(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-03-03
(45)【発行日】2023-03-13
(54)【発明の名称】ステーブ保護システム
(51)【国際特許分類】
F27D 1/12 20060101AFI20230306BHJP
C21B 7/10 20060101ALI20230306BHJP
【ＦＩ】
F27D1/12 A
C21B7/10 301
【請求項の数】
15
(21)【出願番号】P 2020549025
(86)(22)【出願日】2019-03-13
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2021-08-02
(86)【国際出願番号】 EP2019056290
(87)【国際公開番号】W WO2019175245
(87)【国際公開日】2019-09-19
【審査請求日】2020-11-20
(31)【優先権主張番号】18161931.3
(32)【優先日】2018-03-15
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(73)【特許権者】
【識別番号】514251927
【氏名又は名称】プライメタルズ テクノロジーズ リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100133400
【弁理士】
【氏名又は名称】阿部 達彦
(74)【代理人】
【識別番号】100110364
【弁理士】
【氏名又は名称】実広 信哉
(72)【発明者】
【氏名】ジェームズ・アトキンソン
(72)【発明者】
【氏名】イアン・ジェームズ・マクドナルド
(72)【発明者】
【氏名】デイヴィッド・オズボーン
【審査官】川村 裕二
(56)【参考文献】
【文献】特公平０６－０６３０１１（ＪＰ，Ｂ２）
【文献】特開２０１６－１１８３７５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－２３４５３６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ２７Ｂ １／００－２１／１４
Ｆ２７Ｄ １／００－９９／００
Ｃ２１Ｂ ７／１０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
冶金炉用のステーブ保護システムであって、ステーブ（１００）であって、その前面（１０２）に配置された複数のリセス（１１０）を備えるステーブ（１００）と、
複数のインサート（２００）であって、それぞれがリセス（１１０）のそれぞれのものによって受け入れられ、そのように受け入れられたインサート（２００）は、使用時に前記ステーブ（１００）の前面（１０２）に炉の負荷物質の保護層を提供するために前記負荷物質が前記インサート（２００）によって捕捉されるように前記ステーブ（１００）の前面（１０２）から突出する、複数のインサート（２００）と
を具備し、
各インサート（２００）は、一組のセグメントと、それぞれのリセス（１１０）の表面に対してセグメントを押し付けるリテーナと、を備え、前記セグメントは、前記リセス（１１０）の表面との摩擦接触によって前記リセス（１１０）内に固定される、ステーブ保護システム。
【請求項2】
前記リテーナは内側部分（２０４）および外側部分（２０６）を備え、前記セグメントの組の第１のサブセット（Ｓ１）を形成する前記セグメントの少なくとも一つは、前記内側部分（２０４）によって前記リセス（１１０）内に固定され、
前記セグメントの組の第２のサブセット（Ｓ２）を形成する前記セグメントの少なくとも一つは、前記外側部分（２０６）のみによって前記リセス（１１０）内に固定され、
使用中、
前記リテーナの前記外側部分（２０６）に対する前記負荷物質の侵食作用によって前記外側部分が除去されることで、前記負荷物質が、前記第２のサブセット（Ｓ２）によって空にされた前記リセス（１１０）の部分を占有することができるように、前記第２のサブセット（Ｓ２）が解放され、
前記リテーナの前記内側部分（２０４）に対する前記負荷物質の侵食効果によって前記内側部分が除去されることで、前記負荷物質が、前記第１のサブセット（Ｓ１）によって空にされた前記リセス（１１０）の部分を占有することができるように、前記第１のサブセット（Ｓ１）が解放される、請求項１に記載のステーブ保護システム。
【請求項3】
前記ステーブ保護システムはさらに、前記リセス（１１０）内の前記セグメントの組の前記第１のサブセットを位置決めするように構成されたロケータ要素（２０８）を備える、請求項２に記載のステーブ保護システム。
【請求項4】
前記ロケータ要素（２０８）は、前記リテーナの前記内側部分（２０４）および前記外側部分（２０６）を支持するように構成される、請求項３に記載のステーブ保護システム。
【請求項5】
前記リセス（１１０）のそれぞれのものが六角形の形状を有し、前記セグメントの組が、それぞれのリセス（１１０）を補完するように六角形に配置された六つのセグメント（２０２ａ～ｆ）を含む、請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のステーブ保護システム。
【請求項6】
前記セグメントの組の第１のサブセット（Ｓ１）が四つのセグメント（２０２ｃ～ｆ）を含み、かつ、前記セグメントの組の第２のサブセット（Ｓ２）が二つのセグメント（２０２ａ～ｂ）を含む、請求項５に記載のステーブ保護システム。
【請求項7】
各インサート（２００）の前記セグメントおよび／または前記リテーナが耐摩耗性耐火材料を含む、請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のステーブ保護システム。
【請求項8】
前記耐摩耗性耐火材料が炭化ケイ素またはアルミナを含む、請求項７に記載のステーブ保護システム。
【請求項9】
各インサート（２００）のセグメントおよび／またはリテーナが金属材料を含む、請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のステーブ保護システム。
【請求項10】
前記金属材料は、銅、銅合金、鋼または鋳鉄を含む、請求項９に記載のステーブ保護システム。
【請求項11】
前記セグメントのそれぞれのものが、ギャップによって隣接するセグメントから分離させられている、請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載のステーブ保護システム。
【請求項12】
冶金炉ステーブ本体（１００）であって、前面（１０２）と、背面（１０４）と、前記前面（１０２）および前記背面（１０４）を接続する縁部（１０６ａ～ｄ）と、
前記冶金炉ステーブ本体（１００）を通って延びる少なくとも一つの冷却通路と、
前記前面（１０２）に配置された複数の別個のリセス（１１０）であって、前記リセス（１１０）の少なくとも一つは前記前面（１０２）の一部によって囲まれており、使用時、炉の負荷物質は前記リセス（１１０）によって受け入れられると共に保持されて、前記前面（１０２）に前記負荷物質の保護層を提供する、複数の別個のリセス（１１０）と
を具備し、
前記リセス（１１０）のそれぞれのものは、床（１１０ａ）および壁（１１０ｂ）を含み、
各リセス（１１０）の前記壁（１１０ｂ）は、前記リセス（１１０）が、前記前面（１０２）における前記リセス（１１０）の開口から前記床（１１０ａ）に向かって末広がりとなるようなテーパーを有する、冶金炉ステーブ本体。
【請求項13】
銅、銅合金、鋼または鋳鉄から構成される、請求項１２に記載の冶金炉ステーブ本体（１００）。
【請求項14】
前記リセス（１１０）は六角形の形状を有する、請求項１２または請求項１３に記載の冶金炉ステーブ本体（１００）。
【請求項15】
前記リセス（１１０）は、前記冶金炉ステーブ本体（１００）が第１の方向およびこの第１の方向に垂直な第２の方向に同じ曲げ剛性を有するように均一なパターンで配置される、請求項１２ないし請求項１４のいずれか１項に記載の冶金炉ステーブ本体（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば高炉などの冶金炉のためのステーブ保護システムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来の高炉は、スタック、ベリー、ボッシュ、羽口、ハース、タップホールなど、いくつかのセクションおよびコンポーネントからなる。高炉の内部シェルは、ステーブと呼ばれる水冷冷却プレートで保護することができ、これは、炉内で行われる還元プロセス中にシェルが過熱するのを防ぐ。最新のステーブは、通常、銅または銅合金から構成されているが、例えば鋼や鋳鉄などのその他の材料が使用されることもある。
【0003】
ステーブには、炉内に投入された固体原料によって、それが炉内を降下する際に、摩損が起きやすい。特にコークスは非常に研磨性がある。ある状況では、摩耗の深刻さにより、予定された耐用年数が経過する前に、ステーブを交換する必要が生じる。これは、炉のダウンタイムのためにコストが高く付く。したがって、耐用年数を延ばすために、摩耗に耐えるステーブを設計することが重要である。
【0004】
運転中にステーブの前面に凍結スラグ付着物を形成することにより、ステーブの摩耗が減少することが知られている。この目的のために、ステーブは、付着物をステーブ上に保持するリブおよび溝を含む、機械加工された前面、すなわち高温面を有する。このタイプの典型的な銅ステーブの一部が図１に示されている。
【0005】
このコンセプトの改良点は、前面保護材、すなわちクラッディングの追加であり、これは、銅の基材よりも硬いが、表面での凍結により保護付着層を形成することを可能にする。これは、銅ステーブおよびその断面を示す図２に示されているように、炭化ケイ素および黒鉛レンガの組み合わせを使用して実現されている。
【0006】
特許文献１は、耐火レンガのライニング、耐火グナイト、またはプロセス生成降着層を表面に固定するための固定手段を形成するリブおよび溝を含む前面を有するステーブを記載している。図３に大まかに示されているように、金属インサートが溝内に設けられている。金属インサートは、リブを侵食から保護するために、リブの側壁を覆っている。だが、この解決策に関して発生する可能性のある問題は、金属インサートに歪みおよび／または座屈が発生しやすくなること、そしてステーブ本体よりも伝導性の低い材料を使用することで（銅の場合）ステーブの熱性能が低下し、これが保護付着層の凍結に影響を与えることである。
【0007】
したがって、ステーブの摩耗速度を低減するための既存の解決策としては以下のものが挙げられる。
i）ステーブ内またはステーブの前方に耐火／セラミック耐摩耗ライニングを設置する。
ii）ステーブの前面に棚を設置して、より厚みのある付着物堆積を促進する。
iii）正面において機械加工された形材内にクラッディングを取り付ける。
i）ステーブ内またはステーブの前方に耐火／セラミック耐摩耗ライニングを設置する。
ii）ステーブの前面に棚を設置して、より厚みのある付着物堆積を促進する。
iii）正面において機械加工された形材内にクラッディングを取り付ける。
【0008】
これらの解決策はいくつかの改善をもたらしたが、耐用年数を延ばし、炉のダウンタイムを削減するために、ステーブの摩耗速度を低減できる新しい技術が依然として必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【文献】国際公開第２００９／１４７２９２号パンフレット
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明の一態様によれば、冶金炉用のステーブ保護システムが提供される。このシステムは、ステーブの前面に配置された複数のリセスを備えるステーブと、複数のインサートであって、それぞれがリセスのそれぞれのものによって受け入れられ、そのように受け入れられたインサートは、使用時にステーブの前面に負荷物質の保護層を提供するために炉の負荷物質がインサートによって捕捉されるようにステーブの前面から突出する複数のインサートとを具備し、各インサートは、一組のセグメントと、それぞれのリセスの表面に対してセグメントを押し付けるリテーナとを備え、セグメントは、リセスの表面との摩擦接触によってリセス内に固定される。
【0011】
本明細書で後により詳細に説明するように、インサートは、ステーブの前面（または高温面）のためのクラッディングを提供し、これは、炉の負荷物質の保護層が前面に形成されるのを促進する。インサートは、摩擦のみによってリセスに取り付けられるため、インサートを取り付けるために前面の表面を改変する必要がない。
【0012】
本明細書で使用される場合、「負荷物質」とは、（i）高炉内の鉄含有物質、例えば鉄鉱石または鉄鉱石ペレット、および（ii）高炉スラグ、すなわち鉄鉱石または鉄ペレット、コークスおよびフラックス（石灰岩やドロマイトなど）が高炉内で一緒に溶融され、その後凝固した際に形成されるスラグの一方または両方を指す。
【0013】
リテーナは内側部分および外側部分を備えてもよく、セグメントの組の第１のサブセットを形成するセグメントの少なくとも一つは、内側部分によってリセスに固定され、セグメントの組の第２のサブセットを形成するセグメントの少なくとも一つは、外側部分のみによってリセスに固定され、使用中、リテーナの外側部分に対する負荷物質の侵食作用によって外側部分が除去されることで、負荷物質が、第１のサブセットによって空にされたリセスの部分を占有することができるように、第１のサブセットが解放され、リテーナの内側部分に対する負荷物質の侵食効果によって内側部分が除去されることで、負荷物質が、第２のサブセットによって空にされたリセスの部分を占有することができるように、第２のサブセットが解放される。
【0014】
ステーブ保護システムは、リセス内のセグメントの組の第１のサブセットを位置決めするように構成されたロケータ要素を備えていてもよい。このロケータ要素は、リテーナの内側部分および外側部分を支持するように構成されてもよい。
【0015】
リセスのそれぞれのものは六角形の形状を有していてもよく、セグメントの組は、それぞれのリセスを補完するように六角形に配置される六つのセグメントを備えていてもよい。セグメントの組の第１のサブセットは四つのセグメントを備えていてもよく、セグメントの組の第２のサブセットは二つのセグメントを備えていてもよい。
【0016】
各インサートのセグメントおよび／またはリテーナリテーナは、耐摩耗性の耐火材料を含んでいてもよい。この耐摩耗性の耐火材料は、炭化ケイ素またはアルミナを含んでいてもよい。
【0017】
各インサートのセグメントおよび／またはリテーナは金属材料を含んでいてもよい。この金属材料は、銅、銅合金、鋼または鋳鉄を含んでいてもよい。
【0018】
セグメントのそれぞれのものは、ギャップによって隣接するセグメントから分離させられてもよい。
【0019】
本発明の別の態様によれば、冶金炉ステーブ本体が提供され、これは、前面、背面、およびこれら前面と背面とを接続する縁部と、本体を通って延びる少なくとも一つの冷却通路と、前面に配置された複数の別個のリセスとを備え、リセスの少なくとも一つは前面の一部によって取り囲まれており、これによって、使用時、炉負荷物質はリセスによって受け入れられると共に保持され、前面に負荷物質の保護層を提供する。
【0020】
リセスは、前面を機械加工することによって形成されてもよい。ステーブ本体は鋳物であってもよい。
【0021】
ステーブ本体は、銅、銅合金、鋼または鋳鉄から構成されてもよい。
【0022】
リセスは、六角形の形状を有していてもよい。
【0023】
一つ以上のリセスが、炉の負荷物質を捕捉するための突出インサートを受け入れるように構成されてもよい。
【0024】
リセスは、均一なパターンで配置されてもよい。均一なパターンは、横列および縦列を有するアレイからなっていてもよい。ステーブ本体は、第１の方向およびこの第１の方向に垂直な第２の方向に同じ曲げ剛性を有していてもよい。
【0025】
好ましくは、リセスは六角形の形状を有し、横列および縦列を有するアレイとして配置され、これにより、リセスのハニカムパターンを提供する。ハニカムパターンはステーブ本体に固有の剛性を与え、ステーブ本体は、図１に示す種類の従来の溝付きステーブよりも均一な剛性を持つ傾向がある。
【0026】
次に、添付の図面を参照して、例として実施形態を説明する。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【図1】炉用の従来の銅ステーブの一部を示す図である。
【図2】炭化ケイ素および黒鉛レンガを含む従来の銅ステーブを示す図である。
【図3】金属インサートを含む従来の銅ステーブの一部を示す図である。
【図4】本発明の一実施形態によるステーブを示す図である。
【図5b】取り付けられたインサートの一つの破断図である。
【図6a】インサートの一部を示す図である。
【図6b】インサートの一部を示す図である。
【図6c】インサートの一部を示す図である。
【図6d】インサートの一部を示す図である。
【図7a】ステーブへのインサートの設置を示す図である。
【図7b】ステーブへのインサートの設置を示す図である。
【図7c】ステーブへのインサートの設置を示す図である。
【図7d】ステーブへのインサートの設置を示す図である。
【図7e】ステーブへのインサートの設置を示す図である。
【図8a】インサートが設置されたステーブの使用法を示す図である。
【図8b】インサートが設置されたステーブの使用法を示す図である。
【図8c】インサートが設置されたステーブの使用法を示す図である。
【図8d】インサートが設置されたステーブの使用法を示す図である。
【図9a】本発明の他の実施形態によるステーブおよびインサートの組を示す図である。
【図9b】本発明の他の実施形態によるステーブおよびインサートの組を示す図である。
【図10a】本発明の他の実施形態によるステーブおよびインサートの組を示す図である。
【図10b】本発明の他の実施形態によるステーブおよびインサートの組を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0028】
図４を参照すると、長方形の冷却プレート、すなわちステーブ１００は、前面（すなわち高温面）１０２、後面１０４および縁部１０６ａ～ｄを含む。ステーブ１００は、高炉で使用するための複数の類似のステーブの一つであるよう意図されている。
【0029】
この例示的な実施形態では、ステーブ１００は銅合金から構成される。代替材料としては、銅、鋼および鋳鉄が含まれるが、これらには限定されない。
【0030】
この実施形態では、ステーブは、約１．５ｍの長さ、約１．０ｍの幅、そして約１２０ｍｍの厚さを有する。
【0031】
ステーブ１００の内部には、水冷通路（図示せず）が設けられる。さもなければ、ステーブ１００の本体は、通常、中実である。
【0032】
ステーブ１００の前面１０２には、複数のリセス１１０が形成されている。リセス１１０は機械加工により形成されている。代替的に、リセス１１０は鋳造によって形成されてもよい。
【0033】
リセス１１０のそれぞれのものは、ベースまたは床１１０ａおよび壁１１０ｂを含む。床１１０ａは、ステーブ１００の前面１０２と平行であるように平坦である。この実施形態では、各リセス１１０は、開口において約１６５ｍｍの幅、および約４５ｍｍの（開口から床１１０ａまでの）深さを有する。別の実施形態では、深さは約３５ないし５５ｍｍであってもよい。
【0034】
各リセス１１０の壁１１０ｂは、床１１０ａとリセス１１０の開口との間で前面１０２において収束するようなテーパーを有する。したがって、リセス１１０の断面積は、開口におけるよりも前面１０２においてより大きい。
【0035】
リセス１１０は別個のリセスである。すなわち、リセス１１０のそれぞれのものは、ステーブ１００の本体の材料によって、他のリセス１１０の全てから分離させられている。したがって、リセス１１０は、ステーブ１００のポケットと見なすことができ、各ポケットは他のポケットから隔離されている。
【0036】
また、リセス１１０の大部分は、前面１０２の一部によって、その開口において完全に取り囲まれている（いくつかの例外は、ステーブ１００の縁部に位置するリセス１１０である）。換言すれば、リセス１１０の大部分はそれぞれ、エンドレスな境界線によって境界付けられかつ画定される。
【0037】
さらに、各リセス１１０は、ステーブ１００の前面１０２の小部分または一部のみを横切って延びている。リセス１１０はどれも、前面１０２の長さまたは幅全体にわたって延びていない。
【0038】
この実施形態では、リセス１１０は、あるパターンで、具体的には均一なパターンで、より具体的にはアレイ状に配置される。リセス１１０の均一な間隔の結果として、長方形のステーブは、縦（長さＹ）方向に関して、横（幅Ｘ）方向と同じ曲げ剛性を有する。
【0039】
リセス１１０のアレイは、１５個の（水平）横列および４個の（垂直）縦列を含む。代替的に、アレイは、異なる数の横列および縦列、例えば２０個もの横列および５個もの縦列を含むことができる。
【0040】
この実施形態では、リセスは、ハニカムパターンを形成するような（正面視で）六角形である。以下の説明から理解されるように、リセス１１０の一つ以上は、円、三角形、正方形を含む長方形、五角形、七角形または八角形を含むがこれらには限定されない、その他の形状を取ることができる。
【0041】
【0042】
各インサート２００は、複数の構成部品またはセグメントを含み、この実施形態では、インサート２００ごとに六つのセグメント２０２ａ～ｆが存在する。セグメント２０２ａ～ｆは、それぞれのリセス１１０の中心軸線Ｚの周りに配置され、中心軸線Ｚは、ステーブ１００の前面１０２に垂直である。この実施形態では、セグメント２０２ａ～ｆのそれぞれは炭化ケイ素からなる。代替的に、セグメント２０２ａ～ｆは鋳鉄または鋼からなっていてもよい。
【0043】
各インサート２００はさらに、この実施形態では内側部分２０４および外側部分２０６を含むリテーナを備える。この実施形態では、リテーナの内側部分２０４および外側部分２０６のそれぞれは鋼からなる。代替的に、内側部分２０４および外側部分２０６は炭化ケイ素からなっていてもよい。
【0044】
この実施形態では、インサート２００はまたロケーターピース２０８を備える。ロケーターピース２０８は鋼からなる。代替的に、ロケーターピース２０８は炭化ケイ素からなっていてもよい。
【0045】
したがって、各インサートはいくつかの構成部品を備え、それらの部品のアセンブリと見なすことができる。以下、インサート２００の部品について、特に図６ａ～ｄを参照して、より詳細に説明する。
【0046】
先ず図６ａを参照すると、ロケーターピース２０８は、互いに平行でありかつ周壁２０８ｃによって接続されている、概して平坦な上面および下面２０８ａ，２０８ｂを備える。ロケーターピース２０８の端部２０８ｄにおいて、壁２０８ｃは凸状であり、さらに上面２０８ａから下面２０８ｂに向かって末広がりにテーパーが付けられている。ロケーターピース２０８の側部２０８ｅにおいて、壁２０８ｃは、側部２０８ｅが平坦であるように、上面２０８ａおよび下面２０８ｂに対して垂直である。ロケーターピース２０８はまた、直立ステム２０８ｆを含む。
【0047】
ここで図６ｂを参照すると、リテーナの外側部分２０６は、互いに平行でありかつ上面 ２０６ａから下面２０６ｂに向かって収束するようにテーパー化された周壁２０６ｃによって接続されている、概して平坦な上面および下面２０６ａ，２０６ｂを有する円形本体を備える。言い換えれば、リテーナの外側部分２０６は（浅い）円錐台である。外側部分２０６はまた、ロケーターピース２０８の直立ステム２０８ｆをぴったりと受容するようなサイズとされた中央貫通穴２０６ｄを備える。
【0048】
ここで図６ｃを参照すると、リテーナの内側部分２０４は、外側部分２０６の一部と同様に成形された本体を備えており、したがって内側部分２０４は、互いに平行であると共に上面２０４ａから下面２０４ｂに向かって収束するようにテーパーが付けられた周壁２０４ｃによって接続された、概ね平坦な上面および下面２０４ａ，２０４ｂを備える。だが、内側部分２０４は、この内側部分２０４がＤ形状を形成するように円の（すなわち外側部分２０６の）一部が存在しないという点で外側部分２０６とは異なる。したがって、内側部分２０４は、上面および下面２０４ａ，２０４ｂに対して垂直である平坦な縁部２０４ｄを備える。内側部分２０４はまた、ロケーターピース２０８の直立したステム２０８ｆをぴったりと受け入れるようなサイズとされた中央貫通孔２０４ｅを備える。
【0049】
ここで図６ｄを参照すると、例示的なセグメント２０２ａは、周壁によって接続された概ね平坦な上面２０２ａ１および下面２０２ａ２を備える。周壁は、二つの側面２０２ａ５によって接続された内面２０２ａ３および外面２０２ａ４を備える。外面２０２ａ４は、ステーブ１００のリセス１１０のテーパー壁１１０ｂを補完するような形状である。側面２０２ａ５は、概ね平坦であり、隣接するセグメントの同様の側面に当接するように構成される。内面２０２ａ３は、リテーナの内側部分２０４および外側部分２０６のそれぞれの周壁２０４ｃ，２０６ｃの半径に対応する半径を有する。
【0050】
内面２０２ａ３の下部には、下面２０２ａ２まで延びる浅いアンダーカット２０２ａ６が設けられている。アンダーカット２０２ａ６は、ロケーターピース２０８の端部２０８ｄの一つの凸壁２０８ｃを補完するように凹状に形作られている。アンダーカット２０２ａ６と上面２０２ａ１との間に延びる内面２０２ａ３の別の部分は、リテーナの内側部分２０４と外側部分２０６のそれぞれの傾斜した周壁２０４ｃ，２０６ｃを補完するような形状とされている。頂点２０２ａ７は、（下面２０２ａ２まで延びる浅いアンダーカット２０２ａ６が設けられた）内面２０２ａ３の下部を（アンダーカット２０２ａ６と上面２０２ａ１との間に延びる）内面２０２ａ３の他の部分から分離している。
【0051】
次に、それぞれのリセス１１０へのインサート２００の組の設置について、特に図７ａ～ｅを参照して説明する。簡潔にするために、工程は、リセス１１０の一つにおけるインサート２００の一つのみに関して提示する。しかしながら、設置の原理は、インサート２００の全てについて同じであることは明かである。
【0052】
ステーブ１００は、インサート２００の設置のために、最初、水平状態で配置されるのが最も便利である。すなわち、前面１０２は水平面内にある。この状態では、リセス１１０の中心軸線Ｚが前面１０２から垂直に延びることは明かである。
【0053】
まず図７ａを参照すると、設置手順の第１の段階では、インサート２００の六つのセグメント２０２ａ～ｆの組の四つのセグメント２０２ｃ～ｆが、ステーブ１００のリセス１１０内に直立に配置され、これによって、セグメント２０２ｃ～ｆのそれぞれの下面２０２ｃ２～２０２ｆ２はリセス１１０の床１１０ａの上に載る。セグメント２０２ｃ～ｆは、それらの側面２０２ｃ５～２０２ｆ５が互いに隣接するように集結させられる。四つのセグメント２０２ｃ～ｆのそれぞれの周壁の外面２０２ｃ４～２０２ｆ４は、リセス１１０の壁１１０ｂに当接する。四つのセグメント２０２ｃ～ｆは、リセス１１０の中心軸線Ｚを部分的に取り囲んでいる。
【0054】
ここで図７ｂを参照すると、設置手順の第２の段階では、ロケーターピース２０８は、このロケーターピース２０８の下面２０８ｂがリセス１１０の床１１０ａの上に載るように、リセス１１０内に直立に配置される。最初に、ロケーターピース２０８は、四つのセグメント２０２ｃ～ｆから横方向にオフセットされている。次に、ロケーターピース２０８は、最も端のセグメント２０２ｃ，２０２ｆの露出した側面の間の開口を通って、リセス１１０の床１１０ａの上をスライドさせられ、そして、ロケーターピース２０８の端部２０８ｄのそれぞれの凸状周壁２０８ｃが二つの最も端のセグメント２０２ｃ，２０２ｆの相補的な凹状アンダーカット２０２ｃ６，２０２ｆ６のそれぞれと接触するように、二つの最も端のセグメント２０２ｃ，２０２ｆの間の位置へと回転させられる。この位置では、ロケーターピース２０８のステム２０８ｆはリセス１１０の中心軸線Ｚと一致する。
【0055】
正しい位置へと回転させられると、ロケーターピース２０８は、二つの最端セグメント２０２ｃ，２０２ｆに半径方向外向きの力を加え、これらのセグメント２０２ｃ，２０２ｆを、そしてこれによってまた二つの最も内側のセグメント２０２ｄ，２０２ｅを、リセス１１０の壁１１０ｂに当接した状態で、ぴったりと適所にて保持する。
【0056】
この段階で、四つのセグメント２０２ｃ～ｆは、リセス１１０内で横方向に動くのが防止されるように十分に固定される。
【0057】
次に図７ｃを参照すると、設置手順の第３の段階では、リテーナの内側部分２０４は、四つのセグメント２０２ｃ～ｆによって形成される中央（部分）穴の上に一時的に配置される。この初期位置では、内側部分２０４は、その上面２０４ａが最も上になるように向けられ、貫通孔２０４ｅは、リセス１１０の軸線Ｚと一致する。内側部分２０４の湾曲し傾斜した周壁２０４ｃは、四つのセグメント２０２ｃ～ｆの内面２０２ｃ３～２０２ｆ３の上に重なり、そしてＤ字形状の内側部分２０４の平坦な縁部２０４ｄは、ロケーターピース２０８の平坦な側部２０８ｅの一つと重なる。次に、リテーナの内側部分２０４が降下させられ、貫通孔２０４ｅはロケーターピース２０８の直立したステム２０８ｆの上を通過させられる。ステム２０８ｆは、セグメント２０２ｃ～ｆ間を下降する間、内側部分２０４のガイドとして機能する。
【0058】
内側部分２０４は、この内側部分２０４の下面２０４ｂがロケーターピース２０８の上面２０８ａと接触するまで、（例えば手で、あるいは適切な押圧ツールを使用して）下向きに押圧される。この位置では、半径方向の力は、内側部分２０４の湾曲し傾斜した周壁２０４ｃから、四つのセグメント２０２ｃ～ｆのそれぞれの湾曲し傾斜した内面２０２ｃ３～２０２ｆ３に伝達される。これにより、四つのセグメント２０２ｃ～ｆが中心軸線Ｚの外側に変位させられ、この結果、四つのセグメント２０２ｃ～ｆの外面２０２ｃ４～２０２ｆ４はリセス１１０の壁１１０ｂに対して押し付けられる。すなわち、四つのセグメント２０２ｃ～ｆは、リセス１１０の壁１１０ｂに対して押し付けられ、リテーナの内側部分２０４と壁１１０ｂとの間で効果的に締め付けられる。このようにして四つのセグメント２０２ｃ～ｆは、リテーナの内側部分２０４によってリセス１１０に完全に固定される。
【0059】
本明細書において後にさらに説明するように、リテーナの内側部分２０４によってリセス１１０内に固定される四つのセグメント２０２ｃ～ｆは、インサート２００の六つのセグメント２０２ａ～ｆの組の第１のサブセットＳ１を形成する。
【0060】
ここで図７ｄを参照すると、設置手順の第４の段階では、六つのセグメント２０２ａ～ｆの組の残りの二つのセグメント２０２ａ，２０２ｂは、リセス１１０内に直立状態で配置され、したがってセグメント２０２ａ，２０２ｂのそれぞれの下面２０２ａ２，２０２ｂ２は、リセス１１０の床１１０ａの上に載っている。二つのセグメント２０２ａ，２０２ｂは、この二つのセグメント２０２ａ，２０２ｂのそれぞれの一つの側面２０２ａ５，２０２ｂ５が二つのセグメント２０２ａ，２０２ｂの他方の側面２０２ａ５，２０２ｂ５に隣接するように配置され、一方、他方の側面２０２ａ５，２０２ｂ５は、隣接するセグメント２０２ｃ，２０２ｆの一つの側面２０２ｃ５，２０２ｆ５に隣接する。二つのセグメント２０２ａ，２０２ｂのそれぞれの外周壁の外面２０２ａ４，２０２ｂ４は、リセス１１０の壁１１０ｂと当接している。六つのセグメント２０２ａ～ｆは、六角形を形成するように、リセス１１０の中心軸線Ｚを完全に取り囲んでいる。
【0061】
ここで図７ｅを参照すると、設置手順の第５の段階では、リテーナの外側部分２０６は、六つのセグメント２０２ａ～ｆによって形成される中央穴の上に一時的に配置される。この初期位置では、外側部分２０６は、その上面２０６ａが最も上になるように配向され、貫通孔２０６ｄは、リセス１１０の軸線Ｚと一致する。外側部分２０６の湾曲し傾斜した周壁２０６ｃは六つのセグメント２０２ａ～ｆの内面２０２ａ３～２０２ｆ３の上に重なる。次に、リテーナの外側部分２０６が降下させられ、貫通孔２０６ｄがロケーターピース２０８の直立ステム２０８ｆの上を通過する。ステム２０８ｆは、セグメント２０２ａ～ｆ間を下降する間、外側部分２０６のガイドとして機能する。
【0062】
外側部分２０６は、この外側部分２０６の湾曲し傾斜した周壁２０６ｃが、六つのセグメント２０２ａ～ｆのそれぞれのものの湾曲し傾斜した内面２０２ａ３～２０２ｆ３と接触するように、（例えば手でまたは適切な押圧ツールを使用して）下向きに押圧される。この位置では、外側部分２０６の下面２０６ｂと、リテーナの内側部分２０４の上面２０４ａとの間に、小さなギャップ（図７ｅでは認識できない）が存在する。
【0063】
また、この位置では、半径方向の力が、外側部分２０６の湾曲し傾斜した周壁２０６ｃから、六つのセグメント２０２ａ～ｆのそれぞれのものの湾曲し傾斜した内面２０２ａ３～２０２ｆ３に伝達される。これにより、二つのセグメント２０２ａ，２０２ｂ（これは、セグメントの第１のサブセットＳ１の四つのセグメント２０２ｃ～ｆとは異なり、内側部分２０４によってリセス１１０内に固定されない）が中心軸線Ｚの外側に変位させられ、この結果、二つのセグメント２０２ａ，２０２ｂの外面２０２ａ４，２０２ｂ４はリセス１１０の壁１１０ｂに押し付けられる。すなわち、二つのセグメント２０２ａ、２０２ｂは、リセス１１０の壁１１０ｂに押し付けられ、リテーナの外側部分２０６と壁１１０ｂとの間で効果的に締め付けられる。セグメントの第１のサブセットＳ１の四つのセグメント２０２ｃ～ｆもまた、同様に外側部分２０４によってリセス１１０内に固定されることは明かである。このようにして、六つのセグメント２０２ａ～ｆは、リテーナの外側部分２０６によってリセス１１０内に完全に固定される。
【0064】
本明細書において後にさらに説明するように、リテーナの外側部分２０６のみによって（すなわち内側部分２０４によってではなく）リセス１１０内に固定された二つのセグメント２０２ａ，２０２ｂは、インサート２００の六つのセグメント２０２ａ～ｆの組の第２のサブセットＳ２を形成する。
【0065】
本明細書において後にさらに説明するように、この実施形態では、固定されたセグメント２０２ａ～ｆの隣接する側面２０２ａ５～２０２ｆ５の各対の間に小さなギャップが存在する。
【0066】
壁１１０ｂは、リセス１１０の床１１０ａと前面１０２におけるリセス１１０の開口との間で収束するようにテーパー化されていることに留意されたい。このテーパーは、六つのセグメント２０２ａ～ｆへのクサビ効果を有し、これは、リセス１１０内でのセグメント２０２ａ～ｆの嵌合の緊密性を強化する。また、テーパーは、セグメント２０２ａ～ｆのそれぞれの相補的な形状の外面２０２ａ４～２０２ｆ４と共同で、強固な「ダブテール」ジョイントを提供し、これは、前面１０２から離れる方向へのリセス１１０からのセグメント２０２ａ～ｆの変位に抵抗する。
【0067】
上述したように、リテーナの内側部分２０４および外側部分２０６によって加えられる半径方向の力は、それぞれ、リセス１１０の壁１１０ｂからセグメント２０２ａ～ｆに伝達される反力によって相殺される。反力によって、内側および外側部分２０４，２０６の傾斜した周壁２０４ｃ，２０６ｃがセグメント２０２ａ～ｆの湾曲し傾斜した内面２０２ａ３～２０２ｆ３の上で（上方に）滑らないことが重要である。なぜなら、これは、セグメント２０２ａ～ｆの外面２０２ａ４～２０２ｆ４を壁１１０ｂから離れるように緩ませ、これによってリセス１１０内でのセグメント２０２ａ～ｆの安定さを損なう傾向があるためである。
【0068】
この理由から、係合面、すなわちリテーナの内側および外側部分２０４，２０６のそれぞれの周壁２０４ｃ，２０６ｃおよびセグメント２０２ａ～ｆの内面２０２ａ３～２０２ｆ３は、それらの間の滑りを防ぐのに十分な程度の摩擦を提供するように構成される。必要な摩擦量は、例えば、材料の注意深い選択および／または係合面の処理によって達成することができる。代替的に、リテーナの内側および外側部分２０４，２０６の一方または両方は、例えばNord-Lock（ＲＴＭ）ワッシャーといったウェッジロックワッシャなどの適切な固定具によって適所に固定されてもよい。
【0069】
したがって、設置手順の完了時に、インサート２００は、ステーブ１００のリセス１１０に完全に固定される。具体的には、インサートの組の六つのセグメント２０２ａ～ｆのそれぞれは、リセス１１０内に完全に固定される。さらに具体的には、
i）セグメントの組の六つ全てのセグメント２０２ａ～ｆはリテーナの外側部分２０６によって固定され、
ii）セグメントの組の第１のサブセットＳ１を形成する四つのセグメント２０２ｃ～ｆは、リテーナの内側部分２０４によってさらに固定され、
iii）セグメントの組の第２のサブセットＳ２を形成する二つのセグメント２０２ａ，２０２ｂは、リテーナの外側部分２０６のみによって固定される。
i）セグメントの組の六つ全てのセグメント２０２ａ～ｆはリテーナの外側部分２０６によって固定され、
ii）セグメントの組の第１のサブセットＳ１を形成する四つのセグメント２０２ｃ～ｆは、リテーナの内側部分２０４によってさらに固定され、
iii）セグメントの組の第２のサブセットＳ２を形成する二つのセグメント２０２ａ，２０２ｂは、リテーナの外側部分２０６のみによって固定される。
【0070】
セグメント２０２ａ～ｆは、このセグメント２０２ａ～ｆの外面２０２ａ４～２０２ｆ４と、リセス１１０の壁１１０ｂの表面との間の摩擦によって、リセス１１０内に固定される。リテーナの内側および外側部分２０４，２０６はセグメント２０２ａ～ｆを壁１１０ｂに対して強く押し付ける半径方向外向きの力を加えるので、この摩擦が生じる。したがって、インサート２００は、逆クランプまたはスプレッダーと見なすことができる。リテーナの内側部分２０４および外側部分２０６が六つのセグメント２０２ａ～ｆによって形成される中央穴に押し込まれる方法を考慮して、内側部分２０４および外側部分２０６のそれぞれは固定プラグとして見なすことができる。
【0071】
設置されたインサート２００とリセス１１０との間の接続は、本質的に（圧入または摩擦ばめとしても知られる）締まりばめである。すなわち、インサート２００は、他の固定手段によってではなく、摩擦によってリセス１１０の壁１１０ｂに対して取り付けられる。したがってインサートは、ステーブ１００の材料にネジまたは孔を設ける必要があるネジ、ボルトまたはリベットなどの従来のファスナーに依存しない。これは、ネジまたは穴を設けることは望ましくないために非常に有利である。というのは、それは、ステーブ材の弱い部分を水冷通路の近くに残す可能性があり、これは、構造的な故障につながり、その結果、使用中に壊滅的な水漏れを引き起こす可能性があるからである。
【0072】
インサート２００の設置は、溶接またはロウ付けも含まない。したがって、インサート２００を受け入れるためにステーブ１００の表面材料を変更する必要がないように、インサート２００がリセス１１０に対して取り付けられることは明かである。
【0073】
リテーナの内側および外側部分２０４，２０６のそれぞれは、好ましくは内側および外側部分２０４，２０６を破壊することなく、セグメント２０２ａ～ｆの内面２０２ａ３～２０２ｆ３から分離および除去することができ、その結果、インサート２００は上記設置手順とは本質的に逆の取り外し手順で取り除くことができる。したがって、いったん設置されると、インサート２００はリセス１１０内に取り外し可能に取り付けられることは明かである。
【0074】
設置されたインサート２００は、ステーブ１００の前面１０２から突出または隆起し、インサート２００は共に前面１０２のための保護クラッディングを形成する。以下、高炉に設置されたステーブ１００対するクラッディングの使用法について、特に図８ａ～ｄを参照して説明する。
【0075】
最初に図８ａを参照すると、パネル状のステーブ１００は、直立様式で炉の内壁に設置されている。図では、ステーブ１００の一部のみが示されていることを理解されたい。前面１０２は、インサート２００が前面１０２から実質的に水平方向に突出するように、炉の内部に面している。
【0076】
炉が使用されている間、負荷物質は重力によって炉の内部を下方に通過する。負荷物質は、例えば、凝縮蒸気、固化スラグおよび金属を含み得る。炉を通るバルク負荷物質の質量流量は、通常、１時間当たり約２４０ないし１，１００トンである。
【0077】
負荷物質の外側部分は、ステーブ１００の前面１０２の上およびインサート２００間を流れる。この負荷物質の一部は、インサート２００によって捕捉される。捕捉された負荷物質は、ステーブ１００の前面１０２の冷却される表面（およびインサート２００の表面）と接触して保持され、そして負荷物質が還元された液体または半液体状態にあるときに保護層を形成するように表面に付着する。
【0078】
説明される実施形態では、インサート２００が負荷物質を捕捉する能力は、インサート２００の特定の形態およびステーブ１００の前面１０２上でのそれらの配置によって、以下のように最適化される。
【0079】
再び図８ａを参照すると、六角形のインサート２００は、インサート２００間にチャネルＣを画定するように配置される。すなわち、突出セグメント２０２ａ～ｆの外面２０２ａ４～２０２ｆ４の露出部分はチャネルＣの壁を画定し、一方、ステーブ１００の前面１０２はチャネルＣのベースを形成する。
【0080】
次に図８ｂも参照すると、例示的な第１および第２のチャネルＣ１，Ｃ２は、第１の六角形インサート２００と二つの隣接する六角形インサート２００との間に画定され、これらのインサート２００のそれぞれは、ステーブ１００上のインサート２００の第１の（および最も上方の）横列に属する。さらに、例示的な第３および第４のチャネルＣ３，Ｃ４は、第１の六角形インサート２００と、他の二つの隣接する六角形インサート２００との間に画定され、これらの他のインサート２００のそれぞれは、インサート２００の第１の横列の下にあるインサート２００の第２の横列に属する。第１および第２のチャネルＣ１，Ｃ２のそれぞれのものは二股であり、第１のチャネルＣ１の分岐の一つは第３のチャネルＣ３につながり、第２のチャネルＣ２の分岐の一つは第４のチャネルＣ４につながる。さらに、第３および第４のチャネルＣ３，Ｃ４は収束する。
【0081】
図８ｂに矢印で示されているように、負荷物質（それ自体は示されていない）の流動ストリームＦは、第１および第２チャネルＣ１，Ｃ２のそれぞれを通って流れ、チャネルＣ１，Ｃ２のそれぞれの分岐点に現れる。第１のチャネルＣ１からの負荷物質の約半分は第３のチャネルＣ３に流れ込み、第２のチャネルＣ１からの負荷物質の約半分は第４のチャネルＣ４に流れ込む。負荷物質の二つのストリームは、第３および第４のチャネルＣ３，Ｃ４が収束する点で合流する。
【0082】
この収束点で、六角形インサート２００の三つの近接点Ｐによって境界付けられるステーブ１００の前面１０２のゾーンＴが画定されることが分かる。点Ｐは、六角形インサート２００の頂点の二次元表示であることは明かである。ゾーンＴは、事実上、六角形インサート２００の三つの点Ｐ間のゾーンＴに閉じ込められる傾向がある、負荷物質の流れに対する「ボトルネック」である。したがって、六角形インサート２００の構成は、チャネルＣ１～Ｃ４によってゾーンＴに向けられる負荷物質を保持するための非常に効果的な「３点アンカー」を提供する。
【0083】
この例示的な実施形態では、三つの点Ｐのうちの任意の二つの間の距離は約５５ｍｍである。これは、それが負荷物質に含まれる典型的な粒子のサイズだからである。この間隔は、あらゆるサイズの負荷物質仕様に適合するように調整できることは明かである。
【0084】
【0085】
先ず図８ｃを参照すると、インサート２００の六つのセグメント２０２ａ～ｆの組が、本明細書で説明した設置手順に従って、ステーブ１００のリセス１１０内に新たに嵌合させられる。（一つのリセス１１０および一つのインサート２００のみが示されているが、ステーブ１００は、例えば図８ａに示されるように、複数の同様のリセス１１０およびインサート２００を備えることは明かである）。したがって、図８ｃに示されるインサート２００は、炉内でのステーブ１００の供用開始時の新しいインサート２００を表す。
【0086】
説明される実施形態では、インサート２００のセグメント２０２ａ～ｆのそれぞれのものは炭化ケイ素からなることに留意されたい。これは非常に摩耗し難い物質であるが、炉内の過酷な条件は、セグメント２０２ａ～２０２ｆが、それらの上および周囲を通過する研磨性の負荷物質によって徐々に侵食されることが予想されるようなものである。したがって、時間の経過とともに、セグメント２０２ａ～ｆは負荷物質によってすり減る。さらに、最上部のセグメント２０２ａ，２０２ｂは、他のセグメント２０２ｃ～ｆよりも速い速度で侵食される可能性が高い。なぜなら、それが炉を通り、ステーブの上を降下する際に負荷物質の力の矢面に立つのは最上部のセグメント２０２ａ，２０２ｂであるからである。
【0087】
結局、セグメント２０２ａ～ｆ、特に上記の理由のために最上部のセグメント２０２ａ，２０２ｂは、リテーナの外側部分２０６のレベルまで摩耗する。この段階で、外側部分２０６もまた、流れる負荷物質の研磨効果に曝される。時間が経つにつれ、外側部分２０６も必然的にすり減る。
【0088】
二つの最上部セグメント２０２ａ，２０２ｂは、リテーナの外側部分２０６のみによってリセス１１０内に固定される六つのセグメント２０２ａ～ｆの組の第２のサブセットＳ２を形成することに留意されたい。外側部分２０６が負荷物質の侵食作用により破壊されると、リセス１１０内で二つの最上部セグメント２０２ａ，２０２ｂ（の何が残っているもの）を保持するものは何も存在せず、したがってそれらはリセス１１０から解放される。二つのセグメント２０２ａ，２０２ｂは、流動する負荷物質に巻き込まれ、したがってリセス１１０から運び去られる。やがて、それらは、ステーブ１００の前面１０２からかなりの距離を運ばれる。
【0089】
図８ｄは、外側部分２０６が破壊され、そして二つの最上部のセグメント２０２ａ，２０２ｂがリセス１１０から外れて運び去られた段階で、部分的に摩耗した状態のインサート２００を示している。図から分かるように、リセス１１０の一部は、失われたセグメント２０２ａ，２０２ｂによって空のままとなる。
【0090】
負荷物質は、リセス１１０の空の部分に流れ込み、その床１１０ａおよび壁１１０ｂに付着する傾向がある。このようにして、インサート２００の一部が失われた後でさえも、負荷物質はステーブ１００のための保護層を提供する。
【0091】
さらに図８ｄを参照すると、残りの四つのセグメント２０２ｃ～ｆは、引き続き、負荷物質の侵食効果に曝され、最終的には、リテーナの内側部分２０４のレベルまで摩耗する。この段階で、内側部分２０４はまた、流れる負荷物質の研磨効果に曝される。時間の経過と共に、内側部分２０４も必然的にすり減る。
【0092】
四つのセグメント２０２ｃ～ｆが、リテーナの内側部分２０４によって（ならびにインサート２００の設置点での外側部分２０６によって）リセス内に固定される六つのセグメント２０２ａ～ｆの組の第１のサブセットＳ１を形成することに留意されたい。負荷物質の侵食作用により内側部分２０４が破壊されると（リテーナの外側部分２０６は既に破壊されている）、リセス１１０内に四つのセグメント２０２ｃ～ｆ（の何が残っているもの）を保持するものは何も存在せず、したがってそれらは、ロケーターピース２０８と共にリセス１１０から解放される。四つのセグメント２０２ｃ～ｆおよびロケーターピース２０８は、流動する負荷物質に巻き込まれ、したがってリセス１１０から運び去られる。やがて、それらはステーブ１００の前面１０２から、かなりの距離を運ばれる。
【0093】
リセス１１０の一部は、失われたセグメント２０２ｃ～ｆによって空のままにされる。負荷物質は、リセス１１０の空の部分に流れ込み、その床１１０ａおよび壁１１０ｂに付着する傾向がある。このようにして、インサート２００全体が失われた後でさえ、負荷物質はステーブ１００に保護層を提供する。
【0094】
したがって、記載された実施形態による本発明は、負荷物質がその上に保護層を形成するようにステーブの前面に付着するように負荷物質を捕捉するインサートを提供する。各インサートの最も上方のセグメント（これは負荷物質の流動バルクの侵食作用によって最も摩耗しやすい）は、摩耗の特定の段階でリセスから解放されるように構成されているため、負荷物質はリセス内で特定の位置を占有し、前面に付着した状態となる。インサートの残りのセグメントも、その後、それらが特定の摩耗段階に達すると、リセスから解放されるように構成されている。これらの残りのセグメントによって占有されていたリセスの部分は、その後、前面に付着している負荷物質によって占有されることになる。リセスは、負荷物質によって占有されるとき、インサートの全てのセグメントが摩耗して失われた後でさえもステーブを保護する「ストーンボックス」である。
【0095】
インサートは、セグメントの段階的な開放をもたらす。セグメントが解放される摩耗段階は、リテーナの部品およびセグメントの端面の相対位置（すなわちステーブの前面からの距離）によって事前に決定される。言い換えると、リテーナの部品がセグメントの端面からセグメント間に凹んでいる度合いである。セグメントが摩耗するとき、リテーナの部品が研磨負荷物の流れにさらされ、これによって侵食されるまで、リセスの深さは減少する。
【0096】
各インサートは、時期尚早にリセスから解放されることなく、熱サイクルを受け入れることができる。これは、インサートが、熱応力の下で独立して屈曲することができるが、組み立てを容易にするために全体として固定可能である複数のセグメントから構成されているためである。固定されたセグメントの隣接する側面の各対間には小さなギャップが存在することに留意されたい。セグメントが独立して屈曲することを可能にするのは、これらのギャップである。さらに、ギャップは、ダストの形態で物質が侵入して弾性分割膜として機能することを促進し、これによって熱サイクルの影響に弾力性を追加する。あまり好ましくない別の実施形態では、セグメントが互いに当接するようにギャップが省略される。
【0097】
説明される実施形態では、リテーナの内側部分２０４は四つのセグメント２０２ｃ～ｆ（第１のサブセットＳ１）を固定し、外側部分２０６は、二つのセグメント２０２ａ，２０２ｂ（第２のサブセットＳ２）が外側部分２０６のみによって固定されるように、六つのセグメント２０２ａ～ｆを固定する。したがって、外側部分２０６が破壊されると二つのセグメント２０２ａ，２０２ｂが解放され、その後、内側部分２０４が破壊されると、四つのセグメント２０２ｃ～ｆが解放される。しかしながら、インサート２００のセグメント２０２の組のサブセットＳ１，Ｓ２は、第１のサブセットＳ１を画定するセグメント２０２の少なくとも一つが内側部分２０４によってリセス１１０内に固定されかつ第２のサブセットＳ２を画定するセグメント２０２の少なくとも一つが外側部分２０６のみによってリセス１１０内に固定されるならば、異なるように構成されてもよいことは明かである。
【0098】
一方、説明される実施形態は、リテーナの内側部分および外側部分の両方を備えるが、インサートは、代わりに、一つのリテーナ部品のみを使用して固定されてもよいことは明かである。この場合、唯一のリテーナ部品がインサートの全てのセグメントを固定する。もちろん、リテーナ部品を一つだけ含む実施形態は、本明細書で説明した方法でセグメントを段階的に解放するようには構成されない。むしろ、唯一のリテーナ部品が破壊されると、全てのセグメントが実質的に同時にリセスから解放される。
【0099】
代替的に、インサートは二つ以上のリテーナ部品を備えていてもよい。そうした実施形態では、セグメントは、リテーナ部品の数に従って、時間の経過とともに複数の段階で解放されてもよい。
【0100】
説明した実施形態は、六角形に配置された六つのセグメントをそれぞれ含むインサートに関するが、各インサートは、任意の数のセグメントを含むことができ、これらは任意の形状に配置できることを理解されたい。例えば、インサートは、円状に配置されてもよい二つのセグメントを具備することができる。代替的に、インサートは、三角形に配置されてもよい３つのセグメントを具備することができる。代替的に、インサートは、長方形、例えば正方形に配置されてもよい四つのセグメントを具備することができる。代替的に、インサートは五角形に配置されてもよい五つのセグメントを具備することができる。代替的に、インサートは、七角形に配置されてもよい七つのセグメントを具備することができる。代替的に、インサートは、八角形に配置されてもよい八つのセグメントを具備することができる等々である。セグメントの数は変更可能であり、セグメントは任意の形の多角形に配置できることは当業者には明らかであろう。これらの形状および配置の全ては、請求される発明の範囲内のものである。もちろん、ステーブの前面のリセスは、インサートの形状に対応する形状にすることができる。
【0101】
複数のインサートは、異なる形状および／またはサイズのインサートをふくんでいてもよい。さらに、インサートのセグメントの組は、異なる形状および／またはサイズのセグメントを含んでいてもよい。
【0102】
一実施形態では、ロケーターピース２０８は省略される。ロケーターピース２０８は、セグメント２００ａ～ｆをリセス１１０の壁１１０ｂに完全に固定する働きをしないため、インサート２００をリセス１１０内に固定するのには必須ではないことは明かである（むしろ、それはリテーナの内側部分２０４および外側部分２０６の機能である）。この実施形態では、（セグメントの内面の下側部分にある）アンダーカットもまた省略される。なぜなら、アンダーカットはロケーターピース２０８とのインターフェースとしてのみ機能するからである。
【0103】
一実施形態では、リテーナの内側部分および／または外側部分は、セグメントの内面との摩擦接触以外の手段によって、例えば、ネジ、ボルトまたはその他の種類のファスナーによって、または溶接によって、さらに固定される。そのような一実施形態では、ロケーターピースの直立ステムはネジを含み、リテーナの内側部分および／または外側部分の一方または両方は、ネジと係合するナットによって固定される。
【0104】
一実施形態では、リセス１１０の壁１１０ｂは、リセス１１０の中心軸線Ｚと平行であり、したがってテーパーを含まない。これにより、リセスの加工がより簡単になる。一方、この実施形態はあまり好ましくない。なぜなら、セグメント２０２ａ～ｆの外面はそれらに加えられる半径方向の力によってリセス１１０の壁に対して固定されるが、有利なウェッジ効果および強化なダブテール接続が得られないからである。
【0105】
図９ａ～図１０ｂを参照すると、一実施形態では、各インサートの一つ以上のセグメントが（インサートの他のセグメントと比較して）拡大され、インサートがステーブに設置されるとき別のインサートの同様に拡大されたセグメントの同様の外面と接触するための外面を備える。これにより、ステーブ内の二つの隣接する列のインサートが互いに接触して、インサート間の負荷物質の通過を防ぐことができる連続した棚を形成することが可能となる。これは、図１０ｂに示すように、ステーブの底部で特に有用であろう。これは、負荷物質がステーブの下にある炉を通って降下する前にステーブ上にできるだけ多くの負荷物質を保持しようとすることが望ましいためである。
【符号の説明】
【0106】
１００ ステーブ
１０２ 前面
１０４ 後面
１０６ａ～ｄ 縁部
１１０ リセス
１１０ａ 床
１１０ｂ テーパー壁
２００ インサート
２００ａ セグメント
２０２ セグメント
２０２ａ セグメント
２０２ａ１ 上面
２０２ａ２ 下面
２０２ａ３ 内面
２０２ａ４ 外面
２０２ａ５ 側面
２０２ａ６ アンダーカット
２０２ａ７ 頂点
２０２ｂ セグメント
２０２ｂ２ 下面
２０２ｂ４ 外面
２０２ｂ５ 側面
２０２ｃ セグメント
２０２ｃ２ 下面
２０２ｃ３ 内面
２０２ｃ４ 外面
２０２ｃ５ 側面
２０２ｃ６ アンダーカット
２０２ｄ～ｆ セグメント
２０２ｆ２ 下面
２０２ｆ３ 内面
２０２ｆ４ 外面
２０２ｆ５ 側面
２０２ｆ６ アンダーカット
２０４ 内側部分
２０４ａ 上面
２０４ｂ 下面
２０４ｃ 周壁
２０４ｄ 縁部
２０４ｅ 貫通孔
２０６ 外側部分
２０６ａ 上面
２０６ｂ 下面
２０６ｃ 周壁
２０６ｄ 貫通孔
２０８ ロケーターピース
２０８ａ 上面
２０８ｂ 下面
２０８ｃ 周壁
２０８ｄ 端部
２０８ｅ 側部
２０８ｆ ステム
１０２ 前面
１０４ 後面
１０６ａ～ｄ 縁部
１１０ リセス
１１０ａ 床
１１０ｂ テーパー壁
２００ インサート
２００ａ セグメント
２０２ セグメント
２０２ａ セグメント
２０２ａ１ 上面
２０２ａ２ 下面
２０２ａ３ 内面
２０２ａ４ 外面
２０２ａ５ 側面
２０２ａ６ アンダーカット
２０２ａ７ 頂点
２０２ｂ セグメント
２０２ｂ２ 下面
２０２ｂ４ 外面
２０２ｂ５ 側面
２０２ｃ セグメント
２０２ｃ２ 下面
２０２ｃ３ 内面
２０２ｃ４ 外面
２０２ｃ５ 側面
２０２ｃ６ アンダーカット
２０２ｄ～ｆ セグメント
２０２ｆ２ 下面
２０２ｆ３ 内面
２０２ｆ４ 外面
２０２ｆ５ 側面
２０２ｆ６ アンダーカット
２０４ 内側部分
２０４ａ 上面
２０４ｂ 下面
２０４ｃ 周壁
２０４ｄ 縁部
２０４ｅ 貫通孔
２０６ 外側部分
２０６ａ 上面
２０６ｂ 下面
２０６ｃ 周壁
２０６ｄ 貫通孔
２０８ ロケーターピース
２０８ａ 上面
２０８ｂ 下面
２０８ｃ 周壁
２０８ｄ 端部
２０８ｅ 側部
２０８ｆ ステム
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5a】
【図5b】
【図6a】
【図6b】
【図6c】
【図6d】
【図7a】
【図7b】
【図7c】
【図7d】
【図7e】
【図8a】
【図8b】
【図8c】
【図8d】
【図9a】
【図9b】
【図10a】
【図10b】