СБОРКА ПЛИТА И КИРПИЧ И СПОСОБ ЕЕ ОБРАЗОВАНИЯ
SLAB AND BRICK ASSEMBLY AND METHOD OF ITS FORMATION

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[0002] Настоящее изобретение касается оборудования и способа производства и укладки кирпичей, например огнеупорных кирпичей, в рамы, плиты и/или охлаждающие устройства, используемые в доменных или других металлургических печах. Также сюда относятся системы и способы охлаждения доменных и других металлургических печей. Также сюда относятся охлаждающие и холодильные плиты.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0003] Стандартное конструкционное решение и конструкции для охлаждения огнеупорных кирпичей в доменных и других металлургических печах включают холодильные плиты. Стандартные медные холодильные плиты, как правило, представляют собой плоские, прямоугольные плиты, расположенные практически параллельно или по возможности параллельно, с учетом формы плит и/или внутреннего пространства доменной печи, относительно металлического каркаса печи. Как правило, холодильные плиты занимают большую часть внутренней поверхности металлического каркаса печи. На или вокруг поверхности плиты может находиться огнеупорная футеровка, например огнеупорные кирпичи, устанавливаемые в отверстиях или каналах, сформированных в плитах. В плитах также могут быть полости, предназначенные для прокладки или установки внутренних труб. Такие проходы или трубы соединяются с одной или несколькими внешними трубами, которые выходят из внетрубной зоны плиты и проходят через металлический каркас печи. Чтобы охладить плиту, охлаждающий состав, например вода под давлением, пропускается через трубы. Таким образом, охлажденная плита охлаждает кирпичи, расположенные в отверстиях или каналах, сформированных в плитах.
[0004] Согласно конструкциям используемых на данный момент холодильных плит или охлаждающих панелей кирпичи размещаются в желобах или каналах холодильного устройства до установки холодильной плиты/панели в печь. Далее, многие стандартные огнеупорные кирпичи проектируются для укладки на плоской плите или в холодильном устройстве. При использовании плоских или изогнутых плит/холодильных устройств с предварительно установленными кирпичами плиты устанавливаются в печь на соответствующем расстоянии (конструкционные допуски) между каждой парой расположенных рядом плит. Чтобы перекрыть боковое пространство между конструкциями плита/кирпич, такие расстояния заполняются огнеупорным материалом. Как правило, заполненное огнеупорным материалом расстояние - это слабое место в футеровки печи, которая представлена стандартной конструкцией плита/кирпич. Во время эксплуатации печи материал, заполняющий расстояние, подвержен преждевременному разрушению, и между плитами собираются печные газы. Более того, в таких стандартных конструкциях плита/кирпич края кирпичей выступают в печное пространство и на них могут падать материалы или обломки. Выступающие края кирпичей более подвержены износу, нежели их невыступающие края, что приводит к повреждению или прошению кирпичей в пространство печи, вызывая повреждения футеровки печи. В результате разрушения кирпичей оголяются плиты, что приводит к их преждевременному разрушению или износу.
[0005] Используемые на данный момент кирпичи для плит или холодильных панелей укладываются, как правило, в прямые желоба, что представляет собой основной способ фиксации кирпичей в холодильном устройстве. Желоба могут сужаться, чтобы удерживать незаблокированные в желобах плит кирпичи, и прижимать их к холодильному устройству во время нагревания печи в процессе эксплуатации.
[0006] Кроме того, в последние годы получила распространение практика устанавливать в доменных печах плиты без огнеупорного вещества, а для защиты и изоляции наносить гарнисажный слой. Процесс образования и разрушения гарнисажа носит периодический характер, что в действительности вызывает определенные изменения параметров производительности печи. Гарнисаж может образовываться в зонах когезии печи. Таким образом, использование гарнисажа является неэффективным в случае неправильного определения зон когезии. Более того, зоны когезии печи изменяются в зависимости от используемого вещества, а плотность примыкания гарнисажа на различных участках печи периодически изменяется. Однако улучшенная огнеупорная футеровка кирпичей защищает плиту независимо от плотности примыкания, поэтому предпочтение отдается данному способу, даже несмотря на то, что в некоторых случаях для защиты улучшенной футеровки может возникнуть необходимость в использовании гарнисажа.
[0007] Используемые в настоящее время конструкции с заблокированными кирпичами, например кирпичами в каналах соответствующей совпадающей формы, имеют относительно малые размеры в направлении вертикальной толщины. Кирпичи с узкими горлышками подвержены растрескиванию на участке тонкого горлышка, в результате чего обломки кирпичей могут падать в пространство печи, ударяясь и повреждая другие кирпичи и плиты футеровки печи.
[0008] Во многих более ранних конструкциях плиты, в которых кирпичи размещались перед плитой, перед плитой размещалось большое количество рядов или слоев кирпичей. В таких конструкциях имелись соединения, которые препятствовали интенсивному охлаждению кирпичей, расположенных дальше от плиты.
[0009] В соответствии с вышеизложенным, известные конструкции с использованием в плитах огнеупорных кирпичей имеют многочисленные недостатки.
[0010] Соответственно, желательно иметь конструкцию плита/кирпич, в которой огнеупорные кирпичи будут устанавливаться на плоскую или изогнутую плиту или охлаждающее устройство до или после установки холодильной плиты в печь. Кроме того, согласно настоящему изобретению в случае переоборудования или перестройки конструкции плита/кирпич в печи огнеупорные кирпичи по настоящему изобретению могут быть полностью или частично заменены или переустановлены без необходимости извлечения печи или холодильного устройства из печи.
[0011] Кроме того, желательна конструкция плита/кирпич, в которой предусмотрена сплошная футеровка по внутренней окружности печи, исключающая расстояния между кирпичами расположенных рядом плит и, тем самым, повышающая целостность и срок полезного использования футеровки печи.
[0012] Более того, желательно иметь конструкцию плита/кирпич, идеальную для использования в доменных печах, в которой края кирпичей не открыты и не выступают в пространство печи, чтобы повысить целостность и срок полезного использования футеровки печи.
[0013] Кроме того, желательно иметь конструкцию плита/кирпич, в которой огнеупорные кирпичи могут устанавливаться на наклонную плиту или холодильное устройство, при этом оставаясь в желобах таких плит или холодильных устройств, и которая сделает возможной установку и/или извлечение кирпичей с передней стороны плиты до и/или после установки плиты в печь.
[0014] Более того, желательно иметь конструкцию плита/кирпич, в которой огнеупорные кирпичи, размещенные в каналах плиты, будут иметь двойную блокировку (1) за счет совпадения поверхностей кирпичей и каналов плиты, когда каждый кирпич устанавливается в канал или желоб плиты и, одновременно или впоследствии, поворачивается по оси, параллельно плоскости плиты, и/или (б) за счет поворачивания нижней поверхности кирпича в направлении или практически в направлении плиты, чтобы соединить поверхности канала и кирпича и зафиксировать или заблокировать кирпич в канале во избежание его выпадения в результате линейного движения из канала или желоба через отверстие на передней поверхности плиты и (2) за счет использования наклонных или сужающихся частей кирпичей, объем которых увеличивается при нагревании в процессе эксплуатации печи и прижимает кирпич к плите или холодильному устройству, чтобы за счет образования соединения происходило эффективное охлаждение кирпичей, а подверженные растрескиванию или разрушения кирпичи остались на своих местах.
[0015] Более того, желательно иметь конструкцию плита/кирпич, в которой температура поверхности плиты будет единообразной, что обеспечит более согласованную эксплуатацию печи с наименьшими потерями тепла, чтобы снизить нагрузку на печь и плиты и увеличить срок их полезного использования.
[0016] Более того, желательно иметь конструкцию плита/огнеупорный кирпич, в которой используются утолщенные по вертикали или в области горловины кирпичи, чтобы повысить прочность кирпичей и снизить их подверженность растрескиванию, а также обеспечить быструю установку, когда дополнительный вес каждого кирпича будет способствовать его удерживанию и снижать вероятность разрушения.
[0017] Кроме того, желательно иметь конструкцию плита/огнеупорный кирпич, в которой один слой кирпичей плотно соприкасается с плитой, чтобы устранить тепловые барьеры, характерные для стандартных конструкций плита/кирпич, в которых имеется несколько слоев и/или множество швов, заполненных раствором.
[0018] Более того, желательно иметь конструкцию плита/огнеупорный кирпич, в которой огнеупорные кирпичи имеют различную форму и/или выполнены из различных материалов в зависимости от типа печи и/или места установки кирпичей в печи.
[0019] Кроме того, желательно иметь улучшенную конструкцию рама/кирпич для любых условий эксплуатации с возможностью (1) установки, переустановки и/или ремонта конструкции рама/кирпич после установки рамы и/или (2) использования двойной блокировки кирпичей по настоящему изобретению для эксплуатации в условиях повышенных температур.
[0020] Оценить эти и прочие преимущества изобретения можно, исходя из более подробного описания предпочтительного(ых) варианта(ов) осуществления, которое(ые) представлено(ы) далее.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0021] В первом аспекте настоящее изобретение представляет собой сборку (конструкцию) плита/кирпич, в состав которой входит: плита, на которой имеется множество ребер и множество каналов, причем первое отверстие каждого канала находится с передней стороны плиты; и множество кирпичей, где каждый кирпич устанавливается в один из множества каналов через первое отверстие в положение, достигаемое за счет поворачивания кирпича, частично вставленного в канал таким образом, чтобы одна или несколько поверхностей кирпича хотя бы частично совпадала с одной или несколькими поверхностями одного канала и/или первого из множества ребер, в котором кирпич блокируется против выпадения из канала через первое отверстие в результате линейного перемещения без поворачивания. Желательно, чтобы в плите имелось одно или несколько боковых отверстий, ведущих в каждый канал. Кроме того, одно или несколько оснований кирпича должны образовывать носик, который хотя бы частично перекрывает одну из поверхностей канала, которая должна совпадать с носиком, и чтобы в результате поворачивания кирпича нижняя его поверхность перемещалась в направлении плиты.
[0022] В соответствии с еще одним аспектом в конструкции плита/кирпич желательно, чтобы поверхность первого ребра совпадала с желобом, образованным верхним основанием кирпича и поверхностью первого ребра, и хотя бы частично входила в желоб.
[0023] В соответствии с еще одним аспектом в конструкции плита/кирпич желательно, чтобы каждый из множества кирпичей можно было извлечь из соответствующего канала, поворачивая каждый кирпич, в результате чего нижняя поверхность каждого кирпича будет перемещаться в направлении от плиты.
[0024] В еще одном аспекте в конструкции плита/кирпич желательно, чтобы плита была практически плоской или изогнутой в отношении горизонтальной и вертикальной оси (или их обеих) плиты.
[0025] В еще одном аспекте в конструкции плита/кирпич желательно, чтобы в плиту было встроено множество труб.
[0026] В еще одном аспекте в конструкции плита/кирпич желательно, чтобы множество кирпичей, хотя бы частично заходящих во множество каналов, образовывали сложенные, практически горизонтальные ряды кирпичей на передней стороне плиты, где выступающие поверхности множества кирпичей образуют плоскую или неровную поверхность.
[0027] В соответствии с еще одним аспектом в конструкции плита/кирпич желательно, чтобы кирпичи не выпадали и/или не выезжали в результате вращения из первого отверстия соответствующего канала, когда такой кирпич находится в верхнем ряду и частично или полностью перекрывает другой кирпич.
[0028] В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения конструкция плита/кирпич представляет собой множество плит, расположенных друг возле друга на расстоянии; где на каждой плите имеется множество ребер, множество каналов и множество практически горизонтальных рядов кирпичей, установленных во множество каналов. Желательно, чтобы множество практически горизонтально расположенных рядов кирпичей, установленных во множество каналов, полностью или частично перекрывали расстояния между близлежащими плитами. Кроме того, плиты должны стоять практически вертикально или под другим углом кроме 90 градусов.
[0029] В еще одном аспекте конструкции плита/кирпич желательно, чтобы каждый из множества кирпичей формировал основание, и такое основание хотя бы частично заходило на второй участок канала, и чтобы второй участок канала совпадал с основанием.
[0030] В еще одном аспекте конструкции плита/кирпич желательно, чтобы каждый из множества кирпичей формировал наклонное верхнее основание и наклонное нижнее основание, где каждое из наклонных верхних и нижних оснований выходило за переднюю поверхность плиты, и чтобы каждое из наклонных верхних и нижних оснований каждого кирпича были практически параллельны друг другу.
[0031] В соответствии с еще одним аспектом конструкции плита/кирпич по настоящему изобретению желательно, чтобы множество кирпичей, хотя бы минимально входящих во множество каналов, формировали множество уложенных практически горизонтальных рядов кирпичей на передней стороне плиты; и где наклонное верхнее основание расположенных рядом или прилегающих друг к другу кирпичей частично или полностью соприкасалось бы с наклонным нижним основанием другого кирпича, расположенного над этим кирпичом.
[0032] В еще одном аспекте желательно, чтобы конструкция плита/кирпич по настоящему изобретению предусматривала другие средства эффективного соединения термоэлемента с плитой.
[0033] В еще одном аспекте настоящее изобретение представляет собой сборку (конструкцию) рама/кирпич, а именно: рама имеет множество ребер и множество каналов, причем первое отверстие каждого канала находится с передней стороны рамы; и множество кирпичей, где каждый кирпич устанавливается в один из множества каналов через первое отверстие в положение, достигаемое за счет поворачивания кирпича, частично вставленного в канал таким образом, что одно или несколько оснований кирпича хотя бы частично совпадало с одной или несколькими поверхностями одного канала и/или первого ребра из множества ребер, где кирпич блокируется против выпадения из канала через первое отверстие в результате линейного перемещения без поворачивания. Желательно, чтобы в раме имелось одно или несколько боковых отверстий, ведущих в каждый канал. Кроме того, одно или несколько оснований кирпича должны образовывать носик, который хотя бы частично перекрывает одну из поверхностей канала, которая должна совпадать с носиком, и чтобы в результате поворачивания кирпича нижняя его поверхность перемещалась в направлении плиты.
[0034] В соответствии с еще одним аспектом конструкции рама/кирпич желательно, чтобы поверхность первого ребра совпадала с желобом, образованным верхним основанием кирпича и поверхностью первого ребра, и хотя бы частично заходила в желоб.
[0035] В соответствии с еще одним аспектом конструкции рама/кирпич желательно, чтобы каждый из множества кирпичей можно было извлечь из соответствующего канала, поворачивая каждый кирпич, в результате чего нижняя поверхность каждого кирпича будет перемещаться в направлении от плиты.
[0036] В еще одном аспекте конструкции рама/кирпич желательно, чтобы рама была практически плоской или изогнутой в отношении горизонтальной и вертикальной оси (или их обеих) рамы.
[0037] В еще одном аспекте конструкции рама/кирпич желательно, чтобы множество кирпичей, хотя бы частично заходящих во множество каналов, образовывали сложенные практически горизонтальные ряды кирпичей на передней стороне рамы, где выступающие поверхности множества кирпичей образуют плоскую или неровную поверхность.
[0038] В соответствии с еще одним аспектом конструкции рама/кирпич желательно, чтобы кирпичи не выпадали и/или не выезжали в результате вращения из первого отверстия соответствующего канала, когда один кирпич находится в верхнем ряду и частично или полностью перекрывает другой кирпич.
[0039] В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения конструкция рама/кирпич представляет собой множество рам, расположенных друг возле друга на расстоянии; где на каждой раме имеется множество ребер, множество каналов и множество практически горизонтальных рядов кирпичей, установленных во множество каналов. Желательно, чтобы множество практически горизонтально расположенных рядов кирпичей, установленных во множество каналов, полностью или частично перекрывали расстояния между близлежащими рамами. Кроме того, рамы должны стоять практически вертикально или под другим углом кроме 90 градусов.
[0040] В еще одном аспекте конструкции рама/кирпич желательно, чтобы каждый из множества кирпичей формировал основание, и такое основание хотя бы частично заходило на второй участок канала, и чтобы второй участок канала совпадал с основанием.
[0041] В еще одном аспекте конструкции рама/кирпич желательно, чтобы каждый из множества кирпичей формировал наклонное верхнее основание и наклонное нижнее основание, где каждое из наклонных верхних и нижних оснований выходило за переднюю поверхность рамы, и чтобы каждое из наклонных верхних и нижних оснований каждого кирпича были практически параллельны друг другу.
[0042] В соответствии с еще одним аспектом конструкции рама/кирпич по настоящему изобретению желательно, чтобы множество кирпичей, хотя бы минимально входящих во множество каналов, формировали множество уложенных практически горизонтальных рядов кирпичей на передней стороне рамы; и где наклонное верхнее основание расположенных рядом или прилегающих друг к другу кирпичей частично или полностью соприкасалось бы с наклонным нижним основанием другого кирпича, расположенного над этим кирпичом.
[0043] В еще одном аспекте настоящее изобретение предусматривает также и способ образования сборки плита/кирпич, а именно: установка плиты, на которой имеется множество ребер и множество каналов и с передней стороны которой находится первое отверстие каждого канала, в вертикальное положение; и установка множества кирпичей в каждый канал через первое отверстие таким образом, чтобы первая часть каждого кирпича входила в соответствующий канал через его первое отверстие; и вращение каждого кирпича таким образом, чтобы его первая часть частично входила в соответствующий канал и совпадала с одной или несколькими поверхностями соответствующего канала и/или первого ребра из множества ребер плиты, где кирпич блокируется против выпадения из одного из каналов через первое отверстие в результате линейного перемещения. Желательно, чтобы после установки первая часть каждого кирпича хотя бы частично входила в первую часть соответствующего канала, и чтобы в результате поворачивания кирпича нижняя его поверхность перемещалась в направлении плиты.
[0044] В соответствии с еще одним аспектом настоящее изобретение предусматривает извлечение одного или нескольких из множества кирпичей из соответствующих каналов за счет поворачивания одного или нескольких кирпичей, в результате чего нижняя поверхность каждого кирпича будет перемещаться в направлении от плиты.
[0045] В еще одном аспекте настоящее изобретение представляет собой сборку (конструкцию) рама/кирпич, в которой верхняя часть имеет носик, который совпадает с блокирующей поверхностью кирпича, и верхнее наклонное основание, которое совпадает с первой поверхностью кирпича, где блокирующая поверхность образуется носик, вторую поверхность, основание и нижнее углубление; а нижняя часть имеет нижнюю наклонную поверхность, которая совпадает с первой поверхностью кирпича Желательно, чтобы кирпич образовывал желоб с верхним основанием по ширине кирпича.
[0046] В соответствии с еще одним аспектом по настоящему изобретению вторая поверхность кирпича для конструкции плита/кирпич находится от носика к основанию напротив первой поверхности. Кроме того, желательно, чтобы высота второй поверхности равнялась или превышала величину двух глубин кирпича, измеренную от второй поверхности до нижней поверхности желоба.
[0047] В соответствии с еще одним аспектом по настоящему изобретению желательно, чтобы один или оба носика и основания кирпича для конструкции плита/кирпич имели дугообразную, многоугольную или угловую форму. Кроме того, желательно, чтобы либо одна из, либо и первая и вторая поверхности кирпича были практически плоскими.
[0048] В еще одном аспекте настоящее изобретение представляет собой сборку(конструкцию) рама/кирпич, а именно: плита, в которой имеется множество ребер и множество каналов, где на передней поверхности плиты расположено первое отверстие каждого канала, и где множество ребер включает одно или несколько коротких ребер, причем каждое их них короче одного или нескольких длинных ребер, расположенных рядом, где каждое короткое ребро или хотя бы одно из расположенных рядом ребер формируют, хотя бы частично, углубление и, таким образом, в плите образуется множество углублений; и множество кирпичей, где каждый кирпич вставляется в одно из множества углублений в направлении, практически перпендикулярном передней поверхности до первого положения, из которого он может быть перемещен во второе положение в одном из множества каналов.
[0049] Настоящее изобретение предусматривает многие другие варианты, а преимущества настоящего изобретения станут более понятными после рассмотрения описания и фигур.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0050] Для понимания и реализации на практике настоящего изобретения, далее оно описывается с учетом представленных далее фигур, где:
[0051] Фиг.1 - вид спереди в перспективе на стандартную плиту;
[0052] Фиг.2 - вид сбоку в перспективе на стандартный огнеупорный кирпич в соединении «ласточкин хвост»;
[0053] Фиг.3 - вид сбоку в перспективе на кирпич по предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения;
[0054] Фиг.4 - вид сверху предпочтительного варианта осуществления футеровки печи по настоящему изобретению, которая представляет собой предпочтительный вариант осуществления конструкции плита/кирпич по настоящему изобретению с использованием кирпича, изображенного на фиг.3;
[0055] Фиг.5 - вид сбоку в перспективе предпочтительного варианта осуществления футеровки печи по настоящему изобретению, которая представляет собой предпочтительный вариант осуществления конструкции плита/кирпич по настоящему изобретению с использованием кирпича, изображенного на фиг.3;
[0056] Фиг.6 - вид поперечного сечения предпочтительного варианта осуществления конструкции плита/кирпич по настоящему изобретению с использованием кирпича, изображенного на фиг.3;
[0057] Фиг.7 - вид поперечного сечения предпочтительного варианта осуществления конструкции плита/кирпич по настоящему изобретению, показывающий кирпич, изображенный на фиг.3, при его укладке или извлечении с передней поверхности предпочтительного варианта осуществления плиты по настоящему изобретению;
[0058] Фиг.8 - вид поперечного сечения предпочтительного варианта осуществления альтернативной конструкции плита/кирпич по настоящему изобретению, в которой используются кирпичи минимум двух разных размеров, изображенных на фиг.3;
[0059] Фиг.9 - вид сверху на стандартную футеровку печи, в которой используется стандартная конструкция плита/кирпич;
[0060] Фиг.10 - вид сверху на предпочтительный вариант осуществления футеровки печи по настоящему изобретению, которое представляет собой предпочтительный вариант осуществления конструкции плита/кирпич, в котором используются кирпичи, изображенные на фиг.3;
[0061] Фиг.11 - вид поперечного сечения другого предпочтительного варианта осуществления конструкции плита/кирпич по настоящему изобретению; и
[0062] Фиг.12 - частичное изображение вертикального разреза передней поверхности конструкции плита/кирпич, изображенной на фиг.11.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0063] В представленном далее подробном описании приводятся ссылки на соответствующие примеры и фигуры, которые являются частью описания и на которых в виде иллюстраций представлены определенные варианты осуществления предмета настоящего изобретения. Описания данных вариантов осуществления являются достаточно подробными для понимания использования других вариантов осуществления, как и структурных или логических изменений, которые могут вноситься без изменения сущности настоящего изобретения. Такие варианты осуществления предмета изобретения именуются отдельно и/или совместно «изобретением» для удобства и не ограничивают область применения изобретения, если представлено описание только одного изобретения.
[0064] Таким образом, представленное далее описание понимается в широком смысле, а область применения предмета изобретения определена в формуле изобретения.
[0065] На фиг.1 изображена плоская плита 10, охлаждаемая жидкой средой согласно конструкции, в которой имеется множество ребер 11 и множество каналов 12, как правило, прямоугольного сечения, для использования с кирпичами с соответствующими сечениями. Другие варианты данной конструкции (не показаны) имеют ребра и каналы, поперечные сечения которых соответствуют профилям типа «ласточкина хвоста» 16 стандартных огнеупорных кирпичей 14, показанных на фиг.2, чтобы такие профили типа «ласточкина хвоста» 16 можно было вставить сбоку плиты и продвинуть в соответствующее положение с или без раствора между близлежащими кирпичами. Большим недостатком такой конструкции плита/кирпич является то, что в случае необходимости проведения полной или частичной реконструкции или ремонта конструкции плита/кирпич, чтобы извлечь кирпичи 14 из каналов плиты 12 такие плиты 10 необходимо извлекать из печи по причине близкого расположения друг к другу при установке. Необходимость в извлечении таких плит 10 из печи возникает, поскольку кирпичи 14 невозможно извлечь или установить в каналы плиты 12 через переднюю часть плиты 10. Как показано на фиг.1, в плите 10 имеется множество труб 14, расположенных внутри плиты 10, которые могут соединяться с одной или несколькими внешними трубами, которые выходят из плиты 10 со стороны кожуха печи и проходят через металлический корпус печи, чтобы после сборки и установки в печь через трубы 13 можно было закачать охлаждающую среду, например воду под давлением, для охлаждения плиты 10 и огнеупорных кирпичей, размещенных в каналах плиты 12.
[0066] Как далее показано на фиг.2, стандартные огнеупорные кирпичи 14, уложенные «ласточкиным хвостом», имеют относительно тонкую вертикальную горловину, подверженную разрушению в условиях эксплуатации печи, в частности, когда длина выступающей части 19 кирпича 14, которая выступает в пространство печи из плиты 10, имеют достаточно большие размеры относительно общей глубины или длины кирпича 14.
[0067] На фиг.3 показан предпочтительный вариант осуществления огнеупорного кирпича 18 по предпочтительному варианту осуществления конструкции плита/кирпич 28 по настоящему изобретению. Кирпич 18 имеет наружную поверхность 26 и наклонное или верхнее, или нижнее основания 19 и 20, соответственно. Кирпич 18 также имеет блокирующую поверхность 29, на которой имеется вогнутая канавка 22, аркообразный носик 23, аркообразное основание 25, аркообразная вогнутая часть 24, нижняя поверхность и, как правило, плоская передняя поверхность 31. Также кирпич 18 имеет горловину 21, вертикальная толщина («ab») которой больше вертикального горлышка 13 данного кирпича 14. Желательно, чтобы длина «ab» вертикального горлышка 21 была равна или превышала две (2) длины «cd» глубины кирпича 18, которая входит в канал плиты 37, когда кирпич 18 устанавливается в канал. Формы, геометрия и/или поперечные сечения кирпича и/или его поверхностей, включая, в частности, одну или несколько наружных поверхностей 26, нижнюю поверхность 27, переднюю поверхность 31, наклонное верхнее основание 19, наклонное нижнее основание 20, желоб 22, носик 23, основание 25, углубление 24 и переднюю блокирующую поверхность 29, могут отличаться или иметь разную форму, например принимать угловую, прямолинейную форму, форму многоугольного сечения, звездочки, иметь зубцы, быть симметричной, асимметричной или принимать другие формы, вместо форм, обозначенных в предпочтительной версии исполнения настоящего изобретения, показанных на чертежах, при этом не изменяя области применения настоящего изобретения. Согласно настоящему изобретению желательно, чтобы огнеупорные кирпичи 18 изготавливались из различных огнеупорных материалов, используемых на данный момент, включая, в частности, карбид кремния (например, Sicanit AL3 производства Saint-Gobain Ceramics), MgO-С (карбонат магния), окись алюминия, жароупорный кирпич (IFB), графитовый огнеупорный кирпич и углерод. Кроме того, кирпичи 18 могут быть изготовлены из альтернативных или других материалов в зависимости от их размещения на плите 30 или в печи. А также, согласно представленной выше информации, форма кирпичей 18 может также изменяться в соответствии с формой различных плит и/или печей и/или их геометрией.
[0068] Предпочтительные варианты осуществления конструкции плита/огнеупорный кирпич 28 по настоящему варианту представлены на фиг.3-8 и 10, включая предпочтительный вариант осуществления плиты 30 по настоящему изобретению. Плита 30 может иметь множество труб (не показаны), например трубы 13, расположенные внутри плиты 10, как показано на фиг.1, которые могут соединяться с одной или несколькими внешними трубами, которые выходят из плиты 30 со стороны кожуха печи и проходят через металлический корпус печи, чтобы обеспечить возможность закачивания через трубы (не показаны) охлаждающей среды, например воды под давлением, для охлаждения плиты 30 и огнеупорных кирпичей 18, размещенных в каналах плиты 37 после сборки и установки в печь. Желательно, чтобы плита 30 была выполнена из меди, чугуна или другого металла с высокой удельной теплопроводностью, а трубы, расположенные в плите 30, должны быть изготовлены из стали.
[0069] Желательно, чтобы каждая плита 30 была изогнутой относительно горизонтальной оси и/или относительно вертикальной оси и совпадала с внутренним профилем печи или зоны, в которой она используется. Желательно, чтобы каждая плита 30 имела множество ребер 32 и цоколь 33 для поддержания плиты 30 в вертикальном положении под углом практически 90 градусов, как показано, или в наклоненном положении 34, и аркообразную часть нижнего ребра 35. Желательно, чтобы каждая плита 30 имела множество каналов 37 между каждой последующей парой ребер плиты 32. Желательно, чтобы каждый канал 37 был С-образной или U-образной формы и имел практически плоскую стенку 38, хотя стенка 38 может быть изогнутой или иметь другой контур вдоль вертикальной и/или горизонтальной оси, иметь зазубрины и т.д., чтобы совпасть с передней поверхностью 31 кирпича 18, если в соответствии с условиями эксплуатации форма такой передней поверхности 31 отличается от плоской формы, представленной на иллюстрации. Желательно, чтобы каждый канал плиты 37 также имел изогнутую верхнюю часть 39 и изогнутую нижнюю часть 40, соответственно форме плиты 30 и последующей паре ребер плиты 32. Форма, геометрия и/или поперечные сечения одного или нескольких ребер плиты 32, верхняя часть ребра 34, нижняя часть ребра 35, каналы 37, стенки каналов 38, верхняя часть канала 39 и нижняя часть канала 40 могут изменяться и принимать ассиметричную или неправильную форму вместо форм, представленных для данной версии исполнения изобретения, как показано на чертеже, не изменяя области применения настоящего изобретения.
[0070] Как показано на фиг.5 и 7, тогда как кирпичи 18 по настоящему изобретению могут перемещаться по каналам в плите 37 со стороны 45 плиты 30 при наличии достаточного места, кирпичи плиты 18 можно и следует вставлять с передней поверхности 47 плиты 30. Начиная с нижнего основания плиты 30, каждый канал 37 может быть заполнен кирпичами 18 за счет поворачивания или наклона плиты 30 (1) вокруг оси, параллельной плоскости плиты или (2) чтобы носик 23 вошел в канал плиты 37 и в углубление аркообразной верхней части канала 39, после чего кирпич 18 поворачивается во втором направлении 48 таким образом, чтобы нижняя часть кирпича 18 продвигалась к плите 30 до тех пор, пока (i) носик 23 не войдет полностью или частично в углубление аркообразной верхней части канала 39 и весь или часть периметра носика 23 будет полностью или частично совпадать с верхней частью канала 39, (ii) передняя поверхность 31 кирпича 18 не будет находиться достаточно близко и/или рядом со стенкой канала 38, независимо от того будет ли передняя поверхность 31 полностью или частично соприкасаться со стенкой канала 38, (iii) аркообразное основание 25 не будет полностью или частично находиться в нижней части канала 40 и весь или часть периметра основания 25 будет полностью или частично совпадать с нижней частью канала 40, (iv) аркообразная часть углубления 24 не будет полностью или частично находиться над аркообразной верхней частью ребра 34 верхнего ребра плиты 32 следующей пары ребер плиты 32, которые формируют канал плиты 37, в который вставляется кирпич 18, независимо от того совпадает ли внутренняя поверхность углубления 24 полностью или частично с аркообразной верхней частью ребра 34 нижнего ребра плиты 32, (v) нижняя поверхность 27 кирпича 18 не будет располагаться возле и/или рядом с поверхностью ребра 36 независимо от того совпадает ли полностью или частично нижняя поверхность 27 с поверхностью ребра 36, и/или (vi) наклонное нижнее основание 20 кирпича 18 не будет установлено возле и/или рядом с наклонным верхним основанием 19 кирпича 18, расположенного под кирпичом 18, независимо от того совпадает ли полностью или частично наклонное нижнее основание 20 с наклонным верхним снованием 19. В случае установки кирпича 18 в любой канал плиты, кроме нижнего канала 37 плиты 30, а как показано на фиг.5-7, когда носик 23 полностью или частично попадает в углубления аркообразной верхней части канала 39, когда периметр носика 23 может полностью или частично совпадать углублением верхней части канала 39, и/или аркообразное основание 25 полностью или частично попадает в углубление аркообразной части нижнего канала 40, а периметр основания 25 может полностью или частично совпадать с углублением аркообразной нижней части канала 40, каждый кирпич 18 блокируется против выпадения из канала 37 плиты через отверстие в передней поверхности 47 плиты в отсутствие вращения кирпича 18 таким образом, чтобы его нижняя часть перемещалась под действием вращения к передней поверхности 47 плиты 30.
[0071] Кроме того, как показано на фиг.5-8, после установки ряда кирпичей 18 в канал 37 плиты над рядом ранее установленных кирпичей 18, кирпичи 18 в только что установленном ряду блокируются на своих местах и не могут поворачиваться в первом направлении 46 от плиты 30 для извлечения из канала плиты 37. Конструкция плита/огнеупорный кирпич 28 по настоящему изобретению, как показано на фиг.3-7 и 10, может быть собрана с использованием или без использования раствора между расположенными рядом кирпичами 18 плиты.
[0072] На фиг.8 показан еще один предпочтительный вариант осуществления конструкции плита/ кирпич 90 по настоящему изобретению, который аналогичен конструкции плита/ кирпич 28, показанной на фиг.4-7, за исключением той разницы, что в данной конструкции, чтобы сформировать неровную переднюю поверхность 96, используются кирпичи, как минимум двух разных размеров, 92 и 94, соответственно. Как показано, кирпичи 92 в конструкции плита/кирпич 90 имеют большую общую глубину «ee1», чем глубина «се2» кирпичей 94. Такая ступенчатая конструкция, образованная за счет использования кирпичей с различной глубиной 92 и 94, соответственно, является более предпочтительным вариантом в зонах аккреции или других зонах печи, где неровная передняя поверхность 96 будет более эффективна для поддержания аккреции или наращивания материала для дополнительной защиты кирпичей 92 и 94 от повреждений, возникающих в результате термических и/или механических нагрузок.
[0073] На фиг.9 показана стандартная конструкция плита/кирпич 58 в печи 49. При использовании плоских или изогнутых плит/охлаждающих устройств, плоская верхняя и нижняя плиты 52 и 53, соответственно, размещаются в кожухе печи 51 с предварительно установленными кирпичами 54. Плиты 52 и 53 устанавливаются в печи 49 таким образом, чтобы предусмотреть наличие расстояний 56 между расположенными рядом парами верхних плит 52, и чтобы предусмотреть наличие расстояний 57 между расположенными рядом парами нижних плит 52, в качестве строительных допусков. Расстояния 56 и 57 могут использоваться для учета отклонений конструкции. Как правило, такие расстояния 56 и 57 заполняются огнеупорным материалом (не показан), чтобы закрыть расстояния 56 и 57 между расположенными рядом конструкциями плита/кирпич 58. Такие заполненные расстояния 56 и 57 представляют собой, как правило, слабые места в футеровке стандартной печи, в которой используются конструкции плита/кирпич 58. Во время эксплуатации печи 49 заполненные расстояния 56 и 57 подвержены преждевременному разрушению, и между конструкциями плита/кирпич 58 собираются печные газы. При использовании изогнутых конструкций плита/кирпич 28 согласно настоящему изобретению, плита может быть уложена кирпичами по периферии во избежание образования стандартных расстояний между кирпичами 18. Как показано на фиг.10, в соответствии с настоящим изобретением расстояния 42 между плитами 30 заполнены одним или несколькими рядами кирпичей 18, что устраняет необходимость в использовании специального материала для заполнения таких расстояний 42. Устранение стандартных расстояний 56 и 57 между кирпичами в расположенных рядом плитах 30 повышает целостность и продолжительность срока службы печи и/или футеровки печи.
[0074] Еще одна проблема, связанная с использованием стандартных конструкций плита/кирпич 58 с предварительно установленными кирпичами 54, как показано на фиг.9, заключается в том, что по причине того, что такие стандартные конструкции плита/кирпич 58 не обложены кирпичами по периметру печи 49, края 55 многочисленных кирпичей 54 выступают во внутреннее пространство печи 49 и, таким образом, попадают под падающие в печи 49 обломки. Выступающие края кирпичей 55 более подвержены износу и/или ударам падающих объектов, что приводит к повреждению или крошению кирпичей 54 с выступающими краями 55 в пространство печи 49, вызывая, тем самым, повреждения плиты 52 и 53. Опять же, конструкция плита/кирпич 28 по настоящему изобретению предусматривает возможность укладки кирпичей по периметру печи, устранив тем самым проблему выступающих краев кирпичей 55, как показано на фиг.10. Таким образом, использование конструкция плита/кирпич 28 по настоящему изобретению значительно сокращает количество случаев (i) падения и выбивания кирпичей из плиты 30 и (ii) степень подверженности плит 30 воздействию высоких температур в печи. Благодаря таким характеристикам конструкция плита/кирпич 28 по настоящему изобретению хорошо подходит для использования в шахтах доменной печи.
[0075] Кроме того, как показано на фиг.10, желательно, чтобы на задней поверхности каждой плиты 30 имелось множество цилиндров 43 для установки элементов 41, используемых для крепления каждой плиты 30, и/или для крепления и/или установки каждой плиты 30 в печи. Желательно, чтобы для каждого элемента 41 было предусмотрено резьбовое или ненарезное отверстие для соединения термоэлемента (не показано) для более легкой установки одного или нескольких термоэлементов в различных точках на каждой плите 30.
[0076] Так как предпочтительный вариант осуществления конструкции плита/огнеупорный кирпич 28 по настоящему изобретению, показанной на фиг.3-8 и 10, включает предпочтительный вариант осуществления устройства охлаждения или плиты 30 печи, концепция настоящего изобретения относится также и к конструкции рама/кирпич, где рама (не показана) не ограничивается устройством охлаждения или плитой 30 печи, а обеспечивает поддержку вертикального или наклонного положения стены из кирпичей (в том числе и огнеупорных) в соответствии с условиями эксплуатации доменных печей.
[0077] На фиг.11 и 12 представлен еще один предпочтительный вариант осуществлении конструкции плита/кирпич 59 по настоящему изобретению, которая представляет собой плиту 60 с перемежающимися отлогими и глубоко расположенными кирпичами 68 и 69, соответственно, уложенными по типу «ласточкин хвост», где длина верхней линии кирпича 67 практически совпадает с длиной кирпича 69, а выступающая передняя поверхность 75 имеет большую высоту, нежели выступающая передняя поверхность 76 других отлогих и глубоко расположенных кирпичей 68 и 69, уложенных по типу «ласточкин хвост». Как показано, структура отлогих и глубоко расположенных кирпичей 68 и 69, уложенных по типу «ласточкин хвост», включает верхний и нижний хвост или наклонные основания 73 и 74, соответственно. Более того, каждый кирпич 67, 68 и 69 имеет два выступа 71, тогда как глубоко уложенные кирпичи 69 имеют два вогнутых углубления 70, которые совпадают с углублениями 71 отлогих кирпичей 60 после построения конструкции плита/кирпич 59 по настоящему изобретению. На плите 60 имеется множество ребер 64 и цоколь (не показан) для опоры плиты 60 в вертикальном положении 90 градусов или поду другим углом наклона. Конструкция каждого ребра 64 предусматривает наличие углообразующих верхних и нижних краев ребра 65 и 66, соответственно. Плита 60 имеет множество каналов 61, расположенных между каждой последующей парой ребер 64. Желательно, чтобы каждый канал плиты 61 имел практически плоскую стенку канала 77, хотя стенка канала 77 может также быть изогнутой или иметь другой контур по вертикальной и/или горизонтальной оси, иметь зазубрины и т.д., чтобы совпадать с передней поверхностью 78 глубоко расположенных кирпичей 69, уложенных по типу «ласточкин хвост», если такая передняя поверхность 78 имеет другую (неплоскую) форму, отличающуюся от плоской поверхности, описанной в настоящем документе, что зависит от условий эксплуатации конструкции. Каждый канал плиты 61 состоит из верхней части канала 62 нижней части канала 63 в форме «ласточкина хвоста», которые формируются плитой 60 и последующей парой ребер плиты 64. Форма, геометрия и/или поперечные сечения одного или нескольких ребер плиты 64, верхнее и нижнее края ребра 65 и 66, каналы плиты 61, стенки каналов плиты 77, верхняя часть канала 62 и нижняя часть канала 63, углубления в кирпичах 70 и края кирпичей 71, верхняя и нижняя части хвостов 73 и 74, открытые поверхности 75 и 76 и передние поверхности 78 могут изменяться и принимать любые другие формы, например, принимать контурную, угловую, линейную, многоугольную форму, иметь зазубрины или зубцы, быть симметричной или асимметричной или иметь любую другую неправильную форму вместо формы, представленной в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, как показано на чертежах, однако, не изменяя области применения настоящего изобретения.
[0078] Вид конструкции плита/кирпич 59 по настоящему изобретению на фиг.12 показывает, что каждый второй 79 ребра кирпича 64 предпочтительно уменьшен примерно на половину толщины (т.е. ширины) кирпичей 67, 68 и 69, т.е. на: ((толщина кирпича - расчетное расстояние между плитами или холодильными устройствами)2)+1/4» на строительные допуски. Дополнительный кирпич (не показан), желательно с повышенными свойствами теплопроводность, чтобы создать условия охлаждения аналогично конструкции плита/охлаждающее устройство 60, устанавливается вместо отсутствующей части ребра плиты 64, чтобы заполнить углубление 80. Такая конструкция плита/кирпич 59 позволяет устанавливать и извлекать кирпичи 67, 68 и 69 из каналов плиты 61 после того, как плита 60 была установлена в печь, за счет проскальзывания кирпичей в каналы плиты 61 через углубления 80, т.е. создается дополнительное место за счет укороченных ребер плиты 79.
[0079] В конструкции плита/кирпич 59 могут предпочтительно использоваться кирпичи одного вида (не показано) или же отлогие кирпичи могут чередоваться с глубоко расположенными кирпичами 68 и 69, соответственно, как показано на фиг.11, где перемежающиеся отрезки 73 и 74 глубоко расположенных кирпичей 69 установлены в каналы плиты 61, причем передняя поверхность 81 каждого отлогого кирпича 68 расположена рядом и/или прилегает к соответствующей поверхности 81 ребра плиты 61, причем передняя поверхность 78 может полностью или частично совпадать с соответствующей поверхностью ребра 81, и каждый из краев 71 отлогого кирпича 68 должен располагаться возле и/или прилегать к соответствующему углублению 70 глубокого расположенного кирпича 69, причем края кирпича 71 могут полностью или частично совпадать с соответствующим углублением 70 глубоко расположенного кирпича 69. Кроме того, объем настоящего изобретения включает и другие конструкции плита/кирпич, в которой используются две другие формы кирпичей, причем часть таких кирпичей устанавливается в канал плиты.
[0080] Конструкция плита/кирпич по настоящему изобретению предпочтительно может быть предварительно собрана за счет установки кирпичей в формы и отливки плиты вокруг кирпичей.
[0081] Различные характеристики, представленные в подробном описании изобретения, сгруппированы в рамках одного варианта осуществления для целей организации структуры документа. Такой способ раскрытия информации не указывает на то, что описываемые варианты осуществления изобретения требуют дополнительных характеристик помимо тех, что изложены в каждом пункте формулы изобретения, а скорее, в соответствии с представленной информацией, предмет изобретения включает в себя далеко не все функции, раскрытые на примере одного варианта осуществления. Таким образом, представленная далее формула изобретения является частью подробного описания, где каждый пункт формулы изобретения является отдельным вариантом осуществления.