KR20200130294A

KR20200130294A - 스테이브 보호 시스템

Info

Publication number: KR20200130294A
Application number: KR1020207026130A
Authority: KR
Inventors: 이안 제임스 맥도널드; 크리스토퍼 샤프
Original assignee: 프리메탈스 테크놀로지스, 리미티드
Priority date: 2018-03-15
Filing date: 2019-03-13
Publication date: 2020-11-18
Also published as: RU2020127871A; WO2019175244A1; RU2020127871A3; JP2023014120A; EP3765641B1; CN110273035A; JP7486876B2; JP2021518521A; EP3765641A1; CN210796514U; EP3540080A1

Abstract

야금로용 스테이브 보호 시스템은, X-Y 평면을 형성하도록 X 방향 및 X 방향에 수직인 Y 방향을 갖는 전방면을 포함하는 스테이브로서, 전방면은 X 방향으로 연장되는 홈의 행을 포함하는, 스테이브; 및 홈에 의해 활주식으로 수용되는 인서트를 포함하고, 각각의 홈에 의해 수용되는 인서트는 홈을 따라 서로 이격되고, 홈 중 하나에 의해 수용되는 인서트의 중심은 인접한 홈에 의해 수용되는 인서트의 중심으로부터 X 및 Y 방향 각각으로 오프셋되며, 각각의 인서트는 스테이브의 전방면으로부터 돌출되고 X-Y 평면에서 X 및 Y 방향 각각에 대해 경사진 유동 안내 표면을 포함하여, 사용시, X 및 Y 방향 각각에서 인서트의 오프셋 및 경사진 유동 안내 표면은 노 장입 재료의 유동이, 중력 하에서, X 및 Y 방향 각각으로 성분을 갖는 방향으로 유동하게 하여, 장입 재료를 스테이브의 전방면 위에서 인서트 사이에 분배하고 및/또는 장입 재료를 인서트 사이에 포획한다.

Description

스테이브 보호 시스템

본 발명은, 예를 들어 용광로와 같은 야금로용 스테이브 보호 시스템에 관한 것이다.

종래의 용광로는 스택(stack), 벨리(belly), 보시(bosh), 송풍구(tuyere), 노상(hearth) 및 탭홀을 비롯한 여러 섹션 및 구성요소를 포함한다. 용광로의 내부 쉘은 스테이브(stave)로 명명되는 수냉식 냉각 판으로 보호될 수 있으며, 냉각 판은 용광로 내에서 발생하는 환원 프로세스 동안 쉘이 과열되는 것을 방지한다. 현대의 스테이브는 통상적으로 구리 또는 구리 합금으로 구성되지만, 다른 재료, 예를 들어 강철 또는 주철이 사용될 수 있다.

스테이브는 용광로를 통해 하강할 때 용광로에 장입되는 고체 원료로부터 연삭 마멸되기 쉬울 수 있다. 일부 상황에서는, 마멸의 심각성으로 인해 계획된 서비스 수명이 완료되기 전에 스테이브를 교체해야 한다. 이는 용광로 정지 시간으로 인해 비용이 많이 든다. 따라서, 서비스 수명을 연장시키기 위해 마멸을 견디도록 스테이브를 설계하는 것이 중요하다.

작동 중에 스테이브의 전방면에 결빙 유착층을 형성함으로써 스테이브의 마멸이 감소되는 것으로 알려져 있다. 이를 위해, 스테이브는 유착물을 스테이브 상에 유지하는 리브와 홈을 포함하는, 기계가공된 전방면 또는 고온 면을 갖는다. 이러한 유형의 예시적인 구리 스테이브의 일부가 도 1에 도시되어 있다.

이 개념의 개선은, 구리 기본 재료보다 단단하지만 여전히 면에서 결빙됨으로써 보호 유착층이 형성되게 하는, 전방면 보호 재료 또는 클래딩을 추가한 것이다. 이는, 구리 스테이브와 그 단면을 도시하는 도 2에 예시된 바와 같이, 실리콘 카바이드와 흑연 벽돌의 조합을 사용하여 달성되었다.

WO2009/147192호는 내화 벽돌 라이닝, 내화 거나이팅(refractory guniting) 또는 프로세스 생성된 유착층을 면에 고정하기 위한 고정 수단을 형성하는 리브 및 홈을 포함하는 전방면을 갖는 스테이브를 기술한다. 도 3에 개략적으로 예시된 바와 같이 금속 인서트가 홈에 제공된다. 금속 인서트는 리브의 측벽을 덮어 리브를 침식으로부터 보호한다. 그러나, 이 해결책의 가능한 문제는, 금속 인서트가 뒤틀림 및/또는 좌굴되기 쉬울 수 있고 스테이브 본체(구리인 경우)보다 전도성이 낮은 재료를 사용함으로써 스테이브의 열 성능이 저하되어 보호 유착층의 결빙에 영향을 줄 수 있다는 것이다.

이제, 도 4를 참조하면, 스테이브의 면의 각각의 홈에 복수의 돌출 직사각형 벽돌을 배치하는 것이 제안되었는데, 벽돌은 홈의 길이를 따라 서로 이격되어 있다. 벽돌은 실리콘 카바이드 또는 일부 다른 경질 재료를 포함할 수 있으며, 이에 의해 스테이브의 면에 보호 클래딩을 제공한다. 벽돌은 더 짧은 스페이서 인서트에 의해 서로 분리된다. 인서트는 벽돌들 사이의 영역에서 스테이브의 면을 보호할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 벽돌은 바람직하게는 스테이브의 면에 체크 무늬 패턴을 제공하도록 홈들 사이에 엇갈리게 배치된다.

따라서, 스테이브의 마멸율을 감소시키기 위한 기존 해결책은 다음을 포함한다:

i) 스테이브 내에 또는 전방에 내화/세라믹 마멸 라이닝을 설치하는 것;

ii) 더 두꺼운 유착물 축적을 촉진하기 위해 스테이브의 전방면에 레지(ledge)를 설치하는 것; 및

iii) 전방면에서 기계가공된 형상 내에 클래딩을 설치하는 것.

이들 해결책이 일부 개선을 초래하였지만, 서비스 수명을 연장하고 용광로 정지 시간을 감소시키기 위해 스테이브의 마멸율을 감소시킬 수 있는 새로운 기술에 대한 요구가 남아 있다.

DE 73 31 936 U호는 용광로 라이닝용 냉각 요소에 관한 것이다.

본 발명의 양태에 따르면, 야금로용 스테이브 보호 시스템이 제공되고, 스테이브 보호 시스템은, X-Y 평면을 형성하도록 X 방향 및 X 방향에 수직인 Y 방향을 갖는 전방면을 포함하는 스테이브로서, 전방면은 X 방향으로 연장되는 홈의 행을 포함하는, 스테이브; 및 홈에 의해 활주식으로 수용되는 인서트를 포함하고, 각각의 홈에 의해 수용되는 인서트는 홈을 따라 서로 이격되고, 홈 중 하나에 의해 수용되는 인서트의 중심은 인접한 홈에 의해 수용되는 인서트의 중심으로부터 X 및 Y 방향 각각으로 오프셋되며, 각각의 인서트는 스테이브의 전방면으로부터 돌출되고 X-Y 평면에서 X 및 Y 방향 각각에 대해 경사진 유동 안내 표면을 포함하여, 사용시, X 및 Y 방향 각각에서 인서트의 오프셋 및 경사진 유동 안내 표면은 노 장입 재료의 유동이, 중력 하에서, X 및 Y 방향 각각으로 성분을 갖는 방향으로 유동하게 하여, 장입 재료를 스테이브의 전방면 위에서 인서트 사이에 분배하고 및/또는 장입 재료를 인서트 사이에 포획한다.

본 명세서에서 나중에 보다 상세하게 설명되는 바와 같이, 인서트는 스테이브가 용광로에서 사용될 때 장입 재료의 보호층이 전방면에 형성되도록 촉진하는 스테이브의 전방면(또는 고온 면)을 위한 클래딩을 제공한다. 인서트의 오프셋 및 경사진 유동 안내 표면의 제공은 유리하게는 장입 재료가 X 및 Y 방향으로 동시에 스테이브의 면 위에 분포되게 한다.

인서트의 구성 및 배열(예를 들어, 오프셋 및 기하학적 형상)은 장입 재료가 중력 하에 유동할 때 장입 재료가 인서트에 의해 또는 인서트 사이에 포획되도록 촉진한다. 장입 재료가 X 및 Y 방향 각각으로 경사진 유동 안내 표면 위를 통과할 때 장입 재료의 포획이 발생할 수 있다.

장입 재료는 인서트에 의해 또는 인서트 사이에 포획되게 되며, 먼저 전술한 바와 같이 대체로 스테이브의 전방면 위에 분포되어 있을 수 있다. 따라서, 사용시, X 및 Y 방향 각각에서 인서트의 오프셋 및 경사진 유동 안내 표면은 노 장입 재료의 유동이, 중력 하에서, X 및 Y 방향 각각으로 성분을 갖는 방향으로 유동하게 하여, 장입 재료를 스테이브의 전방면 위에서 인서트 사이에 분배하고 장입 재료를 인서트 사이에 포획한다.

장입 재료는, 먼저 대체로 스테이브의 전방면 위에 분포되는 일 없이, 인서트에 의해 또는 인서트 사이에 포획되게 될 수 있다. 예를 들어, 장입 재료는, 먼저 전방면의 전체 또는 심지어는 주요 부분에 걸쳐 확산되지 않고 전방면의 국소 영역에 포획될 수 있다. 따라서, 사용시, X 및 Y 방향 각각에서 인서트의 오프셋 및 경사진 유동 안내 표면은 노 장입 재료의 유동이, 중력 하에서, X 및 Y 방향 각각으로 성분을 갖는 방향으로 유동하게 하여, 장입 재료를 스테이브의 전방면에서 인서트 사이에 포획한다.

따라서, 인서트는 스테이브의 전방면 위에 장입 재료를 분배하고 후속적으로 인서트 사이에 장입 재료를 포획하거나, 또는 간단히 대체로 전방면 위에 사전 분배하는 일 없이 인서트 사이에 장입 재료를 포획하도록 기능한다. 장입 재료가 전방면 위에 분포되는 경향이 있는지의 여부는, 예를 들어, 장입 재료의 체적 및 중량, 그 유량, 온도 및 점도를 포함한 유동 조건에 따라 달라질 수 있다.

더욱이, 장입 재료는 X-Y 평면에 실질적으로 수직인 유동 방향으로부터 인서트 사이의 공간으로 직접 들어갈 수 있다. 그러한 장입 재료는 X 및 Y 방향 각각에서 경사진 유동 안내 표면 위를 반드시 먼저 통과하지 않고도 인서트에 의해 또는 인서트 사이에 포획될 수 있다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, "장입 재료"는 (i) 용광로 내의 철 함유 재료, 예를 들어 철광석 또는 철광석 펠릿, 및 (ii) 용광로 슬래그, 즉 철광석 또는 철 펠릿, 코크스 및 플럭스(예를 들어, 석회석 또는 백운석)가 용광로에서 함께 용융되고 고형화될 때 형성되는 슬래그 중 하나 또는 둘 모두를 지칭한다.

X 방향에서의 오프셋은, Y 방향으로 연장되는 가상의 라인이 홈 중 하나에 의해 수용된 인서트의 유동 안내 표면 및 인접한 홈에 의해 수용된 인서트의 유동 안내 표면과 교차하도록 되어 있을 수 있다.

Y 방향에서의 오프셋은, X 방향으로 연장되는 가상의 라인이 홈 중 하나에 의해 수용된 인서트의 유동 안내 표면 및 인접한 홈에 의해 수용된 인서트의 유동 안내 표면과 교차하도록 되어 있을 수 있다.

X 방향에서의 오프셋은, Y 방향으로 연장되는 가상의 라인이 홈 중 하나에 의해 수용된 인서트의 유동 안내 표면 및 인접한 홈에 의해 수용된 인서트의 유동 안내 표면과 교차하도록 되어 있을 수 있고; Y 방향에서의 오프셋은, X 방향으로 연장되는 가상의 라인이 홈 중 하나에 의해 수용된 인서트의 유동 안내 표면 및 인접한 홈에 의해 수용된 인서트의 유동 안내 표면과 교차하도록 되어 있을 수 있다.

X 방향의 오프셋은, 홈 중 하나에 의해 수용되는 인서트의 중심 사이의 X 방향에서의 거리가 D이고; 인접한 홈에 의해 수용된 인서트의 중심과 홈 중 하나에 의해 수용된 인서트의 중심 사이의 X 방향에서의 거리가 D/2가 되도록 되어 있을 수 있다.

유동 안내 표면 각각은 스테이브의 전방면에 수직일 수 있다.

각각의 인서트는 유동 안내 표면을 포함하는 돌출부 및 각각의 홈에 의해 수용되는 부착부를 포함할 수 있다. 인서트는 돌출부와 부착부가 일체형이 되도록 단일 구성으로 될 수 있다. 대안적으로, 인서트는 돌출부와 부착부가 별개의 요소가 되도록 비-단일 구성으로 될 수 있다.

돌출부는 다면체일 수 있고 돌출부의 측면은 유동 안내 표면을 포함할 수 있다. 돌출부는 육각형일 수 있고 돌출부의 6개의 측면 중 4개의 측면 각각은 각각의 경사진 유동 안내 표면을 포함할 수 있다. 육각형 돌출부의 다른 2개의 측면은 각각 Y 방향으로 연장될 수 있다. 대안적으로, 육각형 돌출부의 다른 2개의 측면은 각각 X 방향으로 연장될 수 있다.

돌출부는 리세스를 포함할 수 있다.

각각의 홈에 의해 수용되는 인서트는 홈에 활주식으로 수용되는 스페이서에 의해 홈을 따라 서로 이격될 수 있다. 스페이서 중 적어도 하나는 인서트 중 적어도 하나의 일체형 부분일 수 있다. 스페이서 중 적어도 하나는 별개의 요소일 수 있다.

스페이서는 인서트 사이의 각각의 홈의 표면을 덮도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 스페이서는 인서트 사이의 각각의 홈의 표면을 노출시키도록 구성될 수 있다.

스테이브는 금속 재료를 포함할 수 있다. 금속 재료는 구리, 구리 합금, 강철 또는 주철을 포함할 수 있다.

인서트 중 적어도 하나는 금속 재료를 포함할 수 있다. 금속 재료는 구리, 구리 합금, 강철 또는 주철을 포함할 수 있다. 인서트 중 적어도 하나는 내마모성 내화 재료를 포함할 수 있다. 내마모성 내화 재료는 실리콘 카바이드 또는 알루미나를 포함할 수 있다.

스페이서 중 적어도 하나는 금속 재료를 포함할 수 있다. 금속 재료는 구리, 구리 합금, 강철 또는 주철을 포함할 수 있다. 스페이서 중 적어도 하나는 내마모성 내화 재료를 포함할 수 있다. 내마모성 내화 재료는 실리콘 카바이드 또는 알루미나를 포함할 수 있다.

이제, 실시예를 첨부 도면을 참조하여 예로서 설명할 것이다.
도 1은 용광로를 위한 종래의 스테이브의 일부를 도시하고;
도 2는 실리콘 카바이드와 흑연 벽돌을 포함하는 종래의 스테이브를 도시하며;
도 3은 금속 인서트를 포함하는 종래의 스테이브의 일부를 도시하고;
도 4는 금속 인서트 및 돌출 직사각형 벽돌을 포함하는 종래의 스테이브의 일부를 도시하며;
도 5a 및 도 5b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 인서트 및 스페이서를 도시하고;
도 6a는 본 발명의 실시예에서 사용하기 위한 스테이브의 일부를 도시하며;
도 6b 및 도 6c는 본 발명의 실시예에 따른, 도 6a의 스테이브에 설치된 복수의 인서트 및 복수의 스페이서를 도시하고;
도 7은 예시적인 인서트들 사이에 형성된 유동 채널을 도시하며;
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스테이브의 인서트 배열을 도시한다.

도 5a를 참조하면, 인서트(100)는 돌출부(102) 및 부착부(104)를 포함한다. 이 예시적인 실시예에서, 인서트(100)는 단일 구성으로 되어 있어, 돌출부(102) 및 부착부(104) 각각은 단일 피스 인서트(100)의 일부이다. 이 실시예에서, 인서트(100)는 실리콘 카바이드를 포함한다. 대안적으로, 인서트(100)는 알루미나, 구리, 구리 합금, 강철, 주철, 또는 다른 적절한 세라믹, 금속 또는 금속 합금을 포함할 수 있다.

돌출부(102)는 정육각형을 형성하는 6개의 면(102c1-6)을 갖는 주변 외부 에지에 의해 서로 연결된 전방면(102a) 및 후방면(102b)을 포함한다. 다시 말해서, 돌출부(102)는 육각형 기둥이다. 정점(102ci-vi)은 면(102c1-6)의 교차점에 형성된다(도면에는 102ci만 표시됨).

원형 리세스(102d)는 전방면(102a)으로부터 돌출부(102)의 본체로 연장되고 바닥(102d1)(도시되지 않음) 및 주변 벽(102d2)을 포함한다. 따라서, 원형 리세스(102d)는 돌출부(102)의 본체에 막힌 구멍 또는 보어를 형성한다. 보어는 인서트(100)의 기하학적 중심과 일치하는 중심축(C)을 갖는다.

부착부(104)는 돌출부(102)의 후방으로 연장된다. 보다 구체적으로, 부착부(104)의 한 쌍의 측면(104a, 104b)의 각 측면은 돌출부(102)의 주변 외부 에지의 대향 면(102c2, 102c5)의 각각의 면으로부터 후방으로 연장된다. 측면(104a, 104b)의 후방 단부는 돌출부(102)의 전방면 및 후방면(102a, 102b)과 평행하게 놓인 부착부(104)의 후방면(104c)에 의해 서로 연결된다.

부착부(104)의 상부면(104d)은 측면(104a, 104b)의 상부 에지들 사이에서 측방향으로 그리고 또한 돌출부(102)의 후방면(102b)까지 전방으로 연장된다. 유사하게, 부착부(104)의 하부면(104e)은 측면(104a, 104b)의 하부 에지들 사이에서 측방향으로 그리고 또한 돌출부(102)의 후방면(102b)까지 전방으로 연장된다.

부착부(104)의 상부면(104d) 및 하부면(104e)은 부착부(104)의 후방면(104c)으로부터 돌출부(102)의 후방면(102b)까지 수렴 테이퍼를 형성하도록 중심축(C)에 대해 경사지거나 기울어진다. 다시 말해서, 경사진 상부면(104d) 및 하부면(104e)은 부착부(104)에 쐐기형 프로파일을 제공하여, 쐐기의 가장 두꺼운 섹션은 부착부(104)의 후방면(104c)에 위치되고 쐐기의 가장 얇은 섹션은 돌출부(102)의 후방면(102b)에 위치된다.

다른 실시예에서, 돌출부(102) 및 부착부(104)는 인서트(100)를 형성하도록 서로 영구적으로 또는 제거 가능하게 부착될 수 있는 별개의 요소이다. 그러한 실시예에서, 돌출부(102) 및 부착부(104) 각각은 실리콘 카바이드, 알루미나, 구리, 구리 합금, 강철, 주철, 또는 다른 적절한 세라믹, 금속 또는 금속 합금 중 임의의 것을 포함할 수 있다.

이제, 도 5b를 참조하면, 스페이서(200)는 4개의 측면(200c-f)에 의해 연결된 직사각형 전방면(200a) 및 후방면(200b)을 포함한다. 이 실시예에서, 스페이서(200)는 2개의 긴 측면(200c, 200d) 및 2개의 짧은 측면(200e, 200f)을 포함한다. 대안적으로, 전방면(200a) 및 후방면(200b)은 스페이서(200)가 동일한 길이의 4개의 측면을 포함하도록 정사각형일 수 있다.

긴 측면(200c, 200d) 각각은 스페이서(200)가 종단면에서 볼 때 쐐기 형상을 나타내도록 기울어져 있어, 쐐기의 가장 두꺼운 섹션은 후방면(200b)에 위치되고 쐐기의 가장 얇은 섹션은 전방면(200b)에 위치된다.

이 실시예에서, 스페이서(200)는 구리 합금을 포함한다. 대안적으로, 스페이서(200)는 실리콘 카바이드, 알루미나, 구리, 구리 합금, 강철, 주철, 또는 다른 적절한 세라믹, 금속 또는 금속 합금을 포함할 수 있다.

이제, 도 6a를 참조하면, 직사각형 냉각 판 또는 스테이브(300)는 전방면(또는 고온 면)(302), 후방면(304), 및 에지(306a-d)(하단 에지(306d)는 도 6a에 도시되지 않음)를 포함한다. 스테이브(300)는 용광로에서 사용하기 위한 복수의 유사한 스테이브 중 하나가 되도록 의도된다.

이 예시적인 실시예에서, 스테이브(300)는 약 1.0 m의 폭(도 6a과 관련하여 X 방향으로), 약 1.5 m의 높이(도 6a와 관련하여 Y 방향으로), 및 약 120 mm의 최대 두께 또는 깊이(도 6a와 관련하여 Z 방향으로)를 갖는다. 폭, 높이 및 깊이의 X, Y, Z 표시는 각각 참조의 편의를 위한 것이며 청구된 발명을 제한하지 않는다는 것이 이해될 것이다.

스테이브(300)의 내부는 수냉 통로(310)를 포함한다. 스테이브(300) 본체는 달리 대체로 중실형이다.

이 실시예에서, 스테이브(300)는 구리 합금으로 구성된다. 대안적인 재료는 구리, 강철 및 주철을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.

스테이브(300)의 전방은 행으로 배치되고 돌출 리브(314)에 의해 서로 분리되는 복수의 유사한 홈(312)을 포함한다. 이 예시적인 실시예에서, 12개의 홈(312) 및 13개의 리브(314)가 존재한다(이들 중 일부만이 스테이브(300)의 일부만을 도시하는 도 6a에서 볼 수 있음). 각각의 홈(310)은, 예를 들어 스테이브(300)의 각각의 측면 에지(306a, 306c)에서 개방 단부를 갖도록 스테이브(300)의 폭 전체에 걸쳐 연장된다. 각각의 홈(310)은 홈들의 단부 사이에서 연장되는 장축(L)을 갖는다(도 6a과 관련하여 X 방향으로).

이 실시예에서, 홈(312)은 기계가공에 의해 형성된다. 대안적으로, 홈(312)은 주물에 의해 형성될 수 있다.

각각의 홈(312)은 평탄한 베이스 또는 바닥(312a)을 포함한다. 각각의 홈(312)은 한 쌍의 대향 벽(312b)을 더 포함한다. 각각의 대향 벽(312b)은 홈(312)을 형성하는 2개의 인접한 리브(314) 중 하나의 표면이다. 각각의 리브(314)는 평탄한 면(314a)을 포함한다. 평탄한 면(314a)은 홈(312)의 바닥(312a)과 평행하다. 따라서, 스테이브(300)의 전방면(302)은 2개의 부분, 즉 돌출 리브(314)의 평탄한 면(314a)을 포함하는 최전방 부분과 홈(312)의 평탄한 바닥(312a)을 포함하는 오목한 부분을 포함하는 것으로 고려될 수 있다.

각각의 홈(312)의 2개의 대향 벽(312b) 각각은, 예를 들어 각각의 홈(312)에 홈(312)의 바닥(312a)으로부터 홈(312)을 형성하는 리브(314)의 각각의 평탄한 면(314a)까지 수렴 테이퍼를 제공하도록 경사진다. 따라서, 각각의 홈(312)은 쐐기형 프로파일(스테이브(300)의 측면 에지(306a, 306c)에서 볼 때)을 제공하고, 쐐기의 가장 두꺼운 섹션은 홈(312)의 바닥(312a)에 위치되고 쐐기의 가장 얇은 섹션은 리브(314)의 평탄한 면(314a)에 위치된다. 대향 벽(312b)의 경사각은 인서트(100)의 부착부(104)의 경사진 상부면(104d) 및 하부면(104e)과 또한 스페이서(200)의 경사진 긴 측면(200c, 200d)을 보완하도록 구성된다.

더욱이, 각각의 홈(312)의 깊이(즉, 홈(312)을 형성하는 2개의 인접한 리브(314)의 면(314a)과, 홈(312)의 바닥(312a) 사이의 거리)는 스페이서(200)의 두께(즉, 스페이서(200)의 전방면(200a)과 후방면(200b) 사이의 거리) 및 인서트(100)의 부착부(104)의 깊이(즉, 인서트(10O)의 부착부의 후방면(104c)과 돌출부(102)의 후방면(102b) 사이의 거리) 각각과 대략 동일하다.

이제, 도 6b를 참조하면, 본 명세서에서 전술한 바와 같은 인서트(100) 및 스페이서(200)는, 예를 들어 스테이브(300)에 보호 클래딩을 제공하도록 스테이브(300)의 홈(312)에 설치된다. 스테이브(300), 인서트(100) 및 스페이서(200)는 조합하여 스테이브 보호 시스템을 포함한다.

이제, 홈(312)에 인서트(100) 및 스페이서(200)를 설치하는 것을 특히 도 6b 및 도 6c를 참조하여 설명한다. 간결함을 위해, 작동은 오로지 스테이브의 한 쌍의 홈(312a, 312b)에 대해서만 제시될 것이고; 그러나, 인서트(100) 및 스페이서(200)의 설치 원리는 다른 쌍의 홈(312)에 대해 동일하다는 것이 이해될 것이다.

스테이브(100)는 인서트(100) 및 스페이서(200)의 설치를 위해 직립 수직 위치에 가장 편리하게 먼저 배치된다. 즉, 전방면(302)은 수직 평면에 놓이게 된다. 이 위치에서 각각의 홈(312)의 장축(L)은 바닥과 평행하고 수직 방향에 수직이 되도록 수평으로 연장된다는 것이 이해될 것이다.

제1 스페이서(200)는 제1 예시적인 홈(312i) 옆에, 스테이브(300)의 좌측 측면 에지(306a)까지 제공된다. 제1 스페이서(200)의 배향은, 그 긴 측면(200c, 200d)이 제1 홈(312i)의 장축(L)과 평행하게 놓이고, 그 전방면(200a)은 전방을 바라보며 그 후방면(200b)은 스테이브(300)의 후방을 바라보도록 되어 있다.

이어서, 제1 스페이서(200)는 우측으로 이동되고 제1 홈(312i)의 개방된 좌측 단부에 활주식으로 삽입되어, 제1 스페이서(200)의 후방면(200b)은 제1 홈(312i)의 바닥(312a)과 접촉하며 제1 스페이서(200)의 긴 측면(200c, 200d)은 제1 홈(312i)의 각각의 대향 벽(312b)과 접촉한다. 따라서, 제1 스페이서(200)는 제1 홈(312i)에 의해 활주식으로 수용된다. 제1 스페이서(200) 및 제1 홈(312i)의 치수는, 제1 스페이서(200)가 제1 홈(312i)에 꼭 맞게 끼워지지만 작업자에 의해 가해지는 힘 하에서 제1 홈(312i)을 따라 활주하기에 충분한 자유도를 갖도록 되어 있다는 것이 이해될 것이다.

제1 스페이서(200)는 제1 홈(312i) 내에서 그리고 제1 홈을 따라 더 우측으로 활주되고, 스테이브(300)를 가로지르는 제1 스페이서(200)의 측방향 이동은 제1 홈(312i)의 바닥(312a) 및 대향 벽(312b)에 의해 안내된다. 제1 스페이서(200)는 제1 홈(312i)의 우측 단부에 안착되어, 제1 스페이서(200)의 우측 짧은 측면(200f)은 스테이브(300)의 우측 측면 에지(306c)(도 6b 및 도 6c에 도시되지 않음)와 동일 평면에 있다.

이 위치에서, 제1 스페이서(200)의 후방면(200b)은 제1 홈(312i)의 바닥(312a)과 맞닿고 제1 스페이서(200)의 긴 측면(200c, 200d) 각각은 제1 홈(312i)의 대향 벽(312b) 중 하나와 맞닿는다. 더욱이, 제1 스페이서(200)의 전방면(200a)은 인접한 리브(314)의 평탄한 면(314a)과 동일 평면에 있다.

제1 스페이서(200)의 쐐기형 긴 측면(200c, 200d)과 제1 홈(312i)의 대향 벽(312b)의 대향 테이퍼로 인해, 제1 스페이서(200)는 스테이브(300)의 전방면(302)으로부터 떨어지거나 빠지는 것이 방지된다. 즉, 대향 테이퍼는 전방으로 그리고 전방면(102)으로부터 멀어지는(즉, 도 6b와 관련하여 Z 방향으로) 제1 스페이서(200)의 변위를 저지하는 강력한 "도브테일(dovetail)" 조인트를 제공한다. 따라서, 제1 스페이서(200)는 스테이브(300)의 전방면(302)에 견고하게 유지되거나 부착된다.

다음에, 제1 인서트(100)가 제1 예시적인 홈(312i) 옆에, 스테이브(300)의 좌측 측면 에지(306a)까지 제공된다. 제1 인서트(100)의 배향은, 부착부(104)의 상부면(104d) 및 하부면(104e)이 제1 홈(312i)의 장축(L)과 평행하게 놓이고, 돌출부(102)의 전방면(102a)은 전방을 바라보며 부착부(104)의 후방면(104c)은 스테이브(300)의 후방을 바라보도록 되어 있다.

이어서, 제1 인서트(100)는 우측으로 이동되고 부착부(104)가 제1 홈(312i)의 개방된 좌측 단부에 활주식으로 삽입되어, 부착부(104)의 후방면(104c)은 제1 홈(312i)의 바닥(312a)과 접촉하며 부착부(104)의 상부면(104d) 및 하부면(104e)은 제1 홈(312i)의 각각의 대향 벽(312b)과 접촉한다. 따라서, 제1 인서트(100)는 제1 홈(312i)에 의해 활주식으로 수용된다. 제1 인서트(100)의 부착부(104) 및 제1 홈(312i)의 치수는, 부착부(104)가 제1 홈(312i)에 꼭 맞게 끼워지지만 작업자에 의해 가해지는 힘 하에서 제1 홈(312i)을 따라 활주하기에 충분한 자유도를 갖도록 되어 있다는 것이 이해될 것이다.

제1 인서트(100)는 제1 홈(312i) 내에서 그리고 제1 홈을 따라 더 우측으로 활주되고, 스테이브(300)를 가로지르는 제1 인서트(100)의 측방향 이동은 제1 홈(312i)의 바닥(312a) 및 대향 벽(312b)에 의해 안내된다. 제1 인서트(100)는 제1 스페이서(200)의 좌측 단부에 안착되어, 부착부(104)의 우측 측면(104a)은 제1 스페이서(200)의 좌측 짧은 측면(200e)과 접촉하게 된다.

이 위치에서, 부착부(104)의 후방면(104c)은 제1 홈(312i)의 바닥(312a)과 맞닿고 부착부(104)의 상부면(104d) 및 하부면(104e) 각각은 제1 홈(312i)의 대향 벽(312b) 중 하나와 맞닿는다. 더욱이, 제1 인서트(100)의 돌출부(102)는 인접한 리브(314)의 평탄한 면(314a)으로부터 (도 6b와 관련하여 Z 방향으로) 돌출된다.

부착부(104)의 쐐기형 상부면 및 하부면(104d, 104e)과 제1 홈(312i)의 대향 벽(312b)의 대향 테이퍼로 인해, 제1 인서트(100)는 스테이브(300)의 전방면(302)으로부터 떨어지거나 빠지는 것이 방지된다. 즉, 대향 테이퍼는 전방으로 그리고 전방면(102)으로부터 멀어지는(도 6b와 관련하여 Z 방향으로) 제1 인서트(100)의 변위를 저지하는 강력한 "도브테일" 조인트를 제공한다. 따라서, 제1 인서트(100)는 스테이브(300)의 전방면(302)에 견고하게 유지되거나 부착된다.

다음으로, 제2 스페이서(200)의 길이가 제1 스페이서(200)의 길이보다 작다는 점을 제외하고는, 본 명세서에서 전술한 제1 스페이서(200)와 대체로 유사한 제2 스페이서(200)가 제공된다. 즉, 제1 스페이서(200)는 전장 스페이서이고, 제2 스페이서(200)는 짧은 스페이서이다. 전장 스페이서와 짧은 스페이서의 조합은, 본 명세서에서 나중에 더 설명되는 바와 같이, 제1 및 제2 예시적인 홈(312a, 312b)의 인서트(100)의 기하학적 중심들 간에 오프셋을 초래한다.

제2 스페이서(200)는, 제1 스페이서(200)에 대해 본 명세서에서 전술한 바와 동일한 배향으로 제1 예시적인 홈(312i) 옆에, 스테이브(300)의 좌측 측면 에지(306a)까지 제공된다. 제2 스페이서(200)는, 제1 홈(312i)을 따라 우측으로 활주되어, 제2 스페이서(200)의 우측 짧은 측면(200f)이 제1 인서트(100)의 부착부(104)의 좌측 측면(104b)과 접촉하도록 제2 스페이서(200)가 안착된다는 점을 제외하고는, 제1 스페이서(200)와 동일한 방식으로 설치된다. 따라서, 제2 스페이서(200)는 제1 스페이서(200)와 동일한 방식으로 스테이브(300)의 전방면(302)에 견고하게 유지되거나 부착된다.

다음으로, 본 명세서에서 전술한 바와 같이 제1 인서트(100)와 유사한 제2 인서트(100)가 제공된다. 제2 인서트(100)는, 제1 인서트(100)에 대해 본 명세서에서 전술한 바와 동일한 배향으로 제1 홈(312i) 옆에, 스테이브(300)의 좌측 측면 에지(306a)까지 제공된다. 제2 인서트(100)는, 제1 홈(312i)을 따라 우측으로 활주되어, 제2 인서트(100)의 부착부(104)의 우측 측면(104a)이 제2 스페이서(200)의 좌측 짧은 측면(200e)과 접촉하도록 제2 인서트(100)가 안착된다는 점을 제외하고는, 제1 인서트(100)와 동일한 방식으로 설치된다. 따라서, 제2 인서트(100)는 제1 인서트(100)와 동일한 방식으로 스테이브(300)의 전방면(302)에 견고하게 유지되거나 부착된다.

추가적인 짧은 스페이서(200) 및 인서트(100)는, 원하는 수의 인서트(100)가 제1 홈(312i)에 제공될 때까지 교대로 설치된다. 이 실시예에서, 4개의 인서트(100)가 제1 홈(312i)에 고정된다.

제1 홈(312i)에 마지막으로 끼워지는 최좌측 스페이서(200)는 전장 스페이서이다. 더욱이, 최좌측 스페이서(200)의 우측 짧은 측면(200f)은 최좌측 인서트(100)의 부착부(104)의 좌측 측면(104b)과 접촉하고, 최좌측 스페이서(200)의 좌측 짧은 측면(200e)은 스테이브(300)의 좌측 측면 에지(306a)와 동일 평면에 있다.

다음으로, 제1 홈(312i)에 바로 인접한 제2 홈(312ii)에 스페이서(200) 및 인서트(100)가 설치된다. 즉, 제1 및 제2 예시적인 홈(312i, 312ii)은 2개의 홈(312i, 312ii)을 분리하는 공통 리브(314)를 공유한다.

본 명세서에서 전술한 유형의 짧은 스페이서인 제1 스페이서(200)는 제2 예시적인 홈(312ii) 옆에, 스테이브(300)의 좌측 측면 에지(306a)까지 제공된다. 제1 스페이서(200)는 제1 홈(312i)에 관하여 본 명세서에서 전술한 방식으로 제2 홈(312ii)에 설치된다.

다음으로, 제1 홈(312i)에 끼워진 인서트(100)와 유사한 제1 인서트(100)가, 제2 홈(312ii) 옆에, 스테이브(300)의 좌측 측면 에지(306a)까지 제공된다. 제1 인서트(100)는 제1 홈(312i)에 관하여 본 명세서에서 전술한 방식으로 제2 홈(312ii)에 설치된다.

추가적인 짧은 스페이서(200) 및 인서트(100)는, 원하는 수의 인서트(100)가 제2 홈(312ii)에 제공될 때까지 교대로 설치된다. 제2 홈(312ii)에는 전장 스페이서(200)가 끼워지지 않기 때문에, 제2 홈(312ii)의 인서트(100)의 수는 제1 홈(312i)의 인서트(100)의 수보다 하나 적다. 따라서, 이 실시예에서, 3개의 인서트(100)가 제2 홈(312ii)에 고정된다.

이 예시적인 실시예에서, 스테이브(300)는 총 12개의 홈(312)을 포함하고, 홈(312)의 쌍에 본 명세서에서 전술한 방식으로 스페이서(200) 및 인서트(100)가 끼워진다는 것이 이해될 것이다.

설명된 예시적인 실시예에서, 스페이서(200) 및 인서트(100)는 스테이브(300)의 좌측 측면 에지(306a)에서 삽입되고 우측으로 활주되지만, 스페이서 및 인서트가 스테이브(300)의 우측 측면 에지(306c)에서 동일하게 잘 삽입되어 좌측으로 활주될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

설치되고 나면, 스페이서(200) 및 인서트(11)는 스테이브(300)의 에지(306a, 306c)에서 홈(312)의 단부에 부착되는 단부 캡(도면에 도시되지 않음)에 의해 홈(312)으로부터 측방향으로 활주되어 떨어지는 것이 방지될 수 있다. 대안적으로, 스테이브(300)의 에지(306a, 306c)에 근접한 적어도 스페이서(200)는, 예를 들어 스테이브(300)의 본체에 제공되는 나사 구멍과 맞물리는 나사에 의해, 또는 스테이브(300)에 대한 용접에 의해 스테이브(300)에 고정될 수 있다. 스페이서(200) 및 인서트(100)의 임의의 것 또는 전부가 그러한 수단에 의해 스테이브(300)에 부착될 수 있다.

이제, 홈(312)에 고정되는 인서트(100)의 돌출부(102)를 특히 도 6c를 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

각각의 인서트(100)의 돌출부(102)는 정육각형을 형성하는 6개의 면(102c1-6)을 갖는 주변 외부 에지를 포함하고, 정점(102ci-vi)은 면(102c1-6)의 교차점에 형성된다는 것이 상기될 것이다. 이 예시적인 실시예에서, 6개의 면(102c1-6)은 (도 6c와 관련하여 Z 방향으로) 스테이브(300)의 전방면(302)에 수직으로 놓인다. 6개의 면(102c1-6)은 본 명세서에서 나중에 더 설명되는 바와 같이 유동 안내 표면을 제공한다.

이 예시적인 실시예에서, 설치된 인서트(100) 각각의 6개의 면(102c1-6)(또는 유동 안내 표면) 중 4개의 면(102c1, 102c3, 102c4, 102c6)은 (도 6c와 관련하여 X 방향으로 연장되는) 홈(312)의 장축(L) 및 홈(312)의 장축(L)에 수직인 방향(도 6c와 관련하여 Y 방향) 모두에 대해 각각 기울어지거나 경사진다. 다시 말해서, 이들 4개의 면(102c1, 102c3, 102c4, 102c6) 각각은 홈(312)의 장축(L) 및 홈(312)의 장축(L)에 수직인 방향 각각으로부터 0이 아닌 각도로 놓인다. 달리 말하면, 4개의 면(102c1, 102c3, 102c4, 102c6)은 홈(312)의 장축(L)의 방향과 홈(312)의 장축(L)에 수직인 방향 사이의 각도로 각각 놓여 있다.

또한, 이 실시예에서, 돌출부(102)의 다른 2개의 면(102c2, 102c5)은 홈(312)의 장축(L)에 수직인 방향(도 6c와 관련하여 Y 방향)으로 연장된다. 따라서, 돌출부(102)의 전방면(102a)은 홈(312)의 장축(L)의 방향(도 6c와 관련하여 X 방향)으로 다른 2개의 면(102c2, 102c5) 사이에서 그리고 또한 홈(312)의 장축(L)에 수직인 방향(도 6c와 관련하여 Y 방향)으로 대향 정점(102ci, 102civ) 사이에서 연장된다.

대안 실시예에서, 돌출부(102)의 다른 2개의 면(102c2, 102c5)은 홈(312)의 장축(L)의 방향(도 6c와 관련하여 X 방향)으로 연장된다. 따라서, 이 대안 실시예에서, 돌출부(102)의 전방면(102a)은 홈(312)의 장축(L)에 수직인 방향(도 6c와 관련하여 Y 방향)으로 다른 2개의 면(102c2, 102c5) 사이에서 그리고 또한 홈(312)의 장축(L)의 방향(도 6c와 관련하여 X 방향)으로 대향 정점 사이에서 연장된다.

본 명세서에서 전술한 바와 같이, 제1 홈(312i)의 인서트(100)와 제2 홈(312ii)의 인서트는 서로 오프셋된다. 이제, 인서트(100)의 오프셋 또는 "엇갈림"을 도 6c를 계속 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

이 예시적인 실시예에서, 홈(312) 중 하나에 고정된 이웃한 또는 바로 인접한 인서트(100)의 기하학적 중심 사이의 거리(도 6c과 관련하여 X 방향에서)는 D이고, 이웃한 또는 바로 인접한 홈(312)에 고정된 인서트(100)의 기하학적 중심과 홈(312) 중 하나에 고정된 인서트의 기하학적 중심 사이의 거리(도 6c와 관련하여 X 방향에서)는 거리(D)의 절반이다.

제1 라인(L1)은 홈(312)의 장축(L)의 방향(도 6c와 관련하여 X 방향)으로 연장되고 제2 라인(L2)은 홈(312)의 장축(L)에 수직인 방향(도 6c와 관련하여 Y 방향)으로 연장된다. 라인(L1 및 L2)은 단지 설명의 목적으로 제공되고 설명된 실시예의 구조의 어떤 부분도 형성하지 않는 가상의 라인이라는 것이 이해될 것이다.

제1 및 제2 라인(L1, L2) 각각은 예시적인 한 쌍의 경사면(102c3, 102c6)(또는 경사진 유동 안내 표면) 모두와 교차하는데, 하나의 경사면(102c3)은 제1 홈(312) 내의 제1 인서트(100)의 돌출부(102)에 속하며 다른 경사면(102c6)은 이웃한 또는 바로 인접한 홈(312) 내의 제2 인서트(100)의 돌출부(102)에 속한다. 따라서, 경사면(102c3, 102c6)은, 예를 들어 X 및 Y 방향 각각에서 서로 (부분적으로) 중첩하도록 위치 설정된다.

이제, 도 7을 참조하면, 스테이브(300)의 제1 홈(312i)은 제1 예시적인 인서트(100i)를 포함하고, 스테이브(300)의 제2 홈(312ii)은 제2 및 제3 예시적인 인서트(100ii, 100iii)를 포함하며, 스테이브(300)의 제3 홈(312iii)(제2 홈(312ii)에 바로 인접한)은 제4 예시적인 인서트(100iv)를 포함한다.

제1 인서트(100i)의 돌출부(102)의 경사면은 (도 7과 관련하여 X 및 Y 방향 각각에서) 제2 인서트(100ii)의 돌출부(102)의 경사면과 부분적으로 중첩하여, 예를 들어 2개의 면들 사이에 제1 채널(C1)을 형성한다. 유사하게, 제1 인서트(100i)의 돌출부(102)의 또 다른 경사면은 (도 7과 관련하여 X 및 Y 방향 각각에서) 제3 인서트(100iii)의 돌출부(102)의 경사면과 부분적으로 중첩하여, 예를 들어 2개의 면들 사이에 제2 채널(C2)을 형성한다.

더욱이, 제4 인서트(100iv)의 돌출부(102)의 경사면은 (도 7과 관련하여 X 및 Y 방향 각각에서) 제2 인서트(100ii)의 돌출부(102)의 경사면과 부분적으로 중첩하여, 예를 들어 2개의 면들 사이에 제3 채널(C3)을 형성한다. 유사하게, 제4 인서트(100iv)의 돌출부(102)의 또 다른 경사면은(도 7과 관련하여 X 및 Y 방향 각각에서) 제3 인서트(100iii)의 돌출부(102)의 경사면과 부분적으로 중첩하여, 예를 들어 2개의 면들 사이에 제4 채널(C4)을 형성한다.

또한, 제2 인서트(100ii)의 비경사면은 (도 7과 관련하여 X 방향으로) 제3 인서트(100iii)의 비경사면과 중첩하여, 예를 들어 2개의 면들 사이에 제5 채널(C5)을 형성한다. 제1 및 제2 채널(C1, C2)은 수렴하여 제5 채널(C5)로 이어지며, 제5 채널은 차례로 제3 및 제4 채널(C3, C4)로 이분되거나 분기된다.

제1 내지 제5 채널 각각은 리브(314)의 전방면(314a) 및 스페이서(200)의 전방면(200a) 중 하나 또는 둘 모두에 의해 형성된 베이스를 포함한다는 것이 이해될 것이다.

이제, 용광로에서 스테이브 보호 시스템의 사용에 대해 설명한다.

패널형 스테이브(300)는 용광로의 내부 벽에 직립 방식으로 설치된다. 전방면(또는 고온 면)(302)은, 인서트(100)의 돌출부(102)가 전방면(302)으로부터 실질적으로 수평 방향으로 돌출하도록 용광로의 내부를 향한다.

용광로가 사용되는 동안, 장입 재료는 용광로의 내부를 하방으로 통과한다. 장입 재료는, 예를 들어 응축 증기, 고체화된 슬래그, 및 금속을 포함할 수 있다.

도 7의 화살표로 나타낸 바와 같이, 장입 재료(자체는 도시되지 않음)의 유동 스트림(F)은 중력 하에 (도 7과 관련하여 Y 방향으로) 하방으로 유동할 것이다. 장입 재료의 일부는 제1 인서트(100i) 둘레에서 그리고 제1 및 제2 채널(C1, C2) 각각을 통해 유동할 것이다. 제1 및 제2 채널(C1, C2) 사이의 합류 지점에서, 유동(F)의 일부는 수렴하고 서로 결합되어 제5 채널(C5)로 유동하게 된다.

제5 채널(C5)에는, 제2, 제3 및 제4 인서트(100ii, 10Oiii, 10Oiv) 중 각각의 인서트에 각각 속하는 3개의 근접한 정점에 의해 경계를 이루는 스테이브(300)의 전방면(302)의 구역(T)이 형성되어 있다. 장입 재료의 일부는 3개의 정점 사이의 구역(T)에 포획되게 된다. 포획된 장입 재료는 스테이브(300)의 전방면(302)의 냉각된 표면(뿐만 아니라 돌출부(102)의 유동 안내 표면)과 접촉된 상태로 유지되고 표면에 부착되어 보호층을 형성한다. 따라서, 3개의 정점은 제1, 제2 및 제5 채널(C1, C2, C5)에 의해 구역(T)으로 지향되는 장입 재료의 일부를 유지하기 위한 매우 효과적인 "3점 앵커"를 제공한다.

이 예시적인 실시예에서, 제4 인서트(100iv)의 정점과 제2 및 제3 인서트(100ii, 100iii)의 각각의 정점 사이의 거리는 약 55 mm이며, 이는 장입 재료에 포함된 통상적인 입자의 크기이기 때문이다.

장입 재료의 나머지 유동(F)(즉, 구역(T)에 포획되지 않은 장입 재료의 부분)은 제5 채널(C5)로부터 제3 및 제4 채널(C3, C4)로 유동한다.

장입 재료의 전술한 유동 패턴은 스테이브(300)의 전방면(302) 상의 다른 유사한 그룹의 인서트(100)에서 그리고 그 둘레에서 발생할 것이라는 점이 이해될 것이다.

인서트(100)의 오프셋(도 7과 관련하여 X 및 Y 방향 각각에서) 및 경사면(102c1-6)(또는 경사진 유동 안내 표면)의 제공은 장입 재료의 유동(F)이 동시에 스테이브(300)의 전방면(302) 아래로 그리고 전방면을 가로질러(즉, 도 7과 관련하여 X 및 Y 방향 각각으로 성분을 갖는 방향으로) 지향되게 한다. 이 방식으로, 장입 재료는 인서트(100) 사이에서 아래로 스며든다. 따라서, 장입 재료는 인서트(100) 사이에 매우 효과적으로 분포되고, 그 결과 장입 재료는 전방면(302)의 실질적으로 전체 길이 및 폭을 따라 인서트(100)에 의해 포획된다. 따라서, 스테이브(300)는 장입 재료에 의해 잘 보호된다.

더욱이, 인서트(100)의 돌출부(102)의 전방면(102a) 위에서 아래로 유동하는 장입 재료의 부분은 인서트 안에 형성된 리세스(102d)에 수용될 것이다.

각각의 X 및 Y 방향에서 스테이브(300)의 전방면(302)을 가로지르는 장입 재료의 유동(F)의 정도는, 예를 들어 장입 재료의 체적 및 중량, 그 유량, 온도 및 점도를 포함한 유동 조건에 따라 달라질 수 있다는 것이 이해될 것이다. 이와 관련하여, 장입 재료의 양의 유동(F)의 진행이 제한될 수 있어, 상기 장입 재료의 양은 전방면(302)의 실질적으로 전체 길이 및 폭을 덮지 않고 오히려 전방면(302)의 하나 이상의 국소 영역에서 인서트(100) 사이에 포획될 수 있다. 물론, 추가 양의 장입 재료가 스테이브(300) 위로 유동하게 되고 다른 국소 영역에서 인서트(100) 사이에 포획될 수 있어, 시간이 지남에 따라, 전방면(302)의 실질적으로 전체 길이 및 폭이 포획된 장입 재료에 의해 덮이게 된다.

시간이 지남에 따라, 인서트(100) 및 스페이서(200)는 장입 재료의 연마 작용에 의해 마멸될 것이다. 설명된 실시예에서 구리 합금으로 구성된 스페이서(200)는 더 경질의 실리콘 카바이드 인서트(100)보다 더 빠른 속도로 마멸될 수 있다. 스페이서(200)가 마멸됨에 따라, 그 전방면(200a)은 홈(312)의 깊이로 물러나서 홈(312)에 공간을 남기게 될 것이다. 이러한 공간은 장입 재료가 점유하게 될 "돌상자"이다. 인서트(100)의 부착부(104)가 최종적으로 마멸될 때 유사한 돌상자가 형성되고 장입 재료에 의해 점유될 수 있다. 이 방식으로, 모든 스페이서(200) 및 인서트(100)가 침식된 후에도 장입 재료가 스테이브(300)를 보호한다.

설명된 예시적인 실시예에서, 스페이서(200)는 각각의 홈(312)의 깊이와 대략 동일한 두께를 갖는 중실 벽돌을 각각 포함하지만, 스페이서는 상이한 형태를 취할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 대안 실시예에서, 스페이서 중 적어도 하나는 직사각형(임의적으로 정사각형) 프레임을 포함한다. 즉, 스페이서는 액자와 유사하여, 홈(312)에 스페이서가 설치될 때, 홈(312)의 바닥(312a)의 일부가 스페이서에 의해 덮이지 않고 노출되어 보이게 된다. 이는, 스페이서의 임의의 마멸이 발생하기 전에 장입 재료에 의해 점유될 수 있는 돌상자를 제공한다. 그러한 실시예에서, 스페이서의 두께는 홈(312)의 깊이와 동일하거나 그보다 작을 수 있다. 스페이서는 홈(312)의 바닥(312a)의 일부를 노출된 상태로 남겨 두도록 다양한 다른 방식으로 구성될 수 있으며 모든 그러한 구성은 청구된 발명의 범위 내에 있다.

더욱이, 스페이서는 별개의 요소일 필요가 없다. 대안 실시예에서, 하나 이상의 스페이서는 하나 이상의 인서트(100)의 일체형 부분이다. 예를 들어, 그러한 일 실시예에서, 스페이서는 인서트(100)의 부착부(104)의 측방향 연장 플랜지 부분으로 구성된다.

더욱이, 인서트(100)가 원하는 간격에 위치 설정될 수 있고 이어서 인서트(100)가 올바른 위치에서 벗어나 측방향으로 이동하는 것을 방지하도록 (예를 들어, 본 명세서에서 전술한 바와 같은 나사 연결 또는 용접에 의해) 스테이브(300)에 개별적으로 부착될 수 있기 때문에, 스페이서의 임의의 것 또는 전부가 생략될 수 있다.

설명된 실시예는 육각형 돌출부를 갖는 인서트에 관한 것이지만, 돌출부 중 하나 이상이 상이한 형상을 취할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 바람직하게는, 각각의 돌출부는 다면체이다. 즉, 각각의 돌출부는 평탄한 다각형 면, 직선형 에지 및 날카로운 코너 또는 정점을 포함하는 3차원 중실체이다. 예를 들어, 평탄한 다각형 면은 삼각형, 직사각형(예로서, 정사각형), 오각형, 칠각형, 팔각형 등일 수 있다. 이들 모든 형상은 청구된 발명의 범위 내에 있다. 대안적으로, 돌출부 중 하나 이상은 원형의 평탄한 면을 가질 수 있어, 돌출부는 디스크의 형태를 취한다. 또한, 인서트의 돌출부는 형상 및/또는 크기가 다를 수 있다.

더욱이, 돌출부의 리세스는 원형이 아니거나 생략될 수도 있다.

도 8을 참조하면, 실시예에서 홈(312) 중 적어도 하나는 스페이서를 포함하지 않는다. 인서트(100)의 부착부(104)의 측면(104a, 104b)은 인서트(100) 사이에서 장입 재료의 통과를 방지할 수 있는 연속적인 레지를 형성하도록 맞닿는다. 이는, 도 8에 도시된 바와 같이, 스테이브(300)의 바닥 또는 그 근방에서 특히 유용할 수 있는 데, 그 이유는 스테이브에 가능한 한 많은 장입 재료를 유지하려고 하는 것이 바람직하기 때문이다.

Claims

야금로용 스테이브 보호 시스템으로서,
X-Y 평면을 형성하도록 X 방향 및 X 방향에 수직인 Y 방향을 갖는 전방면(302)을 포함하는 스테이브로서, 전방면(302)은 X 방향으로 연장되는 홈(312)의 행을 포함하는, 스테이브(300); 및
홈(312)에 의해 활주식으로 수용되는 인서트(100)를 포함하고, 각각의 홈(312)에 의해 수용되는 인서트(100)는 홈(312)을 따라 서로 이격되고, 홈(312) 중 하나에 의해 수용되는 인서트(100)의 중심은 인접한 홈(312)에 의해 수용되는 인서트(100)의 중심으로부터 X 및 Y 방향 각각으로 오프셋되며, 각각의 인서트(100)는 스테이브(300)의 전방면(302)으로부터 돌출되고 X-Y 평면에서 X 및 Y 방향 각각에 대해 경사진 유동 안내 표면(102c1-6)을 포함하여,
사용시, X 및 Y 방향 각각에서 인서트(100)의 오프셋 및 경사진 유동 안내 표면(102c1-6)은 노 장입 재료의 유동(F)이, 중력 하에서, X 및 Y 방향 각각으로 성분을 갖는 방향으로 유동하게 하여, 장입 재료를 스테이브(300)의 전방면(302) 위에서 인서트(100) 사이에 분배하고 및/또는 장입 재료를 인서트(100) 사이에 포획하는, 스테이브 보호 시스템.
제1항에 있어서, X 방향에서의 오프셋은, Y 방향으로 연장되는 가상의 라인(L2)이 홈(312) 중 하나에 의해 수용된 인서트(100)의 유동 안내 표면(102c1-6) 및 인접한 홈(312)에 의해 수용된 인서트(100)의 유동 안내 표면(102c1-6)과 교차하도록 되어 있는, 스테이브 보호 시스템.
제1항에 있어서, Y 방향에서의 오프셋은, X 방향으로 연장되는 가상의 라인(L1)이 홈(312) 중 하나에 의해 수용된 인서트(100)의 유동 안내 표면(102c1-6) 및 인접한 홈(312)에 의해 수용된 인서트(100)의 유동 안내 표면(102c1-6)과 교차하도록 되어 있는, 스테이브 보호 시스템.
제1항에 있어서,
X 방향에서의 오프셋은, Y 방향으로 연장되는 가상의 라인(L2)이 홈(312) 중 하나에 의해 수용된 인서트(100)의 유동 안내 표면(102c1-6) 및 인접한 홈(312)에 의해 수용된 인서트(100)의 유동 안내 표면(102c1-6)과 교차하도록 되어 있고;
Y 방향에서의 오프셋은, X 방향으로 연장되는 가상의 라인(L1)이 홈(312) 중 하나에 의해 수용된 인서트(100)의 유동 안내 표면(102c1-6) 및 인접한 홈(312)에 의해 수용된 인서트(100)의 유동 안내 표면(102c1-6)과 교차하도록 되어 있는, 스테이브 보호 시스템.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, X 방향에서의 오프셋은:
홈(312) 중 하나에 의해 수용되는 인서트(100)의 중심 사이의 X 방향에서의 거리가 D이고;
인접한 홈(312)에 의해 수용된 인서트(100)의 중심과 홈(312) 중 하나에 의해 수용된 인서트(100)의 중심 사이의 X 방향에서의 거리가 D/2가 되도록 되어 있는, 스테이브 보호 시스템.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 유동 안내 표면(102c1-6) 각각은 스테이브(300)의 전방면(302)에 수직인, 스테이브 보호 시스템.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 인서트(100)는 유동 안내 표면(102c1-6)을 포함하는 돌출부(102) 및 각각의 홈(312)에 의해 수용되는 부착부(104)를 포함하는, 스테이브 보호 시스템.
제7항에 있어서, 인서트(100)는 돌출부(102)와 부착부(104)가 일체형이 되도록 단일 구성으로 된, 스테이브 보호 시스템.
제7항에 있어서, 인서트(100)는 돌출부(102)와 부착부(104)가 별개의 요소가 되도록 비-단일 구성으로 된, 스테이브 보호 시스템.
제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 돌출부는 다면체이고 돌출부(102)의 측면은 유동 안내 표면(102c1-6)을 포함하는, 스테이브 보호 시스템.
제10항에 있어서, 돌출부(102)는 육각형이고, 돌출부(102)의 6개의 측면 중 4개의 측면 각각은 각각의 경사진 유동 안내 표면(102c1-6)을 포함하는, 스테이브 보호 시스템.
제11항에 있어서, 육각형 돌출부(102)의 다른 2개의 측면은 Y 방향으로 각각 연장되는, 스테이브 보호 시스템.
제11항에 있어서, 육각형 돌출부(102)의 다른 2개의 측면은 X 방향으로 각각 연장되는, 스테이브 보호 시스템.
제7항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 돌출부(102)는 리세스(102d)를 포함하는, 스테이브 보호 시스템.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 홈(312)에 의해 수용되는 인서트(100)는 홈(312)에 활주식으로 수용되는 스페이서(200)에 의해 홈(312)을 따라 서로 이격되고, 스페이서(200)는 인서트(100) 사이의 각각의 홈(312)의 표면을 노출시키도록 구성되는, 스테이브 보호 시스템.