專利名稱：環(huán)形退火爐爐底板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及工業(yè)爐熱工設(shè)備，具體地是指取向硅鋼環(huán)形退火爐(ROF)中用于承載鋼卷的一種環(huán)形退火爐爐底板。
背景技術(shù)：
環(huán)形退火爐(ROF)中底板是用于承載取向硅鋼卷進行高溫退火的工件，為中空圓盤結(jié)構(gòu)，早期均采用國外進口產(chǎn)品，主要采用耐熱鋼軋制材料制作爐底板，價格昂貴，使用壽命約為2年，為了降低爐底板消耗成本，國內(nèi)在沒有國產(chǎn)市售高溫耐熱鋼軋制或鍛造材料條件下，采用耐熱鋼鑄造制作進行爐底板國產(chǎn)化，價格遠低于進口產(chǎn)品，但壽命也遠低于國外進口產(chǎn)品。由于惡劣的高溫工作環(huán)境、頻繁的升溫與降溫、高溫爐氣對流換熱的不均勻和鋼卷的重壓等多因素的共同作用，引起爐底板變形，形成由爐底板邊緣向中心發(fā)展的 徑向裂紋。由于爐底板變形，導(dǎo)致爐底板表面扭曲不平，使與爐底板接觸的鋼卷端面形成壓印卷邊，開卷后鋼板邊部形成馬蹄狀變形的產(chǎn)品邊浪質(zhì)量問題；同時，裂紋頂部的應(yīng)力集中，加快了裂紋長度與寬度的發(fā)展速度；最終因爐底板破損嚴(yán)重或功能缺失而報廢，導(dǎo)致爐底板使用壽命僅為I年左右，屬于環(huán)形退火爐(ROF)中的高消耗件。此外，由于爐底板用量大，耐熱合金材料價格昂貴，是環(huán)形退火爐(ROF)生產(chǎn)運行的主要成本構(gòu)成。因而，爐底板使用壽命與使用性能是影響取向硅鋼環(huán)形爐退火生產(chǎn)成本、產(chǎn)品邊浪和保證冷軋取向硅鋼工藝完善的關(guān)鍵因素。為此，人們從減少裂紋應(yīng)力、降低裂紋發(fā)展速度的角度，開展了系列延長爐底板使用壽命的研究工作，例如專利號為ZL98235819. 9、名稱為新型的熱處理爐爐底板的中國專利公開了一種外邊緣為梅花形狀的爐底板，花瓣數(shù)量為8 24 ;在熱處理過程中，每個花瓣的凹進部位都將形成裂紋，通過裂紋數(shù)量的增加，分散裂紋應(yīng)力，從而降低裂紋長度與寬度的發(fā)展速度，達到延長爐底板使用壽命的目的，但實際生產(chǎn)應(yīng)用結(jié)構(gòu)表明，使用壽命延長與成本降低不顯著。專利號為ZL99245232. 5、名稱為退火爐中爐底板的墊板的中國專利公開了一種能夠延長爐底板壽命，降低生產(chǎn)成本、避免鋼卷壓印與邊浪的爐底板墊板，通過在爐底板上增設(shè)厚度為20 60mm的圓形金屬板,緩解爐底板變形對鋼卷壓印與邊浪的影響，均化鋼卷對爐底板的壓應(yīng)力，在實際生產(chǎn)中取得了改善鋼卷退火質(zhì)量較好效果，并對爐底板使用壽命有一定的改進效果，但增加了墊板的消耗成本。專利號為ZL200720088599. 4、名稱為新型退火爐底板的中國專利針對邊緣為梅花形爐底板徑向裂紋多、使用壽命相對較低的不足，提供了一種能夠延緩裂紋形成與發(fā)展、減少裂紋數(shù)量、延長使用壽命的新型爐底板，外形結(jié)構(gòu)與梅花形爐底板相似，區(qū)別在于爐底板邊緣為外凸圓弧和圓弧過渡面構(gòu)成；與梅花形爐底板相比，增大了爐底板四周的表面積，一定程度上改善了爐底板的換熱條件；有利于鑄造過程中順序凝固，細化晶粒，提高鑄造質(zhì)量，延長使用壽命。但由于該爐底板邊緣結(jié)構(gòu)復(fù)雜，目前還未見到使用的報道。文獻“賀方平、李立新、彭娟，新型ROF爐底板及結(jié)構(gòu)優(yōu)化，《南方冶金》，2008年，N04”在總結(jié)國內(nèi)爐底板裂紋產(chǎn)生于最終失效原因的理論研究基礎(chǔ)上，提出了一種降低爐底板熱應(yīng)力水平的新型結(jié)構(gòu)，即在爐底板圓盤中增加一些圓孔的應(yīng)力釋放結(jié)構(gòu)，通過模擬計算與結(jié)構(gòu)優(yōu)化，可使應(yīng)力水平在原基礎(chǔ)上降低40%，但目前還未見到試驗驗證與實際使用的報道。綜上所述，由于耐熱鋼成本隨合金元素含量的增加而急劇增加，因而，國內(nèi)外均未采納增加合金元素含量的方式進行爐底板使用性能的改善，目前，國外主要通過延伸耐熱鋼加工工藝，改善耐熱鋼微觀組織結(jié)構(gòu)，提高爐底板使用性能；國內(nèi)則從爐底板結(jié)構(gòu)優(yōu)化與保護角度，延緩裂紋的形成與發(fā)展，改善鋼卷退火質(zhì)量，雖然在實際生產(chǎn)應(yīng)用中取得了一定的效果，但應(yīng)用水平仍較低。因而，改善國產(chǎn)鑄造爐底板使用性能、進一步緩解裂紋的形成與發(fā)展、延長使用壽命等是降低環(huán)形退火爐(ROF)生產(chǎn)成本、改善鋼卷退火質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、制作便捷、使用方便、成本低廉、使用壽命長、使用性能優(yōu)的環(huán)形退火爐爐底板。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型所設(shè)計的一種環(huán)形退火爐爐底板，包括圓盤形的底 板本體，所述底板本體上開設(shè)有中心軸孔，其特殊之處在于所述底板本體上表面設(shè)置有墊板，所述底板本體的外周側(cè)立面為半圓弧面，所述半圓弧面上覆蓋有隔熱涂層，所述隔熱涂層還延伸覆蓋與該半圓弧面相連的底板本體的上表面邊緣環(huán)形區(qū)和下表面邊緣環(huán)形區(qū)，爐底板邊緣輪廓為圓形結(jié)構(gòu)，降低爐底板邊緣的換熱比表面積與換熱速度，從而降低爐底板邊緣的徑向溫差與熱應(yīng)力。作為優(yōu)選方案，所述隔熱涂層厚度為I 5mm，且所述隔熱涂層在底板本體半徑方向由內(nèi)向外逐漸增厚，降低爐底板邊緣區(qū)域的徑向?qū)崤c溫差，使?fàn)t底板邊緣熱應(yīng)力降低到更低的水平；所述隔熱涂層覆蓋的上表面邊緣環(huán)形區(qū)和下表面邊緣環(huán)形區(qū)由內(nèi)側(cè)至底板本體邊緣的徑向?qū)挾葹?0 200mm，進一步降低爐底板邊緣的換熱速度、徑向溫差與熱應(yīng)力。進一步地，所述墊板在與隔熱涂層相對應(yīng)的區(qū)域內(nèi)設(shè)有內(nèi)凹環(huán)槽，內(nèi)凹環(huán)槽的凹陷深度與爐底板上表面的隔熱涂層厚度相同，保證隔熱涂層的隔熱性能，防止?fàn)t底板變形導(dǎo)致的鋼卷壓印與浪邊，提高鋼卷退火質(zhì)量。作為又一種優(yōu)選方案，所述底板本體采用OCr23Ni13耐熱鋼鑄造成型，降低爐底板的制作成本。本實用新型的優(yōu)點在于所設(shè)計的環(huán)形退火爐爐底板能有效降低爐底板使用工況條件下的熱應(yīng)力水平，顯著延緩爐底板裂紋的形成與發(fā)展，延長爐底板使用壽命，同時，遏制爐底板變形對鋼卷壓印與浪邊的影響，改善鋼卷高溫退火質(zhì)量，降低環(huán)形退火爐(ROF)生產(chǎn)成本，使用方便，成本低廉，易利于推廣應(yīng)用。

圖I是本實用新型環(huán)形退火爐爐底板的主視結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖I的A部放大結(jié)構(gòu)示意圖。圖中底板本體1，中心軸孔2，隔熱涂層3，墊板4，內(nèi)凹環(huán)槽41，半圓弧面5。
具體實施方式
[0013]
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的詳細描述。圖中所示的環(huán)形退火爐爐底板，包括圓盤形的底板本體1，底板本體I上開設(shè)有中心軸孔2，爐底板I邊緣輪廓為圓形結(jié)構(gòu)，采用OCr23Ni13耐熱鋼鑄造成型，底板本體I上表面設(shè)有墊板4，墊板4為中空圓盤結(jié)構(gòu)，圓盤直徑與底板本體I直徑相同,底板本體I的外周側(cè)立面為半圓弧面5，半圓弧面5上覆蓋有隔熱涂層3，隔熱涂層3還延伸覆蓋與該半圓弧面5相連的底板本體I的上表面邊緣環(huán)形區(qū)m和下表面邊緣環(huán)形區(qū)η。上述隔熱涂層3厚度為I 5mm,且隔熱涂層3在底板本體I半徑方向由內(nèi)向外逐漸增厚。一般而言，隔熱涂層3覆蓋的上表面邊緣環(huán)形區(qū)m和下表面邊緣環(huán)形區(qū)η由內(nèi)側(cè)至底板本體I邊緣的徑向?qū)挾葹?0 200mm ;墊板4在與隔熱涂層3相對應(yīng)的區(qū)域內(nèi)設(shè)有內(nèi)凹環(huán)槽41，采用雙塊普通碳鋼板拼接制作，內(nèi)凹環(huán)槽41的凹陷深度與爐底板I上表面的隔熱涂層3厚度相同。具體地，一種實施方式為隔熱涂層3厚度最大為5mm，并徑向逐漸增厚，涂刷包裹底板本體I邊緣外側(cè)立面半圓弧面5，上表面邊緣環(huán)形區(qū)m內(nèi)側(cè)至底板本體I 邊緣的徑向距離為50mm，下表面邊緣環(huán)形區(qū)η內(nèi)側(cè)至底板本體I邊緣的徑向距離為50mm，內(nèi)凹環(huán)槽41凹陷深度為5mm。另一種實施方式為隔熱涂層3厚度最大為Imm,并徑向逐漸增厚，涂刷包裹底板本體I邊緣外側(cè)立面半圓弧面5，上表面邊緣環(huán)形區(qū)m內(nèi)側(cè)至底板本體I邊緣的徑向距離為200mm，下表面邊緣環(huán)形區(qū)η內(nèi)側(cè)至底板本體I邊緣的徑向距離為200mm,內(nèi)凹環(huán)槽41凹陷深度為1mm。再一種實施方式為隔熱涂層3厚度最大為3mm,并徑向逐漸增厚，涂刷包裹底板本體I邊緣外側(cè)立面半圓弧面5，上表面邊緣環(huán)形區(qū)m內(nèi)側(cè)至底板本體I邊緣的徑向距離為150mm，下表面邊緣環(huán)形區(qū)η內(nèi)側(cè)至底板本體I邊緣的徑向距離為150mm，內(nèi)凹環(huán)槽41凹陷深度為3_。
權(quán)利要求1.一種環(huán)形退火爐爐底板，包括圓盤形的底板本體(I)，所述底板本體(I)上開設(shè)有中心軸孔(2)，其特征在于所述底板本體(I)上表面設(shè)置有墊板(4)，所述底板本體(I)的外周側(cè)立面為半圓弧面(5)，所述半圓弧面(5)上覆蓋有隔熱涂層(3)，所述隔熱涂層(3)還延伸覆蓋與該半圓弧面(5)相連的底板本體(I)的上表面邊緣環(huán)形區(qū)(m)和下表面邊緣環(huán)形區(qū)(η)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的環(huán)形退火爐爐底板，其特征在于所述隔熱涂層(3)厚度為I 5_，且所述隔熱涂層(3)在底板本體(I)半徑方向由內(nèi)向外逐漸增厚，所述隔熱涂層(3)覆蓋的上表面邊緣環(huán)形區(qū)(m)和下表面邊緣環(huán)形區(qū)(η)由內(nèi)側(cè)至底板本體(I)邊緣的徑向?qū)挾葹?0 200mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的環(huán)形退火爐爐底板，其特征在于所述墊板(4)在與隔熱涂層(3)相對應(yīng)的區(qū)域內(nèi)設(shè)有內(nèi)凹環(huán)槽(41)，所述內(nèi)凹環(huán)槽(41)的凹陷深度與底板本體(I)上表面的隔熱涂層(3)厚度相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的環(huán)形退火爐爐底板，其特征在于所述底板本體(I)采用OCr23Ni13耐熱鋼鑄造成型。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的環(huán)形退火爐爐底板，其特征在于所述底板本體(I)采用OCr23Ni13耐熱鋼鑄造成型。
專利摘要本實用新型公開了一種環(huán)形退火爐爐底板，包括圓盤形的底板本體，所述底板本體上開設(shè)有中心軸孔，其特殊之處在于所述底板本體上表面設(shè)置有墊板，底板本體的外周側(cè)立面為半圓弧面，所述半圓弧面上覆蓋有隔熱涂層，所述隔熱涂層還延伸覆蓋與該半圓弧面相連的底板本體的上表面邊緣環(huán)形區(qū)和下表面邊緣環(huán)形區(qū)，本實用新型所設(shè)計的環(huán)形退火爐爐底板能有效降低爐底板使用工況條件下的熱應(yīng)力水平，顯著延緩爐底板裂紋的形成與發(fā)展，延長爐底板使用壽命，同時，遏制爐底板變形對鋼卷壓印與浪邊的影響，改善鋼卷高溫退火質(zhì)量，降低環(huán)形退火爐(ROF)生產(chǎn)成本，使用方便，成本低廉，易于推廣應(yīng)用。
文檔編號C21D1/26GK202543253SQ20122014483
公開日2012年11月21日 申請日期2012年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月9日
發(fā)明者歐陽德剛, 羅安智, 蔣揚虎 申請人:武漢鋼鐵(集團)公司