CN105829820B - 流出孔整修 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于整修流出孔的方法。该方法包括以下步骤：A在电弧炉、鼓风炉或冶炼炉的下部穿过流出孔砖块制成流出孔通道；以及B复原所述流出孔通道以形成整修的流出孔；其特征在于以下步骤：1.将包括壳体的预制中空耐火的流出孔插入件可拆卸地连接到泥炮，其中所述流出孔插入件包括：a.轴向方向上的第一端部和第二端部，其中所述第二端部是封闭的，b.布置在所述第一端部的开口，c.轴向方向上的中空通路，其中通过所述开口能够进入所述中空通路，d.布置于所述壳体中的至少一个横向通孔，2.将所述流出孔插入件插入所述流出孔通道中，其中所述泥炮与所述流出孔插入件和所述流出孔通道流体地耦接，3.将灌浆材料从所述泥炮注入所述流出孔插入件中并且通过所述通孔注入所述流出孔通道中，以及4.使所述流出孔插入件与所述泥炮断开连接。

Description

流出孔整修

技术领域

本发明大体上涉及一种用于整修(refurbishing)电弧炉、鼓风炉或冶炼炉的流出孔(tap-hole)的方法。此外，本发明涉及流出孔插入件，所述流出孔插入件可以插入电弧炉、鼓风炉或冶炼炉的流出孔通道中以形成整修的流出孔。

背景技术

本领域众所周知，电弧炉、鼓风炉或冶炼炉的流出孔暴露于极端条件。熔融炉渣和金属通过布置在电弧炉、鼓风炉或冶炼炉的下部的一个或多个流出孔从这样的炉子排出。由于高温和恶劣的环境，每次排出金属或炉渣时，流出孔都会磨损。因此，在必须更换流出孔之前，每个流出孔只能用于有限次数的流出(tap)。在更严重的过程中，流出孔在大约100次流出(相当于连续运行2周或3周)之后已经磨坏。

当前，通过手动地用预成型砖重建每个流出孔来整修流出孔，所述预成型砖黏在电弧炉、鼓风炉或冶炼炉的磨坏流出孔中，从而形成“整修的”流出孔。在将新砖手动地放入适当位置之前，必须从热的流出孔周围移除旧砖。

由于在修复流出孔之前必须将每个电弧炉、鼓风炉或冶炼炉停机，因此尽可能快地进行修复是很重要的。冷却电弧炉、鼓风炉或冶炼炉将需要额外的升温时间，这意味着额外的生产和能量损失。一旦修复，就需要流出孔尽可能长时间地处于工作状态。因此，由专业工匠进行修复是很重要的。很难找到这样的工匠并且他们的工作相当危险，这是因为旧砖以及电弧炉、鼓风炉或冶炼炉的外壳即使在电弧炉、鼓风炉或冶炼炉已经停机时仍然非常热(约500℃-600℃)。为了防止工匠受到伤害，必须非常仔细地进行修复流出孔的程序。

由于工匠在危险区域工作，往往不能很好地安置用于整修流出孔的预成型砖。结果，排出的金属或熔融炉渣可能到达各砖之间、冲刷填充物并且驱除砖。因此，用预成型砖整修的流出孔不能均一地起作用并且可能需要更频繁地更换。

GB2 203 526描述了一种方法，该方法用于整修安装在钢制容器的侧壁中的塞子(plug)，其中将塞子密封在适当位置的耐火材料在多次倾注之后已经烧掉，从而在钢制容器内部形成放大的引道井(approach well)。利用吊杆将钢管从容器内部安置到磨损的塞子中，并通过耐火材料将钢管密封在适当位置，并且通过利用热而烧结或熔化的可凝结(settable)耐火材料来填充所述井以实现修复。

EP 0 726 439描述了一种在冶金容器的流出管道区域中修复冶金容器的方法，其中将流出管道从下方插入砖墙中并使流出管道保持在适当位置，然后用填充材料从下方填充管道与砖墙之间的间隙。还公开了一种用压力板执行该方法的装置，管道可以置于压力板上，并且压力板的直径大于间隙的外径。压力板具有孔，通过该孔可以插入填充材料。

JP2004218022描述了一种用于修复鼓风炉流出孔的方法，包括插入用于修复流出孔的由耐熔物质制成的大砖块的步骤。砖块为预制的两层结构，可以通过按压来将不规则形状的耐熔性砖安装到大砖块的区域而使砖块设置在适当位置以实现修复。

技术问题

本发明的目的是提供一种用于整修流出孔的方法，该方法更快且更安全。

该目的通过一种本发明提供的用于整修流出孔的方法实现。

发明内容

为了克服上述问题，本发明包括一种用于整修电弧炉、鼓风炉或冶炼炉的流出孔的方法。用于整修流出孔的方法包括不同的步骤。

在第一步骤，在电弧炉、鼓风炉或冶炼炉下部穿过流出孔砖块制成流出孔通道。在一定量的流出之后，流出孔由于所排出的熔融金属和炉渣的侵蚀而磨损。为了整修流出孔，增大磨损的流出孔的直径以形成流出孔通道。因为将外部直径比磨损的流出孔的直径更大的插入件插入流出孔通道中，增大流出孔的直径是必要的。

在第二步骤，将预制中空耐火的流出孔插入件可拆卸地连接到泥炮，所述流出孔插入件包括具有至少一个横向通孔的壳体。流出孔插入件包括具有一个轴向开口的中空通路和至少一个横向通孔。

流出孔插入件优选地为圆柱形且具有圆形底部。也可以使用方形耐火性流出孔插入件。在使用方形耐火性流出孔插入件的情况下，需要在新钻的圆形流出孔通道中手动地移除角部，由于只余下相当小的壁厚，这是很容易做到的。

在已经将流出孔插入件可拆卸地连接到泥炮之后，将流出孔插入件插入流出孔通道中。由于流出孔插入件的壳体中的至少一个横向通孔，使得流出孔通道与泥炮和流出孔插入件流体地耦接。

此后，将设置于泥炮内部的灌浆材料从泥炮注入到流出孔插入件中，并且所述灌浆材料通过布置于流出孔插入件的壳体中的至少一个通孔离开，从而完全填充流出孔通道与流出孔插入件之间的间隙。所述通孔终止于流出孔通道的内表面与流出孔插入件的外表面之间的中空部。可以根据流出孔插入件的外部直径和流出孔通道的直径来确定中空部的厚度。中空部的厚度优选地在40mm到100mm的范围内。泥炮通过流出孔插入件和至少一个通孔注入灌浆材料，直到流出孔通道与流出孔插入件的壳体的外表面之间的中空部被基本上灌满灌浆材料。

在灌浆材料完全固化之前，使泥炮与流出孔插入件脱离连接。一旦固化，流出孔插入件就牢固地固定在流出孔通道中。

本发明的方法的一个优点是，可以快速地并且用容易获得的工具进行整修。实际上，由于流出孔插入件中的通孔，可以利用泥炮容易地填充流出孔通道与流出孔插入件之间的间隙，所述流出孔插入件紧固到泥炮上并且通过该泥炮插入到流出孔通道中。在通过泥炮本身用灌浆材料填充间隙期间，流出孔插入件牢固地保持在适当位置。由于现在可以通过流出孔插入件的内部填充间隙的事实，在操作期间，可以通过泥炮使流出孔插入件保持附接且支承在适当位置。因为通过泥炮完成流出孔通道与流出孔插入件之间的间隙的插入及填充，所以操作期间不需要任何人靠近流出孔。因此，该方法显著地提高了操作期间工作人员的安全性。

随后可以使用钻头来刺穿流出孔插入件，并且因此移除注入到流出孔插入件中的灌浆材料，使得熔融金属和/或熔融炉渣随后可以从电弧炉、鼓风炉或冶炼炉排出。

优选地，流出孔插入件通过转接器可拆卸地连接到泥炮。转接器的一端可拆卸地连接到泥炮，另一端可拆卸地连接到流出孔插入件。

根据本发明的一个优选实施方案，使用合适的灌浆材料来将流出孔插入件固定到流出孔通道。优选地，使用可以容易地制作(诸如钻孔)的灌浆材料。灌浆材料优选地包括MgO或Al₂O₃并且耐高温，这取决于熔融材料的要求。灌浆材料的颗粒大小优选地小于通常用于密封流出孔的粘土材料的颗粒大小。可以使用特别优选的灌浆材料，诸如谢菲尔德耐火公司(Sheffield Refractories)提供的铝土矿薄板CW610或可塑性磷酸盐。

该方法优选地包括将插入件插入直到流出孔插入件的卡圈部(collar)抵靠电弧炉、鼓风炉或冶炼炉的外部流出孔砖块的步骤，所述流出孔砖块通常不会更换。优选地，卡圈部被配置成使得灌浆材料不会从中空通路流过卡圈部。优选地，流出孔插入件因此用它的卡圈部密封地压紧外部流出孔砖块。

可以将金属流出孔板固定地附接到电弧炉壁、鼓风炉壁或冶炼炉壁，以将流出孔插入件保持在适当位置。可以通过楔形件将金属流出孔板螺纹连接到或固定到电弧炉壁、鼓风炉壁或冶炼炉壁。替代地，可以将金属流出孔板置于并闩锁在流出孔插入件的端部，使得流出孔插入件保持在适当位置。

根据本发明的一个优选实施方案，根据以下步骤实施穿过电弧炉壁、鼓风炉壁或冶炼炉壁的底部制成流出孔通道：

在第一步骤，用第一钻头打开流出孔以形成具有第一直径的第一流出孔开口。优选地，用于打开流出孔的第一钻头是用于流出的同一钻头。

用第二钻头增大流出孔开口的第一直径以形成流出孔通道，其中在第一流出孔开口中引导第二钻头，使得流出孔通道与第一流出孔开口共线。

根据本发明的一个优选实施方案，使用额外的钻头来增大流出孔通道的直径。可以使用第三钻头和/或第四钻头来形成流出孔通道。第一钻头、第二钻头、第三钻头和/或第四钻头可拆卸地连接到钻锤(drilling hammer)以形成流出孔通道。通常已经提供了钻锤来开出流出孔以便从电弧炉、鼓风炉或冶炼炉排出熔融金属和/或熔融炉渣。使用同一钻锤对不同直径的不同钻头提供动力。第二钻头具有的第二直径大于第一钻头的第一直径。第三钻头具有的第三直径大于第二钻头的第二直径，并且第四钻头具有的第四直径大于第三钻头的第三直径。

根据本发明的一个优选实施方案，第一钻头、第二钻头、第三钻头和/或第四钻头中的每一个钻头的钻孔面积小于或等于钻锤的最大钻孔能力。钻孔能力是钻锤能够钻取的最大表面。优选地，第一钻头的钻孔面积为第二钻头的钻孔面积的0.8到1.2倍。

有利地，第二钻头、第三钻头和/或第四钻头中的每一个钻头都具有与第一导向开口和流出孔通道共线的引导部。引导部可以是插入流出孔开口中并引导钻头的圆柱状突起。

优选地，用具有大于第一直径的第二钻孔直径的第二钻头增大第一流出孔开口，将第二引导部插入第一流出孔开口中以引导第二钻头，从而形成第二流出孔开口。用第三钻头增大第二流出孔开口。第三钻头具有大于第二直径的第三直径。可以非常快速地实施流出孔通道的制成。因为只需要两个额外的钻头，该方法可靠并且相对便宜。

替代地，可以通过手动地移除邻近的砖块来增大已磨损的流出孔的直径。

预制的流出孔插入件包括壳体、底部以及在轴向方向上的第一端部和第二端部，其中所述第二端部是封闭的。一开口布置在第一端部，即转向泥炮的端部。流出孔插入件包括轴向方向上的中空通路，通过第一端部的开口可进入该中空通路。流出孔插入件还包括至少一个通孔，所述至少一个通孔布置于流出孔插入件的壳体中，使得所述至少一个通孔与流出孔插入件与流出孔通道之间的中空通路流体连通。所述至少一个通孔横向地布置，使得利用泥炮通过所述至少一个通孔可以注入灌浆材料，使得流出孔插入件可以固定在流出孔通道中的适当位置。本领域技术人员能够将所述至少一个通孔布置成使得由泥炮施加的压力足以通过所述至少一个通孔注入灌浆材料。

流出孔插入件中的中空通路具有多种功能。可以通过转接器与中空通路接合，从而将插入件可拆卸地连接到泥炮。此外，中空通路被用作用于将注入到中空通路中的灌浆材料引导到所述至少一个通孔的通道。另外，中空通路的内圆周基本上对应于整修的流出孔开口的直径。在流出期间，流出孔插入件的内表面与热熔融材料直接接触。

通过本发明的流出孔插入件，可以比传统方法更快、更安全且更可靠地整修流出孔。可以非常快速地将流出孔插入件置于适当位置，并且由于在最佳条件下安置且密封流出孔，所以用流出孔插入件整修的流出孔寿命更长。只需要一个泥炮来将流出孔插入件置于适当位置。由于已经可以得到泥炮，因此不需要额外的机械来将流出孔插入件置于适当位置。

流出孔插入件在第二端部被封闭，所述第二端部即转向炉的内部的端部，使得不会将灌浆材料注入电弧炉、鼓风炉或冶炼炉中。在已经将流出孔插入件插入时，可以更有效的利用用于将灌浆材料注入中空部的压力。由于第二端部是封闭的，不会有熔融材料通过整修的流出孔排出，直到流出孔首次流出。结果是，可以整修多个流出孔，并且当所述多个流出孔已被整修时所述多个流出孔自动封闭。

流出孔插入件优选地被刺穿，即在将插入件置于炉中后不久就将先前步骤中注入的灌浆材料以及封闭插入件第二端部的阻塞件移除。然后用泥炮以通常的方式再次封闭流出孔，进而可操作该用流出孔。

根据本发明的一个优选实施方案，流出孔插入件由耐火铸造材料(诸如Al₂O₃或MgO或具有类似或相同性质的材料)制成，并且因此可以高度自动化。可以容易的实现质量控制，从而在将流出孔插入件插入流出孔通道之前保证良好的产品质量。

优选地，卡圈部布置为在流出孔插入件的第一端部处或在流出孔插入件的第一端部附近。在流出孔插入件完全插入开口中时，卡圈部一定会抵靠电弧炉壁、鼓风炉壁或冶炼炉壁的外表面。

有利地，流出孔插入件具有的长度等于或大于电弧炉壁、鼓风炉壁或冶炼炉壁的厚度。优选的，可以使用长度长于炉壁的厚度的流出孔插入件，使得流出孔插入件在炉的内部突出。以这种方式，在炉的附近不会造成湍流，并且减少了对流出孔周围的炉壁的侵蚀。因此延长了流出孔的使用寿命。优选地，流出孔插入件的长度在800mm到1200mm之间。流出孔插入件的长度优选地比流出孔处的炉壁的实际厚度长50mm到200mm。

优选地，流出孔插入件具有与中空通路流体连通的指向不同径向方向的多个通孔。有利地，流出孔插入件具有覆盖壳体的10％到25％的多个通孔。得益于这些通孔，灌浆材料可以均等地(均匀地)分布在中空环状部中。

根据本发明的一个优选实施方案，流出孔插入件的中空通路具有的直径基本上相当于整修的流出孔的直径。因此中空通路具有的直径可以在10mm到30mm之间。

由于流出孔插入件仅由一件制成，所以整修的流出孔的内表面是光滑的，没有任何凹槽。得益于该插入件，该整修的流出孔比传统整修的流出孔持续更长的时间。

本发明还涉及一种用于封闭流出孔的方法。该方法对于如上所述的整修的流出孔特别有用，但是该方法还可以用于任何其他流出孔。该方法包括以下步骤：

-将密封杆可拆卸地连接到泥炮；

-将密封杆插入流出孔中，使得在流出孔与密封杆之间具有空隙；

-将粘土材料注入流出孔与密封杆之间的空隙中；

-使密封杆保持在适当位置，直到粘土材料至少部分固化；

-使密封杆与泥炮断开连接，使得密封杆保留在流出孔中。

根据本发明的一个优选实施方案，密封杆通过中心件(centering piece，)连接到泥炮，并且在密封杆与泥炮断开连接时从密封杆移除中心件。

优选地，中心件与密封杆的保持和维持装置接合，以便可拆卸地连接到密封杆。

密封杆优选地还包括用于定位钻头的中心以打开流出孔通道的中心孔。

附图说明

参照所附附图，从以下非限制性实施方案的详细描述中，本发明的进一步细节和优点将显而易见，在附图中：

图1是优选的流出孔插入件的示意性截面图；

图2是已经插入流出孔中的密封杆的轴向截面；

图3是插入的密封杆的横截面图；

图4是根据本发明的一个优选实施方案的中心件的示意性投影；以及

图5是根据本发明的一个优选实施方案的密封杆的示意性投影。

具体实施方式

下文中，描述了根据本发明的一个优选实施方案的用于整修流出孔的方法。用于整修流出孔的方法包括多个步骤。

在第一步骤，制成流出孔开口，所述流出孔开口用于容纳新的流出孔插入件2。该新的流出孔开口优选地设置于电弧炉、鼓风炉或冶炼炉的下部的与磨损流出孔相同的位置。根据本发明的一个优选实施方案，置于电弧炉、鼓风炉或冶炼炉外部的适当位置的钻锤通过钻出容纳流出孔插入件2的流出孔通道而增大旧的磨损流出孔的直径。由于所需的流出孔通道的直径(在150mm至250mm之间)大于磨损流出孔的直径，用于电弧炉、鼓风炉或冶炼炉的流出的流出孔钻锤通常无法提供钻出150mm或250mm或更大的直径的开口所需的动力。

因此，通过使用不同直径的级配良好的钻头钻出流出孔通道。第一钻头的外部直径最小，该直径大约等于80mm，并且该第一钻头形成第一流出孔开口。这种尺寸的钻头主要用于打开盲(blind)流出孔或者用于排出炉渣或生铁。在这种情况下，第一流出孔开口用作用于容纳第二钻头的第二导向部的第一引导开口。在钻出第一开口之后，从第一开口移除第一钻头，并从钻锤拆下第一钻头。随后，将第二钻头附接到钻锤。第二钻头包括外部直径为大约120mm的第二钻头部和直径为大约80mm的第二引导部。第二引导部的直径基本上等于第一开口的直径。第二引导部突出到第一开口中并且作为用于钻取第二引导开口的中心装置，使得第二开口与第一开口共线。在第一开口已经增大到120mm的直径之后，从第二开口移除第二钻头，并从钻锤拆下第二钻头。

将第三钻头附接到钻锤。第三钻头包括外部直径为大约150mm的第三钻部和直径为大约120mm的第三引导部。插入第三钻头，其第三引导部处于第二开口中。第二开口的直径增大到大约150mm以便形成流出孔通道。在已经完成钻出流出孔通道之后，从流出孔通道的进入区移除钻锤。

第一引导开口、第二引导开口和流出孔通道都是延伸通过电弧炉、鼓风炉或冶炼炉的流出孔砖块的孔。本领域技术人员根据流出孔砖块的材料选择钻头的材料。即使电弧炉、鼓风炉或冶炼炉是空的，在执行第一步骤之前，炉内的温度仍然很高。因此，需要慎重地选择钻头。优选地，钻头由能够承受这些高温的材料制成。尽可能快速地执行钻孔以防止电弧炉、鼓风炉或冶炼炉冷却太多是很重要的。只要钻孔表面等于或小于钻锤的钻孔能力，就可以快速且安全地实施钻孔。优选地，所有的钻头被选择成使得每个头的钻孔面积等于钻锤的最大钻孔能力。

为了实施钻孔而必须额外购买的仅有部件是第二钻头和第三钻头。因为第一钻头和钻锤之前已经被用于打开封闭的流出孔，所以它们已经可以得到。与具有更高钻孔能力的新钻锤相比，第二钻头和第三钻头相当便宜。通过改进大部分已经提供的机械而打开流出孔的方法比当前使用的方法(诸如，例如手工劳动)更快速且更安全。因此减少了生产损失并且需要更少的能源来重建正常的电弧炉、鼓风炉或冶炼炉的运行温度。

在接下来的步骤中，借助于转接器6将流出孔插入件2可拆卸地连接到泥炮4。转接器6与流出孔插入件2接合，使得流出孔插入件保持在适当位置，直到将流出孔插入件2安装在流出孔开口中。

流出孔插入件2由预铸耐火材料(优选地包括Al₂O₃或MgO或具有类似或相同品质的材料)制成。本领域技术人员从已知的承受电弧炉、鼓风炉或冶炼炉中的冶金工艺条件的材料中选择材料来形成预铸耐火材料。

流出孔插入件2为中空圆柱体形状且具有圆形底部。在一个端部，中空圆柱体具有通向中空通路10的开口和一个卡圈部8，该卡圈部的外部卡圈部直径大于流出孔开口的直径。将流出孔插入件2插入流出孔通道中，使得流出孔卡圈部8抵靠电弧炉或冶炼炉的流出孔砖块。在另一个端部，流出孔插入件2是封闭的，使得流体不会在轴向方向上流出中空通路。

圆形底部的外部直径基本上等于或小于流出孔通道的直径，使得能够将圆形底部插入流出孔通道中。中空通路的直径基本上等于“整修的”流出孔的内部直径。流出孔插入件的长度基本上等于或大于流出孔砖块的长度。流出孔砖块的长度优选地在800mm到1200mm之间。特别优选地是，流出孔砖块的长度被选择成大于炉壁在流出孔处的实际厚度，诸如比炉壁在流出孔处的实际厚度长50mm到200mm。结果是，当熔融金属从电弧炉、鼓风炉或冶炼炉通过流出孔插入件排出时，流出孔砖块不会磨损。

通孔12布置于流出孔插入件的壳体中，使得所述通孔指向第一径向方向并在圆柱体的纵向方向上对齐，所述通孔之间具有第一恒定间隔。通孔12的数量将取决于灌浆组分、其粘度及其颗粒尺寸。有利地，圆柱体具有指向第二径向方向的第二排径向通孔12，所述第二排径向通孔在圆柱体的纵向方向上对齐，且所述第二排径向通孔之间具有第二恒定间隔。第一恒定间隔可以等于第二恒定间隔，而第一排径向通孔12在圆柱体的纵向方向上与第二排径向通孔偏置第一恒定间隔的一半。第二排径向通孔12以相对于第一径向方向成90°的角度指向第二径向方向。第一排径向通孔和第二排径向通孔12还布置在流出孔插入件的相对侧。所述通孔被布置成使得可以注入灌浆材料，并且灌浆材料容易且均匀地分布在环形中空部中而不会堵塞。对于该特别有利的实施方案，每个通孔12的直径在10mm到30mm之间的范围内。根据灌浆材料、基本上环形的中空部的尺寸以及由泥炮施加到灌浆材料的最大压力来选择通孔12的直径。通孔覆盖流出孔插入件的壳体的至少10-25％。

可以在铸造工艺之后在流出孔插入件2中钻出通孔12。

转接器6通过第一端部可拆卸地连接到泥炮，并且通过第二端部可拆卸地连接到流出孔插入件2。转接器6包括管道14，该管道允许灌浆材料从泥炮经过所述管道到达流出孔插入件的中空通路10。

三个或更多个第一轮辐(spoke)16布置在中空管道6的圆周上，优选地第一轮辐16之间以相等间隔分布在中空管道6的第一端部的圆周上。第一轮辐16将中空通路10与泥炮可拆卸地连接。三个或更多个第一轮辐16中的每一个是具有第一高度、第一长度和第一厚度的长方体。第一高度对应于中空管道6的圆周与泥炮4的嘴形件18的内表面之间的距离。第一长度被选择成使得第一轮辐16可以承受由流出孔插入件2的重量施加在第一轮辐上的动量和径向应力。至少三个或更多个第一轮辐16中的每一个的厚度被选择成使得在一个或多个第一轮辐16之间具有中空空隙。

三个或更多个第二轮辐20布置在中空管道14的圆周上，优选地在第二轮辐20之间以相等间隔分布在管道14的第二端部的圆周上。第二轮辐20将管道14与流出孔插入件2可拆卸地连接。三个或更多个第二轮辐20中的每一个是具有第二高度、第二长度和第二厚度的长方体。第二高度对应于管道14的圆周与中空通路10的内表面之间的距离。第二长度被选择成使得第二轮辐20能够承受由流出孔插入件2的重量施加在第二轮辐上的动量和径向应力。至少两个或更多个第二轮辐20中的每一个的厚度被选择成使得在一个或多个第二轮辐20之间具有中空空隙。

管道14的外部直径可以适于减少留在流出孔插入件的内表面与中空管道的外表面之间的灌浆材料的量。这是有利的，因为仅需从流出孔插入件的内表面移除较少的辅助灌浆材料。

在接下来的步骤中，将流出孔插入件2插入流出孔通道中。为了插入流出孔插入件2，将泥炮4置于电弧炉、鼓风炉或冶炼炉外部的适当位置，使得泥炮4可以进入流出孔开口。

在已经将流出孔插入件2插入流出孔通道中之后，将灌浆材料从泥炮4注入中空通路10中并且通过通孔12，从而填充流出孔插入件2的外周与流出孔通道之间的空隙。流出孔插入件2的外周与流出孔通道的内表面之间的灌浆材料硬化，同时使流出孔插入件2保持在适当位置。在灌浆材料固化之前移除泥炮4。

优选地，灌浆材料(诸如石膏)用于该操作，因为其他灌浆材料可能太硬而难以注入并且容易堵塞在流出孔插入件2的内部。优选地，选择一种容易填满新的流出孔插入件与外部流出孔耐火物质之间的间隙的灌浆材料。

为了打开整修的流出孔，将其上附接有第一钻头的钻锤置于适当位置。用第一钻头钻开整修的流出孔开口(其直径与插入件的中空通路的直径基本上相同)。最终的钻取从管道的内部移除任何残留的硬化灌浆材料并且打开流出孔插入件2的封闭的第二端部。在最终钻取之后，流出孔插入件2允许流体从电弧炉、鼓风炉或冶炼炉的内部传输到炉的外部。

与当前执行的方法相比，该方法非常节省时间。该方法高度自动化，并且无需手工劳动就可实施。结果是，没有人暴露于危险区域。

因为可以最优地安置用于修复流出孔的材料并且可以慎重地选择材料，所以整修的流出孔的质量非常高。在将流出孔插入件2插入流出孔通道中之前，可以进行质量控制。这与手动地整修流出孔形成对比，在手动地整修流出孔中，通常不会最优地安置预制砖块，并且在将预制砖块置于适当位置之前没有进行质量控制。

本发明还涉及一种密封杆100和一种在将粘土材料注入流出孔102之前用于将这种密封杆100插入流出孔的方法。

可以使用图2中的密封杆100来密封任何流出孔102，包括已经用流出孔插入件2整修的流出孔。

密封杆100是长度为l_sr的圆柱体，该长度优选地大于流出孔通道或流出孔插入件2的长度。密封杆100的长度在0.8m到1.5m之间的范围内。密封杆100的直径优选地在40mm到80mm之间。

密封杆100优选地由耐火材料制成。一旦粘土材料已经硬化，密封杆材料的机械性能就类似于粘土材料的机械性能。由于在密封杆100的周围散布着少量粘土，相比于传统方法粘土硬化得更快。

密封杆100的在包括卡圈部106的第一端部104与包括锥形部110的第二端部108之间的直径d_sr优选地在40mm到80mm之间。当将密封杆100插入电弧炉壁、鼓风炉壁或冶炼炉壁中时，具有锥形部110的第二端部108轴向地穿入到流出孔102中，直到具有卡圈部106的第一端部104基本上与炉壁的外表面对齐。锥形部110简化了密封杆100在流出孔102中的插入。卡圈部106被选择为使泥炮114与流出孔砖块112的外表面密封地接合。在泥炮114与电弧炉壁、鼓风炉壁或冶炼炉壁之间没有粘土可以溢出。

密封杆100包括用于可拆卸地接合中心件118的保持和维持装置。根据本发明的一个优选实施方案，保持和维持装置是中心钻孔116，该中心钻孔与密封杆100的中心轴线共轴。能够从密封杆100的设有卡圈部106的第一端部104进入中心钻孔116。钻孔116的长度优选地为密封杆100的长度的0.25到0.5倍，并且钻孔的直径在15mm到20mm之间。

首先，钻孔116用于将密封杆100可拆卸地连接到中心件118，从而连接到泥炮114。将中心件118插入密封杆100的钻孔116中以便操纵密封杆100，使得利用泥炮114可以容易地将密封杆插入流出孔102中，并且将密封杆100保持在流出孔102内，直到密封杆100周围的粘土材料已经至少部分固化。钻孔116的直径被选择为使得该钻孔可以接合中心件118。中心件118的尺寸被设计为能够抵抗密封杆100的重量。

其次，当再次打开流出孔102以从电弧炉、鼓风炉或冶炼炉放出液体金属或炉渣时，钻孔116可以用作钻头的中心孔。结果是，可以更容易且更精确地钻开密封杆100。

替代地，钻孔116还可以相对于密封杆100的中心轴线偏心地安置。在这种情况下，钻孔116不会用作再次打开流出孔102的钻头的中心孔。

图2中的卡圈部106包括一个或多个开口，使得可以将来自炮泥114的粘土注入到流出孔102的壁与密封杆100之间的空隙中。这些开口被配置且设计尺寸，使得不会将太多的阻力施加到来自泥炮114的粘土流。

优选地，所述开口相对于密封杆100的中心轴线是偏置的。根据本发明的一个特别优选的实施方案，所述开口是切口(cut-out)119、119'、119”。结果是，由从密封杆100的中心轴线垂直延伸的三个条块(bar)120、120'、120”形成了卡圈部106。切口119、119'、119”的表面比条块120、120'、120”的表面的尺寸稍大。切口119、119'、119”的尺寸越大，越容易将粘土注入到流出孔102的壁与密封杆100之间的空隙中。然而，必须将它们的尺寸设计为使得能够用泥炮114安全地操纵密封杆。

根据本发明的一个优选实施方案，切口覆盖卡圈部106的表面的10％到80％。图5中的条块120、120'、120”中的每一个指向远离密封杆100的中心轴线的径向方向。条块120、120'、120”以大约120°的角度彼此间隔开。每个条块120、120'、120”的厚度为15-20mm，长度为30-50mm，并且与密封杆100一体成型。条块120、120'、120”的宽度优选地比厚度大2-4倍。每个条块120、120'、120”在末端稍微弯曲。末端的弯曲对应于直径等于条块120、120'、120”的长度的圆的进程(course)。

图4中的中心件118包括第一圆柱体122，该第一圆柱体可插入密封杆100的钻孔116中。

中心件118优选地由钢制成，并且承受由密封杆100施加到中心件上的动量和剪切应力。

直径比第一圆柱体122的直径大或与第一圆柱体的直径相等的第二圆柱体124布置在第一圆柱体122的一个端部上。三个鳍状件126、126'、126”布置在第二圆柱体124的圆周上的三个不同径向位置。相邻鳍状件126、126'、126”之间的角度等于大约120°的角度。每个鳍状件126、126'、126”的厚度为15-20mm，并且沿中心轴线的方向的长度为20-40mm。

将中心件118插入钻孔116中，直到第二圆柱体124或鳍状件126、126'、126”分别通过密封杆100的条块120、120'、120”抵靠卡圈部106。当中心件118接合到密封杆100的钻孔116中时，中心件118的鳍状件126、126'、126”与密封杆100的卡圈部106的杆120、120'、120”对齐，以便最小化来自泥炮114的粘土流的阻力。

当中心件118连接到泥炮114时，圆柱体124的鳍状件126、126'、126”和端部128在泥炮114的方向上也是锥形的。锥形的鳍状件126、126'、126”和锥形的端部128的形状设计成减小注入期间粘土材料作用在中心件118上的压力。鳍状件126、126'、126”的尺寸设计为使得所述鳍状件接合泥炮114并且确保中心件118与泥炮114之间的机械连接。鳍状件126、126'、126”的形状设计为接合泥炮114并且承受通过操纵密封杆100而施加到中心件118上的动量和剪切应力。

泥炮114的开口的直径在100mm到150mm之间，通过所述开口将粘土注入流出孔中。由于中心件118的直径在15mm到20mm之间以及在粘土流的方向上鳍状件126、126'、126”的厚度在15到20mm之间，有足够的空间来将粘土高效地注入流出孔102中。

当将中心件118和密封杆100组装时，每个鳍状件126、126'、126”和每个条块120、120'、120”优选地在轴向方向上对齐，如图4和图5所示。结果是，用于使粘土材料通过切口119、119'、119”的通路被打开，并且鳍状件126、126'、126”和/或条块120、120'、120”不会超出必要地阻塞粘土材料流。

在下文中，将描述根据本发明的密封流出孔102的方法。密封杆100可以用于密封任何流出孔。

在密封杆100与流出孔插入件2结合使用的情况下，在刺穿流出孔102内部的灌浆材料之后，将密封杆100置于流出孔插入件2中。在没有流出孔插入件2的情况下用于密封流出孔102的方法的后续步骤与利用流出孔插入件2密封流出孔102的方法的步骤相同。

用于将密封杆100插入流出孔102中的方法包括以下步骤：

在第一步骤，将中心件118插入泥炮114中，其中三个鳍状件126、126'、126”机械性地接合泥炮114的内壁。中心件118的第一圆柱体122以如下方式插入密封杆100的钻孔116中，即泥炮114可以用于操纵密封杆100。

由于密封杆100的锥形部110设置在密封杆100上的与卡圈部106相对的端部，所以锥形部首先穿入流出孔102中，直到泥炮114抵靠流出孔砖块112。

泥炮114使卡圈部106压紧流出孔砖块112的外表面。由于锥形部110为截头圆锥体的形状，所以更容易将密封杆100插入流出孔通道中。截头圆锥体的直径朝向密封杆100的尖端逐渐缩小。

将粘土材料从泥炮114沿中心件118的鳍状件126、126'、126”进而通过密封杆100的切口119、119'、119”注入到流出孔102与密封杆100之间的环形腔体中。如果流出孔102剩余有任何液体，则注入的粘土材料将所述液体推回。

在粘土材料已经部分硬化之后，撤回泥炮114并且从密封杆100移除中心件118。粘土需要约1到2分钟硬化。此后，中心件118与密封杆100脱开，并且密封杆100停留在流出孔102内，直到用钻锤再次打开流出孔102。钻锤的用于刺穿流出孔102的钻头的直径比密封杆100的直径d_sr稍大。该钻头的直径优选地比密封杆100的直径大5％到10％。利用钻锤移除已经注入以将密封杆100固定在流出孔102中的粘土的一部分或全部。结果是，可以使用与先前的密封杆100具有相同直径的新的密封杆来密封电弧炉、鼓风炉或冶炼炉的流出孔102。

一旦炉的流出结束，可以将新的密封杆100置于流出孔102中。

与不依赖密封杆100的其他方法相比，该方法是有利的。当不使用密封杆100来封闭流出孔102时，金属或熔渣会剩余或渗透到在流出孔102中并在流出孔中凝固。一旦这些材料已经凝固，就难以利用标准钻取设备再次打开流出孔102，这是因为这些材料比用于密封流出孔的粘土硬得多。当插入密封杆时，流出孔中可能存在的任何金属或熔渣将被推回到炉中。

如果使用如上所述的用于封闭流出孔102的方法，则可以容易地再次打开流出孔102。必须从流出孔102移除的材料主要是密封杆100以及已经注入到流出孔与密封杆之间的空隙中的少量粘土材料。即使金属或炉渣渗透到密封杆100与流出孔102之间的空隙中，这些材料的量也很少，使得可以利用标准设备毫无困难地进行钻取操作。

此外，根据本发明，利用密封杆100使用基本上少量的粘土材料来密封流出孔102。

附图标记：

2 流出孔插入件

4 泥炮

6 转接器

8 卡圈部

10 中空通路

12 通孔

14 管道

16 第一轮辐

18 嘴形件

20 第二轮辐

100 密封杆

102 流出孔

104 第一端部

106 卡圈部

108 第二端部

110 锥形部

112 流出孔砖块

114 泥炮

116 钻孔

118 中心件

120、120'、120” 条块

122 第一圆柱体

124 第二圆柱体

126、126'、126” 鳍状件

128 锥形端部。

Claims (18)

1.一种用于整修流出孔的方法，所述方法包括以下步骤：

-在电弧炉、鼓风炉或冶炼炉的下部穿过流出孔砖块制成流出孔通道；以及

-复原所述流出孔通道以形成整修的流出孔；

其特征在于以下步骤：

ο将包括壳体的预制中空耐火的流出孔插入件可拆卸地连接到泥炮，其中，所述流出孔插入件包括：

i.轴向方向上的第一端部和第二端部，其中所述第二端部是封闭的，

ii.布置在所述第一端部的开口，

iii.轴向方向上的中空通路，其中通过所述开口能够进入所述中空通路，

iv.多个横向通孔，所述通孔在所述壳体的纵向方向上对齐，其中所述通孔之间具有恒定间隔并且所述通孔覆盖所述壳体的10％到25％之间；

ο将所述流出孔插入件插入所述流出孔通道中，其中所述泥炮与所述流出孔插入件和所述流出孔通道流体地耦接；

ο将灌浆材料从所述泥炮注入所述流出孔插入件中，并且通过所述通孔注入所述流出孔通道中；以及

ο使所述流出孔插入件与所述泥炮断开连接。

2.根据权利要求1所述的用于整修流出孔的方法，其中，所述流出孔插入件通过转接器可拆卸地连接到所述泥炮。

3.根据权利要求1所述的用于整修流出孔的方法，其中，所述灌浆材料包含氧化镁。

4.根据权利要求1所述的用于整修流出孔的方法，其中，所述流出孔插入件的长度被选择为大于所述流出孔的位置处的炉壁的厚度。

5.根据权利要求4所述的用于整修流出孔的方法，其中，所述流出孔插入件的长度比所述流出孔的位置处的炉壁的厚度长50mm到200mm。

6.根据权利要求1所述的用于整修流出孔的方法，其中，所述流出孔插入件被插入直至所述流出孔插入件的卡圈部抵靠所述电弧炉、鼓风炉或冶炼炉的所述流出孔砖块。

7.根据权利要求6所述的用于整修流出孔的方法，其中，所述卡圈部密封地压紧所述流出孔砖块。

8.根据权利要求6或7所述的用于整修流出孔的方法，其中，一金属流出孔板固定地附接到所述电弧炉的壁、鼓风炉的壁或冶炼炉的壁，以使所述流出孔插入件保持在适当位置。

9.根据权利要求1所述的用于整修流出孔的方法，其中，根据以下步骤实施穿过流出孔砖块制成所述流出孔通道：

-用第一钻头打开所述流出孔以形成具有第一直径的第一流出孔开口；以及

-用可拆卸地连接到钻锤的第二钻头增大所述第一流出孔开口的所述第一直径以形成所述流出孔通道，其中在所述第一流出孔开口中引导所述第二钻头，使得所述流出孔通道与所述第一流出孔开口共线。

10.根据权利要求9所述的用于整修流出孔的方法，其中，所述第一钻头具有的钻孔面积是所述第二钻头的钻孔面积的0.8到1.2倍之间。

11.根据权利要求9或10所述的用于整修流出孔的方法，其中，所述第二钻头具有引导部，所述引导部引导所述第二钻头与所述流出孔开口共线以增大所述流出孔通道。

12.一种用于流出孔通道的包括壳体的预制中空耐火的流出孔插入件，其中，所述流出孔插入件包括：

-轴向方向上的第一端部和第二端部，其中所述第二端部是封闭的，

-布置在所述第一端部的开口，

-轴线方向上的中空通路，其中通过所述开口能够进入所述中空通路，

-多个横向通孔，所述通孔在所述壳体的纵向方向上对齐，其中所述通孔之间具有恒定间隔、所述通孔覆盖所述壳体的10％到25％之间并且被布置于所述壳体中，使得所述通孔与所述流出孔通道流体地连通。

13.根据权利要求12所述的流出孔插入件，其中，所述流出孔插入件由铸造材料或机加工耐火材料制成。

14.根据权利要求12所述的流出孔插入件，其中，所述流出孔插入件具有卡圈部，所述卡圈部布置在所述流出孔插入件的所述第一端部。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的流出孔插入件，其中，所述流出孔插入件具有的长度在800mm到1200mm之间。

16.根据权利要求12至14中任一项所述的流出孔插入件，其中，所述中空通路具有的直径在10mm到30mm之间。

17.一种用于密封流出孔插入件的方法，所述流出孔插入件根据权利要求12至16中任一项所述，所述方法包括以下步骤：

-将密封杆可拆卸地连接到泥炮；

-将所述密封杆插入流出孔插入件中，使得所述流出孔插入件与所述密封杆之间具有空隙；

-将粘土材料注入所述流出孔插入件与所述密封杆之间的空隙中；

-使所述密封杆保持在适当位置，直到所述粘土材料至少部分地固化；

-使所述密封杆与所述泥炮断开连接，使得所述密封杆保留在所述流出孔插入件中。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述密封杆通过中心件连接到所述泥炮，并且在所述密封杆与所述泥炮断开连接时从所述密封杆移除所述中心件。