JPS621441B2

JPS621441B2 -

Info

Publication number: JPS621441B2
Application number: JP56178919A
Authority: JP
Inventors: Korudeieru Jan; Roro Pieeru
Original assignee: YUNION SHIDERYURUJIKU DEYU NOORU E DO RESUTO DO RA FURANSU USINOR
Current assignee: YUNION SHIDERYURUJIKU DEYU NOORU E DO RESUTO DO RA FURANSU USINOR
Priority date: 1980-11-07
Filing date: 1981-11-07
Publication date: 1987-01-13
Also published as: FR2493871B1; EP0052039B1; CA1154590A; DE3168672D1; US4437651A; ATE11570T1; FR2493871A1; EP0052039A1; JPS57110606A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は溶鉱炉用冷却板に関する。

これら冷却板はアーマー（鉄皮）の内側に配置
されたエレメントであり、耐火物の効果的な冷却
及びアーマーにおける熱流の通過に対するスクリ
ーンという二重の機能を有する。

アーマーの内壁と耐火ライニングの間に配置さ
れたこのような冷却板の使用が使用する溶鉱炉の
近年の方法に起因する熱流及び熱移動の増大のた
め必要となつた。

冷却板は普通は水である冷却流体をその中に通
す一連のチユーブを張る厚さに鋳鉄エレメントで
作られる。これらの冷却チユーブは冷却板の比較
的上部と下部に現われてアーマーを通過しその外
側で上部または下部隣接板の冷却チユーブと連結
される。この方法で一緒に連結されたチユーブは
溶鉱炉の壁に沿つた殆んど垂直な面を上昇する流
体の循環ラインを限定し、これらラインは外部の
流体循環及び冷却回路と連結される。

冷却板は溶鉱炉でつくられた高温流による熱及
び機械的変形に耐えるような方法で設計されなけ
ればならず、なおその上、耐火ライニングとの良
好な熱交換を確保し、冷却板の効果的な取付けを
確保するような方法で設計すべきである。

今日まで知られている冷却板はこれらの条件を
十分に満足せず、繰返される熱応力のために冷却
板の厚みの部分に亀裂の形成をもたらし、その結
果冷却流体の漏洩の形で溶鉱炉における水のリリ
ース及び冷却チユーブが冷却板から出てアーマー
を通過する区域における冷却チユーブの貧弱な機
械的挙動をもたらす欠陥を有する。さらには、耐
火ライニングが永久的に冷却板に固着する問題が
生じる。

本発明の目的はこれらの欠点を克服すること及
びより良い安全操業、より良い熱交換、及び耐火
ライニングえのより良い取付ができる冷却板を提
供することである。

したがつて本発明は冷却板がこれに平行に配置
された縦方向のチユーブが埋込まれた実質的に平
行六面体を有する鋳鉄エレメントからなり、該チ
ユーブは該エレメントの主サイド上に該エレメン
トから夫々冷却板の上部と下部に保護スリーブを
通して突出しており、冷却チユーブが突出するサ
イドと反対のサイドがワツフルの形状をもつよう
な冷却板を提供する。

このワツフルの形状は互いに直交する縦（垂
直）方向のみぞと横（水平）方向のみぞによつて
形成されるものであり、この横方向のみぞには炭
化ケイ素のインサートがある。

本発明の他の特徴によればワツフルの形をした
サイドにはリツプと称する出つ張り部分がある。
このリツプはワツフルの形をしたサイドの上部ま
たは中間部に配置され、あるいは冷却板の上端を
構成してよい。

本発明の一層の特徴及び利点は添付の図面とと
もに以下の説明から明らかとなろう。

第１図において、冷却板１は溶鉱炉のアーマー
２と耐火ライニング３との間に垂直に配置され
る。冷却板１はアーマーに向いあつた主プレーナ
ーサイド５の上に突起部を形成するボス４によつ
てアーマーの内壁に支持される。

冷却板を貫通して延びているのは互いに平行で
垂直の縦軸に沿つて延びる縦方向の冷却流体循環
チユーブ６である。チユーブ６は上部及び下部
で、冷却板の鋳鉄のかたまりの中に埋込まれてい
る夫々スリーブ７及び８を通して冷却板１から突
出する。

冷却板及びそのスリーブから突出している冷却
チユーブの部分は、チユーブは正しく水平であ
り、すなわちアーマーがチユーブによつて横切ら
れる点でアーマーの表面に直角よりもわずかに傾
斜しているような方法で配置される。

冷却チユーブが冷却板から突出するサイドであ
るサイド５の反対側のサイド９はワツフルの形を
している。このワツフルの形は縦方向のみぞ１０
と横方向のみぞ１１を直角に交叉することによつ
得られ、縦方向のみぞはチユーブ６に平行であ
る。みぞは断面の形が正方形、長方形、または不
等辺四角形でよい。

第１図に示した具体例では、縦方向のみぞ１０
は不等辺四角形の形をもち、横方向のみぞ１１が
不等辺四角形断面の形であるために、冷却板の外
側に向いた末広型の部分はありつぎとして配置さ
れる。これらの横方向のみぞに置かれるのは対応
する不等辺四角形断面のワツフルの形をしたサイ
ド９から突出しているインサート１２である。

これらのインサートは炭化ケイ素から作られ、
冷却板の鉄を鋳造する際に所定の位置に配置され
る。特殊な炭化ケイ素のまわりに鉄を鋳造するこ
の特徴によつて二種の材料間のすぐれた熱伝導係
数を保証する鋳鉄と炭化ケイ素の間の化学的結合
によつて確保される密接な接触がもたらされる。

第１図に示した冷却板では、横方向のみぞ全部
に炭化ケイ素のインサートがある。しかしそれら
の炭化ケイ素を２つまたは３つのみぞ離して間を
あけることは可能であり、インサートをもたない
横方向のみぞは末広型の部分が冷却板の外側に向
いている不等辺四角形の形をもつことができる。

耐火ライニングの方に向いているワツフルの形
のサイド９は耐火ライニングと鋳鉄の間の接触面
を増し、その結果熱交換を容易にする。このサイ
ドはまた溶鉱炉の内側の耐火ライニングを機械的
に固定する機能を有する。

この他に冷却板の変形及びその結果亀裂をもた
らす熱機械応力がさけられる。

炭化ケイ素インサートは鋳鉄と耐火ライニング
の間の結合を改善し、さらに溶鉱炉操業中耐火ラ
イニングの減つた場合に、これらのエレメントは
それ自体ライニングの役目をしかつ摩耗に対する
抵抗を与える。

第２図はリツプをもつ型式の冷却板を断面図で
示すものである。第１図に示された一般の場合の
ように冷却板はアーマー２の内側に向つて配置さ
れる。縦方向の冷却チユーブ６は冷却板の鋳鉄の
かたまりの中に埋込まれ、アーマーの中を通つて
延びている保護スリーブ７及び８を通して冷却板
の上部及び下部から突出する。アーマーに面して
いる冷却板のサイド５から出つ張つているボス４
はアーマーに対して支えとして働く。第１図の場
合のようにシール（図示してない）はボス４と溶
鉱炉のアーマー２との間に配置される。さらに耐
火ライニング、冷却板とアーマー系との連続性を
解決するのに適用されるフイラーのかたまりが冷
却板のサイド５とアーマーの間に配置される。冷
却板はアーマーの外側での方法（図示してない）
でアーマーに対して気密に維持される。

冷却板のワツフルの形状のサイド９から出つ張
つているリツプ１３は、その中に埋込まれた冷却
流体循環横断チユーブ１４を含んでおり、このチ
ユーブは冷却板の金属のかたまりの中に埋込まれ
た保護スリーブ１５を通してアーマーに面するサ
イド５から突出している。

第３図を見れば横方向のチユーブは縦方向冷却
流体循環チユーブ６の間を通るように配置されて
いるのがわかる。横方向のチユーブ１４は溶鉱炉
の外側で他の上方及び下方の冷却板のリツプを冷
却する他の類似のチユーブと連結する。横方向の
冷却チユーブの回路も外部冷却流体循環回路に接
続される。

リツプは第２図及び第３図に示したように１本
の冷却チユーブを含んでよい、しかしリツプの大
きによつて多数の冷却チユーブを設けるのも可能
である。このリツプは冷却板の上部端よりわずか
に低い部分に、又はもつと中間の部分に配置して
よいし、あるいは冷却板の上部端を構成してもよ
い。

このようにして、炉胸の底部、中間及び上部に
対応する部分において、リツプは冷却表面の上端
より少し下つた部分またはもつと下つて中間の部
分に配置され、一方炉胸部の最後に巻く所につい
ては、リツプは冷却板の上端を形成する。

リツプはまたこの目的のために与えられたみぞ
にSiCのインサート１７を含むことができる（第
４図参照）。

リツプ１３はワツフル形状のサイド９に実質的
に直角である上の面１６を有する、すなわち冷却
板が溶鉱炉の所定の位置にあるとき面１６は実質
的に水平である。

これらリツプの機能は耐火ライニングを支持
し、耐火ライニングが消滅した後セルフライニン
グを容易にする。

冷却板は３〜５本に変えられる多数の縦方向の
冷却チユーブ６を含む。実際、内側冷却チユーブ
の密度は溶鉱炉中で発散される熱流の函数として
変えられ、この熱流が大きいほどチユーブの軸間
距離が小さいことは明らかである。例を挙げれ
ば、炉腹の位置にある冷却板では、チユーブ間の
ピツチは195〜210mmで、一方炉胸の応力の少ない
ゾーンでは、このピツチは増加して270〜320mmで
ある。

冷却板の寸法もまた溶鉱炉の種々のゾーンで発
散される熱流の函数である。

このように、強い熱応力のもとにあるゾーンで
は内部のチユーブの密度は高く、すなわち、チユ
ーブのピツチは小さく、熱流の強さがより小さい
ゾーンに設けられる冷却板と同数のチユーブを有
しているが配置される冷却板の寸法はより小さ
い。

本発明の最後の特徴によれば、冷却板は鋳鉄か
ら作られ、この鋳鉄はこの材料の固有の特性に加
えて、その特定の利用に適する特徴を持たねばな
らない。

この鋳鉄は：最良の可能な熱伝導率を有し、 300〜500℃で物理的及び機械的強度特性、硬
度、弾性を保持し、高温において発生しそして鋳鉄のスエリングを
起しかねない変態をおくらせることによつて金属
顕微鏡的及び形状的安定を保持し、化学的侵蝕及び特にカリ化合物のようなアルカ
リ性蒸気の侵蝕に耐えなければならない。

構成される冷却板のゾーン及び型式によつて、
三種類のクロム鉄が用いられる： (a) 普通の応力ゾーン用の高い熱伝導率を有する
鋳鉄； (b) 中位及び高い応力ゾーン用の安定化層状黒鉛
タイプ(A)鋳鉄； (c) 非常にきびしい条件にさらされるゾーン用の
アルミニウム鋳鉄（例えば炉胸の低部）。

これら鋳鉄の総てがアルカリ性蒸気による侵蝕
に良好な抵抗性を有する。

タイプ(a)及び(b)の鉄は重量％で以下の分析値を
有する：Ｃ＝3.65±0.25 Si＝1.65±0.25 Mn＝1.00±0.20 Cr＝0.65±0.15 Ni＝0.25±0.05 Ｐ〓0.22 Ｓ〓0.10 タイプ(a)及び(b)の鋳鉄はその結晶学的組織がち
がうだけである。タイプ(b)の鉄は、安定化した、
そして非常に熱伝導性のよいタイプ(A)の鉄を著し
く制御した球状化層状黒鉛鋳鉄である。この特殊
な結晶学的組織は選択したチヤージング、過熱の
制御によつて、そして接種によつて得られる。

アルミニウムを含んでいるタイプ(c)の鋳鉄は重
量％で以下の分析値を有する：Ｃ＝２〜４ Al＝１〜３ Si＝０〜１ Mn＝０〜0.7 Ｓ＝０〜0.05 Ｐ＝０〜0.01 クロム合金を基にした接種剤クロムに換算した量：0.3〜２％接種剤として銅及び希土類元素を基にした合金
を用いることができ、その際希土類元素中のセリ
ウムの割合は50％であり、合金中の銅の割合及び
希土類元素の割合はCrに対して決めたのと同じ
である。

アルミニウム鋳鉄は焼入れをせず、熱伝導、及
び摩耗及び高温における亀裂に対する機械抵抗を
保持する。

タイプ(c)の鋳鉄は、特に、炉胸の底部及び炉腹
部のリツプを有する冷却板に対して、熱流及び機
械的摩耗によつて最も影響をうける溶鉱炉の区域
に用いられる。

タイプ(c)のアルミニウム鋳鉄の特定例として、
この鉄は重量％で以下の組成を有する：Ｃ＝3.8 Al＝2.3 Si＝0.6 Mn＝0.4 Ｓ＝0.065 Ｐ＝0.005 Cr＝0.3

【図面の簡単な説明】

第１図はアーマーと耐火ライニングとの間に配
置された冷却板の、一部切り取つた透視図であ
る。第２図はリツプをもつた冷却板の側面図（一
部断面）である。第３図は第２図の３―３線にお
ける断面図である。第４図はリツプをもつた冷却
板のリツプのみぞにインサートがある場合の部分
斜視図（一部断面）である。１：冷却板、２：アーマー、３：耐火ライニン
グ、４：ボス、５：主プレーナーサイド、６：冷
却流体循環チユーブ（縦）、７：スリーブ、８：
スリーブ、９：サイド（ワツフル型）、１０：み
ぞ（縦方向）、１１：みぞ（横方向）、１２：イン
サート、１３：リツプ、１４：冷却流体循環チユ
ーブ（横）、１５：スリーブ、１６：リツプの上
面、１７：リツプのインサート。

Claims

【特許請求の範囲】１冷却板は互いに平行に配置された縦方向の冷
却チユーブが埋込まれた実質的に平行六面体形状
を有する鋳鉄エレメントからなり、該チユーブは
該エレメントの主サイド上で夫々冷却板の上部と
下部において保護スリーブを通して該エレメント
から突出しており、冷却チユーブが突出するサイ
ドと反対のサイドの鋳鉄エレメントがワツフルの
形状をしており、このワツフルの形状は互いに直
交する縦（垂直）方向と横（水平）方向のみぞに
よつて形成され、かつ横方向のみぞにワツフルの
形状をしたサイド面よりも出つ張つている炭化ケ
イ素インサートがあることを特徴とする溶鉱炉用
冷却板。２冷却板は互いに平行に配置された縦方向の冷
却チユーブが埋込まれた実質的に平行六面体形状
を有する鋳鉄エレメントからなり、該チユーブは
該エレメントの主サイド上で夫々冷却板の上部と
下部において保護スリーブを通して該エレメント
から突出しており、冷却チユーブが突出するサイ
ドと反対のサイドの鋳鉄エレメントがワツフルの
形状をしており、このワツフルの形状は互いに直
交する縦（垂直）方向と横（水平）方向のみぞに
よつて形成され、横方向のみぞにワツフルの形状
をしたサイド面よりも出張つている炭化ケイ素イ
ンサートがあり、かつワツフルの形状をしたサイ
ドがリツプと称する出つ張つている部分を有し、
該リツプに埋込まれた横方向の少なくとも１本の
チユーブによつて冷却されることを特徴とする溶
鉱炉用冷却板。３冷却板は互いに平行に配置された縦方向の冷
却チユーブが埋込まれた実質的に平行六面体形状
を有する鋳鉄エレメントからなり、該チユーブは
該エレメントの主サイド上で夫々冷却板の上部と
下部において保護スリーブを通して該エレメント
から突出しており、冷却チユーブが突出するサイ
ドと反対のサイドの鋳鉄エレメントがワツフルの
形状をしており、このワツフルの形状は互いに直
交する縦（垂直）方向と横（水平）方向のみぞに
よつて形成され、横方向のみぞにワツフルの形状
をしたサイド面よりも出張つている炭化ケイ素イ
ンサートがあり、かつワツフルの形状をしたサイ
ドがリツプと称する出つ張つている部分を有し、
該リツプ中に埋込まれた横方向の少なくとも１本
のチユーブによつて冷却され、さらにリツプに設
けられたみぞから出つ張つている炭化ケイ素イン
サートがあることを特徴とする溶鉱炉用冷却板。