耐火陶瓷襯磚及對應(yīng)的耐火陶瓷內(nèi)襯的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及耐火陶瓷襯磚及對應(yīng)的陶瓷耐火內(nèi)襯。
【背景技術(shù)】
[0002]許多工業(yè)設(shè)備，尤其是工業(yè)爐，高溫處理容器、燃燒室等，必須在內(nèi)部裝襯有對應(yīng)的耐高溫材料，其在大多數(shù)情況下是基于基礎(chǔ)陶瓷如MgO或非基礎(chǔ)材料如A1203、ZrO2, T12等的陶瓷耐火材料。
[0003]大多數(shù)常見的裝襯技術(shù)是:
將整體陶瓷材料施加到待保護(hù)的設(shè)備的對應(yīng)外封殼(殼)的內(nèi)表面上，
提供砌磚代替或結(jié)合所述整體內(nèi)襯。
[0004]本發(fā)明針對由許多耐火陶瓷襯磚制成的耐火內(nèi)襯，并且同時針對所述磚。
[0005]盡管如上文提到的內(nèi)襯技術(shù)已經(jīng)證實(shí)在大多數(shù)情況下都是成功的，但存在對改進(jìn)的持續(xù)需要。
[0006]待解決的一個改進(jìn)在于在高溫應(yīng)用期間補(bǔ)償磚和/或砌磚內(nèi)的熱膨脹。
[0007]公知的是，在單個磚內(nèi)存在從磚的其內(nèi)部(〃熱側(cè)〃，鄰近對應(yīng)設(shè)備的處理室)到鄰接設(shè)備的外殼的磚的外部(〃冷側(cè)〃)的或多或少顯著的溫度梯度。這些溫度梯度引起砌磚上的非受控和變化的熱膨脹，包括陶瓷內(nèi)襯的裂紋形成和過多磨損的風(fēng)險。
[0008]這在內(nèi)襯和磚用于其外殼被冷卻(例如，水冷)的設(shè)備(容器)中的情況下特別是如此。
[0009]例如，在電弧爐(EAF)中，爐的上部分典型地由包括在其內(nèi)表面上的耐火內(nèi)襯的水冷面板制成。
[0010]類似的冷卻面板或冷卻壁用于燃燒室、鍋爐等中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的在于提供在高溫應(yīng)用期間相應(yīng)地減小由熱膨脹的過多磨損的風(fēng)險的磚和對應(yīng)的內(nèi)襯。
[0012]本發(fā)明基于對應(yīng)砌磚內(nèi)的磚的〃浮動〃布置的構(gòu)思?！ǜ印ㄒ馑际歉鱾€磚具有一定自由度，以在不引發(fā)相應(yīng)的磚內(nèi)和/或砌磚內(nèi)的機(jī)械應(yīng)力的情況下移動。
[0013]為了將所述變化提供至砌磚內(nèi)的各個磚，根據(jù)本發(fā)明的襯磚特征在于至少一個孔，其能夠容納插入到所述孔中的固定器件(如，桿)。
[0014]到這個程度，本發(fā)明在其最普通的實(shí)施例中涉及一種耐火陶瓷襯磚，其具有上主表面，
下主表面，
內(nèi)表面，
外表面，
兩個側(cè)表面， 所有都與彼此不同，
其特征在于，
至少一個孔，其從上主表面延伸到下主表面，并且能夠容納插入到所述孔中的固定桿。
[0015]換言之:與現(xiàn)有技術(shù)相反，所述磚并未砌合于彼此并且因此化學(xué)地固定于彼此，而是通過穿透所述磚內(nèi)的對應(yīng)的孔的對應(yīng)的桿布置在對應(yīng)的砌磚內(nèi)。
[0016]如果此類孔定位在鄰近待保護(hù)的殼的磚的一部分(〃冷端部〃)中，則磚中的所述孔周圍可沒有或僅存在小熱膨脹?？椎慕孛娼又苫蚨嗷蛏倥c對應(yīng)的桿的截面相同，或略微更大。
[0017]總的來說，有利的是向磚提供孔，該孔具有大于對應(yīng)的桿的截面的截面，以在安裝狀態(tài)(低溫應(yīng)用)下提供所述孔與所述桿之間的(環(huán)形)空隙。所述空隙應(yīng)當(dāng)足夠大，以補(bǔ)償所述孔/桿周圍的任何熱膨脹，以避免磚和砌磚內(nèi)的機(jī)械應(yīng)力，并且/或者補(bǔ)償其它實(shí)施例中的(多個)磚的傾斜，如下文中進(jìn)一步公開的。
[0018]為了容易地組裝磚(孔)和桿，本發(fā)明的一個實(shí)施例提供了具有孔的磚，該孔分別垂直于所述上主表面或下主表面中的至少一個延伸。
[0019]這特別適合其中上主表面和/或下主表面為平面的磚。其它磚設(shè)計特征為:側(cè)表面為平面的。
[0020]所述孔可布置成在內(nèi)表面(熱端部)與外表面(冷端部)之間偏移；換言之:緊鄰相關(guān)設(shè)備的殼(封殼)。
[0021]在具有布置成偏離彼此(逐排)的磚的砌磚中，孔應(yīng)當(dāng)布置成在兩個側(cè)表面之間偏移，以允許對應(yīng)的桿穿透一個布置在另一個頂部上的磚的許多孔。
[0022]如上文所闡釋，通常與熱氣體或熱熔體接觸的內(nèi)磚表面在所述熱負(fù)載下比其它(外)〃冷端部"膨脹更多。在對應(yīng)的研究工作期間，發(fā)現(xiàn)在內(nèi)端部處的垂直膨脹使相應(yīng)的磚傾斜。結(jié)果，磚的外表面改變其定向。這導(dǎo)致了以下問題:
在具有六個平面表面的立方體磚的情況下，其中外表面與待保護(hù)的殼的內(nèi)表面齊平，磚的傾斜將至少引起外表面的垂直下端部從所述接觸位置除去至遠(yuǎn)程位置。因此，由上文提到的所述冷卻面板的冷卻效果在特征上減小。
[0023]這些缺點(diǎn)通過磚設(shè)計補(bǔ)償，其中磚的外表面和下表面提供小于90°的夾角，典型地彡85。，彡80。，彡75。，并且通常大于45。，彡50。或彡55。。
[0024]該傾斜的外表面使得磚能夠樞轉(zhuǎn)(在熱負(fù)載下在其內(nèi)表面處)到其中外表面現(xiàn)在與由所述殼提供的內(nèi)壁齊平的位置中。
[0025]換言之:在組裝期間，此類磚的外表面至少部分地布置成離對應(yīng)的壁區(qū)段一定距離，但在熱負(fù)載下以補(bǔ)償外磚表面與殼之間的任何間隙的方式傾斜。
[0026]如下文中進(jìn)一步闡釋的，間隙可在"冷態(tài)"下提供在(多個)磚的外表面與待裝襯的設(shè)備的面板/壁之間。例如在垂直截面視圖中具有V形的該間隙可填充有能夠補(bǔ)償間隙的形狀的任何變化的材料。其可為粉末或顆粒填料材料、粘性材料等，它們所有都能夠遵循間隙形狀的改變，并且特征在于冷和熱環(huán)境下的一定變形性。具有傾斜外表面的該實(shí)施例可與其中孔的截面大于桿的截面以補(bǔ)償傾斜效果的實(shí)施例組合。
[0027]上文提到的所有磚特征可獨(dú)立于襯磚的大體形狀實(shí)現(xiàn)。典型地，根據(jù)本發(fā)明的磚的上主表面具有包括以下的組的總體形狀: 正方形、矩形、梯形、圓弧形、T形、雙T形、L形。
[0028]由許多提到類型的耐火陶瓷襯磚制成的耐火陶瓷內(nèi)襯在其最普通的實(shí)施例中特征在于如下特征:所述磚布置至砌磚，使得各個桿可插入到垂直相鄰的襯磚的孔中并且穿過其。
[0029]所述桿可在它們的自由端部處牢固地裝固。
[0030]桿可至少在它們的自由端部中的一個處牢固地裝固于軌道或梁。另外，桿與軌道(軌)之間的連接可使得兩個構(gòu)件的相對移動是可能的，以允許補(bǔ)償任何機(jī)械應(yīng)力。作為實(shí)例:具有圓形截面的桿可配合在軌道中的橢圓形開口內(nèi)。對應(yīng)的實(shí)施例在附圖中示出。
[0031]砌磚可鄰近冷卻面板(如上文所述)，附帶條件在于，磚的外表面布置成與所述冷卻面板相鄰。
[0032]從本發(fā)明的以上描述得出的是，磚的有利布置在于提供在安裝狀態(tài)下鄰近"冷端部〃的所述孔。
[0033]本發(fā)明的另外的特征將從從屬權(quán)利要求和其它申請文獻(xiàn)變得顯而易見。
【附圖說明】
[0034]現(xiàn)在將關(guān)于附圖描述本發(fā)明，該附圖示意性地描繪本發(fā)明的一個實(shí)施例，SP，
圖1:耐火