KR20120105532A - Cooling stave for a metallugical furnace - Google Patents

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KR20120105532A KR1020127018869A KR20127018869A KR20120105532A KR 20120105532 A KR20120105532 A KR 20120105532A KR 1020127018869 A KR1020127018869 A KR 1020127018869A KR 20127018869 A KR20127018869 A KR 20127018869A KR 20120105532 A KR20120105532 A KR 20120105532A
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가이 틸렌
리오넬 하슈머
니콜라스 마지올리
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풀 부르스 에스.에이.
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Abstract

야금로(metallugical furnace), 특히, 용광로(blast furnace)를 위한 냉각 스테이브(cooling stave)(100)는, 전면(front face)(112), 후면(rear face)(114) 및 적어도 하나의 내부 냉각수 통로(internal coolant passage)(120)를 가지는 금속 플레이트 본체(metallic plate body)(110)를 포함한다. 히트 파이프(heat pipe)(130)의 집합은, 전면(112)으로부터 연관된(associated) 냉각수 통로(120)로의 열전달(heat transfer)을 향상시키기 위해 플레이트 본체(110)의 냉각수 통로와 연관된다. 본 발명에 따르면, 상기 집합의 각각의 히트 파이프(130)는, 인접한 냉각수 통로(120)까지 연속되는 플레이트 본체(110)의 금속 재질에 포함된 응축 단부(condensation end portion)(132)와 함께 플레이트 본체(110) 내에 배치된다. 응축 단부(132)로부터 연관된 냉각수 통로(120)로의 열전달은 이러한 금속 재질의 구역을 통해 발생한다. A cooling stave 100 for a metallugical furnace, in particular a blast furnace, comprises a front face 112, a rear face 114 and at least one interior. Metal plate body 110 having an internal coolant passage 120. The set of heat pipes 130 is associated with the coolant passages of the plate body 110 to enhance heat transfer from the front face 112 to the associated coolant passages 120. According to the invention, each heat pipe 130 of the assembly is plated together with a condensation end portion 132 contained in the metal material of the plate body 110 continuous up to the adjacent coolant passage 120. It is disposed in the body 110. Heat transfer from the condensation end 132 to the associated coolant passage 120 occurs through this metallic zone.

Description

야금로를 위한 냉각 스테이브{Cooling stave for a metallugical furnace} Cooling stave for a metallugical furnace

본 발명은, 일반적으로, 용광로를 위한 냉각 설비에 관한 것이며, 더 상세하게는, 야금로(metallugical furnace)에 사용하기 위한 냉각 스테이브(cooling staves)에 관한 것이다. 본 발명은 냉각 스테이브에 관한 것이며, 특별히 샤프트로(shaft furnace), 특히, 선철(pig iron) 생산을 위한 용광로(blast furnace)에 사용에만 한정되는 것은 아니다.
FIELD OF THE INVENTION The present invention generally relates to cooling installations for furnaces, and more particularly to cooling staves for use in metallugical furnaces. The present invention relates to a cooling stave and is not particularly limited to use in shaft furnaces, in particular in blast furnaces for the production of pig iron.

냉각 스테이브(cooling staves)는 또한 "스테이브 쿨러(stave cooler)", "냉각 플레이트(cooling plate)" 또는 단순히 '스테이브(staves)라고도 불리며, 로 아머(furnace armor)를 보호하기 위해 수십 년 동안 용광로에 사용되어 왔다. 이는 로 아머의 내측, 즉, 로 쉘(furnace shall)에 배치되고, 일반적으로, 상기 로의 냉각 시스템에 연결되어 있는 내부 냉각수관(internal coolant duct)을 가진다. 냉각수관은, 일반적으로, 인터페이스에서 열 저항을 줄이기 위해, 별도의 캐스트 인(cast-in) 냉각수 파이프에 의해, 또는, 드릴 인(drilled-in) 이나 캐스트 인 내부 통로(internal passage)에 의해서 중 하나로 형성된다. "고온면(hot face)", 즉, 로의 내부와 대향하는 스테이브 표면은, 일반적으로, 작업 환경으로부터 스테이브를 격리하기(isolate) 위해 내화재(refractory material)로 늘어서 있다(lined). 스테이브 냉각의 원래 의도는 내화재가 마모될(worn off) 수 있고, 스테이브가, 이론적으로는, 고온면에서 내화재 없이 동작할 수 있다는 것이다. 그러나 이러한 상황은, 작업 환경으로 인해 스테이브에 상당한 마모가 야기되게 되며, 궁극적으로는, 스테이브의 냉각을 통해 고온면에 보호 융착(protective accretions)("비계(scaffold)")의 형성을 촉진하더라도 실패로 이어지게 된다.
Cooling staves are also called "stave coolers,""coolingplates," or simply "staves," and are used for decades to protect furnace armor. Has been used in furnaces for years. It is disposed inside the furnace armor, ie in the furnace shall, and generally has an internal coolant duct connected to the cooling system of the furnace. Chilled water pipes are generally loaded by separate cast-in coolant pipes or by drilled-in or internal passages to reduce thermal resistance at the interface. It is formed as one. The "hot face", ie the stave surface opposite the interior of the furnace, is generally lined with refractory material to isolate the stave from the working environment. The original intention of stave cooling is that the refractory can wear off and the stave can, in theory, operate without refractory on the high temperature side. However, this situation causes significant wear on the stave due to the working environment, and ultimately promotes the formation of protective accretions (“scaffolds”) on the hot surface through cooling of the stave. Even if it leads to failure.

최초 및 근래에도, 가장 널리 사용되는 냉각 스테이브는 주철 플레이트 본체(cast iron plate body)이다. 최근에는, 구리 또는 강철(steel)로 이루어진 플레이트 본체를 가지는 냉각 스테이브가 제안되어 성공적으로 사용되고 있다. 구리 냉각 스테이브는 일반적으로 주철이나 강철 냉각 스테이브 보다 훨씬 좋은 열 전도율을 가지고 있으나, 전자는 후자보다 훨씬 낮은 내마모성(wear resistance)을 가진다. 따라서 냉각 플레이트가 심한 기계적 스트레스에 노출되는 로 영역(furnace zone)에서는, 구리 냉각 플레이트를 쉽게 장착할 수 없다. 더욱이, 구리 냉각 스테이브는 일반적으로 주철 냉각 스테이브보다 비싸다.
Initially and nowadays, the most widely used cooling stave is a cast iron plate body. Recently, a cooling stave having a plate body made of copper or steel has been proposed and used successfully. Copper cooling staves generally have much better thermal conductivity than cast iron or steel cooling staves, but the former has much lower wear resistance than the latter. Therefore, in the furnace zone where the cooling plate is exposed to severe mechanical stress, the copper cooling plate cannot be easily mounted. Moreover, copper cooling staves are generally more expensive than cast iron cooling staves.

높은 열전도율로 인해, 최근에는, 높은 열 부하가 적용되어야 하고 보호 "비계"의 형성에 대한 요구가 높은, 로의 하부 영역(lower region)의, 벨리(belly) 및 보쉬(bosh)에, 구리 스테이브가 주로 사용된다. 반면, 주철(또는 강철) 스테이브는, 종종 매우 고온의 부하가 적용되어야 하는 오늘날의 고용량 로의 하부 영역에 사용되기에 충분한 전도성이 입증되지 못하였다. 그럼에도 불구하고, 주철(또는 강철) 스테이브는, 구리 스테이브보다 현저히 높은 기계적 내마모성을 가진다. 실제로, 구리 스테이브는, 그 내화 라이닝(refractory lining)이나 보호 비계가 온전하지(intact) 않은 경우, 연마재 비감소 부하(abrasive unreduced burden)에 의해 심하게 손상될 수 있다. 더욱이, 구리 스테이브는 불균일한(uneven) 열 부하로 인해 변형되기 더 쉬우며, 그러한 변형은 스테이브에 손상의 위험을 증가시킨다.
Due to the high thermal conductivity, copper stave in the valley and bosh of the lower region of the furnace, in recent years, high heat load has to be applied and the demand for the formation of protective "scaffolding" is high. Is mainly used. Cast iron (or steel) stabs, on the other hand, have not demonstrated sufficient conductivity to be used in the lower regions of today's high capacity furnaces where very hot loads must be applied. Nevertheless, cast iron (or steel) staves have a significantly higher mechanical wear resistance than copper staves. Indeed, copper staves can be severely damaged by abrasive unreduced burden when their refractory linings or protective scaffolds are not intact. Moreover, the copper stave is more susceptible to deformation due to uneven heat loads, and such deformation increases the risk of damage to the stave.

후술하는 바와 같이, 스테이브의 기계적 손상은, 그것이 구리 또는 철 금속 중 어느 것으로 만들어졌는지에 상관없이, 그것의 고유한 내부 냉각수 통로의 파열(rupture)을 야기할 수 있다. 그러한 파열은, 고온의 로 내부에 냉각수 누수(coolant water leakages)로 인한 폭발적 수소(explosive hydrogen)의 형성으로 인해 상당한 폭발의 위험을 야기한다. 허용할 수 없을 정도(unacceptable degree)의 누수가 발생하는 경우, 동작 중에 냉각 스테이브를 교체할 수 없으므로, 매우 비용이 많이 드는(very costly) 로 동작의 중단(interruption)이 필요하게 된다.
As discussed below, mechanical damage to a stave can cause its own internal coolant passage to rupture, regardless of whether it is made of copper or ferrous metal. Such rupture creates a significant risk of explosion due to the formation of explosive hydrogen due to coolant leakages inside the hot furnace. In the event of an unacceptable degree of leakage, the cooling stave cannot be replaced during operation, which requires a very costly interruption of operation.

로 내로 냉각수 누설의 가능성을 감소하고 관련된 위험과 비용을 최소화하기 위해, 미국 특허 2008/0111287호는 일반적인 내부 냉각수 통로(냉각 회로에 연결된)가 없는, 수정된 스테이브 설계를 제안하고 있다. 종래의 스테이브와는 반대로, 미국특허 2008/0111287호는, 스테이브 플레이트 본체 내부로부터 로 쉘 외부의 히트 싱크로 연장하여, 히트 파이프가 안전하게 냉각수 회로에 연결되는 히트 파이프 배열(arrrangement)의 설치를 제안한다. 따라서 이러한 스테이브에 있어서는, 히트 파이프의 응축 단부는 로 쉘의 외측에 배치되며, 반면, 그 증발 단부만이 스테이브의 플레이트 본체 내에 배치된다. 독일 공개특허 DE 28 04 282호, 일본 특허출원 JP 54 050 477호 및 소련 발명 인증서 SU 499300호에 유사한 설계가 제안되어 있다. 여기서, 종래의 스테이브에 비하여, 후자의 설계는 스테이브 내부의 냉각회로의 냉각수의 통로를 완전히 회피한다. 따라서 이러한 설계가 누수로 인해 "수소 폭발"의 위험을 상당히 감소하는 동시에 유사 또는 훨씬 향상된 열 제거 능력을 제공할 수 있는 반면, 그 주된 단점은, 기존의 냉각회로 인프라 및 로 쉘의 상당한 수정을 요구한다는 점에 있다. 다시 말하면, 상기한 설계들은, 기존의 용광로를 개조하기(retrofitting) 위해, 즉, 추가적인 설치 비용 없이 기존의 로에 현장 설치(on-site installation) 하기에 별로 적합하지 않다.
In order to reduce the possibility of coolant leakage into the furnace and minimize the associated risks and costs, US patent 2008/0111287 proposes a modified stave design without the usual internal coolant passages (connected to the cooling circuit). Contrary to conventional staves, US 2008/0111287 proposes installation of a heat pipe arrangement in which the heat pipe extends from the inside of the stave plate body to the heat sink outside the furnace shell, where the heat pipe is safely connected to the cooling water circuit. . In this stave the condensed end of the heat pipe is thus arranged outside the furnace shell, whereas only its evaporated end is arranged in the plate body of the stave. Similar designs have been proposed in German Patent Application DE 28 04 282, Japanese Patent Application JP 54 050 477, and Soviet Invention Certificate SU 499300. Here, compared with the conventional stave, the latter design completely avoids the passage of the cooling water of the cooling circuit inside the stave. Thus, while this design can significantly reduce the risk of "hydrogen explosion" due to leaks, while providing similar or even better heat removal capabilities, the main disadvantage is that it requires significant modification of existing cooling circuit infrastructure and furnace shells. It is in that. In other words, the above designs are not very suitable for retrofitting existing furnaces, ie for on-site installation in existing furnaces without additional installation costs.

로 내부로 냉각수의 유입의 위험을 감소하기 위한 유사한 접근은, 국제특허출원 WO 80/01000호와, 미국특허 US 4,561,639호 및 마찬가지로, 국제특허출원 WO 80/01201호에 제시되어 있다.
Similar approaches for reducing the risk of inflow of coolant into the furnace are given in International Patent Application WO 80/01000, US Pat. No. 4,561,639 and likewise in International Patent Application WO 80/01201.

WO 80/01000호 및 미국특허 4,561,639호에 따른 스테이브 설계는 또한, 로의 내부에 대향하는 전면(front face)을 가지는 금속 재질로 이루어진 플레이트 본체를 포함하여 구성된다. 이전의 설계와 반대로 및 종래의 냉각 스테이브와 유사한 방식으로, 이들 스테이브는 플레이트 본체 내에 내부 냉각수(물) 통로를 더 포함하고, 상기한 통로는, 일반적인 방법으로 로의 냉각회로에 연결되어 있다. 그러나 종래의 스테이브를 초월하는 개선으로서, 히트 파이프의 집합(set)이 냉각수 통로와 연관되고, 히트 파이프는, 전면("고온면(hot face)")으로부터 내부 냉각수 통로로 열전달을 개선하기 위해 플레이트 본체에 배치되어 있다. 따라서 열전도가 개선되어, 기계적 결함의 위험이 감소한다. 또한, 불안전한 냉각 에이전트(cooling agent)인 경우, 히트 파이프는 냉각수 통로보다 기계적 결함에 더 많이 노출된다. WO 80/01000호 또는 미국특허 4,561,639호에 따른 설계는, 직접적인 개조(straighforward retrofitting) 및 기존의 냉각수 회로에 연결을 가능하게 하는 반면, 냉각수 유출의 실질적인 위험이 여전히 존재한다.
The stave design according to WO 80/01000 and US Pat. No. 4,561,639 also comprises a plate body made of a metallic material with a front face facing the interior of the furnace. Contrary to previous designs and in a manner similar to conventional cooling staves, these staves further comprise internal cooling water (water) passages in the plate body, which passages are connected to the cooling circuit of the furnace in a general manner. However, as an improvement over conventional staves, a set of heat pipes is associated with the coolant passages, and the heat pipes are used to improve heat transfer from the front (“hot face”) to the internal coolant passages. It is arranged in the plate body. Thus, the thermal conductivity is improved, thereby reducing the risk of mechanical defects. In addition, in the case of an unsafe cooling agent, the heat pipe is more exposed to mechanical defects than the cooling water passage. While the design according to WO 80/01000 or US Pat. No. 4,561,639 allows for direct retrofitting and connection to existing cooling water circuits, there is still a substantial risk of cooling water leakage.

본 발명의 제 1 목적은 상기에 나타낸 일반적인 유형의 구성을 가지고, 종래의 냉각 스테이브에 비하여 냉각수 누수의 위험이 감소되는 동시에, 주요한 구조적 수정이 필요없이 기존의 야금로에 용이하게 설치하기 적합한 냉각 스테이브를 제공하는 것이다. 이러한 목적은, 청구항 1항에 기재된 바와 같은 냉각 스테이브에 의해 달성된다.
The first object of the present invention is the cooling of the general type shown above, suitable for easy installation in existing metallurgical furnaces without the need for major structural modifications, while reducing the risk of cooling water leakage compared to conventional cooling staves. To provide a stave. This object is achieved by a cooling stave as described in claim 1.

본 발명은 야금로, 특히, 용광로의 쉘을 보호하기 위한 냉각 스테이브(cooling stave)(줄여서 "스테이브"라 함)에 관한 것이다. 알려진 방식으로, 냉각 스테이브는 금속 재질로 이루어진 플레이트 본체(plate body)를 포함한다. 플레이트 본체는 전면(front face)과 반대측의 후면(rear face)을 가지고, 각 면은 야금로의 내부에 대향하며(facing) 스테이브가 설치될 때 쉘과 대향한다. 또한, 알려진 방식으로, 적어도 하나의 내부 냉각수 통로가 플레이트 본체 내에 설치되고, 냉각수 통로는, 일반적으로, 그러나 반드시 직선(rectlinear) 및 원통형(cylindrical) 단면일 필요는 없는, 주부(main portion)를 가진다. 본 발명에 따르면, 히트 파이프의 집합이 적어도 하나의 냉각수 통로에, 일반적으로는, 각각의 냉각수 통로에 연관된다(associated). 각각의 히트 파이프는 증발 단부(evaporation end portion)와 응축 단부(condensation end portion)를 가진다. 히트 파이프의 집합은 전면으로부터, 즉, 일반적으로, "저온면(cold face)"에 대향하는 "고온면(hot face)"으로부터, 더 상세하게는, 연관된 냉각수 통로로, 열 전달을 개선하기 위해 플레이트 본체에 배치된다.
The present invention relates to a metallurgy, in particular to a cooling stave (abbreviated as "stave") for protecting the shell of the furnace. In a known manner, the cooling stave comprises a plate body made of metal. The plate body has a rear face opposite the front face, each face facing the interior of the metallurgical furnace and facing the shell when the stave is installed. Also, in a known manner, at least one internal coolant passage is installed in the plate body, and the coolant passage has a main portion in general, but not necessarily in a rectilinear and cylindrical cross section. . According to the invention, a set of heat pipes is associated with at least one cooling water passage, generally with each cooling water passage. Each heat pipe has an evaporation end portion and a condensation end portion. The collection of heat pipes is from the front side, i.e., generally from the "hot face" opposite the "cold face", and more particularly to the associated coolant passages to improve heat transfer. It is placed on the plate body.

상기한 제 1 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따르면, 히트 파이프의 집합의 각각의 히트 파이프는 플레이트 본체 내에, 즉, 플레이트 본체로부터 뚜렷하게(notably) 돌출하지 않고 플레이트 본체 내에 배치되고, 연관된 냉각수 통로에 인접하는(contiguous) 플레이트 재질(plate material)에 부분적으로 포함된(partially enclosed) 또는 완전히 포함된(fully enclosed) 응축 단부가 또한 배치된다. 다시 말하면, 각각의 히트 파이프의 응축 단부는, 어느 경우도, 냉각수 통로로 돌출하지 않고 플레이트 재질에 각각 부분적으로 둘러싸이거나(surrounded) 또는 완전히 포함된다(contained)(임베디드(embeded)). 따라서 동작 동안, 응축 단부로부터 냉각수 통로로의 열전달은 냉각수 통로에 인접한 금속 재질을 통하여 발생한다. 다시 말하면, 응축 단부는, 히트 파이프 및 연관된 냉각수 통로 사이의 플레이트 본체의 금속 재질의 인터페이스를 통한 열전도에 의해, 간접적으로 냉각된다.
In order to achieve the first object described above, according to the present invention, each heat pipe of the set of heat pipes is disposed in the plate body, that is, in the plate body without noticeably protruding from the plate body, and associated coolant passages. Condensing ends that are partially enclosed or fully enclosed in a contiguous plate material are also disposed. In other words, the condensed end of each heat pipe is in each case partially surrounded or completely contained (embeded) in the plate material without protruding into the coolant passage. Thus, during operation, heat transfer from the condensation end to the coolant passage occurs through a metal material adjacent to the coolant passage. In other words, the condensation end is indirectly cooled by thermal conduction through the metallic interface of the plate body between the heat pipe and the associated cooling water passage.

비교적 소형의 히트 파이프를 집적하여(integrating), 스테이브의 전체적인(global) 열전도도는, 특히, 철 금속(ferrous metal)으로 이루어진 스테이브의 경우뿐만 아니라, 구리로 만들어진 스테이브의 경우에도, 현저하게 개선될 수 있다. 유한 원소 계산(finite element calculation)은, 주철(cast iron) 스테이브에 대하여, 종래의 주철 스테이브에 비해 > 30 %의 증가가 예상되고(predict), 구리 스테이브에 대하여는, 종래의 구리 스테이브에 비해 > 10 %의 증가가 예상된다. 더욱이, 열 분배(thermal distribution)가 증가되고, 따라서 스테이브 본체의 과도하고(excessive) 비균일한(nonuniform) 온도로 인한 플라스틱 변형(deformations)의 위험을 감소한다. 결과적으로, 본 발명에 따른 히트 파이프를 제공함으로써, 스테이브의 수명이 증가된다.
By integrating a relatively small heat pipe, the global thermal conductivity of the stave is remarkable, especially not only for staves made of ferrous metal, but also for those made of copper. Can be improved. Finite element calculation predicts an increase of> 30% over a cast iron stave over a cast iron stave, and for a copper stave a conventional copper stave. An increase of> 10% is expected. Moreover, the thermal distribution is increased, thus reducing the risk of plastic deformations due to excessive and nonuniform temperatures of the stave body. As a result, by providing a heat pipe according to the present invention, the life of the stave is increased.

US 2008/0111287, DE 28 04 282, JP 54 050 477 또는 SU 499300에 따른 히트 파이프가 장착된 스테이브와 비교하여, 본 발명에 따른 스테이브는 기존의 설계와 호환되는 현저한 이점이 있다. 실제로, 제안된 스테이브는 수정된 냉각 회로에 히트 파이프를 연결할 필요 없이, 그리고 현장에서(on-site) 히트 파이프를 진공으로 만들 필요 없이(상기한 종래기술의 스테이브는 필수적일 수 있는), 냉각 설비가 있는 경우에 주요한 변경 없이 기존의 로에 설치(개조(retrofitting))를 가능하게 한다.
In comparison with a stave equipped with a heat pipe according to US 2008/0111287, DE 28 04 282, JP 54 050 477 or SU 499300, the stave according to the invention has the significant advantage of being compatible with existing designs. Indeed, the proposed stave requires no connection of the heat pipe to the modified cooling circuit, and without the need to vacuum the on-site heat pipe (the prior art stave may be necessary), In the case of cooling installations it is possible to install (retrofitting) in existing furnaces without major changes.

WO 80/01000 및 US 4,561,639에 따른 히트 파이프가 장착된 스테이브와 비교하여, 본 발명에 따른 스테이브는, 로 내에 냉각수 누설의 위험을 더욱 감소하는 중요한 이점을 가진다. 실제로, WO 80/01000 및 US 4,561,639에 따르면, 냉각수 통로 내에 배치된 응축 단부를 가지는 히트 파이프를 수용하기 위해 냉각수 통로와 연결되는 스테이브 본체에 캐비티(cavity)가 설치된다. 이러한 캐비티는, 연관된 냉각수 통로로부터 스테이브의 전면 근처 부분에 채널을 생성하며, 상기한 채널은, 예를 들면, 파열(rupture)이나 균열(fissure)과 같은 기계적 결함의 경우, 이러한 채널을 통해 누수를 회피하도록 캐비티를 통하여 확실하게 밀폐되어야 한다. 따라서 마모(wear)가 진행됨(progressing)에 따라, W0 80/01000 및 US 4,561,639에 따른 스테이브로부터 냉각수의 누출은 확실하게 제외될 수 없다. 본 발명에 따른 스테이브에 있어서, 이러한 단점은 히트 파이프의 응축 단부 및 연관된 냉각수 통로 사이에 남아있는(remaining) 플레이트 본체의 금속 재질의 장벽(barrier)에 의해 제거된다.
In comparison with a stave equipped with a heat pipe according to WO 80/01000 and US Pat. No. 4,561,639, the stave according to the invention has the important advantage of further reducing the risk of cooling water leakage in the furnace. Indeed, according to WO 80/01000 and US Pat. No. 4,561,639, a cavity is installed in the stave body which is connected with the cooling water passage to receive a heat pipe having a condensation end arranged in the cooling water passage. These cavities create channels near the front of the stave from the associated coolant passages, which leak through these channels, for example in the case of mechanical defects such as rupture or fissure. It must be securely sealed through the cavity to avoid Thus, as wear progresses, leakage of coolant from the stave according to WO 80/01000 and US Pat. No. 4,561,639 cannot be reliably excluded. In the stave according to the invention, this drawback is eliminated by the metal barrier of the plate body remaining between the condensation end of the heat pipe and the associated coolant passage.

유익한 열 전도의 증가는 플레이트 본체가 철 금속, 특히, 주철(cast iron)이나 강철(steel)로 이루어진 경우에 달성된다. 따라서, 높은 열효율과 함께 주철 또는 강철 스테이브의 기계적 견고함(mechanical robustness)의 결합된 이점을 가지는 스테이브가 얻어진다. 그럼에도 불구하고, 열전도도의 현저한 증가는 구리 스테이브로도 달성될 수 있다.
Increasing the beneficial heat conduction is achieved when the plate body is made of ferrous metal, in particular cast iron or steel. Thus, a stave is obtained that has the combined advantage of the mechanical robustness of cast iron or steel staves with high thermal efficiency. Nevertheless, a significant increase in thermal conductivity can also be achieved with copper staves.

바람직하게는, 각 히트 파이프의 집합은, 연관된 냉각수 통로의 주부의 수직 축(longitudinal axis)을 따라 배치되는 히트 파이프의 쌍(pairs), 바람직하게는, 일정 간격(regular intervals)으로 층(layers)을 포함한다. 여기서, 각 층은, 단일의 히트 파이프, 히트 파이프의 쌍을 교대로(alternatively) 포함하여 전체적인 열 전도도를 더욱 개선하도록 구성될 수도 있다. 후자의 경우, 각 쌍의 히트 파이프의 응축 단부는, 바람직하게는 연관된 냉각수 통로의 주부의 반대측에 배치된다. 더욱이, 히트 파이프 길이를 증가시키고 따라서 효과적인 "열 쇼트(thermal short)"와 동시에 전면의 더욱 균일한 냉각을 위해, 각 쌍의 히트 파이프는, 바람직하게는, 그들의 응축 단부보다 증발 단부가 더 이격되어, 전후 방향(front-to-rear direction)에 대하여 비스듬하게(obliquely) 배치된다.
Preferably, each set of heat pipes is arranged in pairs, preferably at regular intervals, of heat pipes arranged along the longitudinal axis of the main part of the associated coolant passage. It includes. Here, each layer may be configured to further improve the overall thermal conductivity by alternately including a single heat pipe, a pair of heat pipes. In the latter case, the condensation end of each pair of heat pipes is preferably arranged on the opposite side of the main part of the associated cooling water passage. Furthermore, in order to increase the heat pipe length and thus effective "thermal short" and at the same time more uniform cooling of the front face, each pair of heat pipes is preferably spaced further apart from their condensation ends. And obliquely with respect to the front-to-rear direction.

이 경우, 스테이브의 전면은, 유지 리브(retaining rib) 및 내화재(refractory material)를 유지하기 위한 유지홈(retaining groove)을 교대로 포함하고, 히트 파이프는, 바람직하게는, 플레이트 본체 내에서 히트 파이프의 기계적 보호를 강화하기 위해 유지 리브의 레벨(level)에서 층에 배치된다. 본 발명의 후자의 실시예에 있어서, 히트 파이프는 전체적인 열전도성을 더욱 감소하기 위해 그들의 증발 단부가 유지 리브 내에 둘러싸이도록 배치될 수 있다. 선택적으로, 히트 파이프는, 기계적인 스트레스에 대한 노출을 최소화기 위해 유지 리브 내로 돌출하지 않도록 배치될 수 있다.
In this case, the front face of the stave alternately includes a retaining groove for holding a retaining rib and a refractory material, and the heat pipe is preferably heat in the plate body. It is arranged in layers at the level of the retaining ribs to enhance the mechanical protection of the pipes. In the latter embodiment of the present invention, the heat pipes may be arranged such that their evaporation ends are enclosed in retaining ribs to further reduce the overall thermal conductivity. Optionally, the heat pipes may be arranged so as not to protrude into the retaining ribs to minimize exposure to mechanical stress.

더 바람직한 실시예에 있어서, 히트 파이프 집합의 각각의 히트 파이프는, 전면의 근처로부터 연관된 냉각수 통로의 근처로, 바람직하게는, 연관된 냉각수 통로의 주부의 세로축에 수직인 방향을 따라, 플레이트 본체 내로 완전히 연장한다. 바람직하게는, 히트 파이프 집합의 각각의 히트 파이프는, 증발 단부가 전면에 인접하는 금속 재질에 포함되도록 배치된다. 따라서 전면으로부터 증발 단부로의 열전달은, 증발 단부가 기계적인 마모로부터 보호되도록, 전면에 인접하는 금속 재질의 인터페이스를 통하여 발생한다.
In a more preferred embodiment, each heat pipe of the heat pipe assembly is completely into the plate body, from the vicinity of the front side to the vicinity of the associated cooling water passage, preferably along a direction perpendicular to the longitudinal axis of the main portion of the associated cooling water passage. Extend. Preferably, each heat pipe of the heat pipe assembly is arranged such that the evaporation end is included in a metal material adjacent to the front surface. The heat transfer from the front side to the evaporation end therefore takes place via an interface of metal adjacent the front so that the evaporation end is protected from mechanical wear.

다른 바람직한 실시예에서, 제 1 보조 히트 파이프(auxiliary heat pipes) 그룹이 냉각수 통로의 세로축에 수직이며 전면에 평행으로 연장하도록 플레이트 본체에 배치된다. 이러한 제 1 보조 히트 파이프 그룹은, 플레이트 본체의 폭 방향에 따른 온도 분포(thermal distribution)를 개선한다. 냉각수 통로의 세로축에 평행하게 확장하도록 제 2 보조 히트 파이프 그룹이 플레이트 본체에 배치될 수 있다.
In another preferred embodiment, a first group of auxiliary heat pipes is arranged in the plate body to extend perpendicular to the longitudinal axis of the cooling water passage and parallel to the front face. This first auxiliary heat pipe group improves the thermal distribution along the width direction of the plate body. A second group of auxiliary heat pipes can be arranged in the plate body to extend parallel to the longitudinal axis of the coolant passage.

일반적으로, 플레이트 본체는, 복수의 내부 냉각수 통로를 포함하고, 각각의 냉각수 통로는, 각각 연관된 본 발명에 따른 히트 파이프의 집합을 가진다. 후자의 경우, 냉각수 통로는, 바람직하게는, 특히, 플레이트 본체의 최후미의(rearmost) 베이스 벽(base wall) 두께의 40% 이내로, 전면보다 후면에 대하여 더 가깝게 배치되는 세로축을 가진다. 이러한 구성에 있어서, 스테이브의 물 운반 경로(water carrying passages)(채널 또는 삽입된 파이프와 일체로 형성된)는, 로의 내측에서 더욱 멀어진다. 그것에 의해 브레이크스루(breakthrough)의 위험은 더욱 감소되고, 스테이브의 전면에 치명적인 결함의 경우, 그럼에도 불구하고 이러한 설계는 로에 물이 들어가지 않는 것을 보장한다. 따라서 수소 폭발의 위험은 더욱 감소한다.
In general, the plate body comprises a plurality of internal cooling water passages, each cooling water passage having an associated set of heat pipes according to the invention, respectively. In the latter case, the cooling water passage preferably has a longitudinal axis which is arranged closer to the rear face than the front face, in particular within 40% of the thickness of the rearmost base wall of the plate body. In this configuration, the water carrying passages of the stave (formed integrally with the channel or the inserted pipe) are further away from the inside of the furnace. This further reduces the risk of breakthrough and, in the case of a fatal flaw in the front of the stave, nevertheless this design ensures that no water enters the furnace. Therefore, the risk of hydrogen explosion is further reduced.

바람직하게는, 모든 방향의 동작을 보증하기 위해, 히트 파이프는, 바람직하게는, 모세관 작용(capillary action)에 의해 응축 단부로부터 증발 단부로 작업 에이전트(work agent)의 반환을 위해, 예를 들면, 소결 금속 심지 배열(sintered metal wick arrangement) 또는 내부 그루브 배열(internal groove arrangement)과 같은, 내부 심지 배열(internal wick arrangement)로 구성된다.
Preferably, in order to ensure the operation in all directions, the heat pipe is preferably, for example, for the return of a work agent from the condensation end to the evaporation end by a capillary action, for example, It consists of an internal wick arrangement, such as a sintered metal wick arrangement or an internal groove arrangement.

선택된 제조 방식(manufacturing mode)에 따라, 금속 플레이트 본체는, Depending on the manufacturing mode selected, the metal plate body is

- 히트 파이프 집합의 각 히트 파이프에 대하여, 후면으로부터 드릴링 되고(drilled) 상기 전면의 직전에서(유지 리브(216)) 종료되는 블라인드 구멍(blind bore)을 포함하며, 각각의 히트 파이프는, 대응하는 블라인드 구멍 내에 열전도성 방식(thermally conductive manner)으로, 바람직하게는, 타이트 핏(tight fit)의 수단으로 고정되고; 또는, For each heat pipe of the heat pipe assembly, there is a blind bore that is drilled from the rear face and terminates just before the front face (holding rib 216), each heat pipe having a corresponding Fixed in a blind hole in a thermally conductive manner, preferably by means of a tight fit; or,

- 히트 파이프 집합의 각 히트 파이프에 대하여, 금속 플레이트 본체에 캐스트 인(cast-in) 되고 상기 후면으로부터 연장하여 상기 전면의 직전에서 종료되는 보정된(calibrated) 강철 블라인드 튜브(steel blind tube)를 포함하며, 각각의 히트 파이프는, 대응하는 블라인드 튜브 내에 열전도성 방식으로, 바람직하게는, 타이트 핏(tight fit)의 수단으로 고정된다.
For each heat pipe of the heat pipe assembly, a calibrated steel blind tube that is cast-in to the metal plate body and extends from the rear surface and terminates just before the front surface. Each heat pipe is fixed in a thermally conductive manner in a corresponding blind tube, preferably by means of a tight fit.

선택적인 제조 방식에서, 플레이트 본체는 주조 금속으로 이루어지고, 히트 파이프 집합의 각 히트 파이프는, 금속 플레이트 본체에 캐스트 인(cast-in) 된다.
In an alternative manufacturing manner, the plate body is made of cast metal, and each heat pipe of the heat pipe assembly is cast in to the metal plate body.

제조와 관계없이, 바람직한 실시예에서, 히트 파이프 집합의 각 히트 파이프는, 연관된 냉각수 통로의 외부 인벨로프(outer envelope)로부터, 응축 단부와 적어도 2mm의 거리로, 바람직하게는 2 내지 15mm의 거리로 배치된다.
Regardless of manufacture, in a preferred embodiment, each heat pipe of the heat pipe assembly is at a distance of at least 2 mm from the condensation end, preferably from 2 to 15 mm, from the outer envelope of the associated coolant passageway. Is placed.

후술하는 바와 같이, 본 발명의 스테이브는, 특히, 산업용 용광로 냉각 시스템에 적용된다. 바람직한 적용예에서, 본 발명의 스테이브는, 주철 또는 강철로 이루어지고, 용광로의 벨리(belly) 및/또는 보쉬(bosh)의 레벨에 설치된다.
As will be described later, the stave of the present invention is particularly applied to industrial furnace cooling systems. In a preferred application, the stave of the invention consists of cast iron or steel and is installed at the level of the belly and / or bosh of the furnace.

본 발명에 따르면, 일반적인 유형의 구성을 가지고, 종래의 냉각 스테이브에 비하여 냉각수 누수의 위험이 감소되는 동시에, 주요한 구조적 수정이 필요없이 기존의 야금로에 용이하게 설치하기 적합한 냉각 스테이브가 제공된다.
According to the present invention, there is provided a cooling stave having a general type of configuration and suitable for easy installation in an existing metallurgical furnace without requiring major structural modifications while at the same time reducing the risk of cooling water leakage compared to conventional cooling staves. .

본 발명의 더욱 상세한 내용 및 이점은, 첨부된 도면을 참조하여 제한되지 않는 몇 가지 실시예의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
도 1은 제 1 실시예에 따른 냉각 스테이브의 종단면도이다.
도 2는 도 1 및 도 4의 II -II 선에 따른 횡단면도이다.
도 3은 도 1의 구역 III의 확대도이다.
도 4는 제 2 실시예에 따른 냉각 스테이브의 종단면도이다.
도 5는 도 4의 구역 V의 확대도이다.
도 6은 도 4의 VI - VI선에 따른 횡단면도이다.
도 7은 제 3 실시예에 따른 냉각 스테이브의 종단면도이다.
도 8은 도 7의 구역 VIII의 확대도이다.
도 9a는 냉각 스테이브의 제 3 실시예를 나타내는 도 7의 IX A - IX A 선에 따른 횡단면도이다.
도 9b는 냉각 스테이브의 제 4 실시예를 나타내는 황단면도이다.
이들 도면에서 동일한 참조부호 또는 백 단위의 숫자가 증가된 참조 부호는 동일 또는 기능적으로 유사한 구성요소를 나타내기 위해 사용되었다.
Further details and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of some embodiments, which is not limited with reference to the accompanying drawings.
1 is a longitudinal sectional view of a cooling stave according to the first embodiment.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II of FIGS. 1 and 4.
3 is an enlarged view of Zone III of FIG. 1.
4 is a longitudinal sectional view of the cooling stave according to the second embodiment.
5 is an enlarged view of zone V of FIG. 4.
6 is a cross-sectional view taken along the line VI-VI of FIG. 4.
7 is a longitudinal sectional view of the cooling stave according to the third embodiment.
FIG. 8 is an enlarged view of zone VIII of FIG. 7.
9A is a cross sectional view along line IX A-IX A in FIG. 7 showing a third embodiment of a cooling stave.
9B is a yellow cross-sectional view showing a fourth embodiment of a cooling stave.
In these figures the same reference numerals or reference numerals with increased numerals in hundreds have been used to indicate identical or functionally similar components.

도 1에 있어서, 냉각 스테이브(100)(이하 "스테이브")의 제 1 실시예가 수직 단면도로 나타나 있다. 상기한 스테이브(100)는, 예를 들면, 주철(cast iron), 일반적으로는, 구형의(spheroidal) 흑연(graphite) 주철(연성(ductile) CI, DIN "GGG" 타입) 또는 층상(lamellar) 흑연 주철(회색 철(grey iron), DIN 'GGL" 타입)과 같이, 철 금속의 금속 재질로 이루어지는 플레이트 본체(plate body)(110)를 포함한다. 후술하는 바와 같이, 플레이트 본체(110)는 또한, 예를 들면, 구리와 같은 다른 금속으로 이루어질 수도 있다. 금속 플레이트 본체 (110)는, 전면(front face)과 반대측 후면(rear face)이 각각 부호(112) 및 (114)로 나타내어진, 일반적인 평행 육면체(parallelepiped)의 형태를 가진다. 플레이트 본체(110)의 전면(112)("고온면(hot face)")은, 바람직하게는, 교대로(alternating) 및 규칙적으로(regularly) 이격된(spaced) 평행한 일련의 유지 리브(retaining ribs)(116) 및 유지홈(retaining grooves)(118)이 설치된다. 리브(116) 및 홈(118)은, 바람직하게는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 횡단면에서 도브테일 형상을 가진다. 따라서 도 1에 나타낸 바와 같이, 전면(112)은, 열교환 면적(heat exchange surface)을 증가시키고, 일반적으로 전면(112)에 설치되는 내화물 라이닝(refractory lining)의 부착성(adherence)을 개선하기 위해, 골이 형성되어(corrugated) 있다. 스테이브(110)는, 전면(112)이 로의 내부 반응공간에 대향하여, 용융로, 예를 들면, 용광로(도시 안 함)의 쉘(shell)의 내측에 배치된다. 일반적으로, 플레이트 본체(110)는, 다음과 같은 범위의 치수를 가진다. 길이 : 500 내지 5000mm, 폭 : 200 내지 2000mm, 플레이트 두께 : (가장 작은 치수, 즉, 리브(116)를 제외한 베이스 벽(base wall) 두께) 40 내지 500mm.
In FIG. 1, a first embodiment of a cooling stave 100 (hereinafter “save”) is shown in vertical section. The stave 100 is, for example, cast iron, generally spheroidal graphite cast iron (ductile CI, DIN "GGG" type) or lamellar ) Plate body 110 made of a metal material of ferrous metal, such as graphite cast iron (grey iron, DIN 'GGL' type). May also be made of other metals, such as copper, for example .. The metal plate body 110 has a front face and an opposite rear face indicated by reference numerals 112 and 114, respectively. In the form of a general parallelepiped, the front face 112 (“hot face”) of the plate body 110 is preferably alternatingly and regularly spaced apart. A series of spaced parallel retaining ribs 116 and retaining grooves 118 are provided. 118 preferably has a dovetail shape in the cross section, as shown in Figure 3. Thus, as shown in Figure 1, the front face 112 increases the heat exchange surface and generally In order to improve the adherence of refractory linings installed on the front face 112, corrugated grooves are provided. On the contrary, it is disposed inside a shell of a melting furnace, for example, a furnace (not shown), in general, the plate body 110 has a dimension in the following range: Length: 500 to 5000 mm , Width: 200 to 2000 mm, plate thickness: (smallest dimension, ie, base wall thickness excluding rib 116) 40 to 500 mm.

참조부호 (120)은, 예를 들면, - 도 1에 나타낸 바와 같은 - 플레이트 본체(110)를 캐스팅하는 동안 일체로(integrally) 형성된 내부 채널(internal channel), 또는, 선택적으로, 연속적인(subsequent) 드릴링에 의해 가공된 채널의 형태로, 일반적으로 직선의(straight), 원통형 냉각수 통로를 나타낸다. 도 2의 스테이브의 횡단면도에 나타낸 바와 같이, 플레이트 본체(110)는 몇 개의 이러한 냉각수 통로(120)를 포함하며,이는 일반적으로 서로 평행하다. 냉각수 통로(120)는 전면(112)과 후면(114) 사이에서 금속 플레이트 본체(110) 내측 안에서 연장한다. 각 냉각수 통로(120) 단면은 일반적으로 원형이나, 예를 들면, 타원 부분(oval section)과 같이, 다른 것이 제외되지는 않는다. 도 1에 더 나타낸 바와 같이, 내부 냉각수 통로는 연결 파이프부(122)에 연결된다. 도 1의 연결 파이프부(122)는, 냉각수 통로(120)를 형성하는 일체로 형성된 채널을 가로질러(transversely) 용접되거나(welded), 또는, 선택적으로, 냉각수 파이프의 구부러진 부분(bent portion)에 의해 형성될 수 있으며, 이는, 구멍(bore)에 삽입되거나 플레이트 본체에 캐스트 인 되고, 냉각수 통로를 형성한다(미도시). 연결 파이프부(122)는 각각 용광로의 냉각 회로(도시 안 함)에 내부 냉각수 통로(120)를 연결하기 위한 유입구(innlet)와 배출구(outlet)를 형성한다. 반드시 완전하게 직선(straight) 및 직선형(rectilinear)일 필요는 없으나, 각각의 냉각수 통로(120)는, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 일반적으로, 세로축(A)과 함께, 적어도 직선형 주부를 가진다.
Reference numeral 120 denotes, for example, an internal channel which is integrally formed during casting of the plate body 110, as shown in FIG. 1, or, optionally, subsequent. ) In the form of channels processed by drilling, generally representing a straight, cylindrical coolant passage. As shown in the cross-sectional view of the stave of FIG. 2, the plate body 110 includes several such coolant passages 120, which are generally parallel to each other. The coolant passage 120 extends inside the metal plate body 110 between the front side 112 and the rear side 114. Each coolant passage 120 cross section is generally circular, but other, such as, for example, an oval section, is not excluded. As further shown in FIG. 1, the internal cooling water passage is connected to the connecting pipe 122. The connecting pipe 122 of FIG. 1 is welded transversely across an integrally formed channel forming the cooling water passage 120 or, optionally, in a bent portion of the cooling water pipe. Which may be inserted into a bore or cast in to the plate body, forming a cooling water passage (not shown). The connection pipe part 122 forms an inlet and an outlet for connecting the internal cooling water passage 120 to the cooling circuit (not shown) of the furnace, respectively. Although not necessarily completely straight and rectilinear, each coolant passage 120 generally has at least a straight periphery along with the longitudinal axis A, as shown in FIGS. 1 and 2. Have

도 1로부터 명백한 바와 같이, 히트 파이프(130)의 주 집합(main set)은 각각의 냉각수 통로(120)와 연관되어 있다. 알려진 바와 같이, 히트 파이프는 구리보다 수백 배 이상 매우 높은 효율적인 열전도성을 가지며, 따라서 "열적 쇼트(thermal short)"로 간주될 수 있다. 히트 파이프(130)에 적합한 구성은 잘 알려져 있다. 더 상세한 내용은, 예를 들면, Reay, David and Peter Kew, "Heat Pipes, Fifth Edition : Theory Design and Applications", Butterworth-Heinemann publisher; 5 ed.(2006); ISBN 978-0750667548.을 참조할 수 있다.
As is apparent from FIG. 1, a main set of heat pipes 130 is associated with each coolant passage 120. As is known, heat pipes have an efficient thermal conductivity which is very hundreds of times higher than copper, and thus can be considered a "thermal short". Suitable constructions for the heat pipe 130 are well known. For further details, see, for example, Reay, David and Peter Kew, "Heat Pipes, Fifth Edition: Theory Design and Applications", Butterworth-Heinemann publisher; 5 ed. (2006); See ISBN 978-0750667548.

각각의 히트 파이프(130)는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 증발 단부(evaporation end portion)(132)(일반적으로, "증발기 섹션(evaporator section)"이라 함) 및 응축 단부(condensation end portion)(134)(일반적으로 "콘덴서 섹션(condenser section)"이라 함)를 가진다. 여기서, 본 발명에 따른 스테이브(100)에 사용되기 위하여, 히트 파이프(130)는, > 760℃의 온도에 적합할 뿐만 아니라 컨테이너 물질(ontainer material)로서 내부 작업 에이전트(internal working agent)(작동 유체(working fluid))를 가진다는 것에 유념해야 한다. 적합한 작업 에이전트는 예를 들면 물 또는 수은이 있다. 히트 파이프(130)는, 각각의 히트 파이프의 방향에 상관없이, 응축 단부(134)로부터 증발 단부(132)로 작업 에이전트를 반환하기 위해, 일반적으로, 내부 심지 배열(internal wick arrangement), 예를 들면, 소결 금속 심지 배열(sintered metal wick arrangement) 또는 내부 홈(internal groove)을 가진다. 선택적으로, 또는 추가적으로, 응축 단부(134)로부터 증발 단부(132)로 적절한 경사(slope)와 방향(orientation)을 제공하는 것이 보장되고(warrented)(예를 들면, 이하의 제 2 보조 히트 파이프 그룹 참조), 작업 에이전트의 반환이 발생하거나 또는 중력에 의해 어시스트 될 수 있으므로, 따라서 더 저렴한 히트 파이프(130)의 사용을 가능하게 한다. 반면, 원통형 컨테이너 형태(geometry)가 가장 실용적이나, 히트 파이프(130)는 원칙적으로, 임의의, 일반적으로 긴 형태(elongated geometry)를 가질 수 있다.
Each heat pipe 130 has an evaporation end portion 132 (generally referred to as an “evaporator section”) and a condensation end portion (as shown in FIG. 3). 134) (generally called a "condenser section"). Here, for use in the stave 100 according to the invention, the heat pipe 130 is not only suitable for temperatures> 760 ° C., but also as an container material, an internal working agent (operating). Note that it has a working fluid. Suitable work agents are, for example, water or mercury. Heat pipe 130 is generally an internal wick arrangement, for example, to return a work agent from condensation end 134 to evaporation end 132, regardless of the direction of each heat pipe. For example, it has a sintered metal wick arrangement or an internal groove. Alternatively, or in addition, it is ensured to provide adequate slope and orientation from the condensation end 134 to the evaporation end 132 (e.g., the following second auxiliary heat pipe group The return of the work agent may occur or may be assisted by gravity, thus enabling the use of cheaper heat pipes 130. On the other hand, although cylindrical container geometry is most practical, heat pipe 130 may, in principle, have any, generally elongated geometry.

도 3의 확대에서 나타낸 바와 같이, 각 히트 파이프의 응축 단부(134)는 연관된 냉각수 통로(120)의 근처에 배치되고, 반면, 증발 단부(132)는 플레이트 본체 (110)의 전면(112)의 근처에 배치된다. 따라서 주 집합의 각각의 히트 파이프(130)는, 일반적으로, 전면(112)("고온면")으로부터 후면(114)("저온면")으로의, 특히, 연관된 내부 냉각수 통로(120)로의 열전달을 개선하는 방식으로, 플레이트 본체(110)에 배치된다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 주어진 냉각수 통로(120)에 연관된 히트 파이프(130) 집합 내에서, 히트 파이프(130)는, 세로축을 따라 일정한 간격으로 층(layers)에, 바람직하게는, 연관된 냉각수 통로(120)의 전체 길이를 실질적으로 덮도록(covering) 배치된다. 도 1 내지 도 3의 스테이브(100)에 있어서, 각각의 히트 파이프(130)는, 유지 리브(116) 내로 돌출하지 않고 연관된 냉각수 통로(120) 부근에서부터 전면(112) 부근으로 연장하도록 배치된다. 따라서 도 1 내지 도 3의 히트 파이프(130)는 리브(116)를 통과하지 않고 스테이브 본체(110)의 코어(core) 평행 육면체형 부분 내에 포함되어, 온도 기울기(temperature gradient) 및 그들의 내화물 지지 기능(refractory-supporting function)으로 인한 것들 사이에서 리브(116)가 일반적으로 받게 되는 더 높은 기계적 스트레스에의 노출을 회피하도록 한다. 또한, 바람직하게는, 히트 파이프(130)는, 상당한 스트레스와 마모에 노출되는, 플레이트 본체(110)의 최상단(uppermost) 및 최하단(lowermost) 종방향 끝단(extremity)을 제외한 중앙 지역(central region) 내에서 연관된 냉각수 통로(120)의 길이를 대략적으로(approximately) 커버하도록 배치된다.
As shown in the enlarged view of FIG. 3, the condensation end 134 of each heat pipe is disposed in the vicinity of the associated coolant passage 120, while the evaporation end 132 is of the front face 112 of the plate body 110. Is placed nearby. Thus, each heat pipe 130 of the main assembly is generally from the front side 112 (“hot side”) to the rear side 114 (“cold side”), in particular to the associated internal coolant passage 120. In a manner that improves heat transfer, it is disposed on the plate body 110. As shown in FIG. 1, within a set of heat pipes 130 associated with a given coolant passage 120, the heat pipes 130 are connected to layers, preferably associated coolant passages, at regular intervals along the longitudinal axis. Disposed to substantially cover the entire length of 120. In the stave 100 of FIGS. 1-3, each heat pipe 130 is arranged to extend from the vicinity of the associated coolant passage 120 to the vicinity of the front face 112 without protruding into the retaining rib 116. . Thus, the heat pipe 130 of FIGS. 1-3 is contained within a core parallelepiped portion of the stave body 110 without passing through the rib 116 to support the temperature gradient and their refractory. It allows to avoid exposure to the higher mechanical stress that the ribs 116 generally receive among those due to a refractory-supporting function. Further, preferably, heat pipe 130 has a central region excluding the uppermost and lowermost longitudinal extremities of plate body 110, which are exposed to significant stress and wear. Arranged to cover approximately the length of the associated coolant passage 120 within.

바람직하게는, 도 1 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 히트 파이프(130)는, 그들의 세로축(B)이 대응하는 유지 리브(116)의 대칭면(plane of symmetry)과 대략 일치하여(coincide), 유지 리브에 대응하는 층에 배치된다. 히트 파이프(130)는, 또한, 예를 들면, 그들의 세로축(B)이 유지 리브(116)의 정확하게 중간면(mid-plane)에 위치되지 않고, 다르게 배치될 수도 있다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 히트 파이프(130)는, 바람직하게는, 그들의 세로축(B)이 세로축(A)에 실질적으로 수직인 방향으로 배치된다. 도 1의 스테이브(100)에 있어서, 각각의 층은 그 축(B)이 연관된 냉각수 통로의 축(A)과 교차하도록 배치되는 단일의 히트 파이프(130)를 포함한다. 집합당 냉각수 통로(120)에 연관된 히트 파이프의 수는 대략 유지 리브(116)의 수에서, 도 4에 나타낸 바와 같이, 최상위 및 최하위 유지 리브(116)의 하나 또는 둘에 대하여 2 내지 4를 감산한 것에 대응한다.
Preferably, as shown in FIGS. 1 and 3, the heat pipes 130 are held so that their longitudinal axes B approximately coincide with the plane of symmetry of the corresponding retaining ribs 116. Disposed on the layer corresponding to the rib. The heat pipes 130 may also be arranged differently, for example, without having their longitudinal axis B positioned exactly in the mid-plane of the retaining ribs 116. As shown in FIG. 3, the heat pipes 130 are preferably arranged in a direction in which their longitudinal axis B is substantially perpendicular to the longitudinal axis A. As shown in FIG. In the stave 100 of FIG. 1, each layer comprises a single heat pipe 130 arranged such that its axis B intersects the axis A of the associated coolant passageway. The number of heat pipes associated with the coolant passage 120 per set is approximately two to four subtracted from one or two of the top and bottom retention ribs 116, as shown in FIG. 4, from the number of retention ribs 116. It corresponds to one.

후술하는 바 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 각각의 주 히트 파이프(130)는 그 응축 단부(134)가, 연관된 냉각수 통로(120)에 인접한 부분인, 플레이트 본체(110)의 금속 재질의 "저온" 부분("cooled" portion)에 포함되어, 금속 플레이트 본체(110) 내에 포함된다. 따라서, 동작 중에, 열전달은, 냉각수 통로(120)에 인접한 플레이트 재질의 "저온" 부분을 통하여 응축 단부(134)로부터 각각의 냉각수 통로(120)로 발생한다. 다시 말하면, 히트 파이프(130)는 냉각수 통로(120)의 내측으로도, 플레이트 본체(110)의 외측으로도 돌출하지 않는다. 따라서 히트 파이프(130)는 플레이트 본체(110)의 재질 내에 안전하게 캡슐화되고(encapsulated), 히트 파이프 중 하나에 손상을 야기하는 마모나 스트레스는, 히트 파이프(130) 사이, 특히, 그 응축 단부(134)와 냉각수 통로(120) 사이에, 남아있는 금속 물질의 장벽으로 인해, 연관된 냉각수 통로(12)로부터 누수를 유발할 수 없다. 바람직하게는, 각각의 히트 파이프(130)는, 낮은 열저항에서 실질적인 안전을 보장하기 위해, 그 응축 단부(134)와 외부의, 예를 들면, 원통형의, 연관된 냉각수 통로(120)의 인벨로프 사이의 최단 거리가 2mm보다 크도록, 바람직하게는, 2mm 내지 15mm의 범위, 더 바람직하게는 5mm 내지 10mm의 범위가 되도록 배치된다.
As described below and shown in FIG. 3, each main heat pipe 130 has a " low temperature " of the metallic material of the plate body 110, the condensing end 134 of which is adjacent to the associated coolant passage 120. It is included in the "cooled" portion, it is included in the metal plate body 110. Thus, during operation, heat transfer occurs from the condensation end 134 to each coolant passage 120 through the "cold" portion of the plate material adjacent to the coolant passage 120. In other words, the heat pipe 130 does not protrude to the inside of the coolant passage 120 nor to the outside of the plate body 110. Thus, the heat pipe 130 is safely encapsulated in the material of the plate body 110, and the wear or stress that causes damage to one of the heat pipes, between the heat pipe 130, in particular its condensation end 134. ) And the coolant passage 120, due to the barrier of remaining metal material, may not cause leakage from the associated coolant passage 12. Preferably, each heat pipe 130 is enveloped with its condensation end 134 and associated, eg, cylindrical, associated coolant passage 120 to ensure substantial safety at low thermal resistance. It is arrange | positioned so that the shortest distance between legs may be larger than 2 mm, Preferably it is the range of 2 mm-15 mm, More preferably, it is the range of 5 mm-10 mm.

전면(112)(고온면)에 인가되는 스트레스 및 마모로부터 히트 파이프(130)의 추가적인 보호를 위해, 각각의 히트 파이프(130)는 그 증발 단부(132)가 전면(112)에 인접한 플레이트 본체(110)의 금속 재질의 "가열된" 부분("heated" portion)에 포함되어 배치된다. 따라서 전면(112)으로부터 증발 단부(132)로의 열전달은 전면(112)에 접해 있는(adjoining) 플레이트 재질의 대응하는 가열된 부분"을 통하여 발생하게 된다.
For additional protection of the heat pipe 130 from stress and abrasion applied to the front face 112 (hot surface), each heat pipe 130 has a plate body (evaporated end 132 adjacent to the front face 112). And disposed in a “heated” portion of the metal of 110. Thus, heat transfer from the front face 112 to the evaporation end 132 occurs through the corresponding heated portion of the plate material adjoining the front face 112.

또한, 후술하는 바와 같이, 누설 위험의 현저한 감소를 달성하는 것에 더하여, 제안된 히트 파이프(130)의 구성은, "고온의" 전면(112)으로부터 "저온의" 후면(114)으로, 전후 방향으로 전체적인 열 전도성을 증가시킨다. 따라서 이는 또한, 각각의 냉각수 통로(120)가 종래의 스테이브에서 일반적으로 권장되는 것보다 후면(114)에 더 가깝게 위치하도록 한다. 바람직하게는, 냉각수 통로(120)는 따라서 자신의 세로축(A)이, 전면(112)보다 후면(114)에 더 가깝게, 즉, dr/df << 1의 비율로 배치된다. 바람직하게는 dr/df ≤ 0.8, 더 바람직하게는 dr/df ≤ 0.7이며, 여기서, 도 1에 나타낸 바와 같이, dr은 후면(114)에 대한 축(A)의 거리이고 df는 전면(112)에 대한 거리이다(홈(118)의 레벨에서). 냉각수 통로(120)는, 냉각수 통로(120)와 후면(114) 사이에서 플레이트 본체(110)의 재질의 나머지 두께가 최소화되도록 구성되고, 바람직하게는, 5 내지 50mm의 범위 내에서 구성된다. 결과적으로, 누수를 일으키는 냉각수 통로(120)의 스트레스로 인한 결함(stress-induced failure)의 위험은, 후면(114)이 기계적 스트레스에 최소한으로 노출되므로 더욱 감소한다.
In addition, as described below, in addition to achieving a significant reduction in the risk of leakage, the proposed heat pipe 130 configuration is a front-to-rear direction from the “hot” front 112 to the “low temperature” rear 114. This increases the overall thermal conductivity. This also allows each coolant passage 120 to be located closer to the backside 114 than is generally recommended in a conventional stave. Preferably, the coolant passageway 120 is thus arranged such that its longitudinal axis A is closer to the rear face 114 than the front face 112, ie, at a ratio of dr / df << 1. Preferably dr / df ≦ 0.8, more preferably dr / df ≦ 0.7, where, as shown in FIG. 1, dr is the distance of axis A with respect to rear face 114 and df is front face 112 Is the distance to (at the level of the groove 118). The coolant passage 120 is configured such that the remaining thickness of the material of the plate body 110 is minimized between the coolant passage 120 and the rear surface 114, and is preferably configured within a range of 5 to 50 mm. As a result, the risk of stress-induced failure of the cooling water passage 120 causing leakage is further reduced since the backside 114 is minimally exposed to mechanical stress.

도 1은 다른 방향으로 플레이트 본체(110)에 임베디드(embeded) 되는 제 1 보조 히트 파이프 그룹(140)을 나타내고 있다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 각각의 복수의 제 1 보조 히트 파이프(140)는 냉각수 통로(120)의 세로축(A)에 수직으로 연장하고 일반적으로 전면(112)에 평행인 세로축(C)에 배치된다. 히트 파이프(140)는 플레이트 본체(110)의 반대측 가장자리(opposite lateral edge)에 인접한 플레이트 재질 내에 위치된다. 따라서, 플레이트 본체(110) 내의 온도 분포(temperature distribution)에 따라, 단부(142, 144)는 응축기 섹션 또는 증발기 섹션 중 하나로 동작한다. 그들의 비교적 긴 길이로 인해, 히트 파이프(140)는 일반적으로, 단부(142, 144)와 연결되는, 단열 중앙부(adiabatic central section)(146)가 구비된다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 히트 파이프(140)는 바람직하게는 대응하는 유지홈(118)의 중간면(mid-plane)에 배치되고, 히트 파이프(140)는, 최상위(uppermost) 및 최하위(lowermost)의 홈(118)을 제외하고, 각각의 유지홈(118)에 대하여 설치된다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 히트 파이프(140)는, 냉각수 통로(120)의 원통형 엔벨로프와 대응하는 홈(118)의 하단(bottom)의 전면의 표면 사이의 최단 거리에서 대략 중앙에 위치되는 그 세로축(C)에 배치된다. 후술하는 바와 같이, 제 1 보조 히트 파이프 그룹(140)은 플레이트 본체의 폭 방향을 따라 열 분포를 증가시키고, 그것에 의해, 또한 냉각수 통로(120) 사이에 열 부하를 더욱 균일하게 분배한다. 바람직하게는, 보조 히트 파이프(140)는, 주 히트 파이프(130)와 교대로, 실질적으로 냉각수 통로(120)의 길이를 커버하는 그룹으로서, 일정 간격을 가진다(regulary spaced). 또한, 도면에 도시되지는 않았으나, 제 2 보조 히트 파이프 그룹이 플레이트 본체의 길이 방향을 따라 온도 분포를 개선하고 따라서 스테이브의 래핑(wrapping)을 감소하기 위해 유사한 방식으로 제공될 수 있다. 이러한 히트 파이프(110)는, 냉각수 통로(120)의 세로축(C)에 평행하게 연장하도록 플레이트 본체에 임베디드 될 수 있다.
1 shows a first auxiliary heat pipe group 140 that is embedded in the plate body 110 in a different direction. As shown in FIG. 2, each of the plurality of first auxiliary heat pipes 140 extends perpendicular to the longitudinal axis A of the coolant passage 120 and is disposed on the longitudinal axis C, which is generally parallel to the front face 112. do. The heat pipe 140 is located in a plate material adjacent to the opposite lateral edge of the plate body 110. Thus, depending on the temperature distribution in the plate body 110, the ends 142, 144 operate as either condenser sections or evaporator sections. Due to their relatively long lengths, the heat pipe 140 is generally equipped with an adiabatic central section 146, which is connected to the ends 142, 144. As shown in FIG. 1, the heat pipe 140 is preferably arranged in the mid-plane of the corresponding retaining groove 118, and the heat pipe 140 is uppermost and lowermost. Except for the groove 118 of), it is installed for each holding groove 118. As shown in FIG. 3, the heat pipe 140 is its longitudinal axis approximately centered at the shortest distance between the cylindrical envelope of the coolant passage 120 and the front surface of the bottom of the corresponding groove 118. (C) is disposed. As described later, the first auxiliary heat pipe group 140 increases the heat distribution along the width direction of the plate body, thereby further distributing the heat load evenly between the coolant passages 120. Preferably, the auxiliary heat pipe 140 is a group that substantially covers the length of the coolant passage 120, alternately with the main heat pipe 130, and is regulary spaced. In addition, although not shown in the figures, a second auxiliary heat pipe group can be provided in a similar manner to improve the temperature distribution along the longitudinal direction of the plate body and thus reduce the wrapping of the stave. The heat pipe 110 may be embedded in the plate body to extend parallel to the longitudinal axis (C) of the coolant passage (120).

도 4 내지 도 6은 스테이브(200)의 제 2 실시예를 나타낸다. 설명을 간략히 하기 위해, 도 1 내지 도 3의 스테이브(100)에 대하여 도 4 내지 도 6의 스테이브(200)의 차이점만을 이하에 설명한다. 백단위 자리수를 증가하여 나타낸 바와 같은 다른 특징은, 상기한 내용과 동일 또는 유사하다.
4 to 6 show a second embodiment of the stave 200. For simplicity, only the differences between the stave 200 of FIGS. 4 to 6 will be described below with respect to the stave 100 of FIGS. Other features as shown by increasing hundreds of digits are the same or similar to the above.

도 5에 나타낸 바와 같이, 그리고 스테이브(100)와는 대조적으로, 스테이브(200)의 주 히트 파이프(230)의 증발 단부(232)는 대응하는 유지 리브(216)를 형성하는 플레이트 재질 내에 포함되어 있다. 히트 파이프(230)가 유지 리브(216) 내로 돌출하는 것으로, 증발 단부(232)가 골이 형성된(corrugated) 전면(212)의 최전면(frontmost plane)에 더 가까이 위치되므로, 열전도도가 더욱 증가한다. 따라서, 그들의 요구되는 길이에 따라, 히트 파이프(230)는 중간 단열부(intermediate adiabatic section)에 설치된다. 응축 단부(234)와 연관된 냉각수 통로(220) 사이의 안전 거리는, 바람직하게는, 도 1 내지 도 4와 관련하여 상기한 내용과 유사하게 선택된다. 또한, 예를 들면, 히트 파이프(230)의 파손(breakage)과 같은 결함이 치명적이지 않은(uncritical) 경우라도, 히트 파이프(230)의 충분한 수명을 보증하기 위해 기계적인 스트레스 및 마모에 노출을 최소화하기 위하여, 각각의 히트 파이프(230)는, 바람직하게는, 그 증발 단부(232) 및 대응하는 리브(216)의 끝(tip)의 전면(212)의 표면 사이의 최단 거리가 5mm 내지 50mm의 범위가 되도록 배치된다.
As shown in FIG. 5, and in contrast to the stave 100, the evaporation end 232 of the main heat pipe 230 of the stave 200 is contained within the plate material forming the corresponding retaining rib 216. It is. The heat pipe 230 protrudes into the retaining rib 216, whereby the evaporation end 232 is located closer to the frontmost plane of the corrugated front 212, further increasing thermal conductivity. do. Thus, according to their required length, the heat pipe 230 is installed in an intermediate adiabatic section. The safety distance between the coolant passages 220 associated with the condensation end 234 is preferably selected similarly to the foregoing with respect to FIGS. 1 to 4. Furthermore, even if a defect such as, for example, breakage of heat pipe 230 is uncritical, minimize exposure to mechanical stress and wear to ensure sufficient life of heat pipe 230. In order to achieve this, each heat pipe 230 preferably has a shortest distance between its evaporation end 232 and the surface of the front surface 212 of the tip of the corresponding rib 216 of 5 mm to 50 mm. It is arranged to be a range.

도 2의 횡단면도에 나타낸 바와 같이, 도 4 내지 도 6의 스테이브(200) 또한, 도 2에 관련하여 상기한 바와 같이 구성되고 배치되는 보조 히트 파이프(240)가 구비된다. 더욱이, 각각의 히트 파이프(230)의 축(B)은 또한 도 6에 직선 D로 나타낸, 전후 방향에 평행하다.
As shown in the cross-sectional view of FIG. 2, the stave 200 of FIGS. 4-6 also includes an auxiliary heat pipe 240 constructed and arranged as described above with respect to FIG. 2. Moreover, the axis B of each heat pipe 230 is also parallel to the front-rear direction, indicated by straight line D in FIG. 6.

도 7 내지 도 9a는 참조부호(300)로 나타낸, 냉각 스테이브의 제 3 실시예를 나타내는 도면이다. 도 1 내지 도 3의 냉각 스테이브(100) 및 도 4 내지 도 6의 스테이브(200)에 대한 차이점만을 이하에 설명한다. 다른 특징은 상기한 것과 동일하거나 유사하다.
7-9A show a third embodiment of a cooling stave, indicated by reference numeral 300. Only differences between the cooling stave 100 of FIGS. 1 to 3 and the stave 200 of FIGS. 4 to 6 are described below. Other features are the same or similar to those described above.

도 7 내지 도 9a의 스테이브(300)에 있어서, 주 히트 파이프의 집합(330)은 사용된 히트 파이프의 양에 따라 그리고 플레이트 본체(310) 내에서 그들의 방향에 따라 다르게 구성된다. 도 9a(도 7의 직선 IXA-IXA를 따라 도시됨)에 나타낸 바와 같이, 주어진 냉각수 통로(320)에 연관된 각각의 집합은, 유지 리브(316)에 대응하는(1 또는 2개의 최상-최하단 리브를 제외하고) 각 층에 한 쌍의 히트 파이프(33)를 포함한다. 따라서 도 7A 내지 도 9에 나타낸 실시예에 있어서, 히트 파이프(330)의 총 수는, 냉각수 통로(320)의 수에 리브(316)의 수를 곱하여 2를 곱한 것과 대략 같으므로, 예를 들면, 히트 파이프가 총 수십 개가 된다. 결과적으로, 연관된 냉각수 통로(320)의 세로축(A)을 따라 일정 간격으로 배치된 히트 파이프(330)의 쌍에 의해 도 1 내지 도 6에 비하여 전후 방향의 열전도도의 추가적인 증가가 달성된다. 따라서 도 7 내지 도 9a에 따른 스테이브(300)는 훨씬 높은 열효율을 가지며, 조기 결함(premature failure)도 적은 경향이 있다. 도 9a에 더 나타낸 바와 같이, 각 쌍의 두 개의 히트 파이프(330)는 횡단하는(transverse) 전후 방향(D)에 대하여 비스듬하게(obliquely) 및 거울 대칭(morror-symmetrically)으로 배치된다. 더 상세하게는, 전면(312)에 근접한 그들의 증발 단부(332)는 연관된 냉각수 통로(320)에 인접한 그들의 응축 단부(334) 보다 더 큰 확장(greater extension)을 위해 이격되어 있다. 다시 말하면, 쌍을 이루는 히트 파이프(330)의 세로축(B)은 가로지르는 전후 방향(D)에 대한 각도이다. 이러한 배치는, 전면(312)의 근처(near)로부터 연관된 냉각수 통로(320)의 근처로 "열적 쇼트"의 수를 2배로 하며(doubling), 동시에, 플레이트 본체(310)의 폭 방향을 따라, 전면(312)에 인접한 플레이트 재질의 증발 단부(332)의 대략 균일한 분포를 보장한다. 도 1 내지 도 6과 마찬가지로, 응축 단부(334)는 반대로 플레이트 본체(310)의 재질의 각각의 "저온 영역(cooled region)"에 포함된다. 그러나 스테이브(300)에 있어서, "저온 영역"은 각각 연관된 냉각수 통로(320)의 주부의 반대측에 인접하고, - 상기한 바와 같이- 증발 단부(332) 및 연관된 냉각수 통로(320) 사이의 열 전달이 이러한 보호되는 "저온 영역"을 통하여 발생한다.
In the stave 300 of FIGS. 7-9A, the set of primary heat pipes 330 is configured differently depending on the amount of heat pipes used and their orientation within the plate body 310. As shown in FIG. 9A (shown along straight line IXA-IXA in FIG. 7), each set associated with a given coolant passage 320 corresponds to a retention rib 316 (one or two top-bottom ribs). Each layer includes a pair of heat pipes 33. Thus, in the embodiment shown in FIGS. 7A-9, the total number of heat pipes 330 is approximately equal to the number of ribs 316 multiplied by the number of ribs 316 by the number of cooling water passages 320, for example. In total, there are dozens of heat pipes. As a result, an additional increase in thermal conductivity in the front-rear direction is achieved compared to FIGS. 1 to 6 by a pair of heat pipes 330 arranged at regular intervals along the longitudinal axis A of the associated coolant passage 320. Thus, the stave 300 according to FIGS. 7-9A has a much higher thermal efficiency and tends to have less premature failure. As further shown in FIG. 9A, each pair of two heat pipes 330 are arranged obliquely and mirror-symmetrically with respect to the transverse front and rear direction D. FIG. More specifically, their evaporation ends 332 proximate the front face 312 are spaced for greater extension than their condensation end 334 adjacent to the associated coolant passageway 320. In other words, the longitudinal axis B of the paired heat pipes 330 is an angle with respect to the transverse direction D. This arrangement doubles the number of "thermal shorts" from the near of the front face 312 to the associated coolant passage 320, and at the same time along the width direction of the plate body 310, Ensure an approximately uniform distribution of the evaporated end 332 of the plate material adjacent the front face 312. As with FIGS. 1-6, the condensation end 334 is conversely included in each “cooled region” of the material of the plate body 310. However, in the stave 300, the "cold region" is adjacent to the opposite side of the main part of the associated coolant passage 320, respectively-and as described above-the heat between the evaporation end 332 and the associated coolant passage 320. Delivery occurs through this protected "cold region".

또한, 주 히트 파이프(33)는 도 1 내지 도 6에서 사용된 것보다 더 길다. 실제로, 도 9a의 구성은, 전면(312)의 폭을 따라 증발 단부(332)의 균일한 분포를 유지하면서 최대 히트 파이프의 길이를 가능하게 한다. 응축 단부(334)는 플레이트 본체(310)의 후면(314)에 더 가까이 위치된다. 도 9a에 나타낸 바와 같이, 각 집합의 히트 파이프(330)는, 전후 방향(D)에 대하여 통로 주부의 반대측에, 연관된 냉각수 통로(320)에 가깝게 그리고 측면에(laterally) 배치된다. 따라서 응축 단부(334)의 더 큰 확장은 도 1 내지 도 6에 비해 냉각을 향상시키기 위해 냉각수 통로(320) 부근에 배치된다. 제조를 간단히 하기 위해, 히트 파이프(330)는, 예를 들면, 타이트 핏(tight-fit)에 의해, 대응하는 블라인드 홀(blind hole)에 설치된다. 블라인드 홀은 후면(314)으로부터 전면(312) 쪽으로 축(B)을 따라 비스듬하게(obliquely) 연장하고, 예를 들면, 5mm 내지 50mm의 범위의 거리에서, 전면(312)의 직전에서(short) 종료한다. 응축 단부(334)의 끝단면(terminal faces)은 바람직하게는 후면(314)과 같은 높이(flush) 또는 거의 같은 높이(nearly flush)이다. 응축 단부(334)의 측면 표면(lateral surface)이 연관된 냉각수 통로(320)에 인접하는 플레이트 재료에 의해 완전히 둘러싸여 있는 반면, 그들의 전면은 그럴 필요가 없다(더 큰 노출에 의해 측면 표면의 냉각을 가능하게 하는 것과 같이). 다시 말하면, 이전의 실시예들과는 반대로, 스테이브(300)의 히트 파이프(330)는, 돌출하지 않고 플레이트 본체(310) 내에 배치되나, 플레이트 본체(310)의 재질 내에 완전히 포함되지는 않는다.
In addition, the main heat pipe 33 is longer than that used in FIGS. 1 to 6. In fact, the configuration of FIG. 9A allows for the maximum length of the heat pipe while maintaining a uniform distribution of the evaporation end 332 along the width of the front face 312. The condensation end 334 is located closer to the back surface 314 of the plate body 310. As shown in FIG. 9A, each set of heat pipes 330 is disposed on the opposite side of the passage main part with respect to the front-rear direction D, close to and laterally with the associated cooling water passage 320. Thus, a larger extension of the condensation end 334 is disposed near the coolant passage 320 to improve cooling compared to FIGS. 1-6. In order to simplify the manufacture, the heat pipe 330 is installed in the corresponding blind hole, for example by a tight fit. The blind hole obliquely extends along the axis B from the rear face 314 towards the front face 312 and shortly before the front face 312, for example, at a distance in the range of 5 mm to 50 mm. Quit. The terminal faces of the condensation end 334 are preferably flush with or substantially flush with the backside 314. While the lateral surface of the condensation end 334 is completely surrounded by the plate material adjacent to the associated coolant passageway 320, their front face need not be so (cooling the lateral surface by greater exposure is possible). As letting). In other words, in contrast to the previous embodiments, the heat pipe 330 of the stave 300 is disposed in the plate body 310 without protruding, but is not completely included in the material of the plate body 310.

도 9b는 참조부호(400)로 나타낸, 스테이브의 제 4 실시예를 나타내는 도면이다. 스테이브(400)는 도 7 내지 도 9a와 실질적으로 동일하고, 주 히트 파이프(430)가 설치되는 블라인드 홀이 전후 방향(D)에 평행으로 플레이트 본체(410)에 설치되는 더욱 단순화된 제조에 대한 점에서만 다르다. 따라서 히트 파이프(430)는, 냉각수 통로(420)의 축(A)에 수직이고 또한 전면(412)/후면(414)의 평면에 수직인 세로축(B)을 가지고 플레이트 본체(410) 내에 배치된다.
9B shows a fourth embodiment of the stave, indicated by reference numeral 400. The stave 400 is substantially the same as in FIGS. 7-9A, and in a more simplified manufacturing in which the blind hole in which the main heat pipe 430 is installed is installed in the plate body 410 in parallel to the front-rear direction (D). The only difference is that. The heat pipe 430 is thus arranged in the plate body 410 with a longitudinal axis B perpendicular to the axis A of the coolant passage 420 and perpendicular to the plane of the front 412 / rear 414. .

결론적으로, 상기한 바와 같은 냉각 스테이브(100, 200, 300, 400)를 제조하기 위한 몇 가지 바람직한 방법을 요약하면 다음과 같다.
In conclusion, some preferred methods for manufacturing the cooling stave 100, 200, 300, 400 as described above are summarized as follows.

후술하는 바와 같이, 도 1 내지 도 6의 주 히트 파이프(130, 230) 뿐만 아니라, 보조 히트 파이프(140, 240)도 플레이트 본체(110, 210)의 금속 재질에 완전히 임베디드 된다. 이 경우, 플레이트 본체(110, 210)는 주조에 의해 제조되고, 완전한 임베딩에 적합한 방법은, As described later, not only the main heat pipes 130 and 230 of FIGS. 1 to 6 but also the auxiliary heat pipes 140 and 240 are completely embedded in the metal materials of the plate bodies 110 and 210. In this case, the plate bodies 110 and 210 are manufactured by casting, and a method suitable for complete embedding is

(a) 플레이트 본체의 주조 작업 중에, 바람직하게는, 스틸 컨테이너(steell container)를 가지는 히트 파이프를 사용하여 히트 파이프(130, 230, 140, 240)를 캐스트 인 한다.
(a) During the casting operation of the plate body, the heat pipes 130, 230, 140 and 240 are preferably cast in using a heat pipe having a steel container.

도 7 내지 도 9b에 따른 스테이브(300, 400)(히트 파이프(330, 430, 340, 440)가 적절한 플레이트 재질에 의해 포함되지 않은 단부면(end face)을 가질 수 있는)를 제조하기 위해 적합한 다른 방법으로, 히트 파이프(330, 430, 340, 440)는 이하와 같은 방법에 의해 설치될 수 있다. To fabricate staves 300, 400 according to FIGS. 7-9 b (where the heat pipes 330, 430, 340, 440 may have end faces not covered by suitable plate material). Alternatively, the heat pipes 330, 430, 340, and 440 may be installed by the following method.

(b) 주조 플레이트 본체에 대하여 : 플레이트 본체의 주조 작업중, 히트 파이프(330, 430, 340, 440)의 최종 위치에 위치 지정자(placeholder)로서 원통형 유사 코어(sand core)를 설치하고, 주조 후에, 유사 코어를 제거하고 이에 따라 얻어진 공동(cavities)을 천공하며(boring), 그 후, 충분한 열적 접촉(thermal contact)을 위해(선택적으로 인터페이스에서 열 그리스(thermal grease)를 추가), 히트 파이프(330, 430, 340, 440)를 그 안에 타이트 피팅(tight-fitting) 한다. (b) About the casting plate body: During the casting operation of the plate body, a cylindrical sand core is installed as a placeholder at the final position of the heat pipes 330, 430, 340, 440, and after casting, Removing the pseudo core and boring the resulting cavities, and then for sufficient thermal contact (optionally adding thermal grease at the interface), the heat pipe 330 , 430, 340, and 440 are tight-fitted therein.

(c) 주조 플레이트 본체에 대하여 : 바람직하게는 강철로 이루어지는 보정된 블라인드 튜브(calibrated blind tube)를, 플레이트 본체(310, 410)의 주조 동작중에 캐스트 인 하여, 플레이트 본체(310, 410)의 표면과 동일한 높이의(flush) 끝단면(end face)을 가지고 침탄(carburization)으로 인해 플레이트 재질과 양호한 열 접촉을 가지게 하며, 주조 후에, 예를 들면, 타이트 핏 또는 나사결합(screwed connection)에 의해 히트 파이프(330, 430, 340, 440)를 삽입하고, 필요한 경우, 블라인드 튜브의 잔여 빈 부분(residual empty portions)에 공기 함유(air air inclusion)을 회피하는 방식으로 보호 충진재(protective filling material)를 추가한다. 또는, (c) About the casting plate body: The surface of the plate body 310,410 is cast by casting a calibrated blind tube, preferably made of steel, during the casting operation of the plate body 310,410. It has a flush end face that is equal to, and has good thermal contact with the plate material due to carburization, and after casting, for example, by heat or by tight fit or screwed connection Insert pipes 330, 430, 340, 440 and, if necessary, add protective filling material in such a way as to avoid air air inclusions in the residual empty portions of the blind tube. do. or,

(d) 모든 종류의 플레이트 본체에 대하여 : 필요한 경우, 플레이트 본체(310, 410)의 제조(주조 또는 비주조) 후에 적절한 위치에 수용홀(receiving holes)을 천공하고(boring), 이어서, 예를 들면, 타이트 핏 또는 나사결합에 의해, 히트 파이프(330, 430, 340, 440)를 삽입한다.
(d) For all kinds of plate bodies: If necessary, boring the receiving holes in appropriate positions after the manufacture (cast or uncast) of the plate bodies 310, 410, and then, for example, For example, the heat pipes 330, 430, 340, and 440 are inserted by tight fit or screwed together.

여기서, 또한, 플레이트 본체(110, 210, 310, 410)는 비철 금속, 특히, 구리로 제조될 수도 있다. 구리 스테이브에 있어서 플레이트 본체(110, 210, 310, 410)는, 일반적으로, 예를 들면, US 6,470,958호에 따라, 또는, 슬래브 롤(rolled slab)을 가공하여(machining) 생산된 주물이다. 이러한 구리 스테이브에 있어서, 히트 파이프(130, 230, 140, 240) 또한 다음과 같은 방법으로 설치될 수 있다. Here, the plate bodies 110, 210, 310, 410 may also be made of non-ferrous metals, in particular copper. The plate bodies 110, 210, 310, 410 in copper staves are generally castings produced according to, for example, US 6,470,958 or by machining rolled slabs. In such a copper stave, the heat pipes 130, 230, 140, 240 may also be installed in the following manner.

(e) 주조 구리 스테이브의 경우 : 구리 플레이트 본체(110, 210)의 주조 작업 중, 바람직하게는, 적절한 코팅이 제공된 강철 컨테이너를 가지는 히트 파이프를 사용하여, 히트 파이프(130, 230, 140, 240)를 캐스트 인 한다. (e) In the case of a cast copper stave: during the casting operation of the copper plate bodies 110, 210, it is preferable to use heat pipes 130, 230, 140, using a heat pipe having a steel container provided with a suitable coating. Cast in 240).

(f) 구리 스테이브의 경우 : 드릴링 및 필요한 경우, 주조 후 적절한 위치에 수용홀을 천공하고, 이어서, 예를 들면, 타이트 핏 또는 나사결합에 의해, 열 전도성 방식으로, 히트 파이프(330, 430, 340, 440)를 삽입 및 피팅한다.
(f) For copper staves: heat pipes 330, 430, in a thermally conductive manner, for example, by drilling and, if necessary, perforating the receiving holes in a suitable position after casting and, for example, by tight fit or screwing. , 340, 440).

반면, 도 1 내지 도 3과 도 4 내지 도 6의 스테이브(100, 200)는, 바람직하게는, 예를 들면, 상기한 (a) 또는 (e)의 방법에 의해 제조되고, 도 7 내지 도 9a 및 도 9b의 냉각 스테이브(300, 400)는, 상기한 (b), (c), (d)의 방법 중 하나에 의해 제조될 수 있다. 상기한 바와 같이, (a) 또는 (e)의 방법 또한 도 7 내지 도 9a 및 9b 또는, 응축 단부가 냉각수 채널의 측면으로 임베디드 되는, 유사한 스테이브에 따른 냉각 스테이브(300, 400)를 제조하기 위해 사용될 수 있다.
On the other hand, the staves 100 and 200 of FIGS. 1 to 3 and 4 to 6 are preferably manufactured by, for example, the method of (a) or (e) described above, and FIGS. The cooling staves 300 and 400 of FIGS. 9A and 9B may be manufactured by one of the methods of (b), (c) and (d) described above. As noted above, the method of (a) or (e) also manufactures cooling staves 300, 400 according to FIGS. 7-9A and 9B or similar staves in which the condensation ends are embedded on the sides of the cooling water channels. Can be used to

도 1 내지 도 3
100. 스테이브 110. 플레이트 본체
112. 전면 114. 후면
116. 유지 리브 118. 유지홈
120. 냉각수 통로 A. 120의 세로축
122. 연결 파이프부 130. (주) 히트 파이프
132. 증발 단부 134. 응축 단부
B. 130의 세로축 140. 보조 히트 파이프
142, 144. 단부(증발/응축) 146. 단열부
C. 140의 세로축 D. 전후 방향
df. A에서 112까지의 거리 dr. df. A에서 114까지의 거리
도 4 내지 도 6 및 도 2
200. 스테이브 210. 플레이트 본체
212. 전면 214. 후면
216. 유지 리브 218. 유지홈
220. 냉각수 통로 A. 220의 세로축
222. 연결 파이프부 230. (주) 히트 파이프
232. 증발 단부 234. 응축 단부
B. 230의 세로축 240. 보조 히트 파이프
242, 244. 단부(증발/응축) 246. 단열부
C. 240의 세로축 D. 전후 방향
도 7 내지 도 9a
300. 스테이브 310. 플레이트 본체
312. 전면 314. 후면
316. 유지 리브 318. 유지홈
320. 냉각수 통로 A. 320의 세로축
322. 연결 파이프부 330. (주) 히트 파이프
332. 증발 단부 334. 응축 단부
B. 330의 세로축 340. 보조 히트 파이프
342, 344. 단부(증발/응축) 346. 단열부
C. 340의 세로축 D. 전후 방향
도 9b
400. 스테이브 410. 플레이트 본체
412. 전면 414. 후면
416. 유지 리브 418. 유지홈
420. 냉각수 통로 A. 420의 세로축
430. (주) 히트 파이프 432. 증발 단부
434. 응축 단부 B. 430의 세로축
D. 전후 방향
1 to 3
100. Stave 110. Plate body
112. Front 114. Rear
116. Retaining Ribs 118. Retaining Grooves
120. Cooling water passage A. Longitudinal axis of 120
122. Connection pipe section 130. Heat pipe
132. Evaporation end 134. Condensation end
B. Vertical axis of 130 140. Auxiliary heat pipe
142, 144. End (evaporation / condensation) 146. Insulation
C. 140 longitudinal axis D. Fore and aft direction
df. Distance from A to 112 dr. df. Distance from A to 114
4 to 6 and 2
200. Stave 210. Plate Body
212.Front 214.Rear
216. Retaining Ribs 218. Retaining Grooves
220. Cooling water passage A. 220 longitudinal axis
222. Connection pipe section 230. Heat pipe
232. Evaporation end 234. Condensation end
B. longitudinal axis of 230 240. auxiliary heat pipe
242, 244. End (evaporation / condensation) 246. Insulation
C. 240 longitudinal axis D. Fore and aft direction
7 to 9a
300. Stave 310. Plate body
312.Front 314. Rear
316. Retaining Ribs 318. Retaining Grooves
320. Cooling water passage A. 320 longitudinal axis
322. Connection pipe part 330. Heat pipe
332. Evaporation end 334. Condensation end
B. Vertical axis of 330 340. Auxiliary heat pipe
342, 344. End (evaporation / condensation) 346. Insulation
C. Vertical axis of 340 D. Fore and aft direction
Figure 9b
400. Stave 410. Plate body
412.Front 414.Rear
416. Retaining Ribs 418. Retaining Grooves
420. Cooling water passage A. Vertical axis of 420
430. Heat pipe 432. Evaporation end
434. Vertical axis of condensation end B. 430
D. Back and forth direction

Claims (19)

야금로(metallugical furnace), 특히, 용광로(blast furnace)를 위한 냉각 스테이브(cooling stave)에 있어서,
상기 냉각 스테이브는,
상기 야금로의 내부(interior)와 대향하는(facing) 전면(front face), 반대측의(opposite) 후면(rear face) 및 세로축(longitudinal axis)과 주부(main portion)를 가지는 적어도 하나의 내부 냉각수 통로(interior coolant passage)를 포함하며, 금속 재질(metallic material)로 이루어지는 플레이트 본체(plate body); 및
상기 냉각수 통로에 연관된(associated) 히트 파이프(heat pipe)의 집합(set)을 포함하여 구성되고,
각각의 상기 히트 파이프는,
증발 단부(evaporation end portion); 및
응축 단부(condensation end portion)를 포함하며,
상기 히트 파이프의 집합은, 상기 전면으로부터 연관된 상기 냉각수 통로로의 열전달(heat transfer)을 개선하기 위해 상기 플레이트 본체에 배치되며,
상기 히트 파이프의 집합의 각각의 히트 파이프는, 상기 응축 단부로부터 연관된 상기 냉각수 통로로의 열전달이 연관된 상기 냉각수 통로에 인접한(contiguous) 상기 금속 재질에 의해 발생하도록, 연관된 상기 냉각수 통로에 인접한 상기 플레이트 본체의 상기 금속 재질에 상기 응축 단부가 포함되어(enclosed) 상기 플레이트 본체 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 냉각 스테이브.
In a cooling stave for metallugical furnaces, in particular for blast furnaces,
The cooling stave,
At least one internal coolant passage having a front face facing the interior of the metallurgical furnace, an opposing rear face and a longitudinal axis and a main portion a plate body including an interior coolant passage and made of a metallic material; And
A set of heat pipes associated with the cooling water passage,
Each of the heat pipes,
An evaporation end portion; And
A condensation end portion,
The collection of heat pipes is disposed in the plate body to improve heat transfer from the front side to the associated coolant passages,
Each heat pipe of the collection of heat pipes is connected to the plate body adjacent to the associated coolant passage such that heat transfer from the condensation end to the associated coolant passage is generated by the metallic material contiguous to the associated coolant passage. And the condensation end is enclosed in the metal material of the cooling body.
제 1항에 있어서,
상기 히트 파이프의 집합은, 연관된 상기 냉각수 통로의 상기 세로축을 따라 일정한 간격(regular intervals)으로 층(layers)에 배치된 히트 파이프의 쌍(pairs)을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각 스테이브.
The method of claim 1,
Wherein said set of heat pipes comprises pairs of heat pipes arranged in layers at regular intervals along said longitudinal axis of said associated coolant passage.
제 2항에 있어서,
각각의 히트 파이프 쌍의 각 히트 파이프의 응축 단부는, 연관된 상기 냉각수 통로의 상기 주부의 반대측 면에 배치되는 것을 특징으로 하는 냉각 스테이브.
The method of claim 2,
The condensation end of each heat pipe of each heat pipe pair is disposed on the opposite side of the main portion of the associated coolant passage.
제 2항 또는 제 3항에 있어서,
각각의 히트 파이프 쌍의 히트 파이프는, 그들의 응축 단부보다 더 이격된(spaced apart) 증발 단부와 함께 전후(front-to-rear) 방향에 대하여 경사지게(obliquely) 배치되는 것을 특징으로 하는 냉각 스테이브.
4. The method according to claim 2 or 3,
The heat pipes of each pair of heat pipes are arranged obliquely with respect to the front-to-rear direction with the evaporation ends spaced apart than their condensation ends.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스테이브의 상기 전면은, 내화재(refractory material)를 유지하기(retaining) 위해 유지 리브(retaining ribs) 및 유지홈(retaining grooves)을 교대로(alternating) 포함하고,
상기 히트 파이프는 상기 유지 리브의 레벨(level)의 층에 배치되는 것을 특징으로 하는 냉각 스테이브.
The method according to any one of claims 1 to 4,
The front surface of the stave includes alternating retaining ribs and retaining grooves for retaining refractory material,
The heat pipe is disposed in a layer of a level of the retaining rib.
제 5항에 있어서,
상기 히트 파이프는, 증발 단부가 유지 리브 내에 포함되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 냉각 스테이브.
6. The method of claim 5,
And the heat pipe is arranged such that the evaporation end is included in the retaining rib.
제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 히트 파이프 집합의 각 히트 파이프는, 상기 전면의 근처(near)에서 연관된 상기 냉각수 통로의 근처까지 상기 플레이트 본체 내에서 연장하고, 바람직하게는, 상기 세로축에 수직인 방향으로 연장하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 냉각 스테이브.
7. The method according to any one of claims 1 to 6,
Each heat pipe of the set of heat pipes is arranged to extend in the plate body from the near of the front side to the vicinity of the associated coolant passage, preferably extending in a direction perpendicular to the longitudinal axis. Cooling stave made with.
제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 히트 파이프 집합의 각 히트 파이프는, 상기 전면으로부터 상기 증발 단부로의 열전달이 상기 전면에 인접하는 상기 금속 재질을 통하여 발생하도록, 증발 단부가 상기 전면에 인접한 금속 재질에 포함되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 냉각 스테이브.
8. The method according to any one of claims 1 to 7,
Each heat pipe of the heat pipe assembly is arranged such that the evaporation end is included in the metal material adjacent to the front surface such that heat transfer from the front surface to the evaporation end occurs through the metal material adjacent to the front surface. Cooling stave.
제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 냉각 스테이브는, 상기 플레이트 본체의 폭 방향에 따른 온도 분포(thermal distribution)를 개선하기 위해 상기 냉각수 통로의 상기 세로축에 수직이며 상기 전면에 평행으로 연장하도록 상기 플레이트 본체에 배치되는 제 1 보조 히트 파이프(auxiliary heat pipes) 그룹을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각 스테이브.
9. The method according to any one of claims 1 to 8,
The cooling stave is a first auxiliary heat disposed on the plate body to extend perpendicular to the longitudinal axis of the cooling water passage and parallel to the front surface to improve thermal distribution along the width direction of the plate body. A cooling stave further comprising a group of auxiliary heat pipes.
제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 냉각 스테이브는, 상기 플레이트 본체의 길이 방향에 따른 온도 분포를 개선하기 위해 상기 냉각수 통로의 상기 세로축에 평행으로 연장하도록 상기 플레이트 본체에 배치되는 제 2 보조 히트 파이프 그룹을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각 스테이브.
10. The method according to any one of claims 1 to 9,
The cooling stave further comprises a second auxiliary heat pipe group disposed in the plate body to extend parallel to the longitudinal axis of the cooling water passage to improve the temperature distribution along the longitudinal direction of the plate body. Cooling stave.
제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,
복수의 평행한 내부 냉각수 통로를 포함하고,
각각의 냉각수 통로는 각자 연관된 히트 파이프 집합을 가지며, 상기 플레이트 본체의 상기 전면보다 상기 후면에 더 가깝게 배치되는 것을 특징으로 하는 냉각 스테이브.
11. The method according to any one of claims 1 to 10,
A plurality of parallel internal coolant passages,
Each coolant passage having a set of associated heat pipes, said coolant passage being arranged closer to said rear surface than said front surface of said plate body.
제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 히트 파이프 집합의 상기 히트 파이프는, 각각 내부 작업 에이전트(internl work agent) 및 모세관 작용(capillary action)에 의해 상기 응축 단부로부터 상기 증발 단부로 작업 에이전트의 반환을 위해, 내부 심지 배열(internal wick arrangement), 특히, 소결 금속 심지 배열(sintered metal wick arrangement) 또는 내부 그루브 배열(internal groove arrangement)을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각 스테이브.
12. The method according to any one of claims 1 to 11,
The heat pipes of the set of heat pipes are internal wick arrangements for return of the work agent from the condensation end to the evaporation end by an internal work agent and a capillary action, respectively. ), In particular a cooling stave comprising a sintered metal wick arrangement or an internal groove arrangement.
제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 금속 플레이트 본체는, 상기 히트 파이프 집합의 각 히트 파이프에 대하여 대응하는, 상기 후면으로부터 드릴링 되어(drilled) 상기 전면의 직전에서(short) 종료되는 블라인드 구멍(blind bore)을 포함하며, 각각의 히트 파이프는, 대응하는 블라인드 구멍 내에 열전도성 방식(thermally conductive manner)으로, 바람직하게는, 타이트 핏(tight fit)의 수단으로 고정되는 것을 특징으로 하는 냉각 스테이브.
The method according to any one of claims 1 to 12,
The metal plate body includes a blind bore that is drilled from the back side and ends shortly in front of the front side, corresponding to each heat pipe of the set of heat pipes, each heat hit. The pipe is fixed in a corresponding blind hole in a thermally conductive manner, preferably by means of a tight fit.
제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 플레이트 본체는 주조 금속(cast metal)으로 이루어지고, 상기 히트 파이프 집합의 각 히트 파이프에 대하여 대응하는, 상기 금속 플레이트 본체에 캐스트 인(cast-in) 되고 상기 후면으로부터 연장하여 상기 전면의 직전에서 종료되는 보정된(calibrated) 강철 블라인드 튜브(steel blind tube)를 포함하며, 각각의 히트 파이프는, 대응하는 블라인드 튜브 내에 열전도성 방식으로, 바람직하게는, 타이트 핏(tight fit)의 수단으로 고정되는 것을 특징으로 하는 냉각 스테이브.
The method according to any one of claims 1 to 12,
The plate body is made of cast metal and is cast-in to the metal plate body corresponding to each heat pipe of the set of heat pipes and extends from the rear surface, just before the front surface. A calibrated steel blind tube that terminates, each heat pipe being secured in a thermally conductive manner, preferably by means of a tight fit, in the corresponding blind tube. Cooling stave characterized in that.
제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 플레이트 본체는 주조 금속으로 이루어지고, 상기 히트 파이프 집합의 각 히트 파이프는, 상기 금속 플레이트 본체에 캐스트 인(cast-in) 되는 것을 특징으로 하는 냉각 스테이브.
The method according to any one of claims 1 to 12,
And the plate body is made of a cast metal, and each heat pipe of the heat pipe assembly is cast in to the metal plate body.
제 1항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 히트 파이프 집합의 각 히트 파이프는, 응축 단부와 2 내지 15mm의 범위의 거리로 배치되고, 더 바람직하게는, 5 내지 10mm의 범위의 거리로 배치되는 것을 특징으로 하는 냉각 스테이브.
The method according to any one of claims 1 to 15,
Each heat pipe of the heat pipe assembly is arranged at a distance in the range of 2 to 15 mm with the condensation end, and more preferably, at a distance in the range of 5 to 10 mm.
제 1항 내지 제 16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 플레이트 본체는, 철 금속(ferrous metal), 특히, 주철(cast iron) 또는 강철(steel)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 냉각 스테이브.
The method according to any one of claims 1 to 16,
The plate body is a cooling stave, characterized in that made of ferrous metal, in particular, cast iron (steel).
청구항 1항 내지 17항 중 어느 한 항에 따른 냉각 스테이브를 복수로 포함하는 용광로.
18. A furnace comprising a plurality of cooling staves according to any one of claims 1 to 17.
제 18항에 있어서,
상기 냉각 스테이브는, 주철 또는 강철로 이루어지고, 상기 용광로의 벨리(belly) 및/또는 보쉬(bosh)의 레벨에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 용광로.
19. The method of claim 18,
The cooling stave is made of cast iron or steel, characterized in that the furnace is provided at the level of the belly (belly) and / or bosh (bosh).
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018105802A1 (en) 2016-12-05 2018-06-14 주식회사 포스코 Block structure, container and method for constructing block structure
KR20190072590A (en) * 2016-12-30 2019-06-25 아르셀러미탈 Copper cooling plate with blast-resistant insert for furnace

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150084246A1 (en) * 2013-09-26 2015-03-26 General Electric Company Cooling system for metallurgical furnaces and methods of operation
CN103644740A (en) * 2013-11-18 2014-03-19 苏州边枫电子科技有限公司 Cooling plate with cooling partition plates in metallurgical furnace
CA2931735C (en) * 2013-12-06 2022-05-10 Technological Resources Pty. Limited Smelting process and apparatus
LU100107B1 (en) * 2017-02-22 2018-10-02 Wurth Paul Sa Cooling Panel for Metallurgical Furnace
CN107728761A (en) * 2017-11-27 2018-02-23 浪潮天元通信信息系统有限公司 A kind of radiator and its service implementation method, cooling system
CN111424125B (en) * 2020-05-15 2021-08-24 马鞍山市润通重工科技有限公司 Cast steel cooling wall with uniformly arranged cooling water pipe grooves and machining process thereof
CN113701505A (en) * 2021-08-11 2021-11-26 中国恩菲工程技术有限公司 Cooling protection device and metallurgical furnace with same

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU499300A1 (en) 1974-07-12 1976-01-15 Киевский Ордена Ленина Политехнический Институт Им. 50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции Refrigerator for metallurgical shaft furnaces
SU541862A1 (en) * 1975-09-01 1977-01-05 Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектный Институт По Очистке Технологических Газов, Сточных Вод И Использованию Вторичных Энергетических Ресурсов Предприятий Черной Металлургии Blast Furnace Refrigerator
JPS5450477A (en) 1977-09-30 1979-04-20 Nippon Steel Corp Cooling apparatus for furnace body
DE2804282C3 (en) 1978-02-01 1981-12-03 Vsesojuznyj naučno-issledovatel'skij i proektnyj institut po očistke technologičeskich gazov, stočnych vod i ispol'zovaniju vtoričnych energoresursov predprijatij černoj metallurgii VNIPI Čermetenergoočistka, Charkov Cooler for shaft furnaces
JPH0141917B2 (en) * 1978-11-07 1989-09-08 Kenesu Kopurei Shaapu
WO1980001201A1 (en) 1978-12-08 1980-06-12 Peel Jones Copper Prod Ltd Cooled furnace accessories
SU836098A1 (en) * 1979-02-09 1981-06-07 Коммунарский горно-металлургический институт Cooler of metallurgical shaft furnace
SU872553A1 (en) * 1980-03-25 1981-10-15 Днепропетровский Ордена Трудового Красного Знамени Металлургический Институт Cooler of blast furnace
NL8120509A (en) * 1981-11-16 1983-09-01 Vni Pi Ochistke T Gazov COOLING PLATE FOR METALLURGIC OVENS.
JPS61107090A (en) * 1984-10-29 1986-05-24 住友金属工業株式会社 Method of repairing cooling pipe for furnace body
SU1386662A1 (en) * 1986-07-07 1988-04-07 Производственное объединение "Уралэнергоцветмет" Metallurgical plant cooler
JP2000193376A (en) * 1998-12-24 2000-07-14 Dainippon Screen Mfg Co Ltd Heat-treating apparatus
MX2007007369A (en) 2004-12-20 2008-04-16 Andco Metal Industry Products Inc Systems and methods of cooling blast furnaces.
FR2891981B1 (en) * 2005-10-10 2008-12-05 Fai Production Soc Par Actions CONTACT PLATE FOR ELECTROMETALLURGY OVEN ELECTRODE AND METHOD FOR MANUFACTURING SUCH PLATE

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018105802A1 (en) 2016-12-05 2018-06-14 주식회사 포스코 Block structure, container and method for constructing block structure
KR20180064156A (en) 2016-12-05 2018-06-14 주식회사 포스코 Block Structure, Container and Constructing Method for Block Structure
KR20190072590A (en) * 2016-12-30 2019-06-25 아르셀러미탈 Copper cooling plate with blast-resistant insert for furnace
US11150020B2 (en) 2016-12-30 2021-10-19 Arcelormittal Copper cooling plate with wear resistant inserts, for a blast furnace

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