JPH0527683B2

JPH0527683B2 -

Info

Publication number: JPH0527683B2
Application number: JP26144187A
Authority: JP
Inventors: Shigeyuki Kurihara
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1987-10-16
Filing date: 1987-10-16
Publication date: 1993-04-22
Also published as: JPH01104712A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞この発明は、転炉等の製鋼炉の鉄皮を均一に冷
却し、炉体の変形および煉瓦の溶損速度を減少さ
せることのできる製鋼炉鉄皮冷却装置に関するも
のである。

＜従来技術＞製鋼炉は、第６図に示すように、トラニオン軸
２を有するトラニオンリング１によつて傾動可能
に支持され、ランス３を介して溶銑S₁へO₂等の
ガスを吹付け、副原料を投入、吹込むことによ
り、所定の温度、成分の溶鋼S₂を得る装置であ
る。

このような製鋼炉において、煉瓦４の材質もし
くは厚みによつては、鉄皮５への熱負荷が大きく
なり、鉄皮５が変形してトラニオンリング１と衝
突したり、あるいは煉瓦溶損後の煉瓦積みが不可
となり、鉄皮５の更新が必要となつてくる。

このような鉄皮の変形を防止するため、従来に
おいては、エア冷却方式あるいはパネル（ステイ
ーブ）冷却方式などが考案されている。

エア冷却方式としては、第７図に示すように、
トラニオンリング１の内側に複数のノズルを有す
る供給管６を多数配設し、エアＡが鉄皮５の表面
へ噴射させる構成のものが考案され、実用に供さ
れており、鉄皮表面温度を100〜150℃低下させる
という効果をあげている。

パネル（ステイーブ）冷却方式としては、第８
図に示すように、煉瓦４と鉄皮５との間に冷却パ
ネル７を介在させ、冷却パネル７に冷却水Ｗを供
給する構成のものが考案されている。

＜この発明が解決すべき問題点＞しかしながら、エア冷却方式の場合には、水蒸
気爆発の危険がなく炉の状況によらず冷却を実施
できる利点を有するが、冷却効果が小さく、鉄皮
の変形を完全に防止できない。

一方、パネル（ステイーブ）冷却方式は、冷却
効果が大きく、かつ均一な冷却のため、鉄皮の変
形防止、煉瓦溶損防止への効果大であるが、溶湯
近傍に水分が存在するため、トラブル時、水蒸気
爆発の可能性が残る。また、簡単に改造を行なう
ことができない。

この発明は前述のような事情に鑑みて提案され
たもので、その目的は、冷却能の大きいミストを
使用でき、冷却効果が大きく均一な冷却が可能
で、しかも水蒸気爆発の可能性が少なく、さらに
既設の製鋼炉にも少ない改造で適用できる製鋼炉
鉄皮冷却装置を提供することにある。

＜問題点を解決するための手段＞本発明は、炉体を冷却する冷却機構と、炉体冷
却効果、炉体状況を測定する測定機構、この測定
結果に基づいて冷却機構を調整制御する制御機構
の３つの部分によつて構成される。

冷却機構は、炉体のトラニオンリングに周方向
に多数配設され、炉体に向けてミストあるいはガ
スを噴射し得るノズルと、このノズルにヘツダ
ー、混合器などを介してエア等のガス、水等の液
体をそれぞれ供給するガス供給配管、液体供給配
管を有している。

測定機構は、各ノズルにより冷却されている炉
体装置に対応して設置された冷却部測定センサー
と、各ノズルにより冷却されていない炉体位置に
対応して設置された非冷却部測定センサーを有
し、各センサーは温度、応力、歪等を測定するも
のとされる。

制御機構は、測定センサーの検出信号に基づい
て制御量を決定する制御器と、この制御器からの
信号によりガス、液体の供給量を調整する流量調
整弁から構成される。

＜作用＞炉の精錬中止時は、液体とガスの供給を停止
し、冷却を中止する。

炉が傾動している場合は、ガスのみの冷却とす
る。

精錬中は液体とガスを混合してミストにより冷
却する。ミスト量は、冷却部測定センサーの測定
値と非冷却部測定センサーの測定値との差がしき
い値を越えると減少させるように制御する。

測定センサーの一部が高温になると、局部的煉
瓦損傷あるいは冷却機構の一部損傷と判断でき
る。

＜実施例＞以下、この発明を図示する一実施例に基づいて
説明する。

本発明の冷却装置は、第１図に示すように、冷
却機構からのミストＭあるいはガスＧにより炉体
を冷却し、測定機構により炉体の冷却効果、炉体
の状況を検出し、制御機構により冷却機構を制御
するように構成されている。

冷却機構は、ノズル８、ガスヘツダー９、液体
用ヘツダー１０、ガス供給配管１１、液体供給配
管１２を有し、エア等のガスＧと水等の液体Ｌを
混合器１３により混合してミストＭを、あるいは
液体Ｌを遮断してガスＧのみをノズル８から噴射
できるようにされている。また、ガスＧのみを噴
射させる場合、液体供給配管１２内の液体を排除
するため、パージ用配管１４が設けられている。

ヘツダー９，１０、混合器１３は、地金、滓等
が衝突しないようにトラニオンリング１の下部に
設けられ、供給配管１１，１２は、トラニオン軸
２を貫通して配設される。

ノズル８は、トラニオンリング１の周方向に等
間隔をおいて多数配設されるとともに炉復部に向
けてミストＭあるいはガスＧを噴射するようにさ
れ、炉体全周が均一に冷却する。

なお、ヘツダー等を設置する位置としては、ミ
ストへの上昇気流の効果を考えると、トラニオン
リングの下部が良いが、耐衝撃性のあるカバーを
設置し、上昇気流に行勝てるだけのエネルギーを
確保できるならば、トラニオンリングの上部に設
けてもよい。

測定機構は、第３図に示すように各ノズル８に
より直接冷却されている炉体位置に貼設された冷
却部測定センサー１５Ａと、各ノズル８により冷
却されていない炉体位置に貼設された非冷却部測
定センサー１５Ｂと、各センサー１５Ａ，１５Ｂ
からの測定値を電気信号に変換する測定値変換器
１６からなる。この測定センサー１５は、温度、
応力あるいは歪など冷却により変化する量を測定
するものであり、例えば熱電対、サーミスタ、歪
ゲージ等が用いられる。

接触式センサーであれば、第３図に示すよう
に、測定センサー１５Ｂを、冷却面中央に貼設さ
れた測定センサー１５Ａの下方にずらして配設す
るか、あるいは第４図に示すように、測定センサ
ー１５Ａ間に配設して防湿板１７により保護す
る。

非接触式センサー１５であれば、第５図に示す
ように、トラニオンリング１の内面に埋設するこ
とができ、光学式温度計１５′であれば、内蔵さ
せて測定することが可能である。

制御機構は、測定値変換器１６と図示しない傾
動装置からの信号に基づいて炉体の冷却状態、炉
体の状況を検出し、制御量を決定する制御器１８
と、この制御器１８からの信号を受けてガスＧと
液体Ｌの供給量を調整する流量調整弁１９，２
０，２１からなる。

以上のような構成において、次のように動作す
る。

(i) 炉が精錬中止している時は、ガスと液体用の
流量調整弁１９，２０を全閉とし、冷却を中止
する。ただし、炉体に生じている温度、応力、
歪等と測定結果によつてはミストＭあるいはガ
スＧによる冷却を実施してよい。

(ii) 炉が傾動している場合は、液体Ｌが洩れ、そ
の上に溶湯がかかり水蒸気爆発を生じる可能性
が存するので、ガスＧのみの冷却とすることが
望ましい。この場合、傾動を行なう直前に、通
常は閉となつているパージ用の流量調整弁２１
を開とし（液体用の流量調整弁２０は閉とす
る）、液体Ｌを配管１２、ヘツダー１０、ノズ
ル８内に残らないように排除する。

(iii) 炉でO₂等を吹付けている際、すなわち精錬
を行なつている際は、ガス液体の流量調整弁１
９，２０を調整してミストＭにより冷却を行な
う。

ミストＭの量は、冷却部測定センサー１５Ａ
と非冷却部測定センサー１５Ｂとの測定結果を
比較することにより決定する。すなわち、冷却
が不均一もしくは過大となると、温度差が大き
くなり、熱応力がこれに応じて大となり、冷却
を行なつたがため鉄皮５を変形、破損する可能
性があるが、センサー１５Ａと１５Ｂの測定値
を比較することにより、これを防止できる。

具体的には、鉄皮５の材質、センサー１５の
取付位置に応じて「しきい値Ｃ」を決定し、「センサー１５Ａの測定値」＋Ｃ＞「センサー１５Ｂの測定値」となつたらミストＭの量を減少させるように制
御させる。

(iv) また、センサー１５Ａ，１５Ｂの測定値を用
いることにより製鋼炉の炉体状況を把握するこ
とが可能となる。すなわち、センサー１５Ｂ群
内で一部のみ高温となつた場合は、その部分が
局所的煉瓦損傷を受けたことが判る。

センサー１５Ａ群内で一部のみ高温となるな
ら、上記の煉瓦損傷もしくは冷却機構の一部損
傷と判断できる。

制御器１８内にこれらの判断機能を持たせ
て、煉瓦の局部損傷等に応じた冷却および警報
発生が可能となる。

次に、具体的数値例をあげる。

これは、高さ12ｍ、炉腹径８ｍの製鋼炉にお
いて、最大、流体量（水分）＝1.0／m²分、ガ
ス量（エア分）＝10³N・／m²分のミストを吹
付けたものであり、鉄皮表面温度を300℃降下
できた。この時、センサー１５Ａ，１５Ｂの測
定は、温度で行ない、しきい値Ｃとして250℃
とした。

＜発明の効果＞前述のとおり、この発明によれば、冷却能の大
きいミストあるいはガスのみを噴射し得る冷却機
構を用い、測定用センサーにより冷却部と非冷却
部の温度等を測定し、これらの測定値に基づいて
ミスト量等を制御するようにしたため、比較的簡
単な構成で鉄皮に均一で強力な冷却を施すことが
でき、鉄皮の表面温度を冷却前と比較して200℃
以下低下させることができる。

また、ガスのみの冷却が行なえるので水蒸気爆
発の可能性も少なくできる。

さらに、既設の製鋼炉にも少ない改造で適用で
きるとともに、ミストを用いることによりエアに
比べてノズル個数を少なくできる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は、この発明に係る製鋼炉鉄皮
冷却装置を示す概略正面図、概略平面図、第３
図、第４図は測定センサーの設置例を示す概略
図、第５図の測定センサーの別の態様を示す概略
図、第６図は製鋼炉を示す概略断面図、第７図、
第８図は従来の冷却装置を示す概略断面図であ
る。１……トラニオンリング、２……トラニオン
軸、３……ランス、４……煉瓦、５……鉄皮、６
……供給管、７……冷却パネル、８……ノズル、
９……ガスヘツダー、１０……液体用ヘツダー、
１１……ガス供給配管、１２……液体供給配管、
１３……混合器、１４……パージ用配管、１５Ａ
……冷却部測定センサー、１５Ｂ……非冷却部測
定センサー、１６……測定値変換器、１７……防
湿板、１８……制御器、１９，２０，２１……流
量調整弁。

Claims

【特許請求の範囲】１炉体を冷却する冷却機構と、炉体冷却効果、
炉体状況を測定する測定機構と、この測定結果に
基づいて前記冷却機構を調整制御する制御機構か
らなり、前記冷却機構は、炉体のトラニオンリングに周
方向に多数配設され、炉体に向けてミストあるい
はガスを噴射し得るノズルと、このノズルにガ
ス、液体をそれぞれ供給するガス供給配管および
液体供給配管を有し、前記測定機構は、各ノズルにより冷却されてい
る炉体位置に対応して設置された冷却部測定セン
サーと、各ノズルにより冷却されていない炉体位
置に対応して設置された非冷却部測定センサーを
有し、前記制御機構は、前記冷却部測定センサーと非
冷却部測定センサーの検出信号に基づいて制御量
を決定する制御器と、この制御器からの信号によ
り、ガス、液体の供給量を調整する流量調整弁か
らなることを特徴とする製鋼炉鉄皮冷却装置。