KR102728726B1 - 용광로용 냉각식 패널 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구리, 주철 또는 기타 금속 합금으로 만들어진 본체(25), 독립적인 내부 냉각 채널(24), 및 패널의 본체에 고정되고 그 안에 내부 냉각 채널(24)에서 유래한 파이프(27)들이 삽입되는 슬리브(26)로 구성된, 용광로(1) 및 기타 공업로의 벽에 사용되는 냉각식 패널(23)에 관한 것이며, 내부 냉각 채널(24)들의 개수는 냉각수 공급 및 배출 매니폴드(35)에 연결하기 위한 어셈블리(31)들의 개수보다 많다.

Description

용광로용 냉각식 패널

본 발명은 철, 강 및 기타 기초 재료를 생산하기 위한 용광로 및 기타 공업로의 벽에 사용되는 신규한 냉각식 패널에 관한 것이다.

철, 강 및 기타 기초 재료를 생산하기 위한 공업로는 다양한 원재료 생산 및/또는, 정제 및/또는 재료를 재처리 하기 위한 융합에 필요한 화학 반응이 일어나는 중대형 장비이다. 여러 유형의 공업로가 있지만, 이들 모두 용광로 내부 환경에 기인하는 내부 벽에 대한 가혹한 요구 사항들에 의해 특징지어 진다. 이러한 요건들은 고온에 의해 야기되는 열적 요구 사항, 주로 로의 장입물과 벽의 접촉으로 인한 마모 및 충격의 기계적 요구 사항, 벽의 재료와 노의 내부 부분위기에서의 물질 사이의 화학 반응에 의해 발생하는 화학적 요구 사항(부식)으로 구분된다. 다양한 유형의 요구가 동시에 작용할 수 있으며, 각각은 다른 것의 영향을 받는다. 결과적으로, 용광로 벽의 마모 및 열화는 용광로의 사용 수명 및/또는 유지 보수 중지의 빈도 및 기간을 결정하는 요인 중 하나이다. 실제로, 이러한 요구에 직면한 벽의 저항성을 증가시켜 사용 수명을 최대화하기 위하여 다양한 유형의 구성 요소, 재료 및 응용이 개발되었다.

현재 기술에서 사용되는 솔루션 중에, 냉각식 패널들이 두드러진 것이다. 이들 패널은 노의 내벽에 조립된다. 패널들은 구리, 철 또는 기타 금속 합금으로 만들어지며 이제부터 "냉각수"라고 지칭하는 물 또는 기타 유체 순환을 통해 냉각된다. 냉각수는 패널의 내부 채널들을 순환하고 물과 채널의 내부 표면 사이의 열 교환은 노 내부로부터 공급되는 패널 본체의 열적 부하(열)를 제거하여 온도를 안정시키고 기계적 특성의 손실 및 패널의 급격한 열화를 방지한다.

패널 본체는 압연, 압출, 단조 또는 주조 블록으로 구성될 수 있다. 패널 본체가 압연, 압출 또는 단조되는 경우, 냉각 채널들은 기계 가공(드릴링)을 통해 얻어지는 반면에, 본체를 주조하는 경우 채널들은 용융 전에 몰드에 배치되는 샌드 코어 또는 파이프 코일을 통해 직접적으로 얻어질 수 있다. 코일은 일반적으로 구리, 강 또는 구리와 니켈을 주성분으로 하는 금속 합금 파이프로 제조된다. 각 내부 채널은 용광로의 냉각수 순환 시스템에 연결되는 물 유입구 및 배출구가 있다.

일부 유형의 용광로에서, 냉각식 패널은 지지 구조로 조립되어 패널의 후면이 용광로 외부에서 부분적으로 보이도록 한다. 이 경우, 패널은 측벽 및 용광로 라이닝으로 작동하여 용광로 내부의 가스와 재료를 유지하고 열 분산을 방지한다. 이 구성에서, 벽을 형성하는 냉각식 패널과 지지 구조의 조합을 용광로 쉘이라고 칭한다. 이것은 대개 기초 금속을 생산하기 위한 전기로(FEA) 및 기타 유형의 노의 경우이다. 선철 생산용 용광로 및 기초 금속의 생산을 위한 일부 유형의 노와 같은 다른 경우에는, 강판으로 구성된 폐쇄 구조의 내부에 패널을 고정하여 노의 내부를 외부 환경으로부터 완전히 단열한다. 이러한 경우, 쉘이라는 명칭이 이러한 폐쇄 구조에 적용되며 패널의 기능은 노의 내부에서 나오는 요구로부터 쉘을 보호하는 것이다. 이 구성에서, 패널의 냉각수의 유입구와 배출구를 형성하는 파이프는 노의 물 순환 시스템과 연결하기 위해 반드시 쉘을 가로질러야 한다. 이러한 상황은 쉘에 구멍을 뚫고 하우징과 튜브 사이의 나머지 공간을 밀봉하여 가스의 통과를 방지해야 할 필요성을 발생시킨다. 이러한 밀봉은 견고한 금속 구성 요소를 용접 또는 신축 이음(expansion joint)에 의해 이루어진다. 신축 이음은 밀봉을 손상시키지 않으면서 튜브와 쉘 사이의 상대적인 변위를 어느 정도까지 허용한다.

열에 직접 노출되는, 노의 중심을 향하여 배치되는 패널의 표면을 핫 페이스(hot face)라 하는 반면에, 반대쪽의 표면을 콜드 페이스(cold face)라고 한다. 패널의 핫 페이스는 종종 리브라고 하는 융기된 부분과 번갈아 나타나는 공동의 존재에 의해 특징지어진다. 이러한 구성은 핫 페이스에 내화성 보호 재료의 고정을 허용하고/하거나 응고하는 노의 장입물 자체의 유지를 도와주며, 냉각식 패널과 접촉에 의해 냉각될 때 보호 층을 형성하는 경향이 있다. 냉각수 유입구와 배출구를 형성하는 파이프는 콜드 페이스에 의해 패널 본체를 빠져나간다. 용광로에 사용되는 냉각식 패널은 일반적으로 "스테이브 냉각기"라고 하며, 본 명세서에서는 항상 "냉각식 패널"이라는 명칭이 사용될 것이며 이는 "스테이브 냉각기"도 포함한다. 현재 기술에 따르면, 각 냉각식 패널은 하나 이상의 독립적인 냉각 채널을 갖고 있으며 각 냉각 채널은 물 유입구 파이프와의 커플링 및 물 배출구 파이프와의 커플링을 통해 노 냉각수 회로에 연결된다. 이것은 패널 냉각수 회로(패널의 불가분한 일부)와 노의 냉각수 회로 사이에 연결이 이루어지게 하는 각 장치를 연결하는 커플링으로 정의된다. 커플링은 냉각수의 작동 압력에 기초한 수밀성을 확보해야 하고 나사 부품 또는 기타 유형의 조합에 의해 이루어질 수 있으며, 가역적 연결이며 절단 또는 용접 작업이 필요 없는 일반적인 도구의 사용으로 반복적으로 조립 및 분해가 가능하다는 사실에 의해 특징지어진다. 유입구 커플링과 배출구 커플링으로 구성된 어셈블리를 커플링 세트라고 한다. 설계 및 제조 세부 사항의 관점에서 볼 때, 그 커플링으로 물 유입이 발생하는 패널의 부분은 배출이 발생하는 부분과 동일하므로, 패널의 이들 영역의 파이프 및 기타 구성요소에 대한 구조적인 특성을 언급함으로써 유입 및 배출 영역 모두를 참조할 것이다.

각 패널의 냉각 채널들의 단위 단면적 및 수를 규정하기 위한 주요 파라미터는 물을 통해 방출되어야 하는 열적 부하의 양이다. 각 채널의 단면적에 채널 수를 곱한 것을 패널에서 수로의 전체 단면이라 한다. 각 패널에서, 소정의 수로 전체 단면에 대한 필요성은 충분히 넓은 단일 채널을 통해 얻을 수 있거나 또는 함께 합쳐진 수로 단면이 필요한 수로 전체 단면의 값에 도달하는 두 개 이상의 채널을 통해 얻을 수 있다. 더 작은 섹션의 더 많은 채널로 물 유동을 세분화하면 패널 두께를 줄여 결과적으로 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 더 효과적이고 균일하며 포괄적인 냉각이 가능하다는 이점이 있다. 또한 채널 중 하나에 누수가 발생하여 물 유동이 차단되는 경우 패널을 냉각하는 효율의 감소는 채널 수에 반비례하기 때문에, 예상치 못하거나 사고 발생의 경우에 더 높은 안전성을 나타낸다. 다른 한편으로, 독립적인 채널의 수가 많을수록 더 많은 물 유입구 및 배출구 커플링들이 필요하고 냉각수 외부 회로의 복잡성이 증가할 뿐만 아니라 커플링 간에 공간 및 근접성이 부족하기 때문에 조립, 분해 및 유지 보수 작업의 어려움이 있다. 또한, 노 및 패널의 구성에 따라, 하우징에 더 많은 수의 구멍이 필요하며 서로 가깝게 있고, 노 구조를 약화시키고 설치의 복잡성을 증가시킨다. 이러한 요인들은 더 많은 수의 회로가 제공되는 이점에도 불구하고 각 패널의 독립적인 회로들의 수를 제한한다.

패널의 냉각 회로의 물 유입구 및 배출구 그리고 용광로의 외부 파이프 시스템과의 개별적인 커플링의 최적화된 구성은 여러 연구 및 일부 특허 출원의 주제였다. 2019/03/05의 US 10222124 B2, 2018/03/08의 US 9963754 B2, 1981/03/18의 EP 0025132 A1을 인용할 수 있다. 언급된 특허들은 별개의 접근 방식 및 솔루션을 제시하지만, 모두 공통적으로 모든 물 유입관 및 배출관이 패널의 단일 영역에 집중하는 특징을 갖고 있어, 각각의 물 유입관 또는 배출관이 개별적으로 통과하는 경우 도달해야 하는 쉘에서 다수의 구멍을 대체하는 단일 창을 통해 노 쉘을 통한 이들 튜브의 통과가 수행될 수 있다. 이러한 솔루션은 노에 패널의 조립 및 고정하는 데에 유리할 수 있고 경우에 따라 냉각 채널들의 수를 제한적으로 증가시킬 수 있지만, 실제로 냉각 채널 수의 실질적인 증가를 실현하기에 충분하지 않다.

본 발명은 철, 강 및 기타 기초 재료를 생산하기 위한 용광로 및 기타 공업로의 벽에 사용되는 냉각식 패널의 신규한 구성에 관한 것이며, 그 구조적인 특성들은 하기의 목적의 달성을 가능하게 한다.

a) 패널의 가장 뜨거운 영역의 온도를 낮추고 본체 및 핫 페이스에서 더 낮은 평균 온도를 달성하는 것에 의해서 패널 냉각의 효율성을 개선하는데, 이는 패널의 사용 수명을 증가시킬 수 있다. 패널은, 패널을 구성하는 재료들이 더 양호한 기계적 특성을 유지하고 화학적 손상에 덜 취약해지는 온도 범위에서 작동할 수 있을 것이다. 또한, 핫 페이스의 온도가 낮아서 패널과 접촉하는 슬래그 및 기타 재료의 응고에 유리하며, 핫 페이스를 보호하며 내구성에 기여하는 응고층 형성에 유리하다. 이 보호 층에 의해 제공되는 또 다른 이점은 열 분산의 감소이며, 결과적으로 노의 생산 단위당 연료 또는 에너지 소비가 감소한다.

b) 패널의 두께를 감소시키는데, 결과적으로 패널의 질량과 비용을 줄이고 노 내부의 사용 가능한 공간을 증가시킨다.

c) 하나 이상의 냉각 회로가 손실되는 경우 패널의 냉각 능력의 손실을 감소시킨다. 패널이 손상되고 결과적으로 내부 채널 중 하나에서 누수가 발생하여 내부 채널 중 하나에서 물의 순환을 중단해야 하는 마모, 충격 또는 국부적인 과열과 같은 불행한 작동 상황의 경우에, 이것은 전술한 예기치 않은 상황이 발생한 후에도 특정 상황에서 패널이 계속 작동하도록 허용하여 손실을 낮추고, 노의 예정되지 않은 중지를 방지하며 작동 안정성을 높인다.

본 발명의 목적은 패널의 제공으로 달성되는데, 내부 냉각 채널의 공급 파이프(들)가 노 냉각수의 외부 회로와의 커플링 후에 둘 이상의 완전히 분리된 더 작은 단위 단면적의 채널들로 분리되어 있어 패널 본체는 커플링 세트의 수보다 많은 복수의 독립적인 채널들에 의해 교차된다. 패널 본체를 개별적으로 관통하도록 한 후에, 복수의 채널은 각각의 배출 커플링 전에 단일 채널(각 커플링 세트를 위한)에서 모여지므로, 냉각수 배출구 커플링의 수는 유입구 커플링의 수와 같다. 이러한 방식에서, 현재 기술 상태로 인해 채널 수의 증가를 제한하는 관련된 단점들에 직면하는 일없이, 패널 본체를 통과하는 채널 수의 증가로 인한 모든 이점을 누릴 수 있다. 이러한 제한을 없애면, 커플링 세트의 수와 수로의 전체 단면을 증가시키지 않고도 채널의 수를 크게 늘릴 수 있다.

결과적으로, 현재 기술 상태에 따라 패널과 관련하여 하기의 이점들을 얻을 수 있다.

a) 냉각 채널들 사이의 거리가 현저히 감소한다. 채널들 사이의 거리가 감소하면 패널의 각 지점과 냉각수 사이의 평균 거리가 감소하고 결과적으로 본체 및 핫 페이스에서의 평균 온도가 감소한다. 물과 물로부터 멀리 떨어져 있는 패널 영역 사이의 최대 거리도 감소하는데, 이는 냉각수로부터 멀리 떨어져 있어 과열되기 쉬운 패널 부분인 소위 핫 스팟이 제거되는 것을 의미한다.

b) 냉각수와 채널 벽 사이의 접촉면 증가: 수로의 전체 단면적을 동일하게 유지하지만, 더 많은 수의 채널로 다시 나누면 물과 채널 벽 사이의 접촉면은 증가한다. 이러한 증가는 채널 수 증가의 제곱근 비율로 발생한다: 채널 수 n, 단일 채널이 있는 경우 접촉면 S1, 동일한 전체 통과 단면이 n 채널로 나누어지는 경우 접촉면 Sn 일 때, 접촉면의 증가는 Sn = S1 x √n의 비율로 표현된다. 즉, 동일한 전체 통과 단면을 유지하지만 채널 수를 4배로 하면, 물과 채널의 벽 사이의 접촉 면적은 2배가 될 것이다. 냉각수와 패널 사이의 열 교환은 물 접촉 표면/채널 벽을 통해 이루어지기 때문에, 이러한 표면의 증가는 냉각 효과에 직접 영향을 준다.

c) 패널의 내부 냉각 채널들이 패널의 본체에 포함되는 것을 고려할 때 채널의 직경이 작을수록 채널이 수용되어야 하는 본체의 두께가 더 작아진다. 이러한 사실은 채널의 수를 늘리고 동시에 단위 단면을 감소시킴으로써, 패널의 두께를 감소시키고 따라서 패널의 질량 및 비용을 줄이는 것을 가능하게 한다.

위에서 열거한 이점들은 본 발명의 목적을 달성하도록 한다.

본 발명은 첨부된 도면과 함께 상세한 설명에 의해 더욱 잘 이해될 수 있다.

도 1은 용광로의 측면도이다.
도 1a는 용광로의 측면 절단부의 일부 확대도이다.
도 2는 용광로의 수평 단면도이다.
도 2a는 용광로의 수평 절단부의 일부 확대도이다.
도 3은 기술의 현재 상태에 따른, 압연 구리로 만들어진 냉각식 패널의 콜드 페이스의 정면도를 도시한다.
도 3a는 현재 기술 상태에 따른, 압연 구리로 만들어진 냉각식 패널의 종단면도를 도시한다.
도 3b는 현재 기술 상태에 따른, 압연 구리로 제조된 냉각식 패널의 평면도를 도시한다.
도 4는 현재 기술 상태에 따른, 주조 구리로 만들어진 냉각식 패널의 콜드 페이스의 정면도이다.
도 4a는 현재 기술 상태에 따른, 주조 구리로 만들어진 냉각식 패널의 종단면도이다.
도 4b는 현재 기술 상태에 따른, 주조 구리로 만들어진 냉각식 패널의 평면도이다.
도 5는 본 발명에 따른, 주조 구리로 만들어진 냉각식 패널의 콜드 페이스의 정면도이다.
도 5a는 본 발명에 따른, 주조 구리로 만들어진 냉각식 패널의 종단면도이다.
도 5b는 본 발명에 따른, 주조 구리로 만들어진 냉각식 패널의 평면도이다.
도 6은 상부 및 하부 가장자리에 평행한 채널을 갖는 본 발명에 따른, 주조 구리로 만들어진 냉각식 패널의 콜드 페이스의 정면도이다.
도 7은 본 발명에 따른, 물 유입구(또는 배출구) 어셈블리의 측단면도이다.
도 7a는 본 발명에 따른, 물 유입구(또는 배출구) 파이프를 포함하는 슬리브의 단면도이다.

도 1은 액체 선철이 축적되는 노상(2), 뜨거운 공기가 노 내로 들어가는 송풍구(3)의 영역, 하강하는 노 장입물이 가열 및 용해 외에 광석 환원의 화학 반응을 거치게 되는 보시(4), 벨리(5) 및 스택(6)을 포함하는 용광로(1)를 도시한다. 노는 내부를 완전히 감싸는 쉘(7)에 의해 외부적으로 밀봉되며, 냉각식 패널(8)이 쉘의 내부면에 조립된다.

도 1a는 쉘(7)의 내측에 고정되는 현재 기술 상태에 따른 냉각식 패널(8)의 부분적인 세트의 수직 단면도를 도시하며, 각각의 물 유입 및 배출 파이프(9)가 쉘(7)을 통해 뻗어 있다.

도 2는 쉘(7) 및 냉각식 패널(8)이 있는 용광로의 A-A 섹션을 도시한다.

도 2a는 쉘(7)의 내측에 고정되는 현재 기술 상태에 따른 냉각식 패널(8)의 세트의 수평 단면도를 도시하며, 각각의 물 유입 및 배출 파이프(9)가 쉘(7)을 통해 뻗어 있다.

도 3은 압연 냉각식 패널(10)의 콜드 페이스의 정면도를 도시하며, 이는 현재 기술 상태에 따른 복수의 패널 중 일례이고, 여기서 수직 점선으로 구멍 가공을 통해 얻은 내부 냉각 채널(11)과 물 유입 및 배출 파이프(12)가 있다.

도 3a는 고체 피스로부터 얻어지는 본체(13), 내부 냉각 채널(11), 콜드 페이스(14)에서 패널을 빠져 나가는 물 유입 및 배출 튜브(12)로 구성된, 현재 기술 상태에 따른 압연 냉각식 패널(10)의 종단면도를 도시한다. 또한, 도 3a에 일부 유형의 냉각식 패널에서 핫 페이스(17)를 특징짓는 공동(15) 및 리브(16)가 있다.

도 3b는 물 유입 또는 배출 튜브(12)가 있는 현재 기술 상태에 따른 압연 냉각식 패널(10)의 평면도를 도시한다.

도 4는 주조 냉각식 패널(18)의 콜드 페이스의 정면도를 도시하며, 이는 현재 기술 상태에 따른 복수의 패널 중 일례이고, 여기서 수직 점선으로 강 또는 기타 금속 합금 튜브로 구성되며 패널의 주조 본체(20)에 내장되는 내부 냉각 채널(19)이 있다. 또한, 주조 구리 본체에 내장되고 패널의 물 유입 및 배출 파이프(22)를 보호하는 기능을 갖는 보호 슬리브(튜브)(21)가 있다. 내장된 것이라는 표기는 액체 금속이 응고되어 그 부품과 접촉하여 부품을 고정하는, 주조 공정 중에 부품이 주조 본체에 고정됨을 알리는 데 사용된다.

도 4a는 주조 본체(20), 내부 냉각 채널(19), 그리고 콜드 페이스(14)에서 패널을 빠져 나가는 물 유입 및 배출 튜브(22)가 있는 현재 기술 상태에 따른 주조 냉각식 패널(18)의 종단면도를 도시한다. 또한, 도 4a에 일부 유형의 냉각식 패널에서 핫 페이스(17)를 특징짓는 공동(15) 및 리브(16), 그리고 패널의 물 유입 및 배출 튜브를 보호하는 주조 본체에 매립된 보호 슬리브(21)가 있다.

도 4b는 주조 본체에 매립된 보호 슬리브(21) 그리고 각각 개별적인 보호 슬리브(26)에 의해 보호되는 물 유입 또는 배출 튜브(22)가 도시되어 있는, 현재 기술 상태에 따른 주조 냉각식 패널(18)의 평면도를 도시한다.

도 5는 새로운 디자인에 따른 냉각식 패널 주물(23)의 콜드 페이스의 정면도를 도시하며, 여기서 강 또는 기타 금속 합금 튜브로 구성되고 패널 본체(25)에 내장된 내부 냉각 채널(24)이 파선으로 나타내고 있다. 또한, 패널 본체에 내장된 강 슬리브(26)가 있으며, 각각의 슬리브는 각각의 냉각수 배출구 커플링으로 집중하거나 각각의 냉각수 유입구 커플링으로부터 유래하는 내부 냉각 채널을 연속해서 구성하는 튜브(27)를 수용하기에 충분한 직경을 가지고 있다.

도 5a는 새로운 디자인에 따른 냉각식 패널 주물(23)의 종단면도를 도시하며, 여기에는 주조 본체(25), 패널을 종방향으로 가로지르는 내부 냉각 채널(24), 일부 유형의 냉각식 패널에서 핫 페이스(17)를 특징짓는 공동(15) 및 리브(16)가 도시되어 있다. 또한, 도 5a에는 패널 본체에 매립된 보호 슬리브(26)가 있으며, 그 안에 패널의 냉각수 시스템의 유입 및 배출 파이프(27)가 수용되어 있다. 튜브(27)는 그 단부에서 강 또는 기타 금속 합금으로 만들어진 패널측의 커플링(28)에 용접에 의해 결합된다. 패널의 물 배출구의 경우 패널측의 커플링(28)은 내부 냉각 파이프(27)에서 흐르는 물을 단일 덕트로 모으며 노 냉각 시스템에 단일 커플링에 의해 연결된다. 물 유입구의 경우 패널측의 커플링(28)은 단일 커플링에 의해 연결되며, 패널측의 커플링으로부터 나오는 냉각수 유동은 패널(25)의 본체로 유입되는 복수의 튜브(27)로 분기되어 패널을 냉각한다.

도 5b는 새로운 디자인에 따른 주조 냉각식 패널(23)의 평면도를 도시하며, 여기서는 패널 본체에 매립된 보호 슬리브(26)가 도시되어 있고, 각각의 슬리브는 패널의 냉각수 유입 또는 배출 튜브를 수용하며, 각 보호 슬리브 내부에서 튜브들은 각 유입 커플링에서 유래하거나 패널측의 커플링(28)을 통해 각 배출 커플링으로 유도된다.

도 6은 참조 번호 29로 표시되는 새로운 설계에 따른 주조 냉각식 패널의 콜드 페이스의 정면도를 도시하며, 여기서 강 또는 다른 금속 합금 튜브로 구성되고 패널의 주조 본체에 내장되는 내부 냉각 채널(24)이 점선으로 나타내어 있고, 이 도면에 도시된 구성에서 내부 냉각 채널들은 냉각수 유입구 또는 배출구의 편향, 중단 또는 개재없이 패널의 하단 및 상단에서 수평으로(30)으로 지나가고 패널의 하부 및 상부 가장자리와 평행하게 유지된다. 이러한 배치 설정은 냉각식 패널의 상단 및 하단에서 냉각을 최적화한다.

냉각수 유입구 또는 배출구의 편향, 중단 또는 개재 없이 패널의 하단 및 상단 가장자리와 평행하게 유지되는 파이프들은 패널의 네 모서리 중 하나 근처에 위치한 유입구 커플링에서 시작하고 반대쪽 모서리 근처에 위치한 유입구 커플링에서 종료하며, 이러한 반대쪽의 커플링에서 시작하고 종료하는 파이프들 중 하나 이상은 패널을 시계 방향으로, 하나 이상은 패널을 시계 반대 방향으로 돌고 있다. 이러한 방식으로 패널 본체의 다른 모든 냉각 채널들은 반대쪽 모서리에 위치한 전술한 두 개의 커플링에서 시작되는 채널들에 의해 한정되는 둘레에 수용된다.

도 7은 물의 유입구 또는 배출구를 구성하는 구성요소 세트 및 노 냉각 시스템에 대한 연결의 측면 상세도를 도시하며, 여기에는 새로운 디자인에 따른 주조 냉각식 패널(23)의 내부 냉각 채널(24)들이 있다. 내부 채널을 형성하는 튜브(27)들이 합류하고 보호 슬리브(26) 내부에 삽입된 주조 본체(25)를 떠난다. 튜브(27)의 단부들이 서로 그리고 패널측의 커플링(28)에 대한 연결은 용접(32)에 의해서, 또는 보호 슬리브(26)의 내부 표면과 튜브(27)의 외부 표면 사이에 생성된 공간과 냉각수 유동 사이에 독립성을 보장하는 다른 방법에 의해서 이루어지며, 보호 슬리브에 약간의 손상이 있는 경우에 누출을 방지한다. 노 가스 밀봉을 위해, 강성 또는 가요성일 수 있는 금속 구성요소(33)가 노 하우징(7) 및 보호 슬리브(26)에 용접된다. 가스 누출을 방지하기 위하여, 내부 노 분위기에 노출된 보호 슬리브(26) 영역에 손상이 있더라도 내부에서 밖으로 가스 누출이 발생하지 않는 방식으로, 바람직하게는 보호 슬리브(26)가 내부에 삽입된 파이프(27)에 용접에 의해 부착될 수도 있다. 커플링(31)은 패널을 가요성 파이프(35)에 연결하는데, 가요성 파이프는 노의 일부를 구성하는 노의 외부 냉각 회로에서 파생된다.

도 7a는 강으로 만들어진 패널측의 커플링(28), 내부 채널(27)을 형성하는 튜브 및 연결 용접부(32)를 콜드 페이스 쪽에서 본 정면도를 도시한다. 또한, 이 도면에는 캡(34)이 도시되어 있다. 이 캡은 동일한 커플링에 연결된 다른 채널에서의 냉각수의 유동을 손상시키지 않으면서, 누출된 채널에서의 물 유동을 차단하는 데 사용된다. 캡은 내부 나사 구멍을 통해 각 튜브(27)에 개별적으로 설치될 수 있다.

도 5, 5a, 5b, 도 7 및 7a의 설명에서 언급되었고, 패널의 본체(25)에 내장된 냉각 채널(24)을 각각의 커플링(31)의 패널측의 커플링(28)에 연결하는 기능을 갖는 튜브(27)들이 도면에 도시된 원형과 다른 단면을 가질 수 있으며 이들이 유래하는 내부 냉각 채널의 단면과도 상이할 수 있다는 것을 유의해야 한다.

명세서에 설명된 본 발명의 형식의 변형, 윈도우 또는 구멍의 포함, 수정 및 변경은 이 경우에 본 발명 또는 본 발명의 등가물의 범위를 벗어나지 않고 당업자에게 가능하며, 첨부된 청구범위 및 그 등가물에 포함되어야 한다는 것을 유의해야 한다. 본 발명에는 "혼합된" 구성의 패널들, 즉 확장의 일부가 본 발명의 기준 내에 들어맞으며 전형적인 기준에 따라 실행된 다른 부분을 갖고 있는 패널들도 포함되어야 한다.

Claims (25)

1. 냉각 채널(24)을 통해 냉각되는 본체(25), 물 공급 및 복귀 시스템과 연결하기 위한 적어도 한 세트의 커플링(31), 본체(25)에 내장된 복수의 냉각 채널(24), 및 냉각 채널(24)을 각 세트의 커플링(31)에 연결하는 복수의 파이프(27)를 포함하는, 용광로 및 기타 공업로용 냉각식 패널에 있어서,
   패널측의 각 커플링(31)은 패널 본체(25)에 들어가기 전에 복수의 튜브(27)로 분기되는 것을 특징으로 하는 용광로용 냉각식 패널.
2. 제1항에 있어서,
   패널측(28)의 각 커플링(31)은 노 하우징(7)의 내부 면을 제한하는 라인을 한계로 규정하는 노(1)에 들어가기 전에 복수의 튜브(27)로 분기되는 것을 특징으로 하는 용광로용 냉각식 패널.
3. 제1항에 있어서,
   본체(25)는 주조, 압연, 단조 또는 압출되는 것을 특징으로 하는 용광로용 냉각식 패널.
4. 제1항에 있어서,
   각 세트의 커플링(31)은 본체(25)에 내장된 두 개의 냉각 채널(24)을 갖는 것을 특징으로 하는 용광로용 냉각식 패널.
5. 제1항에 있어서,
   각 세트의 커플링(31)은 본체(25)에 내장된 세 개 이상의 냉각 채널(24)을 갖는 것을 특징으로 하는 용광로용 냉각식 패널.
6. 제1항에 있어서,
   단일 커플링(31)에 수렴하는 각 세트의 냉각 채널(24)들에서 유래하는 각 세트의 튜브(27)들은, 패널의 본체(25)를 떠날 때 패널에 고정된 단일 보호 슬리브(26)에 수용되는 것을 특징으로 하는 용광로용 냉각식 패널.
7. 제1항에 있어서,
   단일 커플링(31)에 수렴하는 각 세트의 냉각 채널들에서 유래하는 각 세트의 파이프(27)들은, 패널의 본체(25)를 떠날 때 패널의 본체(25)에 고정된 단일 보호 슬리브(26)에 수용되고, 보호 슬리브(26)로부터 나온 튜브(27)와 패널측의 커플링(28) 사이의 연결은 용접(32)에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 용광로용 냉각식 패널.
8. 제1항에 있어서,
   단일 커플링(31)에 수렴하는 각 세트의 냉각 채널(24)들에서 유래하는 각 세트의 파이프(27)들은, 패널의 본체(25)를 떠날 때 패널의 본체(25)에 고정된 단일 보호 슬리브(26)에 수용되며, 보호 슬리브(26)를 나온 후의 튜브(27)들은 노 냉각 시스템에 연결되는 단일 커플링(31) 내에 용접(32)에 의해 밀봉 연결되는 것을 특징으로 하는 용광로용 냉각식 패널.
9. 제1항에 있어서,
   보호 슬리브(26)의 내부 표면과 튜브(27)의 외부 표면 사이의 공간(36)과 패널측의 커플링(28) 사이의 통로는 밀봉되는 것을 특징으로 하는 용광로용 냉각식 패널.
10. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    보호 슬리브(27)는 원형 또는 기타 단면을 갖고 있고 주조 공정 중에 매립에 의해서, 또는 용접에 의해서, 또는 나사산 혹은 플랜지와 스크류 같은 기계적 결합에 의해서, 또는 이러한 고정 방법들의 조합에 의해서 본체(25)에 고정되는 것을 특징으로 하는 용광로용 냉각식 패널.
11. 제1항에 있어서,
    내부 냉각 채널(24)로부터 물의 유입 또는 배출 유동 사이의 합류는, 각각의 커플링(31)에서 함께 수렴할 때 각각의 커플링에 대해 복수의 파이프(27)를 패널측의 커플링(21)에서 단일 도관 내에 수렴시킴으로써 이루어지고, 물 유동이 동일한 커플링으로 보내지거나 또는 동일한 커플링에서 나오는 모든 파이프(27)의 단면이 맞추어지는 것을 특징으로 하는 용광로용 냉각식 패널.
12. 제1항에 있어서,
    패널의 본체(25)에 내장된 냉각 채널(24)을 커플링(31)에 연결하는 각각의 파이프(27)는, 커플링이 분리될 때 그 단면을 통해 직접적으로 볼 수 있고 접근할 수 있는, 커플링 쪽을 향하는 단부를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 용광로용 냉각식 패널.
13. 제1항에 있어서,
    패널 본체(25)에 내장되어 있는 복수의 냉각 채널(24)의 각각에서 수로의 단면의 면적은 각 커플링(31)에서의 수로 단면의 절반 미만인 것을 특징으로 하는 용광로용 냉각식 패널.
14. 제1항에 있어서,
    적어도 하나의 채널(30)이 패널의 상부 가장자리에서 수평으로 진행하고 적어도 하나의 채널이 패널의 하부 가장자리에서 수평으로 진행하며, 각각의 가장자리와 평행한 부분에서 냉각 채널의 입구와 출구를 구성하는 곡선 사이의 경로에 걸쳐 편향 또는 중단 없이 그 연장부를 따라 가장자리와 평행하게 유지되며,
    상부 가장자리를 통과하는 채널 또는 채널들 및 하부 가장자리를 통과하는 채널 또는 채널들은 동일한 입력 커플링(31)에서 시작하고 동일한 출력 커플링(31)에 수렴하는 것을 특징으로 하는 용광로용 냉각식 패널.
15. 제14항에 있어서,
    패널의 상부 또는 하부 가장자리를 통과하는 적어도 하나의 채널(30)은 패널을 시계 방향으로 지나가는 반면에 이들 채널 중 적어도 다른 채널은 패널을 시계 반대 방향으로 지나가는 것을 특징으로 하는 용광로용 냉각식 패널.
16. 냉각 채널(24)을 통해 냉각되는 본체(25), 물 공급 및 복귀 시스템과 연결하기 위한 적어도 한 세트의 커플링(31), 본체(25)에 내장된 복수의 냉각 채널(24), 및 냉각 채널(24)을 각 세트의 커플링(31)에 연결하는 복수의 파이프(27)를 포함하는, 용광로 및 기타 공업로용 냉각식 패널에 있어서,
    각 세트의 커플링(31)은 패널 본체(25)에 내장된 세 개 이상의 냉각 채널로 분기되는 것을 특징으로 하는 용광로용 냉각식 패널.
17. 제16항에 있어서,
    본체(25)는 주조, 압연, 단조 또는 압출되는 것을 특징으로 하는 용광로용 냉각식 패널.
18. 제16항에 있어서,
    각 세트의 커플링(31)은 패널 본체(25)에 내장된 세 개의 냉각 채널(24)을 갖는 것을 특징으로 하는 용광로용 냉각식 패널.
19. 제16항에 있어서,
    각 세트의 커플링(31)은 패널 본체(25)에 내장된 네 개 이상의 냉각 채널(24)을 갖는 것을 특징으로 하는 용광로용 냉각식 패널.
20. 제16항에 있어서,
    내부 냉각 채널(24)로부터 물의 유입 또는 배출 유동 사이의 합류는, 각각의 커플링(31)에서 함께 수렴할 때 각각의 커플링에 대해 복수의 파이프(27)를 패널측의 커플링(28)에서 단일 도관 내에 수렴시킴으로써 이루어지고, 물 유동이 동일한 커플링으로 보내지거나 또는 동일한 커플링에서 나오는 모든 파이프(27)의 단면이 맞추어지는 것을 특징으로 하는 용광로용 냉각식 패널.
21. 제16항에 있어서,
    패널의 본체(25)에 내장된 냉각 채널(24)을 커플링(31)에 연결하는 각각의 파이프(27)는, 커플링이 분리될 때 그 단면을 통해 직접적으로 볼 수 있고 접근할 수 있는, 커플링 쪽을 향하는 단부를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 용광로용 냉각식 패널.
22. 제16항에 있어서,
    패널 본체(25)에 내장되어 있는 복수의 냉각 채널(24)의 각각에서 수로의 단면의 면적은 각 커플링(31)에서의 수로 단면의 절반 미만인 것을 특징으로 하는 용광로용 냉각식 패널.
23. 제16항에 있어서,
    적어도 하나의 채널(30)이 패널의 상부 가장자리에서 수평으로 진행하고 적어도 하나의 채널이 패널의 하부 가장자리에서 수평으로 진행하며, 각각의 가장자리와 평행한 부분에서 냉각 채널의 입구와 출구를 구성하는 곡선 사이의 경로에 걸쳐 편향 또는 중단 없이 그 연장부를 따라 가장자리와 평행하게 유지되며,
    상부 가장자리를 통과하는 채널 또는 채널들 및 하부 가장자리를 통과하는 채널 또는 채널들은 동일한 입력 커플링(31)에서 시작하고 동일한 출력 커플링(31)에 수렴하는 것을 특징으로 하는 용광로용 냉각식 패널.
24. 제23항에 있어서,
    패널의 상부 또는 하부 가장자리를 통과하는 적어도 하나의 채널(30)은 패널을 시계 방향으로 지나가는 반면에 이들 채널 중 적어도 다른 채널은 패널을 시계 반대 방향으로 지나가는 것을 특징으로 하는 용광로용 냉각식 패널.
25. 제1항에 있어서,
    냉각식 패널은 철, 강 및 기타 기초 재료를 생산하기 위한 공업로에 사용되는 것을 특징으로 하는 용광로용 냉각식 패널.