灰尘在狭小的炉膛内不易散去，使得炉膛内的工作环境恶劣，不便于施工，安全性较差。另一方面，加热炉在工作时炉膛内持续处于高温状态(几百度至上千度)，使内衬容易因热膨胀力而开裂，导致热辐射体脱落。

发明内容

基于上述技术问题，本申请提供一种在加热炉内衬上安装热辐射体的方法。

具体地，本申请提供一种在加热炉内衬上安装热辐射体的方法，包括以下步骤：

将用于浇筑加热炉内衬的模具板架设于加热炉炉顶下方，在模具板上设置在加热时能够融化或燃烧的卡套模块；

将耐火材料浇筑在所述模具板和所述卡套模块上形成耐火层，待所述耐火层干燥成型后，拆除所述模具板；

将加热炉升温使所述卡套模块融化或燃烧，以在所述耐火层中形成与所述卡套模块结构相同的卡套腔；

将热辐射体的连接端安装固定于所述卡套腔内。

可选地，所述卡套腔包括连通的第一腔体和第二腔体，所述第一腔体与所述第二腔体在所述耐火层中形成卡挡块；所述连接端包括卡接部和连接段，所述卡接部用于卡接在所述卡挡块上，所述连接段用于连接所述卡接部和热辐射体。

可选地，所述卡接部包括处于同一水平面上的三根支承杆，三根支承杆的一端分别与所述连接段的一端连接，并且所述支承杆的轴线两两呈120°角。

可选地，所述卡套腔包括螺纹孔；所述连接端包括与所述螺纹孔适配的螺纹段。

可选地，所述卡套腔还包括一段盲孔，所述盲孔在所述螺纹孔上方并且与所述螺纹孔连通，在所述盲孔的侧壁上沿所述盲孔的径向开有环状的凹陷部；所述螺纹段上方还设有用于与所述凹陷部卡扣连接的卡扣组件。

可选地，所述卡扣组件包括两根设置在所述螺纹段的顶面上的弹性柱，所述弹性柱由弹性材料制成，所述弹性柱的轴线相互平行，并且所述弹性柱垂直于所述螺纹段的顶面，在两根所述弹性柱的外壁上分别设置有卡扣部，在所述弹性柱不受外力作用时两个所述卡扣部外端之间的最大垂直距离H1大于所述螺纹段的顶面直径H2。

可选地，所述卡扣组件包括防护管、第一连杆、两根第二连杆，以及两个卡扣块；所述防护管中空并且设置于所述螺纹段顶面上，所述防护管的侧壁上对称开有两个开口；所述第一连杆沿着所述防护管的轴向设置于所述防护管内；两根所述第二连杆的一端分别与所述第一连杆的中部铰接，另一端分别与所述卡扣块铰接；所述卡扣块对称设置于所述防护管的两个开口中。

可选地，所述卡套腔为梯形槽，所述梯形槽的槽口宽度H3小于所述梯形槽的槽底宽度H4；所述热辐射体为正六棱台形，所述热辐射体的顶面的棱边长度L1大于所述热辐射体的底面的棱边长度L2，所述热辐射体的顶面上相对的两个棱边的垂直距离S1小于加热炉炉膛内衬上的梯形槽的槽口宽度H3，所述热辐射体的顶面上相对的两个顶点的距离S2大于加热炉炉膛内衬上的梯形槽的槽口宽度H3。

可选地，在所述梯形槽的两侧的槽壁上分别开有旋扣腔；在所述热辐射体的顶面上分别沿着对称的两个棱边的方向向外延伸，形成旋扣部。

可选地，将热辐射体的连接端安装固定于所述卡套腔内的步骤，包括：

清理所述卡套腔；

将热辐射体的顶部或热辐射体顶面上的连接件安装固定于所述卡套腔内；

在所述卡套腔和所述热辐射体的顶部/所述连接件之间的空隙中填充无机胶黏剂。

上述方法中，通过在模具板上设置卡套模块，然后将耐火材料浇筑在模具板和卡套模块上，待耐火层干燥成型以后，拆除模具板，此时，卡套模块还留在耐火层中。再对加热炉进行加热烘炉，使卡套模块融化脱去或燃烧烧毁，从而使耐火层中形成卡套腔，卡套腔的形状结构和卡套模块的形状结构是相同的。最后将热辐射体的连接段安装固定在卡套腔内，从而将热辐射体安装在加热炉的内衬上。

该在加热炉内衬上安装热辐射体的方法，第一方面，避免在炉膛内衬上钻大量的螺钉孔而破坏加热炉的内衬结构，通过浇注或捣打等浇筑方法直接在耐火层内部形成卡套腔，提高了整个加热炉内衬的结构稳定性，进而有利于提高安装的稳固性，减少了热辐射体脱落的情况。第二方面，上述方法省略了原本安装热辐射体方法中的钻孔工序，通过将热辐射体的连接端直接卡扣到卡套腔内，就可以完成热辐射体的安装固定，大大提高了热辐射体的安装速度，缩短了加热炉节能改造的工期，降低工人的劳动强度。第三方面，在加热炉加热时，炉膛内衬上的多个卡套腔可以一定程度上用于释放耐火层在热膨胀时产生的热应力，一定程度上起到减少热应力的作用，从而进一步提升整个加热炉的结构稳定性，减少了耐火层因长期热应力作用而开裂的情况，进而减少了热辐射体脱落的情况。

此外，在烘炉时脱去卡套模块，以在耐火层中形成卡套腔，可以避免在人工拆除卡套模块时破坏加热炉内衬的结构，避免拆除卡套模块的过程中影响整个加热炉内衬的结构稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为发明人此前安装热辐射体的安装结构示意图；

图2为本申请的第一个实施例中在加热炉内衬上安装热辐射体的方法的流程图；

图3为本申请的第一个实施例中S400的步骤的流程图；

图4为本申请的第二个实施例中加热炉内衬的第一种实现方式的截面结构示意图；

图5为本申请的第二个实施例中卡套腔的第一种实现方式的结构示意图；

图6为图5中卡套腔的A-A截面示意图；

图7为图5中卡套腔的B-B截面示意图；

图8为图5中卡套腔的C视角结构示意图；

图9为本申请的第二个实施例中安装有热辐射体的加热炉内衬的第一种实现方式的截面结构示意图；

图10为本申请的第二个实施例中安装有热辐射体的加热炉内衬的第二种实现方式的局部截面结构示意图；

图11为图10中卡套腔在安装卡接结构时未卡接状态的仰视示意图；

图12为图10中卡套腔在安装卡接结构时卡接状态的仰视示意图；

图13为本申请的第二个实施例中卡接件的其中一种实现方式的仰视结构示意图；

图14为本申请的第三个实施例中加热炉内衬的第一种实现方式的截面结构示意图；

图15为本申请的第三个实施例中安装有热辐射体的加热炉内衬的第一种实现方式的截面结构示意图；

图16为本申请的第三个实施例中加热炉内衬的第二种实现方式的截面结构示意图；

图17为图16中局部A的放大示意图；

图18为本申请的第三个实施例中安装有热辐射体的加热炉内衬的第二种实现方式的局部截面结构示意图；

图19为本申请的第三个实施例中连接件的第一种实现方式的结构示意图；

图20为本申请的第三个实施例中安装有热辐射体的加热炉内衬的第三种实现方式的局部截面结构示意图；

图21为图20中局部B的放大示意图；

图22为本申请的第三个实施例中卡扣组件在收起状态时的结构示意图；

图23为本申请的第四个实施例中加热炉内衬的第一种实现方式的截面结构示意图；

图24为本申请的第四个实施例中安装有热辐射体的加热炉内衬的第一种实现方式的截面结构示意图；

图25为图24中局部C的放大示意图；

图26为本申请的第四个实施例中，安装有热辐射体的加热炉内衬的第一种实现方式中热辐射体在旋转之前的结构示意图；

图27为本申请的第四个实施例中，安装有热辐射体的加热炉内衬的第一种实现方式中热辐射体在旋转之后的结构示意图；

图28为本申请的第四个实施例中安装有热辐射体的加热炉内衬的第二种实现方式的截面结构示意图；

图29为图28中安装有热辐射体的加热炉内衬的局部放大示意图；

图30为本申请的第四个实施例中，安装有热辐射体的加热炉内衬的第二种实现方式中热辐射体在旋转之前的结构示意图；

图31为本申请的第四个实施例中，安装有热辐射体的加热炉内衬的第二种实现方式中热辐射体在旋转之后的结构示意图。

附图标记说明：

图1：内衬11；热辐射体12；螺钉13；胶泥层14。

图2至图31：

耐火层21；卡套腔22；锚固砖23；锚固砖的一端231；锚固砖的另一端232；膨胀缝24；

第一腔体221；第二腔体223；卡挡块222；卡接部31；支承杆311；支承杆的轴线312；连接段32；

螺纹孔224；盲孔225；侧壁2251；凹陷部2252；螺纹段33；弹性柱345；卡扣部346；弹性柱的轴线347；防护管341；开口3411；第一连杆342；第二连杆343；卡扣块344；

梯形槽226；槽口2261；槽底2262；槽壁2263；旋扣腔2264；

热辐射体4；热辐射体的底面41；空腔42；热辐射体的轴线43；热辐射体的顶面44；旋扣部45；

无机胶黏剂层5。

具体实施方式

下面对本申请的实施例作详细说明。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参考图2，在第一个实施例中，提供一种在加热炉内衬上安装热辐射体的方法，包括：

S100将用于浇筑加热炉内衬的模具板架设于加热炉炉顶下方，在模具板上设置在加热时能够融化或燃烧的卡套模块；

S200将耐火材料浇筑在所述模具板和所述卡套模块上形成耐火层，待所述耐火层干燥成型后，拆除所述模具板；

S300将加热炉升温使所述卡套模块融化或燃烧，以在所述耐火层中形成与所述卡套模块结构相同的卡套腔；

S400将热辐射体的连接端安装固定于所述卡套腔内。

上述方法中，通过在模具板上设置卡套模块，然后将耐火材料浇筑在模具板和卡套模块上，待耐火层干燥成型以后，拆除模具板，此时，卡套模块还留在耐火层中。再对加热炉进行加热烘炉，使卡套模块融化脱去或燃烧烧毁，从而使耐火层中形成卡套腔，卡套腔的形状结构和卡套模块的形状结构是相同的。最后将热辐射体的连接段安装固定在卡套腔内，从而将热辐射体安装在加热炉的内衬上。

上述的在加热炉内衬上安装热辐射体的方法，第一方面，避免在炉膛内衬上钻大量的螺钉孔而破坏加热炉的内衬结构，通过浇注或捣打等浇筑方法直接在耐火层内部形成卡套腔，提高了整个加热炉内衬的结构稳定性，进而有利于提高安装的稳固性，减少了热辐射体脱落的情况，从而降低了加热炉投入运行后修补维护的工作量。第二方面，上述方法省略了原本安装热辐射体方法中的钻孔工序，通过将热辐射体的连接端直接卡扣到卡套腔内，就可以完成热辐射体的安装固定，大大提高了热辐射体的安装速度，缩短了加热炉节能改造的工期，降低工人的劳动强度。根据发明人实际操作的结果，采用该方法可以缩短50％以上的安装时间。第三方面，在加热炉加热时，炉膛内衬上的多个卡套腔可以一定程度上用于释放耐火层在热膨胀时产生的热应力，一定程度上起到减少热应力的作用，从而进一步提升整个加热炉的结构稳定性，减少了耐火层因长期热应力作用而开裂的情况，进而减少了热辐射体脱落的情况。

此外，在烘炉时脱去卡套模块，以在耐火层中形成卡套腔，可以避免在人工拆除卡套模块时破坏加热炉内衬的结构，避免拆除卡套模块的过程中影响整个加热炉内衬的结构稳定性。

在S100的步骤中，在模具板上设置卡套模块，卡套模块可以按照一定的密度来设置，具体的设置密度和排列方式可以根据实际情况进行调整。例如。设置密度为45个/m²，以矩阵的方式排列。卡套模块设置时需避开锚固砖的位置，以及避开安装在炉顶的一些必要设备(例如压力传感器、热电耦等)的预留孔洞的位置。另外，为了避免浇筑时卡套模块移动跑模，可以采用自攻螺钉等紧固件将卡套模块固定在模具板上。

上述的在加热时能够融化或燃烧的卡套模块，卡套模块具体地可以采用聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯泡沫(EPS)等材料。当卡套模块具体采用的材质不同时，S300的步骤中升温的具体温度可以有所差异。例如，当卡套模块采用聚乙烯时，聚乙烯的熔点为130℃～140℃，此时，加热炉升温的温度可以是高于140℃的任意温度。

在S200的步骤中，浇筑耐火层具体可以采用浇注或者捣打等施工方法。采用的耐火材料时加热炉领域现有的耐火材料，例如可以是铝硅系耐火材料等，本申请对此不做限制。待到耐火层干燥成型以后，拆除模具板，此时卡套模块还留在耐火层中。耐火层干燥通常采用自然晾干、风干等方式，本申请对干燥的具体方式不做限制。

在S300的步骤中，根据卡套模块具体采用的材质不同，升温的具体温度可以有所差异。如前述例子中所述，当卡套模块采用聚乙烯时，聚乙烯的熔点为130℃～140℃，此时，加热炉升温的温度可以采用高于140℃的任意温度。

经大修和改造的锅炉，锅炉的炉墙炉顶以及前后拱等，都是新砌筑的或是经过改造重新砌筑的在炉墙内，耐火混凝土及抹面层内部都含有大量水分。烘炉就是在加热炉新建成或者进行大修、改造后，通过升温加热出去炉墙和/或耐火材料和/或抹面层等内部的大量水分的过程。现有的烘炉是为了脱除内衬中的自然水和结晶水，使内衬等达到一定的干燥程度，以免在开工时由于炉温上升太快，水份大量膨胀造成炉体胀裂、鼓泡或变形甚至炉墙倒塌，影响加热炉炉墙的强度和使用寿命。本步骤中的升温可以在烘炉的时候同时进行，以使卡套模块融化或燃烧，在耐火层中形成与卡套模块结构相同的卡套腔。

在S400的步骤中，根据卡套腔的形状结构的不同，热辐射体的连接端也相应的存在差异。具体地，热辐射体的连接端可以是设置在热辐射体顶面上的连接件，也可以是热辐射体自身的顶部，具体地，卡套腔和相应的热辐射体的连接端的结构将在第二至第四个实施例中详细举例说明。

具体地，请参考图3，S400的步骤可以包括：

S410清理所述卡套腔；

S420将热辐射体的顶部或热辐射体顶面上的连接件安装固定于所述卡套腔内；

S430在所述卡套腔和所述热辐射体的顶部/所述连接件之间的空隙中填充无机胶黏剂。

由于S300的步骤中升温使卡套模块融化或燃烧，在卡套腔内可能会残留卡套模块融化或燃烧后的残渣，因此，首先清理卡套腔，然后将热辐射体的顶部或连接件安装固定在卡套腔内。此处“/”表示“或”的意思。当采用热辐射体本身的顶部作为连接端时，在卡套腔和位于卡套腔内的热辐射体的表面之间的空隙中填充无机胶黏剂；当采用卡接件作为热辐射体的连接端时，在卡套腔和位于卡套腔内的卡接件的表面之间的空隙中填充无机胶黏剂，还可以在热辐射体顶面与耐火层填充无机胶黏剂。待无机胶黏剂固化后就形成了胶泥层，以进一步固定热辐射体。

当采用热辐射体本身的顶部作为连接端时，在卡套腔中，热辐射体的顶面和处于卡套腔内的侧壁上都可以涂覆无机胶黏剂，形成胶泥层；当采用卡接件作为热辐射体的连接端时，卡接件的顶面和侧壁上，以及热辐射体的顶面上都可以涂覆无机胶黏剂，形成胶泥层。因此，与使用螺钉安装热辐射体的方法中只能在热辐射体顶面涂覆胶泥层的方式相比，上述方法中的热辐射体与耐火层之间的胶泥层的粘结面积更大，故而进一步提升了热辐射体安装在加热炉内衬上的牢固程度，进一步减少脱落现象的发生。

可选地，在热辐射体的顶部安装固定于所述卡套腔内的步骤之前，可以先在热辐射体的顶面上涂覆无机胶黏剂，然后将热辐射体的顶部安装固定于卡套腔内，再在卡套腔和位于卡套腔内的热辐射体的表面之间的空隙中填充无机胶黏剂。

可选地，在S100的步骤之前，还可以包括:

S500将锚固砖的一端固定在加热炉的钢结构上，另一端悬挂于模具板和钢结构之间；

此时，S200的步骤，具体可以包括：

S210将耐火材料浇筑在所述模具板、所述卡套模块以及所述锚固砖的另一端上，形成耐火层，使所述锚固砖的固定在钢结构上的一端露出在所述耐火层之外，另一端内嵌于所述耐火层中；

S220待所述耐火层干燥成型后，拆除所述模具板。

上述的S500的步骤中，锚固砖需要安装多个，两个锚固砖之间的距离可以根据实际情况进行调整，例如，可以控制锚固砖之间的间距为200mm-300mm。通过上述方法，锚固砖的一端从耐火层另一侧，也就是远离炉膛内部的一侧，嵌入耐火层中，另一端与钢结构连接，从而将加热炉内衬固定在炉顶下方。

进一步地，请参考图4、图9、图14至图16、图23至图24、图28，在两个卡套腔之间的耐火层21上开有贯穿耐火层21的曲线形的膨胀缝24，使得耐火层21可以通过膨胀缝24和卡套腔共同来释放耐火层21在热膨胀时产生的热应力，从而进一步提升整个炉膛内衬的结构稳定性。从炉膛下方仰视查看，膨胀缝24在耐火层21的靠近炉膛内部的一侧的表面上呈现为直线形。而从炉膛内衬的纵向截面上看，膨胀缝24呈曲线形，并且从耐火层21的靠近炉膛内部的一侧贯穿到耐火层21的另一侧，例如图4所示。对于曲线形的膨胀缝24的具体弯曲的幅度、角度等，本申请不作限制。

以下将通过三个实施例来具体举例说明在加热炉内衬上安装热辐射体的方法中卡套腔和相应的热辐射体的连接端的结构。

请参考图4至图13，在第二个实施例中，卡套腔包括连通的第一腔体221和第二腔体223，所述第一腔体221与所述第二腔体223在所述耐火层21中形成卡挡块222；所述热辐射体的连接端为卡接件，卡接件包括卡接部31和连接段32，所述卡接部31用于卡接在所述卡挡块222上，所述连接段32用于连接所述卡接部31和热辐射体4。具体地，连接段32的一端与卡接部31连接，另一端与热辐射体4连接。

当采用这样的结构时，S400将热辐射体的连接端安装固定于所述卡套腔内的步骤，具体可以包括：

S440将卡接部31穿过第二腔体223，伸入到第一腔体221中，旋转卡接部31以使卡接部31卡接固定在卡挡块222上。

上述的卡接件与热辐射体4可以是一体成型的，采用同一种材料一次成型制成；卡接件与热辐射体4也可以是各自独立的两个构件，通过连接件等将卡接件固接在热辐射体4的顶部,本申请对此不做限制。

请参考图9，在卡接件的其中一种实现方式中，卡接件的卡接部31可以是一个横向放置的长方体，连接段32可以是一个竖向放置的长方体，卡接部31中部与连接段32的一端固接，构成一个“T”型。卡套腔22的第一腔体221可以是圆柱状的腔体，第二腔体223可以是长方体或类似长方体的腔体。卡接部31的长度小于第二腔体223侧壁的最大间距，并且大于两个卡挡块222之间的最小距离，这样，卡接部31可以顺利通过第二腔体223到达第一腔体221，卡接部31旋转后，能够被卡挡块222卡接，从而将热辐射体4卡接固定到加热炉内衬上。

请参考图10至图12，在卡接件的另一种实现方式中，卡接件的卡接部31可以是一个正三棱柱，连接段32可以是一个圆柱或长方体等，连接段32的一端与卡接部31连接。卡套腔22的第二腔体223为正三棱柱状，第一腔体221可以是圆柱状，第一腔体221的直径大于等于第二腔体223的边长，卡接部31的边长小于第二腔体223的边长，并且大于第一腔体221的边长的1/2，从而使卡接部31能够顺利穿过第二腔体223到达第一腔体221，卡接部31旋转后，能够被三个卡挡块222卡住，从而将热辐射体4卡接到炉膛内衬上。

相比于“T”型的卡接件，本实现方式中的卡接件具有三个支撑点，共同承受热辐射体以及卡接件本身的重量，从而分散了每个支撑点所受到的压强。由于加热炉内衬的工作环境恶劣，内衬在高低温切换的时候会热胀冷缩，如果某个位置承受的压强较大，则该位置相对地更容易发生开裂。通过上述卡接件，一方面安装时转动的角度小，另一方面也减小了内衬上每个卡挡块所承受的压强，从而从整体上提高了炉膛内衬的结构稳定性，提升了热辐射体与炉膛内衬连接的牢固程度。

请参考图13，可选地，在卡接件的又一种实现方式中，卡接部31包括处于同一水平面上的三根支承杆311，三根支承杆311的一端分别与连接段32的一端连接，并且支承杆311的轴线312两两呈120°角。通过上述结构，卡接件依然具有三个支撑点，与“T”型的卡接件相比减小了内衬上每个卡挡块所承受的压强，同时与卡接部为正三棱柱的卡接件相比，上述的卡接件又减少了卡接件本身的重量，从而也减少了内衬上每个卡挡块所承受的压强，进一步提高了加热炉内衬的结构稳定性，提高了热辐射体在加热炉内衬上的安装牢固程度。

此外，卡接件的卡接部还可以是多边棱柱，例如六棱柱等，此时，卡套腔的形状也随之适应变化，同样使卡接部能够穿过第二腔体到达第一腔体并且卡接到卡挡块上即可，此处不再举例细述。

请参考图14至图15，在第三个实施例中，卡套腔包括螺纹孔224；所述连接端包括与所述螺纹孔224适配的螺纹段33。

当采用这样的结构时，S400将热辐射体的连接端安装固定于所述卡套腔内的步骤，具体可以包括：

S450将螺纹段33旋转进螺纹孔224中，以将热辐射体安装固定于所述卡套腔内。

在上述的螺纹段33与热辐射体4可以是一体成型的，采用同一种材料一次成型制成；螺纹段33与热辐射体4也可以是各自独立的两个构件，通过连接件等将螺纹段33固接在热辐射体4的顶面上,本申请对此不做限制。

加热炉内衬的工作环境恶劣，内衬在高低温切换的时候会热胀冷缩，由于螺纹段33和耐火层21的膨胀系数不同，在常年累月的热胀冷缩的作用下，耐火层上螺纹孔224的位置或者螺纹孔224附近的位置可能会发生开裂，使螺纹孔224和螺纹段33无法严密地吻合实现自锁，从而导致热辐射体4脱落。

为此，请参考图16至图22，所述卡套腔还包括一段盲孔225，所述盲孔225在所述螺纹孔224上方并且与所述螺纹孔224连通，在所述盲孔225的侧壁2251上沿所述盲孔225的径向开有环状的凹陷部2252；所述螺纹段33上方还设有用于与所述凹陷部2252卡扣连接的卡扣组件。

在这种情况下，即便螺纹段33发生断裂，或者耐火层21上螺纹孔224附近的位置发生开裂，由于卡扣组件的作用，热辐射体4依然能够悬挂固定在加热炉内衬下，从而进一步提高热辐射体的安装牢固程度。

更具体地，请参考图18和图19，在卡扣组件的其中一种实现方式中，卡扣组件包括两根设置在所述螺纹段33的顶面上的弹性柱345，所述弹性柱345由弹性材料制成，所述弹性柱的轴线347相互平行，并且所述弹性柱345垂直于所述螺纹段33的顶面，在两根所述弹性柱345的外壁上分别设置有卡扣部346，在所述弹性柱345不受外力作用时两个所述卡扣部346外端之间的最大垂直距离H1大于所述螺纹段的顶面直径H2。上述的弹性柱345由弹性材料制成，该弹性材料在高温下仍然能够保持弹性，例如，可以采用等现有的弹性材料。

在弹性柱345不受外力作用时两个卡扣部346外端之间的最大垂直距离H1大于螺纹段的顶面直径H2，在安装时，卡扣组件和螺纹段33逐渐伸入螺纹孔224和盲孔225中，卡扣部346受到螺纹孔224孔壁的作用向内挤压，带动两根弹性柱345分别向内靠拢，从而使整个卡扣组件能够顺利通过螺纹孔224。螺纹段33在螺纹孔224内转动上升，卡扣部346受到盲孔225侧壁的作用依然向内挤压，带动两根弹性柱345分别向内靠拢，卡扣部346顺利上升到凹陷部2252的位置，卡扣部346不再受到来自侧壁的向内的作用力，在弹性柱345的作用下卡扣到凹陷部2252中，从而实现卡扣连接。与此同时，螺纹段33在螺纹孔224内，二者实现螺纹连接，故而提高热辐射体的安装的牢固程度，进一步减少热辐射体脱落的情况。

请参考图20至图22，在卡扣结构的另一种实现方式中，所述卡扣组件包括防护管341、第一连杆342、两根第二连杆343，以及两个卡扣块344；所述防护管341中空并且设置于所述螺纹段33顶面上，所述防护管341的侧壁上对称开有两个开口3411；所述第一连杆342沿着所述防护管341的轴向设置于所述防护管341内；两根所述第二连杆343的一端分别与所述第一连杆342的中部铰接，另一端分别与所述卡扣块344铰接；所述卡扣块344对称设置于所述防护管341的两个开口3411中。

在安装时，首先将第一连杆342向上拉起，与第一连杆342铰接的两根第二连杆343随着第一连杆342被拉升，并带动与之铰接的卡扣块344，使卡扣块344处于防护管341的开口3411中，这样防护管341就可以顺利通过螺纹孔224到达盲孔225。然后，螺纹段33也到达螺纹孔224，通过旋转使螺纹段33和防护管341继续上升，螺纹段33逐渐与螺纹孔224吻合锁紧。第一连杆342的顶端首先顶住盲孔225的顶部，随着防护管341继续上升，第二连杆343带动卡扣块344从开口3411中伸出，并伸入凹陷部2252。这样，即便耐火层上螺纹孔224的位置或者螺纹孔224附近的位置发生开裂，使螺纹孔224和螺纹段33无法严密地吻合实现自锁，由于卡扣块344卡扣在凹陷部2252中，热辐射体4仍然被悬挂固定在加热炉内衬上，进一步减少热辐射体脱落的情况。

此外，在加热炉加热时，炉膛内衬上的盲孔225以及环状的凹陷部2252还可以一定程度上用于释放耐火层在热膨胀时产生的热应力，一定程度上起到减少热应力的作用，从而进一步提升整个炉膛内衬的结构稳定性。

请参考图23至图27，在第四个实施例中，卡套腔为梯形槽226，所述梯形槽226的槽口2261宽度H3小于所述梯形槽226的槽底2262宽度H4；所述热辐射体4为正六棱台形，所述热辐射体的顶面44的棱边长度L1大于所述热辐射体的底面41的棱边长度L2，所述热辐射体的顶面44上相对的两个棱边的垂直距离S1小于加热炉炉膛内衬上的梯形槽226的槽口2261宽度H3，所述热辐射体的顶面44上相对的两个顶点的距离S2大于加热炉炉膛内衬上的梯形槽226的槽口2261宽度H3。

上述的梯形槽可以是仅用于安装一个热辐射体的小梯形槽，也可以是用于安装多个热辐射体的梯形的通槽，本申请对此不做限制。例如，梯形槽的槽底尺寸为110mm(H4)×110mm的矩形，梯形槽的槽口为90mm(H3)×110mm的矩形，梯形槽的高为10mm；热辐射体为六棱锥状或六棱台状，所述热辐射体的底面为正六边形，底面的任意两个对角距离S2为100mm，任意两个平行边的垂直距离S1为86.6mm。

当采用这样的结构时，S400将热辐射体的连接端安装固定于所述卡套腔内的步骤，具体可以包括：

S460将热辐射体的顶面44的对称的两条棱边调整到与梯形槽226平行，使热辐射体的顶面44穿过梯形槽226的槽口2261，旋转热辐射体4，使热辐射体的顶面44卡扣在梯形槽226内，从而将热辐射体4安装固定在梯形槽226内。

进一步地，请参考图28和图31，在所述梯形槽226的两侧的槽壁2263上分别开有旋扣腔2264；在所述热辐射体的顶面44上分别沿着对称的两个棱边的方向向外延伸，形成旋扣部45。

在安装的时候，首先将热辐射体的顶面44的对称的两条棱边调整到与梯形槽226平行，使热辐射体的顶面44以及从顶面44延伸出来的旋扣部45能够穿过梯形槽226的槽口2261，然后旋转热辐射体4，使热辐射体的顶面44卡扣在梯形槽226内，同时旋扣部45也经过旋转也卡扣到槽壁2263上的旋扣腔2264中。如此，整个热辐射体具有四个支承其重量的支撑点，从而分散了每个支撑点所受到的压强。加热炉内衬的工作环境恶劣，内衬在高低温切换的时候会热胀冷缩，如果某个位置承受的压强较大，则该位置相对地更容易发生开裂。因此，通过设置上述旋扣部45和旋扣腔2264，减小了内衬上每个支撑点所承受的压强，从而从整体上提高了炉膛内衬的结构稳定性，提升了热辐射体4与炉膛内衬连接的牢固程度，进一步减少了热辐射体4脱落的情况。

可选地，热辐射体4可以是圆台形、圆锥形、多边棱锥形、多边棱台形或半球形，此外还可以是圆柱形、半椭球形等其他形状。对于同样重量的热辐射体来说，半球形的热辐射体比圆台形、圆锥形等形状的热辐射体的表面积更大，故而传热效率更高。而多边棱台形、多边棱锥形，例如六边棱台形、三边棱锥形等，由于其侧面具有平面，从而可以定向反射或发射热辐射，使加热炉炉膛内的热辐射能够更加定向集中射向工件，进一步提升传热效果。

可选地，请参考图29，热辐射体的底面41内凹形成空腔42，从而增加了热辐射体4的反射表面积，提升了整个炉膛内衬的传热效率。此外，形成空腔42还能有效减少热辐射体4的重量，减少加热炉内衬的承重，进一步提升整个加热炉内衬的结构稳定性。这里的空腔42可以是为圆柱形、圆台形或圆锥形等。

本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。以上所述的本发明实施方式并不构成对本发明保护范围的限定。

Claims (10)

1.一种在加热炉内衬上安装热辐射体的方法，其特征在于，包括以下步骤：

将用于浇筑加热炉内衬的模具板架设于加热炉炉顶下方，在模具板上设置在加热时能够融化或燃烧的卡套模块；

将耐火材料浇筑在所述模具板和所述卡套模块上形成耐火层，待所述耐火层干燥成型后，拆除所述模具板；

将加热炉升温使所述卡套模块融化或燃烧，以在所述耐火层中形成与所述卡套模块结构相同的卡套腔；

将热辐射体的连接端安装固定于所述卡套腔内。

2.根据权利要求1所述的在加热炉内衬上安装热辐射体的方法，其特征在于，所述卡套腔包括连通的第一腔体(221)和第二腔体(223)，所述第一腔体(221)与所述第二腔体(223)在所述耐火层(21)中形成卡挡块(222)；所述连接端包括卡接部(31)和连接段(32)，所述卡接部(31)用于卡接在所述卡挡块(222)上，所述连接段(32)用于连接所述卡接部(31)和热辐射体(4)。

3.根据权利要求2所述的在加热炉内衬上安装热辐射体的方法，其特征在于，所述卡接部(31)包括处于同一水平面上的三根支承杆(311)，三根支承杆(311)的一端分别与所述连接段(32)的一端连接，并且所述支承杆的轴线(312)两两呈120°角。

4.根据权利要求1所述的在加热炉内衬上安装热辐射体的方法，其特征在于，所述卡套腔包括螺纹孔(224)；所述连接端包括与所述螺纹孔(224)适配的螺纹段(33)。

5.根据权利要求4所述的在加热炉内衬上安装热辐射体的方法，其特征在于，所述卡套腔还包括一段盲孔(225)，所述盲孔(225)在所述螺纹孔(224)上方并且与所述螺纹孔(224)连通，在所述盲孔(225)的侧壁(2251)上沿所述盲孔(225)的径向开有环状的凹陷部(2252)；所述螺纹段(33)上方还设有用于与所述凹陷部(2252)卡扣连接的卡扣组件。

6.根据权利要求5所述的在加热炉内衬上安装热辐射体的方法，其特征在于，所述卡扣组件包括两根设置在所述螺纹段(33)的顶面上的弹性柱(345)，所述弹性柱(345)由弹性材料制成，所述弹性柱的轴线(347)相互平行，并且所述弹性柱(345)垂直于所述螺纹段(33)的顶面，在两根所述弹性柱(345)的外壁上分别设置有卡扣部(346)，在所述弹性柱(345)不受外力作用时两个所述卡扣部(346)外端之间的最大垂直距离H1大于所述螺纹段的顶面直径H2。

7.根据权利要求5所述的在加热炉内衬上安装热辐射体的方法，其特征在于，所述卡扣组件包括防护管(341)、第一连杆(342)、两根第二连杆(343)，以及两个卡扣块(344)；所述防护管(341)中空并且设置于所述螺纹段(33)顶面上，所述防护管(341)的侧壁上对称开有两个开口(3411)；所述第一连杆(342)沿着所述防护管(341)的轴向设置于所述防护管(341)内；两根所述第二连杆(343)的一端分别与所述第一连杆(342)的中部铰接，另一端分别与所述卡扣块(344)铰接；所述卡扣块(344)对称设置于所述防护管(341)的两个开口(3411)中。

8.根据权利要求1所述的在加热炉内衬上安装热辐射体的方法，其特征在于，所述卡套腔为梯形槽(226)，所述梯形槽(226)的槽口(2261)宽度H3小于所述梯形槽(226)的槽底(2262)宽度H4；所述热辐射体(4)为正六棱台形，所述热辐射体的顶面(44)的棱边长度L1大于所述热辐射体的底面(41)的棱边长度L2，所述热辐射体的顶面(44)上相对的两个棱边的垂直距离S1小于加热炉炉膛内衬上的梯形槽(226)的槽口(2261)宽度H3，所述热辐射体的顶面(44)上相对的两个顶点的距离S2大于加热炉炉膛内衬上的梯形槽(226)的槽口(2261)宽度H3。

9.根据权利要求8所述的在加热炉内衬上安装热辐射体的方法，其特征在于，在所述梯形槽(226)的两侧的槽壁(2263)上分别开有旋扣腔(2264)；在所述热辐射体的顶面(44)上分别沿着对称的两个棱边的方向向外延伸，形成旋扣部(45)。

10.根据权利要求1-9任一项所述的在加热炉内衬上安装热辐射体的方法，其特征在于，将热辐射体的连接端安装固定于所述卡套腔内的步骤，包括：

清理所述卡套腔；

将热辐射体的顶部或热辐射体顶面上的连接件安装固定于所述卡套腔内；

在所述卡套腔和所述热辐射体的顶部/所述连接件之间的空隙中填充无机胶黏剂。