一种可在线安装的炉内水冷隔墙及其制作、安装方法

摘要

本发明涉及一种可在线安装的炉内水冷隔墙，其特征在于：它主要由隔墙钢结构和不定型耐火材料构成；所述吊挂水箱内部沿长度方向被分隔为多个相同的水箱室或者不分隔只构成一个水箱室；所述每个水箱室下部都固定连接有一个山字形水冷管道，所述水冷管道两侧的管口分别固定连接在水箱室的两端并且与之连通；所述每个水箱室的中部都设有水箱出水口；所述不定型耐火材料同时浇筑在每个水冷管道的中部和下部，并且将其包覆在其内部形成一块矩形墙体；所述吊挂水箱的上表面固定有多个吊挂钢梁和一对吊装耳环，所述一对吊装耳环分别位于吊挂水箱的两端。本发明结构设计合理、性能稳定、安装更换方便，可以在炉外整体组装集成并且能够线安装更换。

说明书

技术领域

本发明涉及轧钢加热炉或者热处理炉技术领域，具体来说涉及一种可在线安装的炉内水冷隔墙及其制作、安装方法。

背景技术

加热炉和热处理炉是轧钢行业广泛使用的加热设备。其炉体结构多为规整的矩形或者首尾相连的环形，炉内各个重要的温度控制段及装出料等工艺炉段的区分以及炉段气氛隔离主要靠隔墙，亦称“压下”。

传统的隔墙根据冷却方式主要分无冷却和空气冷却两种，结构形式多为拱形或者“V”型。在加热炉设计和施工过程中，隔墙的设计、材料选型以及施工细节至关重要。原因：首先，隔墙为加热炉炉段划分的关键设备，其性能稳定是加热炉正常生产运行的重要保证；其次，传统隔墙的结构形式决定了其设计要求高，施工难度大，由于隔墙为吊挂设备，而拱形或者“V”型均为异形结构，吊挂锚固均匀受力问题，隔墙与炉体之间的密封和膨胀吸收问题等都是设计和施工难点；再次，无水冷或者空气冷却两种冷却方式状态下，隔墙的耐热负荷大，工作面不定型耐火材料膨胀开裂导致隔墙穿火等现象时有发生，严重者存在墙体垮塌风险。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种可在线安装的炉内水冷隔墙及其制作、安装方法，该隔墙结构设计合理、性能稳定、安装更换方便，可以在炉外整体组装集成并且能够线安装更换。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：

一种可在线安装的炉内水冷隔墙，其特征在于：它主要由隔墙钢结构和不定型耐火材料构成；所述隔墙钢结构包括一个长度与炉体宽度相匹配的吊挂水箱，所述吊挂水箱内部沿长度方向被分隔为多个相同的水箱室或者不分隔只构成一个水箱室；所述每个水箱室下部都固定连接有一个山字形水冷管道，所述水冷管道中间的管口依次穿过水箱室中部的下壁和上壁并且与之密封固定连接，所述水冷管道两侧的管口分别固定连接在水箱室的两端并且与之连通；所述每个水箱室的中部都设有一个水箱出水口；所述水冷管道的中部和下部设有若干个锚固装置，并且包覆有耐火纤维毯；所述不定型耐火材料同时浇筑在每个水冷管道的中部和下部，并且将其包覆在其内部形成一块矩形墙体；所述吊挂水箱的上表面固定有多个吊挂钢梁和一对吊装耳环，所述一对吊装耳环分别位于吊挂水箱的两端。

所述吊挂水箱由一个或多个相互独立的水箱室组成，所述多个独立水箱室呈一字形焊接。

所述吊挂水箱由两个相互独立的水箱室焊接而成，所述两个水箱室的中部均固定连接有一个吊挂钢梁和一个吊装耳环，所述两个水箱室之间的焊接处设有一个吊挂钢梁。

所述吊挂水箱由两根槽钢气密焊接而成，两端通过钢板气密焊密封成一个长方体中空结构。

所述水箱室的中部设有一个上下贯穿的圆孔，所述水冷管道中间的管口穿过该圆孔，并且与水箱室的下壁和上壁气密焊接，所述圆孔的直接为水箱室上下壁宽度的二分之一。

所述水冷管道中间的管口和水箱出水口均设有法兰管件。

所述不定型耐火材料浇筑成的一块矩形墙体分为上中下三层，层与层之间用膨胀伸缩缝隔开。

所述锚固装置为锚固件，所述水冷管道的中部和下部设有若干个长短不等的锚固件，所述锚固件的表面刷有防水沥青。

所述锚固装置为隔墙不定型耐火材料托板，所述隔墙不定型耐火材料托板水平布置在水冷管道的外壁上，所述隔墙不定型耐火材料托板的表面刷有防水沥青。

所述吊挂钢梁由两根平行放置的槽钢组成，两根槽钢通过在端部焊接钢板固定连接，两根槽钢的下表面焊接有两块限位件，当吊挂钢梁吊挂在两根炉顶大梁上时，两块限位件同时位于两根炉顶大梁的内侧并且与之接触。

所述吊挂水箱上与吊挂钢梁固定连接处焊接由一块带有螺栓孔的钢板，所述吊挂钢梁的槽钢的下表面上开设有与之对应的螺栓孔，吊挂钢梁通过螺栓固定连接在该钢板上。

一种可在线安装的炉内水冷隔墙的制作方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步，制作隔墙钢结构：

1）根据炉体的宽度制作一个吊挂水箱，在吊挂水箱内部水密焊接一块或多块钢板，将其分隔为多个水箱室，再在每个水箱室的上壁上开设一个水箱出水口，该水箱出水口水密焊有法兰管件；在吊挂水箱上壁的两端分别焊接一个吊装耳环，再在吊挂水箱的上壁上固定连接多个吊挂钢梁；

2）根据水箱室的尺寸加工相应规格尺寸的水冷管道，水冷管道为山字形，冷却水由中间管口进入，从两侧管口流出；水冷管道中间管口水密焊接有法兰管件；在水冷管道的中部和下部焊接若干个长短不等的锚固件；

3)在水箱室的中部开设一个上下贯穿的圆孔，再将水冷管道的中间管口穿过该圆孔，同时与水箱室的下壁和上壁气密焊接；分别在水箱室两端的下壁上开设一个通孔，再将水冷管道两侧的管口分别水密焊接在通孔处；水箱室和水冷管道形成一个水冷管路系统，冷却水由中间管口进入，从两侧管口流出到水箱室内，再从水箱出水口排出；

第二步，对水冷管路系统进行打压试验：

隔墙钢结构制作完成后，将水箱出水口用盲板密封，再在水冷管道中间管口通水加压，对水冷管路系统进行打压试验，试验压力取设计压力的1.25-1.5倍；

第三步，浇筑不定型耐火材料前准备工作：

1）打压试验完成后，再在水冷管道中部和下部表面包覆一层耐火纤维毯，并用透明胶带将耐火纤维毯缠缚固定；

2）在锚固件表面涂刷一层防水沥青；

第四步，浇筑不定型耐火材料：

1）根据须要的矩形墙体的规格尺寸，采用支模浇筑的方法浇筑不定型耐火材料；

2）对不定型耐火材料浇筑成的矩形墙体进行养护后成型，达到安装条件。

所示第四步中的矩形墙体从下到上分为三次支模浇筑，先浇筑下层不定型耐火材料，待其养护成型后再浇筑中层不定型耐火材料，以此类推浇筑完上中下三层不定型耐火材料。

一种可在线安装的炉内水冷隔墙的安装方法，其特征在于包括如下步骤：

1）将炉体顶部预留好的安装孔打开，将周边不定型耐火材料表面清扫干净；在安装孔的表面固定一圈耐火纤维毯，该耐火纤维毯预先用塑料薄膜包裹好；

2）将本水冷隔墙通过吊装机具整体吊装入炉体安装孔，吊挂钢梁吊挂在炉顶大梁上，用步骤1）中固定好的耐火纤维毯将本水冷隔墙与炉体之间填塞密实；

3）在炉体安装孔与本水冷隔墙的密封面加盖两层耐火砖；

4）先将水箱出水口与炉外排水管连接，再将水冷管道中间管口与炉外进水管连接，并且通水；至此，隔墙进入运行状态。

本发明的有益效果：

1、本发明结构设计合理、性能稳定、安装更换方便，可以在炉外整体组装集成并且能够线安装更换；该隔墙所有组成部件都可以在炉外整体组装成型，并且耐1300℃高温；该隔墙与炉体采用耐火纤维毯软密封连接，可以整体在线安装或者更换，且安装或者更换过程中无需破坏或者改造相关炉体设备设施；

2、本发明的这种特殊设计的隔墙结构简洁明了（为矩形），受力均匀，大大减少了设计过程中存在的问题和风险；

3、本发明可以在炉外整体组装成型，安装更换整体吊装，大大降低了施工安装难度，提高了施工效率，节约了成本；

4、本发明采用水冷形式，冷却效果好，增强了隔墙使用的稳定性，延长了其使用寿命。

附图说明

图1 为本发明整体结构正面示意图（图中水冷管道部分为剖视面）。

图2 为图1中A-A处断面图。

图3 为吊挂钢梁的正面示意图。

图4 为图3中吊挂钢梁的侧面中部剖面示意图。

图5 为独立的单个水箱室时的隔墙钢结构示意图。

图6为有吊挂水箱被分隔为两个水箱室时的隔墙钢结构示意图。

图7 为图6的俯视图。

图8 为本发明安装在炉体上时的正面示意图。

图9为图8中B-B处断面图。

附图标记说明：1—吊挂水箱，2—水冷管道，3—吊挂钢梁，4—水箱出水口，5—吊装耳环，6—锚固装置，7—不定型耐火材料，8—耐火砖，9—耐火纤维毯，10—炉体，11—炉顶大梁，12—限位件。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面以具体的实施例结合附图对本发明做进一步的说明（如图1-9所示）。

一种可在线安装的炉内水冷隔墙，其特征在于：它主要由隔墙钢结构和不定型耐火材料7构成；所述隔墙钢结构包括一个长度与炉体10宽度相匹配的吊挂水箱1，所述吊挂水箱1内部沿长度方向被分隔为多个相同的水箱室或者不分隔只构成一个水箱室；所述每个水箱室下部都固定连接有一个山字形水冷管道2，所述水冷管道2中间的管口依次穿过水箱室中部的下壁和上壁并且与之密封固定连接，所述水冷管道2两侧的管口分别固定连接在水箱室的两端并且与之连通；所述每个水箱室的中部都设有一个水箱出水口4；所述水冷管道2的中部和下部设有若干个锚固装置6，并且包覆有耐火纤维毯；所述不定型耐火材料7同时浇筑在每个水冷管道2的中部和下部，并且将其包覆在其内部形成一块矩形墙体；所述吊挂水箱1的上表面固定有多个吊挂钢梁3和一对吊装耳环5，所述一对吊装耳环5分别位于吊挂水箱1的两端。

所述吊挂水箱1由一个或多个相互独立的水箱室组成，所述多个独立水箱室呈一字形焊接。

所述吊挂水箱1由两个相互独立的水箱室焊接而成，所述两个水箱室的中部均固定连接有一个吊挂钢梁3和一个吊装耳环5，所述两个水箱室之间的焊接处设有一个吊挂钢梁3。

所述吊挂水箱1由两根槽钢气密焊接而成，两端通过钢板气密焊密封成一个长方体中空结构。

所述水箱室的中部设有一个上下贯穿的圆孔，所述水冷管道2中间的管口穿过该圆孔，并且与水箱室的下壁和上壁气密焊接，所述圆孔的直接为水箱室上下壁宽度的二分之一。

所述水冷管道2中间的管口和水箱出水口4均设有法兰管件。

所述不定型耐火材料7浇筑成的一块矩形墙体分为上中下三层，层与层之间用膨胀伸缩缝隔开。

所述锚固装置6为锚固件，所述水冷管道2的中部和下部设有若干个长短不等的锚固件，所述锚固件的表面刷有防水沥青。

所述锚固装置6为隔墙不定型耐火材料托板，所述隔墙不定型耐火材料托板水平布置在水冷管道2的外壁上，所述隔墙不定型耐火材料托板的表面刷有防水沥青。

所述吊挂钢梁3由两根平行放置的槽钢组成，两根槽钢通过在端部焊接钢板固定连接，两根槽钢的下表面焊接有两块限位件12，当吊挂钢梁3吊挂在两根炉顶大梁11上时，两块限位件12同时位于两根炉顶大梁11的内侧并且与之接触。

所述吊挂水箱1上与吊挂钢梁3固定连接处焊接由一块带有螺栓孔的钢板，所述吊挂钢梁3的槽钢的下表面上开设有与之对应的螺栓孔，吊挂钢梁3通过螺栓固定连接在该钢板上。

一种可在线安装的炉内水冷隔墙的制作方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步，制作隔墙钢结构：

1）根据炉体10的宽度制作一个吊挂水箱1，在吊挂水箱1内部水密焊接一块或多块钢板，将其分隔为多个水箱室，再在每个水箱室的上壁上开设一个水箱出水口4，该水箱出水口4水密焊有法兰管件；在吊挂水箱1上壁的两端分别焊接一个吊装耳环5，再在吊挂水箱1的上壁上固定连接多个吊挂钢梁3；

2）根据水箱室的尺寸加工相应规格尺寸的水冷管道2，水冷管道2为山字形，冷却水由中间管口进入，从两侧管口流出；水冷管道2中间管口水密焊接有法兰管件；在水冷管道2的中部和下部焊接若干个长短不等的锚固件；

3)在水箱室的中部开设一个上下贯穿的圆孔，再将水冷管道2的中间管口穿过该圆孔，同时与水箱室的下壁和上壁气密焊接；分别在水箱室两端的下壁上开设一个通孔，再将水冷管道2两侧的管口分别水密焊接在通孔处；水箱室和水冷管道2形成一个水冷管路系统，冷却水由中间管口进入，从两侧管口流出到水箱室内，再从水箱出水口4排出；

第二步，对水冷管路系统进行打压试验：

隔墙钢结构制作完成后，将水箱出水口4用盲板密封，再在水冷管道2中间管口通水加压，对水冷管路系统进行打压试验，试验压力取设计压力的1.25-1.5倍；

第三步，浇筑不定型耐火材料前准备工作：

1）打压试验完成后，再在水冷管道2中部和下部表面包覆一层耐火纤维毯9，并用透明胶带将耐火纤维毯9缠缚固定；

2）在锚固件表面涂刷一层防水沥青；

第四步，浇筑不定型耐火材料7：

1）根据须要的矩形墙体的规格尺寸，采用支模浇筑的方法浇筑不定型耐火材料7；

2）对不定型耐火材料7浇筑成的矩形墙体进行养护后成型，达到安装条件。

所示第四步中的矩形墙体从下到上分为三次支模浇筑，先浇筑下层不定型耐火材料7，待其养护成型后再浇筑中层不定型耐火材料7，以此类推浇筑完上中下三层不定型耐火材料7。

一种可在线安装的炉内水冷隔墙的安装方法，其特征在于包括如下步骤：

1）将炉体10顶部预留好的安装孔打开，将周边不定型耐火材料表面清扫干净；在安装孔的表面固定一圈耐火纤维毯9，该耐火纤维毯9预先用塑料薄膜包裹好；

2）将本水冷隔墙通过吊装机具整体吊装入炉体10安装孔，吊挂钢梁3吊挂在炉顶大梁上，用步骤1）中固定好的耐火纤维毯9将本水冷隔墙与炉体10之间填塞密实；

3）在炉体10安装孔与本水冷隔墙的密封面加盖两层耐火砖；

4）先将水箱出水口4与炉外排水管连接，再将水冷管道2中间管口与炉外进水管连接，并且通水；至此，隔墙进入运行状态。

以上所述的不定型耐火材料7为浇注料、可塑料等。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。