CN112229223A - 一种炉衬上设置黑体和纤维的节能加热炉及其建造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工业炉窑技术领域，具体涉及一种节能加热炉，包括炉体端墙和炉顶，炉顶上设置有第一黑体节能元件，炉体端墙上设置有耐火纤维模块和第二黑体节能元件；第一黑体节能元件和第二黑体节能元件的直径比为1‑3:1，炉体端墙上设置的第二黑体节能元件穿透设置在炉体端墙上的耐火纤维模块。本发明的节能加热炉通过在加热炉的炉体端墙上设置耐火纤维模块，配合炉顶设置的第一黑体节能元件，实现了炉体内部全面节能的效果。当炉温大于800℃时，热量传递主要以辐射为主，辐射传热是对流传热的15倍多，占总热量的80％以上；第一黑体节能元件具有高辐射系数，在炉顶发挥充分向下反射辐射的作用，达到对于工件辐射热量的高效回收利用。

Description

一种炉衬上设置黑体和纤维的节能加热炉及其建造方法

技术领域

本发明涉及一种加热炉，特别是一种工业炉窑，具体是设置有黑体元件和纤维保温模块的节能加热炉，属于工业炉窑技术领域。

背景技术

现有技术情况，现有技术的缺陷或不足：

工业炉窑由于生产产品的加热工况要求，通常需要长时间保持在非常高的温度范围，使得炉窑和环境的温度差极大，高温差直接导致炉窑保温困难，热量传质损失严重。为了解决炉窑热量损耗问题，提出了黑体元件节能技术，根据黑体理论，多孔陶瓷材料制造成有一定厚度、顶端开口的空腔锥台的黑体元件，实现了高效率的节能减排效果。

黑体节能技术主要是依据黑体节能元件对于炉窑中工件进行定向热反射，使得炉窑中的工件漫反射的红外射线回归到工件上，实现先进节能效果，达到能耗指标下降、炉温水平及均匀度改善，减少氧化烧损，延长炉衬寿命的效果。

现阶段，黑体强化辐射传热技术已经为钢铁、石化、机械行业加热炉提供节能减排可靠保障，对于资源充分利用，科学、可持续发展提供了技术支持。

但是黑体元件由于本身自重较大，以及黑体元件的形貌结构特点，使得黑体元件在炉窑内壁进行安装设置的时候并不能完全覆盖炉窑内壁，因此，黑体元件间隔之处保护反射热量的能力相对较弱，进而导致采用黑体节能元件的炉窑存在某些保温性能薄弱点，这些薄弱点是黑体节能元件改造后的炉窑的主要能耗损失之处。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术存在的黑体元件间隙处反射热量的能量相对较弱的问题，提供一种新型的节能加热炉窑。

本发明节能加热炉在炉衬上设置黑体节能元件和耐火纤维模块，实现高效率综合节能效果，同时本发明还提供所述节能加热炉的快速施工方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种节能加热炉，包括炉体端墙和炉顶，所述炉顶上设置有第一黑体节能元件，所述炉体端墙上设置有耐火纤维模块和第二黑体节能元件；所述第一黑体节能元件和所述第二黑体节能元件的直径比为1-3:1，所述炉体端墙上设置的第二黑体节能元件穿透设置在炉体端墙上的所述耐火纤维模块。

本发明的节能加热炉通过在加热炉的炉体端墙上设置耐火纤维模块，配合炉顶设置的第一黑体节能元件，实现了炉体内部全面节能的效果。当炉温大于800℃时，热量传递主要以辐射为主，辐射传热是对流传热的15倍多，占总热量的80％以上；第一黑体节能元件具有高辐射系数，在炉顶发挥充分向下反射辐射的作用，达到对于工件辐射热量的高效回收利用。

同时，与常规的黑体元件布置方式不同的是在炉体端墙上设置耐火纤维模块，利用耐火纤维模块的同样具有高辐射保温节能的特点，方便快捷的布置于加热炉炉体的侧墙上。由于炉体端墙上包括进钢口、出钢口、检修门、排烟孔、烧嘴、窥视孔、测温孔、测压孔等加热炉辅助结构，因此炉体端墙上能安装黑体元件的面积较小，元件安装数量少，其节能效果提升不明显。即使安装黑体元件，由于炉墙结构复杂，安装过程也会变得费工费时，而且在停炉检修时也容易刮碰导致黑体元件脱落或损坏。

因此在炉体端墙设置耐火纤维模块，设置纤维模块安装更加方便快捷，节约工时和成本。耐火纤维模块相比于黑体元件在炉体端墙更加容易安装固定并与炉体端墙形成紧密配合，而且对于侧墙上存在的诸多孔道结构等具有良好的匹配特性，实现炉体端墙的辐射效率快速、高效改进。相比于现有技术中全面设置黑体节能元件的炉窑，本发明的节能加热炉具有更加容易施工的特点，并且耐火纤维模块在侧墙上的施工速度较快。

作为本发明的优选方案，所述炉顶上设置的所述第一黑体节能元件按照紧密错排方式设置，相邻所述第一黑体节能元件的两个圆心之间的间距为125-135mm。依据Lambert定律(热射线的能量分布)以黑体元件紧密错排方式设置元件，实现最大化的强化辐射传热。

在加热炉的炉膛中被加热物料接受热源发出的热能，在加热过程中炉顶会接受大部分工件发射的热量，高温炉窑辐射热量占比更大，因此通过在炉顶紧密错落排布黑体节能元件节能效果更好。相应的对于炉体侧壁黑体元件能够实现的针对性的热辐射作用由于作用面积更小，反射热量的效率更低，所以炉体端墙设置黑体元件的需求相对更低一些，采用耐火纤维模块更加容易安装，同时也更匹配炉体端墙上的其他结构。

作为本发明的优选方案，所述耐火纤维模块采用粘接剂涂刷于所述耐火纤维模块与所述炉体端墙之间的粘接面。微微施压粘接平整。本申请的高温粘接剂的耐高温性在750-1500℃。所述耐火纤维模块是晶体莫来石纤维贴片。炉体端墙(炉壁)对于工件的辐射传热和炉壁黑度系数成正比，和炉壁辐射面积成正比，采用晶体莫来石纤维贴片可以有效地提高炉壁的黑度系数，且安装施工简便。例如，可以采用耐火材料粘结剂磷酸二氢铝。

作为本发明的优选方案，所述炉体端墙上设有烧嘴、窥视孔、测温孔、测压孔，所述耐火纤维模块上设置有工程开口，所述工程开口与所述烧嘴、窥视孔、测温孔和测压孔相匹配。耐火纤维模块安装简单高效，可以匹配工程开口，实现高效率的保温匹配，在加热炉进行传统的工作过程中也可以保持良好的稳定状态。

作为本发明的优选方案，所述第二黑体节能元件穿透所述耐火纤维模块设置，所述第二黑体节能元件在所述炉体端墙上呈阵列形式分布，位于同一横排的相邻所述第二黑体节能元件的两个圆心之间的间距h1为150-160mm，位于同一竖排的相邻所述第二黑体节能元件的圆心之间的间距h2为165-175mm。

进一步，所述第一黑体节能元件和所述第二黑体节能元件的合体发射率大于或等于95％。

作为本发明的优选方案，所述第一黑体节能元件和所述第二黑体节能元件在500-1200℃的温度范围内发射率≥0.95。

为了更好的保证本发明所述节能加热炉实际应用发挥的效果，本发明还提供以下制备工艺方法，通过对现有的普通炉窑进行改造升级获得具有高节能效率的加热炉窑。

一种节能加热炉施工的方法，包括以下步骤：

S1、预处理：搭建施工平台，清理炉体内衬表面的凸瘤与结焦；

S2、修补破损炉衬：分别进行炉顶、炉体端墙的修补；

S3、黑体元件安装：先进行炉顶布图划线，然后进行第一黑体节能元件安装固定；

S4、接着对炉体端墙进行耐火纤维模块的安装，再对所述耐火纤维模块进行布图划线，进行钻孔、安装第二黑体节能元件，最后进行所述第二黑体节能元件和所述耐火纤维模块的粘结加固；

S5、红外喷涂：对整个炉膛进行红外喷涂；

S6、升温预热：逐渐升温进行加热炉加热稳定固化成型。

其中用于红外喷涂的红外涂料主要由辐射粉体基料与粘接剂组成；通过喷涂红外涂料，高温下由于涂层自身具备的高发射率和高稳定性，有效的提高了加热衬壁的隔热性能，延长了耐火材料的使用寿命。

本发明加热炉改造升级方法通过对加热炉的炉顶、炉体端墙分别进行改造施工，实现加热炉的快速升级。首先根据炉顶的特点进行第一黑体节能元件的固定，然后根据炉体端墙的工程开口结构特点进行晶体莫来石纤维贴片的安装以及切割成型。加热炉经过修复处理，炉膛内部重新构建一体化的整体结构，加热炉整体的热损失显著降低。对于钢铁行业的加热炉窑而言，改造前氧化铁皮较多，黑体改造后氧化烧损减少，产品品质显著改善。

作为本发明的优选方案，步骤S3和S4中，所述第一黑体节能元件和所述第二黑体节能元件均包括紧固件固定与粘结剂固定结合的固定方式。在现有的黑体节能元件在加热炉的安装工艺中，仅采用紧固件固定的方式，这样导致黑体节能元件使用一段时间后脱落率较高，为了进一步提升加热炉的稳定性，在本申请中的加热炉快速施工方法中，增加了粘结剂固定方式。所述紧固件包括第一紧固件、第二紧固件和第三紧固件，所述第一紧固件用于第一黑体节能元件的固定，所述第二、第三紧固件用于第二黑体节能元件的固定。

本申请文件中，所述第一黑体节能元件，包括第一主体，所述第一主体底部设有第一通孔，所述第一通孔用于所述第一主体与炉顶固定；所述第一主体外部底部设有至少两条通槽，所述通槽用于注入粘接剂；所述黑体节能元件还包括第二主体，所述第二主体嵌套设于所述第一主体空腔中。通过在第一主体外侧底部设置的通槽中注入粘结剂能进一步增强黑体节能元件与炉顶的稳定性，防止使用一定时间周期后，部分黑体元件的脱落或者松动。第二主体的设置一方面能够进一步增加黑体内腔的传热面积，提高导热率；另一方面，通过设置第二主体可对用于黑体节能元件与炉顶固定的第一紧固件起到一定的保护作用，克服传统单一的黑体节能元件由于炉体内的高温使紧固件损坏导致的黑体节能元件的易脱落缺陷。

作为本发明的优选方案，所述第一黑体节能元件安装过程中，先进行粘结剂固定，所述粘结剂固定是在所述第一黑体节能元件的底部通槽中注入粘结剂，通过所述粘结剂使所述第一黑体节能元件与所述炉顶预固定；再进行第一紧固件固定，所述第一紧固件从所述第一黑体节能元件的腔体底部穿设至炉顶的通孔，所述第一紧固件与所述通孔螺纹连接。

作为本发明的优选方案，所述步骤S3中，第一黑体节能元件的设置避开锚固砖。

作为本发明的优选方案，所述耐火纤维模块安装过程中，将耐火纤维贴片在所述炉体端墙上依次形成所述耐火纤维模块，贴片完成后，根据炉体端墙结构进行切割，使切割出的所述工程开口与所述炉体端墙上的所述烧嘴、窥视孔、测温孔和测压孔相匹配；

所述第二黑体节能元件的安装过程中，所述第二黑体节能元件在所述耐火纤维模块上的钻孔位置通过第二紧固件和第三紧固件固定，再在所述第二黑体节能元件与所述钻孔之间的缝隙填充粘结剂即实现了所述第二黑体节能元件的安装。

所述第二黑体节能元件，包括第一元件，所述第一元件内腔底部设有一个第二通孔和围绕所述第二通孔设置的多个第三通孔，所述第二通孔和多个所述第三通孔用于所述第一元件与炉体端墙的固定，所述第一元件内腔侧壁上设有若干凹槽，若干所述凹槽纵向设置。

第一元件通过第二通孔和多个第三通孔的布置，使第二黑体节能元件与炉体端墙多部位得到固定，相比于传统的单一紧固件固定的手段更加牢固，第一元件上若干凹槽的设置进一步的增大了腔体内部传热面积，更有利于导热。

其中，所述第二黑体节能元件还包括第二元件，该第二黑体节能元件和所述炉体端墙固定的过程中，首先通过所述第三紧固件分别使四个所述第三通孔与所述炉体端墙固定，然后再通过第二紧固件使第二元件、第一元件与炉体端墙固定好。第二元件的设置，一方面可对第三通孔内的紧固件起到一定的保护作用，防止使用一定时间周期后，部分黑体节能元件的脱落或者松动。第二主体的设置一方面能够进一步增加黑体内腔的传热面积，提高导热率；另一方面，通过设置第二元件可对用于黑体节能元件与炉体端墙固定的紧固件起到一定的保护作用，防止炉体内的高温使紧固件损坏，增加了黑体节能元件的脱落率。

作为本发明的优选方案，所述步骤S3中，炉体端墙贴片的的过程中，当所述炉体端墙上完整的面积≥2m²，由于需要先在纤维贴片上钻孔，然后在所述钻孔中设置第二黑体节能元件。而炉体端墙上开设有进钢口、出钢口、检修门、排烟孔、烧嘴、窥视孔、测温孔、测压孔等加热炉辅助结构，在这些结构附近的1-2m²的位置，不需要设置第二黑体节能元件，将耐火纤维模块配合第二黑体元件设置于炉体端墙面积≥2m²的完整的区域上，同样可实现较好的技术效果。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1.本发明加热炉利用黑体元件高温段(≥750℃)强化热辐射功能和晶体莫来石纤维贴片的隔热保温性能，达到综合节能的目的。

2.本发明加热炉和传统加热炉结构相同，可以通过传统加热炉改造升级而成，不影响加热炉的安全使用，且升级改造成本相比于全面设置黑体元件更低。改造升级后，可以很好的实现节能10％以上、降低氧化烧损提高生产效率、改善炉温均匀性提高产品质量、延长炉衬寿命、减少维护费用的效果。

3.本发明加热炉炉窑具有环保优势，由于黑体元件的设置和炉体侧壁耐火纤维模块的配合，强化了加热炉物理传热，不含有化学助燃成份；不参与燃烧；可以降低加热炉的烟气排放。

4.本发明加热炉在炉顶设置的黑体元件是高温耐热材料制成，长期高温保持辐射发射率不变，性能稳定、寿命长。

附图说明

图1为本发明的节能加热炉中的黑体元件的安装示意图；

图2为本发明的第一黑体节能元件的结构示意图；

图3为第一黑体节能元件的俯视图；

图4为本发明的第二黑体节能元件的结构示意图；

图5为第二黑体节能元件的侧视结构示意图；

附图标记：1-炉体端墙，2-炉顶，3-第一黑体节能元件，31-第一主体，32-第一通孔，33-通槽，34-第二主体，4-耐火纤维模块，5-第二黑体节能元件，51-第一元件，52-第二通孔，53-第三通孔，54-凹槽，55-第二元件，6-工程开口，8-第一紧固件，9-第二紧固件，10-第三紧固件。

具体实施方式

下面对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明中使用的黑体元件(黑体节能元件)是本公司生产的黑体节能元件，具有黑体辐射发射率≥0.95的优势特点，节能效果显著。所述黑体节能元件可以采用本公司的黑体节能元件，具体可以参考本公司以往申请的专利申请文件公开内容进行黑体节能元件的准备。具体的，例如中国专利CN207501673U，CN207050448U，207501698U，CN206755893U，CN207501701U等。

实施例1

实施例1的加热炉参数具体如下：

炉型：步进梁式加热炉

炉膛有效尺寸(有效长×有效宽)：47800mm x 11700mm

燃料种类：焦炉煤气

煤气热值：(4000±200)x4.18KJ/Nm³。

板坯装炉温度：冷装温度≤400℃ 热装温度≥400℃

加热炉额定产量：320t/h(标准板坯、冷装料、碳钢)

加热炉生产时的工艺温度：最高≤1320℃，最低≤900℃

加热炉内衬材质：浇筑料，贴有纤维毡，可在施工时清除。

方案设计：实施黑体节能技术，在不影响加热炉原来的燃烧、烟气流动、炉膛温度分布特性的条件下，提高炉膛的辐射传热量、并使炉膛温度趋于均衡合理。

一种节能加热炉F1，如图1所示，包括炉体端墙1和炉顶2，所述炉顶2上设置有第一黑体节能元件3，所述炉体端墙1上设置有耐火纤维模块4和第二黑体节能元件5；所述第一黑体节能元件3和所述第二黑体节能元件5的直径比为3:1，所述第二黑体节能元件5穿透所述耐火纤维模块4设置。具体的，所述炉顶2上设置的所述第一黑体节能元件3按照紧密错排方式设置，相邻所述第一黑体节能元件3的两个圆心之间的间距为135mm。具体的，所述耐火纤维模块4采用高温粘接剂涂刷于所述耐火纤维模块4与所述炉体端墙1之间的粘接面上，然后微微施压粘接平整。本申请的高温粘接剂的耐高温性在750-1500℃。所述耐火纤维模块采用晶体莫来石纤维贴片。炉体端墙1(炉壁)对于工件的辐射传热和炉壁黑度系数成正比，和炉壁辐射面积成正比，采用晶体莫来石纤维贴片可以有效地提高炉壁的黑度系数，且安装施工简便。

更进一步的，所述炉体端墙1上设有烧嘴、窥视孔、测温孔、测压孔，所述耐火纤维模块4上设置有工程开口6，所述工程开口6与所述烧嘴、窥视孔、测温孔和测压孔相匹配。更具体的，所述第二黑体节能元件5穿透所述耐火纤维模块4设置，所述第二黑体节能元件5在所述炉体端墙1上呈阵列形式分布，位于同一横排的相邻所述第二黑体节能元件5的两个圆心之间的间距h1为150-160mm，位于同一竖排的相邻所述第二黑体节能元件的圆心之间的间距h2为165-175mm；

本实施例1中，所述第一黑体节能元件3包括：如图2-3所示，包括第一主体31，所述第一主体31底部设有第一通孔32，所述第一通孔32用于所述第一主体31与所述炉顶2固定；所述第一主体31外部底部设有至少两条通槽33，所述通槽33用于注入粘接剂；所述第一黑体节能元件3还包括第二主体34，所述第二主体34嵌套设于所述第一主体31空腔中。通过在第一主体31外侧底部设置的通槽33中注入粘结剂能进一步增强第一黑体节能元件3与炉顶2的稳定性，防止使用一定时间周期后，部分第一黑体节能元件3的脱落或者松动。第二主体34的设置一方面能够进一步增加黑体内腔的传热面积，提高导热率；另一方面，通过设置第二主体34可对用于第一黑体节能元件3与炉顶2固定的第一紧固件8起到一定的保护作用，防止炉体内的高温使第一紧固件8损坏，增加了第一黑体节能元件3的脱落率。

所述第二黑体节能元件5如图4-5所示，包括第一元件51，所述第一元件51内腔底部设有一个第二通孔52和围绕所述第二通孔52设置的四个第三通孔53，所述第二通孔52和所述第三通孔53用于所述第一元件51与炉体端墙1的固定，所述第一元件51内腔侧壁上设有若干凹槽54，若干所述凹槽54纵向设置，还包括第二元件55，第二元件55嵌套设于第一元件51内，首先通过第三紧固件10分别使四个所述第三通孔53与所述炉体端墙1固定，然后再通过第二紧固件9使第二元件55、第一元件51与炉体端墙1固定好。

一种节能加热炉F1的快速施工方法，具体包括以下步骤：

S1、预处理：搭建施工平台，清理炉体内衬表面的凸瘤与结焦；

S2、修补破损炉衬：分别进行炉顶、炉体端墙的修补；

S3、黑体元件安装：先进行炉顶布图划线，然后进行第一黑体节能元件安装固定；接着对炉体端墙进行耐火纤维模块的安装，再对所述耐火纤维模块进行布图划线，进行钻孔、安装第二黑体节能元件，最后进行所述第二黑体节能元件和所述耐火纤维模块的粘结加固；

S4、红外喷涂：对整个炉膛进行红外喷涂。

上述步骤S3中，所述第一黑体节能元件3和所述第二黑体节能元件5均包括紧固件固定与粘结剂固定结合的固定方式；所述紧固件包括第一紧固件8、第二紧固件9和第三紧固件10，所述第一紧固件8用于第一黑体节能元件3的固定，所述第二紧固件9、第三紧固件10用于第二黑体节能元件5的固定。具体的，所述第一黑体节能元件3安装过程中，先进行粘结剂固定，所述粘结剂固定是在所述第一黑体节能元件3的底部通槽33中注入粘结剂，通过所述粘结剂使所述第一黑体节能元件3与所述炉顶2预固定；再通过第一紧固件8固定，所述第一紧固件8从所述第一黑体节能元件3的腔体底部的第一通孔32穿设至炉顶2中，所述第一紧固件8与所述炉顶2螺纹连接。

所述耐火纤维模块4安装过程中，将耐火纤维贴片在所述依次形成所述耐火纤维模块4，贴片完成后，根据炉体端墙1结构进行切割，使切割出的所述工程开口6与所述炉体端墙上的所述烧嘴、窥视孔、测温孔和测压孔相匹配；

所述第二黑体节能元件5的安装过程中，所述第二黑体节能元件5在所述耐火纤维模块4上的钻孔位置通过第二紧固件8、第三紧固件9固定，再在所述第二黑体节能元件5与所述钻孔之间的缝隙填充粘结剂即实现了所述第二黑体节能元件5的安装。

改造后的效果分析：和改造前的加热炉比较，热损耗降低10+％，运行稳定12个月，节能效果显著，基本无第一黑体元件和第二黑体元件脱落。

实施例2

按照实施例1所述的一种节能加热炉快速施工方法制备得到的加热炉F2，其区别仅在于加热炉F2中未布置第二黑体节能元件5。

实施例2的加热炉F2运行了12个月后发现，第一黑体节能元件脱落率0.4％，热损耗降低的幅度略低于实施例1的加热炉F1。

实施例3

按照实施例1所述的一种节能加热炉快速施工方法制备得到的加热炉F3，其区别仅在于加热炉F3中未布置第二黑体节能元件5和耐火纤维模块4。

实施例3的加热炉F3试运行12个月后得出的换算后的热损耗值与实施例1和实施例2相比，降低的较小，基本无第一黑体元件和第二黑体元件脱落。

对比例1

对比例1为在传统的节能加热炉内的炉体端墙内增加了耐火纤维模块并安装了黑体节能元件，其区别仅在于其安装后的加热炉F4中炉顶与炉体端墙使用的黑体节能元件结构均相同，且均为现有的黑体节能元件，采用单一紧固件固定方式。此加热炉试运行12个月后，多次出现黑体节能元件的脱落现象，同时造价成本增加了30％，热损耗值降低的幅度不明显，节能效果不是很好。

对比例2

对比例2为一种传统的节能加热炉，仅在该加热炉的炉顶上布置了现有的黑体节能元件。

通过多方面对比可以看出，在钢铁冶炼技术领域，依据加热炉传热模型基础理论，加热炉炉内膛炉壁适当部位设置众多后端封闭、前端开口的半封闭杯状结构的辐射节能元件后，能够增大炉膛辐射传热面积，炉围伸展度ω为炉壁和物料表面积比ω＝F壁/F坯料，在炉围伸展度ω增大一倍的情况下，单位时间段内钢坯的辐射受热量将提高15％以上。为此，提升炉围伸展度，即最大限度增大炉膛内表面积，以增强炉膛热交换，是提高炉膛加热速度，提高加热炉辐射强度，降低加热炉燃料消耗，实现节能减排的有效途径。本实施例1中的方案，通过在加热炉内合理布置第一黑体节能元件、第二黑体节能元件以及耐火纤维材料，并对黑体节能元件的结构进一步改进，在控制总工程造价的同时，极大的降低了现有加热炉的热损耗，第一黑体节能元件和第二黑体节能元件分别与炉顶及炉体端墙的连接方式也进一步的降低了黑体节能元件的脱落率。

现有的加热炉，每年的煤气单耗为51.66m3/t，通过采用实施例1的加热炉和建造工艺，使加热炉投用后半年的煤气单耗为47.87m3/t，直接节能率7.34％。使用前焦炉煤气的平均热值17445.79kJ/m3变为17196.34kJ/m3，降低249.45kJ/m3。难轧品种比例由16.43％上升至39.28％，热装温度434C上升至526C。按产量和热值折算后的节能率13.4％，按产量、热值和装钢温度折算后的节能率为9.9％。被加热钢坯温度均匀性较改造前有明显改善，产品质量提高；吨钢电耗降低。在短期停炉后重新升温时，升温速度较改前明显加快；氧化烧损较改前有一定改善；第一黑体节能元件和第二黑体节能元件安装后炉内衬形成类蜂巢结构，保温性能增强，炉衬使用寿命延长。实施例1的节能加热炉相比于实施例2-3及对比例1-2，更有利于消除炉膛的低温区域。在炉膛温度偏低的部位，增加耐火纤维材料配合调节第二黑体节能元件密度，多调动一些热射线过来，就可以提高这里的温度。众多“温柔烧嘴”实现均匀供热。黑体节能元件形成的新“热源”，是在炉膛内若干个烧嘴各以一定供热强度的火焰辐射的同时，又增添的许多个分散的“温柔烧嘴”，它们将小流量的热射线均匀地、源源不断地射向工件(供热)，以满足对工件高质量、高性能的工艺要求。更适应工件缓冷的要求。加热炉的炉壁气密性增强，既阻止炉墙漏气，又能减缓其氧化速度，对燃料炉还能显著增强炉墙对气流的耐冲刷能力，有利于炉衬寿命延长。随炉衬使用寿命的延长则设备维护费用相应减少，同时也减少了因设备停产维护或检修对生产所造成的影响。

本申请所引用的各专利、专利申请和出版文的说明全部纳入本申请参考。引用的任何参考文献不应认为是允许这些参考文献可以用来作为本申请的“现有技术”。

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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种节能加热炉，包括炉体端墙和炉顶，其特征在于，所述炉顶上设置有第一黑体节能元件，所述炉体端墙上设置有耐火纤维模块和第二黑体节能元件；所述第一黑体节能元件和所述第二黑体节能元件的直径比为1-3:1，所述炉体端墙上设置的第二黑体节能元件穿透设置在炉体端墙上的所述耐火纤维模块。

2.根据权利要求1所述的节能加热炉，其特征在于，所述第一黑体节能元件按照紧密错排方式设置，相邻所述第一黑体节能元件的两个圆心之间的间距为125-135mm。

3.根据权利要求1所述的节能加热炉，其特征在于，所述耐火纤维模块采用粘接剂涂刷于所述耐火纤维模块与所述炉体端墙之间的粘接面。

4.根据权利要求3所述的节能加热炉，其特征在于，所述炉体端墙上设有烧嘴、窥视孔、测温孔和测压孔，所述耐火纤维模块上设置有工程开口，所述工程开口与所述烧嘴、窥视孔、测温孔和测压孔相匹配。

5.根据权利要求1所述的节能加热炉，其特征在于，所述第二黑体节能元件穿透所述耐火纤维模块设置，所述第二黑体节能元件在所述炉体端墙上呈阵列形式分布，位于同一横排的相邻所述第二黑体节能元件的两个圆心之间的间距h1为150-160mm，位于同一竖排的相邻所述第二黑体节能元件的圆心之间的间距h2为165-175mm。

6.一种节能加热炉施工的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、预处理：搭建施工平台，清理炉体内衬表面的凸瘤与结焦；

S2、修补破损炉衬：分别进行炉顶、炉体端墙的修补；

S3、黑体元件安装：先进行炉顶布图划线，然后进行第一黑体节能元件安装固定；

S4、接着对炉体端墙进行耐火纤维模块的安装，再对所述耐火纤维模块进行布图划线，进行钻孔、安装第二黑体节能元件，最后进行所述第二黑体节能元件和所述耐火纤维模块的粘结加固；

S5、红外喷涂：对整个炉膛进行红外喷涂；

S6、升温预热：逐渐升温进行加热炉加热稳定固化成型。

7.根据权利要求6所述的一种节能加热炉施工的方法，其特征在于，步骤S3中，所述第一黑体节能元件和所述第二黑体节能元件均包括紧固件固定与粘结剂固定结合的固定方式。

8.根据权利要求7所述的一种节能加热炉施工的方法，其特征在于，所述第一黑体节能元件安装过程中，先进行粘结剂固定，所述粘结剂固定是在所述第一黑体节能元件的底部通槽中注入粘结剂，通过所述粘结剂使所述第一黑体节能元件与所述炉顶预固定；再进行第一紧固件固定，所述第一紧固件从所述第一黑体节能元件的腔体底部穿设至所述炉顶的通孔，所述第一紧固件与所述通孔螺纹连接。

9.根据权利要求6所述的一种节能加热炉施工的方法，其特征在于，

所述耐火纤维模块安装过程中，将耐火纤维贴片在所述炉体端墙上依次形成所述耐火纤维模块，贴片完成后，根据炉体端墙结构进行切割，使切割出的所述工程开口与所述炉体端墙上的所述烧嘴、窥视孔、测温孔和测压孔大小相匹配；

所述第二黑体节能元件的安装过程中，所述第二黑体节能元件在所述耐火纤维模块上的钻孔位置通过紧固件固定，再在所述第二黑体节能元件与所述钻孔之间的缝隙填充粘结剂即实现了所述第二黑体节能元件的安装。

10.根据权利要求6所述的一种节能加热炉施工的方法，其特征在于，步骤S3中，所述炉体端墙贴片的过程中，当所述炉体端墙上完整的面积≥2m²，在纤维贴片上钻孔，然后在所述钻孔中设置第二黑体节能元件。

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