一種增加軋鋼加熱爐輻射傳熱面積的專用模板及澆注工藝的制作方法

本發(fā)明涉及一種增加軋鋼加熱爐輻射傳熱面積的專用模板及澆注工藝，屬于軋鋼加熱爐制造技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

軋鋼加熱爐是軋鋼廠的主要加熱設(shè)備，它的作用是加熱出符合軋鋼工藝要求的鋼坯。軋鋼加熱爐爐膛內(nèi)加熱溫度為800-1300℃。傳熱方式以輻射傳熱為主，占到總傳熱量的80％以上。通過增加輻射傳熱面積，強化輻射傳熱，對改善鋼坯加熱質(zhì)量、降低燃耗有較好的效果。

傳統(tǒng)工藝中，采用在已建好或已運行的爐膛內(nèi)再次安裝熱輻射體的做法來增加輻射傳熱面積，利用鉚釘鉚接或高溫粘結(jié)等方式將輻射體與爐膛內(nèi)壁連接為一體。但是，受爐體熱脹冷縮及爐膛內(nèi)高溫?zé)煔鉀_刷等影響，容易造成熱輻射體從爐壁上脫落。

因此，亟需設(shè)計一種新型結(jié)構(gòu)形式的軋鋼加熱爐內(nèi)壁，既能解決目前熱輻射體易脫落的問題，又能提高輻射傳熱效果，則顯得十分必要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種增加軋鋼加熱爐輻射傳熱面積的專用模板。

本發(fā)明還提供一種利用上述專用模板澆注軋鋼加熱爐爐膛內(nèi)壁的工藝，增加了爐膛內(nèi)壁輻射傳熱面積，同時可以提高其表面發(fā)射率，進一步提高輻射傳熱效率。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種增加軋鋼加熱爐輻射傳熱面積的專用模板，包括基體，基體上設(shè)置有至少一個以上的凹槽凸體。

優(yōu)選的，所述基體的外形包括多邊形和圓形。

優(yōu)選的，所述基體的材質(zhì)包括鋼板、木板、PVC板、無機質(zhì)板。

優(yōu)選的，所述凹槽凸體的外形包括半球形、圓臺形、圓柱形中的一種或任意幾種的組合。

優(yōu)選的，所述凹槽凸體的外形為半球形，半球形凹槽凸體的半徑為10-200mm，相鄰半球形凹槽凸體的間距≥5mm。此設(shè)計的好處在于，球形比表面積最大，且球面光滑過渡，沒有棱，不會有應(yīng)力損傷。

優(yōu)選的，所述凹槽凸體與基體連接處設(shè)置為圓弧倒角。此設(shè)計的好處在于，圓弧倒角可以消除應(yīng)力集中，增強輻射體構(gòu)件強度，提高抵抗高溫沖擊的能力。

優(yōu)選的，所述凹槽凸體的外形為波峰，多個凹槽凸體依次連接形成波浪形。此設(shè)計的好處在于，多個凹槽凸體之間連接起來形成波浪線，最大程度上增加輻射傳熱的表面積，提高傳熱效率。

優(yōu)選的，所述波浪形為由依次連接的正向拋物線和反向拋物線組成。

優(yōu)選的，所述正向拋物線與反向拋物線兩頂點的垂直距離為20-500mm，兩個相鄰的正向拋物線與反向拋物線連接點的距離為12-350mm。此設(shè)計的好處在于，這個尺寸設(shè)置能避免高溫輻射波相互干擾，更多的能量輻射到爐膛內(nèi)，提高熱量利用效率。

一種增加軋鋼加熱爐輻射傳熱面積的澆注工藝，利用上述的專用模板，包括以下步驟：

(1)首先對爐墻內(nèi)壁施工，在進行爐墻內(nèi)壁澆注之前，先砌筑爐墻內(nèi)壁底部的耐火材料，每次砌筑高度為1-1.2m，并在耐火材料表面涂刷防水密封涂料；

(2)采用對拉螺栓和鋼管支撐的方式對專用模板進行支設(shè)固定，并在澆注之前，對專用模板與澆注料接觸一側(cè)采用以下三種方式之一進行處理：①直接涂刷高發(fā)射率紅外節(jié)能涂料；②先涂刷一層脫模劑，再涂刷一層高發(fā)射率紅外節(jié)能涂料；③先涂刷一層脫模劑，然后在脫模劑表面鋪設(shè)紙張，最后在紙張上涂刷一層高發(fā)射率紅外節(jié)能涂料；

(3)將攪拌好的澆注料倒入施工部位，從遠離專用模板的一側(cè)開始澆注且澆注作業(yè)連續(xù)施工，直至爐墻內(nèi)壁澆注完成，待澆注料完全凝固后，再行拆模；

(4)接著對爐頂內(nèi)壁施工，采用支架和可調(diào)鋼管將專用模板固定支撐，按照加熱段、均熱段、預(yù)熱段進行分段支模；

(5)澆注料按照支模的順序依次進行加熱段、均熱段、預(yù)熱段的澆注，待整個爐頂內(nèi)壁澆注完成且澆注料完全凝固后，再行拆模。

優(yōu)選的，步驟(3)及步驟(5)中，澆注料凝固時間不少于24小時。

本發(fā)明的有益效果在于：

1、本發(fā)明設(shè)計的專用模板結(jié)構(gòu)獨特，實用性強，能夠在加熱爐澆注過程中實現(xiàn)爐壁、爐頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)改進，以增大加熱爐的輻射傳熱面積，本發(fā)明與傳統(tǒng)爐膛內(nèi)壁相比，增加了爐膛內(nèi)壁的輻射傳熱面積，可將輻射傳熱量增加20％以上，提高了產(chǎn)量和減少了燃料消耗。

2、本發(fā)明澆注工藝，使?fàn)t膛內(nèi)壁的凸起結(jié)構(gòu)減緩了火焰流速，提高了鋼坯加熱效率。

3、本發(fā)明澆注工藝，將高溫紅外節(jié)能涂料澆注在爐膛內(nèi)壁表面，提高了爐膛內(nèi)壁的發(fā)射率，提高了輻射傳熱效率。

4、本發(fā)明澆注工藝，表面凸出結(jié)構(gòu)和爐膛內(nèi)壁在筑爐階段澆注成完整的統(tǒng)一體，從根本上延長了輻射傳熱體的使用壽命，節(jié)省維護費用。

5、本發(fā)明澆注工藝，增加輻射傳熱面積，提高爐膛內(nèi)壁表面發(fā)射率，簡單易行，與傳統(tǒng)工藝相比，避免了軋鋼加熱爐停爐二次施工，避免了對爐墻的損壞。

附圖說明

圖1為本發(fā)明專用模板的結(jié)構(gòu)示意圖Ⅰ；

圖2為圖1中A-A方向的剖視圖(凹槽凸體為半球形)；

圖3為圖1中A-A方向的剖視圖(凹槽凸體為圓柱形)；

圖4為本發(fā)明專用模板的結(jié)構(gòu)示意圖Ⅱ；

圖5為圖4中B-B方向的剖視圖(凹槽凸體為圓臺形)；

圖6為本發(fā)明專用模板的結(jié)構(gòu)示意圖Ⅲ；

其中：1、基體；2、凹槽凸體。

具體實施方式

下面通過實施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步說明，但不限于此。

實施例1：

如圖1至圖2所示，本實施例提供一種增加軋鋼加熱爐輻射傳熱面積的專用模板，包括基體1，基體1上設(shè)置有多個凹槽凸體2，凹槽凸體2呈半球形，多個凹槽凸體2成橫排豎列均布設(shè)置。凹槽凸體2與基體1連接處設(shè)置為圓弧倒角，圓弧倒角可以消除應(yīng)力集中，增強輻射體構(gòu)件強度，提高抵抗高溫沖擊的能力。

其中，基體1材質(zhì)選用鋼板，外形為長方形。

爐墻內(nèi)壁的專用模板長寬厚為1200×250×50mm，半球形凹槽凸體的半徑為50mm，相鄰凹槽凸體的間距為30mm。

爐頂內(nèi)壁的專用模板長寬厚為1500×300×50mm，半球形凹槽凸體的半徑為50mm，相鄰凹槽凸體的間距為30mm。

利用本實施例的專用模板，即在帶有凹槽凸體的專用模板上澆注爐膛內(nèi)壁，形成帶有凸起結(jié)構(gòu)的爐膛內(nèi)部結(jié)構(gòu)，增加輻射傳熱面積，有效提高輻射傳熱效率。

實施例2：

一種增加軋鋼加熱爐輻射傳熱面積的專用模板，結(jié)構(gòu)如實施例1所述，其不同之處在于：基體1材質(zhì)選用PVC板，基體1的外形為正方形，半球形凹槽凸體的半徑為10mm，相鄰半球形凹槽凸體的間距為50mm。

實施例3：

一種增加軋鋼加熱爐輻射傳熱面積的專用模板，結(jié)構(gòu)如實施例1所述，其不同之處在于：基體1材質(zhì)選用木板，基體1的外形為菱形，半球形凹槽凸體的半徑為200mm，相鄰半球形凹槽凸體的間距為5mm。

實施例4：

如圖1和圖3所示，一種增加軋鋼加熱爐輻射傳熱面積的專用模板，結(jié)構(gòu)如實施例1所述，其不同之處在于：基體1材質(zhì)選用無機質(zhì)板，凹槽凸體2的外形為圓柱形。

實施例5：

如圖4和圖5所示，一種增加軋鋼加熱爐輻射傳熱面積的專用模板，結(jié)構(gòu)如實施例1所述，其不同之處在于：凹槽凸體2的外形為圓臺形。

實施例6：

一種增加軋鋼加熱爐輻射傳熱面積的專用模板，結(jié)構(gòu)如實施例1所述，其不同之處在于：基體1的外形還可為三角形、正六邊形或圓形。

實施例7：

如圖6所示，本實施例提供一種增加軋鋼加熱爐輻射傳熱面積的專用模板，包括基體1，基體1上設(shè)置有多個凹槽凸體2，凹槽凸體2的外形為波峰，多個凹槽凸體2依次連接形成波浪形，本實施例中有五個凹槽凸體2依次連接形成波浪形。多個凹槽凸體之間連接起來形成波浪線，最大程度上增加輻射傳熱的表面積，提高傳熱效率。

本實施例中，波浪形為由依次連接的正向拋物線和反向拋物線組成，正向拋物線和反向拋物線平滑過渡連接，正向拋物線和反向拋物線各參數(shù)一致。

正向拋物線與反向拋物線兩頂點的垂直距離h為20mm，兩個相鄰的正向拋物線與反向拋物線連接點的距離d為12mm。

實施例8：

一種增加軋鋼加熱爐輻射傳熱面積的專用模板，結(jié)構(gòu)如實施例7所述，其不同之處在于：正向拋物線與反向拋物線兩頂點的垂直距離h為500mm，兩個相鄰的正向拋物線與反向拋物線連接點的距離d為350mm。

實施例9：

一種增加軋鋼加熱爐輻射傳熱面積的澆注工藝，利用實施例1-8任一所述的專用模板，施工過程包括以下步驟，

(1)首先對爐墻內(nèi)壁施工，在進行爐墻內(nèi)壁澆注之前，先砌筑爐墻內(nèi)壁底部的耐火材料，砌筑高度為1m或1.2m，并在耐火材料表面涂刷防水密封涂料；本實施例中，防水密封涂料選用中山市青龍化學(xué)建材(集團)有限公司生產(chǎn)的HG203環(huán)保型單組份水固化聚氨酯防水密封涂料；

(2)采用對拉螺栓和鋼管支撐的方式對專用模板進行支設(shè)固定，并在澆注之前，對專用模板與澆注料接觸一側(cè)采用以下三種方式之一進行處理：①直接涂刷高發(fā)射率紅外節(jié)能涂料，在澆注過程中涂料與澆注料結(jié)合成一體，提高爐膛內(nèi)壁發(fā)射率；②先涂刷一層脫模劑，再涂刷一層高發(fā)射率紅外節(jié)能涂料；③先涂刷一層脫模劑，然后在脫模劑表面鋪設(shè)紙張，最后在紙張上涂刷一層高發(fā)射率紅外節(jié)能涂料，待澆注完成烘爐時紙張燒盡，涂料與澆注料層緊密結(jié)合；

(3)將攪拌好的澆注料倒入施工部位，從遠離模板的一側(cè)開始澆注，避免對涂料層的沖刷，澆注作業(yè)連續(xù)施工，直至爐墻內(nèi)壁澆注完成，待澆注料完全凝固24小時后，再行拆模；

(4)接著對爐頂內(nèi)壁施工，采用支架和可調(diào)鋼管將專用模板固定支撐，按照加熱段、均熱段、預(yù)熱段進行分段支模；

(5)澆注料按照支模的順序依次進行加熱段、均熱段、預(yù)熱段的澆注，待整個爐頂內(nèi)壁澆注完成且澆注料完全凝固24小時后，再行拆模。