KR20040016367A

KR20040016367A - 합성 내화 절연타일 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20040016367A
Application number: KR1020020085062A
Authority: KR
Inventors: 스위 뉴엔 캐롤; 엔. 뉴엔 넉
Original assignee: 스위 뉴엔 캐롤; 엔. 뉴엔 넉
Priority date: 2002-08-16
Filing date: 2002-12-27
Publication date: 2004-02-21
Also published as: US6575738B1; KR100494759B1

Abstract

본 발명은 합성 내화 절연타일에 관한 것으로, 그 목적은 금속 강편 및 슬래브를 재가열하는 형태의 야금용 로의 유체냉각식 구조부재를 절연시키는 한 쌍의 합성내화타일을 제공하는 것이다. 내화타일은 타일의 선택된 부분의 외 표면으로부터 로 부재와 접촉하는 내 표면까지 내향으로 및 반경방향으로 뻗어있는 캐스트 내화외피의 복합체이다. 내화타일의 로 부재와의 접촉이 없는 부분에서는, 세라믹섬유 절연 블랭킷이 캐스트 내화외피와 로 부재 사이의 중공부를 채우게 된다. 각 타일에 세라믹섬유 절연 블랭킷이 포함됨으로써, 유사한 두께의 고체 캐스트 내화타일과 비교할 때 로의 열손실을 줄일 수 있게 된다. 유체냉각 구조부재와 접촉하는 부착 조립체는 캐스트 내화외피로 뻗어있으며 서로 일정간격 떨어져 있는 복수의 앵커링 와이어를 가지며, 각 타일의 로의 구조부재와의 적절한 정렬을 유지시킨다. 복수의 앵커링 와이어는 캐스트 내화체가 타일의 외 표면으로부터 로 부재와 접촉하는 내 표면까지 견고하게 뻗어있는 캐스트 내화외피 부분으로만 뻗어있다.

Description

합성 내화 절연타일 및 그 제조방법{Composite refractory insulating tile and Method of fabrication}

본 발명은 열간 작업 전 금속을 재 가열하는데 사용되는 야금로(metallurgical furnaces)에 있어서, 수냉식 로 부재(water-cooled furnace member)를 절연시키고 뜨거운 로 가스로부터 보호하기 위해 상기 수냉식 로 부재를 내화물질로 피복한 야금용 로에 관한 것이다.

열간 작업중 금속을 가열하는 로는 일반적으로 약 2400℉ 이하의 온도에서 조작된다. 이러한 높은 온도에서는 응집된 열로부터 로를 구성하는 구조부재들을 보호할 필요가 있다. 상기 로에서 가열되는 강편 또는 슬래브와 같은 중금속 부분에 대한 지지체를 제공하는 로 부재는 절연되어 있으며 그 내부가 순환유체에 의해 냉각되어서 중금속 부분의 무게를 지지하는 데 요구되는 강도를 유지할 수 있게 된다.

중금속 부분에 대한 로 지지 부재는 통상 '스키드레일'로 라고도 불리며, 길이방향으로 상향 돌출된 마멸표면을 가진 수평배향 수냉식 관들로 이루어져 있다. 가열될 중금속 부분은 로 입구로부터 로 출구까지 움직일때 상기 지지부재의 마멸표면을 따라 이동한다. 지지부재용 절연체는 통상 단일 내화재료로 이루어져 있거나 또는 소위 내화타일로 불리는 서로 다른 재료의 동심층들로 이루어져 있다. 로 부재에 대한 내화타일이 고온, 열충격, 진동, 및 기타 로 부재 및 내화타일에 가해지는 외력을 견뎌내도록 하기 위해 여러 개의 서로 다른 수단들이 이용된다. 내화타일은 주기적으로 교체해야 하기 때문에 설치가 비교적 쉬워야 하는 것이 중요하다.

미국특허 번호 4,424,027은 엑세스 홀이 미그 용접기를 사용하여 유체 냉각식 로 부재에 삽입 유로를 용접하는데 사용하기 위해 제공되는 내화타일을 개시하고 있다.

또한, 미국특허 번호 3,881,864는 두 개의 c-형 블록이 스키드레일하에서 서로 체결되어 있어서 적절히 절연기능을 확보할 수 있는, 로 스키드레일 주위에 내부 섬유내화재료를 피복하고 있는 내화타일을 제시하고 있다.

또, 미국특허 번호 4,393,569는 지지부재가 적어도 두 층으로 겹쳐지는 외부 내화세라믹섬유 블랭킷(ceramic fiber blanket)에 의해 보호되는 내화섬유절연재료로 감싸여 있는 모듈을 개시한다.

또한, 미국특허 번호 4,140,484는 섬유내화재료 내층과 내화타일 외층으로 이루어진 내화 피복재에 의해 피복되는 관형 지지부재를 개시하고 있으며, 상기 외층은 지지부재 주위에서 함께 확보되는 금속 링크에 의해 적소에 배치된다.

또한, 미국특허 번호 4,071,311은 내화섬유재료 내층 및 반원통형 내화타일로 이루어진 외층에 의해 피복되는 관형 금속 지지부재를 개시한다. 상기 내화타일은 이웃하는 타일에 의해 피복되고 체결되는 금속 커플링 링크에 의해 적소에 배치된다.

또한, 미국특허 번호 4,015,636은 내부섬유 열 전열체, 중간 스플릿 세라믹내화물, 및 외부 보호 세라믹 피복재로 이루어진 삼층절연 조립체를 개시한다.

또한, 미국특허 번호 4,450,872는 열 절연 세라믹 내화섬유 블랭킷 내층, 블랭킷 주위의 개방 직조 세라믹천, 베니어링 모르타르 내층, 세라믹섬유재료로 이루어진 압축 링, 및 베니어링 코팅의 열 페이스 층을 포함하는 피복재를 개시한다.

또한, 미국특허 번호 3,881,864는 로 부재를 피복하는, 바람직하게는 섬유내화재료로 이루어진 내층을 피복하는 내화타일을 개시하고 있으며, c-형 타일들이 부재아래에서 서로 체결되어 적절히 배치되어 있다.

서로 다른 재료로 이루어진 동심층의 절연체를 가진 내화타일을 개선하는데 있어서, 미국특허 번호 6,179,610은 캐스트 내화재료가 절연될 로 부재로부터 개별부착수단 및 각 타일의 단부 근처에 위치해 있는 타일의 선택된 부분에서의 내화타일의 외 표면까지 뻗어있는 층상 내화재료를 가진 야금용 로 부재용 합성내화타일을 개시한다. 미국특허 번호 6,179,610의 합성내화타일을 도 13에 도시하고 있는데, 이는 타일의 길이방향에 대해 수직으로 취한 횡단면도이다. 상기 단면도는 부착수단이 제공된 타일의 일부를 취한 것이다. 도 14는 상기 합성내화타일의 길이방향 축 (108)을 포함하는 평면의 단면도를 도시한다. 도 13 및 도 14에서는, 수냉식 부재 (101)가 캐스트 내화부 (103) 및 절연 세라믹섬유 블랭킷부 (104)로 이루어진 합성 내화타일부 (102)에 의해 절연된다. 금속부착수단 (105)을 감싼 부분에서는 캐스트 내화재료가 유체냉각식 로 부재 (101)로부터 타일의 외표면 (106)까지 연속적으로 뻗어있다. 각각의 금속부착수단 (105)은 단단한 금속연결수단이라면 어떤 것이든 사용될 수 있다. 상기부착수단은 미그-용접기를 이용하여 엑세스 홀을 통해유체 냉각식 로 부재 (101)에 용접된다.

미국특허 번호 6,179,610의 합성내화타일에서는, 세라믹섬유 블랭킷 (104)의 우수한 절연특성이 캐스트 내화체 (103)의 우수한 강도가 필요하지 않은 타일의 모든 부분에서 이용된다. 상기 캐스트내화체 (103)는 냉각 로 부재 (101)에 타일의 중심을 맞추는 것 및 로 부재 (101)의 적소에 타일 (102)을 배치하는 것에 의존하는 부착수단 105의 일부인 앵커링 와이어 (109)를 삽입할 위치를 제공하는 것에 의존한다. 바람직한 절연방법으로는 부착수단 (105)의 용접 모재 (110)를 로 부재 (101)에 용접하는 방법이 있다. 앵커링 와이어 (109)는 플랫 와셔 (111)를 통해 용접 모재 (110)에 부착된다.

도 13에 도시된 바와 같이, 앵커링 와이어 (109)는 캐스트 내화재료 내에서 로 부재 (101)로부터 반경방향으로 및 로 부재의 길이 방향으로 뻗어있다. 또한 도 14에 도시된 것처럼, 또 다른 앵커링 와이어 (109)는 캐스트 내화재료 내에서 로 부재 (101)로부터 반경방향으로 및 로 부재의 길이 방향에 대해 수직방향으로 뻗어있다.

도 13 및 도 14를 참고하면, 앵커링 와이어 (109)의 단부가 반경방향 및 내향으로 배치된 더 나은 절연체인 세라믹섬유 블랭킷 (104)을 가진 캐스트 내화부 내에 배치된다. 앵커링 와이어 (109)의 단부가 상기 위치에 배치된다는 것은 도 13 및 도 14의 (113 및 114)와 같은 타일 (102)의 외표면 (106)으로부터 반경방향 및 내향으로 로 부재 (101)와 접촉하는 타일의 내표면까지 뻗어있는 캐스트 내화재료 부분에서의 앵커링 와이어부보다 더 높은 온도에 상기 단부가 노출된다는 것을 의미한다. 앵커링 와이어의 고온에의 노출, 및 앵커링 와이어의 길이에 따른 온도의 차이는 합성내화타일의 수명을 감소시킨다.

본 발명의 목적은 앵커링 와이어의 온도가 감소된 (본 발명의 로와 동일한 온도에서 작동하는 로내에 설치된 상기 종래 타일의 앵커링 와이어와 비교시) 합성내화타일을 제공하는 것이며, 앵커링 와이어의 길이에 따른 온도 차를 줄이는 것이다.

본 발명은 야금용 로의 유체냉각 구조부재를 절연시키는 한 쌍의 합성내화타일을 제공한다. 각각의 타일은 유체냉각식 로 부재의 일부 주위에 배치되는 강성 캐스트 내화외피를 포함하며, 상기 강성 캐스트 내화외피는 내부면 및 내부면과 대향하는 외부면, 연신 유체냉각식 로 부재의 길이방향에 대응하는 서로 대향하고 있는 단부벽들, 및 상기 단부벽들 사이에 뻗어있는 두 끝벽을 가진다. 내부면은 유체냉각식 로 부재와 접촉하는 선택된 부분, 및 유체냉각식 로 부재로부터 반경방향으로 일정간격으로 떨어져 있는 나머지 부분을 포함하며 이로써 중공부를 한정한다. 세라믹섬유 블랭킷은 중공부내에 위치하며, 세라믹섬유 블랭킷의 재료는 캐스트 내화외피의 재료보다 더 높은 절연 k 값을 가진다. 적어도 하나의 부착수단이 강성 캐스트 내화외피의 선택된 부분내에 위치하며, 각각의 부착수단이 합성내화타일의 사용시 유체냉각식 로 부재로부터 반경방향으로 일정간격 떨어져 있는 부분의 온도보다 낮은 온도를 가지며 상기 한정된 중공부내에 위치하는 상기 세라믹섬유 블랭킷을 가지는 상기 캐스트 내화외피의 일부분 내에 위치하도록 형성되어 있다.

도 1 은 야금용 재가열 로내 수냉지지 부재들의 일반적인 배치를 나타내는 사시도이다;

도 2는 본 발명에 따른 한 쌍의 합성내화절연타일의 사시도이다;

도 3은 본 발명에 따른 한 쌍의 합성내화절연타일의 종단면도로서, 도 2의 III-III 라인을 따라 화살표 방향으로 취한 면을 도시한다;

도 4는 본 발명에 따른 한 쌍의 합성내화절연타일의 횡단면도로서, 도 2의 IV-IV 라인을 따라 화살표 방향으로 취한 면을 도시한다;

도 5는 본 발명에 따른 한 쌍의 합성내화절연타일의 횡단면도로서, 도 2의 V-V 라인을 따라 화살표 방향으로 취한 부착 조립체를 통과하는 면을 도시한다;

도 6은 본 발명에 따른 한 쌍의 합성내화절연타일의 횡단면도로서, 도 2의 VI-VI 라인을 따라 화살표 방향으로 취한 타일의 길이방향 단부 근처의 면을 도시한다;

도 7은 도 2의 III-III 라인을 따라 화살표 방향으로 취한 면을 도시하는, 본 발명에 따른 한 쌍의 합성내화절연타일의 종단면도로서, 부착 조립체의 제2실시예를 도시한다;

도 8은 도 2의 V-V 라인을 따라 화살표 방향으로 취한 부착 조립체를 통과하는 면을 도시하는, 본 발명에 따른 한 쌍의 합성내화절연타일의 횡단면도로서, 부착 조립체의 제2실시예를 도시한다;

도 9는 상부표면으로부터 돌출된 스키드레일을 구비하는 유체냉각식 로 부재와 함께 사용되는, 본 발명의 한가지 실시예에 따른 한 쌍의 합성내화절연타일의 횡단면도로서, 부착 조립체를 통과하는 면을 도시한다;

도 10은 서로 인접하여 평행하게 배열되어 있는 유체냉각식 로 부재들과 함께 사용되는, 본 발명에 따른 한 쌍의 합성내화절연타일의 횡단면도로서, 부착 조립체를 통과하는 면을 도시한다;

도 11은 서로 인접하여 평행하게 배열되어 있는 유체냉각식 로 부재들과 함께 사용되는, 본 발명에 따른 한 쌍의 합성내화절연타일의 횡단면도로서, 제2실시예에 따른 부착 조립체를 통과하는 면을 도시한다;

도 12a 내지 12f는 비용접 방식으로 본 발명의 합성내화절연타일을 부착하는데 사용하는 다양한 부착 조립체들의 평면도 및 끝면도이다;

도 13은 종래의 합성내화절연타일의 횡단면도로서, 부착체를 통과하는 면을 도시한다; 및

도 14는 종래의 합성내화절연타일의 종단면도로서, 길이축을 포함하는 면을 도시한다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(1) : 로(furnace) (2) : 내화바닥

(3) : 내화벽 (4), (5), (75) : 스키드레일

(6), (7), (14~19), (24), (53), (62), (63), (101) : 로 부재

(8~13), (20~23) (52), (66), (76), (102) : 타일

(25), (26) : C형 타일 (27), (28), (80) : 공동

(29), (64), (65), (108) : 축

(30), (55), (70), (77), (103) : 내화외피

(31), (32), (45), (46) : 단부벽

(33~36), (67), (68), (78) : 조립체

(37) : 중공부 (38), (104) : 블랭킷

(39), (58), (81) : 밴드 (40), (59) : 용접판

(41), (51), (74), (82), (109) : 앵커링 와이어

(44), (71), (79), (106) : 외표면

(47) : 갭 (48), (56), (57): 끝벽

(49), (110) : 용접모재 (50), (111) : 와셔

(54) : 마멸표면 (61) : 단부

(83) : 홀 (84) : 슬롯

(105) : 금속부착수단

도 1은 열간압연과 같은 가열작업 전에 슬래브 또는 강편 등의 중금속을 재가열하는데 사용하는 야금용 로 (1)의 일부를 도시한다. 이러한 형태의 로는 약 2400℉ 이하의 온도에서 조작되며, 가열로 가스에 영향을 받는 구조부재를 냉각시킬 필요가 있다. 본 발명은 대부분 내부 수냉식 원통형 파이프를 가진 로의 구조부재의 사용에 대해 설명하고 있지만, 다른 단면형태를 가진 유체냉각식 로 부재의 사용도 배제하지 않는다.

로 (1)에서는, 내화바닥 (2) 및 벽 (3)이 뜨거운 로 가스를 보유하는 로 울타리의 일부를 이룬다. 가열될 중금속부는 수평으로 배향된 유체 냉각식 로 부재들 (6 및 7)로부터 돌출된 고체금속 스키드레일 (4 및 5)을 따라 이동하며, 본 발명에 따른 한 쌍의 합성내화절연타일에 의해 로 가스로부터 절연된다. 타일 (8, 9, 및 10)은 유체냉각식 로 부재 (6)을 감싸고 있으며, 타일 (11, 12, 및 13)은 유체냉각식 로 부재 (7)을 덮고 있다. 스키드레일(skid rail)을 구비하는 유체냉각식 로 부재 (6 및 7)는 스키드레일을 구비하지 않은 수평으로 배향된 유체냉각식 로 부재 (14 및 15)에 의해 지지되며, 유체냉각식 로 부재 (14 및 15)는 수직으로 배향된 유체냉각식 로 부재 (16, 17, 18, 및 19)에 의해 교대로 지지된다. 합성내화절연타일은 또한 스키드레일을 구비하지 않은 지지부재를 감싸고 있는데, 예를 들면 타일 (20)이 부재 (15)를 감싸고 있으며 타일 (21)이 부재 (14)를 감싸고 있다. 수직으로 배향된 부재들 (16, 17, 18, 및 19)도 또한 타일로 싸여 있으며, 예를 들면 부재 (16)은 타일 (22)로 덮여있다. 상기한 모든 유체냉각식 로 부재는 내부로 흐르는 물 또는 다른 유체에 의해 냉각되는데, 이는 가열되고 스키드레일 (4 및 5)을 따라 이동하는 중금속부를 구조적으로 지지할 수 있을 정도로 로 부재의 온도를 유지하기 위해서이다. 예를 들어, "가동빔 식 로(walking beam furnace)"는 서로 인접하여 평행하게 배열되어 있는 두 유체냉각식 로 부재 (도시되지 않음)를 가질 수 있으며, 로 부재는 개구부를 갖는 하나의 타일로 보호될 수 있다. 본 발명의 합성내화절연타일은 로로부터 순환냉매로 손실되는 열을 상당히 줄일 수 있으며, 보호 외피를 제공하여 로 가스 및/또는 슬래그, 그리고 가열될 중금속부의 표면의 찌꺼기 및 파편 등의 로의 거친환경을 견디게 한다.

도 2는 본 발명에 따른 한 쌍의 연신 합성내화절연타일의 사시도이다. 두 개의 C-형 단면들로 이루어진 한 쌍의 타일은 도 1에 도시된 유체냉각식 로 부재를 따라 연이어 조립되어 있다. 인접해 있는 타일의 길이방향 단부들 사이에 개스킷 (도시되지 않음)을 제공하여 타일들 사이를 밀봉시키고 열팽창 및 열수축을 할 수 있게 한다.

도 2를 참고하면, 한 쌍의 절연타일 (23)이 유체냉각식 로 부재 (24) 둘레에 위치해 있다. 상기 타일 (23)은 절연을 촉진시키기 위해 두 개의 짝을 이루는 C-형 타일들 (25 및 26)으로 이루어져 있다. 타일의 외표면으로부터 유체냉각식 로 부재 (24)를 향해 반경방향으로 뻗어있는 공동 (27 및 28)은 타일을 설치하는 동안 타일내에 삽입되는 부착 조립체를 금속 유체냉각식 로 부재에 용접하기 위한엑세스(access)를 제공한다. 공동은 타일의 설치가 완료된 후 내화 모르타르로 채워진다. 바람직한 실시예에서는, 부착 조립체에 대한 엑세스가 본 출원인과 동일한 양수인을 가지며 여기에 참고로 포함되어 있는 미국특허 4,424,027에 기재된 미그-용접기를 사용할 수 있도록 형성되어 있다. 부착 조립체의 위치 및 수는 변할 수 있으며 타일의 설치 규격에 의존한다. 도 2에서는 명백히 타일의 외표면만 도시되어 있다. 도 2 의 III-III, IV-IV, V-V, 및 VI-VI 라인을 따라 화살표 방향으로 취한 타일의 횡단면들이 도 3 내지 도 8에서 타일의 내부 상세를 도시하고 있다.

도 3은 본 발명에 따른 한 쌍의 합성내화절연타일의 종단면도로서, 도 2의 III-III 라인을 따라 화살표 방향으로 취한 길이방향 축 (29)을 포함하는 면을 도시한다. 상기 면은 공동 (27 및 28)과 조합된 부착 조립체를 관통하며, 한 쌍의 타일을 길이방향으로 반으로 나눈다. 공동 (27 및 28)에 위치하는 부착 조립체와 대향하고 있으며 (27a 및 28a)에 위치하는 부착 조립체들이 또한 도시된다.

각각의 타일은 유체냉각식 로 부재 (24) 주위에 배치되는 강성 캐스트 내화외피 (30)를 구비한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 강성 캐스트 내화외피 (30)는 외피의 각각의 길이방향 단부벽 (31 및 32) 근처에 위치하는 로 부재 (24)와 접촉하며, 각각의 부착 조립체 (33, 34, 35, 및 36)들 사이에 위치한다. 캐스트 내화외피 (30)의 내표면은 세라믹섬유 절연블랭킷 (38)으로 채워진 중공부 (37)를 제한한다. 블랭킷 (38)의 캐스트 내화외피 (30)와 접촉하지 않는 부분이 로 부재 (24)와 접촉한다.

바람직한 실시예에서, 섬유블랭킷 (38)은 Thermal Ceramics Co. 에 의해CERABLANKET으로 시판되고 있는 알루미나-실리카 세라믹섬유 블랭킷이다. 외피 (30)는 Sil-Base Co. Inc.에 의해 "MIX 200"으로 시판되고 있는 알루미나-실리카와 같은 캐스트 내화재료이다. 세라믹섬유 블랭킷 (38)은 캐스트 내화재료보다 더 높은 절연값 (k 값)을 가지며, 따라서 본 발명의 합성타일은 오직 캐스트 내화재료로만 만들어진 유사두께의 타일보다 더 나은 절연체이다. 우수한 절연특성을 가진 섬유블랭킷 (38)만을 사용하는 것은 금지되어 있는데 왜냐하면 상기한 바와 같이 로 내의 거친 환경에 의해 야기되는 블랭킷에 대한 불리한 효과 때문이다. 캐스트 내화외피 (30)는 캐스트 내화외피의 안쪽에 반경방향으로 위치해 있는 더 나은 절연세라믹섬유 블랭킷 (38)을 보호하는 것이다.

동심형 층으로 이루어진 구조의 합성타일이 본 출원인과 동일한 양수인을 가지며 여기에 참고로 포함된 미국특허번호 6,179,610에 개시된다.

도 4는 본 발명에 따른 한 쌍의 합성내화절연타일의 횡단면도로서, 도 2의 IV-IV 라인을 따라 화살표 방향으로 취한 길이방향 축 (29)에 수직인 면을 도시한다. 도 4에 도시된 타일의 일부는 단부벽 (31 및 32) (도 3)로부터 및 또한 로 부재 (24)에 타일을 부착한 부착조립체 (33 내지 36)들로부터 길이방향으로 일정한 간격으로 떨어져 있는 타일의 일부를 지시한다. 도 4를 참고하면, 타일은 유체냉각식 로 부재 (24)를 접촉하여 감싸고 있는 절연세라믹섬유 블랭킷 (38), 및 절연 세라믹섬유 블랭킷 (38)을 감싸고 있는 캐스트 내화외피 (30)로 이루어진다. 도 4에 도시된 타일은 당업계에 알려진, 층 구조물이 타일의 한쪽 단부로부터 다른 쪽 단부까지 균일하게 뻗어있는 종래의 타일과 유사하다. 그러나 본 발명의 합성타일은아래에서 더욱 상세히 설명할 부착 조립체 영역 및 각각의 길이방향 단부근처 영역면에서 종래의 타일과 상이하다.

도 5는 타일의 조립체(33 내지 36)와 같은 각각의 부착 조립체의 인접영역의 구조를 도시한다. 도 2에 도시된 횡단 라인 V-V는 도 3에 도시된 길이방향 축 (29)에 수직이고 서로 마주 향하고 있는 공동 (27 및 28) 및 공동과 연계되어 있는 부착 조립체를 통과하는 면을 한정한다. 두 부분은 유사하기 때문에, 도 5에는 단지 공동(27) 과 연계된 부분만 도시된다. 도 5를 참고하면, 부착 조립체 (33 및 35)는 타일이 로 부재 (24)에 설치될 때 캐스트 내화 외피 (30)에 삽입되며 유체냉각식 로 부재 (24)와 접촉하도록 배치되어 있다. 각각의 부착 조립체 영역에서, 및 각 부착 조립체로부터 원주방향으로, 캐스트 내화 외피 (30)가 내화외피의 돌출부로서 안쪽으로 및 반경방향으로 뻗어있어서 로 부재 (24)와 접촉한다. 부착 조립체의 영역으로부터 길이방향으로 제거된 타일부분에서는, 도 3의 부착 조립체들 사이의 영역에서 보여지는 것처럼, 캐스트 내화외피가 보호외피만을 가지며 캐스트 내화외피 (30)와 유체냉각 로 부재 (24) 사이의 중공부 (37)는 도 4에 도시된 세라믹섬유 블랭킷 (38)으로 채워져 있다. 부착 조립체가 파이프와 접촉하며 캐스트 내화체에 삽입되는 도 5의 구조는 부착 조립체를 단단하게 고정시킬 뿐만 아니라 합성타일을 유체냉각식 로 부재 (24)와 함께 반경방향으로 정렬시키는 고체 반경방향 정렬 메카니즘을 제공한다. 정렬모습은 고체정렬 메카니즘에 따르지 않은 절연섬유블랭킷을 가진 종래의 합성절연타일과는 대조를 이룬다.

본 발명의 바람직한 실시예에서 부착 조립체는 밴드 (39) (도 3 및 5), 용접판 (40) 및 복수의 앵커링 와이어 (41)이다. 밴드 (39), 용접판 (40), 및 앵커링 와이어 (41)는 바람직하게는 스테인레스 스틸로 만들어진다. 바람직하게는 밴드 (39)는 약 1 인치의 폭을 가진 1/8 인치 두께의 재료이다. 용접판 (40)은 약 1 x 2 인치의 크기를 갖고 일반적으로 사각형 모양을 가진 약 1/4 인치 두께의 재료로 되어있다. 앵커링 와이어 (41)는 약 3/16 인치의 직경을 가진다. 각각의 부착 수단의 요소들은 합성타일의 내화외피 (30)로 주조되기 전에 용접된다. 공동 (27 및 28), 그리고 이에 대향하는 공동 (27a 및 28a)는 타일의 설치시 냉각유체 로 부재 (24)에 각각의 부착 조립체 (33 내지 36)를 용접하기 위한 엑세스를 제공한다. 용접은 타일을 로 부재 (24)에 설치할 때에 바람직하게는 미그-용접기(mig-welder)를 이용하여 실시한다. 밴드 (39) 및 용접판 (40)은 바람직하게는 로 부재 (24)에 밀착되도록 아아치 모양으로 형성된다. 각각의 밴드 및 용접판은 각각 바람직하게는 약 1/2 인치의 직경을 갖는 홀 (39a 및 40a)을 가진다. 홀들은 부착 조립체가 제조될 때 로 부재의 반경방향으로 서로 일렬로 정렬된다. 상기 홀들은 부착 조립체를 로 부재에 용접시키는 것을 촉진시킨다. 용접조작 후에, 공동 (27, 27a, 28, 및 28a)은 내화절연재료로 채워진다. 본 발명을 실시하는데 있어서 부착수단의 변형이 가능하며 아래에서 설명될 것이다. 부착 조립체의 위치와 수는 다른 변수뿐만 아니라 합성타일의 길이에도 의존한다.

본 발명의 중요한 특징은 캐스트 내화재료 (30) 및 세라믹섬유 블랭킷 (38)과 관련된 앵커링 와이어 (41)의 위치이다. 로 부재에 좀더 내구성이 좋은 타일과좀더 견고한 부착재를 제공하기 위해서는, 앵커링 와이어 (41)가 가능한 낮은 온도에 노출되고, 앵커링 와이어의 길이에 따른 온도 차가 가능한 작은 것이 중요하다. 상기 이들 목적은 앵커링 와이어의 모양과 구조를 와이어가 세라믹섬유 블랭킷을 가진 캐스트 내화체 부분으로 뻗지 않도록 함으로써 달성될 수 있다.

도 3을 참고하면, 앵커링 와이어 (41)가 캐스트 내화재료 (30)로부터 반경방향으로 및 안으로 뻗어있는 세라믹섬유 블랭킷 (38)을 가진 캐스트 내화재료 (30)의 일부로 뻗도록 형성되거나 위치하는 것이 아님을 알 수 있다. 다른 각도에서 본 도 5는 앵커링 와이어 (41)가 캐스트 내화재료 (30)가 로 부재 (24)로부터 그것의 외표면 (44)으로 뻗어있는 부분에서 캐스트 내화재료 (30)에 삽입되어 있음을 보여준다. 앵커링 와이어 (41)가 위치하는 캐스트 내화재료의 일부는 앵커링 와이어와 로 부재 (24) 사이에 세라믹 블랭킷 재료를 갖지 않는다. 캐스트 내화재료 (30)가 세라믹 블랭킷 재료 (38)를 추가로 절연시키지는 않기 때문에, 앵커링 와이어 (41)의 단부의 온도는 세라믹절연 블랭킷 층이 상기 단부와 로 부재 (24) 사이에 위치할 때 갖게 되는 온도보다 낮은 온도를 갖게 된다.

도 6은 합성타일의 길이방향 단부 근처부분의 횡단면 구조를 도시한다. 상기 단부 근처부분은 도 2에서 길이방향 축 (29)에 수직인 VI-VI 라인을 따라 취한 단면을 도시하는 것이다. 도 6의 타일 (23)을 참고하면, 캐스트 내화외피 (30)는 그것의 외표면 (44)으로부터 연속적으로 및 내향 반경방향으로 뻗어서 유체냉각식 로 부재 (24)와 접촉하게 된다. 도시된 각각의 캐스트 내화외피 단부는 바람직하게는 도 3에 가장 잘 도시되어 있는 단부벽 (45 및 46)으로부터 내부로 약 1/4 내지 3/4인치 거리만큼 길이방향 축 (29)의 방향으로 뻗어있다. 상기한 캐스트 내화체의 구조는 각 타일의 양단부에서 구현되며 유체냉각식 로 부재 (24)의 길이방향 축에 대해 타일의 적절한 반경방향 정렬을 확보하게 된다. 단부정렬 특성은 도 5를 참고하여 상기한 각각의 부착 조립체 근처에 추가로 제공된다.

본 발명의 합성타일의 바람직한 실시예는 길이면에서 약 12 인치 이상이지만, 그보다 작은 길이의 타일도 무방하다. 예를 들어서, 12인치 길이의 타일에서 타일의 주요부분은 냉각유체 로 부재 (24)와 접촉하고 있는 세라믹섬유 블랭킷 (38)을 가지며, 냉각유체 로 부재 (24)와 접촉하는 약 10 내지 30 %의 합성타일은 캐스트 내화외피 (30)이다. 로 부재와 접촉하는 더 높은 비율의 세라믹섬유 블랭킷 (38)은 세라믹섬유 블랭킷의 우수한 절연특성을 갖고 있으며, 캐스트 내화외피 (30)의 강성 및 강도 특성에 의존하여 타일의 설치시 부착 조립체를 견고하게 내포하며 유체냉각식 로 부재 (24)와 접촉하는 단단한 반경방향 정렬 표면을 제공한다.

타일의 설치시, 유체냉각식 로 부재(24)와 접촉하는 부착 조립체(33 내지 36)를 확보하기 위해서, "C"형태의 타일들 사이에 약 1/4 인치 이하의 작은 갭 (47)을 형성시킨다(도 2, 4, 5, 및 6). 상기 갭은 타일 설치 후에 내화 모르타르 또는 섬유절연체로 채우거나, 또는 타일을 설치하는 동안 좀더 유연한 개스킷 재료를 사용한다. 도 2 내지 6에 도시된 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 갭(47)은 단부벽(45 및 46) 사이에 길이방향으로 뻗은 끝벽(48)에 의해 한정 된다(도 3). 바람직한 실시 예에서는, 한 쌍의 타일 중 한 짝의 타일의 끝벽이 다른 짝 타일의 끝벽과 연결된다. 바람직하게는 끝벽들은 형태가 평면이다.

도 7 및 8은 본 발명의 부착 조립체의 제2실시예를 도시한다. 각각의 부착 조립체는 용접 모재(49), 와셔(50), 및 다수의 앵커링 와이어(51)로 구성된다. 부착 조립체의 바람직한 실시예에서는, 구성요소들이 스테인레스 스틸로 제조된다. 제1실시 예에서처럼, 부착 조립체는 내화타일(52)이 견고하게 로 부재(24)에 부착되게 한다. 타일이 설치될 때, 부착 조립체에 대한 엑세스로서는, 용접 모재(49)를 로 부재 (24)에 용접하기 위해 엑세스 공동(27 및 27a)을 통과시킨다. 제 1실시 예에서처럼, 캐스트 내화재료에 삽입되는 앵커링 와이어(51)는 세라믹섬유 블랭킷(38)이 캐스트 내화재료부와 로 부재(24) 사이에 배치되어 있는 내화재료부분으로는 뻗어있지 않다. 제1실시예에 따르면, 상기 배열은 상기한 바와 같이 앵커링 와이어의 온도를 낮추어 준다. 도 8에 잘 도시되어 있듯이, 앵커링 와이어의 형태는 "L"-형태이거나, 또는 와이어가 세라믹섬유 블랭킷이 캐스트 내화재료부와 로 부재 사이에 배치되는 캐스트 내화재료부분으로는 뻗어있지 않는 한 어떤 형태이어도 상관없다.

도 9는 상부표면으로부터 돌출된 스키드레일을 구비하는 유체냉각식 로 부재와 함께 사용하기 위한, 본 발명의 한가지 실시예에 따른 한 쌍의 합성내화절연타일의 부착수단을 관통하는 면의 횡단면도이다. 도 9의 실시예는 도 1에 도시된 부재들(6 및 7)에 대응하는 응용에 사용된다. 도 2 내지 6에 개시된 실시예는 도 1의 (14 내지 19) 등의 수냉식 부재에 사용된다.

도 9의 실시예는 부착 조립체의 인접영역의 단면을 도시하는 것으로서, 캐스트 내화외피(55)가 돌출부처럼 내향 반경방향으로 뻗어있어서 유체냉각식 로부재(53)와 접촉한다. 부착 조립체를 가진 부분으로부터 길이방향으로 제거되는 합성타일 부분(도시없음)은 도 4 및 6에 도시된 것과 유사한 구조로 되어 있는데, 즉 캐스트 내화체는 각 타일의 길이방향 단부에서 유체냉각식 로 부재(53)와 접촉하며, 각 타일의 나머지 부분에서 섬유블랭킷이 유체냉각식 로 부재(53)와 접촉한다. 도 9의 실시예에서는, 각 타일의 끝벽(56)이 깎여져 있어서 스틸 슬래브와의 접촉을 피하게 되어 있으며, 각 쌍의 타일에 대해 나머지 끝벽(57)은 한 쌍의 나머지 타일의 나머지 끝벽(57)과 연결된다. 도 2 내지 6에 도시된 로 부재의 실시예에서처럼, 본 실시예의 부착 조립체는 캐스트 내화외피(55)에 삽입되는 로 부재(53), 용접판(59), 및 앵커 와이어와 접촉하는 밴드(58)를 가진다.

용접판(59)을 이용하여 부착 조립체를 로 부재 (53)에 용접하는 것 외에도, 밴드 (58)는 캐스트 내화재료 (55)를 지나 뻗어있는 단부 (61)에서 로 부재와 용접된다.

도 9에 도시된 부착 조립체가 밴드를 사용하고 있지만, 도 7 및 8에 도시된 부착 조립체는 스키드-레일 마멸표면 (54)을 가진 로 부재와 함께 사용하는 내화타일과 함께 사용된다. 또한, 이전의 실시 예에서처럼, 앵커링 와이어는 내향 반경방향으로 위치하는 세라믹 절연블랭킷을 가진 캐스트 내화재료부분으로는 뻗어있지 않다.

상기한 모든 실시 예에서, 반경방향으로 뻗어있는 절연섬유 블랭킷의 두께는 바람직하게는 약 1/2과 2 인치 사이의 범위에 있으며, 반경방향으로 뻗어 있는 캐스트 내화외피의 두께, 즉 유체냉각식 로 부재와 접촉하기 위해 내향 반경방향으로뻗어있지 않는 부분의 두께도 바람직하게는 약 1/2 과 2 인치 사이의 범위에 있다.

각각의 합성내화타일은 바람직하게는 적당한 몰드 외벽 및 타일이 설치되는 유체냉각식 로 부재의 모양에 적합한 맞은편의 몰드내벽을 포함하는 캐스팅 공동을 가지는 몰드내 캐스트 내화체를 일차로 주조함으로써 제조된다. 몰드의 내부벽은 섬유블랭킷이 위치하는 캐스트 내화체의 중공부에 형태면에서 대응하며 캐스팅 공동과 대향하는 삽입부 또는 상승부를 포함한다. 각 타일의 부착 조립체는 캐스트 내화체에 견고하게 삽입될때까지 몰드내에 적절히 임시로 위치한다. 내화체를 주조 및 적어도 부분적으로 경화시킨 후, 캐스트 내화외피를 몰드로부터 제거하며 최종 경화를 실시한다. 최종 단계에서, 일정 두께의 세라믹섬유 블랭킷을 몰드의 내벽에 포함되는 몰드 삽입부 또는 상승부에 의해 주조시 생성되는 중공부에 잘 들어맞도록 절단한다.

합성내화타일을 제조하는 제2방법은 섬유블랭킷을 적당한 형태로 절단하는 단계; 결과적인 섬유블랭킷이 설치되는 유체냉각식 로 부재의 모양에 맞추어 내벽 몰드에 상기 섬유블랭킷을 가하는 단계; 적당한 위치에 몰드 외벽을 제공하여 캐스팅 공동을 형성시키는 단계; 및 캐스트 내화체를 주조하는 단계를 포함한다.

본 발명의 합성내화타일을 사용하는 일부 로에 있어서, 상기 로는 두 부재가 밀접하게 연결되어 있는 두 개의 유체냉각식 로 부재를 가지며, 상기 유체냉각식 로 부재의 길이방향 축들은 서로 평행을 이룬다. 도 10을 참조하면, 각각 길이방향 축 (64 및 65)을 가진 유체냉각식 로 부재 (62 및 63)가 평행하게 배열되어 있다. 한 쌍의 합성내화타일 (66)이 부착 조립체 (67 및 68)를 관통하는 부분의 길이방향축 (64 및 65)에 수직으로 취한 면의 횡단면도로서 도시되는 것이다. 부착 조립체로부터 길이방향으로 제거되는 타일의 일부분에서는, 캐스트 내화외피가 보호외피 (70)만을 가지며, 캐스트 내화외피 (70)와 유체냉각식 로 부재 (62 및 63) 사이의 중공부는 도 4와 관련하여 상기한 세라믹섬유 블랭킷으로 충진된다. 각 타일의 단부에서는, 도 6에서 도시된 로 부재의 배열처럼 캐스트 내화외피 (70)가 외표면 (71)으로부터 유체냉각식 로 부재 (62 및 63)까지 뻗어있다. 상기 배열에 대한 실시예에서처럼, 본 실시예는 캐스트 내화외피 (55)에 삽입되는 로 부재 (53), 용접판 (59), 및 앵커 와이어와 밀접하게 접촉하는 밴드 (58)를 포함하는 부착 조립체를 포함한다. 다른 실시예에 따르면, 앵커링 와이어 (74)는 세라믹섬유 블랭킷이 내향 반경방향으로 뻗어 있는 캐스트 내화재료부분으로는 뻗어있지 않다. 이때, 최상부 유체냉각식 로 부재 (62)는 스키드레일 (75)을 포함할 수 있다.

도 11은 도 10과 관련하여 설명된 유체냉각식 로 부재 배열을 도시하고 있으며, 용접모재 (49), 와셔 (50), 및 앵커링 와이어 (51)를 구비한 부착 조립체를 도시한다. 도 11의 실시예에서는, 합성내화타일 (76)은 타일표면 (79)으로부터 로 부재 (62 및 63)까지 내향 반경방향으로 뻗어있는 부착 조립체 (78) 및 인접한 타일의 일부인 캐스트 내화부 (77)를 가진다. 타일을 로 부재 (62 및 63)에 부착시키기 위해서, 용접모재 (49)가 엑세스 공동 홀 (80)을 통해 로 부재에 용접된다. 상기한 실시예에서처럼, 앵커링 와이어 (51)는 세라믹섬유 블랭킷이 내향으로 및 반경방향으로 존재하는 캐스트 내화재료의 일부로는 뻗어있지 않다.

도 12a 내지 12f는 밴드를 가진 부착 조립체의 다양한 구조를 도시하는 것으로서, 밴드의 평면도 및 끝도를 도시하고 있다. 도 12a 내지 12f에 도시된 부착 조립체는 비용접 방식, 즉 볼트와 너트 또는 다른 체결수단을 사용하여 복합 내화절연타일을 유체냉각식 로 부재에 부착하는데 사용하도록 되어있다. 각각의 도면에서, 밴드는 도면참조부호 (81)로 지칭되어 있으며, 밴드에 고정된 앵커링 와이어는 도면참조부호 (82)로 지칭되어 있다. 유체냉각식 로 부재와 접촉하는 부분을 가진 밴드는 한 쌍의 타일중 다른 짝의 타일에 삽입되는 유사 밴드의 비교부와의 연속 조립을 위해 외향으로 반경방향으로 뻗어있는 부분을 가진다. 두 가지 형태의 개구부가 홀 (83) 및 슬롯 (84)으로서 제공된다. 슬롯의 사용은 이미 너트와 부분적으로 나사체결된 볼트를 사용할 수 있게 한다. 도 12a 내지 12f에서 도시된 앵커링 와이어의 형태와 다른 형태의 앵커링 와이어도 사용될 수 있다. 비용접 부착 조립체를 사용하기 때문에 용접판이 부착 조립체의 일부로서 제공되지 않는다.

여기에서 제시된 구체적인 재료, 치수 데이터, 및 제조단계들은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것이며, 본 출원인의 신규한 발명으로부터 벗어나지 않고 상기 기재의 견지에서 다양한 변형이 실시될 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위에 한정된다.

Claims

야금용 로의 연신 유체냉각식 로 부재를 절연시키는데 사용하는 한 쌍의 합성내화타일로서, 각각의 타일이

유체냉각식 로 부재의 일부 주위에 배치되는 강성 캐스트 내화외피;

유체냉각식 로 부재와 접촉하는 선택된 부분 및 유체냉각식 로 부재로부터 반경방향으로 일정간격으로 떨어져 있는 나머지 부분을 포함하며 이로써 중공부를 한정하는 내부면;

상기 중공부내에 위치하는 세라믹섬유 블랭킷; 및

상기 강성 캐스트 내화외피의 선택된 부분내에 위치하는 적어도 하나의 부착수단을 포함하며,

상기 강성 캐스트 내화외피는 내부면 및 내부면과 대향하는 외부면, 연신 유체냉각식 로 부재의 길이방향에 대응하는 서로 대향하고 있는 단부벽들, 및 상기 단부벽들 사이에 뻗어있는 두 끝벽을 포함하며, 상기 세라믹섬유 블랭킷의 재료가 상기 캐스트 내화외피의 재료보다 더 높은 절연 k 값을 가지며, 각각의 상기 부착수단이 합성내화타일의 사용시 유체냉각식 로 부재로부터 반경방향으로 일정간격 떨어져 있는 부분의 온도보다 낮은 온도를 가지며 상기 한정된 중공부내에 위치하는 상기 세라믹섬유 블랭킷을 가지는 상기 캐스트 내화외피의 일부분 내에 위치하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 한 쌍의 합성내화타일.
제 1 항에 있어서,

상기 부착수단이 유체냉각식 로 부재와 접촉하는 상기 강성 캐스트 내화외피의 적어도 하나의 상기 선택된 부분에 위치하는 적어도 하나의 부착 조립체를 포함하며,

상기 부착 조립체가 유체냉각식 로 부재와 접촉하는 접촉부 및 상기 외부면으로부터 유체냉각식 로 부재와 접촉하는 상기 내부면 까지 내향으로 반경방향으로 뻗어있는 상기 강성 캐스트 내화외피 부분으로만 뻗어있는 복수의 앵커링 와이어를 포함하는 것을 특징으로 하는 한 쌍의 합성내화타일.
제 2 항에 있어서,

상기 연신 유체냉각식 로 부재와 접촉하는 강성 캐스트 내화외피의 선택된 부분들이 캐스트 내화외피의 단부벽을 각각 하나씩 포함하는 것을 특징으로 하는 한 쌍의 합성내화타일.
제 2 항에 있어서,

상기 세라믹섬유 블랭킷이 1/2 내지 2 인치 범위의 반경방향 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 한 쌍의 합성내화타일.
제 2 항에 있어서,

상기 연신 유체냉각식 로 부재로부터 반경방향으로 일정간격 떨어져 있는 강성 캐스트 내화외피의 부분이 약 1/2 내지 2 인치 범위의 반경방향 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 한 쌍의 합성내화타일.
제 2 항에 있어서,

상기 절연될 연신 유체냉각식 로 부재가 원통형 파이프이며, 한 쌍의 내화타일이 파이프 주위를 360° 감싸고 있고 상기 한 쌍의 내화타일중 한 짝의 내화타일은 다른 짝 내화타일의 두 끝벽과 연결되는 두 끝벽을 갖는 것을 특징으로 하는 한 쌍의 합성내화타일.
제 2 항에 있어서,

상기 절연될 연신 유체냉각식 로 부재가 스키드레일 표면을 구비하는 원통형 파이프이며, 한 쌍의 내화타일이 스키드레일 표면을 노출시키도록 파이프 주위를 360°미만으로 감싸고 있으며 상기 한 쌍의 내화타일중 한 짝의 내화타일은 다른 짝 내화타일의 하나의 끝벽과 연결되는 하나의 끝벽을 갖는 것을 특징으로 하는 한 쌍의 합성내화타일.
제 2 항에 있어서,

상기 각각의 내화타일의 부착 조립체와 조합되고 내화타일의 내부면으로부터 외부면까지 강성 캐스트 내화외피를 관통하여 반경방향으로 뻗어있는 용접 엑세스 공동을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 한 쌍의 합성내화타일.
제 8 항에 있어서,

상기 용접 엑세스 공동의 크기가 부착 조립체를 유체냉각식 로 부재에 미그-용접기를 이용하여 용접할 수 있도록 선택되는 것을 특징으로 하는 한 쌍의 합성내화타일.
제 6 항에 있어서,

상기 내화타일은 유체냉각식 로 부재에 부착될 때 상기 한 쌍의 내화타일중 한 짝의 내화타일의 적어도 하나의 끝벽이 다른 짝 내화타일의 적어도 하나의 끝벽으로부터 약 1/8 내지 3/8 인치의 거리만큼 떨어져 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 한 쌍의 합성내화타일.
서로 평행하게 배열되는 길이방향 축을 가진 두 개의 유체냉각식 연신 로 부재를 절연시키는 야금용 로에 사용하는 한 쌍의 합성내화타일로서, 각각의 내화타일이

유체냉각식 로 부재의 일부 주위에 배치되는 강성 캐스트 내화외피;

유체냉각식 로 부재와 접촉하는 선택된 부분, 및 유체냉각식 로 부재로부터 반경방향으로 일정간격으로 떨어져 있는 나머지 부분을 포함하며 이로써 중공부를 한정하는 내부면;

유체냉각식 로 부재와 접촉하며 상기 중공부를 채우는 세라믹섬유 블랭킷; 및

상기 두 유체냉각식 로 부재중 적어도 하나와 접촉하는 상기 강성 캐스트 내화외피의 적어도 하나의 상기 선택된 부분에 위치하는 적어도 하나의 부착 조립체를 포함하며,

상기 부착 조립체가 상기 두 유체냉각식 로 부재중 적어도 하나와 접촉하는 접촉부; 및

상기 외부면으로부터 유체냉각식 로 부재와 접촉하는 상기 내부면까지 내향으로 반경방향으로 뻗어있는 상기 강성 캐스트 내화외피 부분으로만 뻗어있는 복수의 앵커링 와이어를 포함하고,

상기 강성 캐스트 내화외피는 내부면 및 내부면과 대향하는 외부면, 연신 유체냉각식 로 부재의 길이방향에 대응하는 서로 대향하고 있는 단부벽들, 및 상기 단부벽들 사이에 뻗어있는 두 끝벽을 포함하며, 각 타일의 상기 두 끝벽이 상기 한쌍의 타일 중 다른 짝의 상기 두 끝벽과 연결되는 것을 특징으로 하는 한 쌍의 합성내화타일.
서로 평행하게 배열되는 길이방향 축을 가지는 두 개의 유체냉각식 연신 로 부재를 절연시키는 야금용 로에 사용하는 한 쌍의 합성내화타일로서, 상기 두 개의 유체냉각식 연신 로 부재중 하나가 상향의 스키드레일을 가지며, 각각의 내화타일이

유체냉각식 로 부재의 일부 주위에 배치되는 강성 캐스트 내화외피;

유체냉각식 로 부재와 접촉하는 선택된 부분, 및 유체냉각식 로 부재로부터 반경방향으로 일정간격으로 떨어져 있는 나머지 부분을 포함하며 이로써 중공부를 한정하는 내부면;

유체냉각식 로 부재와 접촉하며 상기 중공부를 채우는 세라믹섬유 블랭킷; 및

상기 두 유체냉각식 로 부재중 적어도 하나와 접촉하는 상기 강성 캐스트 내화외피의 적어도 하나의 상기 선택된 부분에 위치하는 적어도 하나의 부착 조립체를 포함하며,

상기 부착 조립체가 상기 두 유체냉각식 로 부재중 적어도 하나와 접촉하는 접촉부; 및

상기 외부면으로부터 유체냉각식 로 부재와 접촉하는 상기 내부면 까지 내향으로 반경방향으로 뻗어있는 상기 강성 캐스트 내화외피 부분으로만 뻗어있는 복수의 앵커링 와이어를 포함하고,

상기 강성 캐스트 내화외피는 내부면 및 내부면과 대향하는 외부면, 연신 유체냉각식 로 부재의 길이방향에 대응하는 서로 대향하고 있는 단부벽들, 및 상기 단부벽들 사이에 뻗어있는 두 끝벽을 포함하며, 각 타일의 상기 두 끝벽중 하나가 상기 한 쌍의 타일 중 다른 짝의 상기 두 끝벽중 하나에 연결되며 각 타일의 상기 두 끝벽중 나머지 끝벽은 상기 스키드레일과 대향하는 것을 특징으로 하는 한 쌍의 합성내화타일.
스키드레일을 구비하는 연신 유체냉각식 로 부재 및 스키드레일을 구비하지 않은 연신 유체냉각식 로 부재를 가지는 야금용 로용 절연 시스템으로서, 상기 절연 시스템이

복수 쌍의 합성내화타일을 포함하며, 각각의 합성내화타일은 하나의 유체냉각식 로 부재의 일부 주위에 배치되는 강성 캐스트 내화외피;

유체냉각식 로 부재와 접촉하는 선택된 부분 및 유체냉각식 로 부재로부터 일정간격으로 떨어져 있는 나머지 부분을 포함하며 이로써 중공부를 한정하는 내부면;

유체냉각식 로 부재와 접촉하며 상기 중공부를 채우는 세라믹섬유 블랭킷; 및

유체냉각식 로 부재와 접촉하는 상기 강성 캐스트 내화외피의 적어도 하나의 상기 선택된 부분에 위치하는 적어도 하나의 부착 조립체를 포함하며,

상기 부착 조립체가 유체냉각식 로 부재와 접촉하는 접촉부; 및

상기 외부면으로부터 유체냉각식 로 부재와 접촉하는 상기 내부면 까지 내향으로 반경방향으로 뻗어있는 상기 강성 캐스트 내화외피 부분으로만 뻗어있는 복수의 앵커링 와이어를 포함하고,

상기 강성 캐스트 내화외피는 내부면 및 내부면과 대향하는 외부면, 절연될 연신 유체냉각식 로 부재의 길이방향에 대응하는 서로 대향하고 있는 단부벽들, 및 상기 단부벽들 사이에 뻗어있는 끝벽들을 포함하며, 복수 쌍의 타일이 스키드레일을 구비하는 유체냉각식 로 부재 주위를 360°미만으로 감싸고 나머지 유체냉각식 로 부재 주위를 360° 감싸도록 되어 있으며, 각 쌍의 타일의 끝벽은 타일의 설치시 인접하는 타일의 끝벽과 연결되는 것을 특징으로 하는 절연시스템.
제 2 항, 제 11 항, 제 12 항, 및 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 부착 조립체의 상기 접촉부가 적어도 부분적으로 상기 유체냉각식 로 부재와 외접하며 적어도 두 앵커링 와이어와 연결되는 밴드를 포함하는 것을 특징으로 하는 한 쌍의 합성내화타일.
제 14 항에 있어서,

상기 도금방식으로 상기 밴드에 고정되는 용접판을 더 포함하며, 상기 밴드 및 상기 용접판이 각각 홀을 가지며, 상기 홀이 반경방향으로 서로 일렬로 정렬되어 있는 것을 특징으로 하는 한 쌍의 합성내화타일.
제 2 항, 제 11 항, 제 12 항, 및 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 각각의 내화타일의 밴드가 내화타일의 설치시 한 쌍의 내화타일 중 다른 짝 내화타일의 밴드에 위치하는 적어도 하나의 유사한 개구부와 짝을 이루도록 배열되는 적어도 하나의 개구부를 한정하여 상기 두 개의 짝을 이루는 개구부를 통해 삽입되는 패스너(fastener)를 사용하여 상기 유체냉각식 로 부재상에 한 쌍의 내화타일을 설치하는 수단을 제공하는 것을 특징으로 하는 한 쌍의 합성내화타일.
제 2 항, 제 11 항, 제 12 항, 및 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 부착 조립체의 상기 접촉부가 상기 유체냉각식 로 부재에 용접하기 위한 용접모재, 및 상기 용접모재에 결합된 플랫 와셔(flat washer)를 포함하며, 상기 복수의 앵커링 와이어가 결합된 용접모재와 플랫 와셔로부터 뻗어있는 것을 특징으로 하는 한 쌍의 합성내화타일.
제 17 항에 있어서,

상기 용접 모재가 상기 플랫 와셔의 개구부와 함께 반경방향으로 일렬로 정렬되는 용접 개구부를 한정하며, 상기 정렬된 개구부들은 상기 부착 조립체를 상기 유체냉각식 로 부재에 용접하기 위한 엑세스를 제공하는 것을 특징으로 하는 한 쌍의 합성내화타일.
야금용 로의 연신 유체냉각식 로 부재를 절연시키는 한 쌍의 합성내화타일을 제조하는 방법으로서, 각각의 타일에 대해 상기 방법이

외벽 및 외벽에 대향하는 내벽을 가져서 캐스팅 공동을 형성하는, 강성 내화재료를 주조하기 위한 몰드를 제공하는 단계;

캐스팅 공동내의 선택된 위치에, 로 부재와 접촉하도록 설치된 접촉부를 갖는 적어도 하나의 부착조립체를 위치시켜서, 이로써 사용중인 각각의 상기 부착조립체를 유체냉각식 로 부재로부터 반경방향으로 일정간격 떨어져 있는 나머지 부분의 온도보다 낮은 온도를 가지며 상기 생성된 중공부를 가지는 상기 캐스트 내화외피부내에 위치되도록 형성시키는 단계;

몰드내에 내화체를 주조하는 단계;

상기 캐스트 내화체를 적어도 부분적으로 경화시키는 단계;

캐스트 내화체를 몰드로부터 제거시키는 단계;

형성된 중공부의 깊이에 해당하는 두께의 상기 캐스트 내화외피 재료보다 더 높은 절연 k 값을 갖는 재료의 세라믹섬유 블랭킷을 제공하는 단계;

블랭킷을 중공부의 모양에 대응시켜 절단하는 단계; 및

블랭킷을 중공부에 삽입하는 단계를 포함하며,

상기 내벽이 절연될 로 부재의 모양을 따르며, 캐스팅 공동을 마주보는 상승부를 포함하여 캐스트 내화체의 선택된 부분에 선택된 깊이의 중공부를 생성시키는 것을 특징으로 하는 방법.
제 19 항에 있어서,

몰드의 내벽의 상기 상승부가 몰드의 내벽에 부착되고 캐스팅 공동을 마주보는 삽입부를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
야금용 로의 연신 유체냉각식 로 부재를 절연시키는 한 쌍의 합성내화타일을 제조하는 방법으로서, 각각의 타일에 대해 상기 방법이

외벽 및 외벽에 대향하는 내벽을 가져서 캐스팅 공동을 형성하는, 강성 내화재료를 주조하기 위한 몰드를 제공하는 단계;

캐스팅 공동내의 선택된 위치에 부착 조립체를 위치시키는 단계;

몰드내에 내화체를 주조하는 단계;

상기 캐스트 내화체를 적어도 부분적으로 경화시키는 단계; 및

캐스트 내화체를 몰드로부터 제거시키는 단계를 포함하며,

상기 내벽이 절연될 로 부재의 모양을 따르며, 캐스팅 공동을 마주보는 세라믹섬유 블랭킷으로 이루어진 상승부를 포함하여 캐스트 내화체의 선택된 부분에 선택된 깊이의 중공부를 생성시키고, 상기 부착 조립체가

설치되었을 때 유체냉각식 로 부재와 접촉하도록 배열된 접촉부; 및

상기 세라믹섬유 블랭킷이 없는 부분의 상기 캐스팅 공동으로만 뻗어

있는 서로 일정 간격 떨어져 있는 복수의 앵커링 와이어를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 19 항, 제 20 항, 및 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 부착 조립체의 상기 접촉부가, 상기 유체냉각식 로 부재가 타일내에 설치되었을 때 적어도 부분적으로 상기 로 부재와 외접하며 적어도 두 앵커링 와이어와 연결되는 밴드를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 22 항에 있어서,

상기 밴드가 도금방식으로 상기 밴드에 고정되는 용접판을 더 포함하며, 상기 밴드 및 상기 용접판이 각각 홀을 가지며, 상기 홀이 반경방향으로 서로 일렬로정렬되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
제 22 항에 있어서,

각각의 내화타일의 밴드가 내화타일의 설치시 설치된 한 쌍의 내화타일중 다른 짝 내화타일의 밴드에 위치하는 적어도 하나의 유사한 개구부와 짝을 이루도록 배열되는 적어도 하나의 개구부를 한정하여 상기 두 개의 짝을 이루는 개구부를 통해 삽입되는 패스너(fastener)를 사용하여 상기 유체냉각식 로 부재상에 한 쌍의 내화타일을 설치하는 수단을 제공하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 19 항, 제 20 항, 및 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 부착 조립체의 상기 접촉부가 상기 유체냉각식 로 부재의 설치시 상기 로 부재에 용접하기 위한 용접모재, 및 상기 용접모재에 결합된 플랫 와셔를 포함하며, 상기 복수의 앵커링 와이어가 결합된 용접모재와 플랫 와셔로부터 뻗어있는 것을 특징으로 하는 방법.
제 25 항에 있어서,

로 부재의 설치시 사용되는 각각의 상기 용접 모재가 상기 플랫 와셔의 개구부와 함께 반경방향으로 일렬로 정렬되는 용접 개구부를 한정하며, 상기 정렬된 개구부들은 로 부재의 설치시 상기 부착 조립체를 상기 유체냉각식 로 부재에 용접하기 위한 엑세스를 제공하는 것을 특징으로 하는 방법.