JPS6059010A - 冶金用の反応炉 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、冶金用の反応炉、特に製鋼用転炉でらって、
冷却通路系に接続されていて内側を冷却される開口保護
部が設けられており、該開口保護部が単数又は複数の部
分から成る交換可能な開口リングを固定するために、炉
周壁に固定されていて炉中心縦軸線に対して垂直に延在
している端面リングを有している形式のものに関する。

従来の技術 上記形式の開口保護部は通常水によって強制冷却されて
おり、鋼製造中に排ガスによって連行されるスラグ飛沫
ないしは金属粒子によって形成されるスラグ屑を除去す
る際に１機械的な大きな負荷が加えられる。

ドイツ連邦共和国特許出願公告第１３０２８８０号明細
書に開示されているように冷却媒体が開口リングの壁厚
によってしかスラグ屑から隔てられていない場合、スラ
グ屑を除去することは極めて危険でちる。それというの
はこの場合開口リング壁を破損するおそれが著しく大き
いからでちる。

機械的に大きな負荷を加えることができるリングセグメ
ントの利点を有ししかも１機械的な負荷によって危険に
さらされる冷却水貫流リングの欠点を有していない別の
公知の解決策では。

炉周壁と間接的に結合されていてリングセグメンＩｆ保
持する中実の支持リングが使用されてお！１１．この支
持リングと結合されていて同様に中実なリングシールド
が、炉周壁のまわりに延在する環状室を形成していて、
該環状室の内部には冷却水が貫流する複数の管が配置さ
れておシ、これらの管はリングシールドと堅く結合され
ているのに対して、炉周壁とは固定されておらず、支持
リングはリングシールドにおける結合箇所のそばに、外
方に突出している縁部を有し、該縁部にはリングセグメ
ントのための外側から接近可能な固定部材が配設されて
いる（ドイツ連邦共和国特許出願公告第２５３４３３１
号明細書）。

この提案は、製鋼用転炉の円錐形部分に対する付加的な
保護部を形成するリングシールドによって特徴付けられ
ており、このリングシールドの保護された下側部分はさ
らに、冷却水が質流する管を受容するために利用される
。この場合スラグ屑は拡大されタリングセグメントにお
いて比較的薄く付着するだけでちり、比較的容易に除去
することができるので、リングセグメントに対する機械
的な影響によって冷却水を通す管が損傷するおそれはま
ったくない。

発明が解決しようとする問題点 上記の先行技術に対する本発明の課題は、間接的にでは
なく直接的に冷却される。変形の影響を受けない開口端
面を有し、従って特に排ガスフード全密に装着すること
のできる反応炉を提供することでちる。

問題点を解決するための手段 この課題を解決するために本発明の構成では。

開口保護部が、冷却されない半径方向内側の開口リング
と強制冷却される半径方向外側の冷却リングとに分けら
れている。

実施態様 本発明の有利な実施態様によれば、端面リングの半径方
向範囲に外側の冷却リングが設けられていて、該冷却リ
ングが炉中心縦軸線の方向に、軸方向に延びる外側のス
ペーサ及び端面リングと協働して、端面側の中空室を形
成し、該中空室に複数の冷却管が配置されておジ、単数
又は複数の部分から成る交換可能な内側の開口リングが
、軸方向に延びる付加的な内側のスペーサを介して端面
リングと結合されている。この実施態様では開口リング
は原則的に２つの部分から成っておシ、この場合通常へ
マタイト材料製の開口リングが冷却されないのに対して
。

冷却リングは強制的に冷却され、ひいては直接的な冷却
によってスラブ屑が固着することを回避している。これ
に対して内側に位置している交換可能な開口リングはヘ
マタイトリングないしはヘマタイトリングセグメントか
ら成っておシ、その特性に基づいてスラグ粒子がほとん
ど固着しないようになっている。従って外側の冷却リン
グは全開口範囲の変形影響を回避し、同時に、場合によ
っては反応炉の内部から排ガスフードのためのシール面
に付着するスラグないしは金属粒子の解離を促す。これ
によって特に外側の冷却リングの範囲にはスラグ粒子の
ない排ガスフードシール面と、いわゆる開口屑の除去時
における機械的な負荷に対して抵抗力のちる表面とが保
証されている。

本発明の別の実施態様では、外側の冷却リングが同時に
、単数又は複数の部分から成る交換可能な内側の開口リ
ングに対する外側の開口リングを形成している。この場
合内側の開口リングと外側の開口リングとは、両開ロリ
ングと一緒に冷却管を交換する必要なしに、同時に交換
できるように構成されている。

さらに別の実施態様のように、冷却管が外側の冷却リン
グに固定されていると、冷却管の交換は簡単になる。

また冷却管が半割管として構成されていると。

冷媒（通常は水〕が接触する面を最適に形成することが
できる。

さらに外側の冷却リングに１片側が開放した冷却通路が
設けられていて、該冷却通路の片側が蓋によって閉鎖さ
れていると、冷媒が通る横断面積を増大させることがで
き、これによって。

外側の冷却リングを直接冷却しかつ冷却通路を制限する
壁の面積は著しく大きくなる。

この実施態様において蓋が半割管から成っていると、冷
却通路の横断面積が犬きくなり、ひいては単位時間当り
の冷媒貫流量を増大させることが可能になる。

開口保護部の範囲に関して言えば、冷媒供給部並びに冷
媒排出部を著しく簡単化することが望まれている。その
ために別の実施態様では。

外側の冷却リングがそのまま外側の開口リングとして単
数又は複数の部分から構成されており。

複数の部分から構成されている場合にそれぞれ１つずつ
冷却管接続が設けられている。このようになっていると
、冷却管結合部は各２つの開口リング部分の間において
互いに隣接する２つの開口リングセグメントの間の仕切
り壁を廉価に橋渡しすることができる。

本発明の別の有利な実施態様では、外側の冷却リングな
いしは外側の開口リングがスラグ排出部の範囲に切欠き
全有しており、該切欠きに。

交換可能な摩耗部材が固定されている。従って。

冷媒通路が危険にさらされることを回避するために、最
も危険にさらされる区域の範囲における切欠きの箇所で
は通常強制冷却は行われない。

また、単数又は複数の部分から成る内側の開ロリングが
外側の冷却リングないしは外側・の開口リングの切欠き
に突入していると、開口保護部の形状安定性が高められ
、内側の開口リングの固定によって従って同時に外側の
開口リングは炉壁の端面リングと緊締される。

外側の冷却リングのもはやあまり危険にさらされない区
域においてさらに、外側の開口リングが、密に接続可能
な排ガスフードのための支持面を有していると有利でち
る。開口保護部のこの強制冷却される部分は既述の変形
影響を受けることがないので１反応炉のかなシ長い運転
時間にわたってシール面はその規定の形状を維持するこ
とができる。

実施例 反応炉１は例えば製鋼用転炉又は石炭ガス化転炉でちる
。両者の間における反応炉ライニングの違いについては
後で述べる。開口保護部はベースとして、炉中心縦軸線
３に対して垂直に炉周壁２に溶接された端面リング４を
有しており、この端面リング４には冷却通路系及び固定
のために必要な種種の部材が配置されている。

開口保護部は、冷却されない内側部分と強制冷却される
外側部分とに分けられている。

端面リング４のリング幅によって規定される半径方向範
囲５の上には、外側の冷却リング６が延在しており、こ
の冷却リング６は炉中心縦軸線３の方向に対して平行に
、軸゛方向に延びる外側のスペーサ７ａ、７ｂによって
端面リング４に対して間隔をおいて保持されている。ス
ペーサ７ａ、７ｂは全周にわたって分配されてそれぞれ
対をなして複数設けられている。これらのスペーサ７ａ
、７ｂによって適当な広さを有する中空室８が形成され
ておシ１この中空室８ば１周方向で互いに隣接した２つ
スペーサ７ａの間において外側に向かって開放し、内側
ではライニング９によって閉鎖されている。中空室８の
内部には複数の冷却管１０が設けられており、これらの
冷却管は少なくとも１つの冷媒供給部１１と冷媒排出部
１２とを有している（第４図参照）。

端面リング４にはさらに、同様に全周にわたつて分配さ
れていて軸方向に配置された付加的な内側のスペーサ１
３が支承されており、これらのスペーサ１３には単数又
は複数の部分から成る交換可能な内側の開口リング１４
が支持されている。この開口リング１４はへマタイト鋳
鉄又は・鋼から製作されている。内側の開口リング１４
の外周部は外側の冷却リング６（第１図参照）かないし
は外側の開口リング６ａ（第５図参照）の切欠き１５に
突入している。内側の開口リング１４は頭付ねじ１６に
よって端面リング４と堅く結合されていて、外側の冷却
リング６ないしは外側の開口リング６ａを切欠き１５を
介して片側において緊締している。反対側においては頭
付ねじ１７が冷却リング６ないしは外側の開口リング６
ａｉ突出している端面リング４と同様に堅く緊締してい
る。ナラ）　１７ａは開口１８全通して接近可能であり
、ナツト１６ａはライニング９によって覆われて保護さ
れている。

ライニング９は図示の実施例では全開口保護部の端面側
の外縁部にまで延びている。図面かられかるように、交
換可能な内側の開口リング１４はライニング９と共に外
側の冷却リング６のための側部保獲壁を形成しているが
、この場合しかしながら冷却リング６の冷却作用は内側
の冷却リング１４の外周部が燃え尽きることをも阻止す
べく働くので１通常は開口リング１４の最も内側の範囲
だけが熱によって破壊される。

外側の冷却リング６ないしは外側の開口リング６ａは、
有利には外側に向かって下がる円錐体から成シかつ排ガ
スフード２０（第２図参照）を支持する支持面１９を形
成している・今日用いられている製鋼用転炉は炉キャン
プ２１にキャンプ冷却装置２２を有しており、該装置は
冷媒が流れる多数の管２３から成っている。開口保護部
の冷媒供給部は原則的にはキャップ冷却装置２２の冷媒
供給部に接続されており、この場合冷媒は製鋼用転炉で
は通常旋回ピンを通して供給ないしは排出されるように
なっている。これとは別の形式でちる図示の実施例では
冷媒の供給は冷媒供給部１１及び冷媒排出部１２を介し
て行われる。

冷却管１０は、中心軸線を通る平面で分割された半割管
１０ａから形成されている。この場合管横断面の半分は
１片側が開放している冷却通路６ｂから形成されていて
、この冷却通路６ｂの開放側には半割管１０ａが密に溶
接されている。蓋２４を形成する半割管１０ａは従って
第１図及び第５図に示されたものとは異なった形状を有
していてもよい。冷却管１０の形状は第４図において明
らかでちる。外側の冷却リング６が複数の部分から構成
されている場合冷却管１０は冷却リングセグメン）６ｃ
、５ｄの突合せ箇所においてそれぞれ冷却管接続２５と
連結されている。

外側の冷却リング６ないしは外側の開口リング６ａは、
旋回軸線１ａに対して直角に延びているスラグ排出部の
範囲２６に切欠き２７を有し、この切欠き２７には、交
換可能な摩耗部材２８がねじ２９を介して端面リング４
に固定されている（第４図及び第６図参照）。

反応炉１が石炭ガス化転炉として使用される場合には少
なくとも反応炉１の上部範囲にライニング９の代わりに
管壁冷却装置３０が設けられている。またこの場合適癌
な冷却管３１は同様に半割管として構成されていてもよ
い（第３図参照）。

第２図にはさらに例えば粗鋼のような金属湯を流出する
ための湯出し口３２が示されている。

発明の効果 本発明の構成は、半径方向内側の開口リングを冷却する
ことは極めて危険でちるという最近の認識に基づいたも
のでちり、また本発明のように開口保護部を内側の開口
リングと外側の冷却リングとに分けることによって、内
側の摩耗する開口リングの交換が可能になり、さらに。

強制冷却される外側の冷却リングを交換する必要がなく
なり１これと同時にこの外側の冷却リングによって、き
れいに保たれることが望まれている排ガスフード支持面
を形成することができる。従って本発明は、開口保護部
の温度を半径方向で見て外側から内側に向かって上昇さ
せるという１本来の温度状態に合った原則を追求してい
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は石炭ガス化転炉としても用いることができる製
鋼用転炉の開口保護部を示す断面図。 第２図は開口に装着可能な排ガスフードと共に製鋼用転
炉の輪郭を示す全体図、第３図は交換可能な摩耗部材を
第４図のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って断面した図、第４図
は第１図、第２図及び第３図に示された反応炉を縮尺し
て示す平面図、第５図は第１図とは別の実施例による開
口範囲を示す断面図、第６図は第５図に示された反応炉
を縮尺して示す平面図でちる。 １・・・反応炉、ｌａ・・・旋回軸線、２・・・炉周壁
。 ３・・・炉中心縦軸線、４・・・端面リング、５・・・
半径方向範囲、６・・・冷却リング、６ａ・・・開口リ
ング。 ６ｂ・・・冷却通路＋　６　ｃ　＋　６　ｄ・・・冷却
リングセグメンｈ、７ａ、７ｂ・・・スペーサ、８・・
・中空室、９・・・ライニング、１０・・・冷却管、１
０ａ・・・半割管。 １１・・・冷媒供給部、１２・・・冷媒排出部、１３・
・・スペーサ、１４・・・開口リング、１５・・切欠き
１１６．１７・・・頭付ねじ、１’６ａ、１７ａ　・・
ナツト。 １８・・・開口、１９・・・支持面１２０・・・制ガス
フード、２１・・・炉キャップ、２２・・・キャップ冷
却装置１２３・・・管、２４・・蓋、２５・・・冷却管
結合部、２６・・・スラグ排出部の範囲１２７・・・切
欠き、２８・・・摩耗部材、２９・・・ねじ、３０・・
・管壁冷却装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　冶金用の反応炉（１）でちって、冷却通路系に接続
   されていて内側を冷却される開口保護部が設けられてお
   り、該開口保護部が、単数又は複数の部分から成る交換
   可能な開口リング全固定するために、炉周壁（２）に固
   定されていて炉中心縦軸線（３〕に対して垂直に延在し
   ている端面リング（４）ヲ有している形式のものにおい
   て１開口保護部が、冷却されない半径方向内側の開口リ
   ング（１４）と強制冷却される半径方向外側の冷却リン
   グ（６つとに分けられていることを特徴とする。冶金用
   の反応炉。 ２、　端面リング（４）の半径方向範囲（５）に外側の
   冷却リング（６）が設けられていて、該冷却リングが炉
   中心縦軸線（３〕の方向に、軸方向に延びる外側のスペ
   ーサ（７ａ、７１〕）及び端面リング（４）と協働して
   端面側の中空室（８）を形成し、該中空室に複数の冷却
   管（１０）が配置されており、単数又は複数の部分から
   成る交換可能な内側の開口リング（１４）が、軸方向に
   延びる付加的な内側のスペーサ（１３）を介して端面リ
   ング（４）と結合されている特許請求の範囲第１項記載
   の反応炉。 ３、　外側の冷却リング（６）が同時に、単数又は複数
   の部分から成る交換可能外内側の開口リング（１４）に
   対する外側の開口リング（６ａＸ：形成している特許請
   求の範囲第１項又は第２項記載の反応炉。 ４　冷却管（ＩＱ）が外側の冷却リング（６）に固定さ
   れている特許請求の範囲第１項から第３項までのいずれ
   か１項記載の反応炉。 ５、　冷却管（１０）が半割管（１０ａ）として構成さ
   れている特許請求の範囲第１項から第４項１でのいずれ
   か１項記載の反応炉。 ６、　外側の冷却リング（６）に１片側が開放した冷却
   通路（６ｂ）が設けられていて、該冷却通路の片側が蓋
   （２４）Ｋよって閉鎖されている特許請求の範囲第１項
   から第５項までのいずれか１項記載の反応炉。 ７、　蓋（２４）が半割管（１０ａ）から成っている特
   許請求の範囲第６項記載の反応炉。 ８　外側の冷却リング（６）がそのオま外側の開口リン
   グ（６ａ）として単数又は複数の部分から構成されてお
   り、複数の部分から構成されている場合にそれぞれ１つ
   ずつ冷却管接続（２５）が設けられている特許請求の範
   囲第１項から第７項までのいずれか１項記載の反応炉。 ９　外側の冷却リング（６）ないしは外側の開口リング
   （６ａ）がスラグ排出部の範囲（２６）に切欠き（２７
   ）’！ｒ有しており、該切欠きに、交換可能な摩耗部材
   （２８）が固定されている特許請求の範囲第１項から第
   ８項までのいずれか１項記載の反応炉。 １０　単数又は複数の部分から成る内側の開口リング（
   １４）が外側の冷却リング（６）ないしは外側の開口リ
   ング（６ａ）の切欠き（１５）に突入している特許請求
   の範囲第１項から第９項までのいずれか１項記載の反応
   炉。 １１、外側の開口リング（６ａ）ないしは外側の冷却リ
   ング（６ａ）が、密に接続可能な排ガスフード（２０）
   のための支持面（１９）を有している特許請求の範囲第
   １項から第１０項までのいずれが１項記載の反応炉。