KR20140034111A - 내화물 마모 모니터 및 처리 서모커플을 갖는 스테이브 및 벽돌 구조물 - Google Patents

Abstract

스테이브/벽돌 구조물은 복수의 립 및 복수의 채널을 갖는 스테이브 - 스테이브의 전방 면은 각각의 채널 내에 제1 개구를 형성함 - , 복수의 벽돌 - 각각의 벽돌은 벽돌의 하나 이상의 부분이 복수의 립의 제1 립 및/또는 하나의 채널의 하나 이상의 표면과 적어도 부분적으로 결합되도록 하나의 채널 내에 부분적으로 배열된 위치로 벽돌이 회전 시에 제1 개구를 통하여 복수의 채널들 중 하나의 채널 내로 삽입가능하고, 이에 따라 벽돌은 회전 없이 선형 움직임에 의해 제1 개구를 통하여 하나의 채널로부터 제거되는 것이 방지됨 - , 및 하나 이상의 마모 모니터 - 각각의 마모 모니터는 하나 이상의 벽돌 및/또는 스테이브를 통하여 또는 이에 인접하게 배열됨 - 를 포함한다.

Description

내화물 마모 모니터 및 처리 서모커플을 갖는 스테이브 및 벽돌 구조물{STAVE AND BRICK CONSTRUCTIONS HAVING REFRACTORY WEAR MONITORS AND IN PROCESS THERMOCOUPLES}

본 출원은 본 명세서에서 참조로 인용된 "작동을 최적화하기 위해 스테이브 시스템 내에 설치된 내화물 마모 모니터 및 공정 서모커플"이라는 명칭의 본 발명자에 의한 미국 가특허 출원 제61/507,500호(2011년 7월 13일자에 출원됨)를 우선권 주장한다. 본 출원은 (1) 2010년 7월 8일자에 출원된 PCT 특허 출원 제PCT/US10/41414호, (2) 본 명세서에 참조로 인용되고 2009년 7월 8일자에 출원된 본 발명자에 의한 미국 가특허 출원 제61/223,745호 및 (3) 본 명세서에 참조로 인용되고 2009년 8월 5일자에 출원된 본 발명자에 의한 미국 가특허 출원 제61/231,477호를 우선권 주장하는 2011년 12월 23일자에 출원된 미국 특허 출원 제13/147,929호의 일부 연속이다.

본 발명은 일반적으로 용광로 또는 그 외의 다른 야금 노 내에 예컨대, 프레임 내의 내화 벽돌과 같은 벽돌, 스테이브 및/또는 냉각기를 구성 및 설치하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 연관된 분야는 용광로 및 그 외의 다른 야금 노를 냉각하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 일반적으로 용광로 또는 그 외의 다른 야금 노 내에서 내화물, 프레임 내의 내화 벽돌, 스테이브 및/또는 냉각기를 모니터링하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 노 마모 모니터 양태는 노의 내부에 내화물 표면의 비교 레이저 광학 스캔과 결합된 내화물 내에 매립된 서모커플 프로브 및 모니터를 포함한다.

용광로 또는 그 외의 다른 야금 노 내에서 내화 벽돌을 냉각하기 위한 종래의 설계 및 구조물은 냉각 스테이브를 포함한다. 종래의 구리 냉각 스테이브는 ㅇ리반적으로 평면형이고, 직사각형 형태이며, 노 내에 실질적으로 평행하게 또는 가능한 평행하게 배열되며, 노의 금속 쉘에 대해 노의 내부 및/또는 스테이브의 형태가 주어진다. 냉각 스테이브는 전형적으로 노의 금속 쉘의 내부 표면의 상당 부분을 덮는다. 예컨대, 내화 벽돌과 같은 내화 라이닝이 스테이브에 의해 형성된 슬롯 또는 채널 내에 배열된 벽돌과 같이 스테이브의 표면 주위에, 내에 또는 상에 배열될 수 있다. 스테이브는 또한 내부 파이프를 수용하고 통로를 제공하는 공동을 갖는다. 이러한 통로 또는 파이프는 스테이브의 노 쉘 측면으로부터 연장되고 노의 금속 쉘을 관통하는 하나 이상의 외부 파이프에 연결된다. 예컨대, 상승된 압력의 물과 같은 냉각제가 스테이브를 냉각하기 위해 파이프 및 통로를 통해 펌핑된다. 따라서, 냉각된 스테이브는 스테이브에 의해 형성된 슬롯 또는 채널 내에 배열된 내화 벽돌을 냉각한다.

현재의 스테이브 또는 냉각 패널 벽돌 설계는 전형적으로 노 내에 냉각 스테이브/패널을 설치하기 전에 냉각기 내의 요홈 또는 채널 내에 설치된다. 게다가, 다수의 종래의 내화 벽돌이 평평한 스테이브 또는 냉각기 내에 설치되도록 설계된다. 미리 설치된 벽돌을 포함한 평평하거나 만곡된 스테이브/냉각기를 사용할 때, 스테이브는 구조 편차를 허용하기 위해 각각의 쌍의 인접한 스테이브들 사이에 램 간격을 가지며 노 내에 설치된다. 이들 램 간격은 그 뒤 간격의 측면에서 스테이브/벽돌 구조물들 간의 간격을 폐쇄하기 위해 내화 재료로 충전되다. 이 램 간격을 충전한 내화물은 전형적으로 종래의 스테이브/벽돌 구조물을 포함하는 노 라이닝 내에서 취약한 부분이다. 게다가, 이러한 종래의 스테이브/벽돌 구조물은 노를 통해 떨어지는 물질과 그 외의 다른 파편에 노출되는 노 내로 돌출된 벽돌 변부를 갖는다. 이러한 돌출된 벽돌 변부는 돌출되지 않은 변부보다 더 많이 마모되는 경향이 있으며, 이에 따라 깨지거나 부서진 벽돌이 노를 통하여 떨어질 수 있어서 노 라이닝이 추가로 손상될 수 있다. 이러한 깨진 벽돌은 또한 스테이브를 노출시켜서 조기 마모 또는 손상을 야기한다.

현재의 스테이브 또는 냉각 패널 벽돌은 전형적으로 노가 작동되는 동안 벽돌이 가열될 때 냉각기에 대해 가압되도록 스테이브 내의 요홈 내에 고정되지 않는 벽돌을 강제하기 위해 테이퍼지거나 또는 냉각기 내에 벽돌을 보유시키기 위한 쥬요한 부착 방법으로서 이용되는 직선 요홈 내에 설치된다.

또한, 최근에, 용광로 내에서 스테이브를 단열하고 보호하기 위해 스컬 층을 형성하려는 시도를 하고, 이들의 전방에 내화물이 없이 스테이브를 설치하려고 한다. 이 공정 연계된 스컬은 생성되고 반복적으로 소실되며, 노 성능을 실제로 변화시킨다. 스컬은 노의 점착 구역 내에만 형성될 수 있다. 따라서, 이 스컬 해결방법은 접착 구역이 정확히 결정되지 않을 경우에 효과적이지 못하다. 추가로, 노의 접착 구역은 유입 재료에 따라 변화되고, 스컬 접착성은 상이한 시간에 노의 섹션에서 손실된다. 이에 따라 스테이브 및 노에 걸쳐서 불균일한 온도가 야기된다. 그러나, 향상된 벽돌 내화 라이닝은 접착성에 관계없이 스테이브를 보호하고, 심지어 향상된 내화물을 보호하기 위해 스컬을 형성하기를 원하는 일부 경우에도 이러한 스컬 단열 공정에 대해 선호될 수 있다.

예컨대, 상보적인 형태의 스테이브 채널 내의 도브테일 벽돌과 같은 현재 정해진 벽돌 설계는 이의 수직 두께에 걸쳐서 상대적으로 얇다. 이러한 얇은-넥형 벽돌은 얇은 넥 부분에서 파괴되기 쉽고, 이에 따라 벽돌 파편과 조각이 노 내로 떨어져서 노 라이닝의 그 외의 다른 벽돌과 스테이브와 충돌하고 이를 손상시킬 수 있다.

스테이브의 전방에 벽돌을 포함하는 더 오래된 많은 스테이브 설계가 스테이브의 전방에 벽돌의 다수의 열 또는 층을 이용한다. 이러한 구조물은 스테이브로부터 가장 멀리 떨어진 벽돌의 효과적인 냉각을 추가로 저해하는 조인트를 포함한다.

몇몇 유형의 현존하는 내화물 두께 모니터가 있다. 미국 특허 제4,269,397호(스트림플(Strimple) 등)에는 내화물의 측정된 고정 두께로 한정되는 일련의 종래의 장치가 기재된다. 우선 내화물 내의 특정 와이어 또는 루프의 위치에 의존되다. 이들 유형의 장치는 또한 슬래드 침투에 의한 "쇼트-아웃(shorted-out)", 내화물의 깨짐으로 인한 파괴, 및 와이어와 시스 사이에 배치된 단열 재료와 시스의 품질 저하가 야기되기 쉽다. 게다가, 마모 모니터는 깊이 "변화"를 감지하기 위해 상이한 깊이에서 내화물 내의 다양한 위치에 배치될 필요가 있다. 또 다른 공지된 방법은 내화물 내에 예컨대, 방사선동위원소와 같은 저-수준 방사선원을 매립하고, 시간에 따라 방사선 방출물의 변화를 측정하는 것이며, 방출의 감소는 내화물의 마모를 나타낸다. 스트림플의 모니터는 예를 들어, 용광로, 염기성 산소 노 또는 전기 노와 같은 야금 장치 내에서 만연하는 적대적 환경을 견딜 수 있는 임의의 전기 전도성 금속으로부터 제조된 전도체 및 시스의 사용을 개시한다. 내화 물 모니터는 유전 상수에 의존되고, 전도체와 시스 사이의 커패시턴스에 종속된 임피던스 변화를 감지함으로써 내화물의 두께 변화를 결정한다. 따라서, 이 모니터는 상당히 맞춤구성되어야 하며, 내화 재료의 유전상수는 모니터와 균형을 이뤄야 한다. 또한, 스캐터링된 레이저 선을 감지할 수 있는 광학 디텍터로 레이저를 포함한 레이저를 이용하는 용광로 내부의 내화물을 맵핑하는 공지된 광학 스캐닝 방법이 있다.

내화물이 마모되고 고온의 금속이 노의 스틸 쉘과 접촉을 이룰 때, 고온의 금속은 잠재적으로 쉘을 통하여 마모될 것이며 이에 따라 노 블로아웃의 형태로 대참사가 야기된다. 용광로 블로아웃은 수명 및 특성 모두를 저하시킨다. 블로아웃은 용융된 금속이 용기의 스킨을 통하여 그리고 내화물 층 내의 크랙을 통하여 새어나오기 시작할 때 야기될 수 있다. 크랙은 충격으로부터의 예상치 못한 손상을 통해 또는 내화물 층의 통상적 마모에 이해 야기될 수 있다. 용융된 금속의 온도는 1000°C(1832 °F)를 초과하고, 특정 노의 내부 온도는 2200°C(4000 °F)에 도달될 수 있다. 블로아웃이 발생될 때, 용융된 금속은 이의 경로 내에서 거의 모든 것의 파괴가 야기되도록 노로부터 물과 같이 유동할 수 있다. 이러한 블로아웃은 노 작업자를 사망시키거나 또는 심각한 부상을 야기할 수 있다. 게다가, 밀이 수리 및 대체되는 동안 블로아웃에 따라 수개월 동안 사람들이 작업을 할 수 없도록 밀이 폐쇄될 수 있으며 추가로 심지어 참사가 상당히 심각한 경우 밀은 완전히 밀폐된다.

용광로 및 그 외의 다른 야금 노에 따른 경험으로, 그 외의 다른 영역에 비해 더욱 마모되는 노 내의 영역이 있으며, 이들 영역은 임계 마모 영역으로 알려졌다. 상대적으로 낮은 온도의 노의 상부 스택은 하부 스택 영역 및 바닥 영역만큼 쉽사리 마모되지 않을 것이다. 하부 스택 영역 및 바닥 영역은 더욱 마모되는데, 이는 이들 위치에서 산화철이 정화 반응이 수행되고 그 뒤 연화되기 시작하여 용융되고 최종적으로 노의 바닥에 대한 코크(coke)를 통하여 액체 철과 같이 흐르기 때문이다. 노의 중간 및 바닥 영역은 특히 마모되기 쉽고, 마모가 감지되지 않는 경우 심지어 고장이 야기된다. 그럼에도 불구하고, 용광로 내의 어느 곳에서든 마모가 발생될 수 있다. 규칙적인 간격으로 용광로가 작동 중단되는 것을 방지하는 것이 재정적으로 그리고 실행불가능함에 따라 노 내화물은 수동을 측정될 수 있고 이에 따라 대체될 수 있다. 노를 작동시키는 비용 이점은 안전이 유지되는 한 수명이 유지됨을 요한다. 사고가 발생되기 전에 수리를 하기 위하여 내화물에 따른 문제점의 유발을 결정하는 것은 밀의 최선의 관심이며, 이는 전체 수리 비용을 절약하고 수개월 동안 밀을 폐쇄할 수 있는 대참사를 방지하며 블로아웃 발생과 연계된 사상에 따른 비용을 감소시키기 때문이다. 따라서, 노 내화물의 임계 마모 영역을 모니터링하고, 또한 합당한 비용으로 비-임계 마모 영역에서 비정상적인 마모가 있는 것을 결정하는 것이 요구된다.

본 발명은 용광로 또는 그 외의 다른 유형의 야금 장치 내에서 내화 벽의 두께를 측정하기 위한 기술에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는, 복수의 립 및 복수의 채널을 갖는 스테이브를 포함하는 스테이브/벽돌 구조물의 내화 벽의 두께를 측정하는 방법에 관한 것이며, 스테이브의 전방 면은 각각의 채널과 복수의 벽돌 내에 제1 개구를 형성하고, 각각의 벽돌은 벽돌의 하나 이상의 부분이 복수의 립의 제1 립 및/또는 하나의 채널의 하나 이상의 표면과 적어도 부분적으로 결합되도록 하나의 채널 내에 부분적으로 배열된 위치로 벽돌이 회전 시에 제1 개구를 통하여 복수의 채널들 중 하나의 채널 내로 삽입가능하고, 이에 따라 벽돌은 회전 없이 선형 움직임에 의해 제1 개구를 통하여 하나의 채널로부터 제거되는 것이 방지된다.

본 발명은 바람직하게는 중심 금속 전도체 및 원하는 유전 상수를 갖는 밀집 패킹된 밀집 패킹된 절연 재료에 의해 전도체로부터 분리된 외부 금속 시스를 포함하는 마모 모니터를 이용한다. 장치는 2개의 단부, 즉 내화물 단부와 시스템 단부를 갖는다. 시스템 단부)는 정션 박스로 안내될 수 있고 이에 부착된 전기 커넥터 수단에 연결될 수 있거나 또는 전기 커넥터에 직접 연결될 수 있고, 상기 전기 커넥터에 의해 장치가 시간-영역 반사측정법을 사용하는 전자 설비에 연결된다. 본 발명의 방법은 노의 임계 마모 구역 주위에 삽입되는 다수의 전극을 이용한다. 노 내의 내화물이 침식됨에 따라, 모니터링 장치의 마모 모니터의 내화물 단부는 내화물과 실질적으로 동일한 속도로 침식된다(erode). 모니터링 장치의 길이의 손실은 실질적으로 내화물의 손실과 동일하며, 이는 마모 모니터의 내화물 단부의 위치와 내화물의 원래의 두께가 레코딩 설비 상에 디스플레이되는 모니터링 장치의 길이로부터 임의의 시간에 결정될 수 있기 때문이다. 이는 레코딩 설비의 적합한 교정(calibation)에 따라 결정된 원래의 디스플레이된 길이로부터 모니터링 장치의 디스플레이된 길이를 감하고, 차례로 원래의 내화물의 알려진 두께로부터 결정된 차이를 감함으로써 계산이 이루어진다. 대안으로 언급된 바와 같이, 내화물 두께의 침식 또는 손실은 매립된 마모 모니터의 길이 손실과 동일하다.

본 발명의 제3 양태는 노 내화물 내부 표면 프로파일 측정 방법의 레이저 광학 스캔을 제공하는 것이며, 이에 따라 레이저는 프로파일 측정이 삼각법을 통해 측정되는 내부를 스캐닝하기 위한 스캐너 및 레이저 광 이미터를 제공함으로써 비-임계 마모 영역에서 수행되는 임의의 상당한 변화의 결정을 위해 명확한 맵핑을 제공한다.

전술된 바와 같이, 다수의 단점이 공지된 스테이브 및 내화 벽돌 구조물과 연계된다.

따라서, 스테이브 냉각기가 노 내에 설치되기 전에 또는 이후에 내화 벽돌이 평평하거나 또는 만곡된 스테이브 또는 냉각기 내에 설치될 수 있는 스테이브/벽돌 구조물을 제공하는 것이 선호될 수 있다. 추가로, 노 내에서 스테이브/벽돌 구조물의 개조 및 개축 시에, 본 발명의 내화 벽돌은 노로부터 스테이브 또는 냉각기를 제거하지 않고 전체적으로 또는 부분적으로 교체되거나 또는 재설치될 수 있다.

추가로, 인접한 스테이브의 노 벽돌들 간의 램 간격(56, 57)을 제거하는 노의 내부 주변 주위에 연속 라이닝을 제공하는 스테이브/벽돌 구조물을 제공하는 것이 선호될 수 있으며, 이에 따라 노 라이닝의 일체성 및 수명이 증가된다.

추가로, 노 라이닝의 일체성 및 수명을 증가시키기 위해 어떠한 벽돌 변부도 노 내로 돌출 또는 노출되지 않는 용광로 내에서 사용하기에 이상적인 스테이브/벽돌 구조물을 제공하는 것이 선호될 수 있다.

추가로, 스테이브가 노 내에 설치되기 전에 및/또는 이후에 벽돌이 스테이브의 전방 면으로부터 삽입 및/또는 제거될 수 있으며, 이러한 스테이브 또는 냉각기 내의 요홈 내에 벽돌이 있는 상태에서 내화 벽돌이 각을 형성하여 기울어진 스테이브 또는 냉각기 내에 설치될 수 있는, 스테이브/내화 벽돌 구조물을 제공하는 것이 선호될 수 있다.

게다가, (1) 벽돌 및 스테이브 채널의 상보적인 표면에 의해 그리고 (2) 벽돌의 기울어지거나 또는 테이퍼진 섹션에 의해 내화 벽돌이 스테이브 내의 채널 내로 이중 고정되는 스테이브/내화 벽돌 구조물을 제공하는 것이 선호될 수 있으며, 상기 상보적인 표면은 스테이브 내의 채널 또는 요홈 내로 각각의 벽돌의 일부를 삽입하고 동시에 또는 그 이후에 벽돌의 하부가 벽돌을 채널 챔버 내로 고정하고 벽돌이 스테이브의 전방 면 내의 개구를 통해 채널 또는 요홈으로부터 선형 이동하는 것을 방지하기 위해 채널 및 벽돌의 이러한 상보적인 표면을 결합하여 실질적으로 스테이브를 향하거나 또는 스테이브를 향하는 방향으로 회전하도록 스테이브의 평면에 대해 실질적으로 평행한 축에서 각각의 벽돌을 회전시킴으로써 결합되고, 상기 벽돌의 기울어지거나 또는 테이퍼진 섹션은 노가 작동 중에 가열될 대 팽창하고 이와 효과적인 결합을 유지시키기 위해 냉각기 또는 스테이브에 대해 가압되며 이에 따라 벽돌이 상당히 효과적으로 냉각되는 동시에 또한 균열되거나 또는 파열될 수 있는 임의의 벽돌이 제 위치에 보유된다.

게다가, 스테이브와 노의 수명을 증가시키고 스테이브와 노에 대한 응력을 감소시키기 위해 적은 열의 손실로 노가 더욱 일관성 있게 작동될 수 있고, 스테이브 표면 온도가 일정한 스테이브/내화 벽돌 구조물을 제공하는 것이 선호될 수 있다.

게다가, 제 위치에 보유하고 고장을 줄이는 것을 돕는 각각의 벽돌의 추가 중량으로, 벽돌을 더 신속히 설치할 수 있으며, 벽돌에 균열 발생을 줄이고, 강도를 증가시키기 위해 증가된 수직 또는 넥 두께를 갖는 벽돌을 이용하는 개선된 스테이브/내화 벽돌 구조물을 제공하는 것이 선호될 수 있다.

추가로, 다수의 층 및/또는 다수의 모르타르 조인트를 갖는 종래의 스테이브/벽돌 구조물과 연계된 열 장벽을 제거하기 위하여 내화 벽돌이 다양한 형태 및/또는 재료로 제조되는 개선된 스테이브/내화 벽돌 구조물을 제공하는 것이 선호될 수 있다.

추가로, 바람직하게는 (1) 프레임이 설치된 후에 프레임/벽돌 구조물을 벽돌로 둘러싸고, 재차 벽돌로 둘러싸며 및/또는 보수하며 (2) 상승된 온도 응용의 경우 본 발명의 이중 벽돌 고정 특징부를 이용할 수 있는 임의의 응용에 대한 개선된 스테이브/내화 벽돌 구조물을 제공하는 것이 선호될 수 있다.

본 발명의 이들 및 그 외의 다른 이점은 하기 선호되는 실시 형태(들)의 상세한 설명을 참조로 이해될 것이다.

일 양태에서, 본 발명은 스테이브/벽돌 구조물을 포함하고, 상기 스테이브/벽돌 구조물은 복수의 립 및 복수의 채널을 갖는 스테이브 - 스테이브의 전방 면은 각각의 채널 내에 제1 개구를 형성함 - , 복수의 벽돌 - 각각의 벽돌은 벽돌의 하나 이상의 부분이 복수의 립의 제1 립 및/또는 하나의 채널의 하나 이상의 표면과 적어도 부분적으로 결합되도록 하나의 채널 내에 부분적으로 배열된 위치로 벽돌이 회전 시에 제1 개구를 통하여 복수의 채널들 중 하나의 채널 내로 삽입가능하고, 이에 따라 벽돌은 회전 없이 선형 움직임에 의해 제1 개구를 통하여 하나의 채널로부터 제거되는 것이 방지됨 - , 및 하나 이상의 마모 모니터 - 각각의 마모 모니터는 하나 이상의 벽돌 및/또는 스테이브를 통하여 또는 이에 인접하게 배열됨 - 를 포함한다. 바람직하게는, 스테이브는 각각의 채널 내에 하나 이상의 측면 개구를 형성할 수 있다. 또한, 벽돌의 하나 이상의 부분은 바람직하게는 노즈에 대해 상보적인 하나의 채널의 제1 섹션 내에 적어도 부분적으로 배열된 노즈를 포함한다. 추가로, 벽돌이 회전하는 것은 벽돌의 하부가 스테이브를 향하는 방향으로 이동하는 것을 포함한다.

스테이브/벽돌 구조물의 또 다른 양태에 따라서, 제1 립의 제1 립 표면은 바람직하게는 벽돌의 상부에 의해 형성된 요홈에 대해 상보적이며, 제1 립 표면은 요홈 내에 적어도 부분적으로 배열된다.

스테이브/벽돌 구조물의 또 다른 양태에 따라서, 각각의 벽돌들은 스테이브로부터 이격되는 방향으로 이동하는 각각의 벽돌의 하부를 포함하는 각각의 벽돌의 회전에 의해 각각의 채널로부터 제거될 수 있다.

스테이브/벽돌 구조물의 추가 양태에 따라서, 스테이브는 바람직하게는 스테이브의 수직 축 및 수평 축 중 하나 또는 모두에 대해 실질적으로 평평하거나 또는 만곡된다.

스테이브/벽돌 구조물의 또 다른 양태에 따라서, 스테이브는 복수의 파이프를 수용한다.

스테이브/벽돌 구조물의 또 다른 양태에 따라서, 복수의 채널 내에 적어도 부분적으로 배열된 복수의 벽돌은 스테이브의 전방 면으로부터 돌출되는 벽돌의 복수의 적층되고 실질적으로 수평인 열을 형성하고, 여기서 복수의 벽돌은 바람직하게는 평평한 표면 또는 평평하지 않은 표면을 형성하는 노출된 면을 포함한다.

스테이브/벽돌 구조물의 또 다른 양태에 따라서, 벽돌 중 하나의 벽돌은 또 다른 벽돌이 위에 있는 열에 배치될 때 각각의 채널의 제1 개구로부터 끌어당겨 지지 않을 수 있고 및/또는 회전하지 않을 수 있으며, 하나의 벽돌을 부분적으로 또는 완전히 덮는다.

스테이브/벽돌 구조물의 또 다른 양태에 따라서, 스테이브/벽돌 구조물은 인접한 스테이브들 간에 간격이 있는 상태에서 나란히 서 있는 복수의 스테이브를 포함하고, 각각의 스테이브는 복수의 립, 복수의 채널, 및 복수의 채널 내에 배열된 벽돌의 복수의 실질적으로 수평인 열을 갖는다. 바람직하게는, 복수의 채널 내에 배열된 벽돌의 복수의 실질적으로 수평인 열은 인접한 스테이브들 사이의 간격을 전체적으로 또는 부분적으로 덮는다. 또한, 스테이브는 약 90° 이외의 각도 또는 실질적으로 수직으로 배치된다.

스테이브/벽돌 구조물의 추가 양태에 따라서, 각각의 복수의 벽돌은 시트를 추가로 포함하고, 시트는 하나의 채널의 제2 섹션에 적어도 부분적으로 배열되고, 바람직하게는 제2 섹션은 시트에 대해 상보적이다.

스테이브/벽돌 구조물의 추가 양태에 따라서, 각각의 복수의 벽돌은 비스듬한 상부 섹션 및 비스듬한 하부 섹션을 포함하고, 각각의 비스듬한 상부 및 하부 섹션은 스테이브의 면으로부터 돌출되고, 바람직하게는 각각의 벽돌의 비스듬한 상부 섹션 및 비스듬한 하부 섹션은 실질적으로 평행하다.

본 발명의 스테이브/벽돌 구조물의 또 다른 양태에 따라서, 복수의 채널 내에 적어도 부분적으로 배열된 복수의 벽돌은 스테이브의 전방 면으로부터 돌출되는 벽돌의 복수의 적층되고 실질적으로 수평인 열을 형성하고, 하나의 벽돌의 비스듬한 상부 섹션은 하나의 벽돌 바로 위의 또 다른 벽돌의 비스듬한 하부 섹션에 실질적으로 근접하고, 인접하며, 부분적으로 접촉하거나 또는 완전히 접촉하도록 배열된다.

본 발명의 스테이브/벽돌 구조물의 또 다른 양태에 따라서, 스테이브에 서모커플을 작동가능하게 연결하기 위한 수단을 추가로 포함한다.

또 다른 양태에서, 본 발명은 프레임/벽돌 구조물을 포함하고, 상기 프레임/벽돌 구조물은 복수의 채널과 복수의 립을 갖는 프레임을 포함하고, 프레임의 전방 면은 복수의 벽돌과 각각의 채널 내에 제1 개구를 형성하며, 각각의 벽돌은 벽돌의 하나 이상의 부분이 복수의 립의 제1 립 및/또는 하나의 채널의 하나 이상의 표면과 적어도 부분적으로 결합되도록 하나의 채널 내에 부분적으로 배열된 위치로 벽돌이 회전 시에 제1 개구를 통하여 복수의 채널들 중 하나의 채널 내로 삽입가능하고, 이에 따라 벽돌은 회전 없이 선형 움직임에 의해 제1 개구를 통하여 하나의 채널로부터 제거되는 것이 방지된다. 바람직하게, 프레임은 각각의 채널 내에 하나 이상의 측면 개구를 형성할 수 있다. 또한, 벽돌의 하나 이상의 부분은 바람직하게는 노즈에 대해 상보적인 하나의 채널의 제1 섹션 내에 적어도 부분적으로 배열된 노즈를 포함한다. 추가로, 벽돌이 회전하는 것은 벽돌의 하부가 프레임을 향하는 방향으로 이동하는 것을 포함한다.

본 발명의 프레임/벽돌 구조물의 또 다른 양태에 따라서, 제1 립의 제1 립 표면은 바람직하게는 벽돌의 상부에 의해 형성된 요홈에 대해 상보적이며, 제1 립 표면은 요홈 내에 적어도 부분적으로 배열된다.

프레임/벽돌 구조물의 또 다른 양태에 따라서, 각각의 벽돌들은 프레임으로부터 이격되는 방향으로 이동하는 각각의 벽돌의 하부를 포함하는 각각의 벽돌의 회전에 의해 각각의 채널로부터 제거될 수 있다.

프레임/벽돌 구조물의 추가 양태에 따라서, 프레임은 바람직하게는 프레임의 수직 축 및 수평 축 중 하나 또는 모두에 대해 실질적으로 평평하거나 또는 만곡된다.

프레임/벽돌 구조물의 또 다른 양태에 따라서, 바람직하게는 복수의 채널 내에 적어도 부분적으로 배열된 복수의 벽돌은 프레임의 전방 면으로부터 돌출되는 벽돌의 복수의 적층되고 실질적으로 수평인 열을 형성하고, 여기서 복수의 벽돌은 바람직하게는 평평한 표면 또는 평평하지 않은 표면을 형성하는 노출된 면을 포함한다.

프레임/벽돌 구조물의 또 다른 양태에 따라서, 벽돌 중 하나의 벽돌은 또 다른 벽돌이 위에 있는 열에 배치될 때 각각의 채널의 제1 개구로부터 끌어당겨 지지 않을 수 있고 및/또는 회전하지 않을 수 있으며, 하나의 벽돌을 부분적으로 또는 완전히 덮는다.

프레임/벽돌 구조물의 또 다른 양태에 따라서, 프레임/벽돌 구조물은 인접한 프레임들 간에 간격이 있는 상태에서 나란히 서 있는 복수의 프레임을 포함하고, 각각의 프레임은 복수의 립, 복수의 채널, 및 복수의 채널 내에 배열된 벽돌의 복수의 실질적으로 수평인 열을 갖는다. 바람직하게는, 복수의 채널 내에 배열된 벽돌의 복수의 실질적으로 수평인 열은 인접한 프레임들 사이의 간격을 전체적으로 또는 부분적으로 덮는다. 또한, 프레임은 약 90° 이외의 각도 또는 실질적으로 수직으로 배치된다.

프레임/벽돌 구조물의 추가 양태에 따라서, 각각의 복수의 벽돌은 시트를 추가로 포함하고, 시트는 하나의 채널의 제2 섹션에 적어도 부분적으로 배열되고, 바람직하게는 제2 섹션은 시트에 대해 상보적이다.

본 발명의 프레임/벽돌 구조물의 추가 양태에 따라서, 각각의 복수의 벽돌은 비스듬한 상부 섹션 및 비스듬한 하부 섹션을 포함하고, 각각의 비스듬한 상부 및 하부 섹션은 프레임의 면으로부터 돌출되고, 바람직하게는 각각의 벽돌의 비스듬한 상부 섹션 및 비스듬한 하부 섹션은 실질적으로 평행하다.

본 발명의 프레임/벽돌 구조물의 또 다른 양태에 따라서, 복수의 채널 내에 적어도 부분적으로 배열된 복수의 벽돌은 프레임의 전방 면으로부터 돌출되는 벽돌의 복수의 적층되고 실질적으로 수평인 열을 형성하고, 하나의 벽돌의 비스듬한 상부 섹션은 하나의 벽돌 바로 위의 또 다른 벽돌의 비스듬한 하부 섹션에 실질적으로 근접하고, 인접하며, 부분적으로 접촉하거나 또는 완전히 접촉하도록 배열된다.

또 다른 양태에서 본 발명은 스테이브/벽돌 구조물을 조립하기 위한 방법을 포함하고, 상기 방법은 스테이브를 서 있는 위치에 제공하는 단계 - 스테이브는 복수의 립과 복수의 채널을 가지며, 스테이브의 전방 면은 각각의 채널 내에 제1 개구를 형성함 - , 각각의 벽돌의 제1 부분이 제1 개구에 의해 이의 각각의 채널에 유입되도록 제1 개구를 통해 각각의 채널 내로 복수의 벽돌을 삽입하는 단계, 및 복수의 스테이브 립의 제1 립 및/또는 각각의 채널의 하나 이상의 표면과 적어도 부분적으로 결합된 제1 부분과 함께 각각의 채널 내에 부분적으로 배열되도록 각각의 벽돌을 회전시키는 단계를 포함하고, 이에 따라 벽돌은 제1 개구를 통하여 하나의 채널로부터 선형 움직임에 대해 고정된다. 바람직하게는, 삽입 이후에, 각각의 벽돌의 제1 부분은 각각의 채널의 제1 섹션 내에 적어도 부분적으로 배열되고, 각각의 벽돌을 회전하는 것은 벽돌의 하부를 스테이브를 향하는 방향으로 이동시키는 것을 포함한다.

또 다른 양태에 따라서, 스테이브/벽돌 구조물을 조립하기 위한 방법은 스테이브로부터 이격되는 방향으로 이동하는 각각의 벽돌의 하부를 포함하는 하나 이상의 벽돌의 회전을 통하여 하나 이상의 복수의 벽돌을 각각의 채널로부터 제거하는 단계를 추가로 포함한다.

또 다른 양태에서, 본 발명은 스테이브/벽돌 구조물을 위한 벽돌을 포함하고, 벽돌의 제1 면과 연속되는 상부 기울어진 섹션 및 벽돌의 고정 측면과 연속적인 노즈를 형성하는 상부 섹션 - 고정 측면은 노즈, 제2 면, 시트 및 하부 오목한 섹션을 포함함 - , 및 벽돌의 제1 면과 연속적인 하부 기울어진 섹션을 형성하는 하부를 포함한다. 바람직하게는, 벽돌은 벽돌의 폭에 걸쳐서 배열된 상부 섹션에 의해 형성된 요홈을 추가로 포함할 수 있다.

또 다른 양태에 따라서, 본 발명은 스테이브/벽돌 구조물을 위한 벽돌을 포함하고, 제2 면은 노즐부터 시트까지 연장되고, 제1 면에 대해 마주본다. 또한 바람직하게는 제2 면의 높이는 제2 면으로부터 요홈의 하부까지 측정된 벽돌의 깊이의 대략 2배 이상이다.

또 다른 양태에 따라서, 본 발명은 스테이브/벽돌 구조물을 위한 벽돌을 포함하고, 바람직하게는 노즈 및 시트 중 하나 또는 이들 모두는 아치형, 다각형 또는 각진 형태일 수 있다. 또한, 벽돌의 제1 및 제2 면들 중 하나 또는 양 면은 실질적으로 평평하다.

또 다른 양태에서, 본 발명은 스테이브/벽돌 구조물을 포함하고, 상기 구조물은 복수의 립과 복수의 채널을 갖는 스테이브 - 스테이브의 전방 면은 각각의 채널 내에 제1 개구를 형성하며 복수의 립은 하나 이상의 짧은 립을 포함하고 상기 하나 이상의 짧은 립은 하나 이상의 인접한 긴 립보다 짧고 각각의 짧은 립과 하나 이상의 인접한 긴 립은 스테이브가 복수의 공극을 형성하도록 적어도 부분적으로 공극을 형성함 -, 및 복수의 벽돌 - 각각의 벽돌은 복수의 채널들 중 하나의 채널 내의 제2 위치로 미끄러질 수 있는 제1 위치로 전방 면에 대해 실질적으로 수직인 방향으로 복수의 공극들 중 하나의 공극을 삽입할 수 있음 - 을 포함한다. 추가로, 급박한 위험한 상태를 반영할 수 있는 노 내화물 표면의 내부에 대한 위험 변화의 경고 및 온도의 비정상적 변화를 감지하고 내화물의 마모를 감지하도록 설계된, 마모 모니터 프로브, 서모커플 및 레이저 스캐닝 장치에 내화물 마모 모니터링 시스템에 따른 스테이브/내화 벽돌 기술의 전술된 진보를 통합시키는 것이 선호될 수 있다.

또 다른 양태에서, 본 발명은 스테이브/벽돌 구조물을 포함하고, 상기 구조물은 복수의 립과 복수의 채널을 갖는 스테이브 - 스테이브의 전방 면은 각각의 채널 내에 제1 개구를 형성함 - , 복수의 벽돌 - 각각의 벽돌은 벽돌의 하나 이상의 부분이 복수의 립의 제1 립 및/또는 하나의 채널의 하나 이상의 표면과 적어도 부분적으로 결합되도록 하나의 채널 내에 부분적으로 배열된 위치로 벽돌이 회전 시에 제1 개구를 통하여 복수의 채널들 중 하나의 채널 내로 삽입가능하고, 이에 따라 벽돌은 회전 없이 선형 움직임에 의해 제1 개구를 통하여 하나의 채널로부터 제거되는 것이 방지됨 - , 및 하나 이상의 마모 모니터 - 각각의 마모 모니터는 하나 이상의 벽돌 및/또는 스테이브를 통하여 또는 이에 인접하게 배열됨 - 를 포함한다.

본 발명의 프레임/벽돌 구조물의 또 다른 양태에 따라서, 각각의 마모 모니터는 금속 전도체 코엑스(metallic conductor coax) 및 내화 재료에 의해 분리된 외부 금속 시스를 포함한다.

본 발명의 프레임/벽돌 구조물의 또 다른 양태에 따라서, 각각의 마모 모니터는 시간-영역 반사측정법 및/또는 시간-영역 반사측정기를 사용하여 판독할 수 있다.

본 발명의 프레임/벽돌 구조물의 또 다른 양태에 따라서, 하나 이상의 벽돌 및/또는 스테이브에 인접하거나 또는 이를 통하여 배열된 하나 이상의 서모커플을 추가로 포함한다.

본 발명의 프레임/벽돌 구조물의 추가 양태에 따라서, 마모 모니터 및 서모커플은 컴퓨터를 통해 주기적으로 및/또는 자동으로 판독하다.

본 발명의 프레임/벽돌 구조물의 추가 양태에 따라서, 복수의 채널 내에 적어도 부분적으로 배열된 복수의 벽돌은 스테이브의 전방 면으로부터 돌출되는 벽돌의 복수의 적층되고 실질적으로 수평인 열을 형성한다.

본 발명의 프레임/벽돌 구조물의 추가 양태에 따라서, 벽돌 중 하나의 벽돌은 또 다른 벽돌이 위에 있는 열에 배치될 때 각각의 채널의 제1 개구로부터 끌어당겨 지지 않을 수 있고 및/또는 회전하지 않을 수 있으며, 하나의 벽돌을 부분적으로 또는 완전히 덮는다.

본 발명의 프레임/벽돌 구조물의 추가 양태에 따라서, 본 발명은 인접한 스테이브들 간에 간격이 있는 상태에서 나란히 서 있는 복수의 스테이브를 추가로 포함하고, 각각의 스테이브는 복수의 립, 복수의 채널, 및 복수의 채널 내에 배열된 벽돌의 복수의 실질적으로 수평인 열을 포함한다.

본 발명의 프레임/벽돌 구조물의 추가 양태에 따라서, 복수의 채널 내에 배열된 벽돌의 복수의 실질적으로 수평인 열은 인접한 스테이브들 사이의 간격을 전체적으로 또는 부분적으로 덮는다.

또 다른 양태에서, 본 발명의 프레임/벽돌 구조물은 스테이브 및/또는 복수의 벽돌로부터 반사되는 바와 같이 하나 이상의 레이저 펄스를 수용하고 스테이브 및/또는 복수의 벽돌 상으로 하나 이상의 레이저 펄스를 방출함으로써 판독(reading)을 수행하는 레이저 이미터/리시버를 추가로 포함하고, 제1 판독과 제2 판독 간에 복수의 벽돌 및/도는 스테이브의 하나 이상의 상태의 차이 및/또는 복수의 벽돌 및/또는 스테이브의 하나 이상의 상태를 결정하기 위해 반사된 레이저 펄스를 분석하기 위한 컴퓨터를 추가로 포함한다.

본 발명의 프레임/벽돌 구조물의 추가 양태에 따라서, 벽돌이 회전하는 것은 벽돌의 하부가 스테이브를 향하는 방향으로 이동하는 것을 포함한다.

본 발명의 프레임/벽돌 구조물의 추가 양태에 따라서, 스테이브는 실질적으로 평평하다.

본 발명의 프레임/벽돌 구조물의 추가 양태에 따라서, 스테이브는 수평 축과 수직 축 중 하나의 축 또는 이들 모든 축에 대해 만곡된다.

본 발명의 프레임/벽돌 구조물의 추가 양태에 따라서, 각각의 복수의 벽돌은 비스듬한 상부 섹션 및 비스듬한 하부 섹션을 포함하고, 각각의 비스듬한 상부 및 하부 섹션은 스테이브의 면으로부터 돌출되며, 비스듬한 상부 섹션 및 비스듬한 하부 섹션은 실질적으로 평행하고 및/또는 복수의 채널 내에 적어도 부분적으로 배열된 복수의 벽돌은 스테이브의 전방 면으로부터 돌출되는 벽돌의 복수의 적층되고 실질적으로 수평인 열을 형성하고, 하나의 벽돌의 비스듬한 상부 섹션은 하나의 벽돌 바로 위의 또 다른 벽돌의 비스듬한 하부 섹션에 실질적으로 근접하고, 인접하며, 부분적으로 접촉하거나 또는 완전히 접촉하도록 배열된다.

본 발명의 프레임/벽돌 구조물의 추가 양태에 따라서, 복수의 벽돌은 평평하거나 평평하지 않은 표면을 형성하는 노출된 면을 포함한다.

또 다른 양태에서, 본 발명은 스테이브/벽돌 구조물을 포함하고, 상기 스테이브/벽돌 구조물은 인접한 스테이브들 간에 간격을 형성하는 나란히 서 있는 복수의 스테이브 - 각각의 스테이브는 복수의 립 및 복수의 채널을 가지며 각각의 스테이브의 전방 면은 각각의 채널 내에 제1 개구를 형성하고 각각의 스테이브는 수평 축 및 수직 축 중 하나 또는 이들 모두에 대해 만곡됨 - , 복수의 벽돌 - 각각의 벽돌은 벽돌의 하나 이상의 부분이 복수의 립의 제1 립 및/또는 하나의 채널의 하나 이상의 표면과 적어도 부분적으로 결합되도록 하나의 채널 내에 부분적으로 배열된 위치로 벽돌이 회전 시에 제1 개구를 통하여 복수의 채널들 중 하나의 채널 내로 삽입가능하고, 이에 따라 벽돌은 회전 없이 선형 움직임에 의해 제1 개구를 통하여 하나의 채널로부터 제거되는 것이 방지되고, 복수의 채널 내에 적어도 부분적으로 배열된 복수의 벽돌은 각각의 스테이브의 전방 면으로부터 돌출된 벽돌의 복수의 적층되고 실질적으로 수평인 열을 형성하고, 복수의 채널 내에 배열된 벽돌의 복수의 실질적으로 수평인 열은 인접한 스테이브들 사이의 간격을 전체적으로 또는 부분적으로 덮음 - , 하나 이상의 마모 모니터 - 각각의 마모 모니터는 하나 이상의 벽돌 및/또는 스테이브를 통하여 또는 이에 인접하게 배열되고 각각의 마모 모니터는 시간-영역 반사측정법 및/또는 시간-영역 반사측정기를 사용하여 판독할 수 있음 - 및 하나 이상의 벽돌 및/또는 스테이브를 통하여 또는 이에 인접하게 배열된 하나 이상의 서모커플을 포함한다.

또 다른 양태에서, 본 발명의 프레임/벽돌 구조물은 스테이브 및/또는 복수의 벽돌로부터 반사되는 바와 같이 하나 이상의 레이저 펄스를 수용하고 스테이브 및/또는 복수의 벽돌 상으로 하나 이상의 레이저 펄스를 방출함으로써 판독을 수행하는 레이저 이미터/리시버를 추가로 포함하고, 제1 판독과 제2 판독 간에 복수의 벽돌 및/도는 스테이브의 하나 이상의 상태의 차이 및/또는 복수의 벽돌 및/또는 스테이브의 하나 이상의 상태를 결정하기 위해 반사된 레이저 펄스를 분석하기 위한 컴퓨터를 추가로 포함한다.

본 발명에 따라 다양한 그 외의 다른 변형이 가능하고, 본 발명의 이들 및 그 외의 다른 교시, 변형, 및 이점이 본 발명의 설명과 도면으로부터 명확해질 것이다.

본 발명이 쉽게 이해될 수 있고 용이하게 실시될 수 있도록 하기 위하여, 이제, 본 발명은 하기 도면들을 참조하여 오직 비-제한적이고 예시적으로 기술될 것이다.
도 1은 종래의 스테이브의 전방 사시도.
도 2는 종래의 도브-테일 내화 벽돌의 측면 사시도.
도 3은 본 발명의 선호되는 실시 형태에 따르는 벽돌의 측면 사시도.
도 4는 도 3의 벽돌을 이용하는 본 발명의 스테이브/벽돌 구조물의 선호되는 실시 형태를 포함하는 본 발명의 노 라이닝의 선호되는 실시 형태의 상부 사시도.
도 5는 도 3의 벽돌을 이용하는 본 발명의 스테이브/벽돌 구조물의 선호되는 실시 형태를 포함하는 본 발명의 노 라이닝의 선호되는 실시 형태의 측면 사시도.
도 6은 도 3의 벽돌을 이용하는 본 발명의 스테이브/벽돌 구조물의 선호되는 실시 형태의 단면도.
도 7은 본 발명의 스테이브의 선호되는 실시 형태의 전방 면에 삽입되거나 또는 이로부터 제거됨에 따라 도 3의 벽돌을 도시하는 본 발명의 스테이브/벽돌 구조물의 선호되는 실시 형태의 단면도.
도 8은 도 3의 둘 이상의 상이한 크기를 갖는 벽돌을 이용하는 본 발명의 대안의 스테이브/벽돌 구조물의 선호되는 실시 형태의 단면도.
도 9는 종래의 스테이브/벽돌 구조물을 이용하는 종래의 노 라이닝의 상부 평면도.
도 10은 도 3의 벽돌을 이용하는 본 발명의 스테이브/벽돌 구조물의 선호되는 실시 형태를 포함하는 본 발명의 노 라이닝의 선호되는 실시 형태의 상측 평면도.
도 11은 본 발명의 스테이브/벽돌 구조물의 또 다른 선호되는 실시 형태의 단면도.
도 12는 도 11의 스테이브/벽돌 구조물의 부분적인 정면도.
도 13은 본 발명에 따르는 선호되는 마모 모니터 및/또는 서모커플을 수용하기 위한 홀을 갖는 내화 벽의 노 내부 측면도.
도 14는 2개의 스테이브들 사이의 램 조인트 내에 설치된 본 발명의 선호되는 마모 모니터 및 서모커플을 도시하는 부분적인 평면도.
도 15는 본 발명의 선호되는 마모 및 온도 모니터링 시스템을 포함하는 스테이브/벽돌 구조물의 단면도.
도 16은 도 15의 섹션(101R-S)을 확대한 단면도.
도 17은 본 발명의 선호되는 마모 및 온도 모니터링 시스템의 일부분 및 이와 함께 사용된 레이저 이미터/리시버의 측면 평면도.
도 18은 본 발명의 대안의 실시 형태 내에 설치된 서모커플 및 마모 모니터를 포함한, 본 발명의 내화 벽 및 스테이브 구조물의 측면도.
도 19는 본 발명의 대안의 실시 형태 내에 설치된 서모커플 및 내화 마모 모니터의 노 벽을 도시하는 도면.

하기 상세한 설명에서, 첨부된 예시 및 이의 일부를 형성하는 도면이 참조되고, 여기서 본 발명이 구현될 수 있는 예시적인 특정 실시 형태가 도시된다. 이들 실시 형태는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있도록 충분히 상세하게 기술되고, 그 외의 다른 실시 형태가 이용될 수 있으며 구조적 또는 논리적 변경이 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 구현될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명의 이러한 실시 형태는 개별적으로 및/또는 집합적으로 사실상 하나가 개시되는 경우 임의의 단일의 발명 또는 발명의 사상으로 본 발명의 범위를 자발적으로 제한하려는 의도 없이 편리함을 위해 단지 "본 발명"이라는 용어로 언급될 수 있다.

따라서, 하기 기술 내용은 제한적인 방식으로 취해지지 않고, 본 발명의 범위는 첨부된 청구항 및 이의 균등물에 의해 정해진다.

도 1에는 정합 단면을 갖는 벽돌(brick)과 함께 사용하기 위한 일반적으로 직사각형 단면을 가지며, 복수의 스테이브 채널(stave channel, 12)을 형성하고 복수의 스테이브 립(11)을 갖는 공지된 구조물의 평면형 유체 냉각 스테이브(fluid cooled stave, 10)가 도시된다. 공지된 구조물(도시되지 않음)의 그 외의 다른 스테이브 설계는 도 2에 도시된 종래의 내화 벽돌(refractory brick, 14)의 도브테일 섹션(dovetail section, 16)에 상보적인 단면을 갖는 스테이브 채널 및 스테이브 립을 이용하고, 이에 따라 이러한 도브테일 섹션(16)은 각각의 인접한 벽돌들 사이에 모르타르를 포함하거나 또는 포함하지 않는 상태에서 스테이브의 측면 단부 내로 삽입되고 이 내의 위치로 미끄럼가능하다. 이러한 공지된 스테이브/벽돌 구조물의 주요 단점은 노(furnace) 내에 장착될 때 서로 근접함으로 인해 스테이브/벽돌 구조물이 전체적으로 또는 부분적으로 수정 또는 수리될 필요가 있을 경우 벽돌(14)이 스테이브 채널(12)로부터 미끄러질 수 있도록 이러한 스테이브(10)가 노로부터 제거되어야 한다는데 있다. 벽돌(14)이 스테이브(10)의 전방 면을 통하여 스테이브 채널(12) 내로 삽입되거나 또는 이로부터 제거될 수 없기 때문에 노로부터 이러한 스테이브(1)의 제거가 필수적이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 스테이브(10)는 노의 금속 쉘을 관통하고 스테이브(10)의 노 쉘 측면으로부터 연장되는 하나 이상의 외부 파이프에 연결될 수 있는 스테이브(10) 내에 배열된 복수의 파이프(13)를 포함하여 예를 들어, 상승된 압력의 물과 같은 냉각제가 파이프(13)를 통해 펌핑되어 노 내에 조립 및 설치 시에 스테이브 채널(12) 내에 배열된 임의의 내화 벽돌과 스테이브(10)가 냉각된다.

도 2에 추가로 도시된 바와 같이, 종래의 도브테일 내화 벽돌(14)은 특히, 스테이브(10)로부터 노 내로 돌출되는 벽돌(14)의 돌출된 부분(17)의 길이가 벽돌(14)의 전체 깊이 또는 길이에 비해 긴 노 환경 내에서 파열되기 쉬운 상대적으로 얇은 수직 넥(vertical neck, 15)을 갖는다.

도 3에는 본 발명의 스테이브/벽돌 구조물(28)의 선호되는 실시 형태에 따르는 내화 벽돌(18)의 선호되는 실시 형태가 도시된다. 벽돌(18)은 각각 기울어지거나 경사진 상부 및 하부 섹션(19, 20)과 노출된 면(26)을 갖는다. 벽돌(18)은 또한 오목한 요홈(22), 일반적으로 아치형 노즈(23), 일반적으로 아치형 시트(25), 일반적으로 아치형의 오목한 섹션(24), 하부 면(27) 및 일반적으로 평면형 전방 면(31)을 포함하는 고정 측면(29)을 포함하거나 이를 형성한다. 벽돌(18)은 또한 넥(neck, 21)을 가지며, 이의 수직 두께("ab")는 공지된 벽돌(14)의 수직 넥(15)에 대해 증가된다. 바람직하게는, 수직 넥(21)의 길이("ab")는 벽돌(18)이 내부에 설치될 때 스테이브 채널(37) 내에 배열되는 벽돌(18)의 깊이의 길이("cd")의 약 2배 이상이다. 제한 없이 하나 이상의 노출된 면(26), 하부 면(27), 전방 면(31), 경사진/기울어진 상부 섹션(19), 경사진/기울어진 하부 섹션(20), 요홈(22), 노즈(23), 시트(25), 오목한 섹션(24) 및 전방 고정 측면(29)을 포함하는 벽돌(18)의 형태, 기하학적 형상 및/또는 단면 및/또는 이의 임의의 부분은 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 본 발명의 도면에 도시된 바와 같이 선호되는 실시 형태의 형태 대신에 변형되거나 또는 예컨대, 모가 있는 형태, 직선형 형태, 다각형 형태, 기어 형태, 치형, 대칭형 형태, 비대칭형 형태, 불규칙적인 형태와 같은 그 외의 다른 형태를 가질 수 있다. 본 발명의 내화 벽돌(18)은 바람직하게는 탄화규소(예컨대, 세인트-고바인 세라믹스(Saint-Gobain Ceramics)로부터 입수가능한 시카닛(Sicanit) AL3), MgO-C(마스네시아 카본), 알루미나, 내화 벽돌(IFB), 그래파이트 내화 벽돌 및 카본을 포함하지만 이로 한정되지 않는 현재 상용입수가능한 다수의 내화 재료로부터 제조될 수 있다. 추가로, 벽돌(18)은 노 내에서 또는 스테이브(30) 내의 이의 위치에 따라 교번 또는 상이한 재료로부터 제조될 수 있다. 또한, 전술된 바와 같이, 벽돌(18)의 형태는 또한 다양한 스테이브 및/또는 노 공간 및/또는 기하학적 형상에 부합되도록 변경 또는 개조될 수 있다.

본 발명의 스테이브/내화 벽돌 구조물(128)의 선호되는 실시 형태는 본 발명의 스테이브(30)의 선호되는 실시 형태를 포함하는 도 8 내지 13 및 도 10에 도시된다. 스테이브(30)는 예컨대, 노의 금속 쉘을 관통하고 스테이브(30)의 노 쉘 측면으로부터 연장되는 하나 이상의 외부 파이프에 부착될 수 있는, 도 1에 도시된 바와 같이 스테이브(10) 내에 배열된 파이프(13)와 같은 복수의 파이프(도시되지 않음)를 포함할 수 있고, 이에 따라 냉각제, 예컨대, 상승된 압력의 물이 노 내에 조립 및 설치 시에 스테이브 채널(37) 내에 배치된 임의의 내화 벽돌(18) 및 스테이브(30)를 냉각시키기 위해 이러한 파이프(도시되지 않음)를 통해 펌핑된다. 바람직하게는 스테이브(30)는 스테이브(30) 내에 배치된 임의의 파이프가 바람직하게는 예컨대, 스틸 또는 구리 또는 UNS C71500 구리-니켈 합금 또는 모넬(Monel)-400 구리-니켈 합금(모넬-400은 약 63%의 니켈과 31%의 구리의 합금에 대한 상표명임)과 같은 구리 합금으로 제조될지라도 구리, 주철 또는 높은 열 전도성의 그 외의 다른 금속으로 구성된다.

각각의 스테이브(30)는 바람직하게는 이들이 사용될 영역 또는 노의 내부 프로파일과 일체되도록 이의 수직 축 주위에서 및/또는 이의 수평 축 주위에서 만곡될 수 있다. 각각의 스테이브(30)는 바람직하게는 도시된 바와 같이 완전히 90도일 수 있는 세워진 위치, 또는 기울어지거나 경사진 위치(도시되지 않음)에서 스테이브(30)를 지지하기 위한 스테이브 소클(stave socle, 33) 및 복수의 스테이브 립(32)을 포함한다. 각각의 스테이브 립(32)은 바람직하게는 일반적으로 아치형 하부 립 섹션(35) 및 일반적으로 아치형 상부 립 섹션(34)을 형성한다. 스테이브(30)는 바람직하게는 각각의 연속적인 쌍의 스테이브 립(32)들 사이에 복수의 스테이브 채널(37)을 형성한다. 바람직하게는, 각각의 스테이브 채널(37)은 일반적으로 "C-형" 또는 "U-형"이고, 전방 면(31)이 응용에 따를 수 있는 본 명세서에 도시된 평면형 형태 이외의 다른 형태를 갖는 경우 스테이브 채널 벽(38)이 또한 벽돌(18)의 전방 면(31)과 상보적이도록 이의 수직 및/또는 수평 축을 따라 만곡 또는 윤곽형성되거나, 톱니형이거나, 등일지라도 일반적으로 평면형 스테이브 채널 벽(38)을 포함한다. 각각의 스테이브 채널(37)은 또한 바람직하게는 스테이브(30) 및 연속적인 쌍의 스테이브 립(32)에 의해 모두가 형성된 바와 같이 일반적으로 아치형 하부 채널 섹션(40) 및 일반적으로 아치형 상부 채널 섹션(39)을 포함한다. 하나 이상의 스테이브 립(32), 상부 립 섹션(34), 하부 립 섹션(35), 스테이브 채널(37), 스테이브 채널 벽(38), 상부 채널 섹션(39) 및 하부 채널 섹션(40)의 형태, 기하학적 형상 및/또는 단면은 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 도면에 도시된 바와 같은 선호되는 실시 형태의 형태 대신에 변형될 수 있거나 또는 예컨대, 윤곽 형성되거나, 모가 있는 형태, 직선형 형태, 다각형 형태, 기어 형태, 치형, 대칭형 형태, 비대칭형 형태, 불규칙적인 형태와 같은 그 외의 다른 형태를 가질 수 있다.

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 스테이브 벽돌(18)이 공간이 허용될 경우 스테이브(30)의 측면(45)으로부터 스테이브 채널(37) 내로 미끄러질 수 있을지라도, 스테이브 벽돌(18)은 또한 바람직하고 선호적으로 스테이브(30)의 전방 면(47) 내로 삽입될 수 있다. 스테이브(30)의 하부에서부터 시작하여, 각각의 스테이브 채널(37)은 바람직하게는 (1) 벽돌(18)의 하부 부분이 스테이브의 평면에 실질적으로 평행한 축 주위에서 스테이브(30)로부터 이격되도록 이동되는 제1 방향(46)으로 각각의 벽돌(18)을 회전시키거나 또는 기울임으로써, 또는 (2) 노즈(23)가 스테이브 채널(37) 내로 그리고 오목한 아치형 상부 채널 섹션(39) 내로 삽입될 수 있도록 스테이브 벽돌(18)이 충전될 수 있으며, 그 이후에, (i) 노즈(23)의 주연부가 상부 채널 섹션(39)과 부분적으로 또는 완전히 접촉되거나 접촉되지 않는 상태에서 노즈(23)가 오목한 아치형 상부 채널 섹션(39) 내에 전체적으로 또는 부분적으로 배치될 때까지, (ii) 전방 면(31)이 채널 벽(38)과 부분적으로 또는 완전히 접촉하거나 또는 접촉하지 않는 상태에서 벽돌(18)의 전방 면(31)이 채널 벽(38)에 인접하고 및/또는 실질적으로 이 근처에 배치될 때까지, (iii) 시트(25)의 주연부가 하부 채널 섹션(40)과 부분적으로 또는 완전히 접촉하거나 또는 접촉하지 않는 상태에서 아치형 시트(25)가 아치형 하부 채널 섹션(40) 내에 전체적으로 또는 부분적으로 배치될 때까지, (iv) 오목한 섹션(24)의 내부 표면이 이러한 하부 스테이브 립(32)의 아치형 상부 립 섹션(34)과 부분적으로 또는 완전히 접촉하거나 또는 접촉하지 않는 상태에서 벽돌(18)이 삽입되는 스테이브 채널(37)을 형성하는 연속적인 쌍의 스테이브 립(32)의 하부 스테이브 립(32)의 아치형 상부 립 섹션(34)에 걸쳐서 아치형의 오목한 섹션(24)이 전체적으로 또는 부분적으로 배치될 때까지, (v) 하부 면(27)이 립 면(36)과 부분적으로 또는 완전히 접촉하거나 또는 접촉하지 않는 상태에서 벽돌(18)의 하부 면(27)이 립 면(36)에 대해 실질적으로 인접하게 및/또는 근처에 배치될 때까지, 및/또는 (vi) 벽돌(18)이 스테이브(30)의 최하부 스테이브 채널(37)을 제외하고 임의의 스테이브 채널(37) 내에 설치되는 경우 이러한 기울어진 하부 섹션(20)이 이러한 경사진 상부 섹션(19)과 부분적으로 또는 완전히 접촉하거나 또는 접촉하지 않는 상태에서 설치되는 벽돌(18)의 기울어진 하부 섹션(20)이 설치되는 벽돌(18) 바로 아래의 벽돌(18)의 경사진 상부 섹션(19)에 대해 실질적으로 근접하고 및/또는 인접하게 설치될 때까지 벽돌(118)은 일반적으로 벽돌(18)의 하부가 스테이브(30)를 향하여 이동하도록 벽돌(18)이 제2 방향(48)으로 회전한다. 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 노즈(23)의 주연부가 오목한 상부 채널 섹션(39)과 부분적으로 또는 완전히 접촉하거나 또는 접촉하지 않는 상태에서 노즈(23)가 오목한 아치형 상부 채널 섹션(39) 내에 전체적으로 또는 부분적으로 배치될 때, 및/또는 시트(25)의 주연부가 오목한 하부 채널 섹션(40)과 부분적으로 또는 완전히 접촉하거나 또는 접촉하지 않는 상태에서 아치형 시트(25)가 오목한 아치형 하부 채널 섹션(40) 내에 전체적으로 또는 부분적으로 배치될 때, 벽돌의 하부가 스테이브(30)의 전방 면(47)으로부터 이격되는 방향으로 회전하도록 각각의 벽돌(18)이 회전하지 않는 상태에서 각각의 벽돌(18)은 스테이브(30)의 전방 면(47) 내의 개구를 통해 스테이브 채널(37)로부터 선형으로 이동하는 것이 방지된다.

또한, 도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 열을 이루는 벽돌(18)이 열을 이루는 이미 설치된 벽돌(18) 위의 스테이브 채널(37) 내에 설치되는 경우, 이러한 바로 아래의 열의 벽돌(18)은 제 위치에 고정되고 스테이브 채널(37)로부터 제거되도록 스테이브(30)로부터 이격되는 제1 방향(46)으로 회전할 수 없다. 도 3 내지 도 7 및 도 10에 도시된 바와 같이 본 발명의 스테이브/내화 벽돌 구조물(28)은 인접한 스테이브 벽돌(18)들 사이에 모르타르가 있거나 또는 없는 상태로 이용될 수 있다.

도 8은 각각 울퉁불퉁한 전방 면(96)을 형성하기 위해 스테이브 벽돌(92, 94)의 적어도 두 가지의 상이한 크기를 이용하는 것을 제외하고 도 4 내지 도 7의 스테이브/벽돌 구조물(28)과 동일한 본 발명의 스테이브/벽돌 구조물(90)의 또 다른 선호되는 실시 형태를 도시한다. 도시된 바와 같이, 스테이브/벽돌 구조물(90)의 벽돌(92)은 벽돌(94)의 깊이 "ce2"보다 깊은 전체 깊이 "ce1"를 갖는다. 각각 스테이브 벽돌(92, 94)의 상이한 깊이로부터 형성되는 이 엇갈린 구조물은 바람직하게는 침착 구역(accretion zone) 또는 울퉁불퉁한 전방 면(96)이 열 및/또는 기계적 손상으로부터 벽돌(92, 94)을 추가로 보호하기 위해 재료의 침착 또는 형성을 지연시키는데 더욱 효과적일 수 있는 노의 그 외의 다른 원하는 구역에서 사용될 수 있다.

도 9는 노(49) 내에서 종래의 스테이브/벽돌 구조물(58)의 사용을 도시한다. 각각 노 쉘(51) 내에 배열된 사전-설치된 벽돌(54)과 함께 예컨대, 평평한/평면형 상부 및 하부 스테이브(52, 53)와 같은 평평하거나 또는 만곡된 스테이브/냉각기를 사용할 때, 인접한 쌍의 상부 스테이브(52)들 사이에 밀어 넣어진 간격(56)이 형성되고 구조 오차(construction allowance)를 허용하기 위해 인접한 쌍의 하부 스테이브(53)들 사이에 밀어 넣어진 간격(ram gap, 57)이 존재하도록 이러한 스테이브(52, 53)가 노(149) 내에 설치된다. 이들 밀어 넣어진 간격(56, 57)은 구조 편차를 허용하기 위해 사용되어야 한다. 이러한 밀어 넣어진 간격(56, 57)은 전형적으로 인접한 스테이브/벽돌 구조물(58)들 사이에서 이러한 간격(56, 57)에 근접하도록 내화 재료(도시되지 않음)가 충전된다. 이러한 재료가 충전된 간격(56, 57)은 전형적으로 스테이브/벽돌 구조물(58)을 사용하는 이러한 종래의 노 라이닝 내의 취약 지점이다. 노(49)가 작동되는 동안에, 밀어 넣어진 간격(56, 57)은 조기에 부식되고, 노 가스는 스테이브/벽돌 구조물(58) 사이를 가로지른다. 본 발명의 선호적으로 만곡된 스테이브/벽돌 구조물(28)에 따라, 노는 벽(18)과의 기존 밀어 넣어진 간격이 제거되도록 이의 주변이 연속적으로 벽돌로 둘러싸여 질 수 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, 스테이브(30)들 사이의 간격(42)은 본 발명의 하나 이상의 벽돌(18)에 의해 덮여지고, 이에 따라 이러한 간격(42) 내로 충전 재료를 밀어 넣을 필요성이 배제된다. 인접한 스테이브(30)의 노 벽돌들 간의 종래의 밀어 넣어진 간격(56, 57)을 제거함으로써, 노 및/또는 노 라이닝의 일체성 및 수명이 증가된다.

도 9에 도시된 바와 같이 미리-설치된 벽돌(54)을 갖는 종래의 스테이브/벽돌 구조물(58)과 연계된 또 다른 문제점은 이러한 종래의 스테이브/벽돌 구조물(58)이 노(49)의 주변 주위에서 연속적으로 벽돌로 둘러싸이지 않기 때문에, 다수의 벽돌(54)의 변부(55)가 노(49)의 내부로 돌출되고 이에 따라 노(49)를 통해 떨어지는 임의의 물질에 노출되는 데 있다. 이러한 돌출된 변부(55)는 더 빨리 마모되는 경향이 있고 및/또는 낙하하는 물질에 의해 충돌되는 경향이 있으며, 이에 따라 돌출된 변부(55)를 갖는 이러한 벽돌(54)은 노(149) 내에서 파열되고 스테이브(52, 53)를 노출시킨다. 재차, 본 발명의 스테이브/벽돌 구조물(28)에 따라 노는 이의 주변이 연속적으로 벽돌로 둘러싸이고, 이에 따라 도 15에 도시된 바와 같이 임의의 이러한 돌출된 벽돌의 변부(55)가 제거된다. 따라서, (i) 벽돌(18)이 스테이브(30)로부터 뽑혀지거나 또는 부서짐(knock) 및 (ii) 스테이브(30)가 노의 상당한 열에 직접 노출되는 것의 발생 모두는 본 발명의 스테이브/벽돌 구조물(28)에 의해 상당히 감소된다. 이러한 특성에 따라 본 발명의 스테이브/벽돌 구조물(28)은 용광로의 스택 내에서 사용하기에 적합해진다.

또한, 도 10에 도시된 바와 같이, 복수의 핀 장착 실린더(43)는 바람직하게는 노 내에서 각각의 스테이브(30)를 장착 및/또는 고정하고 및/또는 각각의 스테이브(30)를 처리하기 위해 사용된 장착 핀(41)에 대해 각각의 스테이브(30)의 후방 측면 상에 형성된다. 각각의 핀(41)은 바람직하게는 하나 이상의 서모커플(thermocouple)이 각각의 스테이브(30) 상의 다양한 위치에서 용이하게 설치될 수 있도록 하는 나사산 또는 비나사산 서모커플 마운팅 홀(도시되지 않음)을 형성한다.

도 3 내지 도 8 및 도 10에 도시된 본 발명의 스테이브/내화 벽돌 구조물(28)의 선호되는 실시 형태가 노 냉각기 또는 스테이브(30)의 선호되는 실시 형태를 포함할지라도, 본 발명의 교시는 또한 이러한 프레임(도시되지 않음)이 노 냉각기 또는 스테이브(30)에 제한되지만 노 응용을 포함하지만 이로 제한된 응용의 경우 내화 벽돌이든지 벽돌의 세워진 또는 그 외의 다른 지지된 수직 또는 기울어진 벽을 제공하기 위한 프레임인 프레임/벽돌 구조물에 적용될 수 있다.

도 11 및 도 12에는 얕고 깊은 도브테일 벽돌(68, 69)의 노출된 면(76)보다 더 높은 노출된 면(75) 및 바람직하게는 긴 벽돌(69)과 동일한 길이를 갖는 상부 라인 스테이브 벽돌(67)을 각각 포함한, 교번하는 얕고 깊은 도브테일 벽돌(68, 69) 및 스테이브(60)를 포함하는 본 발명의 스테이브/벽돌 구조물(59)의 또 다른 선호되는 실시 형태가 도시된다. 도시된 바와 같이, 얕고 깊은 도브테일(68, 69) 모두는 각각 상부 및 하부 도브테일 또는 기울어진 섹션(73, 74)을 갖는다. 게다가, 각각의 벽돌(67, 68, 69)은 2개의 벽돌 모서리(71)를 형성하는 반면 깊은 벽돌(69)은 본 발명의 스테이브/벽돌 구조물(59)의 완성 시에 얕은 벽돌(68)의 벽돌 모서리(71)와 정합되는 2개의 오목한 벽돌 선단(brick vertex, 70)을 형성한다. 스테이브(30)는 바람직하게는 완전히 90도일 수 있는 세워진 위치, 또는 기울어지거나 경사진 위치에서 스테이브(60)를 지지하기 위한 스테이브 소클(도시되지 않음) 및 복수의 스테이브 립(64)을 포함한다. 각각의 스테이브 립(64)은 바람직하게는 일반적으로 모가 있는 하부 및 하부 립 변부(65, 65)를 각각 형성한다. 스테이브(60)는 바람직하게는 각각의 연속적인 쌍의 스테이브 립(64)들 사이에 복수의 스테이브 채널(61)을 형성한다. 바람직하게는, 각각의 스테이브 채널(61)은 이러한 전방 면(78)이 응용에 따를 수 있는 본 명세서에 도시된 평면형 형태 이외의 다른 형태를 갖는 경우 스테이브 채널 벽(77)이 또한 깊은 도브테일 벽돌(69)의 전방 면(78)과 상보적이도록 이의 수직 및/또는 수평 축을 따라 만곡 또는 윤곽형성되거나, 톱니형이거나, 등일 수 있을지라도 일반적으로 평면형 스테이브 채널 벽(77)을 포함한다. 각각의 스테이브 채널(61)은 또한 바람직하게는 스테이브(60) 및 연속적인 쌍의 스테이브 립(64)에 의해 모두가 형성된 바와 같이 일반적으로 도브테일-형 하부 채널 섹션(63) 및 일반적으로 도브테일-형 상부 채널 섹션(62)을 포함한다. 하나 이상의 스테이브 립(64), 상부 립 섹션(65), 하부 립 섹션(66), 스테이브 채널(61), 스테이브 채널 벽(77), 상부 채널 섹션(62) 및 하부 채널 섹션(63), 벽돌 선단(70) 및 벽돌 변부(71), 상부 및 하부 도브테일 섹션(73, 74), 노출된 면(75, 76) 및 전방 면(78)의 형태, 기하학적 형상 및/또는 단면은 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 도면에 도시된 바와 같은 선호되는 실시 형태의 형태 대신에 변형될 수 있거나 또는 예컨대, 윤곽 형성되거나, 모가 있는 형태, 직선형 형태, 다각형 형태, 기어 형태, 치형, 대칭형 형태, 비대칭형 형태, 불규칙적인 형태와 같은 그 외의 다른 형태를 가질 수 있다.

도 12에서 본 발명의 스테이브/벽돌 구조물(59)의 도면에 도시된 바와 같이, 스테이브 립(64) 중 그 외의 다른 하나(79)는 바람직하게는 벽돌(67, 68, 69)의 두께(즉, 폭)의 절반 미만으로, 즉 구조물 편차의 경우 + 1/4" 만큼((벽돌 두께-스테이브들 또는 냉각기들 간의 지정된 간격 길이)/2) 줄어든다. 바람직하게는, 스테이브/냉각기(60)와 유사하게 냉각 기능을 촉진시키기 위해 높은 열전도율을 갖는 추가 벽돌(도시되지 않음)이 공극(80)을 충전하기 위해 스테이브 립(64)의 손실된 섹션 대신에 설치될 수 있다. 이러한 스테이브/벽돌 구조물(59)에 따라 벽돌(67, 68, 69)은 스테이브(60)가 노 내에 설치된 후 이러한 벽돌을 스테이브 채널(71) 내로 공극(80)에 의해, 즉, 단축된 스테이브 립(79)에 의해 형성된 여분의 공간에 의해 미끄러지게함으로써 스테이브 채널(61) 내로 삽입되고 및/또는 스테이브 채널(61)로부터 제거될 수 있다.

스테이브/벽돌 구조물(59)은 바람직하게는 도 11에 도시된 바와 같이 각각 단일의 벽돌 설계(도시되지 않음) 또는 교번하는 얕은 및 깊은 벽돌(68, 69)을 이용할 수 있으며, 여기서 깊은 벽돌(69)의 도브테일 섹션(73, 74)은 스테이브 채널(61) 내로 삽입되고 이 내에 수용되며, 얕은 벽돌(68)의 각각의 전방 면(78)은 이러한 전방 면(78)이 각각의 립 면(81)과 부분적으로 또는 완전히 접촉하거나 또는 접촉하지 않은 상태에서 스테이브 립(64)의 각각의 면(81)에 실질적으로 근접하고 및/또는 이에 인접하게 배열되고, 얕은 벽돌(68)의 각각의 벽돌 변부(71)는 이러한 벽돌 변부(71)가 깊은 벽돌(69)의 각각의 선단(70)과 부분적으로 또는 완전히 접촉하거나 또는 접촉하지 않은 상태에서 깊은 벽돌(69)의 각각의 선단(70)에 실질적으로 근접하고 및/또는 인접하게 배열된다. 추가로, 스테이브 채널 내에 수용되는 이러한 모든 벽돌의 일부를 갖는 둘 이상의 상이한 형태의 벽돌을 이용하는 그 외의 다른 스테이브/벽돌 구조물이 본 발명의 범위 내에 있다.

또한, 바람직하게는 본 발명의 스테이브/벽돌 구조물은 소정의 형태로 벽돌을 셋팅하고 벽돌 주위에 스테이브를 캐스팅함으로써 초기에 조립될 수 있다.

본 발명의 내화물 마모 모니터링 시스템(100)(도 13 내지 도 15, 도 18 및 도 19)은 내화물 및 스테이브 두께 및 마모의 측정에 대한 정확도를 증가시키고, 내화물 마모에 대한 조기 경고 시스템을 제공한다. 본 발명의 내화물 마모 모니터링 시스템(100)은 바람직하게는 종래의 스테이브/벽돌 시스템, 드릴링된 및 플러깅된 스테이브/벽돌 시스템 및/또는 본 명세서에 개시된 개선된 이중-고정 스테이브 벽돌 시스템과 함께 이용된다. 도 13에는 내화 벽 두께 및 상태를 모니터링/결정할 필요가 있는 경우 임계 마모 영역에서 스테이브/벽돌 구조물(28) 내에서 본 발명의 마모 모니터링 시스템(100)의 배치가 도시된다. 내화 벽돌(18)들 사이의 (111) 및 (115)에서 내화물 내에 홀이 절삭됨에 따라 마모 모니터(wear monitor, 101) 및 서모커플(105)이 절삭 내화 벽 내로 삽입될 수 있다. 스테이브/벽돌 구조물(28) 내로 마모 모니터(101) 및 서모커플(105)의 조합이 설치됨에 따라 노 및 내화 성능을 최적화하고 안정적인 침착을 형성하며 노의 수명을 최대화하기 위해 내화물 깊이 및 온도와 같은 공정 정보를 지속적으로 모니터링할 수 있다. 본 발명의 개선된 스테이브/벽돌 구조물(28)과 마모 모니터링 시스템을 사용함에 따라, 내화물이 마모되고 마모되는 위치를 식별할 수 있으며, 스테이브(30)를 제거하지 않고 짧은 노 작동 중단 시간 동안 이를 교체할 수 있다.

도 14에는 마모 모니터(101) 및 서모커플(105)을 배치하기 위한 홀이 형성되는 스테이브(30)들 사이에 배치된 램 간격 조인트(ram gap joint, 42) 내에 있는 내화물 마모 모니터(101) 및 서모커플(105)의 배치가 도시된다. 홀은 램 간격(42)을 충전하기 위해 사용된 내화 재료를 드릴링함으로써 형성되거나 또는 이 재료에 의해 형성될 수 있다. 마모 모니터(101) 및 서모커플(105)이 이의 각각의 홀 내로 배치되면, 벽돌(18)의 유형과 유사한 유형의 시멘트가 공간을 충전하고 마모 모니터(101) 및 서모커플(105)의 확고한 배치를 위해 사용될 수 있다.

도 5에는 도 13 내지 도 16에 도시된 바와 같이 본 발명의 마모 모니터링 시스템(100)과 함께 사용하기 위한 스테이브/벽돌 구조물(28)의 선호되는 실시 형태의 측면 사시도이다. 본 발명의 내화물 마모 모니터링 시스템(100)은 용광로 또는 그 외의 다른 유형의 야금 장치 내의 내화 벽의 두께를 측정하고, 더욱 구체적으로 스테이브/벽돌 구조물(28)의 내화 벽의 두께를 측정하기 위한 선호되는 장치이다.

선호되는 마모 모니터(101)는 2개의 단부, 즉 내화물 단부(101R)와 시스템 단부(101S)를 가지며, 시간-영역 반사측정법(time-domain reflectometry technique)과 함께 사용되도록 설계된다. 시스템 단부(101S)는 정션 박스(junction box)에 작동가능하게 연결될 수 있거나 또는 전기 커넥터에 직접 연결될 수 있고, 상기 전기 커넥터에 의해 장치가 전자 모니터 설비에 연결된다. 그 외의 다른 영역보다 더 많이 마모되는 노의 영역이 있음에 따라, 이들 특정의 공지된 임계 마모 영역 또는 임계 마모 구역은 내화물 마모가 우세하게 일어나는 지점이다. 노 내에서 내화물이 침식됨에 따라, 모니터링 시스템(100)의 마모 모니터(101)의 내화물 단부(101S)는 내화물 및/또는 내화 벽돌(18)과 실질적으로 동일한 속도로 침식된다. 모니터링 장치(101)의 길이의 손실은 실질적으로 내화물의 손실과 동일하며, 이는 마모 모니터(101)의 내화물 단부(101S)의 위치와 내화물의 원래의 두께가 본 발명과 연계되어 사용된 분석 설비 상에 디스플레이되는 모니터링 장치의 길이로부터 임의의 시간에 결정될 수 있기 때문이다. 이는 레코딩 설비의 적합한 교정에 따라 결정된 원래의 디스플레이된 길이로부터 모니터링 장치(101)의 디스플레이된 길이를 감하고, 차례로 원래의 내화물의 알려진 두께로부터 결정된 차이를 감함으로써 계산이 이루어진다. 대안으로 언급된 바와 같이, 내화물 두께의 침식 또는 손실은 매립된 마모 모니터(101)의 길이 손실과 동일하다. 포함된 서모커플 장치(105)는 또한 진행 기준(ongoing basis)으로 이러한 측정된 위치에서 온도를 모니터링하기 위해 사용될 수 있다.

본 발명의 제3 선호되는 양태는 노의 임계 및/또는 비-임계 마모 영역에서 수행될 수 있는 내화물 손실을 나타내는 임의의 상당한 변화를 결정하기 위해 노 내화물 내부 표면의 프로파일을 형성하도록 레이저 또는 광학 스캐너를 사용하는 것이다. 본 발명의 레이저 또는 광학 디텍터/스캐너(120)는 바람직하게는 프로파일 측정이 삼각법을 통해 검출되는 내부를 스캐닝하기 위한 레이저 광 이미터 및 리시버를 포함한다.

일반적으로, 용해 산화철 정화 반응 공정의 화학적 반응과 용융된 금속과의 지속적인 접촉으로 인해 용광로 내의 하부 스택 및 하부 위치를 포함하는 임계 마모 영역이 예견가능하게 상당히 마모되는 것은 산업상 공지되었다. 또한, 대부분의 노 내부보다 더 많이 비정상적으로 마모되는 그 외의 다른 노 유형의 알려진 영역도 있다. 벽돌(18)의 이 상당한 마모 영역에서의 지정된 위치는 마모 모니터(101) 및 서모커플(105)에 대한 리셉터클과 함께 사전-형성될 수 있거나 또는 서모커플(105) 및 마모 모니터(101)는 벽돌(18)이 설치된 이후에 설치될 수 있다.

도 16에 도시된 바와 같이, 본 발명의 내화물 마모 모니터링 시스템(100)은 바람직하게는 중앙 금속 전도체(102) 및 원하는 유전 상수를 갖는 밀집 패킹된 절연 재료(104)에 의해 전도체로부터 분리된 외부 금속 시스(103)를 포함하는 마모 모니터(101)를 포함한다. 마모 모니터(101)는 2개의 단부, 즉 내화물 단부(101R)와 시스템 단부(101S)를 각각 갖는다. 내화 벽돌(18)은 노 측면(126) 및 스테이브 측면(129)을 갖는다. 마모 모니터의 내화물 단부(101R)는 심지어 표면 및 마모 모니터 부분과 함께 유입되는 노 측면 표면(126)에 대해 내화물을 가로지른다. 마모 모니터 시스템 단부(101S)는 정션 박스로 안내될 수 있고 이에 부착된 전기 커넥터 수단에 연결될 수 있거나 또는 전기 커넥터에 직접 연결될 수 있고, 상기 전기 커넥터에 의해 장치가 시간-영역 반사측정법을 사용하는 전자 설비에 연결된다. 전도체 및 시스는 노 또는 그 외의 다른 야금 장치의 내부의 적대적 환경을 견디며 전기 전도성을 가질 임의의 재료로부터 제조된다. 전도체(102)에 대해 적절한 재료는 스테인리스 스틸, 몰리브덴, 철, 백금, 텅스텐, 및 니켈-기반 합금을 포함한다. 선호되는 구조물은 시스(103)에 대해 스테인리스 스틸 및 전도체(102)에 대해 몰리브덴을 사용한다.

재차 도 15를 참조하면, 마모 모니터(101)의 시스템 단부(101S)는 도 10에 도시된 바와 같이 스테이브(30)를 통과하도록 설계되고, 각각의 모니터링 핀(41)은 바람직하게는 본 발명에 따르는 마모 모니터(101) 및/또는 서모커플(105)을 수용하기 위한 나사산 또는 비나사산 홀 또는 도관을 형성한다. 마모 모니터 내화물 단부(101R)는 스테이브(30), 벽돌(18) 및 노의 쉘을 통과한다. 각각의 서모커플(105)은 또한 시스템 단부(105S)와 내화물 단부(105R)를 가질 것이다. 서모커플(105)은 마모 프로브(101R)가 작동됨에 따라 내화 벽돌(18)을 가로지르지 않을 것이지만 급박한 고장 위치(imminent fail location)로 결정된 지점에서 중단될 것이다. 벽돌(18)이 급박한 고장 위치의 지점에서 마모될 때, 서모커플(105)이 마모되기 시작할 것이다. 그 지점에서, 급박한 고장의 안전-실패 시스템 경고가 있을 수 있다. 마모 모니터와 서모커플의 양 시스템 단부(101S, 105S)는 스테이브(30)를 지나 연장될 것이며 노 쉘을 가로지를 것이다. 밀폐 플레이트(107)는 노 쉘(51)을 통해 돌출되는 마모 모니터(101)의 단부(101S)와 서모커플(105)의 단부(105S) 주위에 배치된다. 서모커플(105)은 바람직하게는 유형 B, S, R, 또는 K 또는 하기에서 합당한 정확도와 신뢰성을 갖는 고온을 레코딩하기 위해 발명될 수 있는 유사 가능 유형일 수 있다. 밀폐 플레이트(107)는 노 용기 쉘을 밀봉 또는 지지하기 위해 적절한 온도 저항성 및 마모 품질을 갖는 임의의 적합한 재료로 제조될 수 있다. 또한, 마모 모니터 시스템(100)의 커버리지 영역을 추가로 연장시키기 위해 특정 거리에서 교번하는 위치에서 임계 마모 영역을 따라 배치될 수 있는 통합된 마모 모니터 및/또는 서모커플을 갖는 내화 벽돌을 갖는 것이 예견될 수 있다.

데이터 전송 케이블이 그 뒤 서모커플 및 마모 모니터의 시스템 단부(105S, 101S)에 부착된다. 이들 데이터 전송 케이블은 전자 데이터 릴레이 회로 정션 박스로 안내될 수 있다. 이들 정션 박스는 프로브 및 서모커플 위치에 따라 할당된다. 이에 따라 신호가 전송될 수 있고 데이터가 특정 프로브의 위치에 따라 컴퓨터 처리 설비에 의해 판독될 수 있다. 데이터 판독은 작업 중단 중에 수행될 수 있거나 또는 데이터는 노가 작동 중에 실시간 연속적으로 전송될 수 있다. 신호는 로컬 테스팅 분석 컴퓨터에 직접 전송될 수 있거나 또는 현장-외(off-site) 위치로 네트워크 연결부에 의해 전송될 수 있거나 또는 데이터 피드(data feed)가 판독 및 분석을 위한 오프-사이 위치로 네트워크에 의해 전송될 수 있고 로컬 분석 컴퓨터에 전송될 수 있다. 서모커플 및 마모 모니터로부터 제공된 이 데이터는 스테이브(30) 및 내화 벽돌(18)에 대한 실시(practice)의 중간 효과를 결정하기 위해 작업자와 기술자에 의해 분석되고 온도 상태 및 나머지 벽 두께의 경우 컴퓨터에 의해 처리된다. 이 분석은 데이터가 네트워크 연결부를 통해 전송될 수 있음에 따라 현장-외에서 및/또는 원격으로 수행될 수 있으며, 이에 따라 현장-외 기술자는 노에 대한 최상의 작동 온도/조건을 결정하기 위해 현장-내 기술자와 협력한다. 기술자와 작업자는 그 뒤 최적의 노 성능을 제공하고 필요한 노의 작동 중단(shutdown) 전에 나머지 허용가능한 시간을 확정하여 내화물 교체를 용이하게 하기 위해 노의 변수(furnace variable)를 조절할 수 있으며, 이에 따라 돌발 고장(catastrophic failure) 및/또는 노 블로아웃(furnace blowout)을 방지하면서 효율이 향상된다.

도 17에는 내화 벽돌(18) 및 스테이브(30)의 내부 상태를 트래킹하고(track) 노 내부를 자동을 스캐닝(scan) 및 맵핑하기 위해(map) 레이저 스캐닝 및 맵핑 시스템(117)을 포함하는 본 발명의 추가 선호되는 실시 형태가 도시된다. 맵핑 시스템(117)은 내화 벽 및/또는 벽돌(18)의 면에 의해 반사된 후 이미터/리시버(120)에 광파(121)가 복귀될 때까지 이미터/리시버(120)에 의해 방출물로부터 파의 상 차이 또는 지속 시간을 기초로 그리고 내화 벽 및/또는 벽돌(18)의 두께 및 부식 크기와 위치를 계산하는 이 거리의 변화를 기초로 내화 벽과 파 생성기 사이의 거리를 수득함으로써 이미터/리시버 유닛(120)으로부터 예컨대 레이저 광파(121)와 같은 에너지파를 이용한다. 이는 로딩 기간들 및/또는 유지보수 시간들 간에 수행될 수 있다. 레이저 맵핑 시스템(117)의 선호되는 실시 형태에서, 원래의 시간 지점 T0 기준 맵핑 스캔이 내화물 표면에 대해 시간이 지남에 따른 변화를 결정하기 위한 베이스라인(baseline)으로서 제공되도록 수행된다. 지점 T0 기준 시간 내화물 층 맵핑 분석은 바람직하게는 후속 스캔 시간의 후속 비교를 위해 수행될 수 있으며 데이터 메모리에서 중단된다. 후속 지점에서 수행된 스캔은 직접 비교로서 표면 구조물 내의 변화를 분석하기 위하여 상호참조될 것이다. 지점 T0 맵핑 스캔은 노의 유지보수 중단 중에 수행될 필요가 없지만 후속 지점 맵핑 스캔에 대한 최적의 비교를 위해, 전체 검사 및 측정 분석이 바람직하게는 내화물 두께 및 상태를 결정하기 위해 수행될 수 있다. 이는 내화 벽돌(18)과 스테이브(30)의 설치 시에 수행될 수 있다. 레이저 맵핑 스캔 시스템(100)의 추가 선호되는 실시 형태는 내화물 설치 지점에서 베이스라인 T0 비교 판독을 수행할 필요 없이 노 내부를 맵핑할 것이다.

본 발명의 시스템은 바람직하게는 용기 기울기, 침착 밀도, 슬래그 중량, 유입 량(charge weight)을 포함하는 제공된 다양한 데이터 인자를 고려하며, 용기 라이닝 두께의 정량적 및 질적 평가를 제공하는 맵을 생성하는 내부를 스캐닝한다. 이미터/리시버(120)는 컴퓨터에 연결되고, 레이저 스캔으로부터의 데이터는 컴퓨터에 의해 처리될 것이다. 이미터/리시버(120)는 데이터 전송 케이블에 의해 컴퓨터에 직접 부착될 수 있거나 또는 레이저 스캐닝 장치는 무선 트랜스미터에 부착될 수 있거나 또는 자가 수용식 무선 트랜스미터를 가질 수 있고, 데이터를 컴퓨터와의 무선 인터페이스에 의해 컴퓨터 데이터베이스에 중계한다. 데이터베이스에 전송된 데이터는 3차원 시각적 표현으로 전체 시스템 맵을 생성하는 서모커플(105) 및 내화물 마모 모니터(101)로부터의 데이터와 단일의 디스플레이 내에서 통합될 수 있다. 대안으로, 데이터는 상세한 및/또는 맞춤구성된 분석의 필요에 따라 다양한 포맷 및 디스플레이 뷰(display view)로 독립적으로 디스플레이될 수 있다.

이미터/리시버(120)는 이동식 플랫폼과 같이 또는 노의 내부에 대한 접근부를 갖는 영역에서 고정식 플랫폼 상에 제공될 수 있다. 고정된 위치 응용의 경우, 레이저 시스템(117)은 냉각식 보호 엔클로져(cooled protective enclosure) 내에 장착될 수 있다. 도어는 스캐닝 레이져 광학장치를 노출시키도록 작동할 수 있다. 냉각식 엔클로져는 물을 포함한 레이저 광학 이미터/리시버(120)를 보호할 수 있고, 작동하기에 적합한 임의의 냉각제로 냉각될 수 있다. 도어는 기압 또는 유압 작동 수단을 포함하는 고온 상태에 대해 적합할 수 있는 임의의 공지된 수단으로 작동될 수 있다. 작동 중에, 레이저 이미터/리시버(120)는 노 내로 파를 보낼 것이며, 반사된 파를 판독한다. 주파수는 열 에너지에 의해 굴절되지 않고, 노 내의 물질에 의해 일부 분산(dispersion)이 야기될 수 있을지라도 스캐닝 주파수 및 소프트웨어 알고리즘은 스트레이 데이터 지점(stray data point)에서 야기될 수 있는 임의의 편향을 상쇄시키며, 생성된 데이터는 내화물 두께를 결정하기 위해 소프트웨어에 의해 계산될 수 있는 내화 벽 및/또는 벽돌(18)의 다양한 내부 표면의 거리를 나타내는 맵으로서 디스플레이될 수 있다.

추가로, 레이저 광학 스캐너의 추가 실시 형태는 랜스 팁(lance tip)을 통해 노의 내부(49) 내로 삽입될 수 있다. 레이저 광학 스캐너는 랜스 팁 상의 쉴드형 보호 리셉터클 내에 제공되며, 랜스는 물을 포함하는 임의의 적합한 냉각제로 냉각되고 내화물 및/또는 벽돌(18)의 내부 표면을 스캐닝하기 위해 노 내로 돌출된다. 또한, 레이저 광학 스캐너의 추가 실시 형태에 따라 레이저 광학 스캐너는 스캔을 용이하게 하기 위해 노에 대해 임의의 개구 내에서 설정될 수 있으며 이동식 유닛으로서 기능을 할 수 있는 것으로 예견될 수 있다. 레이저-기반 국부화 시스템(laser-based localization system)이 결합된 고속 3-D 스캐너는 위치 식별을 위해 특정 지점을 식별하는 국부화 식별 시스템과 통합된다. 현재, 100 만개의 개별 컨투어(contour) 측정에 걸쳐서 초당 8000 개의 지점에 대해 스캐너가 스캐닝하는 측정 분석을 위하여 레이저 스캔 시스템(100)과 알고리즘의 특징부가 사용되고, 미래의 계산 진보(computational advance)는 레이저 맵핑 시스템(100)의 분석적 맵핑 용량을 증가시킬 것이다. 그 뒤 스캔 데이터는 용기의 맵 프로파일을 생성할 컴퓨터에 유선 또는 무선 네트워크를 통하여 보내질 수 있다. 이러한 프로파일은 약 6 mm의 정확도로 노의 임계 마모 영역 내측 또는 외측에서 내화물의 손실을 감지하기 위해 노 내에서 마모 지점을 분석하도록 서모커플(65) 및 마모 모니터(61)의 본 발명의 시스템과 조합하여 사용될 수 있다.

상기 상세한 설명에서, 다양한 특징들이 개시를 간략화하기 위해 단일의 실시 형태에서 서로 조합된다. 개시의 이 방법은 본 발명의 청구된 실시 형태가 각각의 청구항에서 명확히 언급된 더 많은 특징들을 요하는 것으로 본 발명에서 해석되어서는 안된다. 게다가, 하기 청구항이 반영됨에 따라, 본 발명의 주안점은 단일의 개시된 실시 형태의 모든 특징들보다 더 적은 특징에 있다. 따라서, 하기 청구항은 개별 실시 형태로서 각 청구항에 제시됨에 따라 상세한 설명에 통합된다.

Claims (22)

1. 스테이브/벽돌 구조물로서,
   복수의 립 및 복수의 채널을 갖는 스테이브 - 스테이브의 전방 면은 각각의 채널 내에 제1 개구를 형성함 - ,
   복수의 벽돌 - 각각의 벽돌은 벽돌의 하나 이상의 부분이 복수의 립의 제1 립 및/또는 하나의 채널의 하나 이상의 표면과 적어도 부분적으로 결합되도록 하나의 채널 내에 부분적으로 배열된 위치로 벽돌이 회전 시에 제1 개구를 통하여 복수의 채널들 중 하나의 채널 내로 삽입가능하고, 이에 따라 벽돌은 회전 없이 선형 움직임에 의해 제1 개구를 통하여 하나의 채널로부터 제거되는 것이 방지됨 - , 및
   하나 이상의 마모 모니터 - 각각의 마모 모니터는 하나 이상의 벽돌 및/또는 스테이브를 통하여 또는 이에 인접하게 배열됨 - 를 포함하는 스테이브/벽돌 구조물.
2. 제1항에 있어서, 각각의 마모 모니터는 금속 전도체 코엑스(metallic conductor coax) 및 내화 재료에 의해 분리된 외부 금속 시스를 포함하는 스테이브/벽돌 구조물.
3. 제1항에 있어서, 각각의 마모 모니터는 시간-영역 반사측정법 및/또는 시간-영역 반사측정기를 사용하여 판독할 수 있는 스테이브/벽돌 구조물.
4. 제1항에 있어서, 하나 이상의 벽돌 및/또는 스테이브에 인접하거나 또는 이를 통하여 배열된 하나 이상의 서모커플을 추가로 포함하는 스테이브/벽돌 구조물.
5. 제3항에 있어서, 하나 이상의 벽돌 및/또는 스테이브에 인접하거나 또는 이를 통하여 배열된 하나 이상의 서모커플을 추가로 포함하는 스테이브/벽돌 구조물.
6. 제5항에 있어서, 추가로 마모 모니터 및 서모커플은 컴퓨터를 통해 주기적으로 및/또는 자동으로 판독하는 스테이브/벽돌 구조물.
7. 제5항에 있어서, 복수의 채널 내에 적어도 부분적으로 배열된 복수의 벽돌은 스테이브의 전방 면으로부터 돌출되는 벽돌의 복수의 적층되고 실질적으로 수평인 열을 형성하는 스테이브/벽돌 구조물.
8. 제7항에 있어서, 벽돌 중 하나의 벽돌은 또 다른 벽돌이 위에 있는 열에 배치될 때 각각의 채널의 제1 개구로부터 끌어당겨 지지 않을 수 있고 및/또는 회전하지 않을 수 있으며, 하나의 벽돌을 부분적으로 또는 완전히 덮는 스테이브/벽돌 구조물.
9. 제5항에 있어서, 인접한 스테이브들 간에 간격이 있는 상태에서 나란히 서 있는 복수의 스테이브를 포함하고, 각각의 스테이브는 복수의 립, 복수의 채널, 및 복수의 채널 내에 배열된 벽돌의 복수의 실질적으로 수평인 열을 갖는 스테이브/벽돌 구조물.
10. 제9항에 있어서, 복수의 채널 내에 배열된 벽돌의 복수의 실질적으로 수평인 열은 인접한 스테이브들 사이의 간격을 전체적으로 또는 부분적으로 덮는 스테이브/벽돌 구조물.
11. 제5항에 있어서, 스테이브 및/또는 복수의 벽돌로부터 반사되는 바와 같이 하나 이상의 레이저 펄스를 수용하고 스테이브 및/또는 복수의 벽돌 상으로 하나 이상의 레이저 펄스를 방출함으로써 판독(reading)을 수행하는 레이저 이미터/리시버를 추가로 포함하고, 제1 판독과 제2 판독 간에 복수의 벽돌 및/또는 스테이브의 하나 이상의 상태의 차이 및/또는 복수의 벽돌 및/또는 스테이브의 하나 이상의 상태를 결정하기 위해 반사된 레이저 펄스를 분석하기 위한 컴퓨터를 추가로 포함하는 스테이브/벽돌 구조물.
12. 제8항에 있어서, 스테이브 및/또는 복수의 벽돌로부터 반사되는 바와 같이 하나 이상의 레이저 펄스를 수용하고 스테이브 및/또는 복수의 벽돌 상으로 하나 이상의 레이저 펄스를 방출함으로써 판독(reading)을 수행하는 레이저 이미터/리시버를 추가로 포함하고, 제1 판독과 제2 판독 간에 복수의 벽돌 및/또는 스테이브의 하나 이상의 상태의 차이 및/또는 복수의 벽돌 및/또는 스테이브의 하나 이상의 상태를 결정하기 위해 반사된 레이저 펄스를 분석하기 위한 컴퓨터를 추가로 포함하는 스테이브/벽돌 구조물.
13. 제10항에 있어서, 스테이브 및/또는 복수의 벽돌로부터 반사되는 바와 같이 하나 이상의 레이저 펄스를 수용하고 스테이브 및/또는 복수의 벽돌 상으로 하나 이상의 레이저 펄스를 방출함으로써 판독(reading)을 수행하는 레이저 이미터/리시버를 추가로 포함하고, 제1 판독과 제2 판독 간에 복수의 벽돌 및/또는 스테이브의 하나 이상의 상태의 차이 및/또는 복수의 벽돌 및/또는 스테이브의 하나 이상의 상태를 결정하기 위해 반사된 레이저 펄스를 분석하기 위한 컴퓨터를 추가로 포함하는 스테이브/벽돌 구조물.
14. 제5항에 있어서, 벽돌이 회전하는 것은 벽돌의 하부가 스테이브를 향하는 방향으로 이동하는 것을 포함하는 스테이브/벽돌 구조물.
15. 제5항에 있어서, 스테이브는 실질적으로 평평한 스테이브/벽돌 구조물.
16. 제5항에 있어서, 스테이브는 수평 축과 수직 축 중 하나의 축 또는 이들 모든 축에 대해 만곡되는 스테이브/벽돌 구조물.
17. 제1항에 있어서, 각각의 복수의 벽돌은 비스듬한 상부 섹션 및 비스듬한 하부 섹션을 포함하고, 각각의 비스듬한 상부 및 하부 섹션은 스테이브의 면으로부터 돌출되는 스테이브/벽돌 구조물.
18. 제17항에 있어서, 비스듬한 상부 섹션 및 비스듬한 하부 섹션은 실질적으로 평행한 스테이브/벽돌 구조물.
19. 제17항에 있어서, 복수의 채널 내에 적어도 부분적으로 배열된 복수의 벽돌은 스테이브의 전방 면으로부터 돌출되는 벽돌의 복수의 적층되고 실질적으로 수평인 열을 형성하고, 하나의 벽돌의 비스듬한 상부 섹션은 하나의 벽돌 바로 위의 또 다른 벽돌의 비스듬한 하부 섹션에 실질적으로 근접하고, 인접하며, 부분적으로 접촉하거나 또는 완전히 접촉하도록 배열되는 스테이브/벽돌 구조물.
20. 제7항에 있어서, 복수의 벽돌은 평평하거나 평평하지 않은 표면을 형성하는 노출된 면을 포함하는 스테이브/벽돌 구조물.
21. 스테이브/벽돌 구조물로서,
    인접한 스테이브들 간에 간격을 형성하는 나란히 서 있는 복수의 스테이브 - 각각의 스테이브는 복수의 립 및 복수의 채널을 가지며 각각의 스테이브의 전방 면은 각각의 채널 내에 제1 개구를 형성하고 각각의 스테이브는 수평 축 및 수직 축 중 하나 또는 이들 모두에 대해 만곡됨 - ,
    복수의 벽돌 - 각각의 벽돌은 벽돌의 하나 이상의 부분이 복수의 립의 제1 립 및/또는 하나의 채널의 하나 이상의 표면과 적어도 부분적으로 결합되도록 하나의 채널 내에 부분적으로 배열된 위치로 벽돌이 회전 시에 제1 개구를 통하여 복수의 채널들 중 하나의 채널 내로 삽입가능하고, 이에 따라 벽돌은 회전 없이 선형 움직임에 의해 제1 개구를 통하여 하나의 채널로부터 제거되는 것이 방지되고, 복수의 채널 내에 적어도 부분적으로 배열된 복수의 벽돌은 각각의 스테이브의 전방 면으로부터 돌출된 벽돌의 복수의 적층되고 실질적으로 수평인 열을 형성하고, 복수의 채널 내에 배열된 벽돌의 복수의 실질적으로 수평인 열은 인접한 스테이브들 사이의 간격을 전체적으로 또는 부분적으로 덮음 - ,
    하나 이상의 마모 모니터 - 각각의 마모 모니터는 하나 이상의 벽돌 및/또는 스테이브를 통하여 또는 이에 인접하게 배열되고 각각의 마모 모니터는 시간-영역 반사측정법 및/또는 시간-영역 반사측정기를 사용하여 판독할 수 있음 - 및
    하나 이상의 벽돌 및/또는 스테이브를 통하여 또는 이에 인접하게 배열된 하나 이상의 서모커플을 포함하는 스테이브/벽돌 구조물.
22. 제21항에 있어서, 스테이브 및/또는 복수의 벽돌로부터 반사되는 바와 같이 하나 이상의 레이저 펄스를 수용하고 스테이브 및/또는 복수의 벽돌 상으로 하나 이상의 레이저 펄스를 방출함으로써 판독을 수행하는 레이저 이미터/리시버를 추가로 포함하고, 제1 판독과 제2 판독 간에 복수의 벽돌 및/또는 스테이브의 하나 이상의 상태의 차이 및/또는 복수의 벽돌 및/또는 스테이브의 하나 이상의 상태를 결정하기 위해 반사된 레이저 펄스를 분석하기 위한 컴퓨터를 추가로 포함하는 스테이브/벽돌 구조물.

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