CN101134988B - 加热炉用耐火物单元 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种二重结构耐火物单元(100)，由莫来石材质的氧化铝和硅石材质的物质在1000℃～1700℃的高温下烧结成的半圆形耐火物单元本体(102)相互接合而成，围包加热炉冷却棒(4)并具有保温功能的陶瓷纤维(101)附着在该本体内部。其中该耐火物单元本体(102)中，有贯通陶瓷纤维而形成的具有单台阶(111)的孔隙(110)，具有能阻挡停留单台阶(111)的头部(121)和柱子部(122)的空心插入性锚钉(120)插入到熔接孔里，把柱子部末端熔接在冷却棒(4)上。本发明的耐火物单元保护加热炉内部水冷棒并提高其寿命，把以往的烧铸性作业换成单元化来缩短工期，延长修理周期，从而降低施工费用并降低生产成本。

Description

加热炉用耐火物单元

技术领域

本发明涉及为保护制铁工程中的热轧加热炉的滑管和支托架的加热炉用耐火物单元。具体涉及关于缩短板块热处理的加热炉修理工期并延长修理周期，使工本费用降低，从而能够降低生产成本的加热炉用耐火物单元。 

背景技术

一般在制铁工程中，热轧加热炉作为把延铸工程中铸造的板块加热到压延所需温度的设备，像图1所示那样板块1依喷冷却水的多个滑管2的前、后、垂直方向往返运动而移动的同时，板块1在滑管2上停顿一下，这时为防止滑管2和支撑它的支托架3在高热和从板块1流下的热消耗，在管道4表面浇铸了不定型耐火物。 

通常像上述加热炉的滑管耐火施工作业是图2所示那样，通入冷却水11的管道4的外周边先施工锚钉13和陶瓷14，其周围设置空心圆筒型装置15，并用压送器注入烧铸性耐火物16来做成耐火物单元。 

但是这种现有的施工方法由于是在狭小封闭空间进行加热炉修理作业，给作业者加重作业负担，降低作业效率。另外，一般以一两年为周期进行加热炉修理作业，滑管和支托架用耐火物16应当施工成能够长期坚持住加热炉内约1400℃的高温。 

但是上述现有方式是很难确保修理期限限制带来的施工耐火 物16的充分保养和干燥时间，因此在升温过程中由于内部蒸气压使烧铸性耐火物16暴裂或发生裂纹，而诱发使用中的局部耐火物的脱落现象。 

为了确保绝热性，烧铸性耐火物16和管道4之间插入的陶瓷14因其结构强度的脆弱性和伸缩性，不能具有固定形状，由于几乎没有强度，施工时易发生尺寸偏差，因而长期使用时因高温发生烧结或压榨现象而发生烧铸性耐火物16的结构性问题。特别是，在加热炉的1400℃温度下长期使用时，因烧铸性耐火物和陶瓷之间线膨胀系数之差，从接触面侵入的气体使滑管4的外面和锚钉13发生氧化现象，由外部应力发生损伤，因而丧失支撑力而发生耐火物的脱落现象。 

上述现有滑管用耐火物单元具有较高的作业负荷，因耐火物的脱落使滑管器件4内冷却水温度上升，引起作业不安全，并由于加热缩短耐火物单元的修理周期，因而提高生产成本。 

为了克服上述缺点，在韩国第2001-0048087号专利公开中有图3a和图3b所示的在制铁过程热轧加热炉中保护滑管的耐火物单元。它是由两部分组成，这两个耐火物半圆器件20是事先制成的，上述耐火物半圆器件20是由耐热可铸物21和绝热可铸物22来铸成，与滑管4相接触的绝热可铸物22的内侧设有具备锚钉31的铁皮带30，这些耐火物半圆器件20是通过贯通它们的孔40和铁皮带30与滑管4熔接结合的。 

但是，图3a和图3b所示的耐火物单元有如下问题，为了需要把固定用锚钉31在半圆器件20内事先成形，因此需要额外的锚钉设置作业。不仅需要这种为锚钉和铁皮带的模具构造和解体作业，还需要保养与烧结时间，这样随铸造作业的采用而增大的比重使全 体重量增大。 

发明内容

本发明是为了克服上述现有方式的问题而进行的。本发明的根本特点在于：对于内含陶瓷的二重结构耐火物单元，避免了熔接于冷却棒的铁皮带和铁皮带固定用锚钉设置作业，换成把锚钉从耐火物单元外部插入来熔接冷却棒，使耐火物单元制作工程大大简化，这样来制造加热炉耐火物单元。 

本发明的另一特点是改善陶瓷纤维和可铸耐火物的弱点，提供了单一结构的耐火物单元。 

上述单一结构耐火物单元，作为其加工陶瓷纤维，使用有机和无机粘合剂的不定形粉末状态的陶瓷可铸形态和形成陶瓷纤维结合结构形态，避免了急热、急冷的热冲击下的剥落和断裂，比起已有耐火物增加加热炉内的寿命，期望具有绝热性、耐火性的复合状态的性质。 

为达成上述目标的本发明的初始试验中使用的具有二重结构的耐火物单元，是把莫来石质氧化铝和硅石在1000℃～1700℃温度中烧成的半圆形耐火物单元本体相互接触而成的二重结构耐火物单元，围绕冷却棒并具有保温功能的陶瓷纤维在耐火物单元本体内部附着。在该耐火物单元本体上有贯通陶瓷纤维而形成的单台阶熔接孔隙，具有阻挡停留单台阶的头部和柱子部的空心插入性锚钉插入到熔接孔隙里，熔接柱子末端和冷却棒，这是本发明的结构性技术特征。 

本发明中所使用的插入性锚钉具有矩形、正四边形或圆形的头部，靠灰泥相互密封接合的耐火物本体里为保持绝热包含 

形 或

形的接合部更好。 

本发明的另外实施例是具有单一结构的加热炉耐火物单元，是在具备和冷却棒外表面相同曲面的铁皮带上放射状地固定了锚钉的单一结构耐火物单元。通过锚钉形成的内部要被固定的半圆形耐火物单元是由含有氧化铝和硅石的物质来制作，开出使贯通单元本体的熔接棒能够接触铁皮带的熔接棒插入孔，并用熔接棒熔接铁皮带和冷却棒，是本发明的又一个结构性技术特征。 

在本发明的单一结构炉耐火物单元中，靠灰泥相互密封接合的单元本体里为保持绝热最好把接合部作成形状或

形状。 

还有在半圆形耐火物单元本体内侧，围绕着冷却棒，可以附着具有保温能力的绝热材料，该绝热材料可以利用陶瓷纸、以陶瓷纤维加工的制品，还可以用蛭石或玻璃纤维中的一种。 

附图说明

图1显示加热炉内的滑管、支托架和板块的模式图； 

图2是滑管、支托架的制作方法的剖面图； 

图3a是已有技术的滑管耐火物单元的分解立体图； 

图3b是图3a所示耐火物单元的组装剖面图； 

图4是能适用于本发明第一实施例的加热炉支托架的耐火物单元的分解立体图； 

图5a是图4所示耐火物单元的组装剖面图，是图6中的Va-Va线剖面图； 

图5b是图5a所示耐火物单元的另一种变形例的组装剖面图； 

图6是图5a中的VI-VI线剖面图； 

图7a至图7c是固定用锚钉形状的立体示意图；

图8和图9是示意耐火物单元接合部形状的剖面图； 

图10是能适用于本发明第一实施例的耐火物单元的滑管形态的剖面图； 

图11是能适用于本发明第二实施例的加热炉支托架的陶瓷纤维制品来加工成的耐火物单元的分解立体图； 

图12是作为示于图11的陶瓷纤维制品来加工成的耐火物单元的组装剖面图，是图13的XII-XII线剖面图； 

图13是图12中的XIII-XIII线剖面图； 

图14是图示陶瓷纤维单元接合部的另一种变形例的剖面图； 

图15至图17是依据本发明第二实施例的陶瓷纤维制品来加工成的耐火物单元，能够适用于滑管状态的示意剖面图； 

图18a是能适应于本发明第三实施例的陶瓷纤维制品来加工成的耐火物单元的剖面图，是图19中的XVIIIa-XVIIIa线剖面图； 

图18b是和图18a所示相同的陶瓷纤维制品来加工成的耐火物单元的剖面图，显示接合部的差异；以及 

图19是图18a中的XIX-XIX线剖面图。 

具体实施方式

下面参照依据本发明提出的加热炉耐火物单元可能的实施例并参照附图来给予详细说明： 

图4是依据本发明第一实施例的具有二重结构的耐火物单元的分解立体图，二重结构的耐火物单元100包括由莫来石质氧化铝和硅石质物质在1000℃～1700℃温度中烧成的两个半圆形耐火物单元构成的本体102，围包加热炉冷却棒4来执行保温功能的陶瓷纤维101附着在该本体内部，该耐火物单元本体102像图5a一样利用灰 泥103来相互密封接合。

再参照图4，耐火物单元本体102里，具备单台阶111(参照图5a)的孔隙110能够贯通陶瓷纤维来形成。在这些孔隙110里，具备阻挡停留单台阶111的头部121和柱子部122的空心插入型锚钉120像图5a那样被插入，用熔接机和熔接棒(没有图示)把柱子部122的末端和冷却棒4溶接于熔接部160，从而把耐火物单元本体102固定在冷却棒4上。 

在图7a至图7c中所看到的那样，插入性锚钉120具有矩形、正四边形或圆形的头部121，耐火物单元本体102的孔隙110的入口的形状应该具有与头部121相同的形状，但可以采用所示形状以外的5角形、6角形等多种形状。 

下面说明把本发明中的具有单一结构的耐火物单元100设置在冷却棒4的状况。首先撤出冷却棒4上已有的耐火物，清扫干净冷却棒4的表面，使耐火物单元本体102和冷却棒4能够很好地熔接。 

然后要把一件耐火物单元本体102安置在要施工的冷却棒4部位，把插入性锚钉120插入到孔隙110中后，把锚钉120的头部121牢牢摁住，用没有图示的熔接机和熔接棒像图5a至图6那样把支撑部122末端和冷却棒4相互熔接，从而将一个耐火物单元本体102和冷却棒4固定起来。 

然后，另一个耐火物单元本体102也按上述方法熔接固定在冷却棒4上，把插入锚钉120的孔隙110部分用和耐火物单元本体102类似的物质来堵住。 

在图5a中相互接触耐火物单元本体102的部分是用灰泥103来堵住，这种灰泥103是可以用堵住耐火物单元本体102的孔隙110 时所用的物质一样的物质来替换。 

这样，耐火物单元施工中，不让单元之间缝隙的热侵透现象发生，从而发挥所希望的绝热效应。为此，本发明给出了像图8和图9所示同样的方法。 

图8和图9中显示了本发明的变形例。在这里靠灰泥103相互密封接合的耐火物单元本体102中包括了用于维持绝热的接合部102a，该接合部102a可以具有像图8中的

形状，也可以是像图9中的

形状。 

像上述说明一样，本发明的二重结构的耐火物单元的施工很简单，解体作业也很简单。当进行解体作业时，只需解除受损部分而简化解体作业，并没有必要清扫冷却棒4而干净地进行解体。 

依据本发明制作的耐火物单元由高温用陶瓷纤维的接合结构构成，因而具有出色的绝热性，并避免发生因内热冲击引起的剥落和断裂现象。还有本发明的单元是由陶瓷纤维制造的，因此比起已有铸入式单元比重很轻，因而能在狭小、高空空间很好实施作业。 

在图5b示意了本发明的变形例。在此除了绝热材料陶瓷纤维101更倾斜地形成之外都是与图5a的相同，因此省略其详细说明。 

图5a、图8和图9显示的是本发明能适用于支托架状态的剖面图，而图10是能适应于滑管状态的剖面图，在此省略它们的详细说明。 

在图11中显示了根据本发明另一个实施例的单一结构耐火物单元200的分解立体图。这个单一结构的耐火物单元200是在具有与冷却棒4外表面相同曲面形状的铁皮带204上放射状地固定了锚钉205，类似于图3所示单元，但本发明的实施例具有单一结构。 

本发明的单一结构耐火物单元的特性列于下表。

【表1】 

单一结构耐火物单元202的物性。 

上述表1所示出的那样，半圆形耐火物单元本体202是通过锚钉205像图12和图13那样固定在其内部，而耐火物单元本体是由含有氧化铝和硅石的物质制作的，形成贯串单元本体202来把熔接棒210接触到铁皮带240的熔接棒插入孔220，然后用熔接棒210把铁皮带204和冷却棒4溶接到熔接部160来实现接合。 

再参照图11，在靠灰泥103(参照图12)来相互密封接合的单元本体202中，为保持绝热，形成了

形状接合部202a，这个 接合部202a像图14、图15那样具有

形状，从外部能使冷却棒4的冷却效率极大化。 

图12、图14说明本发明实施例对于支托架的可行性示意，图15至图17是对于滑管的可行性剖面示意图，本发明允许采用本示意图之外的其它形式。 

图18a、图18b和图19中示意了本发明的不同实施例，这里除了半圆形耐火物单元本体202内侧还附着着围包冷却棒4来执行保温功能的绝热材料230之外，和图12至图14所示单一结构耐火物单元是相同的，因此省略它们的说明。只给出对本发明必需的组成因素的说明。 

从图19可知，绝热材料230可由陶瓷纸或毡来构成，也可由能够绝热的其它材料来构成。 

这样，依据本发明的耐火物单元与已有的烧铸性单元比较有很多不同点。和美国“S社”的对比如下： 

比较例

  

	烧铸性单元(美国S社)	本发明
			结构	二重结构	单一结构
主成分	一般 烧铸性+氧化铝水泥	Al2O3+SiO2
			绝热性	——	比烧铸性单元高3倍
比重	2.49Kg/cm3	1.45Kg/cm3
			热传导度(550℃)	1.59Kcal/mh℃	0.46Kcal/mh℃
热传导度(1,100℃)	1.89Kcal/mh℃	0.51Kcal/mh℃
			金属锚钉的耐热性	在1,200℃重量变化+0.39％	在1,200℃重量变化+0.12％
外观状态(外部)	因钢纤维氧化，耐火物变质	表面状态良好
			外观状态(内部)	因钢纤维氧化，耐火物变质	表面状态良好

[0064] 如上所述，在依本发明的第一实施例的二重结构耐火物单元中不必进行把铁皮带熔接在冷却棒的作业和设置固定这个铁皮带的锚钉的作业，把锚钉从耐火物单元外部插入的方式熔接在冷却棒上，从而大大简化了作业工程。并且，依本发明的其它实施例的单一结构耐火物单元，是作为加工陶瓷纤维，用有机或无机结合剂做成不定形粉末状态的陶瓷可铸形状，以陶瓷纤维结合结构构成，避免因急热、急冷的热冲击引起的剥落、断裂现象，比起以往耐火物延长加热炉内的寿命，并具有复合绝热性和耐火性的优点。 

尽管本发明参照所附图形来进行说明，但本发明并不局限于此，在权利要求范围内，可有许多变形和修正的方案。 

例如，插入性锚钉120除了图7a至图7c所示形状外，可采用5角形以上多边形形状头部121；接合部102a，202a的形状也可以采用图示的其它形状。

Claims (3)

1.一种二重结构耐火物单元，包括由莫来石材质的氧化铝和莫来石材质的硅石在1000℃～1700℃高温烧结成的半圆形耐火物单元本体，所述本体相互结合形成二重结构耐火物单元，围包加热炉冷却棒的具有保温功能的陶瓷纤维附着在所述本体内部，其特征在于：

在上述耐火物单元本体中贯通陶瓷纤维而形成具有单台阶的孔隙；

具有能阻挡停留上述单台阶的头部和柱子部的空心插入性锚钉插入到上述孔隙，把柱子部的末端熔接在上述冷却棒上。

2.根据权利要求1所述的二重结构耐火物单元，其中所述插入性锚钉具有矩形、正四边形或圆形形状的头部。

3.根据权利要求1所述的二重结构耐火物单元，其中在靠灰泥相互密封接合的耐火物单元本体中，形成有用于维持绝热的接合部，其中所述接合部具有

形形状或

形形状。

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