CN107957191B - 一种步进式加热炉炉墙 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种步进式加热炉炉墙，所述加热炉炉墙从加热炉内开始直至加热炉外依次包括耐磨耐高温合金钢板、低水泥浇注材料层、耐火粘土砖层、保温层和钢板层。耐磨耐高温合金钢板嵌入至所述低水泥浇注材料层的内部，使所述耐磨耐高温合金钢板靠近弯曲钢坯的表面与所述低水泥浇注材料层靠近弯曲钢坯的表面处于同一平面上。本发明提供的技术方案中弯曲钢坯与炉墙发生刮擦时，炉墙内侧的耐磨耐高温合金钢板不会变形、磨损，保障了炉墙的强度与完整性。本发明提供的技术方案减少了频繁修复炉墙产生的费用，降低生产成本。本发明提供的技术方案提高作业效率，提高上料节奏，创造了明显的经济效益。

Description

一种步进式加热炉炉墙

技术领域

本发明属于加热炉技术领域，具体涉及一种保温性好、耐磨性高的步进式加热炉炉墙。

背景技术

步进式加热炉由于具有加热质量好，热工控制与操作灵活，劳动环境好，炉长不受推钢长度限制等优点，非常适应当代轧机向大型化、高速化与现代化发展的需要，该步进式加热炉得到越来越多的应用。

步进式加热炉钢坯入炉模式一般采用侧进侧出的方式，由入炉悬臂辊道传送至炉内，再由步进梁系统移送至出炉悬臂辊道，出炉后进行轧制。入炉悬臂辊道在上料时，要求钢坯平直，不与炉墙、步进梁系统等设备刮擦。但是在实际生产过程中，轧制使用的连铸坯送至车间后，一般不会立即装炉，这就需要在坯料放置区放置一段时间。连铸坯放置期间，热坯逐渐冷却，冷却过程中钢坯不可控制的会产生弯曲变形的情况，钢坯越长，弯曲越大。弯曲钢坯在入炉时，经常造成与炉墙的刮擦的情况。

现有技术中，加热炉炉墙一般为复合结构，耐热、保温效果较好，但是强度较低。在弯曲钢坯入炉期间，与炉墙刮擦，造成炉墙的磨损与碎裂，对炉墙整体强度与保温效果均造成严重影响。当前，处理炉墙磨损通常采用喷涂等方式使炉墙恢复外形尺寸，但不能从根本上解决炉墙强度低，易磨损等问题。

因此，提高炉墙强度、保持与弯曲钢坯刮擦时炉墙的完整度，是需要迫切解决的问题。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术中弯曲钢坯入炉与炉墙刮擦，造成炉墙的磨损、破碎，对炉墙整体强度与保温效果均造成严重影响等问题，提供一种保温性好、耐磨性高的步进式加热炉炉墙。本发明提供了在提高炉墙强度的情况下，还能保证在弯曲钢坯入炉时炉墙不磨损、炉墙保持完整的技术方案。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种步进式加热炉炉墙，其特征在于，所述加热炉炉墙从加热炉内开始直至加热炉外依次包括耐磨耐高温合金钢板、低水泥浇注材料层、耐火粘土砖层、保温层和钢板层。

在如上所述的步进式加热炉炉墙，优选，所述加热炉炉墙处于加热炉入炉悬臂辊道上方、弯曲钢坯入炉期间与所述加热炉产生刮擦的位置。

在如上所述的步进式加热炉炉墙，优选，所述耐磨耐高温合金钢板嵌入至所述低水泥浇注材料层的内部，使所述耐磨耐高温合金钢板靠近弯曲钢坯的表面与所述低水泥浇注材料层靠近弯曲钢坯的表面处于同一平面上。

在如上所述的步进式加热炉炉墙，优选，所述耐磨耐高温合金钢板通过连接螺栓与所述钢板层连接在一起，具体为连接螺栓穿过低水泥浇注材料层、耐火粘土砖层、保温层和钢板层，且连接螺栓旋进耐磨耐高温合金钢板的螺栓孔内，从而将耐磨耐高温合金钢板和钢板层连接在一起，并在钢板层外用螺母紧固。

在如上所述的步进式加热炉炉墙，优选，所述连接螺栓旋进所述耐磨耐高温合金钢板的螺栓孔内后，将所述连接螺栓与所述耐磨耐高温合金钢板焊接在一起，保证所述连接螺栓与所述耐磨耐高温合金钢板的连接部位不会因热胀冷缩或撞击原因二造成松动。

在如上所述的步进式加热炉炉墙，优选，所述耐磨耐高温合金钢板上的螺栓孔为盲孔或者沉孔。

在如上所述的步进式加热炉炉墙，优选，所述耐磨耐高温合金钢板上的螺栓孔为盲孔。

在如上所述的步进式加热炉炉墙，优选，所述耐磨耐高温合金钢板为含Cr、Ni的合金材料；所述耐磨耐高温合金钢板的厚度小于30mm。

与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有如下优异效果：

1、本发明提供的技术方案中弯曲钢坯与炉墙发生刮擦时，炉墙内侧的耐磨耐高温合金钢板不会变形、磨损，保障了炉墙的强度与完整性。

2、本发明提供的技术方案减少了频繁修复炉墙产生的费用，降低生产成本。

3、本发明提供的技术方案提高作业效率，提高上料节奏，创造了明显的经济效益。

附图说明

图1为现有技术中上料部位炉墙结构示意图；

图2为弯曲钢坯与炉墙刮擦结构示意图；

图3为本发明实施例中的上料部位炉墙结构示意图；

图中：1-钢板层；2-保温层；3-耐火粘土砖层；4-低水泥浇注材料层；5-钢坯；6-入炉悬臂辊道；7-辊颈砖；8-耐磨耐高温合金钢板；9-弯曲钢坯；10-连接螺栓；11-螺母；12-弯曲钢坯与炉墙刮擦处。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

步进式加热炉钢坯入炉模式一般采用侧进侧出的方式，由入炉悬臂辊道传送至炉内，再由步进梁系统移送至出炉悬臂辊道，出炉后进行轧制。如图1和图2所示为现有技术中步进式加热炉的炉墙结构、弯曲钢坯9与炉墙刮擦的结构图。其中，图1为现有技术中步进式加热炉的上料部位炉墙结构示意图，该炉墙结构从加热炉内开始直至加热炉外依次由低水泥浇注材料层4、耐火粘土砖层3、保温层2和钢板层1组成；在加热炉内且靠近炉墙结构中的低水泥浇注材料层4设置有入炉悬臂辊道6，钢坯5可沿着入炉悬臂辊道6从炉口处进入到炉内进行加热处理，在入炉悬臂辊道6的外周上还套设有辊颈砖7，该辊颈砖7是位于入炉悬臂辊道6穿过炉墙结构的位置处，用于防止加热炉内的火焰通过入炉悬臂辊道6与炉墙结构接触处的预留缝隙冒出，起到密封作用。入炉悬臂辊道6在上料时，要求钢坯5平直，不与炉墙、步进梁系统等设备刮擦，但是在现有技术的实际生产过程中，轧制使用的连铸坯输送至车间后，一般不会立即装炉，这就需要在坯料放置区放置一段时间；连铸坯放置期间，热坯逐渐冷却，冷却过程中钢坯5不可控制的会产生弯曲变形的情况，钢坯5越长，弯曲越大。弯曲钢坯9在入炉时，经常造成与炉墙的刮擦的情况，如图2所示为弯曲钢坯9与炉墙刮擦结构示意图，炉墙处于加热炉入炉悬臂辊道6上方，弯曲钢坯9沿着入炉悬臂辊道6逐渐进入加热炉内，弯曲钢坯9的弯曲部位(例如图2中钢坯5的最前端的上翘弯曲部位)与炉墙产生刮擦，如图2中弯曲钢坯与炉墙刮擦处12所示，弯曲钢坯9在进入加热炉的过程中与炉墙之间产生刮擦。由于现有技术中加热炉炉墙一般为复合结构，耐热、保温效果较好，但是强度较低，弯曲钢坯9入炉期间与炉墙刮擦，将会造成炉墙的磨损与碎裂，对炉墙整体强度与保温效果均造成严重影响。

为了解决现有技术中出现的弯曲钢坯9入炉期间与炉墙刮擦，将会造成炉墙的磨损与碎裂，对炉墙整体强度与保温效果均造成严重影响的问题，本发明提供了一种保温性好、耐磨性高的步进式加热炉炉墙。具体来说是针对炉墙处于加热炉入炉悬臂辊道6上方，弯曲钢坯9入炉期间与炉墙产生刮擦的位置处的炉墙结构进行改进，以此避免弯曲钢坯9入炉期间与炉墙刮擦、将会造成炉墙的磨损与碎裂的问题。如图3所示，本发明的炉墙结构从加热炉内开始直至加热炉外依次由耐磨耐高温合金钢板8、低水泥浇注材料层4、耐火粘土砖层3、保温层2和钢板层1组成。

在加热炉上料侧，加热炉内温度一般不会超过850℃，本发明的耐磨耐高温合金钢板8，可采用含Cr、Ni的合金材料，该耐磨耐高温合金钢板8能承受900℃以上的温度。耐磨耐高温合金钢板8厚度小于30mm；优选地，耐磨耐高温合金钢板8厚度为15-25mm；再优选地，耐磨耐高温合金钢板8厚度为20mm，耐磨耐高温合金钢板8厚度的选择非常重要，需要既能保证耐磨耐高温合金钢板8的抗磨、抗冲击性能，又能保证炉墙保温性能，本发明中的耐磨耐高温合金钢板8厚度的具体数值是经过多次试验验证得出的结果。

作为优选，在弯曲钢坯9与炉墙刮擦处的耐磨耐高温合金钢板8可以嵌入至低水泥浇注材料层4内部，使耐磨耐高温合金钢板8靠近弯曲钢坯9的表面与低水泥浇注材料层4靠近弯曲钢坯9的表面的位于同一平面上，具体是指在低水泥浇注材料层4上设置一凹槽，耐磨耐高温合金钢板8完全嵌入到此凹槽内，且靠近弯曲钢坯9的耐磨耐高温合金钢板8表面与低水泥浇注材料层4的表面位于同一平面上。同时，为了防止耐磨耐高温合金钢板8在遭受到弯曲钢坯9的撞击后容易掉落，保证耐磨耐高温合金钢板8与炉墙的强度、整体性，本发明优选，将炉墙中耐磨耐高温合金钢板8通过连接螺栓10与炉墙结构中最外侧的钢板层1连接在一起，即是连接螺栓10穿过炉墙，在钢板层1外用螺母紧固；在螺母与钢板层之间还设置有弹性垫圈。

优选地，连接螺栓10为双头丝螺栓，在耐磨耐高温合金钢板8上钻螺栓孔，连接螺栓10的螺纹旋进螺栓孔内。

连接螺栓10旋进耐磨耐高温合金钢板8的螺栓孔内后，将连接螺栓10与耐磨耐高温合金钢板8焊接在一起，保证连接螺栓10与耐磨耐高温合金钢板8的连接部位不会因热胀冷缩或撞击原因造成的松动问题，还能保证耐磨耐高温合金钢板的平整，起到多重紧固的作用。优选地，焊接所使用的材料为耐高温焊条，具体为能承受1100℃以上的焊条，例如耐高温的507焊条。

连接螺栓10在炉外被螺母紧固后，耐磨耐高温合金钢板8、钢板层1与原来的炉墙紧密连接在一起，耐磨耐高温合金钢板8、钢板层1起到夹持原有炉墙的作用，不会影响到原有炉墙的整体强度及使用寿命。

此外，耐磨耐高温合金钢板8上的螺栓孔可以为盲孔和沉孔。

为了避免弯曲钢坯9碰撞耐磨耐高温合金钢板8上摩擦破坏弯曲钢坯9的结构，本发明耐磨耐高温合金钢板8上的螺栓孔优选为沉孔，该沉孔的设置能保证耐磨耐高温合金钢板8表面的平整，螺帽可下沉下去，在耐磨耐高温合金钢板8加工出来一个凹下去的台阶，把螺帽沉到和耐磨耐高温合金钢板8的外表面一样平(一般通孔的螺帽都露在连接表面外面的)。采用沉孔设计时，必须保证连接螺栓10的紧固预紧，这是因为一旦连接螺栓10松动后，凸出耐磨耐高温合金钢板8外的螺栓可能影响弯坯的顺利入炉。

在本发明中，再优选地，耐磨耐高温合金钢板8上的螺栓孔为盲孔，耐磨耐高温合金钢板8上的螺栓孔不贯穿整个耐磨耐高温合金钢板8，这是因为连接螺栓10会遇热拉伸，若是螺栓孔贯穿整个耐磨耐高温合金钢板8，连接螺栓10在受热过程中将可能凸出到耐磨耐高温合金钢板8外部，容易造成钢坯的刮擦、变形，导致钢坯质量下降。在本发明中的螺栓孔具体优选为螺纹孔。本发明中盲孔为不通的孔，也就是一端是不通的孔；该耐磨耐高温合金钢板8上的螺栓孔为盲孔是具体是指该螺栓孔不是贯穿整个钢板，而是在靠近弯曲钢坯的一端为不通的，在靠近低水泥浇注材料层4的一端为通孔。

炉墙上的连接螺栓10在安装时，温度条件为常温，而加热炉正常工作后，连接螺栓10受热拉伸，冷却后又缩短，如以炉墙厚度300mm、冷热温度差为800℃为例，计算出的线性冷热收缩量约4mm，但是连接螺栓10还存在受热不均匀，连接螺栓10在加热炉内的部分能达到800℃、在加热炉外的部分基本为常温，在这类情况下连接螺栓10拉伸在2mm左右，加上连接螺栓10较长，可承受一定的弹性变形量，本发明的紧固方法为在加热炉工作状态、连接螺栓10处于受热状态时，紧固连接螺栓10至弹性垫圈还有1mm被压平时即可。再者，耐磨耐高温合金钢板8与弯曲钢坯为刮擦，不是直接撞击，因此受力不是很大，日常多检查，一个月紧固一次即可。

在本发明中紧固连接螺栓10至弹性垫圈还有1mm被压平时即可，具体是指：弹性垫圈在常规状态(未施加任何作用力)下的厚度一般为5mm左右，该弹性垫圈套设在连接螺栓10上且位于螺母与钢板层之间，在紧固连接螺栓10时将会旋紧螺母，对弹性垫圈施加一作用力，直至将弹性垫圈压缩至1mm即完成紧固工作。

在本发明中，优选地，耐磨耐高温合金钢板8安装在现有加热炉墙上的具体方式为：首先将耐磨耐高温合金钢板8上设置螺栓孔，并将连接螺栓10的一端旋进在该螺栓孔内并焊接固定；接着在现有加热炉的上料部位炉墙结构处制作一凹槽，并相应的在凹槽后面的炉墙结构上钻孔；然后将连接螺栓10穿过炉墙孔，并使耐磨耐高温合金钢板8紧贴在凹槽内；最后在钢板层1外用螺母紧固，最终完成耐磨耐高温合金钢板8的安装工作。为了进一步理解本发明中的炉墙结构，现将弯曲钢坯9输入加热炉的具体过程进行详细的介绍，具体如下：

1、如图1所示，钢坯5入炉时，由入炉悬臂辊道6输送，匀速进入加热炉内。

2、如图2所示，当炉悬臂辊道输送的钢坯5为弯曲钢坯9时，弯曲钢坯9与炉墙内侧的低水泥浇注材料层4发生刮擦，造成炉墙的磨损、破碎。

3、如图3所示为本发明中的炉墙结构，从加热炉内至加热炉外依次为耐磨耐高温合金钢板8、低水泥浇注材料层4、耐火粘土砖层3、保温层2和钢板层1，兼顾保温性与高强度。

4、如图3所示，在入炉悬臂辊道6上方，弯曲钢坯9入炉期间与钢坯5产生刮擦的位置，在低水泥浇注材料层4的外侧安装耐磨耐高温合金钢板8，并通过连接螺栓10和紧固螺母将耐磨耐高温合金钢板8与炉墙结构外侧的钢板层1连接在一起。

5、如图3所示，弯曲钢坯9与耐磨耐高温合金钢板8发生刮擦，对炉墙中其余部位不会造成影响，从而保证了炉墙整体结构完整性。

综上所述，本发明具有以下有益技术效果：

本发明提供的技术方案中弯曲钢坯9与炉墙发生刮擦时，炉墙内侧的耐磨耐高温合金钢板8不会变形、磨损，保障了炉墙的强度与完整性。

本发明提供的技术方案减少了频繁修复炉墙产生的费用，降低生产成本。

本发明提供的技术方案提高作业效率，提高上料节奏，创造了明显的经济效益。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均在本发明待批权利要求保护范围之内。

Claims (2)

1.一种步进式加热炉炉墙，其特征在于，所述加热炉炉墙从加热炉内开始直至加热炉外依次包括耐磨耐高温合金钢板、低水泥浇注材料层、耐火粘土砖层、保温层和钢板层；所述耐磨耐高温合金钢板的厚度范围为15-25mm；所述加热炉炉墙处于加热炉入炉悬臂辊道上方、弯曲钢坯入炉期间与所述加热炉产生刮擦的位置；

所述耐磨耐高温合金钢板嵌入至所述低水泥浇注材料层的内部，使所述耐磨耐高温合金钢板靠近弯曲钢坯的表面与所述低水泥浇注材料层靠近弯曲钢坯的表面处于同一平面上；

所述耐磨耐高温合金钢板通过连接螺栓与所述钢板层连接在一起，具体为连接螺栓穿过低水泥浇注材料层、耐火粘土砖层、保温层和钢板层，且连接螺栓旋进耐磨耐高温合金钢板的螺栓孔内，从而将耐磨耐高温合金钢板和钢板层连接在一起，并在钢板层外用螺母紧固；

所述连接螺栓旋进所述耐磨耐高温合金钢板的螺栓孔内后，将所述连接螺栓与所述耐磨耐高温合金钢板焊接在一起，保证所述连接螺栓与所述耐磨耐高温合金钢板的连接部位不会因热胀冷缩或撞击原因而造成松动；所述耐磨耐高温合金钢板上的螺栓孔为盲孔或者沉孔。

2.如权利要求1所述的步进式加热炉炉墙，其特征在于，所述耐磨耐高温合金钢板上的螺栓孔为盲孔。