JPH05202406A

JPH05202406A - 縦型溶融炉の冷却方法

Info

Publication number: JPH05202406A
Application number: JP1292692A
Authority: JP
Inventors: Zenji Yamazaki; 善治山崎; Tadashi Oishi; 忠大石; Shuji Ueda; 秀志植田; Kenji Tamura; 健二田村; Harukuni Sasagawa; 晴州笹川; Mitsuo Sunatori; 充夫漁; Hiroshi Kitaki; 洋北木; Shigeo Hogi; 重穂保木
Original assignee: Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 1992-01-28
Filing date: 1992-01-28
Publication date: 1993-08-10

Abstract

(57)【要約】【目的】羽口部、炉側壁部、ステーブ等を冷却する冷
却水による冷却効率を向上させて縦型溶融炉の操業を安
定化し、また温度上昇がつゞく非常時のために多量の冷
却水を確保する必要をなくすとともにそのための設備を
不要にするほか、冷却水の一過性の使用頻度を低減して
水資源の有効利用を図る。【構成】縦型溶融炉１の炉底９と冷凍機８とを循環す
る循環経路１０から分岐した分岐管１１を羽口部、炉体
の耐火物内の冷却盤、ステーブ及び鉄皮への散水用ノズ
ルへの冷却水供給管１２、１３へ三方口仕切弁１４、１
５にて接続し、所要時に冷凍機８にて冷却した冷凍水の
一部を分水して温度上昇箇所へ供給し、該箇所を冷却す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高炉等の縦型溶融炉の
冷却方法に関し、ことに羽口部、炉内の耐火物を保護す
るための炉側壁等の冷却方法に関する。

【０００２】

【従来技術】縦型溶融炉では、炉体下部の羽口より１１
００℃以上の熱風を圧力２．５〜４．５kg／cm²で炉内
に吹込むことにより、炉頂より挿入された鉱石を還元す
るようになっており、これにより得られた溶銑は炉下部
の湯留部に貯留され、出銑口より適時炉外へ排出されて
いる。

【０００３】炉体の耐火物は、熱負荷を緩和し、炉体寿
命の延長を図るため、耐火物層内の銅鋳物製よりなる冷
却盤や鋳鉄鋳物製よりなるステーブに冷却水を通した
り、或いは外部鉄皮に直接散水することにより冷却され
るようになっており、冷却水の多くは、循環使用される
か、或いは回収して再使用され、再使用により上昇する
水温を下げるため、新たな冷却水を補充したり、海水を
冷媒とする熱交換機にて熱交換させて使用している。

【０００４】耐火物は操業中常時、耐火物内に埋設した
熱電対等の検出手段によって監視され、耐火物の損耗に
より耐火物温度が上昇してくると、ＴｉＯ₂を含む鉱石
の装入量を増加させて凝固層の厚みを増加させたり、温
度上昇箇所周辺への冷却水の供給を増加させているが、
ＴｉＯ₂を含む鉱石の装入量を増加させるのは、Ｔｉの
増加量が増し、製品の品質上好ましくない。そのため通
常は冷却水量を増加させる方法が採られているが、こう
した対策を施したのちなおも耐火物の損耗が続き、その
温度が上昇する場合、熱風の吹込みを一時停止して温度
上昇箇所とその近辺に不定形耐火物を圧入したり、羽口
径を縮小し、その直下温度を下げ、或いはまた出銑回数
を減らして大幅な減産操業等を実施していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述するような冷却水
による冷却は、ことに夏季のような水温の上昇する時期
においては冷却効果が現れるまでに長期間を要し、また
冷水の添加や海水との熱交換による冷却水の温度降下も
夏季においては余り期待することができない。また鉄皮
の温度が異常に上昇するホットスポットが現れると、こ
の箇所を集中的に冷却するために多量の冷却水が必要と
なるばかりでなく、冷却水を増やすにしても工場内の水
使用バランス上限度があり、冷却水の供給、回収、水処
理対策等の設備も大型化する。

【０００６】また冷却水による冷却効果が現われず、温
度上昇が続くと、臨時休風を行うが、この場合、減産も
さることながら炉内の温度低下によるエネルギーコスト
の増大をもたらし、不定形耐火物の圧入や羽口径の縮小
作業も操業者にとってかなりな労働負荷となる。本発明
は、冷却水による冷却効果を上げることによって上記の
問題を解消しようとするものである。

【０００７】

【課題の解決手段】本発明はそのため、冷却機にて冷却
された水温の低い縦型溶融炉の炉底冷却用冷凍水を利用
し、これを炉体の冷却所要箇所に供給させることができ
るようにしたものである。すなわち本発明は、縦型溶融
炉の炉底と冷凍機とを循環する冷凍水の循環経路から分
岐する分岐管を設け、所要時に冷凍機にて冷却した冷凍
水の一部を分水して羽口、炉体の耐火物内に埋設される
冷却盤、寿命延長のため炉末期に設置される冷却装置
（例えば、ダシークーラ、水冷プレート等）、ステーブ
及び若しくは鉄皮への散水用ノズルに供給できるように
したことを特徴とするものである。

【０００８】別の発明においては、縦型溶融炉の炉底と
冷凍機とを循環する冷凍水の循環経路から分岐する分岐
管を設け、冷凍機にて冷却した冷凍水の一部を分水して
ラジエータに通す。そしてこの冷凍水を冷媒として冷却
された冷却水が羽口、炉体の耐火物内に埋設される冷却
盤、ステーブ及び若しくは鉄皮への散水用ノズルに供給
できるようにされる。

【０００９】前者の発明において、例えば鉄皮に散水さ
れる冷凍水のように、鉄皮を伝い落ち、炉下部の溝より
流出する間に塵埃や異物が混入して汚染されるおそれが
ある冷却系では、使用済の冷却水は一過性のものとして
廃棄されるか、或いは沈降池等に導かれて塵埃や異物を
除去したのち冷却水として、或いは再度冷凍機に送ら
れ、冷凍水として再使用される。この場合、冷凍水の目
減り分が新たに冷凍水の循環経路に補充される。一方、
羽口、冷却盤、ステーブ等の冷却系では、冷凍水が塵埃
や異物で汚染されるのを防ぐため、冷却系をクローズド
システムとして構成し、冷凍水を循環使用するのが望ま
しい。

【００１０】後者の発明においても同様、冷却系をクロ
ーズドシステムとして構成することができる。なお、冷
凍機はいづれの場合においても、冷凍水の出側水温が常
に一定となるように制御され、炉底の冷却が損なわれな
いようにする。

【００１１】

【作用】冷凍水を用いることにより、或いは冷凍水を冷
媒として冷却した比較的低温の冷却水を用いることによ
り冷却効果が上がり、冷却した箇所の耐火物への溶融物
の付着成長が促進され、溶融物や高温となった内容物が
直接耐火物に触れないようになる。そのため冷却水の使
用量が少なくなり、温度上昇箇所への不定形耐火物の圧
入など耐火物温度を下げるための作業が軽減され、炉の
操業が安定する。

【００１２】

【実施例】図１は、縦型溶融炉１の羽口部を冷却する冷
却系について示すもので、図の細線は従来の冷却系、太
線は炉底冷却用冷凍水の循環経路より分岐され、羽口部
冷却用の従来の冷却系に冷凍水を供給する経路を示して
いる。すなわち羽口部冷却用の従来の冷却系では、戻水
ポンプ２により戻水槽３より汲み上げた冷却水が羽口胴
体ポンプ４及び羽口先端ポンプ５により昇圧されてそれ
ぞれ各羽口の羽口胴体及び羽口先端に送られ、これら各
部を冷却するようになっており、羽口胴体および羽口先
端を冷却した冷却排水は図の点線で示すように、それぞ
れ戻水槽３に戻され、ポンプ２により再び汲み上げられ
て再使用されるようになっている。

【００１３】炉底冷却用の冷凍水は、ポンプ７により冷
凍機８と炉底９を繋ぐ循環経路１０を循環し、冷凍機８
にて冷却されたのち炉底９を冷却するようになってお
り、循環経路１０から分岐した分岐管１１は羽口胴体ポ
ンプ４及び羽口先端ポンプ５の出側における各羽口への
供給管１２及び１３にそれぞれ三方口仕切弁１４及び１
５で連結されている。１６は仕切弁である。

【００１４】本実施例において、各羽口は操業中細線で
示す冷却系から供給される冷却水で常時冷却されるが、
羽口に埋込まれた熱電対による羽口温度の監視により、
ある羽口が冷却系からの冷却水の供給だけでは、熱負荷
に耐えられないと判断されるときには、仕切弁１６を開
き、かつ該羽口に対応する三方口仕切弁１４及び１５を
操作し、分岐管１１と供給管１２及び１３を連通させて
冷却水に切換え、冷凍機８にて冷却した冷凍水を羽口胴
体及び羽口先端に送り、各部を冷却する。冷却後この冷
却水は戻水槽３に戻され、一定量以上溜まった時点で廃
棄されるが、水温によってはその一部が戻水ポンプ２に
より汲み上げられ、羽口胴体ポンプ４及び羽口先端ポン
プ５でそれぞれ昇圧されて冷凍水とともに、羽口胴体及
び羽口先端にそれぞれ送られ、各部の冷却を行うのに用
いられる。

【００１５】図２は、炉体の耐火物内に設けられる冷却
盤２１の冷却系及び鉄皮への冷却系について示すもの
で、図の細線は従来の冷却系、太線は新たに追加される
冷凍水の供給経路を示している。すなわち冷却盤用の冷
却系では、ポンプ２２により昇圧された冷却水が分岐さ
れて各冷却盤２１に送られ、それぞれ複数の冷却盤を経
由して周辺の耐火物を冷却したのち一旦戻水槽２４に戻
され、ついで炉下部の水槽２５に溜められたのちポンプ
２２により汲み上げられ、再使用されるようになってい
る。

【００１６】冷却水を鉄皮に散布する冷却系では、戻水
槽２７より汲み上げ、ポンプ２８にて昇圧した冷却水が
炉周囲に配置されるノズル２９に送られ、ノズル２９よ
り鉄皮に散布されるようになっており、鉄皮を伝い落ち
た冷却水は一旦炉下部の水槽３０に集められたのち、戻
水槽２７に戻され、再使用されるようになっている。冷
却盤２１の冷却系及び鉄皮に冷却水を散布する冷却系へ
の冷凍水の供給は、炉底冷却用の冷凍水の循環経路１０
から分岐した分岐管３２、３３を通して行われるように
なっており、各分岐管３２、３３は冷却盤２１への各供
給管３４及びノズル２９への各供給管３５にそれぞれ三
方口仕切弁３６で連結され、三方口仕切弁３６の操作で
所要の冷却盤２１或いはノズル２９へ冷凍水を供給でき
るようになっている。図中、３７及び３８は仕切弁であ
る。

【００１７】本実施例においても、耐火物内の冷却盤２
１及びノズル２９には、冷却水が常時供給され、耐火物
の冷却を行っているが、耐火物の損耗によって耐火物温
度が上昇し、一定以上に達すると、三方口仕切弁３６の
操作により、その箇所及びその付近の冷却盤２１へ冷凍
水を供給するか、或いは冷凍水に戻水槽２４より汲み上
げた冷却水を加えて供給する。また鉄皮にホットスポッ
トが現れたときには、三方口仕切弁３６の操作により該
箇所へ冷凍水の散布を行う図３は耐火物内のステーブの
冷却系について示すもので、図の細線は従来の冷却系、
太線はステーブの従来の冷却系に冷凍水を供給する供給
経路を示している。すなわち炉体の耐火物内に周方向に
一定間隔で、上下に一連に連なって配設されるか、或い
は単独で配設される各ステーブ４１には、ポンプ４２で
昇圧され、冷却器４３により冷却された冷却水がそれぞ
れ供給され、耐火物を冷却するようになっており、ステ
ーブ４１を出た冷却水は一旦戻水槽４４に集められ、ポ
ンプ４２で汲み上げられて上述する経路を循環するよう
になっている。

【００１８】ステーブ冷却系への冷凍水の供給は、炉底
冷却用の冷凍水の循環経路１０から分岐してステーブ４
１への供給管４５に三方口仕切弁４６により接続される
分岐管４７を通して行われ、三方口仕切弁４６の操作に
より冷却水或いは冷凍水の切換えが行われるようになっ
ている。本実施例においても、耐火物の損耗により耐火
物温度が上昇すると、三方口仕切弁４６の切換え操作に
より冷凍水への切換えが行われ、ステーブに冷凍水が供
給される。この場合でもステーブへ冷却水を加えて供給
することができる。

【００１９】上記実施例では、炉底冷却用の冷凍水の一
部をそのまゝ各部の冷却に用いているが、冷却水は冷凍
水を冷媒として冷却し、水温を低下させてから用いるよ
うにしてもよい。図４はその一例を示すもので、炉底冷
却用の冷凍水の循環経路１０から分岐した冷凍水がラジ
エータ５１に通され、このラジエータ５１において冷凍
水を冷媒として冷却された冷却水がノズル２９に供給さ
れ、鉄皮に散布されるようになっている。なおラジエー
タ５１を出た冷凍水は上記循環経路１０に戻されるが、
冷却効果を上げるためそのまゝノズル２９に供給し、鉄
皮に散布するようにしてもよい。

【００２０】なお上記各実施例において、冷凍水の使用
により炉底の冷却効果が損なわれることのないように、
冷凍機８は出側水温が一定となるように制御される。ま
た上記各実施例には図示していないが、冷凍水の循環経
路に原水の供給管が接続され、冷凍水の使用により生じ
た不足分が補充されるようにしてある。冷却水について
も同様、不足が生じたときには原水が補充できるように
してある。

【００２１】

【発明の効果】本発明は以上のように構成され、次のよ
うな効果を奏する。請求項１記載の冷却方法によれば、
炉底冷却用の冷凍水を用いて冷却が行われるようになる
ため冷却効率が向上し、溶融炉の安定操業が可能となる
ほか、温度上昇がつゞく非常時のために多量の冷却水を
確保する必要をなくすとともにそのための設備が不要と
なり、また冷却水の一過性の使用頻度が低減されるの
で、水資源の有効利用が可能となる。

【００２２】請求項２記載の冷却方法によれば、冷却水
の水温を下げることができるため冷却効果が向上して上
記と同様の効果を得ることができるほか、冷凍水は消費
されることなく循環使用できるようになるため循環経路
をクローズドシステムとし、塵埃や異物の混入を防ぐこ
とができる。請求項３記載の方法によれば、冷凍水の使
用の如何にかゝわらず常に一定温度の冷凍水を炉底に供
給することができる。

【００２３】請求項４記載の方法においては、冷凍水或
いは冷却水に塵埃や異物が混入して汚染されるのを防ぐ
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】羽口部を冷却する冷却水配管系統図。

【図２】炉側壁部を冷却する冷却水配管系統図。

【図３】ステーブを冷却する冷却水配管系統図。

【図４】炉側壁部を冷却する別の実施例の冷却水配管
系統図。

【符合の説明】

１・・・縦型溶融炉２・・・戻水ポ
ンプ３、２４、２７、３１、４４・・・戻水槽４・・・羽口胴体ポンプ５・・・羽口先
端ポンプ７、２２、２８、４２・・・ポンプ８・・・冷凍機９・・・炉底１０・・・循環経
路１１、３２、３３、４７・・・分岐管１２、１３、３４、３５、４５・・・供給管１４、１５、３６、４６・・・三方口仕切弁２１・・・冷却盤２９・・・ノズル４１・・・ステーブ４３・・・冷却器５１・・・ラジエータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田村健二広島県呉市昭和町11番１号日新製鋼株式会社呉製鉄所内 (72)発明者笹川晴州広島県呉市昭和町11番１号日新製鋼株式会社呉製鉄所内 (72)発明者漁充夫広島県呉市昭和町11番１号日新製鋼株式会社呉製鉄所内 (72)発明者北木洋広島県呉市昭和町11番１号日新製鋼株式会社呉製鉄所内 (72)発明者保木重穂広島県呉市昭和町11番１号日新製鋼株式会社呉製鉄所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】縦型溶融炉の炉底と冷凍機とを循環する
冷凍水の循環経路から分岐する分岐管を設け、所要時に
冷凍機にて冷却した冷凍水の一部を分水して羽口、炉体
の耐火物内に埋設される冷却盤、炉末期に設置される冷
却装置、ステーブ及び若しくは鉄皮への散水用ノズルに
供給できるようにしたことを特徴とする縦型溶融炉の冷
却方法。
【請求項２】縦型溶融炉の炉底と冷凍機とを循環する
冷凍水の循環経路から分岐する分岐管を設け、冷凍機に
て冷却した冷凍水の一部を分水してラジエータに通し、
このラジエータで冷凍水を冷媒として冷却した冷却水を
羽口、炉体の耐火物内に埋設される冷却盤、ステーブ及
び若しくは鉄皮への散水用ノズルに供給できるようにし
たことを特徴とする縦型溶融炉の冷却方法。
【請求項３】冷凍機は出側水温が一定となるように制
御される請求項１または請求項２のいづれかの請求項に
記載の縦型溶融炉の冷却方法。
【請求項４】冷凍水或いはラジエータにより冷却され
た冷却水は循環使用され、その経路はクローズドシステ
ムとして構成される請求項１または請求項２のいづれか
の請求項に記載の縦型溶融炉の冷却方法。