用于冶金炉的壁板保护系统及冶金炉壁板体的制作方法

1.本实用新型涉及用于冶金炉(例如高炉)的壁板保护系统。


背景技术：

2.常规的高炉包括几个部分和部件，包括烟囱、炉腰、炉腹、风口、炉床和出铁口。高炉的内壳可通过水冷式冷却板(称为壁板)来保护，其保护内壳免于在炉内进行还原过程期间过热。现代壁板通常由铜或铜合金构造，但可使用其他材料(例如钢或铸铁)。
3.在填充到熔炉中的固体原材料通过熔炉下降时，壁板易受来自该固体原材料的磨损的影响。由于下降的炉料和施加在壁板面上的向外压力所引起的磨损，可能会在壁板的一个或多个位置局部地发生或在壁板的整个表面上发生磨损或变薄。尤其是，焦炭是非常具有磨蚀性的。
4.已努力设计具有更长使用寿命的壁板。
5.已知通过在操作期间在壁板的前面上形成凝固炉渣增积来减小壁板的磨损。为此，壁板具有机加工的前面或热面，其包括将增积物保持到壁板上的肋条和凹槽。在图1中示出了这种类型的示例性铜壁板的一部分。
6.对该构思的改进是添加前面保护材料或覆层，该保护材料或覆层比铜基体材料更坚硬，但仍允许通过在面上凝固来形成保护增积层。这是通过使用碳化硅和石墨砖的组合来实现的，如图2所示，该图示出了铜壁板及其横截面。
7.wo2009/147192描述了一种具有前面的壁板，该前面包括肋条和凹槽，这些肋条和凹槽形成用于将耐火砖衬里、耐火喷浆或过程生成的增积层锚固在该面上的锚固装置。金属插入件被设置在凹槽中，如图3示意性地示出。金属插入件覆盖肋条的侧壁以保护肋条不受腐蚀。然而，有关此解决方案的可能问题是金属插入件可能易于变形和/或屈曲，并且通过使用比壁板体(为铜时)的导热更差的导热材料，壁板的导热性能降低，这可能会影响保护增积层的凝固。
8.现在参考图4，已经提出在壁板的面的每个凹槽中放置多个突出的矩形块，这些块沿着凹槽的长度彼此间隔开。这些块可包括碳化硅或某种其他硬质材料，由此为壁板面提供保护覆层。这些块通过较短的间隔插入件彼此分开。插入件可在块之间的区域中保护壁板面。如图4所示，这些块优选地在凹槽之间交错以便在壁板面上提供方格图案。
9.因此，用于减小壁板磨损率的现有解决方案包括：
10.i)在壁板中或前面安装耐火/陶瓷耐磨衬里；
11.ii)在壁板的前面处安装突出部以促进更厚的增积物堆积；以及
12.iii)在前面处的机加工形状内安装覆层。
13.即使努力增加了使用寿命，但有时壁板不能再安全地用于生产。更换完整壁板意味着劳动和资本密集型工作以及冶金炉的长时间停机。因此，需要延迟壁板更换的需求并使其使用寿命更长的解决方案。


技术实现要素：

14.根据本实用新型的一个方面，提供了一种用于冶金炉的壁板保护系统，该壁板保护系统适合于装配到现有的壁板，无论磨损还是新的。该壁板保护系统包括多个多边形的多件式增积体，其适合于被部分地插入到壁板的相邻肋条之间的空间中并且适合于被固定到壁板。
15.当使用配备有经安装的壁板保护系统的壁板时，增积体能够将凝固的炉渣增积物保持到其上。它们用于创建布置在壁板的前面上的多个凹陷部；增积体从壁板的前面突出，使得在使用中，炉料被困在相邻的增积体之间的空间中，以便在壁板的前面上提供炉料的保护层。每个增积体包括至少一个主体部分，但其也可包括共同形成增积体的若干主体部分。
16.为了安装壁板保护系统，在部分插入壁板的相邻肋条之间的空间后，将增积体固定到壁板—固定到前面壁板上和/或固定到前面上的至少一些肋条上。
17.增积体被形成为适合于被部分地插入壁板的相邻肋条之间的空间中。为了固定，优选地，它们被形成为使得它们与该空间的任何楔形形状完全接合，由此防止掉出该空间。优选地，增积体由两个主体部分制成。优选地，将主体部分安装成使得产生对壁板(例如，其肋条)的摩擦抓握，在冶金炉中的壁板操作期间，该抓握优选地不会明显松开。
18.增积体的形状优选地使得凝固的炉渣具有用于保持的良好抓握。增积体为壁板的前面(或热面)提供覆层，当在炉中使用壁板时，该覆层可促进在前面上形成炉料的保护层。
19.当炉料在重力作用下流动时，增积体的构造和布置(例如，它们的偏移和几何形状)，特别是它们的多边形形状，促进炉料被增积体困住或被困在增积体之间。例如，当炉料经过由多边形所提供的导流表面时，炉料会被困住。增积体具有多边形，例如六边形，因此具有倾斜的导流表面，其有利地使炉料在多个方向上同时分布在壁板的面上并被困住。
20.通过合适固定装置将增积体固定到壁板，该合适的固定装置可以是例如螺钉、锚固件、t型螺栓、锚定螺栓。
21.如本文所用，“炉料”是指以下中的一者或两者：(i)高炉中的含铁材料，例如铁矿石或铁矿石球团，和(ii)高炉炉渣，当铁矿石或铁丸、焦炭和助熔剂(例如石灰石或白云石)在高炉中一起融化时形成并且然后固化的炉渣。
22.每个增积体都是多件式的，它包括若干主体部分
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区段，其共同形成增积体。为了形成增积体，它们可例如通过焊接或诸如保持器的方式保持在一起。
23.增积体的区段和/或保持器可以包括金属材料。金属材料可以包括铜、铜合金、钢或铸铁。
24.增积体中的每一者可通过间隙与相邻区段分开。
25.根据本实用新型的另一个方面，提供了一种冶金炉壁板体，包括：前面和在前面上的肋条，其中多个增积体被部分地插入到相邻肋条之间的空间中并固定到前面和/或至少多个肋条。
26.增积体可能以均匀的图案布置。均匀图案可以包括具有行和列的阵列。优选地，增积体被安装成使得它们以具有行和列的阵列布置在冶金炉壁板上。如果增积体具有六边形形状，则它们可能由此在冶金炉壁板上提供蜂窝状图案。
27.优选地，增积体从壁板体的前面突出。
28.优选地，多个增积体延伸越过与安装体邻接的相邻肋条。
29.使用本实用新型的壁板保护系统来创建本实用新型的冶金炉壁板体具有以下优点：该系统的安装可以在仍安装在冶金炉中的壁板上进行，该区域仍具有足够明显的肋条以便插入。因此，与必须完全更换磨损壁板的情况相比，可以恢复磨损的壁板的生产，停机时间显著减少。在将本实用新型的壁板保护系统安装到冶金炉中之前，还可以将其安装在新的壁板体上。
30.通过使熔炉壁与增积物热绝缘，可以很容易地延长使用寿命并可以降低操作成本，从而节省焦炭。
附图说明
31.现在将通过示例的方式参考附图来描述实施方式，其中：
32.图1示出了用于熔炉的常规铜壁板的一部分。
33.图2示出了包括碳化硅和石墨砖的常规铜壁板。
34.图3示出了包括金属插入件的常规铜壁板的一部分。
35.图4示出了常规壁板的一部分，其包括金属插入件和突出的矩形块。
36.图5、图6、图7、图8、图9、图10a、图10b、图11a和图11b示出了本实用新型的壁板保护系统和本实用新型的熔炉壁板体的变型。
具体实施方式
37.参照图5，示出了本实用新型的壁板保护系统的变型。增积体100是多件式，它包括两个主体部分
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区段101、102，其共同形成增积体100。为了形成增积体，在三个侧面103、104、105上将区段焊接在一起。这种设计简单并且即使在剩余肋条深度可变的磨损壁板中也可以使用。它不会跑出来，这是由于被形成为使得增积体的插入相邻肋条301、302之间的空间200中的部分与该空间的楔形形状完全接合，由此防止掉出该空间并由此固定到肋条301、302。总体上，图5示出了本实用新型的壁板体400 的一部分。
38.参照图6，其是类似于图5的视图，示出了本实用新型的壁板保护系统的另一个变型。与图5相反，区段501、502没有被焊接在一起。在部分插入到肋条701、702之间的空间600中之后，通过将保持销800插入由区段所形成的对应腔体中来固定其相对于彼此的位置。
39.参照图7，其是类似于图6的视图，示出了本实用新型的壁板保护系统的另一个变型。为了额外的固定区段901、902相对于彼此的位置，可以将未描绘的螺栓插入截面图中示出的狭槽1000中，从而防止区段901、 902向不同的方向滑动。
40.参照图8，其是类似于图7的视图，示出了本实用新型的壁板保护系统的另一个变型。在图7中，保持销被设置在肋条之间，而在图8中，保持销1100则被设置于那个空间之外。
41.参照图9，其是类似于图7的视图，示出了本实用新型的壁板保护系统的另一个变型。与图7相反，没有设置保持销，仅通过狭槽1300中的螺栓来固定区段1201、1202。
42.参照图10a和图10b，其是类似于图5的视图，示出了本实用新型的壁板保护系统的另一个变型。与图5相反，没有设置保持销，反而通过中心单拉拔楔形螺栓1500来固定区段1401、1402。
43.参照图11a和图11b，其是类似于图10a和图10b的视图，示出了本实用新型的壁板
保护系统的另一个变型。与图10a和图10b相反，区段的固定不仅通过中心单拉拔楔形螺栓1600而且还通过保持销1700来完成。
44.参考标号列表
45.46.