TWI609969B - 流出孔之整修 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種用於整修一流出孔之方法。該方法包含以下步驟：A在一電弧爐、鼓風爐或熔煉爐之一下部區段中通過一流出孔塊體產生一流出孔通道，及B復原該流出孔通道以形成一經整修流出孔；其特徵為以下步驟：1. 將包含一殼體之一預製中空耐火流出孔插件可拆卸地連接至一噴泥槍，其中該流出孔插件包含：a. 在軸向方向上之一第一末端及一第二末端，其中該第二末端被阻斷，b. 配置於該第一末端上之一開口，c. 在軸向方向上之一中空通路，其中該中空通路係通過該開口可接取，d. 配置於該殼體中之至少一個橫向通孔，2. 將該流出孔插件插入至該流出孔通道中，其中該噴泥槍與該流出孔插件及該流出孔通道以流體方式耦接，3. 將一灌漿材料自該噴泥槍注入至該流出孔插件中且通過該通孔注入至該流出孔通道中，及 4. 使該流出孔插件與該噴泥槍斷接。

Description

流出孔之整修

本發明大體上係關於一種用於整修電弧爐、鼓風爐或熔煉爐之流出孔的方法。此外，本發明係關於流出孔插件，該等流出孔插件可插入至電弧爐、鼓風爐或熔煉爐之流出孔通道中以形成經整修流出孔。

在此項技術中熟知的是，電弧爐、鼓風爐或熔煉爐之流出孔曝露至極端條件。熔融熔渣及金屬通過配置於電弧爐、鼓風爐或熔煉爐之下部區段中的一或多個流出孔自此等爐排出。歸因於高溫及侵蝕性環境，每當排出金屬或熔渣時，流出孔會用壞。因此，每一流出孔可在其必須被替換之前僅用於有限數目次流出。在較嚴重的製程中，流出孔在大約100次流出之後已用壞，此情形對應於2或3週之連續操作。

當前，流出孔係藉由運用預成型磚來手動地重新建置每一流出孔而整修，該等預成型磚係用黏土黏合於電弧爐、鼓風爐或熔煉爐之經用壞流出孔中以形成「經整修」流出孔。在手動地使新磚處於適當位置之前，必須自熱流出孔之外界移除舊磚。

因為在修復流出孔之前必須使每一電弧爐、鼓風爐或熔煉爐停機，所以重要的是儘可能快速地進行該修復。使電弧爐、鼓風爐或熔煉爐冷卻將需要額外加熱時間，此情形為額外生產及能量損耗。一旦修復，流出孔就需要保持於工作條件歷時儘可能長的時間。因此，重要的是由專門技工進行修復。此等技工難以找到且其工作相當危險，此係因為舊磚及 電弧爐、鼓風爐或熔煉爐之外殼仍極熱(約500℃至600℃)，即使當電弧爐、鼓風爐或熔煉爐已停機時亦如此。為了防止技工受到傷害，必須極仔細地進行修復流出孔之程序。

因為技工正在危險區域中工作，所以常常未良好地定位用於整修流出孔之預成型磚。因此，經排出金屬或熔融熔渣可到達磚之間、沖走填充物且驅除磚。因此，運用預成型磚而整修之流出孔並不均一地執行，且可需要被較頻繁地替換。

GB2 203 526描述一種用以整修配合於鋼製容器之側壁中之栓塞的方法，其中已使將栓塞密封於適當位置之耐火材料在數次澆鑄之後燒盡，以在鋼製容器內部產生經擴大之引道井(approach well)。使用吊桿將鋼導管自容器內部置放於經磨損栓塞中，且藉由耐火材料將鋼導管密封於適當位置，且將井填充有可凝固耐火材料，該耐火材料運用熱而燒結或熔合以實現修復。

EP 0 726 439描述一種在冶金容器之流出導管附近修復該冶金容器的方法，其中將流出導管自下方插入至砌磚中且固持於適當位置，且接著將導管與砌磚之間的間隙自下方填充有填充材料。亦揭示一種用於進行該方法之配置，該配置具有一壓力板，導管可置放於該壓力板上，其中直徑大於間隙之外徑。壓力板具有填充材料可被插入通過之孔隙。

JP2004218022描述一種用於修復鼓風爐流出孔之方法，該方法包含插入由耐火材料製成之大塊體以修復流出孔的步驟。塊體為預成型兩層式結構，其係藉由使經不規則塑形之耐火磚壓入配合至大塊體之區中而凝固於適當位置以用於修復。

技術問題

本發明之一目標係提供一種較快速且較安全的用於整修流出孔之方法。

此目標係藉由一種如申請專利範圍第1項之用於整修流出孔之方法而達成。

為了克服上述問題，本發明包含一種用於整修電弧爐、鼓風爐或熔煉爐之流出孔的方法。用於整修流出孔之方法包含不同步驟。

在第一步驟中，在電弧爐、鼓風爐或熔煉爐之下部區段中通過流出孔塊體產生流出孔通道。在某一量之流出之後，流出孔歸因於受到經排出熔融金屬及熔渣之沖蝕而用壞。為了整修流出孔，增加經用壞流出孔之直徑以形成流出孔通道。流出孔之直徑增加為必要的，此係因為將外徑大於經用壞流出孔之直徑的插件插入至流出孔通道中。

在第二步驟中，將包含具有至少一個橫向通孔之殼體的預製中空耐火流出孔插件可拆卸地連接至噴泥槍。流出孔插件具有中空通路，中空通路具有一個軸向開口及至少一個橫向通孔。

流出孔插件較佳地為具有圓形基底之圓柱形。亦可使用正方形耐火流出孔插件。在使用正方形耐火流出孔插件的狀況下，需要在經新鑽鑿之圓形流出孔通道中手動地移除拐角，此情形易於進行，此係因為僅留存比較小之壁厚度。

在已將流出孔插件可拆卸地連接至噴泥槍之後，將流出孔插件插入至流出孔通道中。因此，流出孔通道由於流出孔插件之殼體中的至少一個橫向通孔而與噴泥槍及流出孔插件以流體方式耦接。

此後，將配置於噴泥槍內部之灌漿材料自噴泥槍注入至流出孔插件中，且通過配置於流出孔插件之殼體中的至少一個通孔退出，以便完全地填充流出孔通道與流出孔插件之間的間隙。通孔在流出孔通道之內表面與流出孔插件之外表面之間的中空區段中結束。中空區段之厚度可由流出孔插件之外徑及流出孔通道之直徑判定。中空區段之厚度較佳地在40 mm至100mm之範圍內。噴泥槍通過流出孔插件及至少一個通孔注入灌漿材料，直至將流出孔通道與流出孔插件之殼體之外表面之間的中空區段實質上填充有灌漿材料為止。

在灌漿材料已完全地固化之前使噴泥槍與流出孔插件斷接。一旦固化，流出孔插件就堅硬地固定於流出孔通道中。

本方法之一優點為：整修可快速地且運用可易於得到之工具進行。實際上，由於流出孔插件中之通孔，可易於使用噴泥槍來填充流出孔通道與流出孔插件之間的間隙，流出孔插件緊固於噴泥槍上，且噴泥槍藉由流出孔插件插入至流出孔通道中。在藉由噴泥槍自身將間隙填充有灌漿材料期間，流出孔插件安全地維持於適當位置。歸因於現在可通過流出孔插件內部填充間隙的事實，流出孔插件可在操作期間藉由噴泥槍保持附接及固持於適當位置。任何人無需在操作期間靠近流出孔，此係因為插入及流出孔通道與流出孔插件之間的間隙之填充經由噴泥槍而進行。因此，此方法在操作期間顯著地增加工人之安全性。

可隨後使用鑽頭以刺穿流出孔插件且因此移除注入於流出孔插件中之灌漿材料，使得可隨後自電弧爐、鼓風爐或熔煉爐排出熔融金屬及/或熔融熔渣。

較佳地，流出孔插件係藉由配接器而可拆卸地連接至噴泥槍。配接器經可拆卸地連接成使得一個末端連接至噴泥槍且另一末端連接至流出孔插件。

根據本發明之一較佳實施方式，使用適當灌漿材料以將流出孔插件固定至流出孔通道。較佳地，使用可易於手工製作(諸如，鑽鑿)之灌漿材料。灌漿材料較佳地包含MgO或Al₂O₃且耐受高溫，該等高溫取決於熔融材料要求。灌漿材料之粒度較佳地小於黏土材料之粒度，黏土材料通常用以密封流出孔。可使用特別較佳之灌漿材料，諸如，可由Sheffield Refractories模製之Bauxite膠合板CW610或磷酸塩。

該方法較佳地包含用於插入插件直至流出孔插件之軸環緊靠電弧爐、鼓風爐或熔煉爐之外流出孔塊體為止的步驟，外流出孔塊體正常地將不被替換。較佳地，軸環經建構成使得無灌漿材料自中空通路流動經過軸環。較佳地，流出孔插件因此經密封地壓入成使得其軸環靠著外流出孔塊體。

金屬流出孔板可固定地附接至電弧爐、鼓風爐或熔煉爐壁以將流出孔插件固持於適當位置。金屬流出孔板可藉由楔狀物而栓接或固定至電弧爐、鼓風爐或熔煉爐壁上。替代地，金屬流出孔板可定位及閂鎖於流出孔插件之末端處，使得流出孔插件保持於適當位置。

根據本發明之一較佳實施方式，通過電弧爐、鼓風爐或熔煉爐壁之底部區段產生流出孔通道係根據以下步驟而進行：在第一步驟中，運用第一鑽頭來敞開流出孔以形成具有第一直徑之第一流出孔開口。較佳地，用於敞開流出孔之第一鑽頭為用於流出之同一鑽頭。

運用第二鑽頭來增加流出孔開口之第一直徑以形成流出孔通道，其中在第一流出孔開口中導引第二鑽頭，使得流出孔通道與第一流出孔開口共線。

根據本發明之一較佳實施方式，額外鑽頭用以增加流出孔通道之直徑。第三及/或第四鑽頭可用以形成流出孔通道。第一、第二、第三及/或第四鑽頭可拆卸地連接至鑽鑿錘以形成流出孔通道。通常，鑽鑿錘已經設置成使流出孔用於流出以自電弧爐、鼓風爐或熔煉爐排出熔融金屬及/或熔融熔渣。同一鑽鑿錘用於向具有不同直徑之不同鑽頭供應動力。第二鑽頭具有大於第一鑽頭之第一直徑的第二直徑。第三鑽頭具有大於第二鑽頭之第二直徑的第三直徑，且第四鑽頭具有大於第三鑽頭之第三直徑的第 四直徑。

根據本發明之一較佳實施方式，第一、第二、第三及/或第四鑽頭各自具有低於或等於鑽鑿錘之最大鑽鑿能力的鑽鑿面積。鑽鑿能力為鑽鑿錘能夠鑽鑿之最大表面。較佳地，第一鑽頭之鑽鑿面積介於第二鑽頭之鑽鑿面積的0.8倍與1.2倍之間。

有利地，第二、第三及/或第四鑽頭各自具有與第一引導開口及流出孔通道共線之導引區段。導引區段可為圓柱形突起部，其插入至流出孔開口中且導引鑽頭。

較佳地，運用具有大於第一直徑之第二鑽鑿直徑的第二鑽頭來增加第一流出孔開口，將第二導引區段插入至第一流出孔開口中以導引第二鑽頭以形成第二流出孔開口。運用第三鑽頭來增加第二流出孔開口。第三鑽頭具有大於第二直徑之第三直徑。流出孔通道之產生可極快速地進行。該方法可靠且比較低廉，此係因為需要僅兩個額外鑽頭。

替代地，可藉由手動地移除鄰近磚來增加經用壞流出孔之直徑。

預製流出孔插件包含殼體、基底，以及在軸向方向上之第一末端及第二末端，其中該第二末端被阻斷。開口配置於第一末端(亦即，轉向噴泥槍之末端)中。流出孔插件包含在軸向方向上之中空通路，其係通過第一末端中之開口可接取。流出孔插件進一步包含至少一個通孔，其配置於流出孔插件之殼體中，使得至少一個通孔同流出孔插件與流出孔通道之間的中空通路進行流體連通。至少一個通孔經橫向地配置成使得可運用噴泥槍通過至少一個通孔注入灌漿材料，使得流出孔插件可在流出孔通道中固定於適當位置。熟習此項技術者能夠將至少一個通孔配置成使得由噴泥槍施加之壓力足以通過至少一個通孔注入灌漿材料。

流出孔插件中之中空通路具有多個功能。中空通路可由配接 器嚙合以便將插件可拆卸地連接至噴泥槍。此外，中空通路用作用於將注入於其中之灌漿材料導引至至少一個通孔的通道。此外，中空通路之內圓周實質上對應於經整修流出孔開口之直徑。在流出期間，流出孔插件之內表面與熱熔融材料進行直接接觸。

在運用本流出孔插件的情況下，相較於在運用傳統方法的情況下，可較快速得、較安全地且較可靠地整修流出孔。流出孔插件可極快速地放入於適當位置，且運用流出孔插件而整修之流出孔持續得較長，此係因為其在最佳條件下定位及密封。僅需要噴泥槍以將流出孔插件放入於適當位置。因為已經可得到噴泥槍，所以無需額外機械以將流出孔插件放入於適當位置。

流出孔插件在第二末端(亦即，轉向爐內部之末端)處閉合，使得無灌漿材料注入至電弧爐、鼓風爐或熔煉爐中。可較有效地使用可用於在已插入流出孔插件時將灌漿材料注入至中空區段中之壓力。因為第二末端閉合，所以不通過經整修流出孔排出熔融材料，直至流出孔已第一次用於流出為止。因此，多個流出孔可被整修，且在其已被整修時自動地閉合。

流出孔插件較佳地被刺穿，亦即，在已將插件置放於爐中之後不久移除先前步驟中注入之灌漿材料及閉合插件之第二末端的擋止件。接著運用噴泥槍以常見方式再次閉合流出孔，且流出孔接著可操作。

根據本發明之一較佳實施方式，流出孔插件係由諸如Al₂O₃或MgO之耐火鑄造材料或具有類似或相等品質之材料製成，且可因此高度地自動化。可易於實施品質控制以便在將流出孔插件插入至流出孔通道中之前確保良好產品品質。

較佳地，軸環配置於流出孔插件之第一末端處或附近。當將流出孔插件完全地插入至開口中時，軸環註定要緊靠電弧爐、鼓風爐或熔 煉爐壁之外表面。

有利地，流出孔插件具有等於或大於電弧爐、鼓風爐或熔煉爐壁之厚度的長度。可較佳的是使用流出孔插件，其長於爐壁之厚度，使得流出孔插件突起於爐內部。以此方式，不產生爐附近之紊流，且縮減爐壁在流出孔周圍之沖蝕。因此增加流出孔之使用壽命。較佳地，流出孔插件具有介於800mm與1200mm之間的長度。其較佳地比爐壁在流出孔處之實際厚度長50mm至200mm。

較佳地，流出孔插件具有指向不同徑向方向的與中空通路進行流體連通之複數個通孔。有利地，流出孔插件具有覆蓋殼體之10%與25%之間的複數個通孔。歸功於此等通孔，灌漿材料可在中空環形區段中相等地(均質地)分佈。

根據本發明之一較佳實施方式，流出孔插件之中空通路具有實質上對應於經整修流出孔之直徑的直徑。中空通路可因此具有介於10mm與30mm之間的直徑。

經整修流出孔之內表面平滑而無任何凹槽，此係因為流出孔插件係由僅一個片件製成。歸功於插件，經整修流出孔相較於經傳統上整修之流出孔持續得較長。

本發明進一步係關於一種用於閉合流出孔之方法。此方法特別可用於如上文所描述之經整修流出孔，但其亦可用於任何其他流出孔。該方法包含以下步驟：- 將一密封棒可拆卸地連接至一噴泥槍，- 將該密封棒插入至一流出孔中，使得在該流出孔與該密封棒之間存在一空間，- 將一黏土材料注入於該流出孔與該密封棒之間的該空間中，- 將該密封棒固持於適當位置，直至該黏土材料已至少部分地固化為 止，- 使該密封棒與該噴泥槍斷接，使得該密封棒保持於該流出孔中。

根據本發明之一較佳實施方式，藉由一定心片件將該密封棒連接至該噴泥槍，且在使該密封棒與該噴泥槍斷接的同時自該密封棒移除該定心片件。

較佳地，定心片件嚙合密封棒之固持及保持構件以可拆卸地連接至密封棒。

密封棒較佳地進一步包含用於對鑽頭進行定心以敞開流出孔通道之中心孔。

2‧‧‧流出孔插件

4‧‧‧噴泥槍

6‧‧‧配接器元件

8‧‧‧軸環

10‧‧‧中空通路

12‧‧‧通孔

14‧‧‧管件

16‧‧‧第一輪輻

18‧‧‧吹嘴

20‧‧‧第二輪輻

100‧‧‧密封棒

102‧‧‧流出孔

104‧‧‧第一末端

106‧‧‧軸環

108‧‧‧第二末端

110‧‧‧拔梢

112‧‧‧流出孔塊體

114‧‧‧噴泥槍

116‧‧‧固持件

118‧‧‧定心片件

119、119'、119"‧‧‧切口

120、120'、120"‧‧‧桿體

122‧‧‧第一圓柱體

124‧‧‧另一圓柱體

126、126'、126"‧‧‧鰭片

128‧‧‧錐形末端

自參看隨附圖式進行的對非限制性實施方式之以下詳細描述，本發明之另外細節及優點將顯而易見，在該等圖式中：圖1為較佳流出孔插件之示意性橫截面圖；圖2為已插入至流出孔中之密封棒的軸向截面；圖3為經插入密封棒之橫截面圖；圖4為根據本發明之一較佳實施方式的定心片件之示意性投影；及圖5為根據本發明之一較佳實施方式的密封棒之示意性投影。

在以下內容中，描述一種根據本發明之一較佳實施方式的用於整修流出孔之方法。用於整修流出孔之方法包含多個步驟。

在第一步驟中，產生流出孔開口以用於收納新流出孔插件2。新流出孔開口較佳地置放於電弧爐、鼓風爐或熔煉爐之下部區段中的與舊經用壞流出孔相同之地點中。根據本發明之一較佳實施方式，在電弧爐、鼓風爐或熔煉爐外部處於適當位置之鑽鑿錘藉由鑽鑿收納流出孔插件2之流出孔通道而增加舊經用壞流出孔之直徑。因為所需流出孔通道之直徑(介 於150mm或250mm之間)大於經用壞流出孔之直徑，所以用於使電弧爐、鼓風爐或熔煉爐用於流出之流出孔鑽鑿錘通常並不提供必要動力以鑽鏜具有150mm或250mm或更大之直徑的開口。

因此，藉由使用具有不同直徑之良級配鑽頭來鑽出流出孔通道。第一鑽頭具有等於大約80mm之最小外徑，且形成第一流出孔開口。具有此大小之鑽頭主要用於敞開盲流出孔或用於排泄熔渣或生鐵。在此狀況下，第一流出孔開口用作用於收納第二鑽頭之第二導引區段的第一引導開口。在已鑽鑿第一開口之後，自第一開口移除第一鑽頭，且自鑽鑿錘拆卸第一鑽頭。隨後，將第二鑽頭附接至鑽鑿錘。第二鑽頭包含具有大約120mm之外徑的第二鑽鑿區段，及具有大約80mm之直徑的第二導引區段。第二導引區段之直徑實質上等於第一開口之直徑。第二導引區段突起至第一開口中，且充當用於鑽鑿第二引導開口之定心裝置，使得第二開口與第一開口共線。在已將第一開口增加至120mm之直徑之後，自第二開口移除第二鑽頭，且自鑽鑿錘拆卸第二鑽頭。

將第三鑽頭附接至鑽鑿錘。第三鑽頭包含具有大約150mm之外徑的第三鑽鑿區段，及具有大約120mm之直徑的第三導引區段。第三鑽頭經插入成使得其第三導引區段位於第二開口中。將第二開口之直徑增加至大約150mm以形成流出孔通道。在已完成流出孔通道之鑽鑿之後，自流出孔通道之接取區域移除鑽鑿錘。

第一導引開口、第二導引開口及流出孔通道為延伸通過電弧爐、鼓風爐或熔煉爐之流出孔塊體的孔。熟習此項技術者根據流出孔塊體之材料來選擇鑽頭之材料。即使電弧爐、鼓風爐或熔煉爐為空，在執行第一步驟之前，爐內部之溫度仍極高。因此，需要仔細地選擇鑽頭。較佳地，鑽頭係由可耐受此等高溫之材料製成。重要的是，儘可能快速地執行鑽鑿以防止電弧爐、鼓風爐或熔煉爐冷卻得過多。只要鑽鑿表面等於或次於鑽 鑿錘之鑽鑿能力，就可快速得且安全地進行鑽鑿。較佳地，所有鑽頭經選擇成使得每一鑽頭之鑽鑿面積等於鑽鑿錘之最大鑽鑿能力。

必須另外購買以進行鑽鑿之僅有部件為第二鑽頭及第三鑽頭。已經可得到第一鑽頭及鑽鑿錘，此係因為其之前已用以敞開閉合式流出孔。第二鑽頭及第三鑽頭相較於具有較高鑽鑿能力之新鑽鑿錘比較便宜。藉由修改大多數已經提供之機械來敞開流出孔的方法相較於當前使用之方法(諸如，手工勞動)較快速且較安全。因此縮減生產損耗，且需要較少能量以用於重新建立正常的電弧爐、鼓風爐或熔煉爐操作溫度。

在下一步驟中，借助於配接器6將流出孔插件2可拆卸地連接至噴泥槍4。配接器6嚙合流出孔插件2，使得流出孔插件2保持於適當位置，直至流出孔插件2安裝於流出孔開口中為止。

流出孔插件2係由較佳地包含Al₂O₃或MgO之預鑄耐火材料或具有類似或相等品質之材料製成。熟習此項技術者選擇材料以自被知道耐受電弧爐、鼓風爐或熔煉爐中之冶金製程之條件的材料形成預鑄耐火材料。

流出孔插件2之形狀為具有圓形基底之中空圓柱體。在一個末端上，中空圓柱體具有通向中空通路10之開口，及具有外軸環直徑之一個軸環8，該外軸環直徑大於流出孔開口之直徑。流出孔插件2插入至流出孔通道中，使得流出孔軸環8緊靠電弧爐或熔煉爐之流出孔塊體。在另一末端上，流出孔插件2閉合，使得無流體可在軸向方向上退出中空通路。

圓形基底之外徑實質上等於或小於流出孔通道之直徑，使得圓形基底可插入至流出孔通道中。中空通路之直徑實質上等於「經整修」流出孔之內徑。流出孔插件具有實質上等於或大於流出孔塊體之長度。流出孔塊體之長度較佳地介於800mm與1200mm之間。特別較佳的是，長度經選擇為大於爐壁在流出孔處之實際厚度，諸如，比爐壁在流出孔處之實 際厚度長50mm至200mm。因此，在通過流出孔插件自電弧爐、鼓風爐或熔煉爐排出熔融金屬時，流出孔塊體不會用壞。

通孔12配置於流出孔插件之殼體中，使得該等通孔指向第一徑向方向且在圓柱體之縱向方向上對準，其中在該等通孔之間具有第一恆定間距。通孔12之量將取決於灌漿組合物、其黏度及其粒度。有利地，圓柱體具有指向第二徑向方向之第二行徑向通孔12，其在圓柱體之縱向方向上對準，其中在該等通孔之間具有第二恆定間距。第一恆定間距可等於第二恆定間距，而第一行徑向通孔12經設定為在圓柱體之縱向方向上自第二行徑向孔口偏離第一恆定間距之一半。第二行徑向通孔12以與第一徑向方向成90°之角度α指向第二徑向方向。第一行徑向通孔12及第二行徑向通孔12亦配置於流出孔插件之相對側上。該等通孔經配置成使得灌漿材料可容易地且均勻地注入及分佈於環形中空區段中而無堵塞。對於此特定有利實施方式，每一通孔12之直徑在介於10mm與30mm之間的範圍內。通孔12之直徑係根據灌漿材料、實質上環形中空區段之大小及由噴泥槍施加至灌漿材料上之最大壓力而選擇。流出孔插件之殼體的至少10%至25%被覆蓋有通孔。

可在鑄造製程之後將通孔12鑽鏜至流出孔插件2中。

配接器元件6經可拆卸地連接成使得第一末端連接至噴泥槍且第二末端連接至流出孔插件2。配接器元件6包含管件14，其允許灌漿材料自噴泥槍傳遞至流出孔插件之中空通路10。

三個或三個以上第一輪輻16配置於中空管件6之圓周上，較佳地在第一輪輻16之間具有相等間隔的情況下分佈於中空管件6之第一末端的圓周上。第一輪輻16可拆卸地連接中空通路10與噴泥槍。三個或三個以上第一輪輻16中之每一者為具有第一高度、第一長度及第一厚度之矩形立方體。第一高度對應於圓周管件與噴泥槍4之吹嘴18之內表面之間的 距離。第一長度經選擇成使得第一輪輻16可耐受由流出孔插件2之重量施加於第一輪輻16上的動量及徑向應力。至少三個或三個以上第一輪輻16中之每一者的厚度經選擇成使得在一或多個第一輪輻16之間存在中空空間。

三個或三個以上第二輪輻20配置於中空管件14之圓周上，較佳地在第二輪輻20之間具有相等間隔的情況下分佈於管件14之第二末端的圓周上。第二輪輻20可拆卸地連接管件14與流出孔插件2。兩個或兩個以上第二輪輻20中之每一者為具有第二高度、第二長度及第二厚度之矩形立方體。第二高度對應於管件14之圓周與中空通路10之內表面之間的距離。第二長度經選擇成使得第二輪輻20可耐受由流出孔插件2之重量施加於第二輪輻20上的動量及徑向應力。至少兩個或兩個以上第二輪輻20中之每一者的厚度經選擇成使得在一或多個第二輪輻20之間存在中空空間。

管件14之外徑可經調適以縮減保持於流出孔插件之內表面與中空管件之外表面之間的灌漿材料之量。此情形為有利的，此係因為必須自流出孔插件之內表面移除較少輔助灌漿材料。

在下一步驟中，將流出孔插件2插入至流出孔通道中。為了插入流出孔插件2，在電弧爐、鼓風爐或熔煉爐外部將噴泥槍4放入於適當位置，使得噴泥槍4可接取流出孔開口。

在已將流出孔插件2插入至流出孔通道中之後，將灌漿材料自噴泥槍4注入至中空通路10中且通過通孔12，以便填充流出孔插件2之外圓周與流出孔通道之間的空間。流出孔插件2之外圓周與流出孔通道之內表面之間的灌漿材料硬化，同時流出孔插件2固持於適當位置。在灌漿材料已固化之前移除噴泥槍4。

較佳地，諸如石膏之灌漿材料用於此操作，此係因為其他灌漿材料對於注入而言可過於僵硬，且傾向於堵塞於流出孔插件2內部。較 佳的是選擇易於填滿新流出孔插件與外流出孔耐火材料之間的間隙的灌漿材料。

為了敞開經整修流出孔，將鑽鑿錘放入於適當位置，其中第一鑽頭附接於鑽鑿錘上。運用第一鑽頭來鑽鑿經整修流出孔開口(其具有與插件之中空通路實質上相同的直徑)。最終鑽鑿自管件之內部移除任何殘餘硬化灌漿材料，且敞開流出孔插件2之閉合式第二末端。在最終鑽鑿之後，流出孔插件2允許流體自電弧爐、鼓風爐或熔煉爐之內部傳輸至爐之外部。

該方法相較於當前執行之方法極節省時間。該方法高度地自動化，且可在無需手工勞動的情況下進行。因此，沒有人曝露至危險區域。

經整修流出孔具有極高品質，此係因為用於修復流出孔之材料可被最佳地置放且該等材料可被仔細地選擇。可在將流出孔插件2插入至流出孔通道中之前進行品質控制。此情形與經手動整修之流出孔形成對比，在經手動整修之流出孔中，預成型磚常常未被最佳地置放且不可在將預成型磚放入於適當位置之前進行品質控制。

本發明進一步係關於一種密封棒100，及一種用於在將黏土材料注入於流出孔102中之前將此密封棒100插入至流出孔102中的方法。

圖3中之密封棒100可用以密封任何流出孔102，包括已運用流出孔插件2而整修之流出孔。

密封棒100為具有長度l_sr之圓柱體，長度l_sr較佳地大於流出孔通道102或流出孔插件2之長度。密封棒100之長度在介於0.8m與1.5m之間的範圍內。密封棒100之直徑較佳地介於40mm與80mm之間。

密封棒100較佳地係由耐火材料製成。一旦黏土材料已硬化，密封棒材料之機械性質就類似於黏土材料之機械性質。因為較少黏土放入於密封棒100周圍，所以黏土相較於傳統方法硬化得較快速。

密封棒100在包含軸環106之第一末端104與包含拔梢110之第二末端108之間具有較佳地介於40mm與80mm之間的直徑d_sr。當將密封棒100插入至電弧爐、鼓風爐或熔煉爐壁中時，具有拔梢110之第二末端108軸向地穿透至流出孔102中，直至具有軸環106之第一末端104與爐壁之外表面實質上齊平為止。拔梢110簡化密封棒100至流出孔102中之插入。軸環106經選擇以密封地嚙合噴泥槍114與流出孔塊體112之外表面。無黏土可逸出於噴泥槍114與電弧爐、鼓風爐或熔煉爐之壁之間。

密封棒100包含用於可拆卸地嚙合定心片件118之固持及保持構件。根據本發明之一較佳實施方式，固持及保持構件為中心鏜孔116，其與密封棒100之中心軸線同軸。中心鏜孔116係自密封棒100的定位有軸環106之第一末端104可接取。鏜孔116之長度較佳地介於密封棒100之長度的0.25倍與0.5倍之間，且具有介於15mm至20mm之間的直徑。

首先，鏜孔116用以將密封棒100可拆卸地連接至定心片件114且從而連接至噴泥槍114。定心片件118插入至密封棒100之鏜孔116中以操控密封棒100，使得密封棒100可使用噴泥槍114而易於插入至流出孔102中且將密封棒100固持於流出孔102內部，直至密封棒100周圍之黏土材料已至少部分地固化為止。鏜孔116之直徑經選擇成使得鏜孔116可嚙合定心片件118。定心片件118經定尺寸以能夠抵抗密封棒100之重量。

其次，當重新敞開流出孔102以使液態金屬或熔渣自電弧爐、鼓風爐或熔煉爐流出時，鏜孔116可充當用於鑽頭之定心孔。因此，可較容易地且較準確地鑽鑿密封棒100。

替代地，亦可相對於密封棒100之中心軸線偏心地置放鏜116。在此狀況下，鏜孔116將不用作用於鑽頭之定心孔以重新敞開流出孔102。

圖3、圖4及圖5中之軸環106包含一或多個開口，使得來 自噴泥槍114之黏土可注入至流出孔102壁與密封棒100之間的空間中。此等開口經建構及定尺寸成不向黏土自噴泥槍114之流動施加過多阻力。

開口較佳地相對於密封棒100之中心軸線偏心。根據本發明之一特定較佳實施方式，開口為切口119、119'、119"。因此，軸環106係藉由自密封棒100之中心軸線垂直地延伸的三個桿體120、120'、120"而形成。切口119、119'、119"之表面在大小方面稍微大於桿體120、120'、120"之表面。切口119、119'、119"之大小愈大，則黏土至流出孔102壁與密封棒100之間的空間中之注入可愈容易。然而，切口119、119'、119"必須經定尺寸成使得可運用噴泥槍114來安全地操控密封棒。

根據本發明之一較佳實施方式，切口覆蓋軸環106之表面的10%至80%之間。圖6中之桿體120、120'、120"中的每一者指向遠離密封棒100之中心軸線的徑向方向。桿體120、120'、120"彼此隔開大約120°之角度α。每一桿體120、120'、120"具有15mm至20mm之厚度及30mm至50mm之長度，且與密封棒100成單片件式製造。桿體120、120'、120"之寬度較佳地比厚度大2倍至4倍。每一桿體120、120'、120"在極端上稍微彎曲。極端上之彎曲對應於直徑等於桿體120、120'、120"之長度之圓圈的路線。

圖5中之定心片件118包含第一圓柱體122，第一圓柱體122可插入至密封棒100之鏜孔116中。

定心片件118較佳地係由鋼製成，且耐受由密封棒100施加於定心片件118上之動量及剪應力。

直徑大於或等於第一圓柱體122之直徑的第二圓柱體124配置於第一圓柱體122之一個末端上。三個鰭片126、126'、126"遍及第二圓柱體124之圓周配置於第二圓柱體124上之三個不同徑向位置中。相鄰鰭片126、126'、126"之間的角度等於大約120°之角度β。每一鰭片126、126'、126"沿著中心軸線之方向具有15mm至20mm之厚度及20mm至40mm之 長度。

定心片件118插入至鏜孔116中，直至第二圓柱體124或鰭片126、126'、126"分別運用密封棒100之桿體120、120'、120"而與軸環106鄰接為止。當定心片件118嚙合至密封棒100之鏜孔116中時，定心片件118之鰭片126、126'、126"與密封棒100之軸環106的桿體120、120'、120"對準，以便使對黏土自噴泥槍114之流動的阻力最小化。

當定心片件118連接至噴泥槍124時，鰭片126、126'、126"及圓柱體124之末端128在噴泥槍124之方向上亦成錐形。錐形鰭片126、126'、126"及錐形末端128因此經塑形以在注入期間減低黏土材料對定心片件118之壓力。鰭片126、126'、126"經定尺寸成使得其嚙合噴泥槍114，且確保定心片件118與噴泥槍114之間的機械連接。鰭片126、126'、126"經塑形以嚙合噴泥槍114且耐受藉由操控密封棒100而施加至定心片件118上之動量及剪應力。

噴泥槍114的將黏土注入於流出孔中所通過之開口具有介於100mm與150mm之間的直徑。因為定心片件118之直徑介於15mm與20mm之間且鰭片126、126'、126"在黏土之流動方向上的厚度介於15mm與20mm之間，所以存在足夠空間以用於使黏土有效地注入至流出孔102中。

當組裝定心片件118與密封棒100時，每一鰭片126、126'、126"及每一桿體120、120'、120"較佳地在軸向方向上對準，如圖4所展示。因此，用於黏土材料的通過切口119、119'、119"之通路敞開，且鰭片126、126'、126"及/或桿體120、120'、120"並不超出必要地阻斷黏土材料之流動。

在以下內容中，將描述根據本發明的用以密封流出孔102之方法。密封棒100可用以密封任何流出孔。

在結合流出孔插件2而使用密封棒100的狀況下，在已刺穿 流出孔102內部之灌漿材料之後將密封棒100置放至流出孔插件2中。用於在無流出孔插件2的情況下密封流出孔102之方法的後續步驟與用於在有流出孔插件2的情況下密封流出孔102之方法的步驟相同。

用於將密封棒100插入至流出孔102中之方法包含以下步驟：在第一步驟中，將定心片件122插入至噴泥槍114中，其中三個鰭片126、126'、126"機械地嚙合噴泥槍114之內壁。將定心片件122之第一圓柱體122插入至密封棒100之鏜孔116中，使得噴泥槍114可用以操控密封棒100。

因為密封棒100之拔梢110配置於密封棒100上之軸環106的相對末端上，所以拔梢首先穿透至流出孔102中，直至噴泥槍114緊靠流出孔塊體112為止。

噴泥槍114將軸環106壓入成靠著流出孔塊體112之外表面。因為拔梢110具有圓形錐體之錐台的形狀，所以較易於將密封棒100插入至流出孔通道102中。圓形錐體之錐台的直徑朝向密封棒100之尖端減小。

沿著定心片件118之鰭片126、126'、126"且通過密封棒100之切口119、119'、119"，將黏土材料自噴泥槍114注入至流出孔102與密封棒100之間的環形空腔中。若在流出孔102中留存有任何液體，則經注入黏土材料推回該液體。

在黏土材料已部分地硬化之後，撤回噴泥槍114，且自密封棒100移除定心片件118。黏土需要約1分鐘至2分鐘而硬化。此後，定心片件118使密封棒100脫嚙，且密封棒100保持於流出孔102內部，直至運用鑽鑿錘來重新敞開流出孔102為止。用以刺穿流出孔102的鑽鑿錘之鑽頭具有稍微大於密封棒100之直徑d_sr的直徑。鑽頭之直徑較佳地比密封棒 100之直徑大5%至10%之間。運用鑽鑿錘來移除已注入以將密封棒100固定於流出孔102中的黏土之部分或全部。因此，相較於先前密封棒100具有相同直徑之新密封棒可用以密封電弧爐、鼓風爐或熔煉爐之流出孔102。

一旦完成爐之流出，就可將新密封棒100置放至流出孔102中。

該方法相較於並不依賴於密封棒100之其他方法為有利的。當無密封棒100用以閉合流出孔102時，金屬或熔渣可留存或穿透於流出孔102中，且固結於流出孔102中。一旦此材料已固結，就難以運用標準鑽鑿設備來重新敞開流出孔102，此係因為此材料相較於用以密封流出孔之黏土硬得多。當插入密封棒時，可處於流出孔中之任何金屬或熔渣將被推回於爐中。

若使用如上文所描述的用於閉合流出孔102之方法，則可易於重新敞開流出孔102。必須自流出孔102移除之材料主要為密封棒100及很少的黏土材料，該黏土材料已注入於流出孔與密封棒之間的空間中。即使金屬或熔渣穿透密封棒100與流出孔102之間的空間，此材料之量仍小得以致於可運用標準設備無問題地進行鑽鑿操作。

此外，實質上較少的黏土材料用以運用根據本發明之密封棒100來密封流出孔102。

2‧‧‧流出孔插件

4‧‧‧噴泥槍

6‧‧‧配接器元件

8‧‧‧軸環

10‧‧‧中空通路

12‧‧‧通孔

14‧‧‧管件

16‧‧‧第一輪輻

18‧‧‧吹嘴

20‧‧‧第二輪輻

Claims (17)

1. 一種用於整修一流出孔之方法，該方法包含以下步驟：在一電弧爐、鼓風爐或熔煉爐之一下部區段中經由一流出孔塊體產生一流出孔通道，及復原該流出孔通道以形成一經整修流出孔；其特徵為以下步驟：將包含一殼體之一預製的中空耐火流出孔插件可拆卸地連接至一噴泥槍，其中該流出孔插件包含i.在軸向方向上之一第一末端及一第二末端，其中該第二末端被阻斷，ii.配置於該第一末端上之一開口，iii.在軸向方向上之一中空通路，其中該中空通路係經由該開口而可接取，iv.複數個橫向通孔，該等橫向通孔係在該殼體之縱向方向上對準，其中在該等橫向通孔之間具有一恆定間距，且該等橫向通孔係覆蓋該流出孔插件的該殼體之10%與25%之間，將該流出孔插件插入至該流出孔通道中，其中該噴泥槍與該流出孔插件及該流出孔通道以流體方式耦接；將一灌漿材料自該噴泥槍注入至該流出孔插件中且經由該等橫向通孔注入至該流出孔通道中；及使該流出孔插件與該噴泥槍斷接。
2. 如申請專利範圍第1項之用於整修一流出孔之方法，其中該流出孔插件係藉由一配接器而可拆卸地連接至該噴泥槍。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項之用於整修一流出孔之方法，其中該灌漿材料包含氧化鎂(MgO)。
4. 如申請專利範圍第1項或第2項之用於整修一流出孔之方法，其中該流出孔插件之長度經選擇為大於該爐在該流出孔之部位處的壁厚度，較佳地比該壁厚度長50mm至200mm。
5. 如申請專利範圍第1項或第2項之用於整修一流出孔之方法，其中該流出孔插件被插入直至該流出孔插件之一軸環緊靠該電弧爐、鼓風爐或熔煉爐之該流出孔塊體為止。
6. 如申請專利範圍第5項之用於整修一流出孔之方法，其中該軸環經密封地壓入以緊靠該流出孔塊體。
7. 如申請專利範圍第6項之用於整修一流出孔之方法，其中一金屬流出孔板固定地附接至該電弧爐、鼓風爐或熔煉爐壁以將該流出孔插件固持於適當位置。
8. 如申請專利範圍第1項或第2項之用於整修一流出孔之方法，其中該經由一流出孔塊體產生該流出孔通道係根據以下步驟而進行：運用一第一鑽頭來敞開該流出孔以形成具有一第一直徑之一第一流出孔開口；及運用可拆卸地連接至一鑽鑿錘之一第二鑽頭來增加該第一流出孔開口之該第一直徑以形成該流出孔通道，其中在該第一流出孔開口中導引該第二鑽頭，使得該流出孔通道與該第一流出孔開口共線。
9. 如申請專利範圍第8項之用於整修一流出孔之方法，其中該第一鑽頭具有一鑽鑿面積，該鑽鑿面積係介於該第二鑽頭之一鑽鑿面積的0.8倍與1.2倍之間。
10. 如申請專利範圍第9項之用於整修一流出孔之方法，其中該第二鑽頭具有一導引區段，該導引區段將該第二鑽頭導引成與該第一流出孔開口共線以增加該流出孔通道。
11. 一種包含一殼體的用於一流出孔通道之預製的中空耐火流出孔插件， 其中該流出孔插件包含：在軸向方向上之一第一末端及一第二末端，其中該第二末端被阻斷；配置於該第一末端上之一開口；在軸向方向上之一中空通路，其中該中空通路係經由該開口而可接取；複數個橫向通孔，該等橫向通孔係在該殼體之縱向方向上對準，其中在該等橫向通孔之間具有一恆定間距，該等橫向通孔係覆蓋該流出孔插件的該殼體之10%與25%之間且係經配置於該殼體中，以使得該等橫向通孔係與該流出孔通道流體連通。
12. 如申請專利範圍第11項之流出孔插件，其中該流出孔插件係由一鑄造材料或經加工耐火材料製成。
13. 如申請專利範圍第11項或第12項之流出孔插件，其中該流出孔插件具有一軸環，該軸環配置於該流出孔插件之該第一末端處。
14. 如申請專利範圍第11項或第12項之流出孔插件，其中該流出孔插件具有介於800mm與1200mm之間的一長度。
15. 如申請專利範圍第11項或第12項之流出孔插件，其中該中空通路具有介於10mm與30mm之間的一直徑。
16. 一種用於密封一如申請專利範圍第11項至第15項中任一項之流出孔插件之方法，該方法包含以下步驟：將一密封棒可拆卸地連接至一噴泥槍；將該密封棒插入至該流出孔插件中，使得在該流出孔插件與該密封棒之間存在一空間；將一黏土材料注入於該流出孔插件與該密封棒之間的該空間中；將該密封棒固持於適當位置，直至該黏土材料已至少部分地固化為止；使該密封棒與該噴泥槍斷接，使得該密封棒保持於該流出孔插件中。
17. 如申請專利範圍第16項之用於密封一流出孔插件之方法，其中藉由一 定心片件將該密封棒連接至該噴泥槍，且在使該密封棒與該噴泥槍斷接的同時自該密封棒移除該定心片件。