CN110273034B - 狭板保护系统 - Google Patents

Abstract

用于冶金炉的狭板保护系统，包括：狭板（100），包括布置在所述狭板（100）的前表面（102）上的多个凹部（110）；以及多个插入物（200），每个插入物都由所述凹部（110）中的相应一个接收，所述插入物（200）被如此接收以从狭板（100）的前表面（102）伸出，使得在使用中，插入物（200）捕获炉料以在狭板（100）的前表面（102）上提供炉料形成的保护层。每个插入物（200）包括一组区段（202a‑f）以及将区段（202a‑f）压靠在相应凹部（110）的壁（110b）上的保持器，使得区段（202a‑f）通过与凹部（110）的壁（110b）的摩擦接触固定在凹部（110）中。

Description

狭板保护系统

技术领域

本发明涉及用于冶金炉，例如高炉的狭板保护系统。

背景技术

传统的高炉包括若干部分和部件，包括炉身、炉腰、炉腹、风口、炉床和出铁口。高炉的内壳可由水冷的冷却板来保护，这种板叫做狭板，其保护内壳在发生在高炉内的还原过程期间不会过热。现代狭板通常由铜或铜合金构成，然而也可以使用其它的材料，例如钢或铸铁。

当被加入到高炉内的固体原材料下降通过高炉时，狭板可能容易受到这些原材料的磨损。尤其是焦炭，非常具有磨损性。在一些情形中，磨损的严重程度已经导致了要求在狭板的计划服务寿命结束之前就更换狭板。由于高炉的停工，那样做代价高昂。因此，重要的是设计耐磨损以延长服务寿命的狭板。

已知的是，通过在操作期间在狭板的前表面上形成冷冻炉渣积聚层来减少狭板的磨损。为此目的，狭板具有经机加工的前表面，或者热面，包括肋和槽，这些肋和槽将所述积聚层保持在狭板上。图1中示出了这种类型的示例性铜狭板的一部分。

这种构思的改进是添加前表面保护材料或包覆，其比铜基材更硬但是仍然允许通过冷冻在该表面上形成保护性积聚层。已经使用碳化硅和石墨砖的组合实现了这一点，如在图2中所图示的，图2示出了铜狭板和它的横截面。

WO2009/147192描述了具有前表面的狭板，前表面包括肋和槽，该肋和槽形成了用于锚固耐火砖衬层、耐火喷浆或过程产生的积聚层到该表面的锚固装置。金属插入物被提供在所述槽内，如在图3中示意性所示。金属插入物覆盖了肋的侧壁以保护肋不被侵蚀。然而，这种方案的可能的问题是金属插入物可能容易扭曲和/或屈曲，并且通过使用比狭板本体（当是铜时）传导性更差的材料，减少了狭板的热性能，这可能影响保护性积聚层的冻结。

因此，用于减少狭板磨损速度的现有的方案包括：

i）在狭板中或前面安装耐火/陶瓷磨损衬层；

ii）在狭板的前表面处安装突台以促进形成更厚的积聚层；以及

iii）在前表面处的机加工形状内安装包覆。

虽然这些方案实现了一些改善，但是仍然需要能够减少狭板磨损速度以延长服务寿命并减少高炉停工的新技术。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种用于冶金炉的狭板保护系统，包括：狭板，该狭板包括布置在狭板的前表面上的多个凹部；以及多个插入物，每个插入物都由所述凹部中的相应的一个接收，如此被接收的所述插入物从所述狭板的前表面伸出，使得在使用中，高炉炉料由所述插入物捕获以在狭板的前表面上提供炉料保护层，其中每个插入物包括一组区段以及迫使所述区段靠在相应的凹部的表面上的保持器，使得所述区段通过与凹部的所述表面的摩擦接触被固定凹部内。

如本文后面将要更详细地描述的，插入物提供了用于狭板的前表面（或热面）的包覆，其促使了在前表面上形成高炉炉料保护层。该插入物仅通过摩擦被附接到凹部，由此避免了任何需要改变前表面的表面以附接插入物的需求。

在本文中使用时，“炉料”指的是下列中的一种或全部两种：（i）在高炉中的含铁材料，例如铁矿石或铁矿石球团，以及（ii）高炉炉渣，即当铁矿石或铁球团、焦炭和熔剂（例如，石灰石或白云石）在高炉中熔融在一起且然后固化时形成的炉渣。

保持器可包括内部分和外部分；所述区段中的至少一个区段限定了所述一组区段中的第一子组，所述至少一个区段通过所述内部分被固定在凹部内；所述区段中的至少一个区段限定了所述一组区段中的第二子组，限定了所述第二子组的所述至少一个区段仅通过所述外部分被固定在凹部内，使得在使用中：通过炉料在保持器的外部分上的侵蚀作用而移除保持器的外部分，从而释放了所述第二子组，使得炉料可占据凹部的由所述第二子组所腾出的那部分；以及通过炉料在保持器的内部分上的侵蚀作用移除保持器的内部分，从而释放了所述第一子组，使得炉料可占据凹部的由所述第一子组腾出的部分。

狭板保护系统可包括定位器元件，其被构造成将所述一组区段中的所述第一子组定位在凹部中。定位器元件可被构造成支撑所述保持器的内部分和外部分。

所述凹部中的每个凹部都可具有六边形形状并且所述一组区段可包括六个区段，这六个区段被布置在六边形内以与相应的凹部互补。所述一组区段中的所述第一子组可包括四个区段，而所述一组区段中的所述第二子组可包括两个区段。

每个插入物的区段和/或保持器可包括耐磨耐火材料。耐磨耐火材料可包括碳化硅或氧化铝。

每个插入物的区段和/或保持器可包括金属材料。金属材料可包括铜、铜合金、钢或铸铁。

所述区段中的每一个可通过缝隙与邻近的区段分开。

根据本发明的另一方面，提供了冶金炉狭板本体，包括：前表面、后表面、和连接前表面和后表面的边缘；延伸通过所述本体的至少一个冷却通道；和布置在所述前表面上的多个离散的凹部，所述凹部中的至少一个由所述前表面的一部分包围，使得在使用中高炉炉料由所述凹部接收并保持以在前表面上提供炉料保护层。

可通过机加工前表面来形成凹部。狭板本体可以是铸件。

可由铜、铜合金、钢或铸铁来构造狭板本体。

凹部可具有六边形形状。

凹部中的一个或多个可被构造成接收突出的插入物以捕获高炉炉料。

可以以均匀的方式布置凹部。均匀的方式可包括具有行和列的阵列。狭板本体在第一方向和垂直于所述第一方向的第二方向上具有相同的弯曲刚度。

优选地，凹部具有六边形形状并且以具有行和列的阵列布置，由此提供了凹部的蜂窝图案。蜂窝图案赋予了狭板本体的内在刚度，并且狭板本体往往将具有比图1中示出的那种类型的传统带槽狭板更均匀的刚度。

附图说明

现在参照附图通过示例来描述实施例，附图中：

图1示出了用于炉的传统铜狭板的一部分；

图2示出了包括碳化硅和石墨砖的传统铜狭板；

图3示出了包括金属插入物的传统铜狭板的一部分；

图4示出了根据本发明的一个实施例的狭板；

图5a示出了图4的狭板中安装的一组插入物并且图5b示出了所安装的插入物的其中一个的切面图；

图6a-d示出了插入物的一部分；

图7a-e示出了插入物在狭板中的安装；

图8a-d与安装有插入物的狭板的使用相关；以及

图9a、9b、10a 和10b示出了根据本发明的其它实施例的狭板和插入物组。

具体实施方式

参照图4，长方形的冷却板或狭板100包括前表面（或热面）102、后表面104、和边缘106a-d。狭板100可以是用在高炉中的多个相似狭板中的其中一个。

在这个示例性实施例中，狭板100由铜合金构造。替换的材料包括，但不限于，铜、钢和铸铁。

在这个实施例中，狭板具有的长度是约1.5m、宽度是约1.0m、并且厚度是约120mm。

狭板100的内部包括水冷通道（未示出）。除此以外，狭板100本体基本上是实心的。

多个凹部110形成在100的前表面102中。凹部110通过机加工形成。替换地，凹部110可由铸造形成。

凹部110中的每一个包括基底或地板110a和壁110b。地板110a是平坦的，从而与狭板100的前表面102平行。在这个实施例中，凹部110中的每一个在开口处具有的宽度是约165mm并且具有的深度（从所述开口到地板110a）是约45mm。在其它的实施例中，深度可以是约35-55mm。

每个凹部110的壁110b具有锥度，从而在地板110a和凹部110的位于前表面102的开口之间会聚。因此，凹部110的横截面面积在地板110a处比在开口处更大。

凹部110是离散的凹部。也即，凹部110中的每一个都通过狭板100的本体的材料与全部其它的凹部110分开。因此，凹部110可被认为是狭板100中的穴，每个穴都与其余的穴隔离。

而且，凹部110中的大多数在它们的开口处完全由前表面102的一部分包围（少数例外是那些位于狭板100的边缘处的狭板100）。换句话说，凹部110中的大多数每一个都由环形的周长界定和限定。

另外，凹部110中每一个都仅在狭板100的前表面102的一小部分或少部分上延伸；凹部110中没有一个在前表面102的整个长度或宽度上延伸。

在这个实施例中，凹部110被按图案布置，特别尤其是以均匀方式布置，特别尤其是还以阵列布置。由于凹部110的均匀间隔，矩形狭板在纵向（长度Y）方向上的弯曲刚度与横向（宽度X）方向相同。

凹部110阵列包括15个（水平）行和四个（竖直）列。替换地，该阵列可包括不同数量的行和列，例如多达20行和5列。

在这个实施例中，凹部是六边形的（从正面看），从而形成蜂窝图案。如从下面的描述能理解的，凹部110中的一个或多个可采用其他的形状，包括但不限于圆形、三角形、包括正方形的矩形、五边形、七边形、或八边形。

现在参照图5a和5b，插入物200被安装在狭板100的凹部110中。狭板100和插入物200组合构成狭板保护系统。

插入物200中的每一个包括多个部件片或区段，在本实施例中每个插入物200有六个区段202a-f。区段202a-f被围绕着相应凹部110的中心轴线Z布置，该中心轴线Z垂直于狭板100的前表面102。在这个实施例中，区段202a-f中的每一个都包括碳化硅。替换地，区段202a-f可包括铸铁或钢。

每个插入物200还包括保持器，该保持器在本实施例中包括内部分204和外部分206。在本实施例中，保持器的内部分204和外部分206的每一个都包括钢。替换地，内部分204和外部分206可包括碳化硅。

在这个实施例中，插入物200也包括定位器零件208。定位器零件208包括钢。替换地，定位器零件208可包括碳化硅。

因此，插入物中的每一个都包括多个组成部分并且可被认为是这些部分的组件。现在将尤其参照图6a-d更具体地描述插入物200的所述部分。

首先参照图6a，定位器零件208包括大致平坦的上表面208a和下表面208b，这两个表面彼此平行并且通过周壁208c连接。在定位器零件208的端部部分208d处，周壁208c是凸形的，而且还从上表面208a到下表面208b地形成发散的锥形。在定位器零件208的侧部分208e处，周壁208c垂直于上表面208a和下表面208b，使得侧部分208e是平坦的。定位器零件208也包括直立的柱208f。

现在参照图6b，保持器的外部分206包括圆形本体，该本体具有大致平坦的上表面206a和下表面206b，这两个表面彼此平行并且由周壁206c连接，周壁206c从上表面206a到下表面206b地形成会聚的锥形。换句话说，保持器的外部分206是（浅）截头圆锥。外部分206也包括中心通孔206d，其大小设置成紧密地接收定位器零件208的直立的柱208f。

现在参照图6c，保持器的内部分204包括本体，该本体的形状类似于外部分206的一部分，使得内部分204包括大致平坦的上表面204a和下表面204b，这两个表面彼此平行并且由周壁204c连接，周壁204c从上表面204a到下表面204b地形成会聚的锥形。然而，内部分204与外部分206的不同之处在于缺少（即，外部分206的）圆形的一段，使得内部分204形成D形。因此，内部分204包括平坦边缘204d，其垂直于上表面204a和下表面204b。内部分204也包括中心通孔204e，其大小设置为紧密地接收定位器零件208的直立的柱208f。

现在参照图6d，示例性的区段202a包括大致平坦的上表面202a1和下表面202a2，这两个表面由周壁连接。周壁包括内表面202a3和外表面202a4，这两个表面由两个侧表面202a5连接。外表面202a4被成形为与狭板100的凹部110的锥形壁110b互补。侧表面202a5是大致平坦的并且被构造成抵接邻近区段的类似侧表面。内表面202a3包括半径，该半径对应于保持器的内部分204和外部分206中每一个的周壁204c和206c的半径。

内表面202a3的下部分设有浅底切部202a6，该底切部延伸到下表面202a2。浅底切部202a6具有凹形形状以与定位器零件208的端部部分208d中的一个的凸形壁208c互补。内表面202a3的另一部分，其在浅底切部202a6和上表面202a1之间延伸，并且被成形为与保持器的内部分204和外部分206中每一个的倾斜周壁204c、206c互补。一个顶点202a7将内表面202a3的下部分（其设有延伸到下表面202a2的浅底切部202a6）与内表面202a3的另一部分（其在浅底切部202a6和上表面202a1之间延伸）分开。

现在尤其参照图7a-e解释在相应的凹部110内安装插入物200组。简要起见，仅在其中一个凹部110内的一个插入物200方面对操作进行描述；然而，应该理解，安装原理对于全部插入物200都是相同的。

狭板100首先被最方便地布置在水平位置以安装插入物200。也即，前表面102将位于水平平面内。应该理解，在这个位置中，凹部110的中心轴线Z将从前表面102竖直延伸。

首先参照图7a，在安装程序的第一阶段中，所述插入物200的一组六个区段202a-f中的四个区段202c-f被竖直放置在狭板100的凹部110中，使得区段202c-f中每一个的下表面202c2-202f2）都靠在凹部110的地板110a上。区段202c-f被放在一起使得它们的侧表面202c5-202f5都彼此邻近。四个区段202c-f中的每一个的周壁的外表面202c4-202f4都与凹部110的壁110b抵接。这四个区段202c-f部分地包围凹部110的中心轴线Z。

现在参照图7b，在安装程序的第二阶段中，定位器零件208被竖直地放置在凹部110中，使得定位器零件208的下表面208b靠在凹部110的地板110a上。最初，定位器零件208与这四个区段202c-f侧向地错开。然后使定位器零件208在凹部110的地板110a上滑动，通过最末端的区段202c、202f的暴露的侧表面之间的开口，然后被旋转到位于这两个最末端的区段202c、202f之间的合适位置中，使得定位器零件208的端部部分208d中的每一个部分的凸形周壁208c都接触这两个最末端的区段202c、202f的互补凹形底切部202c6、202f6中的相应一个。在这个位置中，定位器零件208的柱208f与凹部110的中心轴线Z重合。

一旦旋转到合适位置，定位器零件208就在这两个最末端的区段202c、202f上施加向外的径向力以将那些区段202c、202f—以及由此还有两个最内侧的区段202d、202e—保持在紧密地靠着凹部110的壁110b的位置。

在这个阶段，四个区段202c-f被充分地固定，使得它们不能在凹部110内侧向移动。

现在参照图7c，在安装程序的第三阶段中，保持器的内部分204被临时地定位在由四个区段202c-f形成的中心（部分）孔的上方。在这个初始位置中，内部分204被取向为它的上表面204a处于最上面、中心通孔204e与凹部110的中心轴线Z重合。内部分204的弯曲的、倾斜周壁204c被置于这四个区段202c-f的内表面202c3-202f3上，并且D形内部分204的平坦边缘204d被置于定位器零件208的平坦侧部分208e中的一个上。保持器的内部分204然后被降低使得中心通孔204e在定位器零件208的直立的柱208f上行进。柱208f在内部分204在区段202c-f之间的下降过程中用作内部分204的引导件。

内部分204被向下压（例如，通过手或利用合适的下压工具）直到内部分204的下表面204b接触定位器零件208的上表面208a。在这个位置中，从内部分204的弯曲的、倾斜周壁204c向四个区段202c-f中的每一个的弯曲的、倾斜内表面202c3-202f3传递径向力。这使得四个区段202c-f相对于中心轴线Z被向外移动，使得这四个区段202c-f的外表面202c4-202f4被压在凹部110的壁110b上。也就是说，这四个区段202c-f被驱动靠在凹部110的壁110b上并且被有效地挤在保持器的内部分204和壁110b之间。以这种方式，这四个区段202c-f被保持器的内部分204完全固定在凹部110内。

这四个区段202c-f通过保持器的内部分204被固定在凹部110内，形成了插入物200的一组六个区段202a-f的第一子组S1，如细目将进一步解释的。

现在参照图7d，在安装程序的第四阶段中，一组六个区段202a-f的剩余两个区段202a、202b被竖直地放置在凹部110中，使得区段202a、202b的每一个的下表面202a2、202b2靠在凹部110的地板110a上。这两个区段202a、202b被定位成这两个区段202a、202b中每一个的一个侧面202a5、202b5邻近这两个区段202a、202b中另一个的侧表面202a5、202b5，而另一个侧表面202a5、202b5与邻近的区段202c、202f中的其中一个的侧表面202c5、202f5邻近。这两个区段202a、202b中每一个的周壁的外表面202a4、202b4都与凹部110的壁110b抵接。这六个区段202a-f完全围绕凹部110的中心轴线Z以形成六边形。

现在参照图7e，在安装程序的第五阶段中，保持器的外部分206被临时定位在由六个区段202a-f形成的中心孔的上方。在这个初始位置中，外部分206被取向为它的上表面206a位于最上面，通孔206d与凹部110的中心轴线Z重合。外部分206的弯曲的、倾斜周壁206c被置于六个区段202a-f的内表面202a3-202f3上。然后使保持器的外部分206下降，使得通孔206d在定位器零件208的直立的柱208f上行进。在外部分206在区段202a-f之间的下降过程中柱208f用作外部分206的引导件。

外部分206被向下压（例如，通过手或利用合适的下压工具）使得外部分206的弯曲的、倾斜的周壁206c接触六个区段202a-f中每一个的弯曲的、倾斜内表面202a3-202f3。在这个位置中，在外部分206的下表面206b和保持器的内部分204的上表面204a之间存在小缝隙（在图7e中不可见）。

而且，在这个位置中，从外部分206的弯曲的、倾斜周壁206c向六个区段202a-f中每一个的弯曲的、倾斜内表面202a3-202f3传递径向力。这导致两个区段202a、202b（它们，不像第一子组S1区段的四个区段202c-f那样，没有被内部分204固定在凹部110中）被相对于中心轴线Z向外移动，使得两个区段202a、202b的外表面202a4、202b4被压靠在凹部110的壁110b上。也即，两个区段202a、202b被驱动靠在凹部110的壁110b上并且被有效地挤在保持器的外部分206和壁110b之间。应该理解，第一子组S1区段的四个区段202c-f也以同样方式被外部分204固定在凹部110中。以这种方式，六个区段202a-f通过保持器的外部分206被完全固定在凹部110中。

两个区段202a、202b仅通过保持器的外部分206（即，没有再通过内部分204）被固定在凹部110中，形成了插入物200的一组六个区段202a-f中的第二子组S2，如本文下面将进一步解释的。

如本文下面将进一步解释的，在这个实施例中，在被固定的区段202a-f的每对邻近的侧表面202a5-202f5之间对存在小缝隙。

再重复一遍，壁110b在凹部110的地板110a和凹部110的位于前表面102的开口之间形成会聚的锥形。该锥形具有作用在六个区段202a-f上的楔效应，这增强了区段202a-f在凹部110中的安装紧密度。另外，该锥形与区段202a-f中每一个的互补形状的外表面202a4-202f4一起，提供了强健的“燕尾榫”接头，这防止了区段202a-f沿着远离前表面102的方向移出凹部110。

如上面所解释的由保持器的内部分204和外部分206所施加的径向力的每一个都会受到反作用力，该反作用力从凹部110的壁110b传递到区段202a-f。重要的是，该反作用力不会导致内部分204和外部分206的倾斜周壁204c、206c（向上）滑动超过区段202a-f的弯曲的、倾斜内表面202a3-202f3，因为这往往会将区段202a-f的外表面202a4-202f4从壁110b释放，并由此有损于区段202a-f在凹部110内的固定。

由于这个原因，配合表面，也就是保持器的内部分204和外部分206的相应的周壁204c、206c和区段202a-f的内表面202a3-202f3被布置成提供足够的摩擦度以阻止它们之间的滑动。例如，可通过仔细地选择配合表面的材料和/或处理来实现所要求的摩擦量。替换地，保持器的内部分204和外部分206中的一个或全部两个通过合适的固定被固定就位，例如，楔锁垫圈，例如诺德-锁（RTM）垫圈。

因此，在安装过程结束时，插入物200被完全固定在狭板100的凹部110内。更具体地，一组插入物的六个区段202a-f中的每一个被完全固定在凹部110内。还更具体地：

i）一组区段的全部六个区段202a-f通过保持器的外部分206固定；

ii）形成所述一组区段的第一子组S1的四个区段202c-f还由保持器的内部分204固定；以及

iii）形成所述一组区段的第二子组S2的两个区段202a、202b仅由保持器的外部分206固定。

区段202a-f通过区段202a-f的外表面202a4-202f4与凹部110的壁110b的表面之间的摩擦固定在凹部110内。这个摩擦的产生是由于保持器的内部分204和外部分206向外施加径向力，该径向力把区段202a-f牢固地推靠在壁110b上。因此，插入物200可被认为是反向夹或者展阔器。由于保持器的内部分204和外部分206被推进由六个区段202a-f形成的中心孔的方式，内部分204和外部分206的每一个都可被认为是固定塞。

被安装的插入物200和凹部110之间的连接基本上是干涉配合（也被称为压配合或摩擦配合）。也就是说，插入物200通过摩擦，而不是通过任何其他的紧固手段，被附接到凹部110的壁110b。因此，插入物不依赖于传统的紧固件，例如螺钉、螺栓或者铆钉，这些紧固件会要求在狭板100的材料中设置螺纹或孔。这是非常有利的，因为不期望提供螺纹或孔，因为这会导致在水冷却通道附近的狭板材料中的弱区域，这种弱区域可能会导致结构失效并由此导致在使用中的灾难性的水泄漏

插入物200的安装也不使用熔焊或硬钎焊。因此，应该理解，插入物200附接到凹部110的方式不需要狭板100的表面材料被以任何方式改性从而接受插入物200。

保持器的内部分204和外部分206中的每一个可被从区段202a-f的内表面202a3-202f3分开并移除，优选地不破坏内部分204和外部分206，使得插入物200可在拆卸程序中被移除，该拆卸程序基本上是上述安装程序的反过程。因此，应该理解，一旦安装后，插入物200是被可移除地附接在凹部110中。

被安装的插入物200从狭板100的前表面102伸出或突出，并且插入物200一起形成了前表面102的保护包覆。现在具体参照图8a-d描述与安装在高炉中的狭板100一起使用该包覆。

首先参照图8a，镶板状的狭板100以直立方式被安装在高炉的内壁处。应该理解，在附图中仅示出了狭板100的一部分。前表面102面向着高炉的内部，使得插入物200以大致水平方向从前表面102伸出。

在使用的是高炉时，炉料将在重力的作用下向下穿过高炉的内部。炉料可例如包括冷凝的蒸气、固化的炉渣、和金属。大块炉料穿过高炉的质量流速通常是每小时240-1100吨左右。

炉料的外部分将在狭板100的前表面102上并在插入物200之间流动。该炉料中的一些将被插入物200捕获。被捕获的炉料将被保持为与狭板100的前表面102的被冷却表面接触（以及与插入物200的表面接触）并且当炉料处于还原的、液体的或半液体状态时将粘附在该表面上以形成保护层。

在所描述的实施例中，插入物200的捕获炉料的能力通过插入物200的具体形式和它们在狭板100的前表面102上的布置被最优化，如下所述。

再参照图8a，六边形的插入物200被布置成使得在插入物200之间限定得了通道C。也就是说，突出的区段202a-f的外表面202a4-202f4的暴露部分限定了通道C的壁，同时狭板100的前表面102形成了通道C的基底。

现在还参照图8b，示例性的第一和第二通道C1、C2被限定在第一六边形插入物200和两个邻近的六边形200之间，这些插入物200中的每一个都属于狭板100上的第一（且最上面）排插入物200。而且，示例性的第三和第四通道C3、C4被限定在第一六边形插入物200和两个另外的邻近的六边形插入物200之间，这些另外的插入物200中的每一个都属于位于所述第一排插入物200下方的第二排插入物200。第一和第二通道C1、C2中的每一个都是二分叉的，第一通道C1的一个分支通向第三通道C3，而第二通道C2的一个分支通向第四通道C4。而且，第三和第四通道C3、C4汇合。

如在图8b中的箭头所示，炉料（本身未示出）的流动流F将流过第一和第二通道C1、C2中的每一个，并且将在通道C1、C2中每一个的分叉点处出现。来自第一通道C1的炉料的大约一半将流入第三通道C3并且来自第二通道C1的炉料的大约一半将流入第四通道C4。这两个炉料流将在第三和第四通道C3、C4汇合处的点相遇。

将会看到，在这个汇合点处，限定了狭板100的前表面102的区域T，该区域由六边形插入物200的三个最近的点P界定。应该理解，这些点P是对六边形插入物200的顶点的二维表达。区域T有效地作为炉料流的“瓶颈”，其往往在区域T内被捕获在六边形插入物200的三个点P之间。因此，六边形插入物200的布置提供了高度有效的“三点锚”以保持由通道C1-C4引导到区域T内的炉料。

在这个示例性实施例中，在三个点P中的任意两点之间的距离是约55mm，因为这是包含在炉料中的典型颗粒的尺寸。应该理解，这个间距可被设置为适合炉料规格的任意尺寸。

下面将具体参照图8c和8d进一步描述包覆的使用。

首先参照图8c，根据本文上面描述的安装程序，插入物200的一组六个区段202a-f新近被安装在狭板100的凹部110内。（虽然仅示出了一个凹部110和一个插入物200，但是应该理解狭板100包括多个类似的凹部110和插入物200，如例如在图8a中所示）。因此，图8c中所示的插入物200代表了在高炉中的狭板100的使用开始时的新插入物200。

再次重复，在所描述的实施例中，插入物200的区段202a-f中的每一个都包括碳化硅。尽管这是非常耐磨的材料，但是高炉中的严苛条件使得区段202a-f可被预见为被在它们上且围绕它们经过的磨损炉料逐渐侵蚀。因此，随着时间的流逝，区段202a-f将被炉料磨掉。而且，很可能最上面的区段202a、202b的被侵蚀速度比其他的区段202c-f更快，因为最上面的区段202a、202b在炉料下降通过高炉并在狭板100上下降时承受炉料的力的主要冲击。

最终，区段202a-f——尤其是最上面的区段202a、202b，由于刚刚说过的原因——会被磨损到保持器的外部分206的水平。在这个阶段，外部分206也将被暴露给流动的炉料的磨损效应。随着时间的流逝，外部分206将必然也被磨掉。

再次重复，两个最上面的区段202a、202b形成了所述一组六个区段202a-f的第二子组S2，其仅通过保持器的外部分206被固定在凹部110中。一旦外部分206被炉料的侵蚀效应破坏，那么就没有东西保持两个最上面的区段202a、202b（的残留物）位于凹部110内，并且它们因此将被从凹部110释放。这两个区段202a、202b将被裹挟在流动的炉料中并且因此将被携带远离凹部110。最终，它们将被带到距离狭板100的前表面102相当远的距离处。

图8d示出了处于部分被磨损的状态的插入物200，在这个阶段外部分206已被破坏并且两个最上面的区段202a、202b已经被释放并被携带远离凹部110。如所见，凹部110的一部分已经由于区段202a、202b被搬走而变空。炉料往往会流入凹部110的空部分中并且粘附到凹部的地板110a和壁110b上。以这种方式，炉料提供了狭板100的保护层，即使是在已经失去了插入物200的一部分之后。

仍然参照图8d，其余的四个区段202c-f将继续被暴露给炉料的磨损效应，并且最终将被磨到保持器的内部分204的水平。在这个阶段中，内部分204也将被暴露给流动的炉料的磨损效应。随着时间的流逝，内部分204必然也被磨掉。

再次重复，四个区段202c-f形成了所述一组区段202a-f的第一子组S1，其通过保持器的内部分204固定在凹部内（也通过插入物200的安装位置处的外部分206）。一旦内部分204已被炉料的侵蚀效应破坏（保持器的外部分206已经被破坏），就没有东西保持四个区段202c-f（的残留物）位于凹部110内，因此它们也将随着定位器零件208一起被从凹部110释放。四个区段202c-f和定位器零件208将被裹挟在流动的炉料中并且因此将被携带远离凹部110。最终，它们被带到距离狭板100的前表面102相当远的距离处。

凹部110的一部分将由于区段202c-f被搬走而变空。炉料往往将流入凹部110的空部分中并且粘附到凹部的地板110a和壁110b上。以这种方式，炉料提供了狭板100的保护层，即使在已经失去整个插入物200之后。

因此，根据所描述的实施例的本发明提供了插入物，其捕获炉料使得炉料将粘附到狭板的前表面以在其上形成保护层。每个插入物的最上面的区段最容易受到流动的大体积的炉料的侵蚀作用的磨损，其被构造成在磨损的一定阶段时被从凹部释放，使得炉料可取代它们在凹部中的位置以粘附到前表面上。插入物的其余区段也被构造成在稍后的时间中一旦它们也达到某一磨损阶段时就被从凹部释放。该凹部的之前由那些其余的区段占据的部分此时由粘附到前表面上的炉料占据。在由炉料占据时，凹部是“石盒”，其即使在插入物的全部区段都被磨掉而失去时也保护狭板。

该插入物提供了区段的分阶段释放。区段被释放时的磨损阶段由保持器的一部分的相对位置（即与狭板的前表面的距离）和区段的端表面预先确定。换句话说，保持器的一部分在区段之间相对于区段的端表面被凹下的程度。当区段被磨掉时凹部的深度减少，直到保持器的一部分被暴露给磨损的炉料流并且由此被侵蚀掉。

插入物中的每一个能够接受热循环而不过早地被从凹部释放。这是因为插入物是由多个区段组成的，这些区段能够在热应力下独立弯曲，且仍然被作为整体固定，以易于组装。再次重复，在被固定的区段的邻近侧表面的每一对之间都存在小缝隙。正是这些小缝隙使得区段能够独立弯曲。而且，所述缝隙促使材料以灰尘形式进入，从而作为弹性分隔膜，因此增加了热循环效应的弹性。在另一个实施例中，该实施例不那么优选，省略了缝隙，使得区段彼此抵接。

在所描述的实施例中，保持器的内部分204固定了四个区段202c-f（第一子组S1）并且外部分206固定了六个区段202a-f，使得两个区段202a、202b（第二子组S2）仅由外部分206固定。因此，这两个区段202a、202b在外部分206被破坏时被释放，接着当内部分204被破坏时那四个区段202c-f被释放。然而，应该理解，插入物200的一组区段202的子组S1、S2可被不同地组成，只要区段202中的至少一个限定了第一子组S1且由内部分204固定在凹部110中，并且区段202中的至少一个限定了第二子组S2并且仅由外部分206固定在凹部110中。

另一方面，虽然所描述的实施例包括了保持器的内部分和外部分两者，但是应该理解，插入物可替换地仅使用一个保持器部分固定。此时这个唯一的保持器部分将固定插入物的全部区段。当然，仅包括一个保持器部分的实施例不是被构造成以本文上述方式提供区段的分阶段释放。相反，一旦唯一的保持器部分已被破坏，全部的区段都将几乎同时被从凹部释放。

替换地，插入物可包括多于两个的保持器部分。在这样的实施例中，区段可按照保持器部分的数量随着时间的流逝在多个阶段被释放。

虽然所描述的实施例涉及的插入物每一个都包括六个区段，这些区段被布置成六边形，但是应该理解每个插入物可包括任意数量的区段并且这些区段可被布置成任何形状。例如，插入物可包括两个区段，这两个区段被布置成圆形。替换地，插入物可包括三个区段，这些区段可被布置成三角形。替换地，插入物可包括四个区段，这些区段可被布置成矩形，例如正方形。替换地，插入物可包括五个区段，这些区段可被布置成五边形。替换地，插入物可包括七个区段，这些区段可被布置成七边形。替换地，插入物可包括八个区段，所述区段可被布置成八边形。等等。显然，对于本领域技术人员来说，区段的数量可变化并且区段可以任何形式的多边形被布置。所有这些形状和布置都在所要求保护的发明的范围内。当然，狭板的前表面中的凹部也被成形为对应插入物的形状。

多个插入物可包括具有不同的形状和/或大小的插入物。而且，一个插入物的一组区段可包括具有不同的形状和/或大小的区段。

在一个实施例中，省略了定位器零件208。应该理解，定位器零件208对于将插入物200固定在凹部110中来说不是必需的，因为它不是用于将区段200a-f完全固定到凹部110的壁110b；相反，起到该作用的是保持器的内部分204和外部分206。在这个实施例中，还省略的底切部（位于区段的内表面的下部），因为底切部仅用于与定位器零件208接合。

在一个实施例中，保持器的内部分和/或外部分还借助于和区段的内表面的摩擦接触之外的手段被固定，例如通过螺钉、螺栓或其他类型的紧固件，或者通过熔焊。在一个这样的实施例中，定位器零件的直立的柱包括螺纹，并且保持器的内部分和/或外部分中的一个或全部两个通过与所述螺纹接合的螺母固定。

在一个实施例中，凹部110的壁110b平行于凹部110的中心轴线Z，并且因此不包括锥形。这能够使得将凹部机加工得更笔直。在另一方面，这个实施例是次优选的，因为，虽然区段202a-f的外表面将通过施加到它们上的径向力被固定到凹部110的壁，但是有利的楔效应和强健的燕尾榫接头将消失。

参照图9a、9b、10a 和10b，在一个实施例中，每个插入物的区段中的一个或多个区段被扩大（与该插入物的其它区段相比），并且所述一个或多个区段包括外表面，该外表面用于在插入物被安装在狭板中时与另一个插入物的被类似地扩大的区段的类似外表面接触。这使得狭板中的两个邻近排中的插入物能够彼此接触以形成连续的突台，该连续的突台能够阻止炉料从插入物之间通过。这在狭板的底部处是尤其有用的，如在图10b中所示，因为期望在炉料下降通过高炉到达狭板下面之前尽可能多地在狭板上保持炉料。

Claims (11)

1.一种用于冶金炉的狭板保护系统，包括：

狭板，其包括布置在所述狭板的前表面上的多个凹部和延伸通过所述狭板的至少一个冷却通道；以及

多个插入物，每个插入物由所述凹部中的相应一个凹部接收，所述插入物都被接收成从所述狭板的所述前表面伸出，使得在使用中，炉料由所述插入物捕获从而在所述狭板的所述前表面上提供所述炉料形成的保护层，

其中每个插入物包括一组区段和将所述区段压靠在所述相应一个凹部的表面上的保持器，使得所述区段都通过与所述凹部的所述表面的摩擦接触被固定在所述凹部中。

2.如权利要求1所述的狭板保护系统，其中：

所述保持器包括内部分和外部分；

所述区段中的至少一个区段限定了所述一组区段中的第一子组，限定了所述第一子组的所述至少一个区段由所述内部分固定在所述凹部中；

所述区段中的至少另一个区段限定了所述一组区段中的第二子组，限定了所述第二子组的所述至少另一个区段仅由所述外部分固定在所述凹部中；

从而在使用中：

所述保持器的所述外部分由作用在其上的所述炉料的侵蚀效应移除，从而释放了所述第二子组，使得所述炉料可占据所述凹部的由所述第二子组所腾出的部分；以及

所述保持器的所述内部分由作用在其上的所述炉料的侵蚀效应移除，从而释放了所述第一子组，使得所述炉料可占据所述凹部的由所述第一子组所腾出的部分。

3.如权利要求2所述的狭板保护系统，包括定位器元件，其被构造成将所述一组区段中的所述第一子组定位在所述凹部中。

4.如权利要求3所述的狭板保护系统，其中所述定位器元件被构造成支撑所述保持器的所述内部分和所述外部分。

5.如权利要求1至4中任一项所述的狭板保护系统，其中所述凹部中的每一个都具有六边形形状，并且所述一组区段包括六个区段，这六个区段被布置成六边形以与相应的凹部互补。

6.如权利要求2所述的狭板保护系统，其中所述凹部中的每一个都具有六边形形状，并且所述一组区段包括六个区段，这六个区段被布置成六边形以与相应的凹部互补，其中所述一组区段中的所述第一子组包括四个区段，并且所述一组区段中的所述第二子组包括两个区段。

7.如权利要求1至4中任一项所述的狭板保护系统，其中每个插入物的所述区段和/或所述保持器包括耐磨耐火材料。

8.如权利要求7所述的狭板保护系统，其中所述耐磨耐火材料包括碳化硅或氧化铝。

9.如权利要求1至4中任一项所述的狭板保护系统，其中每个插入物的所述区段和/或所述保持器包括金属材料。

10.如权利要求9所述的狭板保护系统，其中所述金属材料包括铜、铜合金、钢或铸铁。

11.如权利要求1至4中任一项所述的狭板保护系统，其中所述区段中的每一个都通过缝隙与邻近的区段分开。

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