一种可使炉子快速降温及回收炉衬蓄热量的炉衬结构

摘要

一种可使炉子快速降温及回收炉衬蓄热量的炉衬结构，涉及冶金领域。该可使炉子快速降温及回收炉衬蓄热量的炉衬结构包括设于加热炉内壁的复合炉衬、贯穿复合炉衬的水套、冷却水输入总管、冷却水输出总管、多根连通冷却水输入总管和水套底部的冷却水输入支管及多根连通冷却水输出总管和水套顶部的冷却水输出支管，每根冷却水输入支管上均设有冷却水进水控制阀门，每根冷却水输出支管上均设有冷却水出水控制阀门。本申请提供的可使炉子快速降温及回收炉衬蓄热量的炉衬结构能实现加热炉的快速降温，并有效回收炉衬耐材的蓄热量。

说明书

技术领域

本申请涉及冶金领域，具体而言，涉及一种可使炉子快速降温及回收炉衬蓄热量的炉衬结构。

背景技术

在对轧制前的钢坯进行加热时通常使用加热炉，其是利用燃烧器通过燃气管道供给燃气和有空气管道供给的助燃空气喷入炉内进行燃烧。当加热炉内发生耐材脱落、钢坯掉落、氧化铁皮定期清除时，作业人员必须进入炉内，对加热炉进行维护。为了让作业人员进入炉内对加热炉进行维护，必须将炉内的温度降低到可作业的温度，当需要将炉内的温度降到可作业的温度时，通常采用的方法就是一方面停止燃气供给而将燃烧停止，另一方面继续驱动鼓风机将将助燃空气通过烧嘴供入炉内利用该空气对炉子进行冷却。但是这种利用助燃空气冷却炉内的方法将炉内的温度降到可作业的温度需要非常长的时间，通常需要2～3天才能进入炉内，造成加热炉空炉时间长，使得加热炉作业时间变短，降低了加热炉使用效率，此外，目前的方法只是单纯将炉子温度降下来达到作业温度，并没有考虑炉衬耐材的蓄热量，炉子正常工作时，炉衬的热面温度通常在1200℃以上，炉衬耐材的质量达到数千吨，炉衬蓄热量巨大，如果不对这部分热量进行回收，那么大量没有得到任何利用热量被冷却介质带走排入大气，会造成大量的能源浪费。

部分专利文献提出了如下的处理方案：在加热炉的顶部等设置可插入炉内的喷嘴，当加热炉内燃烧停止时，将喷嘴插入炉内，从该喷嘴向炉内喷水，以降低炉内的温度。但是这种方法需要在炉衬插入炉内专门的喷嘴喷水，不用时由于高温需要拔出来，作业麻烦，成本也增高。当加热炉正常生产时，需要将喷嘴口密封，带来了操作上的困难，炉内热气体从孔隙中向环境溢气散热，加热炉热效率下降。而且向高温炉内喷水或水雾虽然可迅速降低炉内温度，但在实际使用中会对炉体耐材造成损害。当向炉内喷水时，低温水与高达1200℃以上的炉衬接触瞬间汽化带走大量的热量，高温耐材急速降温，极易产生裂纹，影响炉衬的保温效果和使用寿命。同时喷水冷却产生的大量高浓度水蒸汽排出到烟囱过程中冷凝也会对空、煤气换热器产生强烈腐蚀，降低换热器的使用寿命。

发明内容

本申请的目的在于提供一种可使炉子快速降温及回收炉衬蓄热量的炉衬结构，其能实现加热炉的快速降温，并有效回收炉衬耐材的蓄热量。

本申请的实施例是这样实现的：

本申请实施例提供一种可使炉子快速降温及回收炉衬蓄热量的炉衬结构，其包括设于加热炉内壁的复合炉衬、贯穿复合炉衬的水套、冷却水输入总管、冷却水输出总管、多根连通冷却水输入总管和水套底部的冷却水输入支管及多根连通冷却水输出总管和水套顶部的冷却水输出支管，每根冷却水输入支管上均设有冷却水进水控制阀门，每根冷却水输出支管上均设有冷却水出水控制阀门。

在一些可选的实施方案中，复合炉衬包括与加热炉内壁连接的内隔热层及外隔热层，水套分别与内隔热层和外隔热层连接。

在一些可选的实施方案中，水套包括与内隔热层连接的钢壳内侧钢板、与外隔热层连接的钢壳外侧钢板及多块连接钢壳内侧钢板和钢壳外侧钢板的隔板，钢壳内侧钢板、钢壳外侧钢板和隔板之间以及钢壳内侧钢板、钢壳外侧钢板、隔板和加热炉内壁之间分别围合形成空腔，空腔的底端与冷却水输入支管连接，空腔的底端与冷却水输出支管连接。

在一些可选的实施方案中，钢壳内侧钢板和/或钢壳外侧钢板上连接有多个换热翅片。

在一些可选的实施方案中，水套的底部连接有多根排水管，每根排水管上均设有排水阀。

本申请的有益效果是：本申请提供的可使炉子快速降温及回收炉衬蓄热量的炉衬结构包括设于加热炉内壁的复合炉衬、贯穿复合炉衬的水套、冷却水输入总管、冷却水输出总管、多根连通冷却水输入总管和水套底部的冷却水输入支管及多根连通冷却水输出总管和水套顶部的冷却水输出支管，每根冷却水输入支管上均设有冷却水进水控制阀门，每根冷却水输出支管上均设有冷却水出水控制阀门。本申请提供的可使炉子快速降温及回收炉衬蓄热量的炉衬结构能实现加热炉的快速降温，并有效回收炉衬耐材的蓄热量。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的可使炉子快速降温及回收炉衬蓄热量的炉衬结构安装于加热炉中时的剖视结构示意图；

图2为本申请实施例提供的可使炉子快速降温及回收炉衬蓄热量的炉衬结构中复合炉衬的剖视结构示意图；

图3为沿图2中A-A剖面线的剖视图；

图4为本申请另一实施例提供的可使炉子快速降温及回收炉衬蓄热量的炉衬结构中复合炉衬的剖视结构示意图。

图中：100、加热炉；110、复合炉衬；111、内隔热层；112、外隔热层；120、水套；121、钢壳内侧钢板；122、钢壳外侧钢板；123、隔板；124、换热翅片；130、冷却水输入总管；140、冷却水输出总管；150、冷却水输入支管；160、冷却水输出支管；170、排水管；180、冷却水进水控制阀门；190、冷却水出水控制阀门；200、排水阀；210、空腔。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”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，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

以下结合实施例对本申请的可使炉子快速降温及回收炉衬蓄热量的炉衬结构的特征和性能作进一步的详细描述。

如图1、图2和图3所示，本申请实施例提供一种可使炉子快速降温及回收炉衬蓄热量的炉衬结构，其包括设于加热炉100内壁的复合炉衬110、贯穿复合炉衬110的水套120、冷却水输入总管130、冷却水输出总管140、四根连通冷却水输入总管130和水套120底部的冷却水输入支管150及四根连通冷却水输出总管140和水套120顶部的冷却水输出支管160，每根冷却水输入支管150上均设有冷却水进水控制阀门180，每根冷却水输出支管160上均设有冷却水出水控制阀门190，水套120的底部连接有四根排水管170，每根排水管170上均设有排水阀200。复合炉衬110包括与加热炉100内壁连接的内隔热层111及外隔热层112，水套120分别与内隔热层111和外隔热层112连接，水套120包括与内隔热层111连接的钢壳内侧钢板121、与外隔热层112连接的钢壳外侧钢板122及三块连接钢壳内侧钢板121和钢壳外侧钢板122的隔板123，钢壳内侧钢板121、钢壳外侧钢板122和隔板123之间以及钢壳内侧钢板121、钢壳外侧钢板122、隔板123和加热炉100内壁之间分别围合形成空腔210，每个空腔210的底端与冷却水输入支管150和排水管170连接，空腔210的底端与冷却水输出支管160连接。

本申请实施例提供的可使炉子快速降温及回收炉衬蓄热量的炉衬结构将复合炉衬110固定于加热炉100内壁，当加热炉100需要快速降温时，将冷却水从冷却水输入总管130分别通入到各根冷却水输入支管150后进入复合炉衬110的水套120中的各个空腔210内，当冷却水通过水套120中的各个空腔210时，具有很高温度蓄有大量热量的高温内隔热层111和外隔热层112与温度较低的冷却水交换热量，吸收炉衬热量升温后的冷却水经冷却水输出支管160后再汇总至冷却水输出总管140后输出到其他工序热水用户使用。当加热炉100检修结束时，关闭冷却水进水控制阀门180和冷却水出水控制阀门190，开启排水阀200将水套120中的各个空腔210内的冷却水排空，当需要快速降温时，作业人员能够调节冷却水进水控制阀门180和冷却水出水控制阀门190开度加大冷却水流量，提高空腔210内的冷却水的流速来提高冷却效率。

其中，复合炉衬110包括与加热炉100内壁连接的内隔热层111及外隔热层112，水套120分别与内隔热层111和外隔热层112连接，水套120包括与内隔热层111连接的钢壳内侧钢板121、与外隔热层112连接的钢壳外侧钢板122及三块连接钢壳内侧钢板121和钢壳外侧钢板122的隔板123，钢壳内侧钢板121、钢壳外侧钢板122和隔板123之间以及钢壳内侧钢板121、钢壳外侧钢板122、隔板123和加热炉100内壁之间分别围合形成空腔210，当加热炉100需要快速降温时，将冷却水通入到水套120的各个空腔210内流动快速带走炉衬的蓄热量使炉衬温度下降；当加热炉100正常生产时，关闭冷却水进水控制阀门180和冷却水出水控制阀门190，开启排水阀200将水套120的各个空腔210内的冷却水排空，此时，水套120内充满了空气，由于空气的导热系数非常小，水套120内的空气层起到了耐材保温的作用。由于水套120位于复合炉衬110的内部，钢壳内侧钢板121和钢壳外侧钢板122与炉衬表面平行并将复合炉衬110分为内隔热层111和外隔热层112两部分，与普通的炉内空气与炉衬表面接触只有一个换热面相比，本申请实施例中的冷却介质通过钢壳内侧钢板121和钢壳外侧钢板122表面与内隔热层111和外隔热层112两个热面接触，使得换热效率提高一倍。

如图4所示，在其他可选的实施例中，钢壳内侧钢板121和钢壳外侧钢板122上分别连接有多个换热翅片124。通过在复合炉衬110中的水套120内的钢壳内侧钢板121和钢壳外侧钢板122上焊接换热翅片124，能够进一步地提高冷却水和钢壳内侧钢板121和钢壳外侧钢板122及内隔热层111和外隔热层112的换热系数，降低加热炉100的冷却时间。

以上所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。