專利名稱:耐火纖維爐襯結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種耐火纖維爐襯結(jié)構(gòu)，所述耐火纖維爐襯結(jié)構(gòu)平鋪在爐壁鋼板內(nèi)表面，所述耐火纖維爐襯結(jié)構(gòu)從爐壁鋼板內(nèi)表面向內(nèi)依次鋪設(shè)有納米隔熱保溫板層、硅酸鋁纖維毯層、纖維層和隔熱防護(hù)層，所述耐火纖維爐襯結(jié)構(gòu)的厚度為300～350mm。本實(shí)用新型提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、制作方便、隔熱性能優(yōu)良、纖維爐襯熱面防護(hù)可靠、成本低廉、使用壽命長、使用溫度可達(dá)1300℃的薄板坯輥底式加熱爐全纖維爐襯結(jié)構(gòu)。
【專利說明】耐火纖維爐襯結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及工業(yè)爐耐火纖維爐襯結(jié)構(gòu)，具體涉及一種薄板坯連鑄連軋輥底式加熱爐或連續(xù)退火爐的耐火纖維爐襯結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]輥底式隧道加熱爐作為薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線上連接連鑄機(jī)和軋制作業(yè)線的重要樞紐，它主要有三項(xiàng)功能:
[0003]①板坯的加熱和均熱功能:連續(xù)接收鑄機(jī)生產(chǎn)的高溫板坯.經(jīng)加熱和均熱后及時(shí)供給軋機(jī)滿足質(zhì)量要求的薄板坯:
[0004]②緩沖功能:當(dāng)軋機(jī)正常生產(chǎn)換工作輥.或下游設(shè)備臨時(shí)故障不能軋制板坯時(shí)輥底爐仍能在一定的時(shí)間內(nèi)接受板坯，起調(diào)節(jié)緩沖作用，即在“剛性”鑄機(jī)和軋機(jī)之間增加了輥底爐的“柔性”緩沖環(huán)節(jié)，使連鑄連軋工藝能順利進(jìn)行，這是目前薄板坯實(shí)現(xiàn)連鑄連軋并穩(wěn)定生廣的關(guān)鍵；
[0005]③調(diào)節(jié)生產(chǎn)節(jié)奏，連鑄機(jī)板還的拉速為2.0?6.0m/min，而第一架乳機(jī)的板還咬入速度為12.0?15.6m/min，最大速度30m/min，這兩種速度的差別，主要靠棍底爐來調(diào)節(jié)，爐棍的速度在2?65m/min之間，可有效地調(diào)節(jié)鑄機(jī)和乳機(jī)的生產(chǎn)節(jié)奏。
[0006]為了有效滿足上述功能，目前世界上所有薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線(包括CSP工藝、ISP工藝、FTSC工藝、CONROLL工藝、QSP工藝等)連鑄機(jī)后面均配備有兩座超長輥底式隧道加熱爐。文獻(xiàn)“閏桂霞，關(guān)煒，硅鋼CSP工程輥底式均熱爐技術(shù)特點(diǎn)，工業(yè)爐，2011，No6, pl8-20”報(bào)道了國內(nèi)某鋼廠2007年建設(shè)投產(chǎn)的薄板坯連鑄連軋工程中直通輥底式隧道加熱爐概況，其在連鑄機(jī)后配備了兩條直通輥底式隧道加熱爐，其中，出口正對軋機(jī)的輥底式隧道加熱爐稱為A線.另一座稱為B線，A線爐長260.7m，B線爐長245.9m，進(jìn)入A線的板坯加熱后直接送入軋機(jī)軋制。進(jìn)入B線的板坯加熱后通過雙線擺動(dòng)操作，將B線末端的鋼坯送人A線末端，然后送入軋機(jī)軋制，兩座加熱爐的連接采用擺動(dòng)方式，擺動(dòng)周期短(單擺30S，一個(gè)周期90S)，擺動(dòng)機(jī)構(gòu)構(gòu)造簡單，同步性好。為了實(shí)現(xiàn)在加熱爐有效長度范圍內(nèi)不同的加熱制度，加熱爐分為多個(gè)功能段和溫度控制區(qū)，其中，A線分為三段10個(gè)溫度控制區(qū)，B線分為兩段9個(gè)溫度控制區(qū)。為了適應(yīng)入爐扳坯多品種規(guī)格和連鑄拉速的變化，要求爐子熱惰性小，能根據(jù)需要及時(shí)調(diào)節(jié)爐溫，隧道加熱爐活動(dòng)爐頂和過鋼線150mm以上的上半部側(cè)墻內(nèi)襯采用分類溫度為1427°C的含鋯型耐火纖維“Z”形模塊加分類溫度為1600°C的氧化鋁纖維貼面塊形式，絕熱層采用分類溫度為1050°C的高純型硅酸鋁纖維毯，其它區(qū)域爐墻內(nèi)襯為輕質(zhì)耐火澆注料層加分類溫度為1050°C的高純型硅酸鋁纖維毯隔熱層結(jié)構(gòu)，以滿足最高加熱溫度為1300°C的使用性能要求。但根據(jù)對某鋼廠實(shí)際生產(chǎn)狀況的調(diào)研結(jié)果，發(fā)現(xiàn)氧化鋁纖維貼面塊間收縮縫大、貼面塊沿收縮縫脫粘翹起甚至脫落，同時(shí)，貼面塊脫落區(qū)域的含鋯型耐火纖維“Z”形模塊間收縮縫隙最高可達(dá)1mm以上，爐襯隔熱性能大幅下降，導(dǎo)致爐壁表面溫度急劇上升，最高達(dá)到200°C以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過設(shè)計(jì)要求的80°C。文獻(xiàn)“張玉道、袁占民、李會朝等，邯鋼CSP加熱爐改造及工藝優(yōu)化，鋼鐵研宄學(xué)報(bào)，2005，增刊，P147-150”，其介紹了邯鄲鋼鐵公司CSP加熱爐的概況、耐火材料改造、生產(chǎn)工藝優(yōu)化及實(shí)踐，其中，加熱爐爐墻耐火材料除爐底為低水泥高強(qiáng)度澆注料外，爐頂、爐墻全部為纖維模塊，纖維模塊內(nèi)襯的主要規(guī)格為305mmX 305mmX 275mm，采用縱橫交錯(cuò)的方式布置安裝，鉚固方式為滑槽式結(jié)構(gòu)。
[0007]實(shí)際生產(chǎn)中存在以下幾方面的問題:
[0008](I)在高溫作用下纖維模塊的收縮面多，在每個(gè)模塊的切割面收縮嚴(yán)重，導(dǎo)致出現(xiàn)5?1mm的縫隙，絕熱效果差，爐壁表面溫度升高(由設(shè)計(jì)的80°C提高到約100°C )；
[0009](2)維護(hù)量大。在使用一段時(shí)間之后，對模塊之間出現(xiàn)的縫隙必須進(jìn)行塞縫工作，填補(bǔ)空隙以保證絕熱效果，由此造成生產(chǎn)停頓；
[0010](3)纖維模塊與爐墻背襯結(jié)合不緊湊。模塊和滑桿預(yù)先組裝在一起，滑槽通過螺桿固定在爐殼上，滑桿滑進(jìn)滑槽即可安裝模塊。在實(shí)際的安裝過程中，若滑槽壓得背襯太緊，則滑桿安裝時(shí)導(dǎo)入非常困難，反之滑桿導(dǎo)入容易，但是模塊和背襯之間結(jié)合不緊湊，影響隔熱和使用壽命；
[0011](4)爐輥孔周圍的模塊容易脫落。在使用一段時(shí)間后，爐輥孔套因操作原因和自然氧化而損壞，使孔周圍模塊失去支撐而脫落，不利于爐輥在線更換。
[0012]針對原設(shè)計(jì)存在的問題，提出了如下修改方案，S卩:模塊的布置采用兵列式大模塊，鉚固方式采用內(nèi)固定式。其優(yōu)點(diǎn)在于:
[0013](I)所有纖維模塊的切割面(也就是收縮面)布置在一起，在施工過程中再用適當(dāng)厚度的纖維毯壓縮后填補(bǔ)在切割面之間來補(bǔ)償因纖維收縮出現(xiàn)的縫隙；
[0014](2)采用內(nèi)固定的鉚固方式避免了纖維模塊與背襯之間結(jié)合不緊密的情況。首先，將螺栓預(yù)先焊接在爐殼鋼板上，再鋪上背襯毯；然后，將帶有塑料管的纖維模塊套在螺栓上，再用特制的套筒扳手旋動(dòng)螺母，將預(yù)先安裝在模塊內(nèi)的插板固定在爐墻上，模塊也隨之固定。這樣模塊和背襯毯就結(jié)合得非常緊湊；
[0015](3)在高溫作用下，幾乎沒有因纖維收縮產(chǎn)生的縫隙，維護(hù)量也相應(yīng)減少；
[0016](4)避免了因爐輥孔套損壞造成纖維模塊脫落。但實(shí)際生產(chǎn)中，由于長時(shí)間的高溫爐氣作用，纖維爐襯結(jié)晶收縮裂縫與脫落、纖維材料沖刷磨損、熱面侵蝕等現(xiàn)象仍不斷出現(xiàn)，有必要強(qiáng)化CSP輥底式加熱爐纖維爐襯的熱面防護(hù)研宄。
[0017]在全纖維爐襯的破損防護(hù)方面，文獻(xiàn)“侯世英，陶瓷纖維爐襯表面防護(hù)技術(shù)，工業(yè)爐，2013，No2，PP55-57”全面分析了國內(nèi)外連退爐全纖維爐襯的優(yōu)缺點(diǎn)，針對纖維爐襯因高溫結(jié)晶收縮以及強(qiáng)度低易沖刷剝落和機(jī)械損傷及其易化學(xué)侵蝕等不足，綜述了國內(nèi)外常用的纖維表面防護(hù)技術(shù)，主要有不銹鋼襯板防護(hù)、表面噴涂固化劑、陶瓷纖維板防護(hù)、貼面防護(hù)、硅鋁布防護(hù)、多晶纖維毯防護(hù)等技術(shù)，對比分析了各種防護(hù)技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)，提出了如下優(yōu)化設(shè)計(jì)的建議:當(dāng)陶瓷纖維制品用作工業(yè)爐爐襯時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)爐子的種類、構(gòu)造、內(nèi)部溫度、爐內(nèi)空氣、燃料種類、風(fēng)速、振動(dòng)等等各種使用條件選擇性能、經(jīng)濟(jì)最適宜的材料，最終確定爐襯材料的種類、厚度、與其他材料的復(fù)合、表面防護(hù)及施工方法等等；在盡可能有效利用陶瓷纖維制品長處的同時(shí)，也要盡量避免其缺點(diǎn)，使其真正發(fā)揮節(jié)能降耗的作用。但上述纖維熱面防護(hù)技術(shù)為連退爐纖維爐襯，其使用溫度與爐內(nèi)氣體流速低于薄板坯輥底式加熱爐工況條件。
[0018]專利號為ZL200720028104.9的中國發(fā)明專利公開了一種防腐陶瓷纖維爐襯，其針對爐氣含硫成分易對爐襯錨固釘及其與鋼板焊接點(diǎn)的露點(diǎn)腐蝕問題，提供了一種防腐陶瓷纖維爐襯，包括設(shè)置有錨固釘?shù)臓t壁鋼板，其技術(shù)要點(diǎn)在于爐壁鋼板及錨固釘?shù)谋砻嫱扛卜栏繉?，該防腐涂層為整體結(jié)構(gòu)，同時(shí)，在防腐涂層的外側(cè)依次設(shè)置致密高強(qiáng)隔熱層及阻氣箔層；通過防腐層避免錨固釘及其與鋼板焊接點(diǎn)的露點(diǎn)腐蝕，通過致密高強(qiáng)隔熱層及阻氣箔層的設(shè)置強(qiáng)化爐襯的隔熱性能；同時(shí)還提供了纖維爐襯熱面噴涂輻射涂料，通過涂料與纖維基體的燒結(jié)，增強(qiáng)爐襯抗氣流沖刷能力與紅外輻射傳熱能力。不難看出該專利技術(shù)主要針對煉油加熱爐高硫燃料爐氣露點(diǎn)腐蝕的防護(hù)，盡管纖維爐襯表面的紅外輻射涂料具有一定的表面防護(hù)作用，但因涂層厚度薄，防護(hù)作用有限，難以滿足薄板坯輥底式加熱爐全纖維爐襯的高溫與爐氣快速?zèng)_刷使用條件下的防護(hù)性能要求。
[0019]隨著國內(nèi)外薄板坯連鑄連軋技術(shù)發(fā)展，鋼種范圍的不斷擴(kuò)展，薄板坯輥底式加熱爐的最高加熱溫度、燃燒熱負(fù)荷以及爐內(nèi)煙氣流速也不斷提升，加劇了輥底式加熱爐全纖維爐襯的破損進(jìn)程，增大了加熱爐維護(hù)量與維護(hù)成本，降低了加熱爐熱效率，也影響了薄板坯的加熱質(zhì)量、生產(chǎn)效率和綜合生產(chǎn)成本，制約了生產(chǎn)經(jīng)營效益的有效發(fā)揮。雖然國內(nèi)外學(xué)者針對工業(yè)爐全纖維爐襯普遍存在的熱面高溫收縮、爐氣沖刷剝落等問題開展了系列纖維爐襯的熱面防護(hù)技術(shù)，但普遍存在可靠的防護(hù)技術(shù)使用溫度偏低，而使用溫度高的防護(hù)技術(shù)則往往不能承受高溫爐氣的快速?zèng)_刷；這也是為什么在薄板坯輥底式加熱爐上還未有成熟的纖維爐襯熱面防護(hù)技術(shù)報(bào)道與推廣應(yīng)用的主要原因，影響了全纖維爐襯薄板坯輥底式加熱爐的節(jié)能效果的充分發(fā)揮。
[0020]綜合上述可見，對于薄板坯輥底式加熱爐全纖維爐襯的破損問題，由于爐溫高，引起纖維爐襯結(jié)晶收縮與粉化，在纖維模塊收縮面形成貫通收縮縫，同時(shí)，纖維結(jié)晶導(dǎo)致纖維彈性的缺失，大幅度削弱了結(jié)晶纖維與纖維爐襯基體的結(jié)合，并在爐氣大流速?zèng)_刷作用下脫離纖維爐襯基體，致使收縮縫不斷擴(kuò)大、纖維爐襯厚度減??；雖然目前國內(nèi)外報(bào)道了系列纖維爐襯的熱面防護(hù)技術(shù)，但普遍存在可靠的防護(hù)技術(shù)使用溫度偏低，而使用溫度高的防護(hù)技術(shù)則往往不能承受高溫爐氣的快速?zèng)_刷；這也是為什么在薄板坯輥底式加熱爐上還未有成熟的纖維爐襯熱面防護(hù)技術(shù)報(bào)道與推廣應(yīng)用的主要原因，導(dǎo)致實(shí)際生產(chǎn)中CSP輥底式加熱爐纖維爐襯裂縫大、粉化剝落嚴(yán)重、爐壁表面溫度高、爐壁表面散熱損失大、爐襯使用壽命短、維護(hù)成本高等系列問題。因而，有必要根據(jù)薄板坯輥底式加熱爐的實(shí)際工況條件，開展新型纖維爐襯結(jié)構(gòu)與新型隔熱纖維爐襯防護(hù)技術(shù)的研宄。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0021]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、制作方便、隔熱性能優(yōu)良、纖維爐襯熱面防護(hù)可靠、成本低廉、使用壽命長、使用溫度可達(dá)1300°C的薄板坯連鑄連軋輥底式加熱爐或連續(xù)退火爐的耐火纖維爐襯結(jié)構(gòu)。
[0022]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)一種耐火纖維爐襯結(jié)構(gòu)，所述耐火纖維爐襯結(jié)構(gòu)平鋪在爐壁鋼板內(nèi)表面，所述耐火纖維爐襯結(jié)構(gòu)從爐壁鋼板內(nèi)表面向內(nèi)依次鋪設(shè)有納米隔熱保溫板層、硅酸鋁纖維毯層、纖維層和隔熱防護(hù)層，所述耐火纖維爐襯結(jié)構(gòu)的厚度為300 ?350mmo
[0023]進(jìn)一步地，所述納米隔熱保溫板層采用厚度為5?1mm的板材。
[0024]再進(jìn)一步地，所述硅酸鋁纖維毯層采用分類溫度為1260°C的硅酸鋁纖維毯，其平鋪在納米隔熱保溫板層表面，所述硅酸鋁纖維毯層厚度為25?35mm。
[0025]再進(jìn)一步地，所述纖維層采用分類溫度為1427°C的含鋯型耐火纖維，錯(cuò)排布置在硅酸鋁纖維毯層表面，所述含鋯型耐火纖維中鋯含量為250?300mm。
[0026]再進(jìn)一步地，所述隔熱防護(hù)層采用纖維增強(qiáng)氧化鋁空心球隔熱噴涂料層，其厚度5 ?20mmo
[0027]本實(shí)用新型的有益效果:
[0028]本實(shí)用新型提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、制作方便、隔熱性能優(yōu)良、纖維爐襯熱面防護(hù)可靠、成本低廉、使用壽命長、使用溫度可達(dá)1300 0C的薄板坯輥底式加熱爐全纖維爐襯結(jié)構(gòu)。由爐壁鋼板向內(nèi)，主要由納米隔熱保溫板、硅酸鋁纖維毯、纖維模塊和隔熱防護(hù)層組成。通過納米隔熱保溫板的超級隔熱性能，強(qiáng)化纖維爐襯的保溫，降低爐壁表面熱損失；通過硅酸鋁纖維毯、纖維模塊的組合，在保證爐襯高溫使用性能的條件下，進(jìn)一步降低爐襯蓄熱損失與爐壁表面散熱損失；通過10?20mm隔熱防護(hù)層優(yōu)良的物理化學(xué)性能和高溫性能，強(qiáng)化對纖維爐襯的防護(hù)作用與爐內(nèi)傳熱，提高爐襯的綜合穩(wěn)定性、耐火性能、隔熱熱效率，延長纖維爐襯使用壽命，提高纖維爐襯的使用溫度，滿足爐溫1300°C的使用要求，降低薄板坯輥底式加熱爐能耗。通過分類溫度1600°C氧化鋁纖維模塊的去除，大幅度降低了纖維爐襯的制作成本。通過上述爐襯結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與材料的合理使用，有效地克服常規(guī)薄板坯輥底式加熱爐全纖維爐襯易損、保溫性能下降快、使用壽命短、纖維材料消耗成本高等不足。

【附圖說明】

[0029]圖1為本實(shí)用新型纖維爐襯結(jié)構(gòu)示意圖
[0030]圖中:納米隔熱保溫板層1、硅酸鋁纖維毯層2、纖維層3、隔熱防護(hù)層4、爐壁鋼板5。

【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，以便本領(lǐng)域技術(shù)人員理解。
[0032]實(shí)施例1
[0033]一種耐火纖維爐襯結(jié)構(gòu)，所述耐火纖維爐襯結(jié)構(gòu)平鋪在爐壁鋼板5內(nèi)表面，所述耐火纖維爐襯結(jié)構(gòu)從爐壁鋼板5內(nèi)表面向內(nèi)依次鋪設(shè)有納米隔熱保溫板層1、硅酸鋁纖維毯層2、纖維層3和隔熱防護(hù)層4，所述耐火纖維爐襯結(jié)構(gòu)的厚度為300?350mm。
[0034]其中，納米隔熱保溫板層I采用市售厚度為5_的板材、硅酸鋁纖維毯2為分類溫度為1260°C的高純型硅酸鋁纖維毯，硅酸鋁纖維毯2厚度為25?35mm。
[0035]纖維層3采用分類溫度為1427°C的含鋯型耐火纖維，其厚度為250?300mm，所述含鋯型耐火纖維為含鋯型耐火纖維“Z”形模塊。
[0036]隔熱防護(hù)層4采用纖維增強(qiáng)氧化鋁空心球隔熱噴涂料，其厚度5?20mm。采用中國專利“歐陽德剛、羅安智、蔣揚(yáng)虎、孫麗萍、熊建良、朱善合，耐火隔熱噴涂料及其制備方法與應(yīng)用，授權(quán)公告號CN 102924099B”公開的耐火隔熱噴涂料制備，最高使用溫度為1600°C。
[0037]鋪設(shè)方式
[0038]首先在爐壁鋼板5內(nèi)表面平鋪納米隔熱保溫板，然后在納米隔熱保溫板層I表面平鋪硅酸鋁纖維毯，再將含鋯型耐火纖維“Z”形模塊錯(cuò)排布置在硅酸鋁纖維毯層2表面，同排模塊的相鄰模塊切割面(收縮面)對接排列，并在切割面對接縫中采用同材質(zhì)非定型的含鋯型耐火纖維進(jìn)行壓縮填充，采用內(nèi)固定的鉚固方式固定安裝，固定螺栓穿透硅酸鋁纖維毯2預(yù)先焊接在爐壁鋼板5內(nèi)表面；得到纖維層3，最后將纖維增強(qiáng)氧化鋁空心球隔熱噴涂料為平鋪在纖維層3上，即得到耐火纖維爐襯。
[0039]其它未詳細(xì)說明的部分均為現(xiàn)有技術(shù)。盡管上述實(shí)施例對本實(shí)用新型做出了詳盡的描述，但它僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例，人們還可以根據(jù)本實(shí)施例在不經(jīng)創(chuàng)造性前提下獲得其他實(shí)施例，這些實(shí)施例都屬于本實(shí)用新型保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種耐火纖維爐襯結(jié)構(gòu)，所述耐火纖維爐襯結(jié)構(gòu)平鋪在爐壁鋼板內(nèi)表面，其特征在于:所述耐火纖維爐襯結(jié)構(gòu)從爐壁鋼板內(nèi)表面向內(nèi)依次鋪設(shè)有納米隔熱保溫板層(1)、硅酸鋁纖維毯層(2)、纖維層(3)和隔熱防護(hù)層(4)，所述耐火纖維爐襯結(jié)構(gòu)的厚度為20?40mmo2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐火纖維爐襯結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述納米隔熱保溫板層(I)采用厚度為5?1mm的板材。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的耐火纖維爐襯結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述硅酸鋁纖維毯層(2)采用分類溫度為1260°C的硅酸鋁纖維毯，其平鋪在納米隔熱保溫板層(I)表面，所述硅酸鋁纖維毯層(2)厚度為25?35mm。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的耐火纖維爐襯結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述纖維層(3)采用分類溫度為1427°C的含鋯型耐火纖維，其錯(cuò)排布置在硅酸鋁纖維毯層(2)表面，所述纖維層(3)為250?300臟。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的耐火纖維爐襯結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述隔熱防護(hù)層(4)采用纖維增強(qiáng)氧化鋁空心球隔熱噴涂料，其厚度10?20_。
【文檔編號】F27D1-10GK204286101SQ201420663743
【發(fā)明者】歐陽德剛, 羅巍, 羅安智 [申請人]武漢鋼鐵(集團(tuán))公司