CN110770403B - 转化器烟气炉道的耐火插入件的保持机构 - Google Patents

Abstract

提供一种耐火插入件，包括主体部和机械配合构件，该主体部具有限定第一侧壁的第一表面、限定第二侧壁的相对的第二表面以及分隔第一表面和第二表面的外周表面，机械配合构件设置在其外周表面的至少一部分上。机械配合构件包括保持机构，其用于控制和保持与其相连的相应配合构件的位置。

Description

转化器烟气炉道的耐火插入件的保持机构

本申请要求2017年4月14日提出的美国临时申请No.62/485526的35USC§119(a) -(d)的权益，上述申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及一种用于包括耐火插入件的耐火块和耐火块组件的那些耐火插入件的保持机构，用于与氢转化炉的耐火炉道(也称为转化烟气炉道)一起使用，其用在蒸汽甲烷转化过程中。更具体地，本发明提供了一种用于耐火插入件的改进的保持机构，这些耐火插入件安装在耐火块中以控制工艺参数，例如提供改进的气流控制。耐火插入件和包括那些耐火插入件的耐火块组件可以与任何耐火炉道或阵列中的任何常规耐火块一起使用，但优选地与不使用砂浆建造的轻质的、独立的炉道结构一起使用，其更好地承受氢转化器的应用，并且其包括具有比以前使用的更加机械坚固的设计并由更高性能材料制成的耐火部件。

背景技术

耐火孔插入件(或者称为耐火插入件)用于初级转化器烟气炉道系统以建立最终孔径，通过该最终孔径将烟气从炉室或辐射区域引导到转化器的热回收区段或对流区域。PCT/US16/61307中提供了这种耐火插入件的完整描述，其通过引用并入本文。

现有技术的耐火孔插入件是圆形的，直径范围为3至6英寸，并装入侧壁的耐火块中的相应孔中。耐火插入件的周边具有连续的周向槽，在组装时该周向槽接合该块的孔的内侧壁中的凸耳。该周向槽的壁的部段被省略，以允许插入件从任意侧轴向地通过侧壁的块的孔中的凸耳。一旦凸耳靠近耐火孔插入件的周向槽的轴向中心，耐火插入件就被旋转以将凸耳捕捉在周向槽中。然后防止插入件在侧块孔中轴向平移大于凸耳和槽之间的轴向间隙的量。周向槽的壁和凸耳之间的轴向间隙允许旋转范围为0.040″至0.070″。砂浆和/或陶瓷纤维垫圈用于防止孔插入件旋转到凸耳可以穿过周向槽的壁中的省略部段的点，从而允许插入件从块的孔中移出。

然而，应当注意，来自烟气流的压降在耐火孔插入件上施加轴向力，从而将其推出该块的孔。然而，仅仅依靠砂浆和/或陶瓷纤维来防止过度旋转到耐火孔插入件可以轴向通过凸耳的点是有问题的。另外，一些终端用户反对使用砂浆和/或陶瓷纤维用于此目的。在任何一种情况下，一个或多个孔插入件的损失严重损害系统性能。因此，需要一种额外的方法来防止与安装在耐火块的孔中的耐火插入件有关的不必要的旋转和轴向位移。

发明内容

根据本发明的耐火插入件可以与任何炉道系统的任何块中的任何开口/通孔位置结合使用。这提供了一种模块化系统，并允许在块(砖)的开口(通孔)的表面上提供通用耐火插入件配合凸耳，上述开口可以在炉道里的任何位置与任何类型的耐火插入构件结合使用。这种灵活性允许终端用户以他们认为必要的任何方式修改耐火插入件的安装，这取决于他们可能面临的特定加工问题。

迄今为止，现有技术不包括这样的耐火插入件：其可容易地安装在(一个或多个)由终端用户所希望的任何位置中的任何块中的开口中的任何普遍适用，并且在不使用砂浆的情况下牢固固定在适当的位置，以任何特定类型的应用所需的任何方式控制流动动态。

因此，本发明的目的是提供具有改进的保持机构的耐火插入件，用于与任何炉道结构的耐火块一起使用，但优选地不使用砂浆建造的轻质的、独立的炉道结构一起使用，其使用更高性能材料制成的更加机械坚固的耐火材料部件更好地承受氢转化器的应用。更具体地，本发明的目的是通过提供安装在耐火块的开口中的一个或多个耐火插入件以在这样的炉道系统中提供耐火块组件来控制加工条件(例如气流条件)来克服现有技术的缺点，并且其在遇到压降时不会发生位移或损失。

根据本发明的第一方面，提供了一种耐火插入件，其包括主体部和机械配合构件，主体部具有限定第一侧壁的第一表面、限定的第二侧壁相对的第二表面、分隔第一表面和第二表面的外周表面，机械配合构件设置在其外周表面的至少一部分上。机械配合构件包括保持机构，其用于控制和保持与其相连接的相应配合构件的位置。

机械配合构件优选地包括在耐火插入件的外周表面中的至少两个直径上相对的通道，其中该通道由第一侧壁和第二侧壁周向地限定。保持机构包括保持突起构件和旋转止动构件，保持突起构件在每个通道的第一端附近从第一侧壁和第二侧壁中的一个轴向向内突出，旋转止动构件限定每个通道的相对的第二端。优选地，保持突起构件从插入件的面向上游的一个侧壁轴向突出到通道中。

还优选的是，机械配合构件的保持机构包括至少两个直径上相对的槽，该槽形成在第一侧壁和第二侧壁中的至少一个的表面上，并且至少在其靠近保持突出构件的第一端对各个通道开放。此外，耐火插入件优选地包括安装槽口，该安装槽口形成在面向下游的至少一个侧壁的部分上，并且朝向相对的侧壁径向向内延伸。优选地，耐火插入构件是气流转换塞，其具有尺寸可以变化的中心开口，或者完全封闭(即，没有中心开口)。

根据本发明的第二方面，提供了一种耐火块组件，其包括耐火块和至少一个耐火插入件，耐火块具有在其中形成的至少一个开口(通孔)，至少一个耐火插入件位于耐火块中的至少一个开口(通孔)内。至少一个耐火插入件优选地包括主体部和机械配合构件，主体部具有限定第一侧壁的第一表面、限定第二侧壁的相对的第二表面以及分隔第一表面和第二表面的外周表面，机械配合构件设置在其外周表面的至少一部分上。机械配合构件包括保持机构，其用于控制和保持设置在块中的开口的内表面上的相应配合构件的位置。

优选地，机械配合构件的保持机构包括在耐火插入件的外周表面中的至少两个直径上相对的通道，该通道由第一侧壁和第二侧壁周向地限定，并且保持机构优选地包括保持突起构件和旋转止动构件，保持突起构件在每个通道的第一端附近从第一侧壁和第二侧壁中的一个轴向向内突出到通道中，并且旋转止动构件限定每个通道的相对的第二端。还优选的是，耐火插入构件是气流转换塞，其具有尺寸可以变化的中心开口，或者完全封闭(即，没有中心开口)。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于蒸汽转化炉炉道的耐火块组件。耐火块组件包括具有中空主体部分的耐火块、至少一个通孔和耐火插入件，该中空主体部分具有限定第一端的外周表面、相对的第二端、上表面、相对的下表面、第一侧和相对的第二侧，至少一个通孔具有形成在主体部分的第一侧和相对的第二侧中的开口，耐火插入件位于至少一个通孔中的至少一个内。耐火插入件包括主体部和机械配合构件，该主体部具有限定第一侧壁的第一表面、限定第二侧壁的相对的第二表面以及分隔第一表面和第二表面的外周表面，机械配合构件设置在其外周表面的至少一部分上。机械配合构件包括保持机构，其用于控制和保持设置在至少一个通孔的内表面上的相应配合构件的位置。耐火块还包括至少一个第一机械配合部分和至少一个相应的第二机械配合部分，第一机械配合部分限定从主体部分的上表面的一部分延伸的突出部分，至少一个相应的第二机械配合部分限定与形成在主体部分的下表面的一部分中的突出部分对应的开口。

优选地，耐火插入件的机械配合构件的保持机构包括在耐火插入件的外周表面中的至少两个直径上相对的通道，该通道由第一侧壁和第二侧壁周向限定，并且保持机构包括保持突起构件和旋转止动构件，保持突起构件在每个通道的第一端附近从第一侧壁和第二侧壁中的一个轴向向内突出到所述通道中，旋转止动构件限定每个通道的相对的第二端。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于蒸汽转化器炉道的耐火炉道组件，包括多个耐火基部件、多个耐火壁块，其中多个耐火壁块的至少一部分还包括至少一个通孔、多个耐火盖部件和至少一个耐火插入件，至少一个通孔限定形成在其相对的侧表面中的开口，至少一个耐火插入件位于耐火壁块中的至少一个通孔内。耐火插入件具有主体部和机械配合构件，主体部具有限定第一侧壁的第一表面、限定第二侧壁的相对的第二表面以及分隔第一表面和第二表面的外周表面，机械配合构件设置在其外周表面的至少一部分上。耐火插入件的机械配合构件包括保持机构，其用于控制和保持设置在壁块的一个或多个通孔的内表面上的相应配合构件的位置。耐火基部件被布置成在限定炉道组件的宽度的水平布置方向和限定炉道组件的长度的纵向布置方向上延伸。耐火壁块在竖直布置方向上并沿着纵向布置方向堆叠在基部件上，并且在竖直和纵向布置方向上彼此堆叠以限定两个平行的炉道壁，该炉道壁在水平布置方向上彼此隔开一段距离。炉道壁在竖直布置方向上并沿着耐火基部件上的炉道组件的长度从耐火基部件向上延伸。多个耐火盖部件在竖直布置方向上并且沿着纵向布置方向堆叠在壁块上，使得耐火盖沿着纵向布置方向和水平布置方向延伸，以覆盖沿着炉道组件的长度的至少一部分的炉道壁之间的距离。

优选地，多个耐火基部件包括中空耐火基部件，并且每个中空耐火基部件包括多个相应的机械配合构件。优选地，多个耐火壁块包括多个中空耐火壁块，每个中空耐火壁块包括多个相应的机械配合构件，其进一步对应于中空耐火基部件的机械配合构件。优选地，多个耐火盖部件是中空耐火盖部件，其中每个中空耐火盖部件包括多个机械配合构件，其进一步对应于中空耐火基部件和中空耐火壁块的机械配合构件。优选地，中空耐火壁块经由相应机械配合构件在竖直布置方向上并且沿着纵向布置方向堆叠在耐火基部件上并机械地互连到耐火基部件，并且在竖直和纵向布置方向上彼此堆叠并经由相应的机械配合构件彼此机械地互连，而不使用砂浆，以限定在水平布置方向上彼此间隔开的两个平行的炉道壁。还优选的是，多个中空耐火盖部件经由机械配合构件在竖直布置方向上并且沿着纵向布置方向堆叠在中空耐火壁块上并机械地互连到中空耐火壁块，而不使用砂浆，使得中空耐火盖沿着纵向布置方向和水平布置方向延伸。还优选的是，耐火基部件、耐火壁块、耐火盖部件和耐火插入件都包括相同的材料。

耐火插入构件的机械配合构件的保持机构优选地包括在耐火插入件的外周表面中的至少两个直径上相对的通道，该通道由第一侧壁和第二侧壁周向限定，并且其中保持机构包括保持突起构件和旋转止动构件，保持突起构件从靠近每个通道的第一端的第一侧壁和第二侧壁中的一个轴向向内突出，旋转止动构件限定每个通道的相对的第二端。优选的是，保持突起构件从插入件的面向上游的一个耐火插入件侧壁轴向向内突出。耐火插入件的机械配合构件优选地包括至少两个直径上相对的槽，其形成在第一侧壁和第二侧壁的表面中，并对相应的通道开放。

虽然根据本发明的耐火插入件优选与根据美国专利申请序列No.15/307，054的减重耐火块结合使用，其全部内容并入本文，但应注意的是，根据本发明的耐火插入件同样可以容易地结合具有必需的通孔的任何标准耐火砖(块)一起插入，并且同样可以用于任何标准的耐火砖炉道中。在这种情况下，例如，标准砖或预制砖尺寸的零件可以被修改为包括具有机械配合特征(例如，凸耳)的通孔，其是在其内表面上预先形成(即，例如，加工或铸造)或后添加到(粘附)其内表面上，以按照本文描述的方式接合耐火插入构件。

适当的材料选择和安装程序对于防止“蛇形”也很重要。许多材料在对热膨胀管理重新加热、增加可变性和增加挑战性时会增加整体尺寸。由于耐火部件的热膨胀系数是非线性的，因此必须对其进行充分表征和理解，以确保产生适当的膨胀接头。选择合适的材料一直是与传统炉道设计有关的妥协和牺牲。也就是说，传统上，具有足够的绝缘值以保持炉支架不变形的砖并不总是具有足够的强度来充分支撑炉道系统，并且具有较高强度的砖不具有所需的绝缘值。传统的材料包括各种类型的耐火砖和超高强度的砖。

所选材料的热膨胀系数(CTE)不应简单地假设为炉道系统中使用的材料的线性函数。具有完全表征的CTE对于确保适当地管理膨胀行为是优选的。当在单个部件水平上管理热膨胀时，这变得更加重要。适当的材料选择优选地包括确认与相关联的静负载应力相比，炉在使用时的断裂模量和炉的偏移温度具有足够的安全因子。选择具有改进的HMOR的材料可立即增加系统中的安全因子。仅知道耐火材料的室温MOR对于炉道系统的适当设计是不够的。

此外，用于转化炉的任何被选择的材料应该优选具有合理适用的最高抗蠕变性，因为减小的蠕变将延长炉道系统的寿命和防止过早失效。使用具有改进的抗蠕变性的材料减小了顶盖底侧的张力，并减小了顶盖施加到炉道砖壁上的向外力，其是优选的。使用具有完全表征的CTE、更高的HMOR和增加的抗蠕变性的材料一起改善了炉道系统的整体可靠性。

鉴于上述，在本发明中，用于耐火插入件、耐火砖(块)、耐火基部和耐火罩(盖) 的适合材料包括，但不限于例如氧化铝基耐火材料，堇青石(硅酸铝镁)和氧化锆。更优选地，块、盖和基部由选自于中级耐火粘土砖(按重量计由至少30％的氧化铝组成的氧化物接合氧化铝)、高级耐火粘土砖(按重量计由至少35％的氧化铝组成氧化物结合氧化铝)、超级耐火粘土砖(按重量计由至少40％的氧化铝组成的氧化物结合氧化铝)和高氧化铝耐火粘土砖(按重量计由至少60％的氧化铝组成的氧化物结合氧化铝)组成的群组中的材料制成。最优选地，本发明利用按重量计由88％的氧化铝组成的莫来石结合氧化铝或按重量计由95％的氧化铝组成的氧化物结合氧化铝。

根据本发明的耐火插入件可以想象涵盖任何所需类型的部件，包括但不限于用于横梁支撑件(即，连接杆)的流动收缩/限制塞、导流杯和支架，并且可以容易地被添加到块(以定义块组件)或从块中移除，而不限制在回转期间接近其他炉道组件，确保修复能够完成和有效。更快的安装和修复时间还允许更容易地进行适当的修复，从而提高系统的整体可靠性。

本发明考虑到与孔插入件和侧块凸耳之间的相互作用有关的机械特性，利用通过其的烟气的压降施加到插入件(使用中)上的轴向力，以及从插入件的通道的上游壁增加轴向突出，以防止不必要的导致拆卸的旋转。该压力通常为1英寸H₂O至10英寸H₂O。

根据本发明的保持机构提供了在通道侧壁中的开口(槽)的末端处的耐火插入件的周向通道的不连续性。当通道不连续地从插入孔接触插入的凸耳时，这为插入件提供了明确的旋转止动。开口的一端包括止动壁(旋转止动)，并且另一端包括从通道的上游内壁延伸到通道中的轴向突起，该轴向突起使间隙变窄以在初始安装旋转时仅允许凸耳通过其中，但其可以防止反向旋转。

轴向保持突起优选地从通道的上游内壁延伸，并且优选地具有0.050″至0.200″的尺寸。该保持突起构件使靠近通道的轴向宽度变窄，有效地将周向通道的侧壁和凸耳之间的轴向间隙减小到在安装时仍然允许旋转的最小水平。该间隙范围为0.010″至0.020″。

耐火插入件被定向，使得通道侧壁中的槽与凸耳对齐，并且从块的下游侧安装，确保保持突起在向上游(面向上游)定向。耐火插入件轴向地插入块的孔中，直到块的凸耳(在块的孔中)与插入件周向通道的连续下游内壁接触。然后使耐火插入件旋转，至少直到块的凸耳进入通道的开口并且通过靠近其的保持突起，之后在烟气流动的方向上轴向拉动耐火插入件以使通道中的凸耳位于旋转止动和保持突起之间的空间中。在操作中，由跨越耐火插入件上的压降施加的力将保持该轴向位置。虽然没有必要，但如果需要，仍然可以使用砂浆和/或陶瓷纤维用于额外的安全性。

如果终端用户认为有必要改变流动动态，具有根据本发明的保持机构的耐火插入件可以容易地移除和或在原始安装后替换为具有不同的配置(即，不同的中心环的大小开口或实心圆盘)的另一耐火插入件。提供可与任何类型的耐火块一起使用的通用模块化耐火插入件和耐火块组件进一步使最终用户能够根据其特定需要修改任何炉道系统并定制流动动态。现有技术未能提供具有这种保持机构的耐火插入件。

附图说明

为了更好地理解本发明的本质和目的，应参考以下与附图一起阅读的实施本发明的优选模式的详细描述，其中：

图1是半个中空耐火块(砖)的立体俯视图；

图2是完整中空耐火块(砖)的立体俯视图；

图3是图2所示的完整中空耐火块的立体仰视图；

图4是图2所示的两个中空耐火块呈堆叠布置的截面端视图；

图5A是包括至少一个通孔(如图所示的两个)的完整中空耐火块的立体图，并且图5B是图5A所示的完整中空耐火块的剖视图；

图6是完整的宽中空基部件的立体俯视图；

图7是中空盖部件的立体俯视图；

图8是图7所示的盖的立体仰视图；

图9是根据本发明的耐火插入件的下游面侧立体图；

图10是从图9所示的耐火插入件的下游面侧看的平面图；

图11是图9和10所示的耐火插入件的右侧视图；

图12是从图9-11所示的耐火插入件的上游面看的平面图；

图13是图9-12所示的耐火插入件的俯视图；

图14是图9所示的耐火插入件的上游面立体图；

图15是从根据本发明的组件的下游侧面看的平面图，包括中空耐火块；

图16是从图15所示的组件的下游侧看的立体局部剖视图；

图17是从图15和16所示的组件的上游侧看的立体局部剖视图；

图18是从根据本发明的组件的下游侧看的立体局部剖视图，包括传统的耐火砖(块)；

图19是从图18所示的组件的上游侧看的立体局部剖视图；

图20是根据本发明的炉道组件的立体图；和

图21是图20中所示的炉道组件并且包括耐火插入件的侧视图。

具体实施方式

图1示出了“半砖”1，并且图2示出了“全砖”10。图3是图2所示的全砖10的仰视图。应当理解的是，图1中所示的半砖1的相应的仰视图(未示出)与图3所示的相同，仅为尺寸的一半。标准砖的尺寸为例如6.5英寸宽(W)×18英寸长(L)×10英寸高(T) (高度)，但该设计也适用于小到2英寸宽(W)×4英寸长(L)×2英寸高(T)的砖和 9英寸宽(W)×24英寸长(L)×18英寸高(T)的砖。优选地，每个块(砖)的重量在 20-70磅的范围内，更优选在40-50磅的范围内，使得一个人可以容易地独自操纵块，同时将建造炉道壁所需的块的总数减少到可能的最小数量。

还应注意，尽管如图所示的块1，10不包括任何通孔，但是块1，10的任一类型都可以被修改或制造为包括一个或多个通孔，如下面结合图5A-5B讨论的那样。下面结合图 20-21的耐火块组件和炉道组件结构示出和描述包括至少一个通孔(并且其中安装有耐火插入件)的半块1A的示例。其中形成的具有通孔的任何标准或专用类型的耐火块可以与根据本发明的耐火插入件一起使用。例如，下面结合图18和19描述包括根据本发明的耐火插入件的传统砖(块)。

砖1，10中的每一个具有外周表面，其限定第一端(1a，10a)、相对的第二端(1b，10b)、上表面(1c，10c)和相对的下(底)表面(1d，10d)。这些砖1，10被挖空以从非关键区域移除所有可能的材料。优选地，这些砖1，10的壁的壁厚“t”(参见例如图3) 在0.5-1.5英寸的范围内，优选地在0.625-0.875英寸的范围内。所得的炉道组件的重量约为传统炉道重量的60％。挖空部分在各个块1，10中优选地限定一个以上，优选地多个腔 2。

块1，10的上表面1c，10c各自包括根据本发明的耐火块的精密互锁机械配合特征的凸形部分。突出部分3从表面1c，10c升高一段距离以限定从块1，10延伸的几何构件，并且用作锁定部分，其精确地安装到在块1，10的下表面1d，10d中形成的开口4中。如图所示，突出部分3是基本上矩形的升高部，具有倒角和穿过其中心且与腔2连通的圆形开口3a。圆形开口3a仅仅是制造和材料移除考虑的功能，并不重要。如图1和2所示，开口3a与腔2连通。然而，正如下文更详细地描述的那样，情况并非总是如此。

尽管突出部分3的确切形状并不一定限于本文所示的形状，但是其优选地是几何匹配到相应的开口4的形状，并具有轻微的偏移以适应制造公差。块1，10的突出部分3必须精确地安装在竖直相邻的块1，10的开口4内，以使竖直相邻的块1，10彼此牢固地接合，以便于构造独立的炉道壁而不需要使用砂浆。还必须有足够的公差来考虑上面讨论的热膨胀考虑因素，并保持接触以防止弯曲。

开口4与块1，10的腔2连通，并以紧密的互锁方式接收突出部分3，以便以竖直堆叠的方式将块1，10彼此牢固地连接在一起而不用砂浆，如图13所示。考虑到上面讨论的机械因素和热问题，开口4的形状并不重要，只要它在形状和尺寸上与突出部分3的形状和尺寸精确对应即可。

重要的是在相应的突出部分3和其中安装突出部分3的开口4之间具有轻微的偏移的几何匹配。优选地，偏移量在0.020英寸至0.060英寸的范围内。最小偏移量由导致块到块的可变性的制造公差能力决定。如果发生弯曲，必须有足够的高度和紧密度以牢固地接合。优选地，突出部分3的总高度“h”或突出部分3从块1，10的上表面1c，10c延伸的距离至少为0.75英寸，以确保与开口4的充分接合并防止弯曲。开口4的尺寸应尽可能地与突出部分紧密，并允许制造变化。理想地，与制造需求达成平衡的均匀壁厚控制这些尺寸。

各个块1，10还包括额外的机械配合特征，例如一端上的凸耳和另一端上的凹槽，所提供的间隙允许每个块随着操作温度的升高而膨胀，直到其在水平布置方向上的任一侧抵靠块进行密封。如图1-3所示，块1，10的第一侧1a，10a包括凹槽或槽5，并且相对的第二侧1b，10b形成为包括相应的“凸耳”或突起6，其竖直地安装到水平相邻的块1，10 相应的凹槽5中。优选地，凹槽比凸耳大最小的制造变化的量；优选地，凸耳是块的总宽度的30-75％。

也可以提供可压缩的耐高温绝缘纤维(未示出)，设置在凹槽5中以便减少气体旁路同时适应使用中的一系列温度波动。该纤维应具有足够的压缩可变性，以便在600℃-1200℃的操作温度的宽范围内减少气体旁路。该纤维也可用于块的各层之间以防止点负载。如下所述，基部件和顶盖(罩)都具有类似的凸耳和凹槽设计，并且使用纤维垫圈或纤维编织物以在操作温度范围内减少气体旁路。

优选地，当在炉道壁的形成中布置块1，10时，块1，10水平地偏移块长度的一半或者通过一组机械配合特征水平地偏移，以增加该布置的机械强度(参见，例如，与块1A， 10和100有关的图20)。这种布置还有助于防止由于坚固且紧密的公差互锁机械配合特征而被阻止的压弯，使得一个块相对于其下方的块的旋转不会导致各自的突出部分3与开口4之间的直接接触而遭破坏。

上述机械配合特征通过机械地接合块而给该系统添加了累赘，这可防止炉道壁倾斜和翻倒，而无需剪切掉配合特征被或以其它方式冲破与之相连接的块的壁。

为了使炉道正确充当用于炉的出口的烟道，它必须具有可变入口条件(在壁中的开口)，例如，通常允许更多的气体进入离出口最远的炉道，并且更少的气体进入离出口更近的炉道(或以处理问题决定的任何方式)。典型的布置使炉中气体和温度产生更均匀的分布。如上所述，传统的炉道壁设计仅利用半砖在各种位置的壁中产生间隙。然而，这种传统的半砖在方形开口的顶部上产生无支撑位置，从而产生故障位置。

如图5A-5B所示，炉道系统(见图20-21)利用包括在其中形成以允许气体进入炉道的一个或多个通孔7的耐火块1A和100。该设计将由通孔7产生的载荷均匀地分布到周围材料上。通孔7可以在砖1A，100最初形成(例如，铸造)时形成，或者可以稍后通过机械加工或任何合适的工艺形成。下面描述的图18和19示出了具有通孔71和凸耳81的标准耐火块200，其也可以与具有根据本发明的保持机构的耐火插入件一起使用以形成炉道组件/系统。

块100具有外周表面，其限定第一端100a、相对的第二端100b、上表面100c和相对的下(底)表面100d。尽管示出了完整块100，但是应该理解的是，也可以使用半块，其与块100相同，但仅为一半大小(参见，例如，与图1和2有关的描述)。类似于结合图 1-3所示的结构所示出和描述的结构，块100的第一侧100a包括凹槽或槽5，并且相对的第二侧100b形成为包括相应的“凸耳”或突起6(未示出)，其竖直地安装到水平相邻块 100的相应的凹槽5中。优选地，凹槽比凸耳大最小的制造变化的量；优选地，凸耳是块的总宽度的30-75％。还可以提供可压缩的耐高温绝缘纤维(未示出)，放置在凹槽5中以减少气体旁路，同时适应使用中的一系列温度波动。该纤维应具有足够的压缩可变性，以便在600℃-1200℃的操作温度的宽范围内减少气体旁路。该纤维也可用于块的各层之间以防止点负载。

优选地，当在炉道壁的形成中布置块100时，块100水平地偏移块长度的一半或者通过一组机械配合特征水平地偏移，以增加布置的机械强度(参见，例如，与块1A和10有关的图20)。这种布置还有助于防止由于坚固且紧密的公差互锁机械配合特征而被阻止的压弯，使得一个块相对于其下方的块的旋转不会导致各自的突出部分3与开口之间4的直接接触而遭破坏。

块100的通孔7可以具有任何几何形状，但优选地具有圆形或半圆形的形状。通孔7的尺寸可以从1平方英寸至基本上高达块100的完整尺寸(该完整尺寸通常大约是144平方英寸)之间变化，但优选地是12平方英寸到36平方英寸。例如，在图5A-5B中，通孔 7具有约4.5英寸的尺寸。块100优选地每块具有一个或两个通孔7，但是可以在各个位置具有多个孔以根据需要促进相同的最终结果。这些通孔7优选地是封闭的，即，不与形成炉道壁的内部区域的块100的互连的内部腔2连通，如图所示，或者替代地，多个块可以具有向炉道壁的内部区域开放的通孔。

如图5A-5B所示，突出部分3中的开口3b仅仅是移除材料部分，并且不与腔2连通(不与腔2流体连通)。通孔7类似于穿过腔2的管，但是通孔 7的内表面7a不与其流体连通，并且因此，通孔7(气体通过的通孔)借助于通孔7的外表面7b相对于腔2是封闭的(以及因此相对于炉道壁的内表面区域是封闭的)。

诸如一个或多个凸耳8的机械配合构件被设置在通孔7的内表面7a(即，内径；参见图5A-5B)，以用作机械紧固特征，与根据本发明设置在耐火插入件上的相应配合特征互锁。这些凸耳81同样可以设置在任何传统块的通孔71的内表面71a上，如图18-19所示。如图5A-5B、18和19所示，凸耳8优选地位于通孔7的内表面7a的直径上相对的部分上。尽管凸耳8的确切尺寸没有明确地受到除了耐火插入件的相应的配合几何形状(如下所述) 之外的任何事物限制，这些凸耳8具有3/8″高(从内通孔表面7a突出)，3/4″长(轴向距离)和1.75″宽(径向)的优选尺寸。虽然可以容易地改变凸耳8的尺寸和凸耳8的形状，但优选保持2：1，长度：高度的纵横比。优选地，凸耳的尺寸相对于通孔7的内径(内表面)7a的圆周为60°或更小，但必须仅略小于插入构件上的相应的接收零部分(开口/槽)，以便绕过开口并安装在其中或在接收凹槽内(一旦旋转的话)。

与图9-19一起示出并描述了具有根据本发明的保持机构的耐火插入件。

图9是根据本发明的耐火插入件300的下游侧立体图，图10是从图9所示的耐火插入件300的下游侧看的平面图，图11是图9和10中所示的耐火插入件300的右侧视图，图12是从图9-11所示的耐火插件300的上游侧看的平面图，图13是图9-12所示的耐火插入件300的俯视图，以及图14是图9所示的耐火插入件300的上游侧立体图。

如图9-14所示，耐火插入件300是具有截短的圆柱形整体形状的基本圆形构件。耐火插入件的整体尺寸适合安装于公差很小的耐火块的通孔内，从而有效地减少处理气体围绕其外周的流动。优选地，耐火插入件300的尺寸在直径为1-12″的范围内，更优选地为3-7″。耐火插入件300包括限定上游侧壁或表面的第一表面301(即，一旦安装在块中，其将被定向成面向系统的上游)和限定下游壁或表面的相对的第二表面302(即，一旦安装在块中，其将被定向成面向系统的下游)。

下游表面302包括内表面302B(面向上游)和外表面(面向下游)302C。内周侧壁302A在下游表面302和上游表面301的内表面303B之间延伸。

上游表面301包括外表面(上游侧)303A和相对的内表面(下游侧)303B。上游表面301还包括在其外表面303A和内表面303B之间通过的中心开口304。根据所需的气流特性，开口304的尺寸可以在直径上变化。通常，开口的尺寸设定在0.25-3″的范围内。耐火插入件300的中心开口304小于图21所示的耐火插入件330的中心开口。还可以想到没有设置中心开口，在这种情况下耐火插入件在插入时将限定气流限制构件(塞)。耐火插入件300的外周表面包括根据本发明的保持机构。保持机构包括槽305、通道306、保持突出构件308和旋转顶部构件307。

槽305形成在限定了通道306(优选地限定了下游表面301)的耐火插入件的侧壁上的直径上相对的位置，并且尺寸设计成允许块100，200的凸耳8，81安装在其中，并且当耐火插入件300在安装时旋转时被接受进入周向通道306。优选地，槽305的尺寸为60°。周向通道306由位于通道306的一端(即，第一端)的槽305的开口305A和位于其另一端(即，第二端)的旋转止动件307限定，使得旋转止动件307介于通道306的第二端和相对的槽305之间。保持突起308靠近槽305的开口设置。优选地，通道306的长度在62-120°的范围内，并且通道的宽度在0.25-0.75″的范围内(基于凸耳尺寸)。如图11所示，优选的是，周向通道306的深度是变化的，以有助于在安装旋转完成后将凸耳8，81引导就位并且将它们紧密地保持在适当位置。通道的深度可以从0.30″的初始深度(更接近保持突出 308)到0.20″的中间深度，到0.10″的最终深度(更靠近旋转止动件307)而变化。如果需要，可在安装前添加纤维垫圈，以帮助确保在安装旋转完成后所需的安装和保持。纤维垫圈的材料优选为任何合适的耐高温陶瓷纤维。

如上所述，保持突起308从限定通道306的第一表面301的上游内侧壁(侧壁)303A轴向延伸，并且优选地具有0.050″至0.200″的尺寸。该保持突起308使通道306的近轴宽度变窄，有效地将周向通道306的侧壁(即，表面302的内壁303B和表面302的外表面 302B)与凸耳8，81之间的轴向间隙减小到仍然允许旋转的最小水平。该间隙范围为0.010″至0.020″。

在耐火插入件300中，至少一个槽口309，优选地两个直径上相对的安装槽口309，被设置在下游表面302的外表面302C中并且沿着侧壁302A的一部分，以在安装时促进耐火插入件的旋转。具有T形主体的安装工具(未示出)用于接合两个槽口309并将耐火插入件旋转到耐火块100，200的通孔7，71中的适当位置，如图15-19所示。优选地，槽口 309的尺寸为0.375″。

在安装时，耐火插入件300被定位成使得槽305与各自的块100，200的凸耳8，81 对齐。当耐火插入件300旋转时，定位在槽305内的凸耳8，81将紧密地通过保持突起308，并且然后位于保持突起308和旋转止动件307之间的周向通道306的一部分内。由于保持突起308的紧密尺寸公差，不允许反向旋转，并且通过旋转止动件307的存在防止了过度旋转。即使当系统经受压降时，耐火插入件也被保持在适当的位置，如插入，并且即使是不使用砂浆或纤维垫圈也不会被迫离开位置。

图15是从根据本发明的耐火组件153的下游侧面看的平面图，包括耐火插入件300和中空耐火块100，图16是从图15所示的组件153的下游侧看的立体局部剖视图，以及图17是从图15和16所示的组件153的上游侧看的立体局部剖视图，图18是从根据本发明的耐火组件105的下游侧看的立体局部剖视图，包括传统的耐火砖(块)200和耐火插入件300，以及图19是从图18所示的组件105的上游侧看的立体局部剖视图。如图所示，安装的耐火插入件300通过通道306内的块100，200的凸耳8，81保持就位。耐火材料组件105、153以及其他各种耐火结构部件和组件可用于形成炉道组件，如下所述。

对于耐火插入件，以及耐火砖(块)、耐火基部和耐火罩(盖)的合适的材料，包括但不限于例如氧化铝基耐火材料，堇青石(硅酸镁铝)和氧化锆。更优选地，耐火插入件、块、盖和基部由选自于中级耐火粘土砖(按重量计由至少30％的氧化铝组成的氧化物结合氧化铝)、高级耐火粘土砖(按重量计由至少35％的氧化铝组成的氧化物结合氧化铝)、超级耐火粘土砖(按重量计由至少40％的氧化铝组成的氧化物结合氧化铝)和高氧化铝耐火粘土砖(按重量计由至少60％的氧化铝组成的氧化物结合氧化铝)组成的群组中的材料制成。最优选地，本发明利用按重量计由88％的氧化铝组成的莫来石结合氧化铝或按重量计由95％的氧化铝组成的氧化物结合氧化铝。

炉道组件通过组合耐火砖、耐火插入件和其他结构构件(如基构件和盖)设置。任何类型的块、基部和盖都可以与包括具有根据本发明的保持机构的耐火插入件的炉道组件一起使用。图6中示出了用于形成炉道组件的优选的基部件30的示例。多个基部件30沿着炉道的长度延伸并跨越炉道的水平宽度“w”，以使用与上述壁块10，100相同的配合特征将两个壁连接在一起(参见，例如，图20-21)。

每个基部件30具有外周表面，其具有上表面30c和相对的下(底)表面30d，其上分别形成互锁机械配合特征的突出部分33和相应的开口34(未示出)。突出部分33对应于上面与块1，10，100一起描述的突出部分3，并且开口34对应于上面与块1，10，100一起描述的开口4。对于上面讨论的机械配合构件和壁厚的相同的关键尺寸要求也适用于基部件。优选地，每个基部件30的总重量为约60-100磅，更优选地小于约70磅。

突出部分33设置在基部部件30的上表面30a上，靠近两个相对端30a，30b，以对应于要在其上构建的炉道壁的横向(水平)相对的位置。开口34设置在相应位置中的基部件30的底表面30d中。在一些实施例中，基部件30具有多个腔，从中移除了不必要的材料以减小基块的重量。开口32是材料移除部分，并且可以与这些腔连通或不连通，并且沿着基部件30的长度设置多个附加腔，通过具有足够厚度的内部块壁隔开以提供足够的材料来确保部件的结构完整性得以保持。壁厚优选在0.5至1.5英寸的范围内，优选0.625 至0.875英寸。

如上所述，重要的是基部件30的尺寸和材料与盖的尺寸和材料(在下面更详细讨论) 基本相同，以便适当地和有效地补偿热和应力因素，虽然如本领域技术人员可以理解的，基部是较重的部件。传统的基部和盖构件也可以与包括根据本发明的耐火插入件的块一起使用，以形成炉道组件/系统。

图7示出了优选的盖60的示例。如图7所示，盖60的上表面60c具有带有倾斜侧面的平坦顶部。盖的上表面60c还包括上面与块1，10，100和基部件30一起描述的互锁机械配合特征63，64。在盖60的情况下，突出部分63用于两个功能。首先，突出部分63 以与上述相同的方式与其他壁块10，100上的相应开口4一起提供机械配合特征，这使得盖60能够用于盖60不是唯一的最上面部件但是另外的炉道壁块10，100被替代地放置在盖60的顶部的组件中，并且壁竖直向上延续，提供堆叠盖布置(未示出)。第二，由于突出部分63在盖60的整个表面几何形状上方(在竖直方向上)延伸至少0.5英寸的距离，这允许将胶合板放置在盖60的顶部，以在炉回转期间限定走道(walkway)。由于这个盖直接位于炉道壁的上方，走道允许工人进入炉道顶部的炉中，而不会将重量放在盖的无支撑的跨度的中心，而是将所有重量都引导到炉道壁上，它可以很容易地得到支撑。顶盖60 的跨度可以小至12英寸，或宽至60英寸，但优选的尺寸是24英寸至36英寸的范围。

盖60也从底表面60d挖空以从非关键区域移除所有可能的材料，以通过改善横截面的每单位面积的受力比来最小化应力。如图8所示，由此形成大的中心腔62，以及与限定机械配合特征的开口64连通的两个较小的腔62。优选地，每个盖部件的总重量在50-100 磅的范围内，更优选在60-80磅的范围内。机械配合特征(开口)64提供与形成壁8的块 10，100的突出部分3的接合，以在任意侧将盖60牢固地附接到壁8，跨越壁结构之间的内部炉道宽度。机械配合特征的关键尺寸与上面讨论的相同。优选地，盖的壁厚“t”在 0.5至1.5英寸的范围内，更优选地在0.625至0.875英寸的范围内。

盖60还具有附加的机械配合特征，例如在侧表面30f上形成的凹槽65(参见图8)和在侧表面60e上形成的突起或凸耳66(参照图7)。这些特征与上面结合基部件30描述的块1，10，100所描述的机械配合特征/膨胀间隙特征5和6具有相同的目的和功能。这些配合/膨胀特征65，66的位置对应于与其他盖60和在其下方堆叠的壁块10，100的配合对准，如下面结合图20-21更详细地描述。

如图20-21所示，炉道组件400，400A包括多个基部件30，其被布置成水平地(在限定炉道的宽度的第一方向或水平布置方向上)延伸并且相对于彼此对齐以沿着炉道的纵向延伸方向(长度)限定基本上连续的基表面。基部件30经由机械配合构件35，36(优选地没有任何砂浆)彼此固定。多个壁形成块10沿着炉道的纵向延伸方向在两个相对侧竖直地堆叠在基部件30上，这有助于进一步将基部件30固定在适当位置。块10以顺序偏移的方式布置，长度的一半在基部件30上，使用各自的机械配合构件33(从基部件30突出的突出部分)和4(块10上的开口)，以将块10牢固地固定在基部件30上的适当位置而不使用砂浆。块10也经由各自的机械配合构件5，6彼此固定。然后，多个块1A，100 以类似的、半块偏移的方式竖直并且沿着纵向延伸方向堆叠在一排块10上。

然后，经由各自的机械配合构件3、4、5和6，将附加的块1A，100交替地彼此堆叠，竖直和水平地固定到彼此，优选地没有砂浆，以半块、偏移的方式延续，以限定两个平行的竖直定向的炉道壁8，其在从基部件30开始的第二方向(即，竖直布置方向)和炉道的纵向延伸方向两者上延伸。如图所示，一些块对应于图11所示的块10(没有通孔7)，并且一些块对应于图16所示的块100，其包括通孔7。另外，除了块1A中包括的通孔之外，块1A与图10中的块1示出和描述的那些相同。还应注意，炉道结构可以使用经修改的传统标准块形成，以包含适当的具有配合凸耳的通孔(参见，例如，图18-19)。

炉道壁8在水平布置方向上彼此隔开预定距离(即，12-60英寸，优选地24至36英寸)，由基部件30的水平跨度决定。根据需要，在所需位置使用连接杆支架15将连接杆 50插入耐火插入件中。耐火插入件也可以在所需的任何位置插入块100的通孔7中，以在这些点处限定耐火块组件(参见，例如，图21)。通过在炉道壁8的顶部放置多个盖60 来固定炉道组件，这些盖经由机械配合特征(例如，盖中的开口64和壁块10的突出部分 3)固定在最上面的块10上，并且经由盖60中的机械配合构件65、66进一步彼此固定以建造炉道(也称为炉道组件400或400A，参见，例如，图20～21)。

如上所述，在根据本发明的炉道400/400A中，减少所有部件的重量，同时保持每个单独部件的结构完整性，使得可以消除砖的下部(即基部件30)的大部分压毁力。提供轻质、结构上正确的罩(盖)部件60克服了先前为了更坚固而使传统盖更厚的缺点(这也不利地增加了整个系统的额外负载)。在每个砖之间加入受控的膨胀间隙并从整个系统中消除砂浆确保了炉道组件400/400A可以膨胀和收缩而不会产生大的累积应力，并且减少了炉道组件400/400A整体的安装时间。

利用减小的壁厚和用于部件的改进的材料，两个工人可以容易地安装或简单地移除轻质炉道盖60。此外，具有互锁机械配合特征的轻质无砂浆块易于通过单个工人处理，并且炉道结构400/400A可以根据需要进行组装、修复和/或拆卸，而不会产生重大的后果或高技能水平的要求。横梁支撑件(即，各自的支架插入件15中的连接杆50)以及其他耐火插入件可以容易地从炉道组件400中的块(块组件)添加或移除，而不限制在回转期间对其他炉道部件的接近，确保修复完整有效。

借助于根据本发明的保持机构，耐火插入件300，330在不使用砂浆的情况下保持在适当的位置，并且有效地防止了耐火插入件在压降期间的损失。更快的安装和修复时间还允许更容易地进行适当的修复，从而提高系统的整体可靠性。

图20-21最佳地示出了炉道400，400A的示例，其包括不同块1A(即，具有通孔的块1)，10和100以及不同的耐火插入件300，300的组合以限定多个不同的耐火组件(例如，150，151，152和153)。耐火组件(也称为耐火块组件)150包括块100和两个耐火插入件300，耐火组件151包括块1A和耐火插入件300，耐火组件152包括块100和耐火插入件330，以及耐火组件153包括块100和耐火插入件300。如图所示，除了中心开口 304的尺寸(其在耐火插入件330中较大)，耐火插入件330在所有方面与耐火插入件300 相同。尽管该实施例没有描述标准砖200的使用，但是根据本发明的任何耐火插入件可以与炉道系统/组件的任何类型的块中的任何通孔位置结合使用，以限定炉道组件内的耐火块组件，从而提供模块化系统，该系统允许将通用的耐火插入件-配合凸耳设置到块的开口的表面上，这些开口在炉道中的任何位置处与任意插入件结合使用。这种巨大的灵活性使终端用户能够根据他们所面临的特定加工条件和要求，以他们认为必要的任何方式修改耐火插入件的安装。改进的稳定性和保持在适当的位置减少了损失时的更换需求。

虽然本发明已经参照具体示例进行上述说明和描述，但应当由本领域技术人员理解的是，本发明绝不限于这些示例，并且在不脱离本发明的范围和精神的情况下能够容易地进行变化和修改。

Claims (13)

1.一种耐火插入件，其特征在于，包括：

主体部，所述主体部具有限定第一侧壁的第一表面、限定第二侧壁的相对的第二表面以及分隔所述第一表面和所述第二表面的外周表面；和

机械配合构件，所述机械配合构件设置在其所述外周表面的至少一部分上，所述机械配合构件包括保持机构，所述保持机构用于控制和保持与所述机械配合构件相连接的相应配合构件的位置；

其中所述机械配合构件的所述保持机构包括在所述耐火插入件的所述外周表面中的至少两个直径上相对的通道，各个通道通过所述第一侧壁和所述第二侧壁周向地限定；

其中所述保持机构包括保持突起构件和旋转止动构件，所述保持突起构件在各个通道的第一端附近从所述第一侧壁和所述第二侧壁中的一个轴向向内突出到各个通道中，所述旋转止动构件限定每个通道的相对的第二端。

2.根据权利要求1所述的耐火插入件，其特征在于，其中，所述保持突起构件从所述第一侧壁和所述第二侧壁中的一个轴向向内突出到各个通道中。

3.根据权利要求1所述的耐火插入件，其特征在于，其中所述机械配合构件包括至少两个直径上相对的槽，所述至少两个直径上相对的槽中的每一个形成在所述第一侧壁和所述第二侧壁中的至少一个的所述表面中，并且至少在各个通道的第一端处向各个通道开放。

4.根据权利要求1所述的耐火插入件，其特征在于，其中所述耐火插入件进一步包括安装槽口，所述安装槽口形成在所述第一侧壁和所述第二侧壁中的至少一个的部分上，并且朝向相对的侧壁径向向内延伸。

5.根据权利要求1所述的耐火插入件，其特征在于，其中所述耐火插入件是气流转换塞。

6.根据权利要求1所述的耐火插入件，其特征在于，其中所述耐火插入件进一步包括形成在所述第一侧壁和所述第二侧壁中的一个中的中心开口。

7.一种耐火块组件，其特征在于，包括：

耐火块，所述耐火块具有在其中形成的至少一个开口；和

至少一个耐火插入件，所述至少一个耐火插入件位于所述耐火块中的所述至少一个开口内；

其中所述至少一个耐火插入件包括主体部和机械配合构件，所述主体部具有限定第一侧壁的第一表面、限定第二侧壁的相对的第二表面以及分隔所述第一表面和所述第二表面的外周表面，所述机械配合构件设置在其所述外周表面的至少一部分上，所述机械配合构件包括保持机构，所述保持机构用于控制和保持设置在所述耐火块中的所述至少一个开口的内表面上的相应配合构件的位置；

其中所述耐火插入件的所述机械配合构件的所述保持机构包括在所述耐火插入件的所述外周表面中的至少两个直径上相对的通道，所述通道由所述第一侧壁和所述第二侧壁周向地限定，并且

其中所述耐火插入件的所述保持机构包括保持突起构件和旋转止动构件，所述保持突起构件在各个通道的第一端附近从所述第一侧壁和所述第二侧壁中的一个轴向向内突出到各个通道中，所述旋转止动构件限定每个通道的相对的第二端。

8.根据权利要求7所述的耐火块组件，其特征在于，其中所述至少一个耐火插入件是气流转换塞。

9.一种用于蒸汽转化炉炉道的耐火块组件，其特征在于，所述耐火块组件包括：

耐火块，所述耐火块包括

中空主体部分，所述中空主体部分具有限定第一端、相对的第二端、上表面、相对的下表面、第一侧和相对的第二侧的外周表面，

至少一个通孔，所述至少一个通孔具有形成在所述主体部分的所述第一侧和所述相对的第二侧中的开口，

至少一个第一机械配合部分，所述至少一个第一机械配合部分限定从所述主体部分的所述上表面的一部分延伸的突出部分，和

至少一个相应的第二机械配合部分，所述至少一个相应的第二机械配合部分限定与形成在所述主体部分的所述下表面的一部分中的所述突出部分对应的开口；和

至少一个耐火插入件，所述至少一个耐火插入件位于所述至少一个通孔中的至少一个内，所述耐火插入件包括主体部和机械配合构件，所述主体部具有限定第一侧壁的第一表面、限定第二侧壁的相对的第二表面以及分隔所述第一表面和所述第二表面的外周表面，所述机械配合构件设置在其所述外周表面的至少一部分上，所述机械配合构件包括保持机构，所述保持机构用于控制和保持设置在所述耐火块的所述至少一个通孔的内表面上的相应配合构件的位置，

其中所述耐火插入件的所述机械配合构件的所述保持机构包括在所述耐火插入件的所述外周表面中的至少两个直径上相对的通道，所述通道由所述第一侧壁和所述第二侧壁周向地限定，并且

其中所述耐火插入件的所述机械配合构件的所述保持机构包括保持突起构件和旋转止动构件，所述保持突起构件在每个通道的第一端附近从所述第一侧壁和所述第二侧壁中的一个轴向向内突出到各个通道中，所述旋转止动构件限定每个通道的相对的第二端。

10.一种用于蒸汽转化炉的耐火炉道组件，其特征在于，所述耐火炉道组件包括：

多个耐火基部件；

多个耐火壁块，其中所述多个耐火壁块的至少一部分包括至少一个通孔，所述至少一个通孔具有形成在其相对侧表面中的开口；

多个耐火盖部件；和

耐火插入件，所述耐火插入件位于所述耐火壁块中的一个或多个所述通孔内，所述耐火插入件具有主体部和机械配合构件，所述主体部具有限定第一侧壁的第一表面、限定第二侧壁的相对的第二表面和分隔所述第一表面和所述第二表面的外周表面，所述机械配合构件设置在其所述外周表面的至少一部分上，所述机械配合构件包括保持机构，所述保持机构用于控制和保持设置在所述耐火壁块的所述至少一个通孔的内表面上的相应配合构件的位置；

其中所述耐火基部件被布置成在限定所述耐火炉道组件的宽度的水平布置方向和限定所述耐火炉道组件的长度的纵向布置方向上延伸；

其中所述耐火壁块在竖直布置方向上且沿着所述纵向布置方向堆叠在所述耐火基部件上，并且在所述竖直布置方向和所述纵向布置方向上彼此堆叠，以限定两个平行的炉道壁，所述炉道壁在所述水平布置方向上彼此间隔一段距离，其中所述两个平行的炉道壁在所述竖直布置方向上并且沿着所述耐火基部件上的所述耐火炉道组件的长度从所述耐火基部件向上延伸；并且

其中，所述多个耐火盖部件在所述竖直布置方向上并且沿着所述纵向布置方向堆叠在所述耐火壁块上，使得所述耐火盖部件沿着所述纵向布置方向和所述水平布置方向延伸，以覆盖沿着所述耐火炉道组件的所述长度的至少一部分的所述炉道壁之间的距离，并且

其中所述机械配合构件的所述保持机构包括在所述耐火插入件的所述外周表面中的至少两个直径上相对的通道，所述至少两个直径上相对的通道中的每个通道通过所述第一侧壁和所述第二侧壁周向地限定；

其中所述保持机构包括保持突起构件和旋转止动构件，所述保持突起构件在各个通道的第一端附近从所述第一侧壁和所述第二侧壁中的一个轴向向内突出到各个通道中，所述旋转止动构件限定每个通道的相对的第二端。

11.根据权利要求10所述的耐火炉道组件，其特征在于，其中所述多个耐火基部件包括多个中空耐火基部件，每个中空耐火基部件包括多个第一机械配合构件；

其中所述多个耐火壁块包括多个中空耐火壁块，每个中空耐火壁块包括与所述中空耐火基部件的所述多个第一机械配合构件对应的多个第二机械配合构件；

其中所述多个耐火盖部件包括多个中空耐火盖部件，每个中空耐火盖部件包括进一步与所述中空耐火基部件的所述多个第一机械配合构件和所述中空耐火壁块的所述多个第二机械配合构件对应的多个第三机械配合构件；

其中所述中空耐火壁块在竖直布置方向上并且沿着纵向布置方向经由所述第一机械配合构件和所述第二机械配合构件堆叠在所述中空耐火基部件上并且机械地互连到所述中空耐火基部件，并且在所述竖直布置方向和所述纵向布置方向上经由所述第一机械配合构件和所述第二机械配合构件彼此堆叠并彼此机械地互连，而不使用砂浆，以限定两个平行的炉道壁，所述炉道壁在水平布置方向上彼此间隔一定距离并且在所述竖直布置方向上并且沿着所述中空耐火基部件上的所述炉道组件的所述长度从所述基部件向上延伸；并且

其中所述多个耐火盖部件在所述竖直布置方向上并且沿着所述纵向布置方向经由所述第二机械配合构件和所述第三机械配合构件堆叠在所述中空耐火壁块上并且机械地互连到所述中空耐火壁块，而不使用砂浆。

12.根据权利要求10所述的耐火炉道组件，其特征在于，其中所述耐火基部件，所述耐火壁块，所述耐火盖部件和所述耐火插入件均包括相同的材料。

13.根据权利要求10所述的耐火炉道组件，其特征在于，其中，所述保持突起构件从所述第一侧壁和所述第二侧壁中的一个轴向向内突出到各个通道中。

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