[发明专利]一种利用靶向加热元件进行加热炉改造的方法

说明书

本发明涉及一种利用靶向加热元件进行加热炉改造的方法，包括：(1)选择确定所要安装的靶向加热元件的原料材质；(2)计算确定靶向加热元件安装密度和数量；(3)在加热炉炉膛的炉顶和侧墙上做靶向加热元件基体；(4)在炉膛的炉顶和侧墙上安装靶向加热元件，以烧结材料连接靶向加热元件与炉衬，冷态时机械固定；(5)用红外热辐射纳米材料对炉膛内部整体进行涂装处理；(6)按照升温曲线烘炉，烘炉后靶向加热元件与炉衬烧结形成整体。本发明的改造方法可大幅度强化炉膛内的辐射传热，延长炉衬使用寿命，节能降耗。

技术领域

本发明涉及一种加热炉的节能改造方法，具体涉及使用靶向加热元件进行加热炉的改造，属于热能工程领域。

背景技术

工业窑炉的节能降耗一方面可以从高温烟气所携带的大量物理显热的高效利用考虑，另一方面还可以从窑炉的结构设计、炉衬材质优化和高温热辐射原理综合考虑。

在煅烧技术中，由于煅烧用的加热炉体量很大，热量会汇聚于加热炉的上方，导致加热炉内上下温度差别大。而煅烧件往往处在加热炉下部，这就导致不能对煅烧件进行最有效的煅烧。

为改变这一现状，日本川崎钢铁公司水岛钢铁厂在轧钢加热炉的加热段上，加装一些块状耐火物体，其目的是将一部分对流传热转化为辐射传热，以提高传热效率，取得了节能5％～8％的效果，但该技术在实施上有一定的难度。

经过大量市场调研和技术攻关，本公司开发出最新一代节能产品——靶向加热元件。此靶向加热元件集外观设计、新材料制备技术和纳米热辐射涂层于一体，其中，科学精密的外观设计使此元件具有最大的对外辐射面积，从而具有最大的辐射能；借助纳米技术制备的耐高温轻质高强微孔材料具有显著的保温隔热性能；而耐高温热纳米辐射涂层赋予该靶向加热元件即使在高温下也具有很高的发射率。本公司拥有关于靶向加热元件的多项专利技术——窑炉圆柱形的靶向加热元件(201520004196.1)、窑炉半球形靶向加热元件(201520004197.6)、炉窑杯形靶向加热元件(201520004057.9)等。

在制造出优质靶向加热元件的同时，结合目前加热炉内存在能耗浪费的现状，如何为加热炉量身定做一套节能改造方案成为目前的突出问题所在。如何通过在加热炉内利用靶向加热元件进行节能改造，如何解决轧钢过程中热能散失引起能耗浪费的问题，这是目前困扰相关技术人员的关键问题。

发明内容

本发明的目的在于利用靶向加热元件进行加热炉改造，可有效解决目前加热炉能耗浪费的问题。

本发明提供一种利用靶向加热元件进行加热炉改造的方法，包括如下步骤：

S101根据加热炉炉况、生产负荷、煤气消耗量参数，选择确定所要安装的靶向加热元件的原料材质；

S102计算确定靶向加热元件安装密度和数量；

S103在加热炉炉膛的炉顶和侧墙上做靶向加热元件基体；

S104在炉膛的炉顶和侧墙上安装靶向加热元件，以烧结材料连接靶向加热元件与炉衬，冷态时机械固定；

S105用红外热辐射纳米材料对炉膛内部整体进行涂装处理；

S106按照升温曲线烘炉，烘炉后靶向加热元件与炉衬烧结形成整体。

进一步，在步骤S101中，靶向加热元件的原料材质为高纯纳米级99.99％氧化铝或莫来石粉。

进一步，在步骤S102中，靶向加热元件在炉顶的安装密度为m，侧墙安装密度为n，m和n的取值根据炉顶和侧墙的承重负荷确定。

进一步，m的取值范围为40～60个/m2，n的取值范围为30～40个/m2。