CN207422900U - 加热炉炉膛内衬、热辐射体以及安装有热辐射体的加热炉 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种加热炉炉膛内衬，包括耐火层(21)和锚固砖(23)，由所述耐火层(21)靠近炉膛内部的一侧向所述耐火层(21)内部开设有用于安装热辐射体的梯形槽(22)，所述梯形槽(22)的槽口(221)宽度H1小于所述梯形槽(22)的槽底(222)宽度H2，所述锚固砖(23)一端(231)从所述耐火层(21)的另一侧嵌入到所述耐火层(21)中,所述锚固砖(23)的另一端(232)用于与加热炉的钢结构连接。上述技术方案中的加热炉炉膛内衬，避免了在炉膛内衬上钻大量的孔而破坏炉膛内衬结构，提高了炉膛内衬的结构稳定性，还大大缩短了热辐射体的安装速度，省略了钻孔加工的工序，缩短了加热炉节能改造的工期，降低工人的劳动强度。本实用新型还公开了热辐射体以及安装有热辐射体的加热炉。
Description
技术领域
本实用新型涉及加热炉领域，具体涉及一种加热炉炉膛内衬，此外，本实用新型还涉及一种热辐射体以及一种安装有热辐射体的加热炉。
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。
可参考图1，此前，发明人采用螺钉固定的方式来安装热辐射体。具体来说，首先在内衬11表面钻孔，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。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本申请提供一种加热炉炉膛内衬、一种热辐射体以及一种安装有热辐射体的加热炉。
第一方面，本申请提供一种加热炉炉膛内衬，包括耐火层和锚固砖，由所述耐火层靠近炉膛内部的一侧向所述耐火层内部开设有用于安装热辐射体的梯形槽，所述梯形槽的槽口宽度H1小于所述梯形槽的槽底宽度H2，所述锚固砖一端从所述耐火层的另一侧嵌入到所述耐火层中,所述锚固砖的另一端用于与加热炉的钢结构连接。
结合第一方面，在第一方面第一种可能的实现方式中，在所述耐火层上的所述梯形槽之间开有贯穿所述耐火层的曲线形的膨胀缝。
结合第一方面，在第一方面第二种可能的实现方式中，在所述梯形槽的两侧的槽壁上分别开有旋扣腔。
第二方面，本申请提供一种热辐射体，该热辐射体用于安装在第一方面的任一种加热炉炉膛内衬上，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H1，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H1。
结合第二方面，在第二方面第一种可能的实现方式中，所述热辐射体的顶面上对称的两个棱边分别沿着棱边方向向外延伸，形成旋扣部。
结合第二方面，在第二方面第二种可能的实现方式中，所述热辐射体的底面内凹形成空腔。
第三方面，本申请提供一种安装有热辐射体的加热炉，包括第一方面的任一种加热炉炉膛内衬、以及热辐射体，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H1，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H1，所述热辐射体的顶面卡扣在所述梯形槽中。
结合第三方面，在第三方面第一种可能的实现方式中，所述热辐射体的轴线与所述耐火层垂直。
结合第三方面，在第三方面第二种可能的实现方式中，所述热辐射体的顶面以及所述热辐射体的处于所述梯形槽内的侧壁上还填充有胶泥层。
上述技术方案中的加热炉炉膛内衬，一方面避免因在炉膛内衬上钻大量的孔而破坏炉膛内衬结构，提高了炉膛内衬的结构稳定性，提高了安装的强度，减少了热辐射体脱落的情况。另一方面，将热辐射体固接到炉膛内衬下，大大缩短了热辐射体的安装速度，并且省略了钻孔加工的工序，故而缩短了加热炉节能改造的工期，降低工人的劳动强度。此外，在加热炉加热时，炉膛内衬上的多道梯形槽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。
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加热炉炉膛内衬的局部截面结构示意图；
图3为本申请第一个实施例中安装有热辐射体的加热炉的局部截面结构示意图；
图4为图3中局部A的放大示意图；
图5为本申请的第一个实施例中热辐射体在旋转之前的结构示意图；
图6为本申请的第一个实施例中热辐射体在旋转之后的结构示意图；
图7为本申请的安装有热辐射体的加热炉的第二个实施例的局部截面结构示意图；
图8为图7中的炉膛内衬以及热辐射体的局部放大示意图；
图9为本申请的第二个实施例中热辐射体在旋转之前的结构示意图；
图10为本申请的第二个实施例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10：耐火层21；梯形槽22；槽口221；槽底222；槽壁223；旋扣腔224；锚固砖23；锚固砖的一端231；锚固砖的另一端232；膨胀缝24；热辐射体3；热辐射体的顶面31；热辐射体的底面32；空腔33；轴线34；旋扣部35；胶泥层36。
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。
术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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在本发明中的具体含义。
请参考图2，在本申请的第一个实施例中，提供一种加热炉炉膛内衬，包括耐火层21和锚固砖23，由耐火层21靠近炉膛内部的一侧向耐火层21内部开设有用于安装热辐射体的梯形槽22，梯形槽22的槽口221宽度H1小于梯形槽22的槽底222宽度H2，锚固砖23一端231从耐火层21的另一侧嵌入到耐火层21中,锚固砖23的另一端232用于与加热炉的钢结构连接。
上述加热炉炉膛内衬在实际施工时，以炉顶的内衬的施工过程举例说明，首先将锚固砖的另一端232与炉衬的钢结构图中未示出的横梁连接，从而使锚固砖23悬挂于钢结构下。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。
然后将模具板图中未示出架设在加热炉炉顶下方，在模具板上放置PVC材质的梯形模块图中未示出，设置时，梯形模块的面积较小的下底面设置在模具板上，使面积较大的上底面朝上。梯形模块可以按照一定的间距来设置，具体的设置密度和排列方式可以根据实际情况进行调整。梯形模块放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，为了避免浇注时梯形模块移动跑模，可以采用自攻螺钉等紧固件将梯形模块固定在模具板上。
再使用耐火材料进行浇注或者捣打施工，使得在炉顶下方形成炉膛内衬，锚固砖的一端231嵌入耐火层21中，露出在耐火层21外面的锚固砖的另一端232则与加热炉的钢结构连接。待到风干成型以后，拆除模具板，此时梯形模块还留在耐火层中。
最后，待加热炉建造整体完工以后，对加热炉进行烘炉，使梯形模具融化脱去或烧毁，从而使耐火层21中形成一道一道的梯形槽22，梯形槽22的槽口221宽度H1小于梯形槽22的槽底222宽度H2。在烘炉时脱去梯形模块，可以避免人工拆除梯形模具时破坏炉膛内衬的结构，避免影响加热炉炉膛内衬的结构稳定性。
请参考图3、图5和图6，在本实施例中还提供一种热辐射体，该热辐射体用于安装在前述的加热炉炉膛内衬上，热辐射体3为正六棱台形，热辐射体的顶面31的棱边长度L1大于热辐射体的底面32的棱边长度L2，热辐射体的顶面31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22的槽口221宽度H1，热辐射体的顶面31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22的槽口221宽度H1。
热辐射体3在安装的时候，首先将热辐射体的顶面31的对称的两条棱边调整到与梯形槽22平行，使热辐射体的顶面31能够穿过梯形槽22的槽口221，然后旋转热辐射体3，使热辐射体的顶面31卡扣在梯形槽22内，从而将热辐射体3安装固定在梯形槽22内。
此外，本实施例中还提供一种安装有热辐射体的加热炉，包括前述的加热炉炉膛内衬、以及前述的热辐射体3，热辐射体3的顶面31卡扣在梯形槽22中。
该加热炉除了上述描述的内衬和热辐射体3之外，还可以有其他加热炉上常规的结构或者零部件，例如钢结构、保温层、热电耦，由于这些结构可以采用本领域常规的结构或零部件，此处不再赘述。
本实施例中的加热炉炉膛内衬，锚固砖的一端231从耐火层21另一侧也就是远离炉膛内部的一侧嵌入耐火层21中，另一端232与钢结构连接，从而将炉膛内衬固定在炉顶下方或炉墙外侧。同时，耐火层21靠近炉膛内部的一侧还开设有梯形槽22，用以安装热辐射体。在使用时，由于热辐射体的顶面31上相对的两个棱边的垂直距离S1小于梯形槽22的槽口221宽度H1，热辐射体的顶面31上相对的两个顶点的距离S2大于梯形槽22的槽口221宽度H1，因此，热辐射体的顶面31通过梯形槽的槽口221以后，只需要旋转30°左右，就可以使热辐射体3稳定的安装到炉膛内衬上，从而增加内衬表面积，提高加热炉的辐射发射率，增强传热效率。
采用上述的炉膛内衬，一方面避免因在炉膛内衬上钻大量的孔而破坏炉膛内衬结构，提高了炉膛内衬的结构稳定性，提高了安装的强度，减少了热辐射体脱落的情况。另一方面，将热辐射体3固接到炉膛内衬下，大大缩短了热辐射体3的安装速度，并且省略了钻孔加工的工序，故而缩短了加热炉节能改造的工期，降低工人的劳动强度。此外，在加热炉加热时，炉膛内衬上的多道梯形槽22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。
进一步地，请参考图2，在两个梯形槽22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和梯形槽22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，如图2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。
请参考图3和图4，为进一步提高热辐射体安装的稳固性，还可以在热辐射体3安装到梯形槽22上以后，在梯形槽22内部剩余的空间中填充胶泥，形成胶泥层36，用于进一步固定热辐射体3。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的方式相比，由于本申请中梯形槽22中，热辐射体3的顶面31上以及热辐射体3的处于梯形槽22内的侧壁上都可以可以涂覆胶泥，形成胶泥层36，因此热辐射体3与耐火层21之间的粘结面积更大，故而进一步提升了热辐射体3安装的牢固程度，进一步减少脱落现象的发生。
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，经过常年累月的工作后，耐火层上梯形槽22的槽口221的位置附近可能会发生开裂，导致梯形槽22无法再悬挂固定住热辐射体3，从而导致热辐射体3脱落。
为此，请参考图7至图10，在第二个实施例中，提供一种加热炉炉膛内衬，包括耐火层21和锚固砖23，由耐火层21靠近炉膛内部的一侧向耐火层21内部开设有用于安装热辐射体的梯形槽22，梯形槽22的槽口221宽度H1小于梯形槽22的槽底222宽度H2，锚固砖23一端231从耐火层21的另一侧嵌入到耐火层21中,锚固砖23的另一端232用于与加热炉的钢结构连接；在梯形槽22的两侧的槽壁223上分别开有旋扣腔224。
搭配地，本实施例中还提供一种热辐射体，该热辐射体3为正六棱台形，热辐射体的顶面31的棱边长度L1大于热辐射体的底面32的棱边长度L2，热辐射体的顶面31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22的槽口221宽度H1，热辐射体的顶面31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22的槽口221宽度H1；热辐射体的顶面31上对称的两个棱边沿着棱边方向向外延伸，形成旋扣部35。
在安装的时候，首先将热辐射体的顶面31的对称的两条棱边调整到与梯形槽22平行，使热辐射体的顶面31以及从顶面31延伸出来的旋扣部35能够穿过梯形槽22的槽口221，然后旋转热辐射体3，使热辐射体的顶面31卡扣在梯形槽22内，同时旋扣部35也经过旋转也卡扣到槽壁223上的旋扣腔224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35和旋扣腔224，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3与炉膛内衬连接的牢固程度，进一步减少了热辐射体3脱落的情况。
进一步地，热辐射体3的底面32内凹形成空腔33，从而增加了热辐射体3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33还能有效减少热辐射体3的重量，减少炉膛内衬的承重，进一步提升整个炉膛内衬和加热炉的结构稳定性。
请参考图7，本实施例中还提供一种安装有热辐射体的加热炉，包括本实施例中前述的任一种炉膛内衬以及本实施例中前述的热辐射体3，该热辐射体3的顶部卡扣在梯形槽22中。进一步地，热辐射体的轴线34与耐火层21垂直。
在热辐射体3具有空腔33的情况下，热辐射体的底面32端面上具有空腔开口图中未标出。热辐射体的轴线34与耐火层21的一侧的表面垂直，从而使空腔开口始终与耐火层21保持相对平行。例如，当炉顶为平面时，多个热辐射体的空腔开口都与炉顶保持平行，也可以理解为与耐火层平行，并且处于同一个水平面上。又例如，当炉顶为曲面时，多个热辐射体的轴线仍然与其正上方的炉顶垂直，也可以理解为与其正上方的耐火层垂直，从而使多个热辐射体底面上的空腔开口形成一个曲面，并且这个曲面与炉顶的曲面平行。
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。以上所述的本实用新型实施方式并不构成对本实用新型保护范围的限定。
Claims (9)
1.一种加热炉炉膛内衬，其特征在于，包括耐火层(21)和锚固砖(23)，由所述耐火层(21)靠近炉膛内部的一侧向所述耐火层(21)内部开设有用于安装热辐射体的梯形槽(22)，所述梯形槽(22)的槽口(221)宽度H1小于所述梯形槽(22)的槽底(222)宽度H2，所述锚固砖(23)一端(231)从所述耐火层(21)的另一侧嵌入到所述耐火层(21)中,所述锚固砖(23)的另一端(232)用于与加热炉的钢结构连接。
2.根据权利要求1所述的加热炉炉膛内衬，其特征在于，在所述耐火层(21)上的所述梯形槽(22)之间开有贯穿所述耐火层(21)的曲线形的膨胀缝(24)。
3.根据权利要求1所述的加热炉炉膛内衬，其特征在于，在所述梯形槽(22)的两侧的槽壁(223)上分别开有旋扣腔(224)。
4.一种热辐射体，其特征在于，该热辐射体用于安装在权利要求1至3任一项所述的加热炉炉膛内衬上，所述热辐射体(3)为正六棱台形，所述热辐射体的顶面(31)的棱边长度L1大于所述热辐射体的底面(32)的棱边长度L2，所述热辐射体的顶面(31)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(22)的槽口(221)宽度H1，所述热辐射体的顶面(31)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(22)的槽口(221)宽度H1。
5.根据权利要求4所述的热辐射体，其特征在于，所述热辐射体的顶面(31)上对称的两个棱边分别沿着棱边方向向外延伸，形成旋扣部(35)。
6.根据权利要求4所述的热辐射体，其特征在于，所述热辐射体(3)的底面(32)内凹形成空腔(33)。
7.一种安装有热辐射体的加热炉，其特征在于，包括权利要求1-3任一项所述的加热炉炉膛内衬、以及热辐射体，所述热辐射体(3)为正六棱台形，所述热辐射体的顶面(31)的棱边长度L1大于所述热辐射体的底面(32)的棱边长度L2，所述热辐射体的顶面(31)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(22)的槽口(221)宽度H1，所述热辐射体的顶面(31)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(22)的槽口(221)宽度H1，所述热辐射体(3)的顶面(31)卡扣在所述梯形槽(22)中。
8.根据权利要求7所述的安装有热辐射体的加热炉，其特征在于，所述热辐射体的轴线(34)与所述耐火层(21)垂直。
9.根据权利要求7所述的安装有热辐射体的加热炉，其特征在于，所述热辐射体的顶面(31)以及所述热辐射体的处于所述梯形槽(22)内的侧壁上还填充有胶泥层(36)。
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| FR3100727A1 (fr) * | 2019-09-13 | 2021-03-19 | Hervé BUREAU | Garnissage réfractaire pour revêtement interne d’une carcasse métallique externe d’un four de fonderie |
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Legal Events
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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Denomination of utility model: Heating furnace furnace inside lining, thermal radiator and install thermal radiator's heating furnace Effective date of registration: 20190114 Granted publication date: 20180529 Pledgee: Bank of Beijing Zhongguancun branch Limited by Share Ltd. Haidian Pledgor: BEIJING ENERGY SAVING TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: 2019990000035 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Granted publication date: 20180529 Pledgee: Bank of Beijing Zhongguancun branch Limited by Share Ltd. Haidian Pledgor: BEIJING ENERGY SAVING TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: 2019990000035 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of utility model: Heating furnace lining, radiator, and heating furnace with radiator installed Granted publication date: 20180529 Pledgee: Bank of Tianjin Limited by Share Ltd. Beijing branch Pledgor: BEIJING ENERGY SAVING TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2024980033573 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |