技術領域
本發明涉及為保護制鐵工程中的熱軋加熱爐的滑管和支托架的加熱爐用耐火物單元。具體涉及關于縮短板塊熱處理的加熱爐修理工期并延長修理周期，使工本費用降低，從而能夠降低生產成本的加熱爐用耐火物單元。
背景技術：
一般在制鐵工程中，熱軋加熱爐作為把延鑄工程中鑄造的板塊加熱到壓延所需溫度的設備，像圖1所示那樣板塊1依噴冷卻水的多個滑管2的前、后、垂直方向往返運動而移動的同時，板塊1在滑管2上停頓一下，這時為防止滑管2和支撐它的支托架3在高熱和從板塊1流下的熱消耗，在管道4表面澆鑄了不定型耐火物。
通常像上述加熱爐的滑管耐火施工作業是圖2所示那樣，通入冷卻水11的管道4的外周邊先施工錨釘13和陶瓷14，其周圍設置空心圓筒型裝置15，并用壓送器注入燒鑄性耐火物16來做成耐火物單元。
但是這種現有的施工方法由于是在狹小封閉空間進行加熱爐修理作業，給作業者加重作業負擔，降低作業效率。另外，一般以一兩年為周期進行加熱爐修理作業，滑管和支托架用耐火物16應當施工成能夠長期堅持住加熱爐內約1400℃的高溫。
但是上述現有方式是很難確保修理期限限制帶來的施工耐火物16的充分保養和干燥時間，因此在升溫過程中由于內部蒸氣壓使燒鑄性耐火物16暴裂或發生裂紋，而誘發使用中的局部耐火物的脫落現象。
為了確保絕熱性，燒鑄性耐火物16和管道4之間插入的陶瓷14因其結構強度的脆弱性和伸縮性，不能具有固定形狀，由于幾乎沒有強度，施工時易發生尺寸偏差，因而長期使用時因高溫發生燒結或壓榨現象而發生燒鑄性耐火物16的結構性問題。特別是，在加熱爐的1400℃溫度下長期使用時，因燒鑄性耐火物和陶瓷之間線膨脹系數之差，從接觸面侵入的氣體使滑管4的外面和錨釘13發生氧化現象，由外部應力發生損傷，因而喪失支撐力而發生耐火物的脫落現象。
上述現有滑管用耐火物單元具有較高的作業負荷，因耐火物的脫落使滑管器件4內冷卻水溫度上升，引起作業不安全，并由于加熱縮短耐火物單元的修理周期，因而提高生產成本。
為了克服上述缺點，在韓國第2001-0048087號專利公開中有圖3a和圖3b所示的在制鐵過程熱軋加熱爐中保護滑管的耐火物單元。它是由兩部分組成，這兩個耐火物半圓器件20是事先制成的，上述耐火物半圓器件20是由耐熱可鑄物21和絕熱可鑄物22來鑄成，與滑管4相接觸的絕熱可鑄物22的內側設有具備錨釘31的鐵皮帶30，這些耐火物半圓器件20是通過貫通它們的孔40和鐵皮帶30與滑管4熔接結合的。
但是，圖3a和圖3b所示的耐火物單元有如下問題，為了需要把固定用錨釘31在半圓器件20內事先成形，因此需要額外的錨釘設置作業。不僅需要這種為錨釘和鐵皮帶的模具構造和解體作業，還需要保養與燒結時間，這樣隨鑄造作業的采用而增大的比重使全體重量增大。
技術實現要素：
本發明是為了克服上述現有方式的問題而進行的。本發明的根本特點在于：對于內含陶瓷的二重結構耐火物單元，避免了熔接于冷卻棒的鐵皮帶和鐵皮帶固定用錨釘設置作業，換成把錨釘從耐火物單元外部插入來熔接冷卻棒，使耐火物單元制作工程大大簡化，這樣來制造加熱爐耐火物單元。
本發明的另一特點是改善陶瓷纖維和可鑄耐火物的弱點，提供了單一結構的耐火物單元。
上述單一結構耐火物單元，作為其加工陶瓷纖維，使用有機和無機粘合劑的不定形粉末狀態的陶瓷可鑄形態和形成陶瓷纖維結合結構形態，避免了急熱、急冷的熱沖擊下的剝落和斷裂，比起已有耐火物增加加熱爐內的壽命，期望具有絕熱性、耐火性的復合狀態的性質。
為達成上述目標的本發明的初始試驗中使用的具有二重結構的耐火物單元，是把莫來石質氧化鋁和硅石在l000℃以上溫度中燒成的半圓形耐火物單元本體相互接觸而成的二重結構耐火物單元，圍繞冷卻棒并具有保溫功能的陶瓷纖維在耐火物單元本體內部附著。在該耐火物單元本體上有貫通陶瓷纖維而形成的單臺階熔接孔隙，具有阻擋停留單臺階的頭部和柱子部的空心插入性錨釘插入到熔接孔隙里，熔接柱子末端和冷卻棒，這是本發明的結構性技術特征。
本發明中所使用的插入性錨釘具有矩形、正四邊形或圓形的頭部，靠灰泥相互密封接合的耐火物本體里為保持絕熱包含形或形的接合部更好。
本發明的另外實施例是具有單一結構的加熱爐耐火物單元，是在具備和冷卻棒外表面相同曲面的鐵皮帶上放射狀地固定了錨釘的單一結構耐火物單元。通過錨釘形成的內部要被固定的半圓形耐火物單元是由含有氧化鋁和硅石的物質來制作，開出使貫通單元本體的熔接棒能夠接觸鐵皮帶的熔接棒插入孔，并用熔接棒熔接鐵皮帶和冷卻棒，是本發明的又一個結構性技術特征。
在本發明的單一結構爐耐火物單元中，靠灰泥相互密封接合的單元本體里為保持絕熱最好把接合部作成形狀或形狀。
還有在半圓形耐火物單元本體內側，圍繞著冷卻棒，可以附著具有保溫能力的絕熱材料，該絕熱材料可以利用陶瓷紙、以陶瓷纖維加工的制品，還可以用蛭石或玻璃纖維中的一種。
附圖說明
圖1顯示加熱爐內的滑管、支托架和板塊的模式圖；
圖2是滑管、支托架的制作方法的剖面圖；
圖3a是已有技術的滑管耐火物單元的分解立體圖；
圖3b是圖3a所示耐火物單元的組裝剖面圖；
圖4是能適用于本發明第一實施例的加熱爐支托架的耐火物單元的分解立體圖；
圖5a是圖4所示耐火物單元的組裝剖面圖，是圖6中的Va-Va線剖面圖；
圖5b是圖5a所示耐火物單元的另一種變形例的組裝剖面圖；
圖6是圖5a中的VI-VI線剖面圖；
圖7a至圖7c是固定用錨釘形狀的立體示意圖；
圖8和圖9是示意耐火物單元接合部形狀的剖面圖；
圖10是能適用于本發明第一實施例的耐火物單元的滑管形態的剖面圖；
圖11是能適用于本發明第二實施例的加熱爐支托架的陶瓷纖維制品來加工成的耐火物單元的分解立體圖；
圖12是作為示于圖11的陶瓷纖維制品來加工成的耐火物單元的組裝剖面圖，是圖13的XII-XII線剖面圖；
圖13是圖12中的XIII-XIII線剖面圖；
圖14是圖示陶瓷纖維單元接合部的另一種變形例的剖面圖；
圖15至圖17是依據本發明第二實施例的陶瓷纖維制品來加工成的耐火物單元，能夠適用于滑管狀態的示意剖面圖；
圖18a是能適應于本發明第三實施例的陶瓷纖維制品來加工成的耐火物單元的剖面圖，是圖19中的XVIIIa-XVIIIa線剖面圖；
圖18b是和圖18a所示相同的陶瓷纖維制品來加工成的耐火物單元的剖面圖，顯示接合部的差異；以及
圖19是圖18a中的XIX-XIX線剖面圖。
具體實施方式
下面參照依據本發明提出的加熱爐耐火物單元可能的實施例并參照附圖來給予詳細說明：
圖4是依據本發明第一實施例的具有二重結構的耐火物單元的分解立體圖，二重結構的耐火物單元100包括由莫來石質氧化鋁和硅石質物質在1000℃以上溫度中燒成的兩個半圓形耐火物單元構成的本體102，圍包加熱爐冷卻棒4來執行保溫功能的陶瓷纖維101附著在該本體內部，該耐火物單元本體102像圖5a一樣利用灰泥103來相互密封接合。
再參照圖4，耐火物單元本體102里，具備單臺階111(參照圖5a)的孔隙110能夠貫通陶瓷纖維來形成。在這些孔隙110里，具備阻擋停留單臺階111的頭部121和柱子部122的空心插入型錨釘120像圖5a那樣被插入，用熔接機和熔接棒(沒有圖示)把柱子部122的末端和冷卻棒4溶接于熔接部160，從而把耐火物單元本體102固定在冷卻棒4上。
在圖7a至圖7c中所看到的那樣，插入性錨釘120具有矩形、正四邊形或圓形的頭部121，耐火物單元本體102的孔隙110的入口的形狀應該具有與頭部121相同的形狀，但可以采用所示形狀以外的5角形、6角形等多種形狀。
下面說明把本發明中的具有單一結構的耐火物單元100設置在冷卻棒4的狀況。首先撤出冷卻棒4上已有的耐火物，清掃干凈冷卻棒4的表面，使耐火物單元本體102和冷卻棒4能夠很好地熔接。
然后要把一件耐火物單元本體102安置在要施工的冷卻棒4部位，把插入性錨釘120插入到孔隙110中后，把錨釘120的頭部121牢牢摁住，用沒有圖示的熔接機和熔接棒像圖5a至圖6那樣把支撐部122末端和冷卻棒4相互熔接，從而將一個耐火物單元本體102和冷卻棒4固定起來。
然后，另一個耐火物單元本體102也按上述方法熔接固定在冷卻棒4上，把插入錨釘120的孔隙110部分用和耐火物單元本體102類似的物質來堵住。
在圖5a中相互接觸耐火物單元本體102的部分是用灰泥103來堵住，這種灰泥103是可以用堵住耐火物單元本體102的孔隙110時所用的物質一樣的物質來替換。
這樣，耐火物單元施工中，不讓單元之間縫隙的熱侵透現象發生，從而發揮所希望的絕熱效應。為此，本發明給出了像圖8和圖9所示同樣的方法。
圖8和圖9中顯示了本發明的變形例。在這里靠灰泥103相互密封接合的耐火物單元本體102中包括了用于維持絕熱的接合部102a，該接合部102a可以具有像圖8中的形狀，也可以是像圖9中的形狀。
像上述說明一樣，本發明的二重結構的耐火物單元的施工很簡單，解體作業也很簡單。當進行解體作業時，只需解除受損部分而簡化解體作業，并沒有必要清掃冷卻棒4而干凈地進行解體。
依據本發明制作的耐火物單元由高溫用陶瓷纖維的接合結構構成，因而具有出色的絕熱性，并避免發生因內熱沖擊引起的剝落和斷裂現象。還有本發明的單元是由陶瓷纖維制造的，因此比起已有鑄入式單元比重很輕，因而能在狹小、高空空間很好實施作業。
在圖5b示意了本發明的變形例。在此除了絕熱材料陶瓷纖維101更傾斜地形成之外都是與圖5a的相同，因此省略其詳細說明。
圖5a、圖8和圖9顯示的是本發明能適用于支托架狀態的剖面圖，而圖10是能適應于滑管狀態的剖面圖，在此省略它們的詳細說明。
在圖11中顯示了根據本發明另一個實施例的單一結構耐火物單元200的分解立體圖。這個單一結構的耐火物單元200是在具有與冷卻棒4外表面相同曲面形狀的鐵皮帶204上放射狀地固定了錨釘205，類似于圖3所示單元，但本發明的實施例具有單一結構。
本發明的單一結構耐火物單元的特性列于下表。
【表1】
單一結構耐火物單元202的物性。
上述表1所示出的那樣，半圓形耐火物單元本體202是通過錨釘205像圖12和圖13那樣固定在其內部，而耐火物單元本體是由含有氧化鋁和硅石的物質制作的，形成貫串單元本體202來把熔接棒210接觸到鐵皮帶240的熔接棒插入孔220，然后用熔接棒210把鐵皮帶204和冷卻棒4溶接到熔接部160來實現接合。
再參照圖11，在靠灰泥103(參照圖12)來相互密封接合的單元本體202中，為保持絕熱，形成了形狀接合部202a，這個接合部202a像圖14、圖15那樣具有形狀，從外部能使冷卻棒4的冷卻效率極大化。
圖12、圖14說明本發明實施例對于支托架的可行性示意，圖15至圖17是對于滑管的可行性剖面示意圖，本發明允許采用本示意圖之外的其它形式。
圖18a、圖18b和圖19中示意了本發明的不同實施例，這里除了半圓形耐火物單元本體202內側還附著著圍包冷卻棒4來執行保溫功能的絕熱材料230之外，和圖12至圖14所示單一結構耐火物單元是相同的，因此省略它們的說明。只給出對本發明必需的組成因素的說明。
從圖19可知，絕熱材料230可由陶瓷紙或氈來構成，也可由能夠絕熱的其它材料來構成。
這樣，依據本發明的耐火物單元與已有的燒鑄性單元比較有很多不同點。和美國“S社”的對比如下：
比較例
燒鑄性單元(美國S社)本發明結構二重結構單一結構主成分一般燒鑄性+氧化鋁水泥Al2O3+SiO2絕熱性比燒鑄性單元高3倍比重2.49Kg/cm31.45Kg/cm3熱傳導度(550℃)1.59Kcal/mh℃0.46Kcal/mh℃熱傳導度(1，100℃)1.89Kcal/mh℃0.51Kcal/mh℃金屬錨釘的耐熱性在1,200℃重量變化+0.39％在1,200℃重量變化+0.12％外觀狀態(外部)因鋼纖維氧化，耐火物變質表面狀態良好外觀狀態(內部)因鋼纖維氧化，耐火物變質表面狀態良好
如上所述，在依本發明的第一實施例的二重結構耐火物單元中不必進行把鐵皮帶熔接在冷卻棒的作業和設置固定這個鐵皮帶的錨釘的作業，把錨釘從耐火物單元外部插入的方式熔接在冷卻棒上，從而大大簡化了作業工程。并且，依本發明的其它實施例的單一結構耐火物單元，是作為加工陶瓷纖維，用有機或無機結合劑做成不定形粉末狀態的陶瓷可鑄形狀，以陶瓷纖維結合結構構成，避免因急熱、急冷的熱沖擊引起的剝落、斷裂現象，比起以往耐火物延長加熱爐內的壽命，并具有復合絕熱性和耐火性的優點。
盡管本發明參照所附圖形來進行說明，但本發明并不局限于此，在權利要求范圍內，可有許多變形和修正的方案。
例如，插入性錨釘120除了圖7a至圖7c所示形狀外，可采用5角形以上多邊形形狀頭部121；接合部102a,202a的形狀也可以采用圖示的其它形狀。