全纤维无水冷结构炉门在环形炉上的应用

工业上环形炉（1384规格7223）常用于加热钢锭，由于钢锭需要装入炉内加热，加热完毕后要从炉内取出，因此环形炉上需设置装、出料炉门。

一、     现有炉门结构

现有装、出料炉门主要有两种开闭形式，一是上下提升式，二是左右平移式。

两种炉门都很常用，其中上下提升式收到炉门自重的影响，常用于加热小规格坯料的环形炉上，而对于加热Φ500圆钢锭的环形炉，通常使用左右平移式装、出料炉门。

二、     现有结构的缺点分析

由于环形炉炉温较高，通常高达1280℃左右，炉门与高温炉气直接接触，为保证炉门使用寿命，在炉门框架内部都采用耐火材料砌筑，一般采用厚度250mm的耐高温的浇注料与厚度50mm的保温效果较好的纤维板的复合结构。浇注料通过锚固砖固定在炉门钢构上，锚固砖一般间距300~500mm布置。

通常浇注料密度为2500kg/m³，纤维板密度为280kg/m³，折算下来总厚度300mm的炉门单位面积的重量为642kg/m³。

对于上下提升式结构，自重对于提升结构的影响之大毋容置疑。左右平移式炉门采用液压缸或电机驱动。因此炉门重量越大，所需推力越大，对提升或牵引机构要求也很高。另外炉门的频繁开闭，自重越大的炉门使用寿命越短，一般仅半年左右就需要更换。

众所周知，耐火材料导热系数越大，保温效果越差。通常浇注料导热系数与纤维板比较，是其8倍多。因此现有设计，通过炉门散热量非常大，导致炉门框架温度高，仅理论计算温度就达到140℃以上，实际使用中框架温度更高，钢构件易氧化，变形损坏，热损失加剧，导致炉门口周围操作环境恶劣。

综上分析，炉门自重非常大是现有设计存在的靠前个问题，对机械设备要求高，也影响炉门使用寿命；第二个问题是炉门保温效果差，现有设计存在炉门散热损失大，操作环境恶劣。

三、     全纤维炉门的结构及特点

为解决环形炉装、出料炉门存在的上述问题，必须改善设计，因此，设计了一种全纤维无水冷结构的炉门。

炉门纤维模块内衬安装前，需要先将炉门衬板焊接好锚固件，为适应1280℃高温工作环境，锚固件材质要采用CR25Ni20，纤维模块要采用含锆型纤维模块，纤维模块厚度270mm。然后再铺上一层普通耐火纤维毯，厚度30mm。将模块背部压条的中心孔与锚固件对齐，使锚固件的头部进入模块上的空心套管内，将与锚固钩头部螺纹配合的螺母放入套筒扳手的头部套筒内，将套筒扳手插入模块的空心套管，旋转扳手，将螺母拧紧在锚固件的头部。螺母，锚固钩的螺杆以及背部压条通过这种方式连接起来，从而将模块固定在炉门衬板上。

四.实施结果

本设计经过多个项目实际检查，得到了认可，具有以下效果。

1.     降低炉门重量，全纤维内衬炉门耐材重量为浇注料内衬炉门的1/10.

2.     全纤维炉门内衬，导热系数低，炉门框理论计算温度为80℃，比浇注料内衬炉门框温度降低了至少60℃，从而大幅度降低炉门散热损失，改善了炉门口处操作环境。

3.     结构简单、安装和操作维护方便、可控性好、动力消耗少。

4.     可实现连续生产、运行非常平稳。

通过改变环形炉（1384规格7223）炉门内衬耐材的结构形式，并经过理论计算和实际检验，解决了现有设计炉门的两大缺陷，提高了炉门的使用寿命，改善了炉门口处操作环境。全纤维无水冷结构炉门在环形炉上具有良好的推广价值。