CN1924031A - 具有抗热震性能的加热炉炉辊绝热保护层 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种加热炉炉辊的绝热保护层，属于耐火绝热材料技术领域，选用国产耐火纤维制品、高温胶或胶性高温涂料、耐热合金(钢)代替国外材料，解决由国外引进的薄板坯连铸连轧工艺装备中绝热保护层存在的容重大、导热系数高、绝热性能差、动力消耗大、轴承及电动机负荷大寿命短以及因绝热保护层表面出现裂纹而引发整体剥落的缺陷所造成的炉辊寿命短、成本高的问题。采用三重加固法创新工艺和内柔外刚结构，使之不仅具有较高的抗热震性和良好的绝热性能，而且还能抵御氧化铁皮和燃气流的侵袭。这种内柔外刚结构的加热炉炉辊绝热保护层具有抗热震性良好、容重轻、绝热性好、能耗及动力消耗低、使用寿命长的特点。

Description

具有抗热震性能的加热炉炉辊绝热保护层

一、技术领域

本发明属于耐火绝热材料领域，特别涉及一种加热炉炉辊的绝热保护层的耐火材料及施工工艺。

二、背景技术

钢铁企业中的热轧系统，加热炉是必不可少的重要设备，而炉辊又承担着艰巨而苛刻的工作任务，是加热炉极其关键的组成部分，热钢坯在轧制时，它从加热炉出来，通过炉辊输送到轧机，这时钢坯的温度在1200℃-1300℃，由于炉辊与钢坯直接长时间接触，因此，炉辊的温度也会很高，而炉辊两端安装着轴承，一端还装有电动机。如果它在高温状况下工作，不仅严重影响使用性能，而且还会大大缩短其使用寿命，因此，为避免这种情况的发生，对炉辊必须要采取绝热降温的保护措施，通水冷却和加装绝热保护层就是最好的保护措施之一。在包钢引进德国SMG公司的薄板坯连铸连轧(CSP)装备中，由美国LOT公司提供加热炉。该加热炉的全水冷通轴型炉辊装有绝热保护层。这种绝热保护层目前在全世界公开转让的有三种工艺装备和技术形式。

第一种形式、采用浇注料作绝热保护层，其优点是工艺成熟易掌握，易于施工，但缺点是容重大、导热系数较高、绝热性能较差，故能耗及动力消耗较大，轴承寿命短，而且成本高。

第二种形式、采用耐热铸铁作绝热保护层，其优点是使用寿命较长，再生利用率高，缺点是绝热性能差、热损大、动力消耗大、轴承负荷大寿命短。

第三种形式、采用耐火绝热纤维作绝热层，用高温胶进行喷涂保护，其优点是导热系数低、容重小、热损小、动力消耗少，其缺点是使用寿命波动较大、成本高，该材料国外还对我们封锁。在包钢引进德国SMG公司的薄板坯连铸连轧(CSP)装备及工艺中，其炉辊的绝热保护层便存在着因抗热震性差导致表面破裂所引发整体剥落的缺陷，以致严重影响使用寿命。

三、发明内容

本发明的目的就是要打破国外材料、技术垄断，采用国内材料并创新工艺技术，提高抗热震性，解决表面破裂引发的整体剥落缺陷，延长使用寿命，降低成本。

本发明采用的技术方案是：利用耐火纤维制品(硅酸铝纤维系列制品)导热系数低、容重小、耐火度及使用温度高、热收缩率小、使用方便、成型容易、形式多样、质地柔软等优良的特性，将其作为炉辊的绝热材料。具体产品形式有纤维毡、纤维毯、纤维绳、纤维衬垫、纤维编织物及其它适合使用的异型制品等，选择其中一种或几种产品包裹或缠绕在炉辊辊身上，作为绝热层。为了使绝热层与炉辊结合紧密，不因使用环境恶劣受震动而剥离脱落，对绝热保护层实行三重加固法。内层加固，是由焊在辊身上的金属钉状物或包裹在辊身上的金属固定网、架对绝热保护层进行加固；中层和外层加固，是在包裹或缠绕绝热层的同时，要喷涂一种耐高温的胶性涂料或高温胶，对绝热层起保护和加固双重作用，并能抵御氧化铁皮和燃气流的侵袭。必要时，还可以在绝热纤维产品中添加耐热合金丝或在绝热层外缠绕耐热合金丝形成丝网外壳，这样进行三重加固。

试验表明，利用国内生产的硅酸铝纤维、高温胶或胶性高温涂料产品完全可以取代国外进口产品，使用性能毫不逊色，成本可降低近一半；这种内柔外刚结构的绝热保护层的安装及加固工艺切实可行，其抗热震性明显提高，使用寿命由过去的半年至一年提高到现在的一年至一年半，经济效益和社会效益显著。

四、具体实施方式

取一根炉辊，将一定数目的耐热钢钉间隔均匀地焊接在炉辊周身，钢钉轴线与炉辊轴线相垂直，钢钉尖头向外，钢钉长度应小于绝热保护层厚度，也可使用耐热钢网、架，网、架上固定同样的耐热钢钉，固定方式为铆、焊或镶嵌。再取一块或一段硅酸铝纤维系列制品中的一种或几种，然后将其紧密包裹或缠绕在炉辊辊身上，再加焊耐热钢压板，压紧硅酸铝纤维制品；最外层用胶性高温涂料或高温胶均匀、饱满、严密地涂抹在辊身和纤维制品上，对绝热保护层起到加固和保护的双重作用；从2003年开始，先后通过对38支炉辊的绝热保护层材料和工艺进行试验，取得了良好效果，经使用证明，这种内柔外刚的绝热保护层结构以及三重加固工艺措施，使加热炉炉辊绝热保护层具备了良好的抗热震性能，克服了用进口材料制成的绝热保护层因表面破裂而引发的整体剥落的缺陷，大大延长了绝热保护层的使用寿命，提高了炉辊的作业率，降低了生产成本，为降本增效发挥了很好的作用。现结合实例进一步加以说明。

实例1

取一根150×4100mm的炉辊，将几十支规格为8×15mm的耐热钢钉间隔均匀地焊接在炉辊周身，钢钉轴线与炉辊轴线相垂直，钢钉尖头向外，再将16mm厚的硅酸铝纤维制品紧紧包裹在炉辊辊身上，给予固定，在包裹的同时，将一种可耐1200摄氏度以上的高温胶均匀、饱满、严密地喷涂在炉辊辊身、钢钉及硅酸铝纤维制品上，使其与炉辊辊身结合的更为紧密，高温胶对绝热层起到加固和保护的双重作用；而钢钉的尖头及钉身则插入硅酸铝纤维制品中，对纤维制品和高温胶形成的绝热保护层也起到加固的作用。

实例2

按实例1取一根相同规格的炉辊和几十支规格为8×25mm的耐热钢钉，依照相同的工艺方法进行操作，先用硅酸铝纤维毯包裹，再用硅酸铝纤维绳紧密地缠绕在纤维毯外面，在缠绕的同时，将一种胶性高温涂料均匀、饱满、严密地喷涂在硅酸铝纤维绳上，使硅酸铝纤维毯及钢钉与硅酸铝纤维绳之间结合的更紧密，胶性高温涂料对绝热层起到加固和保护的双重作用；而钢钉的尖头及钉身则插入硅酸铝纤维毯和硅酸铝纤维绳中，对硅酸铝纤维毯、硅酸铝纤维绳和高温涂料形成的绝热保护层起到了加固作用。为了增加硅酸铝纤维绳的高温强度，延长其使用寿命，在纤维绳中心还加入耐热合金钢丝。为了进一步加固绝热保护层，在其外层再缠绕耐热合金钢丝，形成一个筒状耐热钢丝网外壳，对硅酸铝纤维毯、硅酸铝纤维绳和高温涂料构成的绝热保护层进一步起到加固保护作用。

Claims (6)

1、一种具有抗热震性能的加热炉炉辊绝热保护层，其特征在于利用耐火纤维制品的优良特性，选择其中一种或几种制品包裹或缠绕在炉辊辊身上，将其作为炉辊的绝热层。在包裹或缠绕绝热层时，喷涂胶性高温涂料或高温胶，对绝热保护层实行三重加固工艺。内层是由间隔均匀地焊接在辊身上的金属钉状物或裹覆在炉辊辊身上的金属固定网、架对绝热层进行保护加固；中层是用耐火绝热纤维制品包裹或缠绕辊身，再用耐火绝热纤维绳进行包扎缠绕，起保护和加固双重作用。外层用高温胶或胶性高温涂料喷涂，与耐火绝热纤维组成绝热保护层。必要时，也可在耐火绝热纤维制品外缠绕耐热合金丝；这样形成内热外刚的整体结构，起到三重加固保护作用。

2、根据权利要求1所述的具有抗热震性能的加热炉炉辊绝热保护层，其特征在于选用的耐火绝热纤维制品为硅酸铝纤维制品，高温胶为硅溶胶。

3、根据权利要求1、2所述的具有抗热震性能的加热炉炉辊绝热保护层，其特征在于硅酸铝纤维系列制品形式为纤维毡、纤维毯、纤维绳、纤维衬垫、纤维编织物及其它适合使用的异型制品。

4、根据权利要求1所述的具有抗热震性能的加热炉炉辊绝热保护层，其特征在于金属钉状物材质为耐热合金钢，与炉辊辊身焊接时尖头向外，其轴线与炉辊轴线垂直，其长度小于绝热层厚度；金属固定网、架上也间隔均匀地固定一些金属钉状物，它们的材质均为耐热合金钢，固定时金属钉状物的尖头向外，其轴线与金属固定网、架的轴线垂直，其长度小于绝热层厚度，固定方式为铆、焊或镶嵌。

5、根据权利要求1、2所述的具有抗热震性能的加热炉炉辊绝热保护层，其特征在于高温胶或胶性高温涂料，耐火度在1200℃以上。

6、根据权利要求1所述的具有抗热震性能的加热炉炉辊绝热保护层，其特征在于某些纤维制品中可加入耐热合金丝。