炉体钢结构

特点：原炉基础及钢结构可不动，在炉两侧增加蓄热室及连通管道。但体积庞大，喷口布置受限，空、煤气混合不好，燃烧效率降低，炉温均匀性差，炉体散热增加一倍以上，造价高，操作复杂，维护费用高，适合于任何热值燃料的老炉型改造。

特点：原炉基础及钢结构可不动，在炉两侧增加蓄热式烧嘴，施工简单。但管道复杂受炉体钢结构限制，烧嘴体积无法很大，烧嘴内部蓄热体较少，换向时间较短。蓄热体必须水平布置，使用蜂窝体蓄热量小，成本高，寿命短；使用陶瓷球技术难度大，喷口布置受钢结构限制，空、煤气混合不好，燃烧效率降低，炉体散热增加，造价高，操作复杂，维护费用高，适合于较高热值煤气单预热形式的老炉型改造。2100433B

特点：集燃烧、余热回收系统及炉体为一体，有效利用炉墙及炉底空间，散热少，热效率高，很容易做到空、煤气双预热，燃烧喷口布置不受钢结构限制，喷口密布炉温均匀性好，可实现低氧化加热。但设计及施工要求较高，适合于任何燃料热值的新建炉型。

在电炉内，由于电弧放出的高温使炉料熔化和进行还原反应而生成合金。炉体内由炉衬构成圆桶形炉膛，三相电极呈正三角形垂直布置在炉膛上部。电极下部是主要反应区，电能通过电弧和电阻转化为热能。炉膛直径、深度、电极与炉膛的相对位置等几何尺寸对炉内电流分布和温度分布影响很大。由于反应温度高达2000℃以上，炉体的容积一般大于反应的空间，使反应区与炉衬之间留存一层炉料，用以保护炉衬。

炉体由炉壳、炉衬和出铁口等组成。炉壳大部分为圆桶形或倒锥形，用16～25mm厚的锅炉钢板焊接制成，并装设水平加固圈和横竖加强筋加固。出铁口流槽用钢板焊接或铸钢制成。

炉体采用炭砖砌筑的炉衬，要求在炉壳的焊接接口处必须焊上薄钢板以密封接缝，以防止炉壳受热后接缝松开，漏入空气而使炭砖氧化。炉壳的底面是水平的，固定式炉子的炉体浮放在间隔布置的工字钢梁上，这样在受热时，炉壳和工字钢梁都能自由膨胀而不互相影响。工字钢梁之间形成炉底的空气通道，有利于炉底冷却。

炉体炉壳

炉壳是立式退火炉重要设备之一，也是隔绝炉内气氛与外界气氛的主要屏障，使带钢在相对独立的环境中实现热处理功能。炉壳是耐火材料的主要载体，包括炉底的轻质隔热砖，侧墙及顶部的陶瓷纤维，还有实现耐火材料固定的锚固钉及保护板都是炉壳的主要组成部分。炉壳也是全部炉体设备的支撑架，包括炉辊、辐射管、燃气系统、冷却系统、保护气体系统、温度控制系统、纠偏系统、摄像头等都是固定安装在炉壳上。在冷却段，炉壳与风箱还可设计为一体，实现炉壳风箱一体化，简化了设备结构，实现了两种功能。其炉壳结构布置见右图1。

（1）辊室区域炉壳。辊室区域的炉壳位于炉子的顶部和底部，炉壳上安装的附件较多，如辊盖、顶盖、检查孔、板温计孔等设备，对于辊室炉壳的制作和安装形式，目前有两种方式：第一种是单片式结构，就是将顶部炉壳以片状结构制作，并在现场进行拼装。这种单片式结构有利于批量运输，但是给现场的安装留下了很大的工作量；第二种是箱式结构，就是将单片制作的侧板、顶板进行预组装，形成一个箱式整体，内部的锚固钉可预先焊接，并可对部分相关的安装尺寸进行校核修正，这样就减少了现场的施工量和校正工作。但是箱体结构成型后体积较大，不利于运输。

（2）辐射管区域炉壳。辐射管区域炉壳位于炉子传动侧和操作侧，立面安装，壳体上主要有辐射管的安装法兰，以及取样孔、热电偶孔等辅助装置。对于侧板的制作和安装，一般采用单片式制作和安装，非常有利于批量运输。

（3）顶板和底板。顶板位于炉子顶部，水平安装，以炉子侧板为支撑。壳体上主要有顶盖安装法兰、检查孔（穿带孔）、排气管道、板温控制仪孔等设备。

底板位于炉子的底部，水平铺设在炉子的钢结构上，以加热段中部作为固定端可向两端进行自由滑动，炉底板设计有底盖的安装法兰。

（4）炉子顶盖。炉子顶盖位于炉子顶部，是异常情况下人员对设备进行处理的进出口，或者是定期对炉内设备进行检查的进出口。顶盖设计有较厚的钢制法兰，可采用平面高温硅胶密封或法兰止口高温硅胶密封，在与炉内高温气体接触的一侧，安装有具备隔热性的隔热陶瓷纤维，并用锚固钉和保护板进行固定。

（5）炉子底盖。炉子底盖位于炉子底部，是异常情况下检修人员对设备进行处理的进出口，或者是检修人员定期对炉内设备进行检查和清理的进出口。底盖由较厚的钢制结构支撑，采用止口高温硅胶密封，在与炉内高温气体接触的一侧进行安装。采用具备隔热性能的隔热砖砌筑，并用锚固钉和保护板进行固定。

（6）炉子辊盖。炉子辊盖位于炉子两侧的炉辊区域，用于炉辊的拆装，辊盖一般由较厚的钢板制成，采用平面高温硅胶密封，与炉内高温气体接触的一侧，安装有具备隔热性能的隔热陶瓷纤维，并用锚固钉和保护板进行固定。

炉体耐火材料及保护板

在退火炉炉内，由于带钢退火工艺的需要，加热炉炉内温度高达900℃以上，而炉外温度只有20-30℃，与室温相比温度差将近900℃，所以通过选择合适的耐火材料及相应的耐火材料厚度，就能保证炉内温度的稳定，降低热能损失，减少温度对外部设备的影响。目前在立式炉内一般采用两种类型的耐火材料：一种是含有氧化铝的陶瓷纤维，另一种是轻质隔热砖。

（1）陶瓷纤维。常用的陶瓷纤维密度为96kg/m³或128kg/m³，其质量较小，在立面施工中基本不受高度的影响，对炉壳及钢结构的承重影响也较小，可明显降低炉子的总体重量。其绝热性能也好，可减少炉内温度对外的热能损失。另外，低热容量也可以提高炉内温度控制响应的及时性。较好的稳定性，可使陶瓷纤维在长寿命下性能恒定。由于陶瓷纤维易加工和成型，所以使其制造和施工也容易，方便。目前主要用于炉侧墙、炉顶、炉顶盖、辊盖等设备的隔热保温。但是其纤维结构的特殊性使之不耐压也不耐碰撞，故无法抵御炉内的强气流冲刷，使用时必须加以保护。

（2）轻质隔热砖。轻质隔热砖有较低的热导率，可有效地减少炉子的热能损失，较低热容可以提高炉内温度控制响应的及时性。轻质隔热砖较陶瓷纤维的密度大，使之具有一定的耐压耐冲击性，标准的尺寸易于施工和砌筑。例如常用的TJM23，使用温度为1260℃，密度约为500kg/m³，而TJM26，使用温度为1425℃，其容重可达到800kg/m³，主要用于炉底结构及底盖的隔热。炉子底部耐火材料结构见下图2。

（3）不锈钢保护板及锚固钉。不锈钢保护板是对耐火材料进行保护、防止气体对陶瓷纤维冲刷的屏障，也可减少人或其他物体对耐火材料的冲击。因增加了其抗冲刷性，就减少了耐火材料散落、扩散、附着在设备或带钢上的机会，由此提高了带钢的表面质量。根据不同的使用温度其不锈钢材质有所不同，在低温区一般选用AISI304或AISI410材质的不锈钢板，在高温区则选用AISI309或AISI310材质的不锈钢板，通常不锈钢板使用厚度在0.8- 1mm之间，通过焊接在炉壳上数以万计的锚固钉进行固定，将其铺设在陶瓷纤维及轻质隔热砖表面，可防止带钢跑偏对耐火材料的刮擦，减少保护气体对陶瓷纤维的冲刷，增强陶瓷纤维的抗压性。

炉体炉体钢结构

炉体钢结构提供炉子的全部支撑，并且要满足退火炉与支撑机构间的膨胀要求，提供维修与操作的通道（包括通往合金化炉的多层通道）。

退火炉钢结构主要包括支撑结构、平台、梯子及栏杆等。退火炉钢结构由结构钢经高强螺栓联结和焊接而成。在退火炉的传动侧有活动平台，以方便厂房吊车拆装炉辊和辐射管。平台均为自立式，平台不与炉壳连接。退火炉钢结构也要满足预热段循环通道和快冷段循环通道布置的要求。炉子底盖将考虑放置在传动侧的第二层平台下。炉体钢结构见右图3。