专利名称：用于固定耐火衬里的陶瓷固定部件的制作方法
技术领域：
本发明属于固定诸如熔炉的耐火衬里的领域。这些耐火村里经常 由板或垫组成，这些板或垫也可以是多层的并通常由陶资纤维或矿物 纤维形成。为了将陶瓷衬里固定在炉体上，所述衬里包含凹槽，固定 到所述炉体的诸如销钉或螺栓的金属固定元件伸进所述凹槽。
背景技术：
这些销钉或螺栓可以从所述衬里延伸出。这种情况下，所述衬里
通过连接到分别与所述销钉或螺栓的自由端强制(positively)连接的 圓盘而被固定，所述圓盘邻接面向燃烧室的所述村里的外侧。在这种 固定类型中，所螺栓的自由端或固定圆盘直接暴露于熔炉的温度。
因此上述衬里的固定不适合用于固定高温中的耐火衬里。这种情 况下，所述螺栓的自由端置于所述衬里内，并因而相对所述衬里的外
的普通陶瓷固定部件固定。在轴的前端设置有与所述螺栓强制连接的 强制锁定元件(positive locking element)，这种连接通常是锁销类型。 为此，所述螺栓包含分布在其周缘上的凸起，所述凸起可以插进在所 述强制锁定元件里相应形成的槽孔。所述螺栓的自由端则位于空心轴 内。可以将所述金属固定螺栓设计为具有圆形或矩形横截面的卡口销 钉或具有固定螺母的固定螺钉。通过旋转例如90。，所述强制锁定元件 在所述凸起后夹紧。接着，固定元件与金属部分强制连接。在位于所 述衬里前侧平面里的所述轴的另 一端，所述普通固定部件包含可以应用于所述衬里外侧的村圈。所述衬圈可以直接邻接所述衬里的外侧。 或者，所述衬圈以介入的中间陶资盘邻接所述衬里。
当所述固定部件与炉体的金属部分已经强制连接后，朝向燃烧室 开口的空心轴通过塞子封闭，所述塞子通常由陶资纤维和粘合剂组成 的塑性混合物填入所述轴的锥形腔且在其中固化而形成。所述塞子保 护伸进所述空心轴的前面区域的金属部分免受燃烧室的热度。
但是，经表明在运作条件下所述塞子变小，且最终从朝向所述燃 烧室开口的空心轴中脱落，因而由于热气所述金属固定部将被暴露而腐蚀。
针对该问题，过去曾建议用盖子，所述盖子由与所述固定部件相 同的陶资材料形成，且所述盖子可以通过形成在所述空心轴内侧的衬 圈区域的螺紋拧紧到所述固定部件。但是，该建议由于其高生产成本 而在市场上不纟皮4妄受。
发明内容
本发明的目的是提供一种起初所述类型的固定部件，其确保金属 固定部免受炉子燃烧室环境影响的安全保护。另外，本发明提供满足 这些要求的耐火衬里。
为达到上述目的，本发明提供具有权利要求1所述特征的固定部
件。其与普通现有技术的不同在于在所述轴的另一端区域里，设置 开口朝向所述空心锥体的底切。将所述底切的尺寸设置为，形成所述
塞子且由陶瓷纤维和粘合剂制成的塑'性混合物形成 一 膨胀物
(swelling),当将所述膨胀物填进所述空心轴时其填满所述底切，即
使在炉子运作过程中所述塞子变小的情况下，所述膨胀物也足够将所 述塞子可靠地固定在所述空心轴内。将任何从所述空心轴径向向外延 伸且朝向所述轴的另 一端呈锥形设计的凹槽都当作底切。螺钉的螺紋 不作为本发明意义中的底切。与螺紋相比，所述底切尤其不包含允许 通过相对于所述轴旋转塞子将所述塞子从所述空心轴移出的任何开 口。优选地，所述底切没有螺距(pitch)。所述底切更合适在周缘方向 延伸。这里，所述底切不必在所述轴的整个周缘均匀延伸。也可以将 所述底切设置为部分穿过所述周缘分布，例如至少有两个、优选为多 个底切部在纟黄截面方向以径向方向延伸。
原理上，所述底切可以在另一端区域里相对所述轴心线的任一点 从所述轴的内周缘延伸。但是，所述底切优选设置在所述衬圈的水平 面上。因而所述底切位于由所述村圏的前、背面形成的区域里。因此 优选地将所述底切设置为近似所述衬圈的厚度，即，其在所述轴心线 方向的延伸相当于所述衬圏在该方向的延伸。
经证实形成相对所述轴心线旋转对称的底切是实用的。如上述所 说明，诸如径向排列的底切部的其它形状也是可以想到的，当填入陶 乾纤维和粘合剂的塑性混合物时，所述其它形状充满这些混合物。
考虑到所述固定部件的可制造性，实质上其应当设计为也在所述 衬圈和轴之间的过渡区且具有相同壁厚的构件。为此，根据本发明优 选的更进一步的发展，建议设置位于所述底切和所述轴的锥形内壁之 间的梯级。该梯级优选位于相对所述轴心线在所述^)"圈的前、背面之 间的区域的外面。特别是，所述梯级大致起始于所述衬圏背面所处的 地方。所述梯级的主要部分相对轴心线^v所述后面凸出。 所述梯级优选包含平截槽，该平截槽的最小直径位于由所述衬圈 的外侧形成的平面里。所述平截槽可以相对轴心线穿过所述衬圈的整 个厚度延伸。关于尽可能均勻地生成壁厚，优选的还是在所述平截槽 后，即在所述平截锥的最大直径后开设圆柱槽作为所述底切的一部分， 圓柱槽优选经过大的圓角进入实质横向延伸至所述轴心线的壁截面， 所述壁截面直接或以介入的梯级导向至所述轴的内周缘。
进一步经证实形成所述平截槽的最小直径是实用的，所述最小直 径大致相当于由所述衬图的外侧形成的平面和以轴心线方向延伸至所 述轴的内表面的包络面的截面所生成的直径。该包络面包含所述轴的 内表面，因而其设计对应于所述衬圈的内表面的设计。所述平截槽的 最小直径处于还包含所述衬圈的外侧的平面里。所述底切相应地向下 到达所述衬圈的外侧。
在本说明的范围，特别是所述轴和相关面的设计是用直径来说明 的，这是以现有技术中所熟知的轴具有旋转对称的设计的思想完成的。 但是，也可以是除旋转对称之外的其它设计，例如所述轴的横截面在 其外侧和/或其内侧为三角形、矩形或多边形。这种情况下，"直径"表 示与在圓形设计情况中的直径相对应的尺寸。
关于达到本发明根本的另一目的，本发明提供具有权利要求11所 述特征的耐火衬里。该耐火衬里至少具有一个耐火^1或垫，所述耐火 板或垫至少具有一个凹槽。该凹槽容纳从炉体凸出的金属固定元件。
元件连接的陶覺固定元件。该固定元件包含伸进所述凹槽的空心轴， 所述空心轴的自由端与所述金属固定元件连接，其另一端上设置有村
圈，所述衬圏直接邻接村里或者间接地以介入的圆盘连接所述衬里， 并从所述衬里凸出。陶资塞容纳于所述固定元件的空心轴里。所述塞 子优选通过填入陶资和粘合剂的固化混合物形成。所述陶资可以呈纤 维和/或粉末的形式。根据本发明，所述塞子包含置于所述固定部件里 开设的底切的膨胀物。通过这种设计，将所述塞子强制保持于内部空 心的固定部件里，这样，即使在炉子的使用过程中塞子变小，也不会 出现塞子从所述固定部件脱落的风险。
根据关于所述固定部件的从属权利要求可以获得所述耐火衬里优 选的进一步发展，其限定于权利要求12中。
下文将结合附图参照具体实施方式
对本发明进行更详细地说明。
图中
图1表示具体实施方式
的纵截面视图2表示相对图1旋转90。的具体实施方式
的另一纵截面视图； 图3表示图1和图2所示的具体实施方式
的外侧的平面图；及 图4表示另一侧的平面图。 主要附图标记
1 固定部件 4 背面
2 轴 5 轴心线
3 村圈 6 外侧 7 开口
8 通道
9 自由端
10 强制锁定元件
14
15
16
17
18
19
梯级 底切 平截槽 圆柱槽 圆角 壁截面
11 凹槽
12 凸起
13 内周缘
具体实施例方式
图中所示的固定部件1由陶乾形成，并包含些微圓锥形的空心轴2 和形成在所述轴上的衬圈3。衬圏3形成邻接衬里4且与轴2的轴心线 5成直角延伸的背面4。在与背面4相对的衬圈3的前侧或外侧6处， 存在导向通道8的开口 7,通道8贯穿固定部件1且穿过空心轴2。
轴2具有自由端9，轴2朝向该自由端9变细。在该自由端9设置 有/人锥形轴2的内周缘向内部凸出的强制锁定元件10。强制锁定元件 10与轴2形成为一体且也由陶瓷制成，在本发明中设计有凹槽11和凸 起12的圆盘形锁销元件在周缘上交替设置。
凹槽11的外壁各由轴2的锥形内周缘13延伸形成。
在面向远离强制锁定元件10的一端，内周缘13通进梯级14,该 梯级14被设计成直径比设置在另一端的轴2的内径大的圓柱形。轴侧 面上的梯级14的界限由与轴心线5实质成直角延伸的环形面形成。相 应地，轴2的内周缘13通过具有锐边的梯级14。
在该梯级之后设置有底切15,底切15包含形成开口 7的平截槽 16。在平截槽16之后形成作为底切15的一部分的圓柱槽17,该圓柱 槽n具有与平截槽16的最大直径相等的直径。圓柱槽17通过圓角18 以弯曲的方式通入壁截面19,壁截面19连接圓柱槽17和梯级14。
作为内空心轴2的平截槽16和梯级14设计成旋转对称且与轴2 的轴心线5同轴设置。位于外侧6的平面里的平截槽16的最小半径大 致相当于在外侧6的平面里当锥形内周缘14以轴心线方向延伸至外侧 6形成的直径。平截槽的最小直径在任何情况下都不小于锥形轴2的内 周缘13的最大直径。与底切的具体设计无关，这一般应用于任何类型 的底切。
在所示的具体实施方式
中，将底切15设计为所述底切的最小直径 与底切的最大直径(与圆柱槽的直径相应)的比值大约为0.5。考虑到 当使用该具体实施方式
时塞子减小的可能，该比值应当不大于0.8,优 选为不大于0.65。
权利要求
1、一种用于固定耐火衬里的陶瓷固定部件(1)，其中所述固定部件(1)包含空心轴(2)，其能插入开设在所述衬里的凹槽，并且在所述空心轴(2)的自由端(9)设置有强制锁定元件(10)；以及衬圈(3)，其在能应用于所述衬里的外侧的所述轴(2)的另一端从轴(2)凸出，其特征在于，底切(15)在另一端区域内朝向所述空心轴(2)开放。
2、 根据权利要求l所述的固定部件(1),其特征在于，所述底切 (15 )设置在衬圈(3 )的水平面上。
3、 根据权利要求1或2所述的固定部件(1),其特征在于，将所 述底切(15)设置为大致具有村圏(3)的宽度。
4、 根据权利要求1所述的固定部件(1)，其特征在于，所述底切 (15 )相对轴心线(5 )旋转对称形成。
5、 根据权利要求1所述的固定部件(1 ),其特征在于，在衬圈(3 ) 后沿所述轴心线(5 )方向设置的壁在过渡区域基本上具有与所述轴(2 ) 相同的壁厚。
6、 根据权利要求5所述的固定部件(1)，其特征在于，所述过渡 区域中的所述壁厚基本对应于所述轴(2)的壁厚。
7、 根据权利要求l所述的固定部件(1),其特征在于，在所述底 切(15 )和所述轴的锥形内周缘(13 )之间设置有梯级(14 )。
8、 根据权利要求7所述的固定部件(1 )，其特征在于，所述梯级(14) 相对所述轴心线(5)、接着所述衬圈(3)设置。
9、 根据权利要求l所述的固定部件(1),其特征在于，所述底切 (15 )包含平截槽(16 ),所述平截槽(16 )的最小直径位于由外侧(6 )形成的平面里。
10、 根据权利要求9所述的固定部件(1)，其特征在于，所述最 小直径大致对应于由所述衬圈(3)的外侧(6)形成的平面和在内周 缘(13)沿所述轴心线方向延伸的包络面的相交面形成的直径。
11、 一种至少具有一个耐火板的耐火衬里，所述耐火板至少具有 一个凹槽，所述凹槽容纳从炉体凸出的金属固定元件，与固定元件连 接的陶瓷固定部件(l)包含伸进所述凹槽的空心轴(2)，其自由端(9 )与所述金属固定元件连接；设置在空心轴(2 )另 一端的衬圈(3 ), 其邻接所述衬里；及容纳于所述空心轴的陶瓷塞，其特征在于，所述陶瓷塞包含容纳于开设在所述固定部件(1)的 底切(15)中的膨胀物。
12、 根据权利要求11所述的耐火村里，其特征在于，所述底切(15 ) 设置在所述衬圈(3)的水平面。
13、 根据权利要求11所述的耐火衬里，其特征在于，将所述底切(15) 设置为大致具有所述衬圈(3)的宽度。
14、 根据权利要求11所述的耐火衬里，其特征在于，所述底切(15 ) 相对轴心线(5)旋转对称形成。
15、 根据权利要求11所述的耐火衬里，其特征在于，在衬圏(3)后沿所述轴心线(5 )方向设置的壁在过渡区域基本上具有与所述轴(2 )相同的壁厚。
16、 根据权利要求15所述的耐火衬里，其特征在于，所述过渡区 域中的所述壁厚基本对应于所述轴(2)的壁厚。
17、 根据权利要求11所述的耐火衬里，其特征在于，在所述底切 (15)和所述轴的锥形内周缘(13)之间设置有梯级(14)。
18、 根据权利要求17所述的耐火衬里，其特征在于，所述梯级(14) 相对所述轴心线(5)、接着所述衬圈(3)设置。
19、 根据权利要求11所述的耐火衬里，其特征在于，所述底切(15 ) 包含平截槽(16),所述平截槽(16)的最小直径位于由外侧(6)形成的平面里。
20、 根据权利要求19所述的耐火衬里，其特征在于，所述最小直 径大致对应于由所述衬圏(3)的外侧(6)形成的平面和在内周缘(13) 沿所述轴心线方向延伸的包络面的相交面形成的直径。
全文摘要
本发明涉及用于固定耐火衬里的陶瓷固定部件(1)，其包含可以插入开设在衬里的凹槽的空心轴(2)，并在其自由端(9)设置强制锁定元件(10)；及衬圈(3)，其在能应用于衬里的外侧的轴(2)的另一端从轴(2)凸出。本发明提供在另一端区域开口朝向空心轴的底切。另外本发明提供的耐火衬里至少具有一个耐火板，耐火板至少具有一个容纳从炉体凸出的金属固定元件的凹槽，陶瓷固定部件(1)与包含伸进所述凹槽的空心轴(2)的固定元件连接，空心轴(2)的自由端(9)与金属固定元件连接，设置在另一端的衬圈(3)邻接衬里，及陶瓷塞容纳于空心轴，塞子包含容纳于开设在固定部件(1)里的底切(15)的膨胀物。
文档编号F27D1/10GK101201222SQ20071016593
公开日2008年6月18日 申请日期2007年11月2日 优先权日2006年11月2日
发明者皮特·尼伯根 申请人:皮特·尼伯根