CN110036120A - 块体结构、容器和构造块体结构的方法 - Google Patents

块体结构、容器和构造块体结构的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种块体结构、包括该块体结构的容器、以及应用于该块体结构的构造方法。块体结构包括：主体，该主体具有沿一个方向和与一个方向垂直的另一方向延伸的一个表面；以及多个块体，所述多个块体在彼此接触的同时各自联接至一个表面，其中，所述多个块体具有形成在沿一个方向或另一方向中的至少一者面向彼此的表面上的联接凹槽和联接突出部，使得由装料施加的力能够均匀地分布在周围。

Description

块体结构、容器和构造块体结构的方法
技术领域
本公开涉及块体结构、容器和用于构造块体结构的方法，并且更具体地涉及可以使由装料施加的力均匀地分布的块体结构、包括该块体结构的容器、以及构造该块体结构的方法。
背景技术
在高炉中接纳有诸如铁矿石、焦炭等的装料，然后在向高炉中吹送热风的同时使装料熔化以生产熔融铁。高炉持续暴露于高温环境中。因此，高炉易受热损坏。因此，为高炉提供冷却系统。常规的冷却系统包括安装在高炉的钢板内侧部的壁、穿透高炉的钢板并延伸到壁中的冷却水管等。
壁由铜制成以便于热传递，并且铜具有比高炉的装料低的硬度。也就是说，壁容易被高炉的装料磨损。因此，在壁的前表面中限定有楔形凹槽。此外，在楔形凹槽中安装具有楔形部的耐火材料块体以保护壁。
然而，高炉的装料仍然反复与耐火材料直接接触。因此，损坏是不可避免的，因为剪切应力反复集中于耐火材料块体的楔形部上。
也就是说，在壁与耐火材料块体之间的楔形联接结构中，当装料与耐火材料块体彼此反复接触时，剪切应力反复集中于耐火材料块体的楔形部上。因此，耐火材料块体在其期望寿命之前被破坏并且提前掉落。在这种情况下，高炉的冷却系统严重受损并因此失去冷却能力。最终，高炉的主体受到热损坏。这需要整个高炉的更换或冷却系统的部分更换。因此，引起花费，并且在更换期间中断铁水(rusty water)的生产，从而降低生产率。
(专利文献1)KR10-2014-0034111 A
(专利文献2)KR10-2012-0101736 A
(专利文献3)KR10-2012-0105532 A
(专利文献4)KR10-2014-0097448 A
(专利文献5)KR10-2015-0110792 A
(专利文献6)KR10-2009-0009864 A
发明内容
技术问题
本公开提供了一种可以使由装料施加的力均匀地分布的块体结构、包括该块体结构的容器、以及用于构造该块体结构的方法。
技术方案
根据本发明的实施方式的块体结构包括：主体，该主体具有沿一个方向和与一个方向垂直的另一方向延伸的一个表面；以及多个块体，所述多个块体联接至主体的一个表面并且所述多个块体彼此接触。在块体中的每个块体的两个相反表面上分别形成有接合凹槽和接合突出部，相反表面在一个方向或另一方向中的至少一者上彼此背离。
块体结构还可以包括：多个紧固构件，所述多个紧固构件分别安装在沿一个方向或另一方向中的至少一者彼此间隔开的多个位置处，其中，所述多个紧固构件穿过所述多个块体。
根据本公开的实施方式的块体结构包括：主体，该主体具有沿一个方向和与一个方向垂直的另一方向延伸的一个表面；多个块体，所述多个块体分别联接至一个表面并且所述多个块体彼此接触；以及多个紧固构件，所述多个紧固构件分别安装在沿一个方向或另一方向中的至少一者彼此间隔开的多个位置处，其中，所述多个紧固构件穿过所述多个块体。
在一个块体的一个表面上可以形成有接合凹槽或接合突出部，并且在一个块体的另一表面上可以形成有接合突出部或接合凹槽。另外，与一个块体相邻的另一块体的接合凹槽可以接纳所述一个块体的接合突出部，并且所述另一块体的接合突出部可以插入到所述一个块体的接合凹槽中。
在一个块体的顶表面或底表面上可以形成有接合凹槽或接合突出部，并且在一个块体的底表面或顶表面上可以形成有接合突出部或接合凹槽。另外，与一个块体相邻的另一块体的接合凹槽可以接纳所述一个块体的接合突出部，并且所述另一块体的接合突出部可以插入到所述一个块体的接合凹槽中。
接合凹槽可以限定成从块体向内凹陷并且沿与主体的一个表面垂直的方向延伸。此外，接合突出部可以从块体向外突出并且沿与主体的一个表面垂直的方向延伸。此外，接合凹槽和接合突出部中的每一者可以具有规则或不规则平面形状的横截面，并且接合凹槽和接合突出部中的每一者可以具有圆化边缘。
紧固构件可以包含主体的材料和块体的材料中的一者。
根据本公开的实施方式的容器包括：容器本体，该容器本体中限定有空间；多个块体结构，所述多个块体结构布置在容器本体的内表面上。每个块体结构包括：主体，该主体具有沿一个方向和与一个方向垂直的另一方向延伸的一个表面；以及多个块体，所述多个块体联接至主体的一个表面并且所述多个块体彼此接触。块体结构包括：接合凹槽和接合突出部，接合凹槽和接合突出部分别形成在块体中的每个块体的两个相反表面上，其中，相反表面在一个方向或另一方向中的至少一者上彼此背离；或者多个紧固构件，所述多个紧固构件分别安装在沿一个方向或另一方向中的至少一者彼此间隔开的多个位置处，其中，所述多个紧固构件穿过所述多个块体。
块体结构可以分别布置在沿一个方向或另一方向中的至少一者彼此间隔开的位置处并且可以彼此接触。此外，相邻块体结构的相邻表面可以彼此接触并且可以通过相邻的接合凹槽与接合突出部之间的接合或通过每个紧固构件联接至彼此。
在一个块体的一个表面或顶表面上可以形成有接合凹槽或接合突出部，并且在一个块体的另一表面或底表面上可以形成有接合突出部或接合凹槽。此外，与一个块体相邻的另一块体的接合凹槽可以接纳所述一个块体的接合突出部，并且所述另一块体的接合突出部可以插入到所述一个块体的接合凹槽中。
接合凹槽可以限定成从块体向内凹陷并且沿与主体的一个表面垂直的方向延伸。此外，接合突出部可以从块体向外突出并且沿与主体的一个表面垂直的方向延伸。此外，接合凹槽和接合突出部中的每一者可以具有规则或不规则平面形状的横截面，并且接合凹槽和接合突出部中的每一者可以具有圆化边缘。
紧固构件可以包含主体的材料和块体的材料中的一者。
一种用于构造块体结构的方法包括：准备容器本体，该容器本体中具有内部空间；在容器本体的内表面上设置主体，主体具有沿一个方向和与一个方向垂直的另一方向延伸的一个表面；将多个块体联接至主体的一个表面并且使所述多个块体彼此接触；以及将相邻块体的相邻表面彼此紧固。
将相邻块体的相邻表面彼此紧固可以包括：使用分别形成在相邻块体的相邻表面上的接合凹槽和接合突出部将相邻块体的相邻表面彼此紧固。
将相邻块体的相邻表面彼此紧固可以包括：通过在沿一个方向或另一方向中的至少一者间隔开的多个位置处穿过多个块体的紧固构件将相邻块体的相邻表面彼此紧固。
在容器本体的内表面上设置主体可以包括：在容器本体的内表面上布置多个主体，其中，主体中的每个主体的一个表面面向容器内侧部；以及使所述多个主体彼此接触。此外，将所述多个块体的面向彼此的表面联接可以包括：将一个块体的联接至一个主体的表面和另一块体的联接至另一主体并面向所述一个块体的表面联接至彼此。
容器本体可以包括可以生产铁水的高炉。此外，主体可以包含金属材料或合金材料，并且块体可以包含耐火材料。
紧固构件可以包含耐火材料、金属材料或合金材料中的至少一者。有益效果
根据本公开的实施方式，可以获得下述块体结构：该块体结构可以使由装料施加的力均匀地分布在周缘上。也就是说，块体结构具有对装料的优异的耐久性。块体结构安装在容器的内表面上，使得容器可以长时间稳定地使用。因此，装料使用容器的处理平稳地进行，使得可以提高生产率。
例如，当块体结构应用于钢厂中的熔融铁生产过程时，多个块体结构可以安装在高炉内侧部，并且块体结构可以用作冷却系统以生产熔融铁。在此期间，高炉的装料与块体结构不定期地接触，从而导致块体结构上的局部应力。在这种情况下，块体结构可以使应力均匀地分布在整个块体结构中，并且还可以使应力分布至周围的其他块体结构。也就是说，由装料引起的局部应力可以分布在整个块体结构中。因此，可以防止位于块体结构的壁的前表面上并且与装料直接接触的每个耐火材料块体上的过度应力集中。特别地，可以有效地抑制或防止耐火材料块体的楔形部上的应力集中。因此，可以延长耐火材料块体的寿命并最终延长整个高炉设备的寿命。
附图说明
图1是根据本公开的实施方式的容器的示意图。
图2是根据本公开的实施方式的块体结构的示意图。
图3是根据本公开的实施方式的块体结构的局部图。
图4是根据本公开的第一实施方式的块体结构和块体的示意图。
图5至图9是根据本公开的第一实施方式的变型的块体结构和块体的示意图。
图10是根据本公开的第二实施方式的块体结构和块体的示意图。
图11是根据本公开的第二实施方式的变型的块体结构和块体的示意图。
图12是根据本公开的第三实施方式的块体结构和块体的示意图。
图13是根据本公开的第三实施方式的变型的块体结构和块体的示意图。
图14是根据本公开的比较示例的块体结构的示意图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本公开的示例性实施方式。然而，本公开不限于下面公开的各实施方式，而是可以以各种形式实现。提供本公开的实施方式是为了使本公开的公开内容完整并且完全告知本公开所属领域的技术人员本公开的范围。附图可能被放大以详细示出本公开，其中，相同的附图标记始终表示相同的元件。
本公开涉及一种可以均匀地分布由装料施加的力的块体结构、包括该块体结构的容器以及应用于其的构造方法。在下文中，将基于钢厂的熔融铁生产工艺来详细描述各实施方式。本公开可以应用于对各种装料进行处理的各种工业中的各种处理设施。
图1是根据本公开的实施方式的容器的示意图。图2中的(a)和(b)是图示了图1中的部分A的放大视图的示意图，以图示根据本公开的实施方式的块体结构。另外，图3是根据本公开的实施方式的块体结构的主体的局部图。另外，图4中的(a)至(c)是根据本公开的第一实施方式的块体结构和块体的示意图。
参照图1至图3，将描述根据本公开的实施方式的容器。
根据本公开的实施方式的容器1包括容器本体10，容器本体10具有限定在容器本体中的空间和设置在容器本体10的内表面上的多个块体结构20。
容器本体10可以形成容器1的外壁并支承容器1的结构。此外，容器本体10可以竖向延伸、具有限定在容器本体中的空间并且具有敞开的顶部。容器本体10包括可以生产熔融铁、例如铁水的高炉。更具体地，容器本体10可以包括高炉的钢板。
块体结构20设置在容器本体10的内表面上。块体结构20沿着容器本体10的内表面的圆周设置在沿竖向方向间隔开的多个位置处，以覆盖容器本体10的整个内表面。因此，块体结构20可以彼此接触，并且通过下面将描述的块体22或紧固构件24中的至少一者联接至彼此。块体结构20可以保护容器本体10在铁水的生产期间免受容器本体10的内部的热。块体结构20可以首先与装料、比如装入容器本体10中的高炉装料(铁矿石、焦炭等)接触，以防止容器本体10直接与装料接触。
块体结构20包括主体21和多个块体22，其中，主体21具有沿一个方向(例如，横向方向或纵向方向)和另一方向(例如，竖向方向或高度方向)延伸的一个表面21a，所述多个块体22联接至主体21的一个表面21a并且所述多个块体22彼此接触。
主体21是沿一个方向和另一方向延伸的板状构件，并且主体21可以包括例如壁。此外，主体21具有可以将块体22支承在主体21的一个表面21a上的支承结构。该支承结构可以是例如凹-凸结构，并且更具体地是具有多个楔形凹槽21b的支承结构、例如是楔形支承结构。块体22中的每个块体在其另一表面上具有将在之后描述的支承突出部例如楔形部。楔形部配装到楔形凹槽21b中，使得块体22固定至主体21的一个表面。
此外，楔形凹槽21b和楔形部中的每一者的沿一个方向延伸的边缘可以被倒斜角或倒圆角。在图2中的(a)中，楔形凹槽21b的边缘和楔形部的边缘是被倒圆角且弯曲的。在图2中的(b)中，楔形凹槽21b的边缘和楔形部的边缘是成角度的。在图2中的(a)中的结构中，可以防止每个边缘上的应力集中。在图2中的(b)中的结构中，每个制造过程和成本可以被减少。
多个块体22配装到楔形凹槽21b中以覆盖一个表面21a、例如主体21的整个前表面，并且多个块体22首先与装料接触以使主体21免受热并且保护主体21免受装料的冲击。此时，应力集中在楔形部上。特别地，在装料对块体22中的一些块体集中地施加力而不是均匀地施加力的情况下，强应力集中在块体22中的被施加力的各个块体的楔形部上。
在本公开的实施方式中，所述多个块体22可以相应地具有接合凹槽和接合突出部，接合凹槽和接合突出部限定在所述多个块体22的在一个方向或另一方向中的至少一者上面向彼此的要被联接至彼此的表面中或者形成在表面上。替代性地，下面将描述的紧固构件可以沿一个方向或另一方向中的至少一者穿透，并且可以安装在沿另一方向或一个方向中的至少一个方向间隔开的多个位置处。
也就是说，所述多个块体22的面向彼此的表面通过接合凹槽和接合突出部以三维结构彼此接触并联接至彼此，或者所述多个块体22的面向彼此的表面通过紧固构件牢固地联接至彼此。该结构与例如其中面向彼此的表面简单地以二维平面形式接触的结构相比在载荷传递等方面是非常有效的。集中在块体22中的一些块体上的载荷可以利用这种结构被分布至其余块体22。因此，载荷可以均匀地分布在整个所述多个块体22上。在一个示例中，载荷可以分布至相邻块体结构20的块体22。
这样，可以防止力在所述多个块体22中的每个块体上的过度集中，从而有效地抑制或防止作为块体22的结构薄弱部分的楔形部上的应力集中。也就是说，块体22的寿命可以被延长，并且因此，整个设施的寿命可以被延长。
此外，块体结构20可以包括例如作为冷却构件23的制冷剂管。该制冷剂管穿透例如容器本体10并延伸到主体21中。块体结构20可以用作高炉的冷却系统，使得制冷剂、例如冷却水被供应至制冷剂管并循环。
图4中的(a)是图示了根据本公开的第一实施方式的块体的以使得块体的后表面清晰可见的示意图。另外，图4中的(b)是图示了根据本公开的第一实施方式的块体的以使得块体的前表面清晰可见的示意图。另外，图4中的(c)是图示了根据本公开的第一实施方式的块体结构的以使得块体的一个表面例如前表面清晰可见的示意图。
参照图1至图4，将描述根据本公开的第一实施方式的块体结构。根据本公开的第一实施方式的块体结构20包括主体21和块体22，并且还可以包括冷却构件23。
主体21具有沿一个方向和与该一个方向垂直的另一方向延伸的一个表面21a。主体21可以是例如矩形板。楔形凹槽21b可以作为可以支承块体22的预定支承结构而限定在主体21的一个表面21a中。楔形凹槽21b可以从一个表面21a、例如主体21的前表面朝向后表面(也称为背表面)凹陷并且可以沿一个方向延伸。楔形凹槽21b可以包括沿另一方向彼此间隔开的多个楔形凹槽21b。除了使用凹陷槽比如楔形凹槽21b和凹-凸结构的结构之外，还可以在主体21的一个表面上形成各种支承结构以支承块体22。
楔形凹槽21b的边缘可以例如倒圆角以被圆化，从而抑制或防止应力集中在边缘上。主体21可以包含金属材料或合金材料，例如铜材料。此外，主体21可以包括壁。
所述多个块体22可以沿一个方向和另一方向设置在主体21的一个表面21a上并且分别配装至楔形凹槽21b。也就是说，所述多个块体22的侧表面可以在一个方向上彼此接触。每个块体22的顶表面可以在另一方向上与每个竖向相邻的块体22的底表面接触。也就是说，所述多个块体22可以在一个方向和另一方向上彼此接触。此外，块体22可以包含耐火材料。例如，块体22可以是耐火材料块体。一个，另一
块体22可以包括：块体本体22a，块体本体22a沿一个方向或另一方向延伸以具有预定区域并且沿与一个方向和另一方向两者垂直的方向(例如，前后方向或宽度方向)延伸以具有预定厚度；以及支承突出部，例如，从块体22a的面向主体21的一个表面21a的后表面突出的楔形部22b。支承突出部从块体21a的后表面朝向主体21的一个表面21a突出并且沿一个方向延伸。支承突出部可以形成有圆化边缘并且可以插入并配装到楔形凹槽21b中。
所述多个块体22的在一个方向或另一方向中的至少一者上面向彼此的表面可以相应地限定以及形成有接合凹槽22d以及接合突出部22c，以联接所述表面。例如，接合凹槽22d以及接合突出部22c可以限定以及形成于所述多个块体22的在一个方向上面向彼此的侧表面中的每个侧表面。
也就是说，接合凹槽或接合突出部可以限定在一个块体的一个表面中或形成在一个块体的一个表面上，并且接合突出部或接合凹槽可以形成在该一个块体的另一表面上或限定在该一个块体的另一表面中。同样地，接合凹槽或接合突出部可以限定在其他块体中的每个块体的一个表面中或形成在其他块体中的每个块体的一个表面上，并且接合突出部或接合凹槽可以形成在所述其他块体中的每个块体的另一表面上或限定在所述其他块体中的每个块体的另一表面中。此外，在其余块体中，面向该一个块体的另一块体的接合突出部或接合凹槽可以插入到该一个块体的接合凹槽或接合突出部或接纳该一个块体的接合凹槽或接合突出部。
更具体地，例如，一个接合突出部22c形成在一个块体的一个表面的下部部分上，并且例如，一个接合凹槽22d限定在该一个块体的另一表面的下部部分中。此外，接合突出部22c形成在其他块体中的每个块体的一个表面的下部部分上，并且接合凹槽22d限定在其他块体中的每个块体的另一表面的下部部分中。此外，接合突出部22c形成在其他块体中的每个块体的一个表面的下部部分上，并且接合凹槽22d限定在其他块体中的每个块体的另一表面的下部部分中。此外，相邻块体可以以使面向一个块体的另一块体的接合凹槽与该一个块体的接合突出部接合的方式在一个方向上联接至彼此。在这点上，在一个方向上位于一个端部或两个端部处的最靠外块体的接合突出部或接合凹槽可以相应联接至另一块体结构的最靠外块体的接合凹槽或接合突出部。通过块体之间的使用接合凹槽和接合突出部的这种联接结构，沿一个方向或另一方向中的至少一者设置并且彼此接触的块体结构可以联接至彼此，使得整个块体结构可以联接至彼此。竖向方向是另一方向。在另一示例中，块体可以以彼此交错的方式设置。
上述接合凹槽22d可以从块体22向内凹陷并沿与主体21的一个表面21a垂直的方向(例如，宽度方向的前后方向)延伸。接合突出部22c可以从块体22向外突出并沿与主体21的一个表面21a垂直的方向延伸。
在这点上，接合凹槽22d和接合突出部22c可以具有呈规则或不规则形状的各种平面形状的横截面。在本公开的第一实施方式中，横截面可以是矩形。尽管未在图中示出，但是接合凹槽22d和接合突出部22c的面向彼此的边缘可以是圆化的。
在根据本公开的实施方式的容器1的描述中已充分描述了冷却构件23，因此，下面将省略对其描述。
尽管已经参照图1至图4描述了本公开的第一实施方式，但是，本公开可以以包括以下变型的各种形式实现。例如，可以以各种方式修改根据本公开的第一实施方式的块体结构20的块体22的结构。具体地，可以对接合突出部22c的位置和横截面形状以及接合凹槽22d的位置和横截面形状进行各种修改。
图5至图9是根据本公开的第一实施方式的变型的块体结构和块体的示意图。图5是根据第一变型的块体的示意图。另外，图6是根据第二变型的块体的示意图。另外，图7是根据第三变型的块体的示意图。另外，图8是根据第四变型的块体的示意图。另外，图9是根据第五变型的块体的示意图。参照图5至图9，将对根据本公开的第一实施方式的变型的块体进行描述。
图5中的(a)是图示了根据本公开的第一变型的块体的以使得块体的后表面清晰可见的示意图。另外，图5中的(b)是图示了根据本公开的第一变型的块体的以使得块体的前表面清晰可见的示意图。另外，图5中的(c)是图示了根据本公开的第一变型的块体结构的以使得块体的一个表面例如前表面清晰可见的示意图。
参照图5中的(a)至(c)，将对根据本公开的第一变型的块体22的结构进行描述。
块体22的在一个方向或另一方向中的至少一者上的面向彼此的表面可以相应地限定以及形成有作为联接结构的接合凹槽22d以及接合突出部22c。在所述多个块体22的第一变型中，接合凹槽22d以及接合突出部22c可以限定以及形成于所述多个块体22的在另一方向上面向彼此的顶表面和底表面中的每一者。因此，在另一方向上面向彼此并且彼此接触的顶表面和底表面可以联接至彼此。
也就是说，例如，一个接合凹槽或接合突出部限定在一个块体的顶表面或底表面中或者形成在一个块体的顶表面或底表面上。此外，一个接合突出部或接合凹槽形成在该一个块体的底表面或顶表面上或者限定在该一个块体的底表面或顶表面中。类似地，接合凹槽或接合突出部限定在其他块体中的每个块体的顶表面或底表面中或者形成在其他块体中的每个块体的顶表面或底表面上，并且接合突出部或接合凹槽形成在其他块体中的每个块体的底表面或顶表面上或限定其他块体中的每个块体的底表面或顶表面中。此外，在另一方向上面向一个块体的另一块体的接合突出部或接合凹槽插入到该一个块体的接合凹槽或接合突出部中或者接纳该一个块体的接合凹槽或接合突出部。
参照附图，接合凹槽22d限定在一个块体的顶表面中，并且接合突出部22c形成在该一个块体的底表面上。此外，接合凹槽22d限定在其他块体中的每个块体的顶表面中，并且接合突出部22c形成在其他块体中的每个块体的底表面上。此外，相邻块体可以以使面向一个块体的另一块体的接合凹槽与该一个块体的接合突出部接合的方式在另一方向上联接至彼此。在这点上，在最靠上块体和最靠下块体于另一方向上位于一个端部或两个端部上的情况下，该最靠上块体和最靠下块体的接合突出部或接合凹槽可以分别联接至另一块体结构的最靠上块体和最靠下块体的接合凹槽或接合突出部。通过块体之间的使用接合凹槽和接合突出部的这种联接结构，沿一个方向或另一方向中的至少一者设置并且彼此接触的块体结构可以联接至彼此，使得整个块体结构可以联接。
接合凹槽22d在块体22的顶表面中限定成从块体22向内凹陷，并且接合凹槽22d沿与主体21的一个表面垂直的方向延伸。接合突出部22c从块体22的底表面向外突出并且沿与主体21的一个表面21a垂直的方向延伸。在这点上，接合凹槽22d和接合突出部22c可以在一个方向和另一方向上具有呈规则或不规则形状的各种平面形状的横截面。在本公开的第一变型中，横截面形状可以是矩形。尽管未在图中示出，但是接合凹槽22d和接合突出部22c的面向彼此的边缘可以是圆化的。
图6中的(a)是图示了根据本公开的第二变型的块体的以使得块体的后表面清晰可见的示意图。另外，图6中的(b)是图示了根据本公开的第二变型的块体的以使得块体的前表面清晰可见的示意图。另外，图6中的(c)是图示了根据本公开的第二变型的块体结构的一个表面的示意图，其与图4中的(c)中的部分B相对应。
参照图6中的(a)至(c)，将对根据本公开的第二变型的块体22的结构进行描述。
块体22的在一个方向或另一方向中的至少一者上的面向彼此的表面相应地限定以及形成有作为联接结构的接合凹槽22d和接合突出部22c。在第二变型中，接合凹槽22d以及接合突出部22c可以限定以及形成于所述多个块体22的在一个方向上面向彼此的表面中的各表面中。因此，在一个方向上面向彼此并且彼此接触的表面可以联接至彼此。参照附图，一个块体的一个表面上的接合突出部22c包括例如多个接合突出部，并且一个块体的另一表面中的接合凹槽22d包括例如多个接合凹槽。
形成在其他块体中的每个块体的一个表面上的接合突出部22c包括多个接合突出部，并且限定在其他块体中的每个块体的另一表面中的接合凹槽22d包括多个接合凹槽。此外，相邻块体可以以使面向一个块体的另一块体的接合凹槽与该一个块体的接合突出部接合的方式在一个方向上联接至彼此。在这点上，在最靠外块体于一个方向上位于一个端部或两个端部上的情况下，该最靠外块体的接合突出部或接合凹槽可以分别联接至另一块体结构的最靠外块体的接合凹槽或接合突出部。此外，沿竖向方向设置的块体可以沿另一方向设置，但是可以彼此交错。
此外，接合凹槽22d在块体22的另一表面中限定成块体22的向内凹陷，并且接合凹槽22d沿前后方向延伸。接合突出部22c从块体22的一个表面向外突出并沿前后方向延伸。在这点上，接合凹槽22d和接合突出部22c可以在一个方向和另一方向上具有呈规则或不规则形状的各种平面形状的横截面。在本公开的第二变型中，横截面形状可以是三角形。尽管未在图中示出，但是接合凹槽22d和接合突出部22c的面向彼此的边缘可以是圆化的。
图7中的(a)是图示了根据本公开的第三变型的块体的以使得块体的后表面清晰可见的示意图。另外，图7中的(b)是图示了根据本公开的第三变型的块体的以使得块体的前表面清晰可见的示意图。另外，图7中的(c)是图示了根据本公开的第三变型的块体结构的一个表面的示意图，其与图5中的(c)中的部分B’相对应。
参照图7中的(a)至(c)，将对根据本公开的第三变型的块体22的结构进行描述。由于本公开的第三变型与上述第一变型类似，因此将省略多余的解释并且将主要描述不同之处。
参照附图，接合凹槽22d在块体22的顶表面中限定成从块体22向内凹陷并沿前后方向延伸。另外，接合突出部22c从块体22的底表面向外突出并沿前后方向延伸。在这点上，接合凹槽22d可以包括多个接合凹槽，并且接合突出部22c可以包括多个接合突出部。此外，接合凹槽22d和接合突出部22c可以在一个方向和另一方向上具有呈规则或不规则形状的各种平面形状的横截面。在本公开的第三变型中，横截面形状可以是三角形。尽管未在图中示出，但是接合凹槽22d和接合突出部22c的面向彼此的边缘可以是圆化的。
图8中的(a)是图示了根据本公开的第四变型的块体的以使得块体的后表面清晰可见的示意图。另外，图8中的(b)是图示了根据本公开的第四变型的块体的以使得块体的前表面清晰可见的示意图。另外，图8中的(c)是图示了根据本公开的第四变型的块体结构的一个表面的示意图，其与图4中的(c)中的部分B相对应。
参照图8中的(a)至(c)，将对根据本公开的第四变型的块体22的结构进行描述。由于本公开的第四变型与上述第二变型类似，因此将省略多余的解释并且将主要描述不同之处。
参照附图，接合凹槽22d在块体22的另一表面中限定成从块体22向内凹陷并且沿前后方向延伸。另外，接合突出部22c从块体22的一个表面向外突出并沿前后方向延伸。在这点上，接合凹槽22d可以包括多个接合凹槽，并且接合突出部22c可以包括多个接合突出部。此外，接合凹槽22d和接合突出部22c可以在一个方向和另一方向上具有呈规则或不规则形状的各种平面形状的横截面。在本公开的第四变型中，横截面形状可以是矩形，并且更具体地，各边缘的横截面形状可以是圆化的楔形形状。
图9中的(a)是图示了根据本公开的第五变型的块体的以使得块体的后表面清晰可见的示意图。另外，图9中的(b)是图示了根据本公开的第五变型的块体的以使得块体的前表面清晰可见的示意图。另外，图9中的(c)是图示了根据本公开的第五变型的块体结构的一个表面的示意图，其与图5中的(c)中的部分B’相对应。
参照图9中的(a)至(c)，将对根据本公开的第五变型的块体22的结构进行描述。由于本公开的第五变型与上述第一变型类似，因而将主要描述不同之处。参照附图，接合凹槽22d在块体22的顶表面中限定成从块体22向内凹陷，并且接合凹槽22d沿前后方向延伸。另外，接合突出部22c从块体22的底表面向外突出并沿前后方向延伸。在这点上，接合凹槽22d可以包括多个接合凹槽，并且接合突出部22c可以包括多个接合突出部。此外，接合凹槽22d和接合突出部22c可以在一个方向和另一方向上具有呈规则或不规则形状的各种平面形状的横截面。在本公开的第五变型中，横截面形状可以是矩形，并且更具体地，各边缘的横截面形状可以是圆化的楔形形状。
除了以上变型之外，可以采用各种变型。例如，块体22的顶表面、底表面、一个表面和另一表面中的每一者可以限定或形成有接合凹槽或接合突出部。另外，接合凹槽和接合突出部的横截面形状可以是除上述形状之外的各种形状。
图10是根据本公开的第二实施方式的块体结构和块体的示意图。另外，图11是根据本公开的第二实施方式的变型的块体结构和块体的示意图。图10中的(a)是根据本公开的第二实施方式的块体的示意图，并且图10中的(b)和(c)是根据本公开的第二实施方式的块体结构的示意图。此外，图11中的(a)是根据本公开的第二实施方式的变型的块体的示意图，并且图11中的(b)和(c)是根据本公开的第二实施方式的第二变型的块体结构的示意图。
参照图10至图11，将对根据本公开的第二实施方式及其变型的块体结构分别进行描述。在这点上，将主要描述第二实施方式的与本公开的第一实施方式不同的特征。根据本公开的第二实施方式的块体结构包括主体21、块体22和紧固构件24，并且还可以包括冷却构件23。
主体21可以具有沿一个方向和垂直于一个方向的另一方向延伸的一个表面。块体22分别联接至主体21的一个表面并且块体22彼此接触。块体22可以包括块体本体21a、楔形部22b和接合孔22e。
接合孔22e可以包括沿一个方向或另一方向穿过块体本体21a的至少一个接合孔。例如，在第二实施方式中，接合孔22e可以包括沿一个方向穿过块体本体21a的多个接合孔，例如两个接合孔。此外，在第二实施方式的变型中，接合孔22e可以包括沿另一方向穿过块体本体21a的多个接合孔，例如两个接合孔。接合孔22e的横截面可以具有各种形状，包括圆形、多边形、不规则形状等。紧固构件24可以分别插入到接合孔22e中。
紧固构件24中的每个紧固构件沿一个方向或另一方向延伸。此外，紧固构件24的横截面可以具有与接合孔22e的形状相对应的各种形状，包括圆形、多边形、不规则形状等。紧固构件24安装在沿一个方向或另一方向中的至少一者间隔开的多个位置处，并且紧固构件24沿另一方向或一个方向中的至少一者穿过所述多个块体22。在第二实施方式中，紧固构件24沿一个方向安装到块体22中。另一方面，在第二实施方式的变型中，紧固构件24沿另一方向安装到块体22中。
在一个示例中，在第二实施方式的另一变型中，紧固构件24可以以格子形式设置及安装，以沿一个方向和另一方向两者穿过所述多个块体22。在这种情况下，接合孔22e可以分别限定成沿一个方向和另一方向两者穿过块体22。在本公开的第二实施方式及其变型中，所述多个块体22可以通过紧固构件24在一个方向或另一方向中的至少一者上联接至彼此。在这种情况下，与其中各个块体的相互面向的表面以简单的二维平面形状彼此接触的结构相比，可以有利地传递及分布载荷。通过块体之间的使用紧固构件的这种联接结构，沿一个方向或另一方向中的至少一者设置并且彼此接触的块体结构可以联接至彼此，使得整个块体结构可以联接。此外，紧固构件24可以包括主体21的材料和块体22的材料中的一者。例如，紧固构件24可以包括例如耐火材料，并且更具体地包括与块体22相同的材料。
图12是根据本公开的第三实施方式的块体结构和块体的示意图。图12中的(a)是图示了根据本公开的第三实施方式的块体的以使得块体的后表面清晰可见的示意图。图12中的(b)是图示了根据本公开的第三实施方式的块体的以使得块体的前表面清晰可见的示意图。图12中的(c)是图示了根据本公开的第三实施方式的块体结构的一个表面的示意图。图13是根据本公开的第三实施方式的变型的块体结构和块体的示意图。
参照图12至图13，将对根据本公开的第三实施方式的块体结构进行描述。根据本公开的第三实施方式的块体结构包括：主体21，该主体21具有沿一个方向和与一个方向垂直的另一方向延伸的一个表面；多个块体22，所述多个块体22分别联接至一个表面并且所述多个块体22彼此接触；以及紧固构件24，紧固构件24在沿一个方向或另一方向中的至少一者间隔开的多个位置处穿过所述多个块体22。在这点上，所述多个块体22的在一个方向或另一方向中的至少一者上的面向彼此的表面可以分别限定或形成有接合凹槽22d和接合凸出部22c。块体结构还包括位于主体21内侧部的冷却构件23。也就是说，根据本公开的第三实施方式的块体结构是将第一实施方式的结构和第二实施方式的结构组合的结构。因此，第三实施方式的块体结构可以将局部施加至块体22中的每个块体的载荷更顺利地分配给所有块体并且分配给另一相邻的块体结构。在这点上，在第三实施方式的变型中，接合凹槽和接合突出部的接合方向可以与紧固构件的接合方向相交。这在图13中示出。
如上所述，在本公开的实施方式中，所述多个块体可以以各种方式联接至彼此，以利用其他块体或另一块体结构通过块体之间的联接来分担施加在一个块体上的应力或载荷。因此，可以实现应力或载荷分布，以防止块体由于过多应力而过早失效。
此外，块体由耐火材料制成，耐火材料具有能够在高炉中使用的各种组分，包括SiC、SiC+Si3N4、石墨和Al2O3组分及其组合。在本公开的实施方式中，由于块体在结构上互连或机械地互连，因此无论块体的耐火材料组分如何，都可以显著提高对装料的耐久性。另外，由于无论主体与块体的联接形式如何，块体都在结构上连接至彼此或机械地连接至彼此，因此可以明显提高对装料的耐久性。
图14中的(a)是图示了根据本公开的比较示例的块体结构的破坏机构的示意图。另外，图14中的(b)是图示了块体结构的应力分析结果的示意图。参照图14，在根据本公开的比较示例的块体结构中，耐火材料砖33分别配装到壁31的凹凸部分32中。尽管利用冷却水管线34来冷却容器本体10、例如高炉的钢板，但是如图14中的(b)所示，由高炉中的装料C施加的力F的剪切应力的分布(由轮廓线指示)密集地集中于凹凸部分32与耐火材料砖33之间的每个限制部分中。因此，作为耐火材料砖33的薄弱点的限制部分P破裂。
此外，即使耐火材料砖33的位于装料C中的突出部的尺寸增大并且耐火材料砖33彼此接触，但是由于耐火材料砖33中的每个耐火材料砖独立地承受剪切应力，因而耐火材料砖的限制部分同样可能容易破裂。另一方面，在本公开的实施方式中，由于块体联接至彼此，因此应力或载荷分布成使得块体中的每个块体的薄弱部分与上述比较示例相比在很长一段时间中不会破裂。
在下文中，参照图1至图13，将对根据本公开的实施方式的用于构造块体结构的方法进行描述。
根据本公开的实施方式的用于构造块体结构的方法包括：准备容器本体，该容器本体中具有内部空间；在容器本体的内表面上设置主体，该主体具有沿一个方向和与一个方向垂直的另一方向延伸的一个表面；将多个块体联接至主体的一个表面并使所述多个块体彼此接触；以及将所述多个块体的面向彼此的表面联接至彼此。在这点上，容器本体可以包括可以生产铁水的高炉。此外，主体可以包含金属材料或合金材料，并且块体可以包含耐火材料。
首先，准备容器本体，该容器本体中具有内部空间。在这点上，容器本体可以是容器1、例如高炉的钢板。此后，在容器本体10的内表面上设置主体21，主体21具有沿一个方向和与一个方向垂直的另一方向延伸的一个表面。在这点上，在容器本体10的内表面上布置多个主体21，使得主体21中的每个主体的一个表面面向容器本体10的内表面，并且因此，所述多个主体21彼此接触。通过该过程，主体21可以沿着容器本体10的内周布置在沿竖向方向间隔开的多个位置处，以覆盖容器本体10的整个内表面，并且主体21可以彼此接触。
此后，所述多个块体22联接至主体21的一个表面并且所述多个块体22彼此接触。通过该过程，所述多个块体22的面向彼此的表面联接至彼此。所述多个块体22可以例如使用在所述多个块体22的面向彼此的表面中分别限定以及形成的接合凹槽22d和接合突出部22c在一个方向或另一方向中的至少一者上彼此联接。替代性地，所述多个块体22可以通过紧固构件24联接至彼此，紧固构件24在沿一个方向或另一方向中的至少一者间隔开的多个位置处穿过所述多个块体22。此外，紧固构件可以包含耐火材料、金属材料或合金材料中的至少一者。例如，紧固构件可以包含耐火材料。
存在各种方式来将所述多个块体22的彼此接触的表面联接。除了上述方法之外，所述多个块体22可以使用接合凹槽22d、接合突出部22c和紧固构件24在一个方向和另一方向中的至少一者上以各种方式联接至彼此。
此外，所述多个块体21的彼此接触的表面可以被联接至彼此，使得一个块体的联接至一个主体的表面和另一块体的联接至另一主体并面向所述一个块体的表面可以联接至彼此。也就是说，所述多个块体结构可以使用接合凹槽22d、接合突出部22c和紧固构件24联接至彼此。
提供本公开的示例性实施方式以说明本公开的精神和范围，而不是限制本公开的精神和范围。应当指出的是，本公开的实施方式中提出的构型和方法可以彼此组合或者可以彼此替换以便以各种形式进行修改。因此，可以将本公开的变型视为属于本公开的类别。结果，本公开将在权利要求的范围和与权利要求等同的范围内的技术思想内以各种形式实现。本公开所属领域的技术人员将理解的是，在不背离本公开的精神和范围的情况下，可以做出各种实施方式。

Claims (18)

1.一种块体结构，包括：
主体，所述主体具有沿一个方向和与一个方向垂直的另一方向延伸的一个表面；以及
多个块体，所述块体联接至所述主体的一个表面并且所述块体彼此接触，
其中，在所述块体中的每个块体的两个相反表面上分别形成有接合凹槽和接合突出部，所述相反表面在一个方向或另一方向中的至少一者上彼此背离。
2.根据权利要求1所述的块体结构，还包括：多个紧固构件，所述多个紧固构件分别安装在沿一个方向或另一方向中的至少一者彼此间隔开的多个位置处，其中，所述多个紧固构件穿过所述多个块体。
3.一种块体结构，包括：
主体，所述主体具有沿一个方向和与一个方向垂直的另一方向延伸的一个表面；
多个块体，所述多个块体分别联接至所述一个表面并且所述多个块体彼此接触；以及
多个紧固构件，所述多个紧固构件分别安装在沿一个方向或另一方向中的至少一者彼此间隔开的多个位置处，其中，所述多个紧固构件穿过所述多个块体。
4.根据权利要求1或2所述的块体结构，其中，在一个块体的一个表面上形成有接合凹槽或接合突出部，并且在一个块体的另一表面上形成有接合突出部或接合凹槽，并且
其中，与一个块体相邻的另一块体的接合凹槽接纳所述一个块体的所述接合突出部，并且所述另一块体的接合突出部插入到所述一个块体的所述接合凹槽中。
5.根据权利要求1或2所述的块体结构，其中，在一个块体的顶表面或底表面上形成有接合凹槽或接合突出部，并且在一个块体的底表面或顶表面上形成有接合突出部或接合凹槽，并且
其中，与一个块体相邻的另一块体的接合凹槽接纳所述一个块体的所述接合突出部，并且所述另一块体的接合突出部插入到所述一个块体的所述接合凹槽中。
6.根据权利要求1或2所述的块体结构，其中，所述接合凹槽限定成从所述块体向内凹陷并且沿与所述主体的一个表面垂直的方向延伸，
其中，所述接合突出部从所述块体向外突出并沿与所述主体的一个表面垂直的方向延伸，并且
其中，所述接合凹槽和所述接合突出部中的每一者具有规则或不规则平面形状的横截面，并且所述接合凹槽和所述接合突出部中的每一者具有圆化边缘。
7.根据权利要求2或3所述的块体结构，其中，所述紧固构件包含所述主体的材料和所述块体的材料中的一者。
8.一种容器，包括：
容器本体，所述容器本体中限定有空间；以及
多个块体结构，所述块体结构布置在所述容器本体的内表面上，
其中，每个块体结构包括：
主体，所述主体具有沿一个方向和与一个方向垂直的另一方向延伸的一个表面；以及
多个块体，所述块体联接至所述主体的一个表面并且所述块体彼此接触，
其中，所述块体结构中的每个块体结构包括：
接合凹槽和接合突出部，所述接合凹槽和所述接合突出部分别形成在所述块体中的每个块体的两个相反表面上，其中，所述相反表面在一个方向或另一方向中的至少一者上彼此背离；或者
多个紧固构件，所述多个紧固构件分别安装在沿一个方向或另一方向中的至少一者彼此间隔开的多个位置处，其中，所述多个紧固构件穿过所述多个块体。
9.根据权利要求8所述的容器，其中，所述块体结构分别布置在沿一个方向或另一方向中的至少一者彼此间隔开的位置处并且彼此接触，并且
其中，相邻块体结构的相邻表面彼此接触并且通过相邻的接合凹槽与接合突出部之间的接合或通过每个紧固构件联接至彼此。
10.根据权利要求8所述的容器，其中，在一个块体的一个表面或顶表面上形成有接合凹槽或接合突出部，并且在一个块体的另一表面或底表面上形成有接合突出部或接合凹槽，并且
其中，与一个块体相邻的另一块体的接合凹槽接纳所述一个块体的所述接合突出部，并且所述另一块体的接合突出部插入到所述一个块体的所述接合凹槽中。
11.根据权利要求8所述的容器，其中，所述接合凹槽限定成从所述块体向内凹陷并且沿与所述主体的一个表面垂直的方向延伸，
其中，所述接合突出部从所述块体向外突出并且沿与所述主体的一个表面垂直的方向延伸，并且
其中，所述接合凹槽和所述接合突出部中的每一者具有规则或不规则平面形状的横截面，并且所述接合凹槽和所述接合突出部中的每一者具有圆化边缘。
12.根据权利要求8所述的容器，其中，所述紧固构件包含所述主体的材料和所述块体的材料中的一者。
13.一种用于构造块体结构的方法，所述方法包括：
准备容器本体，所述容器本体中具有内部空间；
在所述容器本体的内表面上设置主体，所述主体具有沿一个方向和与一个方向垂直的另一方向延伸的一个表面；
将多个块体联接至所述主体的一个表面并使所述多个块体彼此接触；以及
将相邻块体的相邻表面彼此紧固。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，将所述相邻块体的所述相邻表面彼此紧固包括：
使用分别形成在所述相邻块体的所述相邻表面上的接合凹槽和接合突出部将所述相邻块体的所述相邻表面彼此紧固。
15.根据权利要求13所述的方法，其中，将所述相邻块体的所述相邻表面彼此紧固包括：
通过在沿一个方向或另一方向中的至少一者间隔开的多个位置处穿过所述多个块体的紧固构件将所述相邻块体的所述相邻表面彼此紧固。
16.根据权利要求14或15所述的方法，其中，在所述容器本体的所述内表面上设置所述主体包括：
在所述容器本体的所述内表面上布置多个所述主体，其中，所述主体中的每个主体的一个表面面向所述容器内侧部；以及
使所述多个主体彼此接触，并且
其中，将所述多个块体的面向彼此的表面联接包括：
将一个块体的联接至一个主体的表面和另一块体的联接至另一主体并面向所述一个块体的表面联接至彼此。
17.根据权利要求13、14或15所述的方法，其中，所述容器本体包括能够生产铁水的高炉，
其中，所述主体包含金属材料或合金材料，并且
其中，所述块体包含耐火材料。
18.根据权利要求15所述的方法，其中，所述紧固构件包含耐火材料、金属材料或合金材料中的至少一者。
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