一种增加轧钢加热炉辐射传热面积的专用模板及浇注工艺的制作方法

本发明涉及一种增加轧钢加热炉辐射传热面积的专用模板及浇注工艺，属于轧钢加热炉制造技术领域。

背景技术：

轧钢加热炉是轧钢厂的主要加热设备，它的作用是加热出符合轧钢工艺要求的钢坯。轧钢加热炉炉膛内加热温度为800-1300℃。传热方式以辐射传热为主，占到总传热量的80％以上。通过增加辐射传热面积，强化辐射传热，对改善钢坯加热质量、降低燃耗有较好的效果。

传统工艺中，采用在已建好或已运行的炉膛内再次安装热辐射体的做法来增加辐射传热面积，利用铆钉铆接或高温粘结等方式将辐射体与炉膛内壁连接为一体。但是，受炉体热胀冷缩及炉膛内高温烟气冲刷等影响，容易造成热辐射体从炉壁上脱落。

因此，亟需设计一种新型结构形式的轧钢加热炉内壁，既能解决目前热辐射体易脱落的问题，又能提高辐射传热效果，则显得十分必要。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供一种增加轧钢加热炉辐射传热面积的专用模板。

本发明还提供一种利用上述专用模板浇注轧钢加热炉炉膛内壁的工艺，增加了炉膛内壁辐射传热面积，同时可以提高其表面发射率，进一步提高辐射传热效率。

本发明的技术方案如下：

一种增加轧钢加热炉辐射传热面积的专用模板，包括基体，基体上设置有至少一个以上的凹槽凸体。

优选的，所述基体的外形包括多边形和圆形。

优选的，所述基体的材质包括钢板、木板、PVC板、无机质板。

优选的，所述凹槽凸体的外形包括半球形、圆台形、圆柱形中的一种或任意几种的组合。

优选的，所述凹槽凸体的外形为半球形，半球形凹槽凸体的半径为10-200mm，相邻半球形凹槽凸体的间距≥5mm。此设计的好处在于，球形比表面积最大，且球面光滑过渡，没有棱，不会有应力损伤。

优选的，所述凹槽凸体与基体连接处设置为圆弧倒角。此设计的好处在于，圆弧倒角可以消除应力集中，增强辐射体构件强度，提高抵抗高温冲击的能力。

优选的，所述凹槽凸体的外形为波峰，多个凹槽凸体依次连接形成波浪形。此设计的好处在于，多个凹槽凸体之间连接起来形成波浪线，最大程度上增加辐射传热的表面积，提高传热效率。

优选的，所述波浪形为由依次连接的正向抛物线和反向抛物线组成。

优选的，所述正向抛物线与反向抛物线两顶点的垂直距离为20-500mm，两个相邻的正向抛物线与反向抛物线连接点的距离为12-350mm。此设计的好处在于，这个尺寸设置能避免高温辐射波相互干扰，更多的能量辐射到炉膛内，提高热量利用效率。

一种增加轧钢加热炉辐射传热面积的浇注工艺，利用上述的专用模板，包括以下步骤：

(1)首先对炉墙内壁施工，在进行炉墙内壁浇注之前，先砌筑炉墙内壁底部的耐火材料，每次砌筑高度为1-1.2m，并在耐火材料表面涂刷防水密封涂料；

(2)采用对拉螺栓和钢管支撑的方式对专用模板进行支设固定，并在浇注之前，对专用模板与浇注料接触一侧采用以下三种方式之一进行处理：①直接涂刷高发射率红外节能涂料；②先涂刷一层脱模剂，再涂刷一层高发射率红外节能涂料；③先涂刷一层脱模剂，然后在脱模剂表面铺设纸张，最后在纸张上涂刷一层高发射率红外节能涂料；

(3)将搅拌好的浇注料倒入施工部位，从远离专用模板的一侧开始浇注且浇注作业连续施工，直至炉墙内壁浇注完成，待浇注料完全凝固后，再行拆模；

(4)接着对炉顶内壁施工，采用支架和可调钢管将专用模板固定支撑，按照加热段、均热段、预热段进行分段支模；

(5)浇注料按照支模的顺序依次进行加热段、均热段、预热段的浇注，待整个炉顶内壁浇注完成且浇注料完全凝固后，再行拆模。

优选的，步骤(3)及步骤(5)中，浇注料凝固时间不少于24小时。

本发明的有益效果在于：

1、本发明设计的专用模板结构独特，实用性强，能够在加热炉浇注过程中实现炉壁、炉顶的结构改进，以增大加热炉的辐射传热面积，本发明与传统炉膛内壁相比，增加了炉膛内壁的辐射传热面积，可将辐射传热量增加20％以上，提高了产量和减少了燃料消耗。

2、本发明浇注工艺，使炉膛内壁的凸起结构减缓了火焰流速，提高了钢坯加热效率。

3、本发明浇注工艺，将高温红外节能涂料浇注在炉膛内壁表面，提高了炉膛内壁的发射率，提高了辐射传热效率。

4、本发明浇注工艺，表面凸出结构和炉膛内壁在筑炉阶段浇注成完整的统一体，从根本上延长了辐射传热体的使用寿命，节省维护费用。

5、本发明浇注工艺，增加辐射传热面积，提高炉膛内壁表面发射率，简单易行，与传统工艺相比，避免了轧钢加热炉停炉二次施工，避免了对炉墙的损坏。

附图说明

图1为本发明专用模板的结构示意图Ⅰ；

图2为图1中A-A方向的剖视图(凹槽凸体为半球形)；

图3为图1中A-A方向的剖视图(凹槽凸体为圆柱形)；

图4为本发明专用模板的结构示意图Ⅱ；

图5为图4中B-B方向的剖视图(凹槽凸体为圆台形)；

图6为本发明专用模板的结构示意图Ⅲ；

其中：1、基体；2、凹槽凸体。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图对本发明做进一步说明，但不限于此。

实施例1：

如图1至图2所示，本实施例提供一种增加轧钢加热炉辐射传热面积的专用模板，包括基体1，基体1上设置有多个凹槽凸体2，凹槽凸体2呈半球形，多个凹槽凸体2成横排竖列均布设置。凹槽凸体2与基体1连接处设置为圆弧倒角，圆弧倒角可以消除应力集中，增强辐射体构件强度，提高抵抗高温冲击的能力。

其中，基体1材质选用钢板，外形为长方形。

炉墙内壁的专用模板长宽厚为1200×250×50mm，半球形凹槽凸体的半径为50mm，相邻凹槽凸体的间距为30mm。

炉顶内壁的专用模板长宽厚为1500×300×50mm，半球形凹槽凸体的半径为50mm，相邻凹槽凸体的间距为30mm。

利用本实施例的专用模板，即在带有凹槽凸体的专用模板上浇注炉膛内壁，形成带有凸起结构的炉膛内部结构，增加辐射传热面积，有效提高辐射传热效率。

实施例2：

一种增加轧钢加热炉辐射传热面积的专用模板，结构如实施例1所述，其不同之处在于：基体1材质选用PVC板，基体1的外形为正方形，半球形凹槽凸体的半径为10mm，相邻半球形凹槽凸体的间距为50mm。

实施例3：

一种增加轧钢加热炉辐射传热面积的专用模板，结构如实施例1所述，其不同之处在于：基体1材质选用木板，基体1的外形为菱形，半球形凹槽凸体的半径为200mm，相邻半球形凹槽凸体的间距为5mm。

实施例4：

如图1和图3所示，一种增加轧钢加热炉辐射传热面积的专用模板，结构如实施例1所述，其不同之处在于：基体1材质选用无机质板，凹槽凸体2的外形为圆柱形。

实施例5：

如图4和图5所示，一种增加轧钢加热炉辐射传热面积的专用模板，结构如实施例1所述，其不同之处在于：凹槽凸体2的外形为圆台形。

实施例6：

一种增加轧钢加热炉辐射传热面积的专用模板，结构如实施例1所述，其不同之处在于：基体1的外形还可为三角形、正六边形或圆形。

实施例7：

如图6所示，本实施例提供一种增加轧钢加热炉辐射传热面积的专用模板，包括基体1，基体1上设置有多个凹槽凸体2，凹槽凸体2的外形为波峰，多个凹槽凸体2依次连接形成波浪形，本实施例中有五个凹槽凸体2依次连接形成波浪形。多个凹槽凸体之间连接起来形成波浪线，最大程度上增加辐射传热的表面积，提高传热效率。

本实施例中，波浪形为由依次连接的正向抛物线和反向抛物线组成，正向抛物线和反向抛物线平滑过渡连接，正向抛物线和反向抛物线各参数一致。

正向抛物线与反向抛物线两顶点的垂直距离h为20mm，两个相邻的正向抛物线与反向抛物线连接点的距离d为12mm。

实施例8：

一种增加轧钢加热炉辐射传热面积的专用模板，结构如实施例7所述，其不同之处在于：正向抛物线与反向抛物线两顶点的垂直距离h为500mm，两个相邻的正向抛物线与反向抛物线连接点的距离d为350mm。

实施例9：

一种增加轧钢加热炉辐射传热面积的浇注工艺，利用实施例1-8任一所述的专用模板，施工过程包括以下步骤，

(1)首先对炉墙内壁施工，在进行炉墙内壁浇注之前，先砌筑炉墙内壁底部的耐火材料，砌筑高度为1m或1.2m，并在耐火材料表面涂刷防水密封涂料；本实施例中，防水密封涂料选用中山市青龙化学建材(集团)有限公司生产的HG203环保型单组份水固化聚氨酯防水密封涂料；

(2)采用对拉螺栓和钢管支撑的方式对专用模板进行支设固定，并在浇注之前，对专用模板与浇注料接触一侧采用以下三种方式之一进行处理：①直接涂刷高发射率红外节能涂料，在浇注过程中涂料与浇注料结合成一体，提高炉膛内壁发射率；②先涂刷一层脱模剂，再涂刷一层高发射率红外节能涂料；③先涂刷一层脱模剂，然后在脱模剂表面铺设纸张，最后在纸张上涂刷一层高发射率红外节能涂料，待浇注完成烘炉时纸张烧尽，涂料与浇注料层紧密结合；

(3)将搅拌好的浇注料倒入施工部位，从远离模板的一侧开始浇注，避免对涂料层的冲刷，浇注作业连续施工，直至炉墙内壁浇注完成，待浇注料完全凝固24小时后，再行拆模；

(4)接着对炉顶内壁施工，采用支架和可调钢管将专用模板固定支撑，按照加热段、均热段、预热段进行分段支模；

(5)浇注料按照支模的顺序依次进行加热段、均热段、预热段的浇注，待整个炉顶内壁浇注完成且浇注料完全凝固24小时后，再行拆模。