(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のリブ(32)と、前面(47)に第１開口が形成された複数の溝状部(37)とを有するステーブ(30)と、
ステーブ(30)の前記第１開口から前記溝状部(37)に挿入可能な複数の煉瓦(18)と、を含むステーブと煉瓦の構造体であって、
煉瓦(18)のステーブ(30)への挿入は、煉瓦(18)を、回転させつつステーブ(30)の溝状部(37)の方へ移動させることによって行われ、煉瓦(18)の少なくとも一部分が、溝状部(37)及び／又はリブ(32)の１又は複数の表面と係合し、煉瓦(18)は、煉瓦挿入時の前記回転方向に対して逆向きに回転されない限り、ステーブ(30)の溝状部(37)から外方への煉瓦(18)の直線的な移動は阻止されることができ、煉瓦(18)は前記溝状部(37)から前記第１開口を通って外れることなくロックされることができる、ステーブと煉瓦の構造体。
【請求項２】
ステーブ(30)は、溝状部(37)の各側部(45)に、１又は複数の第２開口を有する、請求項１に記載のステーブと煉瓦の構造体。
【請求項３】
煉瓦(18)の少なくとも一部分は、ステーブ(30)の溝状部(37)の上溝状部(39)に配置されるノーズ(23)を含んでいる、請求項１に記載のステーブと煉瓦の構造体。
【請求項４】
溝状部(37)の上溝状部(39)はノーズ(23)と相補するように構成される、請求項３に記載のステーブと煉瓦の構造体。
【請求項５】
煉瓦(18)を回転させると、煉瓦の底部がステーブ(30)の方向へ移動する、請求項１に記載のステーブと煉瓦の構造体。
【請求項６】
リブ(32)の下面部(35)は、煉瓦(18)の上面に形成された溝(22)と相補するように構成され、リブ(32)の下面部(35)の少なくとも一部分に煉瓦(18)の溝(22)が配置される、請求項１に記載のステーブと煉瓦の構造体。
【請求項７】
複数の煉瓦(18)の各々は、各煉瓦を、煉瓦挿入時の回転方向に対して逆向きに回転させることにより、ステーブ(30)の夫々の溝状部(37)から取り外されることができる、請求項１に記載のステーブと煉瓦の構造体。
【請求項８】
ステーブ(30)は略平らである、請求項１に記載のステーブと煉瓦の構造体。
【請求項９】
ステーブ(30)は、水平軸及び垂直軸のうちの一方又は両方に関して湾曲している、請求項１に記載のステーブと煉瓦の構造体。
【請求項１０】
ステーブ(30)は複数のパイプ(13)を収容する、請求項１に記載のステーブと煉瓦の構造体。
【請求項１１】
少なくとも一部分がステーブ(30)の複数の溝状部(37)に配置された複数の煉瓦(18)は、略水平な列を形成し、形成された煉瓦の列はステーブ(30)の前面から突出している、請求項１に記載のステーブと煉瓦の構造体。
【請求項１２】
１つの煉瓦(18)が、上方の列に配置された他の煉瓦(18)によって一部又は全部が覆われると、前記１つの煉瓦は、該煉瓦に対応する溝状部(37)の第１開口から引き出されることはできず、及び／又は回転されることはできない、請求項１１に記載のステーブと煉瓦の構造体。
【請求項１３】
複数のステーブ(30)が、隣接するステーブ(30)の間に隙間を存して並立し、各ステーブは複数のリブ(32)と、複数の溝状部(37)と、該複数の溝状部に配置された複数の略水平な煉瓦列とを有している、請求項１に記載のステーブと煉瓦の構造体。
【請求項１４】
複数の溝状部(37)に配置された複数の略水平な煉瓦列は、隣接するステーブ(30)間の空隙の全体又は一部を覆う、請求項１３に記載のステーブと煉瓦の構造体。
【請求項１５】
ステーブ(30)は、ステーブと煉瓦の構造体の設置面に対して略垂直又は約９０°以外の角度に配置される、請求項１３に記載のステーブと煉瓦の構造体。
【請求項１６】
複数の煉瓦(18)の各々は座部(25)を有し、該座部の少なくとも一部は、１つの溝状部(37)の下溝状部(40)に配置される、請求項１に記載のステーブと煉瓦の構造体。
【請求項１７】
溝状部(37)の下溝状部(40)は煉瓦(18)の座部(25)と相補するように構成される、請求項１６に記載のステーブと煉瓦の構造体。
【請求項１８】
複数の煉瓦(18)の各々は傾斜した上面部(19)と傾斜した底面部(20)とを有しており、傾斜した上面部及び底面部は各々がステーブ(30)のリブ前面から突出している、請求項１に記載のステーブと煉瓦の構造体。
【請求項１９】
煉瓦(18)の前記傾斜した上面部(19)と底面部(20)は略平行である、請求項１８に記載のステーブと煉瓦の構造体。
【請求項２０】
少なくとも一部分がステーブ(30)の複数の溝状部(37)に配置された複数の煉瓦(18)は、略水平な列を形成し、形成された煉瓦の列はステーブのリブ前面から突出しており、１つの煉瓦(18)の傾斜した上面部(19)は、該１つの煉瓦の直ぐ上にある他の１つの煉瓦の傾斜した底面部(20)のほぼ近傍に、又は前記底面部に隣接して、又は一部又は全部が前記底面部に接触して配置される、請求項１８に記載のステーブと煉瓦の構造体。
【請求項２１】
熱電対をステーブ(30)に対して動作可能に接続する手段を更に具えている、請求項１に記載のステーブと煉瓦の構造体。
【請求項２２】
複数の煉瓦(18)は平らな表面又は不均一な表面である露出面(26)を含んでいる、請求項１１に記載のステーブと煉瓦の構造体。
【請求項２３】
複数のリブ(32)と、前面(47)に第１開口が形成された複数の溝状部(37)とを有するフレーム(30)と、
フレーム(30)の前記第１開口から前記溝状部(37)に挿入可能な複数の煉瓦(18)と、を含むフレームと煉瓦の構造体であって、
煉瓦(18)のフレーム(30)への挿入は、煉瓦(18)を、回転させつつフレーム(30)の溝状部(37)の方へ移動させることによって行われ、煉瓦(18)の少なくとも一部分が、溝状部(37)及び／又はリブ(32)の１又は複数の表面と係合し、煉瓦(18)は、煉瓦挿入時の前記回転方向に対して逆向きに回転されない限り、ステーブ(30)の溝状部(37)から外方への煉瓦(18)の直線的な移動は阻止されることができ、煉瓦(18)は前記溝状部(37)から前記第１開口を通って外れることなくロックされることができる、フレームと煉瓦の構造体。
【請求項２４】
フレーム(30)は、溝状部(37)の各側部(45)に、１又は複数の第２開口を有する、請求項２３に記載のフレームと煉瓦の構造体。
【請求項２５】
煉瓦(18)の少なくとも一部分は、フレーム(30)の溝状部(37)の上溝状部(39)に配置されるノーズ(23)を含んでいる、請求項２３に記載のフレームと煉瓦の構造体。
【請求項２６】
溝状部(37)の上溝状部(39)はノーズ(23)と相補するように構成される、請求項２５に記載のフレームと煉瓦の構造体。
【請求項２７】
煉瓦(18)を回転させると、煉瓦の底部がステーブ(30)の方向へ移動する、請求項２３に記載のフレームと煉瓦の構造体。
【請求項２８】
リブ(32)の下面部(35)は、煉瓦(18)の上面に形成された溝(22)と相補するように構成され、リブ(32)の下面部(35)の少なくとも一部分に煉瓦(18)の溝(22)が配置される、請求項２３に記載のフレームと煉瓦の構造体。
【請求項２９】
複数の煉瓦(18)の各々は、各煉瓦を、煉瓦挿入時の回転方向に対して逆向きに回転させることにより、フレーム(30)の夫々の溝状部(37)から取り外されることができる、請求項２３に記載のフレームと煉瓦の構造体。
【請求項３０】
フレーム(30)は略平らである、請求項２３に記載のフレームと煉瓦の構造体。
【請求項３１】
フレーム(30)は、水平軸及び垂直軸のうちの一方又は両方に関して湾曲している、請求項２３に記載のフレームと煉瓦の構造体。
【請求項３２】
少なくとも一部分がフレーム(30)の複数の溝状部(37)に配置された複数の煉瓦(18)は、略水平な列を形成し、形成された煉瓦の列はフレーム(30)の前面から突出している、請求項２３に記載のフレームと煉瓦の構造体。
【請求項３３】
１つの煉瓦(18)が、上方の列に配置された他の煉瓦(18)によって一部又は全部が覆われると、前記１つの煉瓦は、該煉瓦に対応する溝状部(37)の第１開口から引き出されることはできず、及び／又は回転されることはできない、請求項３２に記載のフレームと煉瓦の構造体。
【請求項３４】
複数のフレーム(30)が、隣接するフレーム(30)の間に隙間を存して並立し、各フレームは複数のリブ(32)と、複数の溝状部(37)と、該複数の溝状部に配置された複数の略水平な煉瓦列とを有している、請求項２３に記載のフレームと煉瓦の構造体。
【請求項３５】
複数の溝状部(37)に配置された複数の略水平な煉瓦列は、隣接するフレーム(30)間の空隙の全体又は一部を覆う、請求項３４に記載のフレームと煉瓦の構造体。
【請求項３６】
フレーム(30)は、フレームと煉瓦の構造体の設置面に対して略垂直又は約９０°以外の角度に配置される、請求項３４に記載のフレームと煉瓦の構造体。
【請求項３７】
複数の煉瓦(18)の各々は座部(25)を有し、該座部の少なくとも一部は、１つの溝状部(37)の下溝状部(40)に配置される、請求項２３に記載のフレームと煉瓦の構造体。
【請求項３８】
溝状部(37)の下溝状部(40)は煉瓦(18)の座部(25)と相補するように構成される、請求項３７に記載のフレームと煉瓦の構造体。
【請求項３９】
複数の煉瓦(18)の各々は傾斜した上面部(19)と傾斜した底面部(20)とを有しており、傾斜した上面部及び底面部は各々がフレーム(30)のリブ前面から突出している、請求項２３に記載のフレームと煉瓦の構造体。
【請求項４０】
煉瓦(18)の前記傾斜した上面部(19)と底面部(20)は略平行である、請求項３９に記載のフレームと煉瓦の構造体。
【請求項４１】
少なくとも一部分がフレーム(30)の複数の溝状部(37)に配置された複数の煉瓦(18)は、略水平な列を形成し、形成された煉瓦の列はフレームのリブ前面から突出しており、１つの煉瓦(18)の傾斜した上面部(19)は、該１つの煉瓦の直ぐ上にある他の１つの煉瓦の傾斜した底面部(20)のほぼ近傍に、又は前記底面部に隣接して、又は一部又は全部が前記底面部に接触して配置される、請求項３９に記載のフレームと煉瓦の構造体。
【請求項４２】
複数の煉瓦(18)は平らな表面又は不均一な表面である露出面(26)を含んでいる、請求項３２に記載のフレームと煉瓦の構造体。
【請求項４３】
ステーブと煉瓦構造体を組み立てる方法であって、
複数のリブ(32)と、前面に第１開口が形成された複数の溝状部(37)とを有するステーブ(30)を起立位置に配備し、
煉瓦(18)の前面部の一部分をステーブ(30)の前記第１開口を通して溝状部(37)に挿入し、
煉瓦を回転させつつステーブ(30)の溝状部(37)の方に移動させて、煉瓦(18)の少なくとも一部分を溝状部(37)の１又は複数の表面及び／又はステーブ(30)のリブ(32)の１又は複数の表面に当接させることを含んでおり、
煉瓦(18)は、煉瓦挿入時の前記回転方向に対して逆向きに回転されない限り、ステーブ(30)の溝状部(37)から外方への煉瓦(18)の直線的な移動は阻止されることができ、煉瓦(18)は前記溝状部(37)から前記第１開口を通って外れることなくロックされることができる、ステーブと煉瓦構造体の組立て方法。
【請求項４４】
挿入した後、煉瓦(18)の前面部は、少なくとも一部分が溝状部(37)の中に配置される、請求項４３に記載のステーブと煉瓦構造体の組立て方法。
【請求項４５】
煉瓦(18)を回転させると、煉瓦の底部がステーブ(30)の方向へ移動する、  請求項４３に記載のステーブと煉瓦構造体の組立て方法。
【請求項４６】
複数の煉瓦(18)のうちの１又は複数の煉瓦を、煉瓦挿入時の前記回転方向に対して逆向きに回転させることにより、夫々の溝状部(37)から取り外すことをさらに含んでいる、請求項４３に記載のステーブと煉瓦構造体の組立て方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
＜関連出願の記載＞
本願は、(1)本願の発明者により2009年7月8日に出願された米国仮特許出願第61/223,745号と、(2)本願の発明者により2009年8月5日に出願された米国仮特許出願第61/231,477号の優先権を主張し、該出願は引用を以って本願に組み込まれる。
【０００２】
＜発明の技術分野＞
本発明は概して、高炉(blast furnaces)や他の金属炉(metallurgical furnaces)のフレーム、ステーブ(staves)及び／又はクーラーに、耐火煉瓦等の煉瓦を構築し設置する装置及び方法に関する。関連分野として、高炉や他の金属炉を冷却するシステム及び方法を含んでいる。関連分野として、プレートやステーブを冷却することを含んでいる。
【背景技術】
【０００３】
＜背景−開示の分野＞
従来、高炉や他の金属炉の耐火煉瓦冷却の設計及び構築には、ステーブの冷却が含まれる。従来の銅製冷却ステーブは、一般的に平面状の矩形であり、ステーブ及び／又は炉内部の形状を鑑みると、炉の金属シェルに略平行であるか、或いは可能な限り平行となるように、炉の中に配置される。冷却ステーブは通常、炉の金属シェルの内側表面の大部分を占める。耐火煉瓦等の耐火ライニングは、ステーブの中、ステーブの上又はステーブの表面の周りに配置されることができ、例えば、煉瓦はステーブによって画定されるスロット又は溝状部(channels)内に配置されることができる。ステーブはまた、通路(passage)又はハウス内部配管を形成する空洞(cavity)を有する。このような通路や配管は、ステーブの炉シェル側から延びて炉の金属シェルを貫通する１又は複数の外部パイプと接続される。高圧下にあるクーラント(例えば水など)はパイプと通路とを通って送り出され、ステーブを冷却する。こうしてステーブが冷却されることにより、ステーブによって画定されるスロット又は溝状部の内側に配置される耐火煉瓦が冷却される。
【０００４】
現行のステーブ又は冷却パネル煉瓦は、通常は、冷却ステーブ／パネルを炉に設置する前に、クーラーの溝又はチャンネル部に設置されるように設計されている。更に、従来の耐火煉瓦の多くは、平らなステーブ又はクーラーに設置されるように設計されている。平らな又は屈曲したステーブ／クーラーを予め設置された煉瓦と共に使用する際、ステーブは炉の中に設置され、構築の誤差を考慮して、隣接する各対のステーブ間にラム空隙が形成される。これらのラム空隙には耐火材料が充填され、ステーブ／煉瓦構造間の空隙が閉じられる。耐火材料が充填された耐火ラム空隙は、典型的には、従来のステーブ／煉瓦構造を有する炉のライニングにとって強度の弱い部位である。炉の稼動中に、ラム空隙が早期に浸食され、炉ガスがステーブ／煉瓦構造の間に進入する。更に、そのような従来のステーブ／煉瓦構造では、煉瓦のエッジが炉の内部に突出するため、炉の中で落下するあらゆる物体に曝されることである。このような突出エッジは、突出していないエッジと比べて、摩耗が早くなる傾向があり、煉瓦が破壊又は崩壊し、これらが炉を通って落下し、炉のライニングを更に損傷させることになる。これらの壊れた煉瓦はステーブを露出させ、ステーブが損傷したり早期に摩耗する原因ともなる。
【０００５】
現行のステーブ又は冷却パネル煉瓦は、典型的には、クーラー内に煉瓦を保持する主たる設置方法として、真っ直ぐな溝の中に設置されるか、或いは、炉の稼働中に煉瓦が加熱されたときに、ステーブの溝の中に固定されていない煉瓦がクーラーへ押されるようにテーパーが形成されている。
【０００６】
また近年では、前方に耐火材無しでステーブを設置し、スカル(skull)層を形成することにより、高炉内のステーブを保護及び断熱するのが一般的な方法になっている。このプロセスに関連するスカルは、炉の稼働中に発生と消失を繰り返し、炉の性能を事実上変化させる。スカルは、炉の融着(cohesive)ゾーンにしか形成されない。従ってこのスカル法は、融着ゾーンが正しく決定されない場合は有効でない。更に、炉の融着ゾーンは装入材料によって変化するから、時間が異なると、スカル接着(skull adhesion)が無い部分もある。これは、ステーブ及び炉の全体にわたって、温度が一様でなくなる。しかしながら、改善された煉瓦の耐火ライニングであれば、接着に関係なくステーブを保護するので、改善された耐火物を保護するためにスカルを形成することが望ましい場合であっても、そのようなスカル断熱行程には好適であろう。
【０００７】
現行の閉じ込められた(locked-in)煉瓦構造(例えば、相補的形状のステーブ溝状部内の蟻継式煉瓦等)は、垂直方向の全体厚さが比較的薄い。このようなネックの細い煉瓦は、細ネック部分で割れ易く、それによって生じる煉瓦のかけらや断片(pieces)が炉内に落下し、炉のライニングの他の煉瓦及びステーブに当たってそれらを傷つけることもある。
【０００８】
ステーブの前に煉瓦を組み込んだ古いステーブ構造の多くは、ステーブの前に複数の煉瓦列又は煉瓦層を用いている。このような構造にはジョイント部が含まれ、該ジョイント部は、ステーブから最も遠い煉瓦が効果的に冷却されるのを更に妨げる。
【０００９】
上記のように、既知のステーブ及び耐火煉瓦構造には多くの欠点がある。
【００１０】
従って、ステーブクーラーを炉の中に設置する前後において、耐火煉瓦を平らな又は湾曲したステーブ／クーラーに設置されることができるステーブ／煉瓦構造が望ましい。更に、炉のステーブ／煉瓦構造を補修又は再構築する場合、本発明の耐火煉瓦は、ステーブ又はクーラーを炉から取り外すことなく、全部又は一部分を交換したり再設置することができる。
【００１１】
また、炉の内周部に連続的なライニングを有し、隣接するステーブの煉瓦間にラム空隙が無く、炉のライニングの一体性(integrity)が高められ、寿命を向上させることができるステーブ／煉瓦構造が望ましい。
【００１２】
更に、高炉での使用に理想的なステーブ／煉瓦構造として、煉瓦エッジが露出したり炉内に突出したりすることがなく、炉のライニングの寿命と一体性を向上させたステーブ／煉瓦構造が望ましい。
【００１３】
更に、耐火煉瓦をステーブ又はクーラーの中に設置することができるステーブ／耐火煉瓦構造であって、ステーブ又はクーラーは、その溝の中にある煉瓦に対して傾斜し、煉瓦は、ステーブを炉内に設置する前及び／又は後に、ステーブの前面に挿入し、及び／又はステーブの前面から取り外すことができるものが望ましい。
【００１４】
更に、耐火煉瓦がステーブの溝状部の中に二重に固定されるステーブ／耐火煉瓦構造が好ましく、その固定は、[1] 各煉瓦の一部をステーブの溝状部又は溝に挿入し、それと同時又はその後に、ステーブ面と略平行な軸上で各煉瓦を回転させることによって係合する煉瓦とステーブ溝状部の相補的表面により行われ、煉瓦の底部に実質的に接近する方向に回転して、煉瓦とステーブ溝状部の相補する表面が係合し、煉瓦は溝状部チャンバーの中に固定され、煉瓦がステーブ前面の開口を通って溝状部又は溝から直線的に移動することは妨げられる。また、前記固定は、[2] 煉瓦の傾斜又はテーパー部によるもので、煉瓦は炉の稼働中に加熱されると膨張して、傾斜又はテーパー部がステーブ又はクーラーを押すため、ステーブ又はクーラーとの効果的に接着が維持され、煉瓦は非常に効率良く冷却されることができ、また、割れや破壊の虞れのある煉瓦は所定位置に保持されることができる。
【００１５】
更に、ステーブの表面温度が均一で熱損失をが少なく、炉の稼動をより安定させることができ、炉及びステーブへの応力を低減し、炉及びステーブの寿命を増大させることができるステーブ／耐火煉瓦構造が望ましい。
【００１６】
更にまた、垂直方向又はネックの厚さが増大させることにより、強度が増大して割れ難い煉瓦を用いたステーブ／耐火煉瓦構造が望ましい。さらにまた、煉瓦をより迅速に設置することができ、各煉瓦の追加の重量によって煉瓦を所定位置に保持し、破壊し難いステーブ／耐火煉瓦構造が望ましい。
【００１７】
更にまた、ステーブと密接する煉瓦の単一層を有し、複数の層及び／又は複数のモルタルジョイント部を有する従来のステーブ／煉瓦構造に関連する熱バリア(thermal barrier)を排除するように改善されたステーブ／耐火煉瓦構造が望ましい。
【００１８】
更にまた、炉の種類及び／又は炉内での設置位置に応じて、異なる形状及び／又は材料で作られたステーブ／耐火煉瓦構造が望ましい。
【００１９】
更にまた、[1] 煉瓦の敷設、再敷設、及び／又はフレームが設置された後のフレーム／煉瓦構造の修理を行なうことができ、及び／又は、[2] 本発明の特徴である二重煉瓦固定を高温用に用いることができるフレーム／煉瓦構造が望ましい。
【００２０】
本発明のこれら及び他の利点は、後述する好適な実施例の詳細な説明を参照すれば理解されるであろう。
【発明の概要】
【００２１】
＜発明の要旨＞
本発明はステーブ／煉瓦構造(stave/brick construction)を提供するもので、第１の態様において、該ステーブ／煉瓦構造は、複数のリブ及び複数の溝状部を有し、前面が各溝状部の中に第１開口を画定するステーブと、複数の煉瓦とを具え、各煉瓦は、煉瓦を回転させると、複数の溝状部のうちの１つの溝状部の中に一部分が収容される位置に、前記第１開口を通して挿入されることができ、その結果、煉瓦の１又は複数の部分は、少なくとも一部分が、１つの溝状部及び／又は複数のリブの第１リブの１又は複数の表面に当接する。これによって煉瓦はロックされ、まず第１に回転されなければ、直線的な移動により前記第１開口を通って前記１つの溝状部から外れることはない。ステーブは好ましくは、溝状部の各々に、１又は複数の側部開口を画定する。また、煉瓦の１又は複数の部分は、少なくとも一部分が１つの溝状部の第１の部分に配置されるノーズを含んでおり、前記第１の部分はノーズと相補するように構成されることが好ましい。また、煉瓦の回転は、煉瓦の底部がステーブの方向へ移動することを含む。
【００２２】
ステーブ／煉瓦構造の他の態様において、第１リブの第１リブ表面は、煉瓦の上面によって画定される溝と相補するように構成されることが好ましく、少なくとも一部分は溝の中に配置される。
【００２３】
ステーブ／煉瓦構造の更なる態様において、複数の煉瓦の各々は、各煉瓦を回転させてその底部をステーブから離れる方向へ移動させることにより、夫々の溝状部から取り外されることができる。
【００２４】
ステーブ／煉瓦構造の更なる態様において、ステーブは好ましくは、略平らであるか、水平軸及び垂直軸のうちの一方又は両方に関して湾曲している。
【００２５】
ステーブ／煉瓦構造の更なる態様において、ステーブは複数のパイプを収容する。
【００２６】
ステーブ／煉瓦構造の更なる態様において、少なくとも一部分が複数の溝状部に配置された複数の煉瓦は、好ましくは積み重ねられて略水平な列を形成し、形成された煉瓦の列はステーブの前面から突出している。
【００２７】
ステーブ／煉瓦構造の更なる態様において、他の煉瓦が上方の列に配置され、１つの煉瓦の一部又は全部を覆うとき、前記１つの煉瓦は、該煉瓦に対応する溝状部の第１開口から引き出されることはできず、及び／又は回転されることはできない。
【００２８】
本発明の更なる態様において、ステーブ／煉瓦構造は、隣接するステーブの間に隙間を存して並立する複数のステーブを含み、各ステーブは複数のリブと、複数の溝状部と、該複数の溝状部に配置された複数の略水平な煉瓦列とを有している。好ましくは、複数の溝状部に配置された複数の略水平な煉瓦列は、隣接するステーブ間の空隙の全体又は一部を覆う。また、並立するステーブは略垂直であるか、又は約９０°以外の角度である。
【００２９】
ステーブ／煉瓦構造の更なる態様において、複数の煉瓦の各々は座部を更に画定し、該座部の少なくとも一部は、１つの溝状部の第２の部分に配置され、前記第２の部分は好ましくは座部と相補するように構成される。
【００３０】
ステーブ／煉瓦構造の更なる態様において、複数の煉瓦の各々は傾斜した上面部と傾斜した底面部とを有し、傾斜した上部及び底面部は各々がステーブの面から突出しており、また、各煉瓦の前記傾斜した上面部と底面部は、好ましくは略平行である。
【００３１】
本発明のステーブ／煉瓦構造の他の態様において、少なくとも一部分が複数の溝状部に配置された複数の煉瓦は、積み重ねられて略水平な列を形成し、形成された煉瓦の列はステーブの前面から突出しており、１つの煉瓦の傾斜した上面部は、該１つの煉瓦の直ぐ上にある他の１つの煉瓦の傾斜した底面部のほぼ近傍に、又は前記底面部に隣接して、又は一部又は全部が前記底面部に接触して配置される。
【００３２】
更なる態様において、本発明のステーブ／煉瓦構造は、熱電対をステーブに対して動作可能に接続する手段を更に具えている。
【００３３】
本発明はまた、フレーム／煉瓦構造(frame/brick construction)を提供するもので、該フレーム／煉瓦構造は、複数のリブ及び複数の溝状部を有し、前面が各溝状部の中に第１開口を画定するフレームと、複数の煉瓦とを具え、各煉瓦は、煉瓦を回転させると、複数の溝状部のうちの１つの溝状部の中に一部分が収容される位置に、前記第１開口を通して挿入されることができ、その結果、煉瓦の１又は複数の部分は、少なくとも一部分が、１つの溝状部及び／又は複数のリブの第１リブの１又は複数の表面に当接する。これによって、煉瓦はロックされ、まず第１に回転されなければ、直線的な移動により前記第１開口を通って前記１つの溝状部から外れることはない。フレームは好ましくは、溝状部の各々に、１又は複数の側部開口を画定する。また、煉瓦の１又は複数の部分は、少なくとも一部分が１つの溝状部の第１の部分に配置されるノーズを含んでおり、前記第１の部分はノーズと相補するように構成されることが好ましい。また、煉瓦の回転は、煉瓦の底部がフレームの方向へ移動することを含む。
【００３４】
フレーム／煉瓦構造の他の態様において、第１リブの第１リブ表面は、好ましくは煉瓦の上面によって画定される溝と相補するように構成され、少なくとも一部分は溝の中に配置される。
【００３５】
フレーム／煉瓦構造の更なる態様において、複数の煉瓦の各々は、各煉瓦を回転させてその底部をフレームから離れる方向へ移動させることにより、夫々の溝状部から取り外されることができる。
【００３６】
フレーム／煉瓦構造の更なる態様において、フレームは好ましくは略平らであるか、水平軸及び垂直軸のうちの一方又は両方に関して湾曲している。
【００３７】
フレーム／煉瓦構造の更なる態様において、好ましくは、少なくとも一部分が複数の溝状部に配置された複数の煉瓦は、積み重ねられて略水平な列を形成し、形成された煉瓦の列はフレームの前面から突出しており、複数の煉瓦は、好ましくは、平らな表面又は不均一な表面を画定する露出面を含んでいる。
【００３８】
フレーム／煉瓦構造の更なる態様において、他の煉瓦が上方の列に配置され、１つの煉瓦の一部又は全部を覆うとき、前記１つの煉瓦は、該煉瓦に対応する溝状部の第１開口から引き出されることはできず、及び／又は回転されることはできない。
【００３９】
本発明の他の態様において、フレーム／煉瓦構造は、隣接するフレームの間に隙間を存して並立する複数のフレームを含み、各フレームは複数のリブと、複数の溝状部と、該複数の溝状部に配置された複数の略水平な煉瓦列とを有している。好ましくは、複数の溝状部に配置された複数の略水平な煉瓦列は、隣接するフレーム間の空隙の全体又は一部を覆う。また、並立するフレームは略垂直であるか、又は約９０°以外の角度である。
【００４０】
フレーム／煉瓦構造の更なる態様において、複数の煉瓦の各々は座部を更に画定し、該座部の少なくとも一部は、１つの溝状部の第２の部分に配置され、前記第２の部分は好ましくは座部と相補するように構成される。
【００４１】
フレーム／煉瓦構造の更なる態様において、複数の煉瓦の各々は傾斜した上面部と傾斜した底面部とを有し、傾斜した上部及び底面部は各々がフレームの面から突出しており、また、各煉瓦の前記傾斜した上面部と底面部は、好ましくは略平行である。
【００４２】
本発明のフレーム／煉瓦構造の他の態様において、少なくとも一部分が複数の溝状部に配置された複数の煉瓦は、積み重ねられて略水平な列を形成し、形成された煉瓦の列はフレームの前面から突出しており、１つの煉瓦の傾斜した上面部は、該１つの煉瓦の直ぐ上にある他の１つの煉瓦の傾斜した底面部のほぼ近傍に、又は前記底面部に隣接して、又は一部又は全部が前記底面部に接触して配置される。
【００４３】
本発明はまた、ステーブ／煉瓦構造の組立てる方法を含み、該方法は、複数のリブ及び複数の溝状部を有し、前面が各溝状部への第１開口を画定するステーブを起立位置に配備し、複数の煉瓦を、各煉瓦の第１部分が前記第１開口を通ってステーブの夫々の溝状部の中に入るように、前記第１開口を通して各溝状部の中に挿入し、各煉瓦の少なくとも一部分が夫々の溝状部の中に配置されるように回転することにより、各煉瓦の第１部分の少なくとも一部分が夫々の溝状部及び／又は複数のステーブリブの第１リブの１又は複数の表面に当接し、これによって煉瓦はロックされ、前記第１開口を通って前記１つの溝状部から外への直線的な移動はおこらない。
好ましくは、挿入した後、各煉瓦の第１部分は、少なくとも一部分が夫々の溝状部の第１部分に配置され、各煉瓦の回転は、煉瓦の底部がステーブに接近する方向に移動することを含む。
【００４４】
他の態様において、本発明のステーブ／煉瓦構造の組立て方法は、複数の煉瓦のうちの１又は複数の煉瓦を、１又は複数の煉瓦を回転させて夫々の溝状部から取り外すことにより、各煉瓦の底部をステーブから離間する方向に移動させることをさらに含んでいる。
【００４５】
本発明はまた、ステーブ／煉瓦構造を構築するための煉瓦を提供するもので、該煉瓦は、煉瓦の固定側部と接触するノーズ及び煉瓦の第１面と接触する上傾斜部を画定する上面部であって、前記固定側部は、ノーズ、第２面、座部及び下凹状部を含む上面部と、煉瓦の第１面と接触する下傾斜部を画定する底部とを含む。好ましくは、煉瓦は、煉瓦の幅を横切る方向に配置され、煉瓦の上面部によって画定される溝を更に含んでいる。
【００４６】
他の態様において、本発明のステーブ／煉瓦構造を構築するための煉瓦は、前記第２面が、第１面に対向しノーズから座部へ延びる。また好ましくは、前記第２面の高さは、該第２面から溝の底部までの煉瓦深さの約２倍以上である。
【００４７】
本発明のステーブ／煉瓦構造を構築するための煉瓦の更なる態様において、好ましくは、ノーズと座部のうち少なくとも１つは弓状であるか、多角形であるか、角ばっている。また、煉瓦の第１面と第２面のうち少なくとも１つは略平らであることが好ましい。
【００４８】
更に他の態様において、本発明のステーブ／煉瓦構造は、複数のリブ及び複数の溝状部を有し、前面が各溝状部の中に第１開口を画定するステーブと、複数の煉瓦とを具え、前記複数のリブは、長さの短い１又は複数の短リブを含み、該短リブの各々は、長さの長い１又は複数の隣接する長リブよりも短く、各短リブとすくなくとも１つの隣接する長リブは、少なくとも一部分が空隙を画定して、ステーブに複数の空隙を画定し、前記複数の煉瓦は、複数の空隙のうちの１つに挿入可能であり、前記前面と略直交する方向に第１の位置に挿入され、各煉瓦は、挿入された第１位置から、複数の溝状部のうちの１つの第２位置に摺動されることができる。
【００４９】
本発明では他の多くの変更が可能であって、それらと、本発明のその他の教示、変更及び利点は、発明の説明と図面から明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
＜各図の簡単な説明＞
本願の開示内容が容易に理解され、簡単に実施されることができるように、以下の図面に関し、限定ではなく例示の目的において開示内容を説明する。
【００５１】
【図１】図１は、従来のステーブの正面斜視図である。
【００５２】
【図２】図２は、従来の蟻継ぎ型耐火煉瓦の側部斜視図である。
【００５３】
【図３】図３は、本発明の好適な実施例に基づく煉瓦の側部斜視図である。
【００５４】
【図４】図４は、本発明の炉のライニングにおける好適な実施例の上面斜視図であり、図３の煉瓦を用いた本発明のステーブ／煉瓦構造の好適な実施例を含む図である。
【００５５】
【図５】図５は、本発明の炉のライニングにおける好適な実施例の側部斜視図であり、図３の煉瓦を用いた本発明のステーブ／煉瓦構造の好適な実施例を含む図である。
【００５６】
【図６】図６は、図３の煉瓦を用いた本発明のステーブ／煉瓦構造の好適な実施例の断面図である。
【００５７】
【図７】図７は、本発明のステーブ／煉瓦構造の好適な実施例の断面図であり、図３の煉瓦が、本発明のステーブの好適な実施例の前面に挿入されるか、又は該前面から取り外されるところを示す図である。
【００５８】
【図８】図８は、図３の煉瓦で少なくとも２つの異なる大きさの煉瓦を用いた本発明の他の実施例のステーブ／煉瓦構造の好適な実施例の断面図である。
【００５９】
【図９】図９は、従来のステーブ／煉瓦構造を用いた従来の炉のライニングの平面図である。
【００６０】
【図１０】図１０は、本発明の炉のライニングの好適な実施例の平面図であり、図３の煉瓦を用いた本発明のステーブ／煉瓦構造の好適な実施例を含む図である。
【００６１】
【図１１】図１１は、本発明のステーブ／煉瓦構造の他の好適な実施例の断面図である。
【００６２】
【図１２】図１２は、図１１のステーブ／煉瓦構造の部分正面立面図である。
【発明を実施するための形態】
【００６３】
＜発明の好適な実施例の詳細な説明＞
以下の詳細な説明において参照する添付の実施例及び図面は本願の一部を成し、発明の主題を実施することができる特定の実施態様が例示として示される。これらの実施例は、当業者が実施できる程度に十分詳細に記載されており、また、他の実施例も用いることができること、発明の主題の範囲から逸脱することなく、構造的或いは論理的な変更が行われてもよいことは理解されるべきである。発明の主題に対するこのような実施例は、個別的及び／又は集合的に、本文では“発明”という用語で称されるが、これは単に便宜のためであり、実際には複数の発明又は発明概念が開示されている場合に、本願の範囲をいずれか一つの発明又は発明概念に自発的に限定することを意図するものではない。
【００６４】
従って、下記の記載は限定的な意味に捉えられるべきではなく、発明の主題の範囲は添付の請求項及びその均等物によって画定される。
【００６５】
図１は、複数のステーブリブ(11)を有し、複数のステーブ溝状部(12)を画定する、既知構造の平面型流体冷却式ステーブ(10)を示しており、ステーブリブ(11)及びステーブ溝状部(12)は両方とも、用いられる煉瓦との合わせ面となるように断面が矩形であある。既知構造のステーブの他の例として、断面形状が、図２に示す従来の耐火煉瓦(14)の蟻継ぎ部(dovetail sections)(16)と相補形状をなすステーブリブとステーブ溝状部を用いて、その蟻継ぎ部がステーブの両方の側端の中に挿入されることができ、隣接する各煉瓦間にモルタルの有無に拘わらず、適当な位置に摺動させることができる。このような既知のステーブ／煉瓦構造の大きな不利な点は、炉に設置されたときに互いに接近しているために、ステーブ／煉瓦構造の全体又は一部を問わず、再構築又は補修を行なう際、煉瓦(14)をステーブ溝状部(12)から取り出すのにステーブ(10)を炉から取り外さねばならないことである。ステーブ(10)を炉から取り外さねばならないのは、煉瓦(14)のステーブ溝状部(12)からの取出し及びステーブ溝状部(12)への挿入作業を、ステーブ(10)の前面から行なうことができないためである。図１に示されるように、ステーブ(10)は、内部に複数のパイプ(13)が配備され、それらパイプは、ステーブ(10)の炉シェル側から延びて炉の金属シェルを貫通する複数の外部パイプとに接続されており、水等のクーラントがパイプ(13)の中を高圧で送出されることにより、炉の中に組み立てられて設置されたステーブ(10)及び該ステーブのステーブ溝状部(12)内に配備された全ての耐火煉瓦を冷却することができる。
【００６６】
図２に更に示されるとおり、従来の蟻継ぎ型耐火煉瓦(14)は、比較的薄い垂直ネック(15)を有しており、該垂直ネック(15)は炉の環境内、特に、ステーブ(10)から炉内に突出する煉瓦(14)の突出部(17)の長さが、煉瓦(14)の全体深さ又は全体長さよりも長い場合、破損しやすい。
【００６７】
図３は、本発明のステーブ／煉瓦構造(28)の好適な実施例に基づく耐火煉瓦(18)の好適な実施例を示す。煉瓦(18)は、露出面(26)と、夫々、傾斜した上面部(19)と底面部(20)を有する。煉瓦(18)はまた、固定用側面(locking side)(29)を有し、該固定用側面は、凹状溝(22)、略弓状ノーズ(23)、略弓状座部(25)、略弓状凹状部(24)、下面(27)及び略平面状前面(31)を含む。煉瓦(18)はまたネック(21)を有し、その垂直方向の厚さ(“ab”)は、公知の煉瓦(14)の垂直ネック(15)よりも大きい。好ましくは、垂直ネック(21)の長さ“ab”は、煉瓦(18)をステーブ溝状部(37)に設置する際、ステーブ溝状部(37)の中に配置される煉瓦(18)の深さである長さ“cd”の約２倍以上である。煉瓦(18)の形、幾何学形状及び／又は断面、及び／又は煉瓦(18)のあらゆる部分は、限定するものでないが、１又は複数の露出面(26)、下面(27)、前面(31)、傾斜した上面部(19)、傾斜した底面部(20)、溝(22)、ノーズ(23)、座部(25)、凹部(24)及び前部固定用側面(29)を含んでおり、これらは、本発明の範囲から逸脱することなく、図面に示された好適な実施例に代えて修正を加えたり、他の形状、例えば角ばった形状(angular)、直線状、多角形、ギア付き(geared)、歯状(toothed)、対称形、非対称形又は不規則形状等にすることができる。本発明の耐火煉瓦(18)は、好ましくは、現在用いられている多くの耐火材料から作られることができ、それら材料は限定するものでないが、炭化ケイ素(Saint-Gobain Ceramicsから販売されているSicanit AL3等)、ＭｇＯ−Ｃ(マグネシアカーボン)、アルミナ、耐火断熱煉瓦(IFB)、グラファイト耐火煉瓦及びカーボンを含む。更に、煉瓦(18)は、ステーブ(30)又は炉内での位置に応じて、他の異なる材料から作られることもできる。また上述したように、煉瓦(18)の形状は、様々なステーブ及び／又は炉内空間及び／又は幾何学形状に適するように修正や変更が施されることもできる。
【００６８】
本発明のステーブ／耐火煉瓦構造(28)の好適な実施例が、図３−８及び図１０に示されており、本発明のステーブ(30)における好適な実施例が含まれる。ステーブ(30)は、複数のパイプ(図示せず)を含むことができる。それらパイプは例えば、図１に示されるように、ステーブ(10)の内側に配置されるパイプ(13)であり、該パイプ(13)は、ステーブ(10)の炉シェル側から延びて炉の金属シェルを貫通する１又は複数の外部パイプに取り付けられ、高圧下にあるクーラント(例えば水など)がパイプ(13)の中に送り込まれることにより、炉内に組み立てられ又は設置されたステーブ(10)及びステーブ溝状部(12)内に配置された耐火煉瓦全てが冷却される。好ましくは、ステーブ(30)は銅、鋳鉄又は高熱伝導性の他の金属から作られ、一方、ステーブ(30)に配置されパイプは全て、好ましくはスチールから作られる。
【００６９】
各ステーブ(30)は、使用される炉や領域の内部形状に適合させるために、好ましくはその水平軸及び／又はその垂直軸の周りで湾曲されることができる。各ステーブ(30)は好ましくは、例えば図示の如くに完全に垂直な９０°の起立位置又は傾斜位置(図示せず)でステーブを支持する複数のステーブリブ(32)とステーブソクル(stave socle)(33)とを含んでいる。各ステーブリブ(32)は好ましくは、略弓状の上面リブ部(34)と略弓状の下面リブ部(35)を画定する。ステーブ(30)は好ましくは、順次各対のステーブリブ(32)とリブ(32)との間で複数のステーブ溝状部(37)を画定する。好ましくは、各ステーブ溝状部(37)は略“Ｃ字形”又は略“Ｕ字形”であり、略平面状のステーブ溝状部壁(38)を含んでいる。なお、ステーブ溝状部壁(38)は、用途により、煉瓦(18)の前面(31)が平面形状以外の形を有する場合にその前面(31)と相補する形状にする必要があるとき、その垂直軸及び／又は水平軸に沿う曲線又は形状にしたり、歯状に形成することもできる。各ステーブ溝状部(37)は好ましくは、全てがステーブ(30)と順次対のステーブリブ(32)とによって画定される略弓状の上溝状部(39)及び略弓状の下溝状部(40)を含んでいる。１又は複数のステーブリブ(32)、上面リブ部(34)、底部リブ部(35)、ステーブ溝状部(37)、ステーブ溝状部壁(38)、上溝状部(39)、下溝状部(40)の形、幾何学形状及び／又は断面は、本発明の範囲から逸脱することなく、図面に示された好適な実施例の形状に代えて修正を加えたり、他の形状、例えば角ばった形状、直線状、多角形、ギア付き(geared)、歯状(toothed)、対称形、非対称形又は不規則形状等にすることができる。
【００７０】
図６及び図７に示されるとおり、本発明のステーブ煉瓦(18)は、空間が許容すれば、ステーブ(30)の側部(45)からステーブ溝状部(37)へ摺動させることができるが、ステーブ(30)の前面(47)に挿入することも好ましく有利である。ステーブ(30)の底部から出発し、各ステーブ溝状部(37)には、各煉瓦(18)を第１の方向(46)に回転又は傾斜させることにより、ステーブ煉瓦(18)が充填されることができる。ここで、煉瓦(18)の底部は好ましくは、[１] ステーブの平面と略平行な軸の周りをステーブ(30)から離間する方向に移動するか、又は、[２] ノーズ(23)がステーブ溝状部(37)と弓状に凹んだ上溝状部(39)とに挿入されるように、ステーブ(30)から離間する方向に移動する。その後、煉瓦(18)は通常は第２の方向(48)に回転され、煉瓦(18)の底部はステーブ(30)に向けて移動する。そして、[i] ノーズ(23)は、その周囲と弓状に凹んだ上溝状部(39)との接触が部分的又は全部であるかを問わず、全体又は一部が上溝状部(39)内に配置され、[ii] 煉瓦(18)の前面(31)は、溝状部壁(38)との接触が部分的又は全部であるかを問わず、全体又は一部が溝状部壁(38)のほぼ近く及び／又は隣接して配置され、[iii] 弓状座部(25)は、その周囲と弓状に凹んだ下溝状部(40)との接触が部分的又は全部であるかを問わず、全体又は一部が下溝状部(40)内に配置され、[iv] 弓状凹部(24)は、ステーブ溝状部(37)を画定する順次対のステーブリブ(32)の下ステーブリブ(32)の弓状上面リブ部(34)の上に全部又は一部が配置され、煉瓦(18)は、凹状部(24)の内面と下ステーブリブ(32)の弓状上面リブ部(32)との接触が部分的又は全部であるかを問わず、ステーブ溝状部(37)の中に配置され、[v] 煉瓦(18)の下面(27)は、リブ面(36)との接触が部分的又は全部であるかを問わず、全体又は一部がリブ面(36)のほぼ近く及び／又は隣接して配置され、及び／又は、[vi] 煉瓦(18)がステーブ(30)の最も低いステーブ溝状部(37)以外のステーブ溝状部(37)の何れかに設置される場合、設置される煉瓦(18)の傾斜底部(20)は、傾斜上面部(19)との接触が部分的又は全部であるかを問わず、設置される煉瓦(18)の真ぐ下の傾斜上面部(19)のほぼ近く及び／又は隣接して配置される。
図５乃至図７に示すように、ノーズ(23)の周囲と弓状に凹んだ上溝状部(39)との接触が部分的又は全部であるかを問わず、ノーズ(23)の全体又は一部が弓状に凹んだ上溝状部(39)内に配置されるとき、及び／又は、弓状座部(25)の周囲と弓状に凹んだ下溝状部(40)との接触が部分的又は全部であるかを問わず、弓状座部(25)の全体又は一部が下溝状部(40)内に配置されるとき、煉瓦(18)の各々は、その底部がステーブ(30)の前面(47)から離れて回転されるように回転されるのでなければ、ステーブ(30)の前面(47)の開口を通ってステーブ溝状部(37)から外への直線的な移動は阻止される。
【００７１】
図５乃至図８にも示されるとおり、煉瓦(18)の列が、その前に設置された煉瓦(18)の列の上にあるステーブ溝状部(37)に設置されると、そのようなすぐ下の列の煉瓦(18)は所定位置に固定され、ステーブ(30)がステーブ溝状部(37)から離れて除去される第１の方向(46)へは回転できないので、ステーブ溝状部(37)から外れることがない。図３乃至図７、及び図１０に示す本発明のステーブ／耐火煉瓦構造(28)は、隣接する煉瓦(18)と煉瓦(18)の間にモルタルを入れることもできるし、入れなくてもよい。
【００７２】
図８は、本発明のステーブ／煉瓦構造(90)における他の好適な実施例を示しており、夫々が少なくとも二つの異なる大きさを有するステーブ煉瓦(92)及び(94)を用いて不均一な前面(96)を形成する点を除けば、図４乃至図７のステーブ／煉瓦構造(28)と同じである。図示のように、ステーブ／煉瓦構造(90)の煉瓦(92)は、全体深さ“ce１”が、煉瓦(94)の深さ“ce２”よりも大きい。ステーブ煉瓦(92)(94)の深さが異なって形成される食い違い構造(staggered construction)は、好ましくは、炉のアクリーション(accretion)ゾーン又は他の所望のゾーンで用いられ、不均一な前面(96)は、付着又は蓄積した材料をより効果的に保持し、煉瓦(92)(94)を熱的及び／又は機械的損傷から更に保護することができる。
【００７３】
図９は、従来のステーブ／煉瓦構造(58)を炉(49)の中での使用例を示す。平坦な又は湾曲したステーブ／クーラー(平坦な又は平面的な上ステーブ(52)及び下部ステーブ(53)など)を、炉シェル(51)内に予め設置された煉瓦(54)と共に使用する際、隣接する対の上ステーブ(52)(52)の間にラム空隙(56)が存在し、隣接する対の下ステーブ(53)の間にラム空隙(57)が存在するので、ステーブ(52)(53)は両方とも、構築に余裕をもった状態で設置される。これらのラム空隙(56)(57)は、構築のばらつきのを考慮して用いられなければならない。このようなラム空隙(56)(57)には、典型的には、耐火材料(図示せず)が詰め込まれて、隣接するステーブ／煉瓦構造(58)(58)の間のラム空隙(56)(57)は塞がれる。そのような材料が詰め込まれた空隙(56)(57)は、典型的には、ステーブ／煉瓦構造(58)を用いた従来の炉のライニング(linings)では強度が弱い。炉(49)の稼動中に、ラム空隙(56)(57)が早期に浸食され、炉ガスがステーブ／煉瓦構造(58)の間に進入する。本発明は好適に湾曲したステーブ／煉瓦構造(28)であるので、炉の周囲は煉瓦が連続した状態になり、煉瓦(18)によって従来のラム空隙を無くすことができる。図１０に示されるように、ステーブ(30)(30)の間の空隙(42)は、本発明の１又は複数の煉瓦(18)で覆われるので、空隙(42)へ充填材料を詰める必要が無い。隣接するステーブ(30)の煉瓦の間に従来のようなラム空隙(56)(57)は存在しないので、炉及び／又は炉のライニングの一体性が高まり、寿命が増大する。
【００７４】
煉瓦(54)が予め設置された従来のステーブ／煉瓦構造(58)に関する他の問題は、図９に示されるように、炉(49)の周囲が連続して煉瓦積みされていないために、多くの煉瓦(54)のエッジ(55)が炉(49)の内部に突出するため、これらが、炉(49)の中に落下するあらゆる物体に曝されることである。このような突出エッジ(55)は、摩耗が早くなる傾向があり、及び／又は、落下物に衝突して、その突出エッジ(55)を有する煉瓦(54)が炉(49)内へ崩れ落ちて、ステーブ(52)(53)が露出することもある。本発明のステーブ／煉瓦構造(28)では、図１０に示すとおり、炉の周囲は煉瓦で連続しているため、煉瓦のエッジ(55)が突出することはない。それゆえ、本発明のステーブ／煉瓦構造(28)では、[i] 煉瓦(18)がステーブ(30)から引き出されたり破壊されたりすること、[ii] ステーブ(30)が炉の高熱に直接曝露されることなどは、いずれも著しく低減される。このような特徴があるため、本発明のステーブ／煉瓦構造(28)は高炉のスタック用として好適である。
【００７５】
図１０にも示されるように、複数のピン取付シリンダー(43)は、各ステーブ(30)を取り扱うのに用いられるピン(41)、及び／又は、炉内に各ステーブ(30)を固定又は取り付けるのに用いられるピン(41)を取り付けるために、好ましくは各ステーブ(30)の背面に形成される。ピン(41)の各々は、１又は複数の熱電対が各ステーブ(30)上の様々な位置に容易に設置されることができるように、好ましくは、ネジ付き又はネジ無しの熱電対取付用孔(図示せず)を形成する。
【００７６】
図３−図８及び図１０に示す本発明のステーブ／耐火煉瓦構造(28)の好適な実施例は、炉クーラー又はステーブ(30)の好適な実施例を含むが、本発明の開示は、フレーム／煉瓦構造にも適用可能であり、そのようなフレーム(図示せず)は、炉クーラー又はステーブ(30)に限定されるものでなく、その用途は、直立型又は他の支持型の垂直又は傾斜煉瓦壁を配備するものであれば、炉での使用に限定されるものでなく、耐火煉瓦であるか否かを問わない。
【００７７】
図１１−図１２は、本発明のステーブ／煉瓦構造(59)の好適な他の実施例を示しており、ステーブ(60)と、浅い煉瓦(68)と深い煉瓦(69)とが交互に並ぶ蟻継ぎ煉瓦とを含んでおり、上面のステーブ煉瓦(67)は、長煉瓦(69)と同じ深さで、露出面(75)は他の蟻継ぎ煉瓦(68)(69)の露出面(76)の高さよりも大きい。図示のように、浅い煉瓦(68)と深い煉瓦(69)の蟻継ぎ煉瓦は、それぞれ、上蟻継ぎ又は傾斜部(73)と下蟻継ぎ又は傾斜部(74)を有する。更に、煉瓦(67)(68)(69)の各々が２つのコーナ部(71)を画定する。深い煉瓦(69)は、２つの凹状煉瓦の頂点(70)を画定し、該頂点は、本発明のステーブ／煉瓦構造(59)の完成時における浅い煉瓦(68)のコーナ部(71)と合致する。ステーブ(60)は好ましくは、完全に垂直な９０°の起立位置又は傾斜位置でステーブ(60)を支持する複数のステーブリブ(64)とステーブソクル(図示せず)とを含んでいる。各ステーブリブ(32)は好ましくは、略傾斜した上リブエッジ(65)と下リブエッジ(66)を画定する。ステーブ(30)は好ましくは、順次各対のステーブリブ(64)(64)の間で複数のステーブ溝状部(61)を画定する。
好ましくは、各ステーブ溝状部(37)は略平面状のステーブ溝状部壁(77)を含んでいる。なお、ステーブ溝状部壁(77)は、用途により、深い蟻継ぎ煉瓦(69)の前面(78)が平面形状以外の形を有する場合にその前面(78)と相補する形状にする必要があるとき、その垂直軸及び／又は水平軸に沿う曲線又は形状にしたり、歯状に形成することもできる。各ステーブ溝状部(61)は好ましくは、全てがステーブ(60)と順次対のステーブリブ(64)とによって画定される略蟻継ぎ形状の上溝状部(62)及び略蟻継ぎ形状の下溝状部(63)を含んでいる。
１又は複数のステーブリブ(64)、上リブエッジ(65)、下リブエッジ(66)、ステーブ溝状部(61)、ステーブ溝状部壁(77)、上溝状部(62)、下溝状部(63)、煉瓦頂点(70)、煉瓦エッジ(71)、上蟻継ぎ部(73)、下蟻継ぎ部(74)、露出面(75)(76)及び前面(78)の形、幾何学形状及び／又は断面は、本発明の範囲から逸脱することなく、図面に示された好適な実施例の形状に代えて修正を加えたり、他の形状、例えば角ばった形状、直線状、多角形、ギア付き(geared)、歯状(toothed)、対称形、非対称形又は不規則形状等にすることができる。
【００７８】
図１２における本発明のステーブ／煉瓦構造(59)の図は、ステーブリブ(64)のうちの各リブ(79)は、煉瓦(67)(68)(69)の厚さ(すなわち、幅)の半分よりも短いことを示している。つまり、((煉瓦厚さ−ステーブ又はクーラー間の設計空隙長さ)／２)＋構築偏差として１／４”である。ステーブリブ(64)の欠損部の空所(80)を充填するのに、追加の煉瓦(図示せず)を設置することもできる。この煉瓦は、ステーブ／クーラー(60)と同様の冷却が促進されるように熱伝導性が高いものが好ましい。このようなステーブ／煉瓦構造(59)では、煉瓦(67)(68)(69)を空所(80)(即ち、ステーブリブ(79)を短くすることで生じた追加の空間)からステーブ溝状部(61)へと摺動させて、炉の中にステーブ(60)を設置した後、煉瓦(67)(68)(69)をステーブ溝状部(61)に挿入したりそこから取り外したりすることができる。
【００７９】
ステーブ／煉瓦構造(59)には、図１１に示すとおり、好ましくは単一煉瓦構造(図示せず)、又は浅い煉瓦(68)と深い煉瓦(69)を交互にした煉瓦構造用いることができる。この図において、深い煉瓦(69)の蟻継ぎ部(73)(74)はステーブ溝状部(61)へ挿入され、ステーブ溝状部(61)内に収容され、浅い煉瓦(68)の前面(78)は、ステーブリブ(64)のリブ面(81)との接触が部分的又は全部であるかを問わず、夫々のリブ面(81)のほぼ近く及び／又は隣接して配置され、浅い煉瓦(68)の煉瓦エッジ(71)は、深い煉瓦(69)の頂点(70)との接触が部分的又は全部であるかを問わず、頂点(70)のほぼ近く及び／又は隣接して配置される。
また、使用される煉瓦が２以上の異なる形状を有し、それら全ての煉瓦の一部がステーブ溝状部に収容された他のステーブ／煉瓦構造についても本発明の範囲内である。
【００８０】
本発明のステーブ／煉瓦構造は、好ましくは、まず最初に煉瓦を型の中にセットし、煉瓦の周囲にステーブを鋳込む(casting)ことにより、組み立てられることもできる。
【００８１】
上述の詳細な説明において、開示内容を簡素化するために様々な特徴を単一の実施例にまとめられている。この開示方法は、特許請求の範囲に記載された発明の実施例が、各請求項に明示的に記載されたものよりも多くの特徴が必要とされる発明を反映するものと解されるべきではない。むしろ、以下の請求項に規定された発明の主題は、単一の開示された実施例における全ての特徴よりも少ない。それゆえ、以下の特許請求の範囲は詳細な説明の中に組み込まれるものとし、各請求項は別個の実施例として自立している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９−１０】
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【図１１】
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【図１２】
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