耐火纖維爐襯結(jié)構(gòu)的制作方法
【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(huì)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