CN110273035A - 狭板保护系统 - Google Patents

Abstract

用于冶金炉的狭板保护系统，包括：包括前表面的狭板，前表面具有X方向和垂直于X方向的Y方向以限定X‑Y平面，前表面包括多排沿着X方向延伸的槽；以及，由槽滑动接收的插入物，由每一个相应的槽如此接收的插入物沿着槽彼此间隔开，由其中一个槽接收的插入物的中心沿着X方向和Y方向中的每一个与由一个邻近的槽接收的插入物的中心错开，每个插入物从狭板的前表面伸出并且包括流动引导表面，流动引导表面在X‑Y平面内相对于X方向和Y方向中的每一个倾斜，使得在使用中插入物在X方向和Y方向的每一个上的错开和倾斜的流动引导表面使得炉料的流动在重力的作用下沿着在X方向和Y方向每一个上都有分量的方向流动，从而将炉料在狭板的整个前表面上的插入物之间分布和/或使炉料被捕获在插入物之间。

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。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。

现在参照图4，已经提出在狭板的表面的每个槽中放置多个突出的矩形块，这些块沿着槽的长度彼此间隔开。这些块可包括碳化硅或一些其它的硬材料，由此给狭板的该表面提供保护包覆。这些块通过较短的间隔插入物彼此分开。这些插入物可在块之间的区域中保护狭板的表面。如在图4中所示，在槽与槽之间这些块优选地错开，以在狭板的表面上提供棋盘格图案。

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。

DE 73 31 936 U涉及高炉衬层的冷却元件。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了用于冶金炉的狭板保护系统，包括：包括前表面的狭板，该前表面具有X方向和垂直于X方向的Y方向以限定X-Y平面，所述前表面包括多排槽，所述槽沿着X方向延伸；以及插入物，所述槽滑动地接收所述插入物，所述插入物由每个相应的槽滑动地接收，并沿着槽彼此分开，由其中一个槽所接收的插入物的中心在X方向和Y方向的每一个上都与由邻近的一个槽所接收的插入物的中心错开，每个插入物都从狭板的前表面伸出并且包括流动引导表面，所述流动引导表面在X-Y平面内相对于X方向和Y方向的每一个都是倾斜的，使得在使用中插入物在X方向和Y方向中每一个上的错开以及倾斜的流动引导表面引起炉料流在重力作用下的流动方向在X方向和Y方向的每一个上都有分量，从而在狭板的整个前表面上在插入物之间分布炉料和/或将炉料捕获在插入物之间。

如本文后面将要更具体地描述的，插入物提供了狭板的前表面（或热面）的包覆，该包覆有利于在狭板被用在炉中时在前表面上形成炉料保护层。插入物的错开与提供倾斜的流动引导表面有利地使炉料在狭板的整个表面上同时沿X方向和Y方向分布。

插入物的构造和布置（例如，它们的错开和几何形状）有利于炉料在因重力流动时被插入物捕获或被捕获在插入物之间。炉料的捕获可发生在炉料沿着X方向和Y方向中每一个在倾斜的流动引导表面上经过时。

可能的是，炉料先在如前所述地大致在狭板的整个前表面上被分布，然后被插入物捕获或者被捕获在插入物之间。因此，在使用中插入物在X方向和Y方向中每一个上的错开和倾斜的流动引导表面使炉料流在重力作用下的流动方向在X方向和Y方向的每一个上都有分量，从而在狭板的整个前表面上的插入物之间分布炉料并且在插入物之间捕获炉料。

可能的是，在没有先大致在狭板的整个前表面上分布炉料的情况下，炉料就被插入物捕获或者被捕获在插入物之间。例如，炉料可被捕获在前表面的局部区域中，而之前并没有在整个前表面上或者甚至前表面的主要部分上被分散。因此，在使用中插入物在X方向和Y方向中每一个上的错开和倾斜的流动引导表面使炉料流在重力作用下的流动方向在X方向和Y方向的每一个上都有分量，从而在狭板的前表面处的插入物之间捕获炉料。

因此，插入物起到的作用是在狭板的整个前表面上分布炉料并接着在它们之间捕获炉料，或者直接就在它们之间捕获炉料而之前并没有大致在整个前表面上进行分布。炉料是否要被分布在整个前表面上可取决于流动条件，包括例如炉料的体积和重量，以及它的流速、温度和粘度。

而且，炉料能从基本上垂直于X-Y平面的流动方向上直接进入到插入物之间的空间中。这种炉料可被插入物捕获或者被捕获在插入物之间，而不必先沿着X方向和Y方向中的每一个在倾斜的流动引导表面上经过。

当在本文中使用时，“炉料”指的是下面中的一个或全部两个：（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。

在X方向上的错开可使得在Y方向上延伸的假想线与由其中一个槽所接收的插入物的流动引导表面相交并且与由一个邻近的槽所接收的插入物的流动引导表面相交。

在Y方向上的错开可使得在X方向上延伸的假想线与由其中一个槽所接收的插入物的流动引导表面相交并且与由一个邻近的槽所接收的插入物的流动引导表面相交。

在X方向上的错开可使得在Y方向上延伸的假想线与由其中一个槽所接收的插入物的流动引导表面相交并且与由一个邻近的槽所接收的插入物的流动引导表面相交；以及在Y方向上的错开可使得在X方向上延伸的假想线与由其中一个槽所接收的插入物的流动引导表面相交并且与由一个邻近的槽所接收的插入物的流动引导表面相交。

在X方向上的错开可使得：在由其中一个槽所接收的插入物的中心之间的沿X方向的距离是D；并且在由一个邻近的槽所接收的插入物的中心与由所述其中一个槽所接收的插入物的中心之间的沿X方向的距离是D/2。

每个流动引导表面都可垂直于狭板的前表面。

每个插入物可包括伸出部分和附接部分，所述伸出部分包括流动引导表面，所述附接部分由相应的槽接收。所述插入物可以是一体的构造，使得伸出部分和附接部分是一体的。替换地，插入物可以是非一体的构造，使得伸出部分和附接部分是分开的元件。

伸出部分可以是多面体，并且伸出部分的侧面可包括流动引导表面。伸出部分可以是六边形并且伸出部分的六个侧面中的四个侧面中的每一个可包括相应的一个倾斜的流动引导表面。六边形伸出部分中的另外两个侧面可每一个都在Y方向上延伸。替换地，六边形伸出部分的另外两个侧面可每一个都在X方向上延伸。

伸出部分可包括凹部。

由每一个相应的槽接收的插入物可通过间隔件沿着槽彼此分开，所述间隔件被滑动地接收在槽中。间隔件中的至少一个可以是所述插入物的至少一个的一体部分。间隔件的至少一个可以是分开的元件。

间隔件可被构造成覆盖插入物之间的相应槽的表面。替换地，间隔件可被构造成暴露插入物之间的相应槽的表面。

狭板可包括金属材料。金属材料可包括铜、铜合金、钢或铸铁。

插入物的至少一个可包括金属材料。金属材料可包括铜、铜合金、钢或铸铁。插入物中的至少一个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。

间隔件中的至少一个可包括金属材料。金属材料可包括铜、铜合金、钢或铸铁。间隔件中的至少一个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。

附图说明

现在将参照附图借助示例描述实施例，附图中：

图1示出了炉的传统狭板的一部分；

图2示出了包括碳化硅和石墨砖的传统狭板；

图3示出了包括金属插入物的传统狭板的一部分；

图4示出了包括金属插入物和伸出的矩形块的传统狭板的一部分；

图5a和5b分别示出了根据本发明的一个实施例的插入物和间隔件；

图6a示出了本发明的一个实施例中使用的狭板的一部分；

图6b和6c示出了安装在根据本发明的一个实施例的图6a的狭板中的多个插入物和多个间隔件；

图7示出了形成在示例性的插入物之间的流动通道；以及

图8示出了根据本发明的另一个实施例狭板中的插入物的布置。

具体实施方式

参照图5a，插入物100包括伸出部分102和附接部分104。在这个示例性实施例中，插入物100是一体构造，使得伸出部分102和附接部分104中的每一个都是单件式的插入物100的一部分。在这个实施例中，插入物100包括碳化硅。替换地，插入物100可包括氧化铝、铜、铜合金、钢、铸铁、或其他合适的陶瓷、金属或金属合金。

伸出部分102包括前表面102a和后表面102b，它们通过周围外边缘连接到彼此，该外边缘具有六个面102c1-6，这六个面形成规则的六边形。换句话说，伸出部分102是六边形柱。顶点102ci-vi形成在面102c1-6的相交处（在图中仅标出了102ci）。

圆形的凹部102d从前表面102a延伸到伸出部分102的本体中，并且包括地板102d1（未示出）和周壁102d2。因此，圆形的凹部102d形成了伸出部分102的本体中的盲孔或盲圆孔。该圆孔具有中心轴线C，其与插入物100的几何中心重合。

附接部分104向伸出部分102的后面延伸。更具体地，附接部分104的一对侧面104a、104b中的每一个都从伸出部分102的周围外边缘的相对表面102c2、102c5中的相应一个向后延伸。侧面104a、104b的后端通过附接部分104的后表面104c连接到彼此，该后表面104c与伸出部分102的前表面102a和后表面102b平行。

附接部分104的上表面104d在侧面104a、104b的上边缘之间侧向延伸，并且还向前延伸到伸出部分102的后表面102b。类似地，附接部分104的下表面104e在侧面104a、104b的下边缘之间侧向延伸并且还向前延伸到伸出部分102的后表面102b。

附接部分104的上表面104d和下表面104e相对于中心轴线C是倾斜的或斜坡的，从而形成从附接部分104的后表面104c到伸出部分102的后表面102b的会聚锥形。换句话说，斜坡形的上表面104d和下表面104e给附接部分104提供了楔形轮廓，该楔的最厚部分位于附接部分104的后表面104c处，并且该楔的最薄部分位于伸出部分102的后表面102b处。

在另一个实施例中，伸出部分102和附接部分104是分开的元件，它们被永久地或可移除地附接到彼此以形成插入物100。在这样的实施例中，伸出部分102和附接部分104中的每一个可包括碳化硅、氧化铝、铜、铜合金、钢、铸铁、或其他合适的陶瓷、金属或金属合金中的任一者。

现在参照图5b，间隔件200包括矩形的前表面200a和后表面200b，这两个表面通过四个侧面200c-f连接。在这个实施例中，间隔件200包括两个较长的侧面200c、200d和两个较短的侧面200e、200f。替换地，前表面200a和后表面200b可以是正方形的，使得间隔件200包括四个相同长度的侧面。

较长的侧面200c、200d中的每一个是斜坡形的，使得在观察其轮廓时间隔件200具有楔形状，该楔的最厚部分位于后表面200b处，并且该楔的最薄部分位于前表面200b处。

在这个实施例中，间隔件200包括铜合金。替换地，间隔件200可包括碳化硅、氧化铝、铜、铜合金、钢、铸铁、或者其他合适的陶瓷、金属、或金属合金。

现在参照图6a，矩形的冷却板或狭板300包括前表面（或热面）302、后表面304、和边缘306a-d（图6a中未示出底部边缘306d）。狭板300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300具有约1.0m的宽度（在图6a中沿X方向）、约1.5m的高度（在图6a中沿Y方向）、和约120mm的最大厚度或深度（在图6a中沿Z方向）。应该理解，宽度、高度和深度的X、Y、Z指示分别是仅为了方便，并且不是限制本发明。

狭板300的内部包括水冷通道310。狭板300的本体在其它部分基本上是实心的。

在这个实施例中，狭板300由铜合金构造。替换的材料包括但不限于铜、钢和铸铁。

狭板300的前面包括多个相似的槽312，这些槽布置成多排并且通过伸出的肋314将槽彼此分开。在这个示例性实施例中，有12个槽312和13个肋314（在图6a中仅可见它们中的一些，图6a仅示出了狭板300的一部分）。每个槽310延伸跨过狭板300的整个宽度，从而在狭板300的侧边缘306a、306c的每一个处具有开口端。槽310中的每一个都具有长轴线L，该长轴线在槽的两端之间延伸（在图6a中沿X方向）。

在这个实施例中，槽312通过机加工形成。替换地，槽312可通过铸造形成。

槽312中的每一个都包括平坦基底或地板312a。槽312中的每一个还包括一对相对的壁312b。相对的壁312b中的每一个是限定了槽312的两个邻近的肋314的其中一个的表面。肋314中的每一个都包括平坦的表面314a。平坦的表面314a与槽312的地板312a平行。狭板300的前表面302因此可被认为是包括两个部分，即：包括伸出的肋314的平坦表面314a的最前面部分和包括槽312的平坦地板312a的凹陷部分。

槽312的每一个的两个相对的壁312b中的每一个是倾斜的，从而给槽312中的每一个提供了从槽312的地板312a到限定该槽312的肋314的相应平坦表面314a的会聚锥形。因此，槽312的每一个都具有楔形轮廓（当从狭板300的侧边缘306a、306c观察时），该楔的最厚部分位于槽312的地板312a处并且该楔的最薄部分位于肋314的平坦表面314a处。相对的壁312b的倾斜角度被构造成与插入物100的附接部分104的斜坡形的上表面104d和下表面104e互补，并且也与间隔件200的斜坡形的较长侧面200c、200d互补。

而且，槽312的每一个的深度（也就是说，在限定槽312的两个邻近的肋314的表面314a与槽312的地板312a之间的距离）约等于间隔件200的厚度（也就是说，在间隔件200的前表面200a和后表面200b之间的距离）和插入物100的附接部分104的深度（也就是说，在附接部分的后表面104c和插入物100的伸出部分102的后表面102b之间的距离）中的每一个。

现在还参照图6b，如本文上述的插入物100和间隔件200安装在狭板300的槽312中，从而给狭板300提供了保护包覆。狭板300、插入物100和间隔件200的组合构成了狭板保护系统。

现在尤其参照图6b和6c解释插入物100和间隔件200在槽312中的安装。简言之，仅在狭板的一对槽312a、312b方面描述了该操作；然而，应该理解，插入物100和间隔件200的安装原理对于其他对槽312来说是相同的。

插入物100首先被最方便地布置在直立的竖直位置中，以便安装插入物100和间隔件200。也即，前表面302将位于竖直平面内。应该理解，在这个位置中，槽312的每一个的长轴线L将水平延伸，从而与地板平行并垂直于竖直方向。

提供第一间隔件200，使其在第一示例性槽312i旁边并挨着狭板300的左手侧边缘306a。第一间隔件200的取向为它的较长侧面200c、200d平行于第一槽312i的长轴线L，它的前表面200a朝前并且它的后表面200b朝着狭板300的后面。

然后将第一间隔件200向右移动并且将其滑动插入第一槽312i的开放的左手端中，使得第一间隔件200的后表面200b接触第一槽312i的地板312a并且第一间隔件200的较长侧面200c、200d接触第一槽312i的相应的相对壁312b。因此，第一间隔件200由第一槽312i滑动接收。应该理解，第一间隔件200和第一槽312i的尺寸使得第一间隔件200紧密地安装在第一槽312i中，但具有足够的自由度以在由操作者施加的力的作用下沿着第一槽312i滑动。

第一间隔件200被沿着第一槽312i向内进一步向右滑动，第一间隔件200横跨狭板300的侧向移动由第一槽312i的地板312a和相对壁312b引导。使第一间隔件200安置于第一槽312i的右手端处，使得第一间隔件200的右手较短的侧面200f与狭板300的右手侧边缘306c（在图6b和6c中未示出）齐平。

在这个位置中，第一间隔件200的后表面200b与第一槽312i的地板312a抵接，并且第一间隔件200的较长的侧面200c、200d中的每一个都与第一槽312i的相对321b中的一个抵接。而且，第一间隔件200的前表面200a与邻近的肋314的平坦表面314a齐平。

由于第一间隔件200的楔形较长的侧面200c、200d和第一槽312i的相对壁312b的相反锥形，防止第一间隔件200从狭板300的前表面302掉出或被从前表面302拉出。也即，相反锥形提供了强健的“燕尾榫”接头，这抵抗第一间隔件200向前移动远离前表面102（即，在图6b中沿着Z方向）。因此，第一间隔件200被固定地保持或附接在狭板300的前表面302。

接着，提供第一插入物100，使其在第一示例性槽312i旁边并挨着狭板300的左手侧边缘306a。第一插入物100的取向使得附接部分104的上表面104d和下表面104e与第一槽312i的长轴线L平行，伸出部分102的前表面102a朝前，并且附接部分104的后表面104c朝向狭板300的后面。

然后将第一插入物100向右移动并且将附接部分104滑动插入到第一槽312i的开放的左手端中，使得附接部分104的后表面104c接触第一槽312i的地板312a并且附接部分104的上表面104d和下表面104e接触第一槽312i的相应的相对壁312b。因此，第一插入物100由第一槽312i滑动接收。应该理解，第一插入物100的附接部分104和第一槽312i的尺寸使得附接部分104紧密地安装在第一槽312i中，但是其具有足够的自由度以在由操作者施加的力的作用下沿着第一槽312i滑动。

使第一插入物100沿着第一槽312i向右进一步向内滑动，第一插入物100横跨狭板300的侧向移动由地板312a和第一槽312i的相对壁312b引导。使第一插入物100安置在第一间隔件200的左手端处，使得附接部分104的右手侧面104a接触第一间隔件200的左手较短的侧面200e。

在这个位置中，附接部分104的后表面104c抵接第一槽312i的地板312a，并且附接部分104的上表面104d和下表面104e中的每一个都抵接第一槽312i的相对壁312b的其中一个。而且，第一插入物100的伸出部分102从邻近的肋314的平坦表面314a（在图6b中沿着Z方向）突出。

由于附接部分104的楔形的上表面104d和下表面104e和第一槽312i的相对壁312b的相反锥形，防止了第一插入物100从狭板300的前表面302掉出或者被从前表面302拉出。也即，相反锥形提供了强健的“燕尾榫”接头，其抵抗了第一插入物100向前远离前表面102（在图6b中沿着Z方向）的移动。因此，第一插入物100被牢固地保持或附接在狭板300的前表面302处。

接着，提供第二间隔件200，其大致类似于上文描述的第一间隔件200，除了第二间隔件200的长度小于第一间隔件200的长度。也即，第一间隔件200是全长度的间隔件，而第二间隔件200是短间隔件。全长度间隔件和短间隔件的组合导致了第一示例性槽312a和第二示例性槽312b的插入物100的几何中心之间的错开，如下面将进一步解释的。

以与上文针对第一间隔件200描述的相同的取向，提供第二间隔件200，使其在第一示例性槽312i的旁边挨着狭板300的左手侧边缘306a。第二间隔件200以与第一间隔件200相同的方式被安装，除了在被沿着第一槽312i向右滑动后第二间隔件200安置成第二间隔件200的右手较短侧200f接触第一插入物100的附接部分104的左手侧面104b。因此，第二间隔件200以与第一间隔件200相同的方式被牢固地保持或附接在狭板300的前表面302处。

接着，提供第二插入物100，其类似于上文描述的第一插入物100。以与上文针对第一插入物100描述的相同的取向，提供第二插入物100，使其在第一槽312i的旁边挨着狭板300的左手侧边缘306a。以与第一插入物100相同的方式安装第二插入物100，除了在被沿着第一槽312i向右滑动后第二插入物100安置成第二插入物100的附接部分104的右手侧面104a接触第二间隔件200的左手较短侧200e。因此，第二插入物100被以与第一插入物100相同的方式牢固地保持或附接在狭板300的前表面302处。

交替地安装其它的短间隔件200和插入物100，直到已经在第一槽312i中提供了期望数量的插入物100。在这个实施例中，四个插入物100被固定在第一槽312i中。

最后被安装在第一槽312i中的最左侧间隔件200是全长度间隔件。而且，最左侧间隔件200的右手较短侧200f接触最左侧插入物100的附接部分104的左手侧面104b，而最左侧间隔件200的左手较短侧200e与狭板300的左手侧边缘306a齐平。

接着在第二槽312ii中安装间隔件200和插入物100，该槽紧邻第一槽312i。也即，第一示例性槽312i与第二示例性槽312ii共享公共的肋314，所述肋将这两个槽312i、312ii分开。

第一间隔件200是上文所述类型的短间隔件，提供该第一间隔件200，使其在第二示例性槽312ii的旁边挨着狭板300的左手侧边缘306a。以与上面针对第一槽312i描述的方式在第二槽312ii中安装第一间隔件200。

接着，提供第一插入物100，其类似于安装在第一槽312i中的插入物100，使其在第二槽312ii的旁边挨着狭板300的左手侧边缘306a。以上文针对第一槽312i描述的方式在第二槽312ii中安装第一插入物100。

交替地安装其它的短间隔件200和插入物100，直到已经在第二槽312ii中提供了期望数量的插入物100。因为在第二槽312ii中没有安装全长度间隔件200，所以第二槽312ii中的插入物100的数量比第一槽312i中的插入物100的数量少一个。因此，在一个实施例中，第二槽312ii中固定了三个插入物100。

在这个示例性实施例中，狭板300总共包括12个槽312，并且应该理解，这些槽312以上文描述的方式被成对地安装有间隔件200和插入物100。

虽然在所描述的示例性实施例中，间隔件200和插入物100在狭板300的左手侧边缘306a处被插入并向右滑动，但是应该理解，它们也同样可以在狭板300的右手侧边缘306c被插入并向左滑动。

一旦被安装，就可通过端帽（附图中未示出）阻止间隔件200和插入物11侧向滑出槽312，端帽在狭板300的边缘306a、306c处被附接到槽312的端部。替换地，至少紧挨着狭板300的边缘306a、306c的间隔件200可被固定到狭板300，例如通过接合提供在狭板300的本体中的螺纹孔的螺钉，或者通过熔焊到狭板300。间隔件200和插入物100中的任一个或全部可被用这种手段附接到狭板300。

现在将尤其参照图6c更具体地描述固定在槽312中的插入物100的伸出部分102。

再重复一次，每个插入物100的伸出部分102包括周围外边缘，该外边缘具有六个面102c1-6，这些面形成了规则的六边形，顶点102ci-vi形成在面102c1-6的相交处。在这个示例性实施例中，这六个面102c1-6垂直于狭板300的前表面302（在图6c中沿Z方向）。这六个面102c1-6提供了流动引导表面，如下面将进一步解释的。

在这个示例性实施例中，所安装的插入物100的每一个的六个面102c1-6（或流动引导表面）中的四个面102c1、102c3、102c4、102c6中的每一个都是斜坡的或倾斜的，相对于槽312的长轴线L（其在图6c中沿着X方向延伸）以及相对于垂直于槽312的长轴线L的方向（在图6c中的Y方向）。换句话说，这四个面102c1、102c3、102c4、102c6中的每一个都与槽312的长轴线L和垂直于槽312的长轴线L的方向中的每一个成非零的角度。换言之，这四个面102c1、102c3、102c4、102c6每一个都以在槽312的长轴线L的方向和垂直于槽312的长轴线L的方向之间的角度定位。

还是在这个实施例中，伸出部分102的另外两个面102c2、102c5沿着垂直于槽312的长轴线L的方向（图6c中的Y方向）延伸。因此，伸出部分102的前表面102a在槽312的长轴线L的方向上在该另外两个面102c2、102c5之间延伸（在图6c中的X方向）并且也在垂直于槽312的长轴线L的方向上在相对的顶点102ci、102civ之间延伸（在图6c中是Y方向）。

在替代的实施例中，伸出部分102的所述另外两个面102c2、102c5沿着槽312的长轴线L的方向延伸（在图6c中的X方向）。因此，在这个替代的实施例中，伸出部分102的前表面102a沿垂直于槽312的长轴线L的方向在所述另外两个面102c2、102c5之间延伸（在图6c中的Y方向），并且也在槽312的长轴线L方向上在相对的顶点之间延伸（在图6c中的X方向）。

如在上文中提到的，第一槽312i的插入物100和第二槽312ii的插入物彼此错开。现在将继续参照图6c更具体地描述插入物100的错开或“交错”。

在这个示例性实施例中，在固定到其中一个槽312中的相邻的或紧邻的插入物100的几何中心之间的距离（在图6c中沿X方向）是D，而固定在相邻的或紧邻的槽312中的插入物100的几何中心与固定在所述其中一个槽312中的插入物的几何中心之间的距离（在图6c中沿X方向）是距离D的一半。

第一线L1在槽312的长轴线L方向上延伸（在图6c中的X方向）并且第二线L2在垂直于槽312的长轴线L的方向上延伸（在图6c中的Y方向）。应该理解，第一线L1和第二线L2都是假想线，提供这两个线仅用于解释的目的并且它们不形成所描述的实施例的结构的任何部分。

第一线L1和第二线L2中的每一个都与示例性的一对倾斜面102c3、102c6（或倾斜的流动引导表面）的两个面都相交，其中一个倾斜面102c3属于第一槽312中的第一插入物100的伸出部分102，而另一个倾斜面102c6属于相邻的或紧邻的槽312中的第二插入物100的伸出部分102。因此，倾斜面102c3、102c6都被定位成在X方向和Y方向的每一个上都彼此（部分）交叠。

现在参照图7，狭板300的第一槽312i包括第一示例性插入物100i，狭板300的第二槽312ii包括第二和第三示例性插入物100ii、100iii，并且狭板300的第三槽312iii（其紧邻第二槽312ii）包括第四示例性插入物100iv。

第一插入物100i的伸出部分102的倾斜面与第二插入物100ii的伸出部分102的倾斜面部分地交叠（沿图7中的X方向和Y方向的每一个），从而限定了这两个面之间的第一通道C1。类似地，第一插入物100i的伸出部分102的另一倾斜面与第三插入物100iii的伸出部分102的倾斜面部分地交叠（在图7的X方向和Y方向的每一个上），从而限定了这两个面之间的第二通道C2。

而且，第四插入物100iv的伸出部分102的倾斜面与第二插入物100ii的伸出部分102的倾斜面部分地交叠（在图7中沿着X方向和Y方向中的每一个），从而限定了这两个面之间的第三通道C3。类似地，第四插入物100iv的伸出部分102的另一个倾斜面与第三插入物100iii的伸出部分102的倾斜面部分地交叠（在图7中沿着X方向和Y方向中的每一个），从而限定了这两个面之间的第四通道C4。

另外，第二插入物100ii的非倾斜面与第三插入物100iii的非倾斜面交叠（在图7中的X方向上），从而限定了这两个面之间的第五通道C5。第一通道C1和第二通道C2会聚以通向第五通道C5，定位通道C5进而分成两叉或分支到第三通道C3和第四通道C4。

应该理解，第一到第五通道中的每一个都包括基部，该基部由肋314的前表面314a和间隔件200的前表面200a中的一个或全部两个形成。

现在将描述狭板保护系统在高炉中的用途。

镶板状的狭板300以直立的方式被安装在高炉的内壁处。前表面（或热面）302面向高炉的内部，使得插入物100的伸出部分102沿基本上水平的方向从前表面302伸出。

在使用高炉时，炉料将向下通过高炉的内部。炉料可包括例如冷凝的蒸气、固化的炉渣、和金属。

如由图7中的箭头所指示的，炉料（本身未示出）的流动流F将在重力的作用下（在图7中沿着Y方向）向下流动。炉料的多个部分将围绕着第一插入物100i流动并且流过第一通道C1和第二通道C2中的每一个。在第一通道C1和第二通道C2之间的汇合点处，流F的所述多个部分会聚并且彼此组合以流入第五通道C5。

在第五通道C5中，限定了狭板300的前表面302的区域T，该区域由三个紧邻的顶点界定，所述顶点中的每一个都属于第二插入物100ii、第三插入物100iii和第四插入物100iv中的相应一个。炉料的一些部分将被捕获在这三个顶点之间的区域T中。被捕获的炉料将被保持与狭板300的前表面302的被冷却表面接触（以及与伸出部分102的流动引导表面接触），并且将粘附到该表面以形成保护层。因此，这三个顶点提供了高度有效的“三点锚”以用于保持由第一通道C1、第二通道C2和第五通道C5引向区域T中的炉料的一部分。

在这个示例性实施例中，第四插入物100iv的顶点与第二插入物100ii和第三插入物100iii的顶点中的每一个之间的距离是约55mm，因为那是炉料中包含的典型微粒的大小。

炉料流F的其余部分（即，炉料中的没有被捕获在区域T中的那部分）从第五通道C5流入第三通道C3和第四通道C4。

应该理解，炉料的上述流动方式将发生在狭板300的前表面302上的其它类似的插入物100组处和周围。

插入物100的错开（在图7中沿着X方向和Y方向中的每一个）和提供倾斜面102c1-6（或倾斜流动引导表面）使得炉料流F被同时向下并横跨狭板300的前表面302地引导（即，沿着在图7的X方向和Y方向每一个上都有分量的方向）。以这种方式，炉料在插入物100之间逐渐向下传开。因此，炉料被非常有效地分布在插入物100之间，其结果是炉料被沿着几乎前表面302的整个长度和宽度的插入物100捕获。因此，狭板300由炉料很好地保护。

而且，炉料的在插入物100的伸出部分102的前表面102a上向下流动的部分将由限定在那里的凹部102d接收。

应该理解，横跨狭板300的前表面302的炉料流动（F）在X方向和Y方向的每一个上的程度可取决于流动条件，包括例如炉料的体积和重量，以及它的流速、温度和粘度。在这方面，可限定一定量的炉料的流动（F）的发展，使得这些量的炉料可能不覆盖几乎前表面302的整个长度和宽度，而是被捕获在前表面302的一个或多个局部区域处的插入物100之间。当然，可使另一些量的炉料在狭板300上流动并且被捕获在其它局部区域处的插入物100之间，使得随着时间的流逝，几乎前表面302的整个长度和宽度都被所捕获的炉料覆盖。

随着时间的流逝，插入物100和间隔件200将被炉料的磨损作用磨掉。间隔件200在所描述的实施例中由铜合金构造，该间隔件200的磨损速度可能比更硬的碳化硅插入物100的磨损速度更高。随着间隔件200的磨损，它们的前表面200a将退回到槽312的深度中，从而在槽312中留出空间。这些空间是“石盒”，它们将被炉料所占据。类似的石盒可在插入物100的附接部分104被最终磨尽时形成并由炉料占据。以这种方式，炉料保护了狭板300，即使是在全部的间隔件200和插入物100都被侵蚀掉以后。

虽然在所描述的示例性实施例中，间隔件200每一个都包括实心块，且该实心块具有的厚度基本上等于槽312的深度，但是应该理解，间隔件可采取不同的形式。例如，在替换的实施例中，间隔件中的至少一个包括矩形（任选地正方形）的框架。也即，间隔件类似相框，使得当间隔件被安装在槽312中时，槽312的地板312a的一部分没有被间隔件覆盖而是被暴露而可见。这提供了石盒，该石盒可在发生任何的间隔件磨损之前就由炉料占据。在这种实施例中，间隔件的厚度可等于或小于槽312的深度。间隔件可被以各种其他方式构造成使槽312的地板312a的一部分被暴露并且全部这些构造都落入本发明的范围内。

而且，间隔件不必是离散的元件。在替换的实施例中，间隔件中的一个或多个是插入物100中的一个或多个的一体部分。例如，在一个这样的实施例中，间隔件由插入物100的附接部分104的侧向延伸的凸缘部分构成。

而且，可以省略间隔件中的任一个或全部，因为插入物100可被以期望间距定位，并且然后被一个个地附接到狭板300（借助螺纹连接或熔焊，如上文所述，例如）以防止插入物100侧向移动到别的位置。

虽然所描述的实施例涉及具有六边形伸出部分的插入物，但是应该理解，伸出部分中的一个或多个可采取不同的形状。优选地，每个伸出部分都是多面体。也即，每一个伸出部分都是三维固体，包括平坦的多边形的面、笔直的边缘和尖锐的角部或顶点。例如，平坦的多边形的面可以是三角形、矩形（例如正方形）、五边形、七边形、八边形等。所有这些形状都落入本发明的范围内。替换地，伸出部分中的一个或多个可具有圆形平坦面，使得伸出部分具有圆盘形式。而且，插入物的伸出部分可具有不相似的形状和/或大小。而且，伸出部分中的凹部可不是圆形或甚至可被省略。

参照图8，在一个实施例中，槽312中的至少一个不包括间隔件。插入物100的附接部分104的侧面104a、104b抵接以形成连续的突台，该突台可防止炉料在插入物100之间通过。这可能在狭板300的底部处或接近底部处是尤其有用的，如在图8中所示，因为期望尝试在狭板上尽可能多地保持炉料。

Claims (15)

1. 一种用于冶金炉的狭板保护系统，包括：

包括前表面（302）的狭板（300），前表面（302）具有X方向和垂直于所述X方向的Y方向，从而限定X-Y平面，前表面（302）包括多排槽（312），所述槽（312）沿着所述X方向延伸；以及

由所述槽（312）滑动接收的插入物（100），由每一个相应的槽（312）如此接收的所述插入物（100）沿着所述槽（312）彼此间隔开，由其中一个槽（312）接收的插入物（100）的中心沿着X方向和Y方向中的每一个与由一个邻近的槽（312）接收的插入物（100）的中心错开，每个所述插入物（100）从所述狭板（300）的前表面（302）伸出并且包括流动引导表面（102c1-6），所述流动引导表面在所述X-Y平面内相对于X方向和Y方向中的每一个倾斜，

使得在使用中，所述插入物（100）在X方向和Y方向的每一个上的错开和倾斜的流动引导表面（102c1-6）使得炉料的流动（F）在重力的作用下沿着在X方向和Y方向每一个上都有分量的方向流动，从而将所述炉料在狭板（300）的整个前表面（302）上的插入物（100）之间分布和/或使所述炉料被捕获在所述插入物（100）之间。

2.如权利要求1所述的狭板保护系统，其中在所述X方向上的错开使得在所述Y方向上延伸的假想线（L2）与由所述其中一个槽（312）接收的插入物（100）的流动引导表面（102c1-6）和由所述一个邻近的槽（312）接收的插入物（100）的流动引导表面（102c1-6）相交。

3.如权利要求1所述的狭板保护系统，其中在所述Y方向上的错开使得沿X方向延伸的假想线（L1）与由所述其中一个槽（312）接收的插入物（100）的流动引导表面（102c1-6）和由所述一个邻近的槽（312）接收的插入物（100）的流动引导表面（102c1-6）相交。

4. 如权利要求1所述的狭板保护系统，其中：

在所述X方向上的错开使得在所述Y方向上延伸的假想线（L2）与由所述其中一个槽（312）接收的插入物（100）的流动引导表面（102c1-6）和由所述一个邻近的槽（312）接收的插入物（100）的流动引导表面（102c1-6）相交；以及

在所述Y方向上的错开使得沿X方向延伸的假想线（L1）与由所述其中一个槽（312）接收的插入物（100）的流动引导表面（102c1-6）和由所述一个邻近的槽（312）接收的插入物（100）的流动引导表面（102c1-6）相交。

5. 如前述权利要求中任一个所述的狭板保护系统，其中沿X方向的错开使得：

在由所述其中一个槽（312）接收的插入物（100）的中心之间的沿X方向的距离是D；并且

在由所述一个邻近的槽（312）接收的插入物（100）的中心与由所述其中一个槽（312）接收的插入物（100）的中心之间的沿X方向的距离是D/2。

6.如前述权利要求中任一项所述的狭板保护系统，其中所述流动引导表面（102c1-6）中的每一个都垂直于所述狭板（300）的前表面（302）。

7.如前述权利要求中任一项所述的狭板保护系统，其中每个插入物（100）都包括伸出部分（102）和附接部分（104），所述伸出部分包括所述流动引导表面（102c1-6），所述附接部分（104）由相应的槽（312）接收。

8.如权利要求7所述的狭板保护系统，其中所述插入物（100）具有一体的构造，使得所述伸出部分（102）和所述附接部分（104）是一体的。

9.如权利要求7所述的狭板保护系统，其中所述插入物（100）不是一体的构造，使得所述伸出部分（102）和所述附接部分（104）是离散的元件。

10.如权利要求7-9中任一项所述的狭板保护系统，其中所述伸出部分是多面体，并且所述伸出部分（102）的侧面包括所述流动引导表面（102c1-6）。

11.如权利要求10所述的狭板保护系统，其中所述伸出部分（102）是六边形的，并且所述伸出部分（102）的六个侧面中的四个侧面中的每一个都包括倾斜的流动引导表面（102c1-6）中的相应一个。

12.如权利要求11所述的狭板保护系统，其中六边形的伸出部分（102）的另外两个侧面每一个都沿Y方向延伸。

13.如权利要求11所述的狭板保护系统，其中六边形的伸出部分（102）的另外两个侧面每一个都沿X方向延伸。

14.如权利要求7-13中任一项所述的狭板保护系统，其中所述伸出部分（102）包括凹部（102d）。

15.如前述权利要求中任一项所述的狭板保护系统，其中由每个相应的槽（312）接收的所述插入物（100）由间隔件（200）沿着槽（312）彼此间隔开，所述间隔件被滑动地接收在所述槽（312）中，所述间隔件（200）被构造成暴露所述相应的槽（312）的在所述插入物（100）之间的表面。