本发明的目的在于减少此墙壁结构的磨损并提高使用寿命。
本发明的目的还在于建立一种用于炉子的耐火墙壁结构的修补方
法，它能延长使用寿命。
采用本发明，这些目的就可以达到，因为墙壁结构还包括在耐火墙
壁结构上的空隙中能很好地导热的永久性金属填充物，该填充物在间隙
中熔化，然后在凝固后形成一个跨接间隙的低热阻。
本发明基于这样的见解，即在常常具有复合材料性质的耐火墙壁结
构中不可避免地产生或形成的间隙对于通过其发散的热流形成相当大的
热阻，以致耐火炉衬的内部温度仍然很高。处于熔融状态的填充物与间
隙壁形成紧密的热接触，这种接触在凝固以后保持不变，并且填充材料
有良好的导热率，上述两点共同提供了一个跨过间隙的低热阻，从而耐
火炉衬的内部温度可以下降。在某些情况下，像炉渣这样的层甚至可凝
固并堆积在内侧上。这样就形成一个永久的耐磨层。
具有导热性良好的金属填充物的间隙最好是耐火炉衬上的一个间
隙，或是位于钢外壁与耐火炉衬之间的间隙，或者，如果用于冷却耐火
墙壁结构的装置是水冷的铜冷却元件，则是位于耐火炉衬与冷却元件之
间的间隙。耐火炉衬上的间隙可以是两层耐火炉衬之间的间隙，或是位
于两个元件如耐火炉衬的大块砖与砖块之间的间隙，或者例如是耐火炉
衬材料中的热裂缝的间隙。最有效的是填充在与热流成直角的间隙中的
填充物，从而可以减少对散热的热阻。
金属填充物的熔化温度最好低于工艺温度，高于200℃并低于1100
℃，填充物具有大于15W/m℃的导热系数。
填充物最好从由锡、铅、锌、铝、银、铜和它们的合金及其组合物
构成的组中选取。
最好，填充物在操作时通过熔化在组装耐火墙壁结构时放在间隙中
的金属箔而得到，此时使填充物在组装时以熔融状态浇铸到间隙中；或
者是在操作时通过熔化一种在组装耐火墙壁结构时以包含金属颗粒的物
质的形式施加在间隙中的金属而得到填充物。本发明的这些实施例全都
是非常有效的。
采用含有金属颗粒的物质的实施例也适用于较宽的间隙，诸如那些
通常用火泥、混凝土、捣打混合物、水泥或其它粘结剂填满的接缝，例
如图2中的位于外套1和石墨层3′之间的接缝。在这些物质中加入呈粉
末、颗粒、制粒原料、碎屑、针、短线材或类似物形式的金属颗粒。这
种载有金属的物质在装配耐火墙壁结构的过程中放在接缝中。在此状态
下，金属颗粒均匀分开地存在于有关的接缝中，但是仍然不能跨越接缝
形成热桥。但是，在金属熔化并再次凝固以后，接缝并不均质地填充以
金属，而是在充分装入具有例如体积百分比为10～40％的金属颗粒的物
质时在整个接缝中形成连续的具有海绵状或饼干状组织的金属晶格，并
且由于金属有良好的导热率而具有低的热阻，从而形成一热桥。
填充物还最好在操作时通过熔化其形状为一个或更多的球团的金属
而得到，将这些球团在开始运转炉子之前或之后放入耐火墙壁结构中的
一个或更多的空穴中。在某些情况下，在另一实施例中，球团也可以在
操作时放入。在本文中，球团可采取能单个或多个地放入空穴中的填充
物的形式，例如圆的、椭圆的或圆柱形的小片，但是也可以是配合在空
穴中的成形件，或者是在将其于操作中连续放入的情况下例如被做成棒
形件。例如，在温度波动的情况下，例如在耐火墙壁结构通气的地方，
也可以采用具有计量孔的容器，从而使填充物经过一段较长的时间排出
或分几次排出。
填充物最好在操作时通过熔化金属而得到，该金属以可以泵送的含
有金属的物质的形式通过一条通道被送入耐火墙壁结构中。可泵送的物
质可以例如是浆料或悬浮物，它们载有呈细的分割状态例如粉末或颗粒
的例如占10～60wt％的金属，从而使之不会下沉。可泵送的物质最好还
含有作为载体的石油制品如焦油或沥青或热固性树脂，并且可泵送的物
质还含有例如呈粉末形式的石墨。也可以加入火泥和水泥。在用泵将可
泵送的物质送入间隙以后，金属熔化并形成一个跨越间隙的热桥。在焦
化以后，焦油或沥青形成一骨架，它例如起到使间隙具有一定的气密性
的作用。通过固化后的树脂，也可得到同样的效果，而石墨则可使耐火
墙壁结构具有额外的耐磨性和/或导热性。本发明的采用球团和可泵送的
物质的实施例特别适合在起动炉子的操作以后使用。
最好在组装耐火墙壁结构时采用冷却元件，它们至少部分地已经设
有用金属填充物的物质形成的涂层。对于涂层，此处可理解为一个在其
施加时已经得到了与冷却元件的良好的传热性接触的层。
例如，可以通过下述方法施加涂层，即在冷却元件上熔化一层物质；
将冷却元件浸没在该物质的熔液中，然后采用电镀或喷涂。
本发明的上述实施例可以彼此结合。因此，例如在组装时将含有金
属颗粒的物质放入间隙中的实施例可以理想地与在操作启动以后将可泵
送物质放入间隙中的实施例相结合。
另一方面，本发明包括一种方法，它用于在具有按照权利要求1的
耐火墙壁结构的情况下工作时修补一高炉，所述耐火墙壁结构包括一钢
的外壁(外壳)、一耐火炉衬(砖砌体)和用于冷却耐火墙壁结构的装
置，该方法包括下列步骤：
-在操作时钻出一穿过钢外壁并进入耐火炉衬的通道，所述耐火炉
衬伸入或经过耐火墙壁结构中的间隙；
-在操作时，将一种熔点接近间隙处的瞬时温度的金属送入通道
中。
金属最好以一个或更多的球团的形式送入，或者以含有金属的可泵
送物质的形式用泵送入。
在一个其中用于冷却耐火墙壁结构的装置包括板式冷却器的优选实
施例中，在板式冷却器中留有凹座，在操作时可通过该凹座钻出一条通
道。
现在参考附图说明本发明。
图1的耐火墙壁结构包括一钢的外壁1、呈水冷的板式铜冷却器2
形式的冷却装置和一个导热性良好的例如由石墨制成的耐火炉衬3。钢
外壁与板式冷却器2之间的空间中填满例如火泥4的填充物。
炉子的启动操作后不久的状况由A代表，此时，还未发生磨损，
同时耐火炉衬3仍然具有其原始厚度。有关的温度曲线在图1的下部由
TA表示。T工艺表示工艺温度，T冷却表示冷却的基准温度。该图说明，
由于间隙5的大的热阻，经过位于板式冷却器2与耐火炉衬3之间的间
隙5产生了相当大的温度降。
炉子已经工作了某些时间后的状况用B代表。由于高温和腐蚀条
件，耐火炉衬3部分地磨损。尤其是，含有FeO的炉渣特别有腐蚀性。
TB表示温度曲线。由于耐火炉衬3的厚度减小，墙壁结构的总传热热阻
降低，而穿过墙壁结构的热流密度增加。这就造成经过耐火炉衬3的剩
余厚度的温度曲线较陡，并且经过间隙5有较大的温度降。如果允许磨
损过程继续下去，则耐火炉衬3就进一步消耗，而且炉衬烧穿的危险性
加大。
C代表在间隙5中具有金属填充物6的状况，该填充物已经熔化，
并从该处与间隙壁继续保持良好的热接触。在此情况下，填充物是一种
低熔点的金属例如是锡合金。TC表明，由于填充物具有低的热阻，经过
间隙5的温度降要小得多。耐火炉衬3的温度下降，从而可以凝固一炉
渣层7，后者本身不能很好地导热，因而经过它产生一大的温度降，但
是它保护了耐火炉衬3的剩余厚度，使之不进一步磨损。填充物6可在
组装耐火墙壁结构时铸入间隙5中，或是作为一个将在情况B下熔化的
膜而施加于其中。
图2示出了用于高炉炉膛的本发明。外壳1的外面用喷水冷却装置
2冷却。在此处所示的情况中，耐火炉衬3由两层即石墨层3′和半石墨
层3″组成。捣打的石墨配混物放置在位于层3′和层3″之间的间隙5中。
情况A和B与图1中所示的相似。在情况B中，内涂层3″的相当大的
部分已经磨去，并经过间隙5产生相当大的温度降。
该图示出了在情况B中如何在开始操作以后和在操作中修补墙壁
结构。为达到这一目的，穿过外壳1、火泥层4和耐火炉衬层3′钻出一
条通道8，该通道8伸入或穿过位于炉衬层3′和层3″之间的间隙5。通
常不能在生产生铁时进行钻孔，这是因为炉子处于压力之下。因此，不
在操作过程中进行钻孔，而是在所谓的停顿或维修停产期间进行，此时
中断生铁的生产，并停止热鼓风，压力下降。不过，在一个新炉子中，
通道可以在组装耐火墙壁结构时全部做好或部分做好。在钻孔之后，将
一种其熔点与间隙处的瞬时温度接近的金属的一个或更多的球团9送入
孔中。一旦已经钻出此通道，就可以测量该温度并可相应地选择金属。
在此情况下，金属可以是铝或铜的合金。当球团9熔化时，金属跑入间
隙5中。间隙5的减小的热阻使经过间隙5的温度降下降，并且外炉衬
层3″的温度下降。于是填充物6凝固，并可使炉渣层7凝固和加厚。自
然，也可在操作高炉以前将球团9放在耐火墙壁结构中的合适的地方。
如果经过像8这样的通道或类似物放置球团，则这些通道自然要在球团
已经放好以后被填满并密封(也可能是暂时地)。
在另一实施例中，通道8可在外壳1的外侧上设置管接头(未示出)，
以便在其上连接以一个压力管，含有金属的可泵送的物质可经过该压力
管被压入通道8中。随后，该物质分布在耐火墙壁结构中的间隙上，并
在熔化等以后形成跨越间隙的热桥。与钻孔不同的是，泵送可在有压力
的炉子中进行。
图3示出了用于熔炼还原工艺的最终还原容器的本发明，该容器比
如是用于例如旋涡转炉(CCF)熔炼法的深炉渣型容器。热负荷在此处
特别大。因此，在图3中不仅采用了板式冷却器20，而且还采用了水冷
的铜炉门槛10，后者伸入耐火炉衬中并用于改善耐火炉衬和冷却装置2、
10之间的热接触。耐火炉衬3由至少一个石墨层3′组成。冷却装置2、
10限制了随后也就是说在操作过程中放入球团的可能性。因此，在此情
况下，决定在组装耐火墙壁结构时将球团9放入耐火墙壁结构上的合适
的空穴11中，该球团在其于炉子交付使用时熔化或一旦耐火炉衬3已
经部分地磨损时填满间隙5。空穴也可以例如直接做在炉门槛10的上方。
也可以在板式冷却器中设置凹座，以在操作时可穿过该凹座钻出通道。
最后，在组装时可使用在其朝向间隙5的一侧上已经设有涂层的冷
却元件。跨越间隙5的低热阻可以如下所述地获得，即在组装时通过组
装耐火炉衬3，同时至少将朝着间隙的一侧加热，从而使填充物熔化。
但是，低的热阻也可以随后在操作过程中获得。