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US006994037B2

( 1 2 ) United States Patent ( 1 0 ) P a t e n t N 0 . : US 6 , 9 9 4 , 0 3 7 B2Hutmacher e t a l . ( 4 5 ) Date o f P a t e n t : F e b . 7 , 2006

( 5 4 ) RABBLEARM FORA FURNACE ( 5 6 ) R e f e r e n c e s C i t e d( 7 5 ) I n v e n t o r s : P a t r i c k Hutmacher, B e t t e m b o u r g U _ S _ PATENT DOCUMENTS

( L U ) ; S e r g e S t r e i t z , K a y l ( L U ) ; S t e v e * _Arendt, Ttange Lonardi, A SklIlIlef . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .aschara e (LU)~ Ed rKraemer 1468216 A 9/1923 Skmner

g g 1,484,791 A 2/1924 Leggo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 432/131H e 1 1 a n g e ( L U ) 1 , 5 2 9 , 2 5 6 A 3 / 1 9 2 5 K e l l e y_ 1,687,935 A 10/1928 Fowler( 7 3 ) A s s l g n e e : P a u l W l l l t h S . A . , L u x e m b o u r g ( L U ) 1 , 7 3 6 , 7 6 9 A 1 1 / 1 9 2 9 C o n n o l l y

1,879,680 A 9/1932 Baird e t a l. . . . . . . . . . . . . . . . . . 432/131(*) N o t i c e : Subject t o any d i s c l a i m e r , t h e term o f t h i s 2 , 6 5 4 , 1 3 7 A * 1 0 / 1 9 5 3 Buron . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 0 1 / 8 0

patent i s extended or adjusted under 35 3 , 4 1 9 , 2 5 4 A 12/1968 Vo n D r e u s c h e , J r . . . . . . . . 432/131U.S.C. 154(b) b y 0 d a y s . 3 , 7 4 0 , 1 8 4 A * 6 / 1 9 7 3 O l e s Z k o . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 3 2 / 2 3 5

3,788,800 A 1/1974 Middleton e t a l. . . . . . . . . . . 432/235( 2 1 ) A p p l , No ; 1 0 / 4 7 5 , 4 3 5 4 , 8 4 2 , 0 5 1 A 6 / 1 9 8 9 B r o w n l e e( 2 2 ) PC T i l e d : AP 1 9 2 0 0 2 FOREIGN PATENT DOCUMENTS( 8 6 ) PC T N o . : PCT/EP02/05114 D E 3 2 1 5 2 3 6 / 1 9 2 0

DE 389355 1 / 1 9 2 4 3 7 1 ( 6 X 1 ) ,( 2 ) , ( 4 ) D a t e : F e b . 2 6 , 2004 * m e d by exammer( 8 7 ) PC T P u b - N0 5 W002/086407 P r i m a r y ExaminerKenneth R i n e h a r t( 7 4 ) A t t o r n e y , A g e n t , o r FirmMcCormick, P a u l d i n g &

D a t e : O c t . 3 1 , H u b e r6 5 ) P r i o r P u b l i c a t i o n D a t a ( 5 7 ) ABSTRACTUS 2 0 0 4 / 0 1 3 4 3 9 4 A1 J u l . 1 5 , 2 0 0 4

A a b b l e a rm f o r a f u r n a c e i n c l u d e s an elongated m e t a l l i c( 3 0 ) F o r e i g n A p p l i c a t i o n P r i o r i t y Data s u p p o r t c o r e , a t l e a s t o n e r a b b l e t o o t h h a v i n g a r a b b l eA p r . 2 0 , 2001 (LU) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90762 p o r t i o n a n d a ? x i n g p o r t i o n a n d a ? x i n g d e v i c e ( I O - O p e r a t i n gW i t h t h e ? x i n g p o r t i o n f o r ? x i n g t h e r a b b l e t o o t h t o t h e

( 5 1 ) I n t . C l. e l o n g a t e d m e t a l l i c s u p p o r t c o r e . T h e ? x i n g p o r t i o n i n c l u d e sF236 5 / 0 0 ( 2 0 0 6 0 1 ) a t h r o u g h h o l e t h r o u g h W h i c h t h e e l o n g a t e d m e t a l l i c s u p p o r t( 5 2 ) US . C l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1 0 / 2 4 7 ; 4 3 2 / 2 3 5 ; 4 3 2 / 1 3 1 C o r e a x i a l ly p a s s e s - The ?xing d e v i c e ( F D - O p e r a t e s W i t h t h e

( 5 8 ) F i e l d O f C l a s s i ? c a t i o n Search . . . . . . . . . . . . . . . . 4 3 2 / 2 3 5 , ? x i n g P o r t i o n a r o u n d t h e t h r o u g h h o l e f o r ? X i n g t h e r a b b l e{ 0 0 t h t 0 t h e e l o n g a t e d m e t a l l i c s u p p o r t C O I C .1 1 0 / 2 2 3 , 2 2 5 , 2 4 7 , 3 4 2S e e a p p l i c a t i o n ? l e f o r c o m p l e t e s e a r c h h i s t o r y . 2 4 C l a i m s , 3 Drawing S h e e t s

3 3 34 2 _ 1 0 1 6

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U.S. Patent F e b . 7 , 2 0 0 6 S h e e t 2 o f 3 U S 6 , 9 9 4 , 0 3 7 B2

F i g . 34 o

4 2 4 6

/ / / / J / / / A

\\\\\\\\\\\\\ \ \\ \\\\\\\\\\Y\\I\\\

6 2 6 0 [ / / / / / / / / / / / / / / /7 / / / / / / / / / 7 /Z 1 ' / / / / / / / / / T / / j // / / / / / / Z Z 7 //A A h N A h ( a ) ' K A / h

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RABBLEARM OR A FURNACECROSS-REFERENCE TO RELATED

APPLICATIONST h i s a p p l i c a t i o n i s e n t i t l e d t o t h e b e n e ? t o f I n t e r n a t i o n a l

A p p l i c a t i o n N o . P C T / E P 0 2 / 0 5 1 1 4 ? l e d o n A p r . 1 9 , 2 0 0 2 ,a n d Luxembourg a t e n t A p p l i c a t i o n N o . 9 0 76 2 ? l e d on p r .2 0 , 2 0 0 1 .

FIELD OF THE INVENTIONTh e p r e s e n t i n v e n t i o n r e l a t e s t o a r a b b l e arm f o r a f u r n a c e ,i n p a r t i c u l a r a m u l t i p l e h e a r t h f u r n a c e .

BACKGROUND OF THE INVENTIONA u l t i p le h e a r t h f u r n a c e c o m p r i s e s a n u p r i g h t c y l i n d r ic a l f u r n a c e h o u s i n g t h a t i s d i v i d e d b y a p l u r a l i t y o f v e r t i c a l l y

s p a c e d h e a r t h ? o o r s i n v e r t i c a l l y a l i g n e d h e a r t h c h a m b e r s . Av e r t i c a l s h a f t e x t e n d s c e n t r a l l y t h r o u g h t h e h e a r t h c h a m b e r s ,p a s s i n g t h r o u gh e a c h h e a r t h ? o o r . I n e a c h h e a r t h chamber tl e a s t one r a b b l e a rm s ?xed t o t h e v e r t i c a l s h a f t and extendsr a d i a l l y o u t s i d e t h e r e - f r o m o v e r t h e h e a r t h ? o o r. Such ar a b b l e ar m s p r o v i d e d W i t h r a b b l e t e e t h , Which x t e n d doWni n t o m a t e r i a l b e i n g p r o c e s s e d on t h e h e a r t h ? o o r . As t h ev e r t i c a l s h a f t r o t a t e s , t h e r a b b l e arm moves over t h e m a t e r i a lon t h e r e s p e c t i v e h e a r t h ? o o r , W h e r e i n t h e r a b b l e t e e t hp l o u g h t h r o u g h t h e m a t e r i a l a n d m i x t h e l a t t e r . D e p e n d i n gon t h e a n g l e o f i n c l i n a t i o n o f t h e r a b b l e t e e t h , t h e m a t e r i a lW i l l b e moved r a d i a l l y i n W a r d l y t o W a r d t h e v e r t i c a l s h a f t o ro u t W a r d l y t h e r e f r o m . D r o p h o l e s a r e p r o v i d e d i n e a c h h e a r t h? o o r , a l t e r n a t e l y i n t h e i n n e r Z o n e o f t h e h e a r t h ? o o r ( i . e .n e a r t h e v e r t i c a l s h a f t ) o r i n t h e o u t e r Zone o f t h e h e a r t h ?oor( i . e . n e a r t h e c y l i n d r i c a l f u r n a c e h o u s i n g ) . M a t e r i a l f a l l i n gon t h e i n n e r Zone o f a h e a r t h ?oor i s moved by t h e r a b b l ear m r a d i a l l y o u t W a r d l y o v e r t h i s h e a r t h ? o o r , u n t i l i t d r o p st h r o u g h a d r o p h o l e i n t h e o u t e r Zone o f t h i s h e a r t h ?oor ont h e o u t e r Zone o f a h e a r t h ?oor l o c a t e d d i r e c t l y b e l o W . Ont h i s l o W e r h e a r t h ? o o r , m a t e r i a l i s moved by t h e r a b b l e ar mr a d i a l l y i n W a r d l y u n t i l i t d r o p s t h r o u g h a d r o p h o l e i n t h ei n n e r Zone of t h i s h e a r t h ?oor on t h e i n n e r Zone of t h e nextl o W e r h e a r t h ? o o r . T h u s , m a t e r i a l t o b e p r o c e s s e d i s c a u s e dt o move s l o W l y a l o n g a s e r p e n t i n e p a t h t h r o u g h t h e v e r t ic a l l y a l i g n e d h e a r t h c h a m b e r s o f t h e f u r n a c e .

I t i s a f a c t t h a t m u l t i p l e h e a r t h f u r n a c e s p o s s e s s m a j o ra d v a n t a g e s o v e r o t h e r s o l i d m a t e r i a l p r o c e s s i n g f u r n a c e s ,s u c h a s r o t a r y h e a r t h f u r n a c e s , r o t a r y k i l n f u r n a c e s a n d s h a f tf u r n a c e s . By a l l o W i n g a c o n t r o l o f d i f f e r e n t h e a r t h atmos p h e r e s a n d t e m p e r a t u r e s i n t h e v e r t i c a l l y a l i g n e d h e a r t hc h a m b e r s , t h e y a l l o W a v e r y c l o s e c o n t r o l o f t h e p r o c e s si n s i d e t h e f u r n a c e . O t h e r a d v a n t a g e s o f m u l t i p l e h e a r t hf u r n a c e s l i e i n t h e i r a b i l i t y t o m a i n t a i n t h e p r o c e s s e d m a t er i a l s i n m i x e d c o n d i t i o n t h r o u g h o u t t h e i r p a s s a g e t h r o u g ht h e f u r n a c e and t o Warrant a very i n t e n s e exposure o f t h es o l i d m a t e r i a l s t o p r o c e s s g a s e s i n a c o n t r o l l e d g a s / s o l i dm a t e r i a l c o u n t e r ? oW i t h i n t h e f u r n a c e . N e v e r t h e l e s s , s i n c et h e i r i n v e n t i o n a t t h e e n d o f t h e n i n e t e e n t h c e n t u r y , m u l t i p l eh e a r t h f u r n a c e s h a v e o n l y f o u n d v e r y f e W a p p l i c a t i o n s i ns o l i d m a t e r i a l p r o c e s s i n g . A e a s o n f o r t h i s l a c k o f con?d e n c e i n m u l t i p le h e a r t h f u r n a c e s i s t h a t i t h a s n e v e r beenp o s s i b l e t o W a r r a n t a p r o b l e m - f r e e o p e r a t i o n o f a m u l t i p l eh e a r t h f u r n a c e o v e r l o n g e r p e r i o d s .

The most e x p o s e d e l e m e n t s i n a m u l t i p l e h e a r t h f u r n a c ea r e t h e r a b b l e arms With t h e i r r a b b l e t e e t h . These r a b b l e armsand r a b b l e t e e t h a r e s u b j e c t e d t o s e v e r e t e m p e r a t u r e s ands e v e r e mechanical c o n s t r a i n t s i n a f u r n a c e atmosphere t h a t

10

1 5

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6 5

2i s u s u a l l y v e r y c o r r o s i v e . A l r e a d y i n v e r y e a r l y m u l t i p l eh e a r t h f u r n a c e s , t h e r a b b l e arms included a Water o r g asc o o l e d c a s t i r o n s u p p o r t s t r u c t u r e , and t h e r a b b l e t e e t h Werec o n c e i v e d a s exchangeable Wear p a r t s . Such a n exchangea b l e r a b b l e t o o t h g e n e r a l l y i n c l u d e s a d o v e t a i l i n t e r l o c ki n ge l e m e n t a t i t s u p p e r p o r t i o n e n g a g i n g , i n a f o r m - ? t r e l a t i o ns h i p , a c o r r e s p o n d i n g g r o o v e a t t h e u n d e r s i d e o f t h e c o o l e dm e t a l l i c s u p p o r t s t r u c t u r e .An a l l e g e d l y improved d e s i g n o f a r a b b l e arm Was

d i s c l o s e d i n 1968 i n US . P a t . N o . 3 , 4 1 9 , 2 5 4 . T h i s r a b b l earm i n c l u d e s a holloW c a s t i r o n c o r e obtained by mouldc a s t i n g . I t i s d i v i d e d by a c e n t r a l Web i n t o t W o s e p a r a t epassageWays f o r c o o l i n g a i r . Th e t e e t h o f t h e arm a r e formedo f a c e r a m i c m a t e r i a l . They h a v e a n u p p e r ? x i n g p o r t i o nW i t h a p a i r o f i n W a r d l y f a c i n g h o o k - l i k e i n t e r l o c k i n g e l em e n t s , Which a r e dimensioned t o ? t l o o s e l y o v e r loWerh o r i Z o n t a l ? a n g e s l a t e r a l l y p r o t r u d i n g f r o m t h e u n d e r s i d e o ft h e m e t a l l i c c or e . I n o r d e r t o p r o v i d e a n i n s u l a t i n g and shocka b s o r b i n g t i g h t c o n n e c t i o n b e t W e e n t h e r a b b l e t e e t h a n d t h em e t a l l i c c o r e , a ? b r o u s i n s u l a t i n g m a t e r i a l i s i n t e r p o s e dbetWeen t h e h o o k - l i k e f o r m a t i o n s a n d t h e l o W e r h o r i Z o n t a l? a n g e s . To c o m p l e t e t h e i n s u l a t i o n o f t h e m e t a l l i c c o r e , a ni n n e r l a y e r o f ? b r o u s i n s u l a t i o n i s p l a c e d o v e r t h e t o p p a r to f t h e m e t a l l i c c o r e , and a n o u t e r s o l i d i n s u l a t i o n i s ? n a l l yp l a c e d on t o p o f t h e i n n e r ? b r o u s i n s u l a t i o n . Lugs on t h em e t a l l i c c o r e p r e v e n t t h e c o v e r from moving l o n g i t u d i n a l l yWith r e s p e c t t o t h e m e t a l l i c c o r e . I n an a l t e r n a t i v e embodim e n t , a p l u r a l i t y o f W i r e - l i k e p r o n g s i s Welded t o t h em e t a l l i c c o r e a l o n g i t s s i d e s a n d t o p . T h e r e a f t e r , a l a y e r o f? b r o u s i n s u l a t i n g m a t e r i a l i s p r e s s e d doWn o v e r t h e p r o n g ss o t h a t i t l i e s s n u g l y o v e r t h e t o p o f t h e c o r e . A a s t a b l ei n s u l a t i o n i s ? n a l l y c a s t o v e r t h e e x t e r i o r o f t h e r a b b l e a r m ,W h e r e i t i s h e l d i n p l a c e by t h e W i r e - l i k e p r o n g s .A r s t draWback o f knoWn r a b b l e arms i s a r a t h e r h i g h

f r e q u e n c y o f t e e t h b r e a k s i n t h e r e g i o n o f t h e i r d o v e t a i l o rh o o k - l i k e ? x i n g p o r t i o n . I t W i l l b e n o t e d i n t h i s c o n t e x t t h a ta b r e a k - o f f of a s i n g l e t o o t h may cause s e v e r e damages t ot h e r a b b l e arms o f t h e h e a r t h c h a m b e r , b e c a u s e t h e brokeno f f r a b b l e p o r t i o n i s a n o b s t a c l e f o r t h e r e m a i n i n g r a b b l et e e t h and may cause a break-off of f u r t h e r t e e t h or even ac o l l a p s e o f Whole r a b b l e a r m s .A u r t h e r draWback o f knoWn r a b b l e arms i s t h e i r i n s u f? c i e n t p r o t e c t i o n a g a i n s t h i g h t e m p e r a t u r e s . T h e t h e r m a l

i n s u l a t i o n o f knoWn r a b b l e arms i s i n d e e d d e ? c i e n t i nr e s p e c t o f many a s p e c t s . I t W i l l b e n o t e d eg t h a t t h eu n d e r s i d e o f t h e r a b b l e a r m , Which s e x p o s e d t o t h e h i g h e s th e a t l o a d , h a s t h e p o o r e s t i n s u l a t i o n . F u r t h e r m o r e , i t h a ppens q u i t e o f t e n t h a t t h e t h e r m a l i n s u l a t i o n o f a r a b b l e armf a l l s o f f a l r e a d y a f t e r a s h o r t o p e r a t i o n p e r i o d o f t h e f u r n a c e .As an o v e r h a u l i n g o f t h e thermal i n s u l a t i o n o f a r a b b l e armr e q u i r e s t h e r e m o v a l o f t h e r a b b l e a r m , t h e o p e r a t o r o f t h ef u r n a c e u s u a l l y r u n s u s u a l l y t h e r i s k n o t t o r e p a i r t h e t h e r m a li n s u l a t i o n o f t h e r a b b l e arms u n t i l t h e n e x t major o v e r h a u li n g o f t h e f u r n a c e , W h i c h r e q u i r e s a n y W a y t h e d i s m o u n t i n go f t h e r a b b l e a r m s . I n t h e m e a n t i m e , t h e u n p r o t e c t e d m e t a l l i cc o r e o f t h e r a b b l e arm s hoWever exposed t o a much h i g h e rt h e r m a l l o a d t h a n t h e t h e r m a l l o a d i t i s d e s i g n e d t o W i t hs t a n d .

S t i l l a n o t h e r draWback o f p r e s e n t r a b b le arms i s a poorWear r e s i s t a n c e o f t h e i r r a b b l e t e e t h . I n d e e d , most r a b b l earms a r e s t i l l equipped W i t h c a s t i r o n r a b b l e t e e t h , Whichbecome s u b j e c t t o r a p i d Wear u n d e r c o r r o s i v e h e a r t h atmos p h e r e s a n d / o r h i g h h e a r t h t e m p e r a t u r e s . C e r a m i c r a b b l et e e t h Would o f course be more Wear r e s i s t a n t i n sucha t m o s p h e r e s , b u t t h e m a n u f a c t u r e o f c e r a m i c f o r m p i e c e s o ft h e s i Z e o f a r a b b l e t o o t h i s s t i l l a r a t h e r e x p e n s i v e o p e r a t i o n .I t f o l l o W s t h a t t h e u s e c e r a m i c r a b b l e t e e t h i s n o r m a l l y

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6/9

US 6 , 9 9 4 , 0 3 7 B23

e c o n o m i c a l l y n o t j u s t i ? e d . F u r t h e r m o r e , c e r a m i c r a b b l et e e t h ma y b e v e r y Wear r e s i s t a n t b u t t h e y h a v e n e v e r t h e l e s sa loW d u c t i l i t y , i . e . t h e y a r e o f t e n s u b j e c t e d t o b r e a k a g e i np a r t i c u l a r i n t h e r e g i o n o f t h e i r d o v e t a i l o r h o o k - l i k e ? x i n gp o r t i o n .

F u r t h e r r a b b l e t o o t h s t r u c t u r e s a r e d i s c l o s e d i n f o l l o w i n gd o c u m e n t s :

US. P a t . No. 1 , 4 6 8 , 2 1 6 d i s c l o s e s a c o o l e d r a b b l e t o o t hs t r u c t u r e c o m p r i s i n g a c y l i n d r i c a l h u b a s ? x i n g p o r t i o n a n da holloW t o o t h b l a d e a s r a b b l e p o r t i o n . Th e holloW t o o t h i si n t e g r a l l y c a s t W i t h t h e c y l i n d r i c a l h u b . T h e c y l i n d r i c a l h u b sa r e assembled end t o end on t h e e l o n g a t e d m e t a l l i c s u p p o r tc o r e of t h e r a b b l e a rm and cooperate t h e r e W i t h t o d i r e c t ac o o l i n g medium i n t o t h e h o l l o W t e e t h .DE 389355 d i s c l o s e s a r a b b l e t o o t h s t r u c t u r e c o m p r i s i n g

a s l e e v e W i t h a t r a p e Z o i d a l c r o s s - s e c t i o n a s ?xing p o r t i o na n d a t l e a s t one r a b b l e b l a d e t h a t i s i n t e g r a l W i t h t h e s l e e v ea n d p r o j e c t s from a s i d e W a l l o f t h e l a t t e r . Th e r a b b l e t o o t hs t r u c t u r e i s made o f a a c i d p r o o f r e f r a c t o r y m a t e r i a l .

US. P a t . No. 1 , 6 8 7 , 9 3 5 d i s c l o s e s a r a b b l e t o o t h s t r u c t u r ec o m p r i s i n g a d o v e t a i l ? x i n g p o r t i o n e n g a g i n g a c o r r e s p o n di n g g r o o v e a t t h e u n d e r s i d e o f t h e m e t a l l i c s u p p o r t c o r e o ft h e r a b b l e arm.

OBJECTS AND SUMMARY OF THEINVENTION

A ? r s t t e c h n i c a l p r o b l e m u n d e r l y i n g t h e p r e s e n t i n v e n t i o ni s t o improve i n a c o s t e f f e c t i v e W a y Wear and b r e a k - o f fr e s i s t a n c e of t h e r a b b l e t e e t h i n a r a b b l e a r m .Such a r a b b l e arm f o r a f u r n a c e comprises a n e l o n g a t e dm e t a l l i c s u p p o r t c o r e , a t l e a s t one r a b b l e t o o t h having ar a b b l e p o r t i o n a n d a ? x i n g p o r t i o n a n d ? x i n g means c oo p e r a t i n g W i t h t h e ? x i n g p o r t i o n f o r ? x i n g t h e a t l e a s t o n er a b b l e t o o t h t o t h e e l o n g a t e d m e t a l l i c s u p p o r t c o r e . I na c c o r d a n c e W i t h a n i m p o r t a n t a s p e c t o f t h e p r e s e n t i n v e n t i o nt h e a t l e a s t one r a b b l e t o o t h h a s t h e form o f a p l a t e , Whereint h e ? x i n g p o r t i o n d o e s n o t i n c l u d e a dove a i l , hook r s l e e v el i k e ? x i n g e l e m e n t , b u t i t s ? x i n g p o r t i o n i s s i m p l y f o r m e d b ya p o r t i o n o f t h e t o o t h p l a t e i n c l u d i n g a t h r o u g h h o l e t h r o u g hWhich t h e e l o n g a t e d m e t a l l i c s u p p o r t c o r e a x i a l l y p a s s e s . A? x i n g means c o - o p e r a t e s W i t h t h e ? x i n g p o r t i o n a r o u n d t h et h r o u g h h o l e f o r ? x i n g t h e r a b b l e t o o t h t o t h e e l o n g a t e dm e t a l l i c s u p p o r t c o r e . I t f o l l o W s t h a t t h e ? x i n g p o r t i o n o f t h er a b b l e t o o t h d o e s no l o n g e r i n c l u d e r e c e s s e s t h a t g e n e r a t es t r e s s c o n c e n t r a t i o n s t h a t a r e p r o b a b l y r e s p o n s i b l e f o r mostb r e a k - o f f s o f r a b b l e t e e t h . F u r t h e r m o r e , t h e ? x i n g means c a nc o - o p e r a t e W i t h t h e W h o l e ? x i n g p o r t i o n a r o u n d t h e t h r o u g hh o l e f o r ? x i n g a r a b b l e t o o t h t o t h e e l o n g a t e d m e t a l l i cs u p p o r t c o r e . This means thatin compar ison With a r a b b l et o o t h t h a t i s ?xed b y means o f a dove a i l , hook r s l e e v e l i k e?xing elementa b e t t e r d i s t r i b u t i o n o f s t r e s s e s c a n bea c h i e v e d i n t h e ? x i n g p o r t i o n .A n o t h e r a d v a n t a g e o u s a s p e c t o f t h e neW ? x i n g p o r t i o n i st h a t t h e s h a p e o f t h e r a b b l e t o o t h c a n b e v e r y s i m p l e . I t ma yf o r example h a v e t h e form o f a ? a t p l a t e W i t h a n o v a lt h r o u g h h o l e . A i r e c t c o n s e q u e n c e o f t h e s i m p l e s h a p e o ft h e r a b b l e t o o t h i s t h a t i t c a n f o r example b e made o f ac e r a m i c m a t e r i a l a t r e a s o n a b l e c o s t s . I n c o n c l u s i o n , t h ep r e s e n t i n v e n t i o n a l l o W s t o have a t r e a s o n a b l e c o s t s r a b b l et e e t h h a v i n g a good Wear r e s i s t a n c e a n d b e i n g f a r l e s ss u b j e c t e d t o b r e a k - o f f t h a n p r i o r a r t r a b b l e t e e t h .

Th e r a b b l e t o o t h may have a c o n s t a n t t h i c k n e s s over i t sh e i g h t . H o W e v e r , t h e t h i c k n e s s o f t h e r a b b l e t o o t h may a l s obe v a r i e d over i t s h e i g h t , s o a s t o a c h i e v e a s u b s t a n t i a l l yuniform s t r e s s d i s t r i b u t i o n i n t h e r a b b l e t o o t h . I t W i l l be

10

1 5

25

35

40

45

55

6 5

4a p p r e c i a t e d t h a t s u c h r a b b l e t o o t h o f u n i f o r m s t r e n g t h h a s ar e d u c e d Weight W i t h r e g a r d t o a r a b b l e t o o t h W i t h a c o n s t a n tt h i c k n e s s d e s i g n e d t o r e s i s t t o t h e same f o r c e s .

I n s t e a d o f making t h e Whole r a b b l e t o o t h o f a s i n g l em a t e r i a l , i t i s a l s o p o s s i b l e t o c o n c e i v e a r a b b l e t o o t h h a v i n ga ?xing p o r t i o n t h a t c o n s i s t s o f a ? r s t m a t e r i a l and a r a b b l ep o r t i o n t h a t c o n s i s t s o f a s e c o n d m a t e r i a l , W h e r e i n t h e ? r s tm a t e r i a l i s p r e f e r a b l y more d u c t i l e t h a n t h e s e c o n d m a t e r i a l .I n s u c h a c o m p o s i t e r a b b l e t o o t h , t h e ? x i n g p o r t i o n h a s t h ea d v a n t a g e t o h a v e a g o o d r e s i s t a n c e a g a i n s t b r e a k a g e ( i td e f o r m s p l a s t i c a l l y i n s t e a d o f b r e a k i n g ) , W h e r e a s t h e r a b b l ep o r t i o n i s more Wear r e s i s t a n t . I t W i l l be n o t e d t h a t t h e ? r s tm a t e r i a l ca n f o r example be a c a s t s t e e l and t h e secondm a t e r i a l a ceramic m a t e r i a l . Th e r a b b l e t o o t h ma y a l s oi n c l u d e a c o r e made of c a s t s t e e l , Which extends over t h e? x i n g p o r t i o n a n d t h e r a b b l e p o r t i o n a n d i s p r o v i d e d W i t h ac e r a m i c j a c k e t i n t h e r a b b l e p o r t i o n .

I n a p r e f e r r e d embodiment o f t h e r a b b l e a r m , t h e ? x i n gmeans c o m p r i s e s a t e e t h s u p p o r t s l e e v e s l i p p e d o v e r t h ee l o n g a t e d m e t a l l i c s u p p o r t c o r e a n d e n g a g i n g t h e t h r o u g hh o l e i n t h e ? x i n g p o r t i o n o f t h e r a b b l e t o o t h . Such a t e e t hs u p p o r t s l e e v e p r e f e r a b l y s u p p o r t s s e v e r a l r a b b l e t e e t h b ye n g a g i n g t h e i r t h r o u g h h o l e s . I t p r o v i d e s a d v a n t a g e o u s l y af o r m - ? t W i t h t h e e l o n g a t e d m e t a l l i c s u p p o r t . I n p a r t i c u l a r ,t h e o u t e r c r o s s - s e c t i o n o f t h e t e e t h s u p p o r t s l e e v e a n d t h et h r o u g h h o l e h a v e f o r example b o t h a n o v a l s h a p e , s o t h a tt h e t e e t h s u p p o r t s l e e v e i s b l o c k e d i n r o t a t i o n on t h e e l o ng a t e d m e t a l l i c s u p p o r t c o r e . The t e e t h s u p p o r t s l e e v e p r ov i d e s a d v a n t a g e o u s l y a f o r m - ? t W i t h t h e t h r o u g h h o l e o f t h er a b b l e t o o t h .

T h e t e e t h s u p p o r t s l e e v e may b e t h e r m a l l y i n s u l a t e d ,Which a l l o W s t o have a c o n t i n u o u s i n s u l a t i o n o f t h e e l o ng a t e d m e t a l l i c s u p p o r t c o r e t h a t i s n o t i n t e r r u p t e d by t h e? x i n g e l e m e n t s o f t h e r a b b l e t e e t h . I t W i l l b e a p p r e c i a t e d t h a ts u c h a c o n t i n u o u s l y i n s u la t e d t e e t h s u p p o r t s l e e v e i s t h e rmally more e f ? c i e n t and moreover l e s s exposed t o a f a l l - o f ft h a n any r i o r a r t i n s u l a t i o n o f a r a b b l e a r m . Furthermore, a no v e r h a u l i n g o f t h e t h e r m a l i n s u l a t i o n o f a r a b b l e armr e q u i r e s n o l o n g e r t h e r e m o v a l o f t h e r a b b l e a r m , t h ei n s u l a t e d t e e t h s u p p o r t s l e e v e c a n b e s i m p l y s l i p p e d o v e r t h ee l o n g a t e d m e t a l l i c s u p p o r t c o r e , t h e r e b y r e p l a c i n g t h e r a b b l et e e t h a n d t h e t h e r m a l i n s u l a t i o n i n o n e o p e r a t i o n from t h eo u t s i d e o f t h e f u r n a c e .A r e f e r r e d embodiment o f s u c h a t e e t h s u p p o r t s l e e v e

i n c l u d e s an i n n e r m e t a l l i c s l e e v e and an o u t e r m e t a l l i cs l e e v e , a n i n s u l a t i n g m a t e r i a l b e t W e e n t h e i n n e r m e t a l l i cs l e e v e and t h e o u t e r m e t a l l i c s l e e v e and a shock a b s o r b i n gc u s h i o n i n g l a y e r on t h e o u t e r m e t a l l i c sl e e v e . Th e c u s h i o ni n g l a y e r i s e n g a g e d b y t h e e d g e o f t h e t h r o u g h h o l e i n t h e? x i n g p o r t i o n o f t h e r a b b l e t o o t h , W h e r e b y t h i s e d g e i se f ? c i e n t l y p r o t e c t e d a g a i n s t m e c h a n i c a l d a m a g e s , a n d ashock on one r a b b l e t o o t h i s a b s o r b e d b y t h e c u s h i o n i n gl a y e r a n d n o t t r a n s m i t t e d t o t h e r e s t o f t h e t e e t h s u p p o r ts l e e v e a n d t h e m e t a l l i c s u p p o r t c o r e . F u r t h e r m o r e , t h ec u s h i o n i n g l a y e r h e l p s t o f u r t h e r i m p r o v e t h e t h e r m a l i n s ul a t i o n o f t h e r a b b l e a r m . I t i s recommended t o make b o t h t h eo u t e r t u b e a n d t h e i n n e r t u b e o f s t a i n l e s s s t e e l . Such s t a i n l e s ss t e e l t u b e s form a n e f ? c i e n t c o n t i n u o u s s h e e t i n g o f t h er a b b l e arm a g a i n s t an e x c e s s i v e exposure t o c o r r o s i v e g a s e s .A p r e f e r r e d embodiment o f t h e t e e t h s u p p o r t s l e e v e

f u r t h e r i n c l u d e s a r m a t u r e e l e m e n t s p r o t r u d i n g from h e o u t e rm e t a l l i c s l e e v e t h r o u g h t h e s h o c k a b s o r b i n g c u s h i o n i n gl a y e r a n d a l a y e r o f c a s t a b l e r e f r a c t o r y o n t h e s h o c k a b s o r bi n g c u s h i o n i n g l a y e r , W h e r e i n t h e ? x i n g p o r t i o n o f t h e r a b b l et o o t h i s embedded i n t h e r e f r a c t o r y l a y e r . I t W i l l b e a p p r e

7/27/2019 Us 6994037

7/9

US 6 , 9 9 4 , 0 3 7 B25

c i a t e d t h a t such a t e e t h s u p p o r t s l e e v e ca n e a s i l y be co nc e i v e d a s a p r e f a b r i c a t e d u n i t t o be s i m p l y s l i p p e d on t h ee l o n g a t e d m e t a l l i c s u p p o r t .A r e f e r r e d embodiment o f t h e m e t a l l ic s u p p o r t c o r ec o m p r i s e s t W o s u p e r i m p o s e d o u t e r t u b e s , W h i c h a r e r i g i d l y?xed t o g e t h e r . T h e s e s u p e r i m p o s e d o u t e r t u b e s a r e a d v a nt a g e o u s l y f o r m e d o f c e n t r i f u g a l l y c a s t s t e e l p i p e s . I t W i l l b ea p p r e c i a t e d t h a t t h e s e o u t e r t u b e s o f t h e m e t a l l i c s u p p o r tc o r e have a v e r y homogeneous s t r u c t u r e t h a t i s s u b s t a n t i a l l yf r e e f r o m c a s t i n g c a v i t i e s a n d o t h e r c a s t i n g d e f e c t s , W h i c ha r e u n a v o i d a b l e i n a p r i o r a r t s u p p o r t c o re o b t a i n e d b ymould c a s t i n g . I n c o n c l u s i o n , t h e m e t a l l i c s u p p o r t c o r ei s d e s p i t e p o s s i b l y l o W e r m a n u f a c t u r i n g c o s t s - l e s s e x p o s e dt o m e c h a n i c a l f a i l u r e s and c o r r o s i o n t h a n any o t h e r m e t a l l i cs u p p o r t c o r e o f p r i o r a r t r a b b l e a r m s .

I n o r d e r t o o p t i m i Z e c o o l i n g o f t h e r a b b l e a r m , e a c h o f t h eo u t e r t u b e s a d v a n t a g e o u s l y i n c l u d e s a c o a x i a l i n n e r t u b e ,Which i s a r r a n g e d i n t h e o u t e r t u b e s o a s t o d e l i m i t t h e r e i nan a n n u l a r gap f o r a c o o l a n t ?oW. Thus, i t i s Warranted t oo b t a i n a n e f ? c i e n t a n d homogeneous c o o l i n g o f t h e o u t e rt u b e s . The c o o l i n g e f f e c t ma y f u r t h e r b e improved a t r e as o n a b l e c o s t s , by s i m p l y a r r a n g i n g a W i r e i s t h e a f o r e m e nt i o n e d a n n u l a r c o o l i n g g a p , s o a s t o de?ne a s p i r a l ?oW a t hf o r t h e c o o l a n t i n t h e a n n u l a r c o o l i n g g a p .

BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGSThe p r e s e n t i n v e n t i o n W i l l no W b e d e s c r i b e d , by Wa y o f

e x a m p l e , W i t h r e f e r e n c e t o t h e a c c o m p a n y i n g d r a W i n g s , i nW h i c h :

F I G . 1 A : i s a l o n g i t u d i n a l s e c t i o n t h r o u g h t h e r e a r end o fa r a b b l e ar m i n a c c o r d a n c e W i t h t h e p r e s e n t i n v e n t i o n ;

F I G . 1 B : i s a l o n g i t u d i n a l s e c t i o n t h r o u g h t h e f r o n t e n d o ft h e r a b b l e arm o f F I G . 1A;

F I G . 2 : i s a c r o s s - s e c t i o n a l o n g s e c t i o n l i n e 22 n F I G .1 A ;F I G . 3 : i s a l o n g i t u d i n a l s e c t i o n t h r o u g h a t e e t h s u p p o r ts l e e v e o f t h e r a b b l e arm o f F I G . 1 ;F I G . 4 : i s a t o p vieW o f t h e t e e t h s u p p o r t s l e e v e o f F I G .3 ; F I G . 5 : i s a c r o s s - s e c t i o n a l o n g s e c t i o n l i n e 55 n F I G .1 A ;

F I G . 6 : i s a f r o n t vieW o f a r a b b l e t o o t h ; andF I G . 7 : i s a v e r t i c a l s e c t i o n t h r o u g h t h e r a b b l e t o o t h o f

F I G . 6 .DETAILED DESCRIPTION OFA HE

INVENTIONF I G S . 1A n d 1B shoW b o t h e n d p o r t i o n s o f a n e l o n g a t e d

r a b b l e arm i n a c c o r d a n c e W i t h t h e p r e s e n t i n v e n t i o n . T h i sr a b b l e arm s t o be s u p p o r t e d by a v e r t i c a l s h a f t i n a m u l t i p l eh e a r t h f u r n a c e . I t i n c l u d e s a n e l o n g a t e d m e t a l l i c s u p p o r tc o r e 1 0 , i . e . a k i n d o f holloW c a n t i l e v e r be a m t h a t i s ?xed to n e e n d W i t h t h e h e l p o f a ? x i n g ?ange 1 2 t o t h e v e r t i c a ls h a f t , s o a s t o extend r a d i a l l y o u t s i d e therefrom over a h e a r t h? o o r t o t h e f u r n a c e W a l l . The o b j e c t o f t h i s m e t a l l i c s u p p o r tc o r e 1 0 i s t o s u p p o r t r a d i a l l y s p a c e d r a b b l e t e e t h 1 4 1 , 1 4 2 ,1 4 3 , 1 4 4 , Which e x t e n d doWn i n t o t h e m a t e r i a l on t h e h e a r t h? o o r . As t h e v e r t i c a l s h a f t i n t h e h e a r t h f u r n a c e r o t a t e s , t h er a b b l e arm moves over t h e m a t e r i a l on t h e r e s p e c t i v e h e a r t h? o o r , W h e r e i n t h e r a b b l e t e e t h 1 4 1 , 1 4 2 , 1 4 3 , 1 4 4 p l o u g ht h r o u g h t h e m a t e r i a l o n t h e h e a r t h ? o o r. Depending upo n t h ea n g l e o f i n c l i n a t i o n o f t h e r a b b l e t e e t h 1 4 i W i t h r e s p e c t t o t h el o n g i t u d i n a l a x i s o f t h e r a b b l e a r m ( s e e F I G . 4 ) , t h e m a t e r i a lW i l l b e moved r a d i a l l y i n W a r d l y t o W a r d t h e v e r t i c a l s h a f t o rr a d i a l l y o u t W a r d l y t h e r e f r o m .

1 5

25

35

40

45

55

6 5

6The m e t a l l i c s u p p o r t c o r e 1 0 c o m p r i s e s t W o s u p e r i m p o s e d

o u t e r t u b e s 1 6 , 1 8 , W h i c h a r e W e l d e d t o g e t h e r ( s e e i np a r t i c u l a r F I G . 2 ) a n d W e l d e d a t o n e e n d t o t h e ? x i n g ? a n g e1 2 ( s e e i n p a r t i c u l a r F I G . 1 A ) . E a c h o f t h e s e t u b e s 1 6 , 1 8 i sp r e f e r a b l y made up o f one o r more c e n t r i f u g a l l y c a s t s t e e lp i p e s . I t W i l l b e a p p r e c i a t e d t h a t t h e c e n t r i f u g a l l y c a s t s t e e lp i p e s h a v e a v e r y homogeneous s t r u c t u r e t h a t i s s u b s t a nt i a l l y f r e e f r o m c a s t i n g c a v i t i e s a n d o t h e r c a s t i n g d e f e c t s ,Which a r e u n a v o i d a b l e i n a p r i o r a r t s u p p o r t c o r e o b t a i n e d bymould c a s t i n g . I n c o n c l u s i o n , t h e m e t a l l i c s u p p o r t c o r e 1 0i s d e s p i t e p o s s i b l y l o W e r m a n u f a c t u r i n g c o s t s l e s se x p o s e d t o m e c h a n i c a l f a i l u r e s a n d c o r r o s i o n t h a n a n y o t h e rm e t a l l i c s u p p o r t c o r e o f p r i o r a r t r a b b l e a r m s .

Each o f t h e o u t e r t u b e s 1 6 , 18 i n c l u d e s a c o a x i a l in n e rt u b e 2 0 , 2 2 , Which s a r r a n g e d i n i t s o u t e r t u b e 1 6 , 1 8 s o a st o d e l i m i t t h e r e i n an a n n u l a r g ap 2 4 , 26 f o r a c o o l a n t ?oW.AWire 2 8 , 3 0 i s a r r a n g e d i n e a c h o f t h e a n n u l a r g a p s 2 4 , 2 6s o a s t o de?ne a s p i r a l ?oW a t h f o r t h e c o o l a n t . Through a ni n l e t o p e n i n g 32 i n t h e ?ange 1 2 a n d a n i n l e t chamber 3 3W i t h a d e ? e c t o r p l a t e 3 4 , t h e c o o l a n t e n t e r s i n t o t h e a n n u l a rg a p 24 o f t h e u p p e r t u b e 1 6 ( s e e F I G . 1 A ) , W h e r e i n i t i sc h a n n e l e d i n a s p i r a l p a t h a l o n g t h e i n n e r W a l l o f t h i s t u b e1 6 t o t h e c l o s e d f r o n t e n d o f t h e l a t t e r ( s e e F I G . 1 B ) . H e r et h e c o o l a n t p a s s e s t h r o u g h a c o m m u n i c a t i o n o p e n i n g 35 i n t ot h e a n n u l a r g a p 26 o f t h e l o W e r t u b e 1 8 , W h e r e i n i t i sc h a n n e l e d i n a s p i r a l p a t h a l o n g t h e i n n e r W a l l o f t h i s t u b e1 8 t o a n o u t l e t chamber 37 W i t h a d e ? e c t o r p l a t e 38 ( s e e F I G .1 A ) , Which d e ? e c t s t h e c o o l a n t i n t o a n o u t l e t o p e n i n g 39 i nt h e ?ange 1 2 . I t r e m a i n s t o b e n o t e d t h a t i n most c a s e s t h ec o o l a n t W i l l b e W a t e r , b u t i n s p e c i ? c c a s e s i t c o u l d b e o fi n t e r e s t t o us e a d i f f e r e n t c o o l i n g ?uid t h a n W a t e r .

F I G S . 3 a n d 4 shoW a t e e t h s u p p o r t s l e e v e 4 0 s u p p o r t i n gf o u r r a b b l e t e e t h 1 4 1 , 1 4 2 , 1 4 3 a n d 1 4 4 . T h i s t e e t h s u p p o r ts l e e v e 4 0 c o n s t i t u t e s W i t h i t s f o u r r a b b l e t e e t h 1 4 1 , 1 4 2 , 1 4 3a n d 1 4 4 a p r e f a b r i c a t e d u n i t t h a t i s a x i a l l y s l i p p e d o n t h ee l o n g a t e d m e t a l l i c s u p p o r t c o r e 1 0 . I n F I G . 1A n d F I G . 5 ,t h e t e e t h s u p p o r t s l e e v e 40 s shoWn i n engagement W i t h t h ee l o n g a t e d m e t a l l i c s u p p o r t c o r e 1 0 . I t W i l l b e n o t e d t h a t s u c ha t e e t h s u p p o r t s l e e v e 40 ma y have s u b s t a n t i a l l y t h e samel e n g t h a s t h e e l o n g a t e d m e t a l l i c s u p p o r t c o r e 1 0 , s o t h a t o n l yone t e e t h s u p p o r t s l e e v e 40 i s t o be s l i p p e d o v e r t h ee l o n g a t e d m e t a l l i c s u p p o r t c o r e 1 0 . HoWever, f o r e a s e o fh a n d l i n g , t h e t e e t h s u p p o r t s l e e v e 4 0 W i l l u s u a l l y b e s u bs t a n t i a l l y s h o r t e r t h a n t h e e l o n g a t e d m e t a l l i c s u p p o r t c o r e1 0 , s o t h a t s e v e r a l t e e t h s u p p o r t s l e e v e s 4 0 h a v e t o b e s l i p p e done a f t e r t h e o t h e r on t h e e l o n g a t e d m e t a l l i c s u p p o r t c o r e 1 0 .I t i s t o b e u n d e r s t o o d t h a t a t e e t h s u p p o r t s l e e v e 40 ma y o fc o u r s e s u p p o r t more t h a n f o u r r a b b l e t e e t h 14 o r l e s s t h a nf o u r r a b b l e t e e t h 1 4 , a n d t h a t i t i s a l s o p o s s i b l e t o c o n c e i v ea t e e t h s u p p o r t s l e e v e W i t h a s i n g l e r a b b l e t o o t h 1 4 .A r e f e r r e d embodiment o f t h e t e e t h s u p p o r t s l e e v e 4 0i n c l u d e s an i n n e r m e t a l l i c s le e v e 42 and an o u t e r m e t a l l i cs l e e v e 4 4 , Which a r e b o t h p r e f e r a b l y made o f s t a i n l e s s s t e e l .As sh o Wn on F I G . 5 , t h e i n n e r m e t a l li c s l e e v e 42 h a s a n o v a lc r o s s - s e c t i o n t h a t p r o v i d e s a f o r m - ? t W i t h t h e e l o n g a t e dm e t a l l i c s u p p o r t c o r e 1 0 . An i n s u la t i n g m a t e r i a l 4 6 , p r e f e ra b l y a m i c r o - p o r o u s i n s u l a t i n g m a t e r i a l , i s a r r a n g e d b e t W e e nt h e i n n e r s t e e l t u b e 42 and t h e o u t e r m e t a l l i c s l e e v e 44 t op r o v i d e a g o o d t h e r m a l i n s u l a t i o n .

Apreferred embodiment o f a r a b b l e t o o t h 14 W i l l no W bed e s c r i be d W i t h r e f e r e n c e t o FIGS. 6 and . T h i s r a b b l e t o o t h1 4 c o n s i s t s o f a ? a t e l o n g a t e d c e r a m i c p l a t e , Whose ? r s t e n dforms a r a b b l e p o r t i o n 4 6 , and Whose s e c o n d end forms a? x i n g p o r t i o n 4 8 . T h e ? x i n g p o r t i o n i n c l u d e s a n o v a l l ys h a p e d t h r o u g h h o l e t h r o u g h 5 0 bounded by r o u n d e d o f f o rc h a m f e r e d e d g e 5 2 . T h i s t h r o u g h h o l e 5 0 i s more p a r t i c ul a r l y s h a p e d i n s u c h a W ay t h a t i t s e d g e 5 2 makes up a

7/27/2019 Us 6994037

8/9

US 6 , 9 9 4 , 0 3 7 B27

f o r m - ? t W i t h t h e o u t e r s u r f a c e o f t h e t e e t h s u p p o r t s l e e v e ,When h e r a b b l e t o o t h 1 4 i s i n i t i s o p e r a t i o n a l p o si t i o n o n t h et e e t h s u p p o r t s l e e v e 4 0 . I t W i l l b e n o t e d t h a t t h i s o u t e rs u r f a c e o f t h e t e e t h s u p p o r t s l e e v e 4 0 i s a d v a n t a g e o u s l yf o r m e d b y a t h i n n e r s h o c k a b s o r b i n g c u s h i o n i n g l a y e r 5 4t h a t e n v e l o p s t h e o u t e r m e t a l l i c s l e e v e 4 4 . I n summary, t h ee l o n g a t e d m e t a l l i c s u p p o r t c o r e 1 0 p a s s e s a x i a l l y t h r o u g ht h e t h r o u g h h o l e 5 0 i n t h e ? x i n g p o r t i o n 4 8 , a n d t h e t e e t hs u p p o r t s l e e v e 4 0 c o - o p e r a t e s W i t h t h e ? x i n g p o r t i o n a r o u n dt h e t h r o u g h h o l e 50 f o r ? x i n g t h e r a b b l e t o o t h 1 4 t o t h ee l o n g a t e d m e t a l l i c s u p p o r t c o r e 1 0 .

B e c a u s e t h e r a b b l e t o o t h 1 4 h a s t h e s h a p e o f a s i m p l ep l a t e W i t h a t h r o u g h h o l e i n i t , i t c a n b e m a n u f a c t u r e d a tr e a s o n a b l e c o s t s i n a ceramic m a t e r i a l t h a t h a s a goodt e m p e r a t u r e and c o r r o s i o n r e s i s t a n c e and a n e x c e l l e n t Wearr e s i s t a n c e . A l t e r n a t i v e l y , o n l y t h e r a b b l e p o r t i o n 4 6 ma y b emade o f c e r a m i c m a t e r i a l , W h e r e i n t h e ? x i n g p o r t i o n 4 8 i smade o f a c a s t s t e e l . Such a composite r a b b l e t o o t h h a s t h eadvantage t h a t a c a s t s t e e l i s g e n e r a l l y more d u c t i l e t h a n ac e r a m i c m a t e r i a l a n d W i l l t h u s , u n d e r a n e x c e s s i v e l o a d ,more l i k e l y p l a s t i c a l l y d e f o r m i t s e l f t h a n b r e a k . I t W i l l b en o t e d t h a t a deformed r a b b l e t o o t h ma y b e i n e f f e c t i v e , b u t i tdoes a t l e a s t n o t f a l l on t h e h e a r t h ? o o r , Where i t Wouldp r e s e n t a r i s k f o r o t h e r t e e t h . I n o r d e r t o W a r r a n t a goodc o n n e c t i o n b e t W e e n t h e r a b b l e p o r t i o n 4 6 a n d t h e ? x i n gp o r t i o n 4 8 i n a c o m p o s i t e r a b b l e t o o t h , t h e l a t t e r may n c l u d ea core made of c a s t s t e e l . This core extends over t h e rabblep o r t i o n 4 6 a n d t h e ? x i n g p o r t i o n 4 8 a n d i s p r o v i d e d W i t h ac e r a m i c j a c k e t 5 5 i n t h e r a b b l e p o r t i o n . I t i s o f c o u r s e a l s op o s s i b l e t o make t h e r a b b l e t o o t h 1 4 o f a n y o t h e r m a t e r i a lt h a t h a s t h e r e q u i r e d t e m p e r a t u r e , c o r r o s i o n a n d Wear e s i st a n t p r o p e r t i e s .

R e f e r r i n g a g a i n t o F I G S . 3 a n d 4 , i t W i l l b e n o t e d t h a t t h e? x i n g p o r t i o n 4 8 o f t h e f o u r r a b b l e t e e t h 1 4 1 , 1 4 2 , 1 4 3 a n d1 4 4 i s embedded i n a l a y e r o f c a s t a b l e r e f r a c t o r y 6 0 , W h i c hi s c a s t a r o u n d t h e s h o c k a b s o r b i n g c u s h i o n i n g l a y e r 5 4 .W i r e - l i k e armature elements 62 a r e Welded t o t h e o u t e rm e t a l l i c s l e e v e 4 4 , b e f o r e t h e r e f r a c t o r y 6 0 i s c a s t a r o u n d t h es h o c k a b s o r b i n g c u s h i o n i n g l a y e r 5 4 . T h e y p r o t r u d e t h r o u g ht h e s h o c k a b s o r b i n g c u s h i o n i n g l a y e r 5 4 t o ? r m l y a n c h o r t h er e f r a c t o r y 6 0 t o t h e t e e t h s u p p o r t s l e e v e 4 0 . I n t h i s W a y , t h er a b b l e t e e t h 1 4 1 , 1 4 2 , 1 4 3 a n d 1 4 4 c a n b e ? r m l y b l o c k e d i nt h e i r o p e r a t i n g p o s i t i o n o n t h e t e e t h s u p p o r t s l e e v e 4 0 ,Wherein t h e f o r c e s a c t i n g on t h e r a b b l e p o r t i o n a r e t r a n sm i t t e d v i a t h e ? x i n g p o r t i o n 4 8 a r o u n d t h e t h r o u g h h o l e 5 0a s c o m p r e s s i v e f o r c e s o n t o t h e r e f r a c t o r y 6 0 a n d v i a t h e e d g e5 2 o f t h e t h r o u g h h o l e 5 0 a n d t h e s h o c k a b s o r b i n g c u s h i o ni n g l a y e r 5 4 t o t h e t e e t h s u p p o r t s l e e v e 4 0 . A d d i t i o n a l l y ,m e t a l l i c s h o u l d e r i n g e l e m e n t s 6 4 ( s e e eg I G . 4 ) ma y b eWelded t o t h e t o t h e o u t e r m e t a l l i c s l e e v e 4 4 , b e f o r e t h er e f r a c t o r y 6 0 i s c a s t a r o u n d t h e s h o c k a b s o r b i n g c u s h i o n i n gl a y e r 5 4 . I n t h i s c a s e t h e ? x i n g p o r t i o n 4 8 a r o u n d t h e t h r o u g hh o l e 50 b e a r s on t h e s e s h o u l d e r i n g e l e m e n t s 6 4 , s o t h a t t h el a t t e r c o n t r i b u t e t o t h e t r a n s m i s s i o n o f f o r c e s from t h e r a b b l et e e t h 14 t o t h e o u t e r m e t a l l i c s l e e v e 4 4 . I t W i l l f u r t h e r ben o t e d t h a t m e t a l l i c s h o u ld e r i n g e l e m e n t s 6 4 a l s o W a r r a n t t h a tt h e r a b b l e t e e t h a r e m a i n t a i n e d i n t h e i r o p e r a t i n g p o s i t i o neven i f t h e r e f r a c t o r y 6 0 i s damaged o r f a l l s o f f .

T e e t h s u p p o r t s l e e v e s 40 a s shoWn i n FIGS. 3 and 4 canb e m a n u f a c t u r e d i n a W o r k s h o p r e a d y f o r b e i n g s l i p p e d o n t ot h e m e t a l l ic s u p p o r t c o r e 1 0 . As shoWn on F I G . 1 B , t h e endo f t h e l a s t t e e t h s u p p o r t s l e e v e 4 0 ( s c h e m a t i c a l l y i n d i c a t e dW i t h a d o t e d l i n e ) s l i p p e d o n t o t h e m e t a l l i c s u p p o r t c o r e 10i s s e c u r e d t o t h e l a t t e r by means o f a p i n 7 0 . I f t h e t e e t h 1 4 1 ,1 4 2 , 1 4 3 and 1 4 4 o r t h e r e f r a c t o ry 60 a r e Worn o u t o r

10

1 5

25

35

40

45

55

6 5

8d a m a g e d , t h e n t h e t e e t h s u p p o r t s l e e v e s 4 0 c a n b e e a s i l ys l i p p e d o f f f r o m t h e m e t a l l i c s u p p o r t c o r e 1 0 a n d r e p l a c e d b yneW o n e s . Worn r damaged t e e t h support s l e e v e s 40 can ber e t u r n e d t o a Workshop o r b e i n g r e f u r b i s h e d u n d e r optimumc o n d i t i o n s . I t W i l l b e a p p r e c i a t e d t h a t t h e e x c h a n g e o f t e e t hs u p p o r t s l e e v e s 40 c a n b e e a s i l y e f f e c t e d from t h e o u t s i d e o ft h e f u r n a c e t h r o u g h a m a i n t e n a n c e d o o r i n t h e f u r n a c e W a l l ,W i t h o u t having t o dismount t h e m e t a l l i c s u p p o r t c o r e 10 o rt o e n t e r t h e f u r n a c e . On F I G . 5 , r e f e r e n c e numbers 7 2 a n d7 2 r e f e r t o W i t h d r a W i n g r o d s a r r a n g e d i n a f r e e s p a c es u b s i s t i n g betWeen t h e m e t a l l i c s u p p o r t c o r e 10 t e e t h s u pp o r t s l e e v e s 4 0 . T h e s e tWo W i t h d r a W i n g r o d s 7 2 a n d 7 2 h a v e o n e end engag ed W i t h t h e ? r s t t e e t h s u p p o r t s l e e v e 4 0s l i p p e d o n t o t h e m e t a l l i c s u p p o r t c o r e 10 a n d t h e o t h e r endp r o t r u d i n g o u t o f t h e l a s t t e e t h s u p p o r t s l e e v e 4 0 s l i p p e do n t o t h e m e t a l l i c s u p p o r t c o r e 1 0 . They a l l o W t o e a s i l y s l i po f f t h e t e e t h s u p p o r t s l e e v e s 40 f r o m t h e m e t a l l i c s u p p o r tcore 1 0 .

What i s c l a i m e d i s :1 . Arabble arm f o r a f u r n a c e , s a i d r a b b l e arm c o m p r i s i n g :a n e l o n ga t e d m e t a l l i c s u p p o r t c o r e ;a t l e a s t one r a b b l e t o o t h h a v i n g t h e form o f a p l a t e W i t ha r a b b l e p o r t i o n a n d a ? x i n g p o r t i o n , W h e r e i n s a i d

? x i n g p o r t i o n i s f o r m e d b y a p o r t i o n o f s a i d p l a t ei n c l u d i n g a t h r o u g h h o l e t h r o u g h W h i c h s a i d e l o n g a t e dm e t a l l i c s u p p o r t c o r e a x i a l l y p a s s e s ; a n d

? x i n g m e a n s c o - o p e r a t i n g W i t h s a i d ? x i n g p o r t i o n a r o u n ds a i d t h r o u g h h o l e f o r ? x i n g s a i d r a b b l e t o o t h t o s a i de l o n g a t e d m e t a l l i c s u p p o r t c o r e , s a i d ? x i n g meansi n c l u d i n g a n i n s u l a t e d t e e t h s u p p o r t s l e e v e s l i p p e d o v e rs a i d e l o n g a t e d m e t a l l i c s u p p o r t c o r e a n d e n g a g i n g s a i dt h r o u g h h o l e i n s a i d ? x i n g p o r t i o n o f s a i d r a b b l e t o o t h .

2 . The r a b b l e ar m a c c o r d i n g t o c l a i m 1 , W h e r e i n s a i dt h r o u g h h o l e i s o v a l l y s h a p e d .3 . The r a b b l e ar m a c c o r d i n g t o c l a i m 1 , W h e r e i n s a i dr a b b l e t o o t h i s made o f a ceramic m a t e r i a l .

4 . The r a b b l e ar m a c c o r d i n g t o c l a i m 1 , W h e r e i n s a i d? x i n g p o r t i o n c o n s i s t s o f a ? r s t m a t e r i a l , a n d s a i d r a b b l ep o r t i o n c o n s i s t s o f a s e c o n d m a t e r i a l , W h e r e i n s a i d ? r s tm a t e r i a l i s more d u c t i l e t h a n s a i d second m a t e r i a l .

5 . The r a b b l e arm a c c o r d i n g t o c l a i m 4 , W h e r e i n s a i d ? r s tm a t e r i a l i s a c a s t s t e e l and s a i d second m a t e r i a l i s a ceramicm a t e r i a l .

6 . The r a b b l e ar m a c c o r d i n g t o c l a i m 1 , W h e r e i n s a i dr a b b l e t o o t h i n c l u d e s a c o r e made o f c a s t s t e e l , s a i d c o r ee x t e n d i n g o v e r s a i d ? x i n g p o r t i o n a n d s a i d r a b b le p o r t i o na n d b e i n g p r o v i d e d W i t h a c e r a m i c j a c k e t i n s a i d r a b b l ep o r t i o n .

7 . Th e r a b b l e arm a c c o r d i n g t o c l a i m 1 , W h e r e i n s a i d t e e t hs u p p o r t s l e e v e s u p p o r t s s e v e r a l r a b b l e t e e t h b y e n g a g i n gt h e i r t h r o u g h h o l e s .

8 . Th e r a b b l e ar m a c c o r d i n g t o c l a i m 1 , W h e r e i n s a i d t e e t hs u p p o r t s l e e v e p r o v i d e s a f o r m - ? t W i t h s a i d e l o n g a t e d m e t a ll i c s u p p o r t c o r e .

9 . Th e r a b b l e ar m a c c o r d i n g t o c l a i m 1 , W h e r e i n s a i d t e e t hs u p p o r t s l e e v e p r o v i d e s a f o r m - ? t W i t h s a i d t h r o u g h h o l e o fs a i d a t l e a s t one r a b b l e t o o t h .

1 0 . Th e r a b b l e ar m a c c o r d i n g t o c l a i m 1 , W h e r e i n t h eo u t e r c r o s s - s e c t i o n o f s a i d t e e t h s u p p o r t s l e e v e a n d s a i dt h r o u g h h o l e a r e b o t h o v a l l y s h a p e d .

1 1 . The r a b b l e ar m a c c o r d i n g t o c l a i m 1 , W h e r e i n s a i dt e e t h s u p p o r t s l e e v e i n c l u d e s :

an i n n e r m e t a l l i c s l e e v e and an o u t e r m e t a l l i c s le e v e ;a n i n s u l a t i n g m a t e r i a l betWeen s a i d i n n e r m e t a l li c s l e e v e

a n d s a i d o u t e r m e t a l l i c s l e e v e ; a n d

7/27/2019 Us 6994037

9/9

US 6 , 9 9 4 , 0 3 7 B2a s h o c k a b s o r b i n g c u s h i o n i n g l a y e r on s a i d o u t e r m e t a l l i cs l e e v e , s a i d c u s h i o n i n g l a y e r b e i n g e n g a g e d b y t h e

e d g e o f s a i d t h r o u g h h o l e i n t h e ? x i n g p o r t i o n o f s a i dr a b b l e t o o t h .

1 2 . The r a b b l e ar m a c c o r d i n g t o c l a i m 1 1 , W h e r e i n s a i di n n e r m e t a l l i c s l e e v e and s a i d o u t e r m e t a l l i c s l e e v e a r e bothmade o f s t a i n l e s s s t e e l .

1 3 . The r a b b l e ar m a c c o r d i n g t o c l a i m 1 1 , W h e r e i n s a i dt e e t h s u p p o r t s l e e v e f u r t h e r i n c l u d e s :

a r m a t u r e e l e m e n t s p r o t r u d i n g from s a i d o u t e r m e t a l l i cs l e e v e t h r o u g h s a i d s h o c k a b s o r b i n g c u s h i o n i n g l a y e r ;a n d

a l a y e r o f c a s t a b l e r e f r a c t o r y on s a i d s h o c k a b s o r b i n gc u s h i o n i n g l a y e r , W h e r e i n s a i d ? x i n g p o r t i o n o f s a i d a tl e a s t o n e r a b b l e t o o t h i s embedded i n s a i d r e f r a c t o r yl a y e r .

1 4 . Th e r a b b l e ar m a c c o r d i n g t o c l a i m 1 3 , W h e r e i ns a i d t e e t h s u p p o r t s l e e v e f o r m s a p r e f a b r i c a t e d u n i t , Which

i n c l u d e s s a i d a t l e a s t o n e r a b b le t o o t h a n d s a i d l a y e r o fc a s t a b l e r e f r a c t o r y , a n d

s a i d p r e f a b r i c a t e d u n i t i s d e s i g n e d t o b e s l i p p e d o n s a i de l o n g a t e d m e t a l l i c s u p p o r t c o r e .

1 5 . The r a b b l e ar m a c c o r d i n g t o c l a i m 6 , W h e r e i n s a i dt e e t h s u p p o r t s l e e v e i n c l u d e s m e t a l l ic s h o u l d e r i n g e l e m e n t s ,a n d s a i d ? x i n g p o r t i o n b e a r s o n s a i d s h o u l d e r i n g e l e m e n t s .

1 6 . The r a b b l e ar m a c c o r d i n g t o c l a i m 1 , W h e r e i n s a i dm e t a l l i c s u p p o r t c o r e c o m p r i s e s tWo s u p e r i m p o s e d o u t e rt u b e s , W h i c h a r e r i g i d l y ? x e d t o g e t h e r .

1 7 . The r a b b l e arm a c c o r d i n g t o c l a i m 1 6 , W h e r e i n s a i ds u p e r i m p o s e d o u t e r t u b e s a r e made o f c e n t r i f u g a l l y c a s ts t e e l p i p e s .

1 8 . The r a b b l e arm a c c o r d i n g t o c l a i m 1 7 , W h e r e i n e a c ho f s a i d o u t e r t u b e s i n c l u d e s a c o a x i a l i n n e r t u b e , Which i sarranged i n s a i d o u t e r t u b e s o a s t o d e l i m i t t h e r e i n an a n n u l a rgap f o r a c o o l a n t ?oW.

1 9 . Th e r a b b l e arm a c c o r d i n g t o c l a i m 1 8 , c o m p r i s i n g aWire t h a t i s arranged i s s a i d a n n u l a r gap s o a s t o de?ne as p i r a l ? oW a t h f o r t h e c o o l - a n t i n s a i d a n n u l a r c o o l i n g g a p .

5

1 5

25

35

1 02 0 . A a b b l e arm f o r a f u r n a c e , s a i d r a b b l e arm comprisi n g :a n e l o n ga t e d m e t a l l i c s u p p o r t c o r e ;a t l e a s t one r a b b l e t o o t h c o n s i s t i n g o f a c e r a m i c p l a t e W i t h

a r a b b l e p o r t i o n a n d a ? x i n g p o r t i o n i n c l u d i n g at h r o u g h h o l e t h r o u g h W h i c h s a i d e l o n g a t e d m e t a l l i cs u p p o r t c o r e a x i a l l y p a s s e s ; a n d

? x i n g means i n c l u d i n g a n i n s u la t e d t e e t h s u p p o r t s l e e v es l i p p e d o v e r s a i d e l o n g a t e d m e t a l l i c s u p p o r t c o r e a n dc o - o p e r a t i n g W i t h s a i d ? x i n g p o r t i o n a r o u n d s a i dt h r o u g h h o l e f o r ? x i n g s a i d r a b b l e t o o t h t o s a i d e l o ng a t e d m e t a l l i c s u p p o r t c o r e .

2 1 . A a b b l e arm f o r a f u r n a c e , s a i d r a b b l e arm comprisi n g :a n e l o n ga t e d m e t a l l i c s u p p o r t c o r e ;a p l u ra l i t y o f r a b b l e t e e t h , e a c h o f s a i d r a b b l e t e e t h h a v i n g

a r a b b l e p o r t i o n a n d a ? x i n g p o r t i o n ;? x i n g means i n c l u d i n g a t e e t h s u p p o r t s l e e v e s l i p p e d o v e r

s a i d e l o n g a t e d m e t a l l i c s u p p o r t c o r e a n d c o - o p e r a t i n gW i t h s a i d ? x i n g p o r t i o n s f o r ? x i n g s a i d r a b b l e t e e t h t os a i d e l o n g a t e d m e t a l l i c s u p p o r t c o r e , s a i d t e e t h s u p p o r ts l e e v e i n c l u d i n g :

a n i n n e r m e t a l l i c s l e e v e ,an o u t e r m e t a l li c s l e e v e ; anda n i n s u l a t i n g m a t e r i a l a r r a n g e d b e t W e e n s a i d in n e r m e t a l

l i c s l e e v e and s a i d o u t e r m e t a l l i c s l e e v e , s o a s t oa c h i e v e a c o n t i n u o u s i n s u l a t i o n o f t h e e l o n g a t e d m e t a ll i c s u p p o r t c o r e .

2 2 . Th e r a b b l e arm a s claimed i n c l a i m 2 1 , Wherein s a i di n n e r m e t a l li c s l e e v e p r o v i d e s a f o r m - ? t W i t h s a i d e l o n g a t e dm e t a l l i c s u p p o r t c o r e .

2 3 . The r a b b l e arm a s c l a i m e d i n c l a i m 2 1 , W h e r e i n s a i di n s u l a t i n g m a t e r i a l i s a m i c r o - p o r o u s i n s u l a t i n g m a t e r i a l .

2 4 . Th e r a b b l e arm a s claimed i n c l a i m 2 1 , Wherein s a i dt e e t h s u p p o r t s l e e v e f o r m s W i t h s a i d r a b b l e t e e t h a p r e f a br i c a t e d u n i t t h a t i s s l i p p e d o v e r s a i d e l o n g a t e d m e t a l l i cs u p p o r t .