JPS5916913A - 高炉炉体の冷却構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は高炉の炉体なかんずく炉胸、炉腹、朝顔等の
炉壁の冷却構造に関する。

周知のように高炉炉体の耐火物ライニングと鉄皮を高温
から守るために炉体の冷却が行われており、高炉の使用
寿命はほとんどこの冷却の優劣によってきするので、冷
却構造は高炉の炉体構造において最も重要な部分である
。

高炉炉体の冷却方式は、炉体内部の炉壁耐火物を冷却す
るものと、炉体の外部の鉄皮を冷却するものとあるが、
炉壁の冷却は従来は殆んど冷却面方式かステーブクーリ
ング方式の何れかである。

前者の冷却面方式は例えば実公昭５２−４０１６４に示
す如きもので、第１図（ハ）平断面図、同（ｂ）中央縦
断面図のような扁平形状の銅または調合金製の冷却函を
多数、−皮の開口部に先端部を炉内に向けて水平に挿入
しボルト締めするもので、第１図において側板１および
複数の隔壁２．２’　、　２’　によって複数の冷却水
路３．３’　、　３’が構成され、給水口４．４′から
冷却水が供給され前記水路を循環して排水口５．５′か
ら炉外に排出される。６．６′は鉄皮に固着するための
ボルト孔である。冷却函は例えば厚さ８０．＋ｂ４００
、長さ１，０００ｗｍの大きさで６〜５個を１組として
給排水管を連結する。

冷却面方式は一般にこのよう・な棚状の冷却函を鉄皮の
内側に千鳥状に多数配列し、鉄皮にボルトまたは溶接に
よって水平に固着しその周囲を高炉炉壁用耐火煉瓦で構
築した冷却構造である。

この冷却面方式は炉壁煉瓦を保持し易いこと、冷却面の
破損時にその取替えが可能なこと等の長所はあるが実績
において次のような欠点がみられる。

■冷却効果が冷却面の周辺に限定され、操業５〜６年で
炉壁耐火煉瓦の大半が損耗消失し、次いで冷却面の破損
と残存煉瓦の脱落が増加し、鉄皮に亀裂が発生して操業
困難となる危険が大きい。

■炉操業後期には、冷却面の破損以前に露出しだ冷却面
によって炉内壁が凸凹になり操入物が乱され、また付着
物が生成し易くなるので炉況が不調になり易い。

■一旦脱落した炉壁煉瓦の高炉操業中における補修は全
く不可能である。

■炉体のガスシール対策かや＼困難で炉の気密性の保持
に難点がある。

一方後者のステーブクーリング方式は第２図に示すよう
な鋳鉄製の縦長長方体の箱（ステープ）を用いるもので
、（ａ）図はステープを炉外側から見た正面図、（ｂ）
図は同側面図である６７は鋳込み耐火物、８は水冷用鋳
込みパイプで、縦２ｍｘ横１ｍ程度のステープを炉壁の
高さ方向に鉄皮の内側に（、）図に示すように１０数組
連続したもので、（ｂ）図のステープは（ｃ）図のＡ部
に対応するものである。

給水は連結管９で縦方向に連結し、炉内の熱負荷によっ
て冷却水が自然に上方に循環し最上段で気水分離ドラム
１０にはいって下部へ還流するもので、このような縦列
連結スチ′−プが炉体の円周方向に多数列配設されてい
る。

この方式は炉壁煉瓦の均一冷却の点では冷却函方式より
優れており、また冷却水の強制循環のためのポンプが不
要である、気密性の保持が比較的容易である等の長所が
あるが次のような欠点が見られる。

■炉穂耐大物の保持、脱落防止の機能が劣っているので
、操業１〜２年で耐火煉瓦が脱落消失する例が多く、そ
の後は裸のステープで鉄皮を保護すること＼なり次いで
２〜６年でステープ自身が溶損し、鉄皮が露出すること
によって亀裂が発生し操業が困難となる。

■クーリングステープが破損した場合例々の交換が極め
て困難である。

■冷却水の温度が高くなるので耐火ライニングや鉄皮自
身の温度も高くなる。。

■破損箇所の確認が極めて困難である。

この発明は従来の冷却構造の前記諸欠点を改良して、耐
火ライニングの冷却効果の増大とその脱落を防止するこ
とによって耐火物の損耗度を減少し、さらに冷却機構の
部分取替えと耐火ライニングの部分補修を容易にするこ
と等によって高炉炉体の使用寿命を延長することを目的
とし、その要旨は、鉄皮開口部に固着し炉内に水平に突
出せしめた棚状の冷却面と、炉内に内蔵し円周方向に連
結して鉄皮に取り付けた横長帯状の冷却盤とを、高さ方
向に交互に配列せしめ、且つ前記冷却盤の周囲を不定形
耐火物で充填し、前記冷却面の周囲を前記不定形耐火物
に接して耐火煉瓦で構築したことを特徴とする高炉炉体
の冷却構造にある。即ち従来の冷却函方式と、横長帯状
の冷却盤連結方式との組合わせによって前記目的を達成
しようとするものである。

次に実施例を示す図面にもとづいて説明すると、第６図
は第４図のＡ−Ａ線で縦断し、冷却面および冷却盤の炉
壁面における配置を炉内側から見た正面図、第４図は第
６図のＢ−Ｂ線で切断した炉壁の側面図である。１１は
炉内に水平に突出せしめた棚状の冷却面（以下単に「冷
却面」と異称する）であり、その構造は第１図（ａ）、
（ｂ）に示したような従来の冷却面でありその材質は鋳
鉄もしくは銅製であり、寸法は銅製の場合例へば横４ｏ
ｏ×厚さ８０ｘ長さ１．０００１ｍである。またその配
列ピッチは高さ方向４００ｍ、円周方向１，０００　ｍ
ｌの如く円周方向、高さ方向ともに間隙をあけて配列し
、内部は水冷管が設計に基づいて配列されかつボルト・
ナツト等でもしくは溶接して鉄皮１２に固着する（図示
せず）。理ち各冷却面１１は鉄皮から炉内側に１，００
０ｆｉ突出し棚状に固着されていて炉内側冷却帯を構成
している。

次に１６は横長長方体の冷却盤（以下単に「冷却盤」と
異称する）で第６図に示すように炉体の円周方向に連結
して細長く延び、個々の寸法は鋳鉄製の場合、例へば横
２，０ＯＯＸ厚さ２００Ｘ奥行き２４０祁でこれを円周
方向に彎曲して隙間なく連結する。冷却盤は前記冷却面
の各段列の間に交互に、配設する。従って高さ方向の配
列ピッチは冷却面と同じである。これらの内部には冷却
管１４が設計に基づいて鋳込配管され、かつ取付ボルト
１５によって鉄皮との間に数拾篩の隙間を空けて固着す
る。従って冷却盤１６は鉄皮側に近い位置で上下に間隙
を空けてドーナツ状に囲らされており、鉄皮側冷却帯を
構成している。然して冷却面と冷却盤の段列は、高炉の
高さに応じてそれぞれ２０数段が交互に設け・られる。

以上のようにそれぞれ鉄皮に固着した冷却盤１６の周囲
は不定形耐火物１６を流し込みまたはスタンプ等によっ
て充填し、その他の内側炉壁部分を剛火煉瓦１７で不定
形耐火物に接して構築する。

さすれば第４図Ａに示すように炉内に突出した冷却面に
よって耐火煉瓦を冷却する炉内側冷却帯（以下「Ａ冷却
帯」という）と、鉄皮近くに配置した冷却盤によって不
定形耐火物を冷却する鉄皮側冷却帯Ｂ（以下１Ｂ冷却帯
」という）が形成されるのである。

以上のように二層冷却帯によって構成されたこの発明の
高炉炉体を操業継続するときは、Ａ冷却帯における耐火
煉瓦１７の初期の損傷状況は従来とさして差異は彦いが
、炉内操業面（損傷壁ンが冷却帯Ｂに近づくに従って冷
却盤１６の冷却効果が発現するので、耐火煉瓦の損耗速
度は鈍化する。

この時点で冷却面１１の破損があれば、冷却面を固着し
ている７ランジのボルトをはずして炉外から冷却面の取
替えを行うことができる。

さらに数年を経過して炉壁の損耗がＢ冷却帯の近くまで
進行して第４図の点線部で示すような状況となった場合
、冷却盤１６の冷却表面は極めて広く、かつこの時点に
おける不定形耐火物１６は冷却盤１６の周囲の狭い間隙
に充填密着しているので強力な冷却効果と相まって溶損
および脱落をすることは殆んどなく残存し、さらに数年
間の安定操業が可能である。

この間冷却盤１６が若干破損することがあっても２００
〜６００瓢高の冷却盤が冷却面の間を埋めているので炉
内装入物が炉外に流出することなく、通常の修理休風に
よって容易に鉄皮と共に交換できる。また不定形耐火物
１６は部分的にたとえ損傷、脱落することがあっても、
炉外からキャスタブル耐火物を圧入して補修を行うこと
ができるのでさらに数年間の操業が可能で、その間高温
の装入物や高温ガスが鉄皮に接触して鉄皮に亀裂が発生
するような事故を防止することができる。

なお冷却盤１３は・円周方向に連結しているが、冷却水
循環系統を数盤毎に区分し、温度管理することによって
冷却盤の損傷箇所および損傷度合を容易、早期に発見す
ることができる。

この発明は以上説明したように、従来の冷却面方式と横
長帯状の冷却盤方式とを組合せて、冷却帯が炉壁の厚さ
方向において２段構成となるようにし、また冷却体はす
べて高さの低い横長形状のものの配列で取替可能に各個
鉄皮固着とし、かつ炉壁ライニング材を耐火煉瓦と不定
形耐火物の２層構造とする等の構造であるから前記説明
した如き作用を有し、従来の冷却構造の問題点を殆んど
解決し、次のような工業的効果がある。

（１）特に操業数年後以降の冷却効゛果が大きく残存耐
火物の損耗が鈍化する。

（２）同時に残存耐火煉瓦の脱落を防止し、特に冷却盤
周辺部（鉄皮側冷却帯）の不定形耐火物は殆んど脱落し
ない。

（３）各冷却体の損傷が確認し易くまた損傷による交換
が容易で、その際通常の修理休風のみで取換作業ができ
る。

（４）鉄皮側は不定形耐火物であるから、たとえ損傷し
ても補修材料の圧入によって容易に補修ができる。

（５）鉄皮が損傷する危険性は極めて少く、安定した高
炉操業ができる。

従って炉体ライニングの使用寿命を大巾に延長すること
が可能で、同一操業条件において、従来の冷却面または
ステープ方式の炉体における使用寿命が６〜７年の場合
、同一高炉でこの発明の冷却構造によるときは１０年以
上の長寿命を予測することかでき、その工業的効果は極
めて太キ（八。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の冷却函で（ａ）は平断面図、（ｂ）は中
央縦断面図である。第２図はステープクーリング方式を
示すもので、（ａ）はステーブを外部から見た正面図、
同（ｂ）は側面図で（ｃ）図のＡ部分の拡大図。 同（ｃ）はステーブクー１ｔノグ方式の全体側面図であ
る。 第６図および第４図はこの発明の実施例を示すもので第
６図は炉内側からみた冷却構造を示す第４図Ａ−Ａ線縦
断正面図。第４図は炉壁の側面を示す第６図Ｂ−Ｂ線縦
断側面図である。 第６図、第４図において １１・・・冷却函、　　１２・・・鉄皮、　　１３・・
・冷却盤、１４・・・冷却管、　　１５・・・取付ボル
ト、　　１６・・・不定形耐火物、　　１７・・・耐火
煉瓦。 代理人弁理士　木　村　三　朗 −〇

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 鉄皮開口部に固着し炉内に水平に突出せしめた棚状の冷
   却函と、炉内に内蔵し円周方向に連結して鉄皮に取り、
   付けた横長帯状の冷却盤とを、高さ方向に交互に配列せ
   しめ、且つ前記冷却盤の周囲を不定形耐火物で充填し、
   前記冷却函の周囲を前記不定形耐火物に接して耐火煉瓦
   で構築したことを特徴とする高炉炉体の冷却構造。