JP2000026910A - 高炉炉体 - Google Patents

高炉炉体

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JP2000026910A
JP2000026910A JP10207080A JP20708098A JP2000026910A JP 2000026910 A JP2000026910 A JP 2000026910A JP 10207080 A JP10207080 A JP 10207080A JP 20708098 A JP20708098 A JP 20708098A JP 2000026910 A JP2000026910 A JP 2000026910A
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furnace
blast furnace
refractory
stave
blast
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Tadashi Okubo
正 大久保
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、炉内からの熱負荷を受ける高炉炉
体鉄皮を保護するのに適したステーブクーラーによって
構築した高炉炉体を提供する。 【解決手段】 予め高炉鉄皮側に該当する部分の冷却体
に冷媒流通用配管を埋設し、高炉内面側には複数個の炉
内耐火物を間隔をおいて凹部が形成されるように耐火物
が配設され、前記冷媒流通用配管と耐火物を一体的に鋳
ぐるんでその内面がほぼ平坦なステーブクーラーを鋳造
し、該ステーブクーラーを高炉鉄皮の炉内面へ設置し、
炉内での煉瓦積みをせずに高炉炉壁とした高炉炉体。 【効果】 炉壁耐火物と冷却体が一体化したステーブを
用いるため、従来法で用いていた耐火物の支持棚が損耗
し、炉壁耐火材が脱落するようなことがなく、長期にわ
たり安定した支持構造が維持できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、炉内からの熱負荷
を受ける高炉炉体鉄皮を保護するのに適したステーブク
ーラーによって構築した高炉炉体に関する。
【0002】
【従来技術】高炉炉体を構築するに当たって高炉鉄皮を
保護するための冷却用ステーブクーラー(以下、単にス
テーブと呼ぶ)が採用されてから既に二十数年を経て現
在に至っている。その間ステーブ自体は多くの変遷を辿
り、最近ではステーブの内面(高炉炉内側)に内張りす
る炉壁煉瓦による炉体鉄皮の保護に対する態様も大きく
様変わりしつつある。
【0003】ステーブの採用当初はステーブの高炉内面
側に成形煉瓦等の耐火物を築造したステーブが用いられ
ていた。このような従来の考え方によるステーブ内面へ
耐火物を内張りした公知例は数多く提案されており、例
えば実開昭49−43504号公報、実開昭50−13
7305号公報等には、煉瓦受け部を有するステーブの
炉内面側に耐火煉瓦を築造して炉内からの熱負荷から炉
体鉄皮を保護しているステーブが記載されている。
【0004】すなわち、炉内面側に耐火物を上下に数段
埋設すると共に、鉄皮側内部に冷媒通路を形成する冷却
管(以下、単に冷却管と呼ぶ)を埋設した鋳鉄製のステ
ーブ本体を高炉鉄皮の内側に同芯状の炉壁を形成する如
く配設し、さらに該ステーブ本体の内側に炉壁煉瓦を積
み、上記冷却管に炉体外側より冷媒を送り込み、炉内か
らの熱負荷をステーブ本体を介して冷却管内の冷媒にて
吸収し、鉄皮を熱負荷より保護するようにしたものであ
る。炉壁煉瓦は、煉瓦積構造強度を持たせ長寿命化を図
るため、ステーブから棚状に突出させた煉瓦支持棚に約
450〜600mmの壁厚で積まれる。
【0005】しかし、この煉瓦支持棚は通常1.8〜
2.5mピッチにしか設置できず、また、煉瓦は接着剤
(モルタル)を介して積層されているだけであるため、
煉瓦の支持強度は充分でなく、寿命は3年程度しか持続
せず短命であるという欠点があった。また炉壁煉瓦の損
傷は、高温下での熱的スポーリングや、原料降下による
摩耗、炉内循環アルカリ物による化学的変質等により進
み、煉瓦が破壊されていくと部分的に煉瓦積構造の強度
を失い局部的に、または広範囲にかつ、一時に或いは徐
々に煉瓦が脱落し、著しいプロフィルの変化を生じるこ
とになる。
【0006】かかる炉壁煉瓦の損失による炉内プロフィ
ルの経時的変化および円周方向のバランスの悪化は、炉
壁周辺側へのガス抜け現象および内容物の降下速度の増
加等を生じ、熱負荷の上昇、ガス利用率の低下、炉壁煉
瓦の損耗促進、装入物分布制御性の悪化等を生じ炉況を
不安定にする惧れがあった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】図3は前記したステー
ブ内面に炉壁煉瓦を築造し、通常の操業を行っていた高
炉について本発明者らが調査した高炉操業稼働期間とス
テーブ(炉壁煉瓦を含む)の損耗状況の関係の1例を示
したものである。図から判るように稼動初期において
は、ステーブの損耗(煉瓦の脱落によるものと思われ
る)度合いが激しく約8〜10mm/月程度もあるが、
その期間を過ぎると1〜3mm/月程度に収まってい
る。これは高炉の稼働初期は炉壁煉瓦の損耗(脱落)が
大きいが、ステーブ本体(鋳物)に達するとその損耗
(溶損)度合いの進行が抑制されていることを表してい
る。このようにステーブを用いた高炉炉体は、ステーブ
の損耗速度が律速となって高炉寿命を左右していた。
【0008】これは高炉規模、操業状況、稼働期間、煉
瓦の厚みにもよるが通常の高炉において1〜2年程度で
殆どの炉壁煉瓦が損耗(一部脱落)し、ステーブは高炉
炉内側において煉瓦支持金物(支持棚)だけが残存し、
垂直断面形状において残存金物によって櫛歯の様相を呈
した状態となる。
【0009】高炉炉壁は理想的には煉瓦支持金物と炉壁
煉瓦の溶損(損耗)が同一早さで進行するのが、炉内プ
ロフィル確保の面から好ましいが、現状の高炉操業にお
いてはそのようには進行しない状況にある。そこで本発
明では上記問題点の解決を図ったステーブによって構築
した高炉炉体を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、下記手段にある。 (1)予め高炉鉄皮側に該当する部分の冷却体に冷媒流
通用配管を埋設し、高炉内面側には複数個の炉内煉瓦を
間隔をおいて凹部が形成されるように耐火物が配設さ
れ、前記冷媒流通用配管と耐火物を一体的に鋳ぐるんで
その内面がほぼ平坦なステーブクーラーを鋳造し、該ス
テーブクーラーを高炉鉄皮の炉内面へ設置し、炉内での
煉瓦積みをせずに高炉炉壁とした高炉炉体。 (2)前記高炉炉壁を構築するステーブクーラーにおい
て、高炉内面側に配設される耐火物を前方耐火物とその
後方に設けた後方耐火物に分けた(1)記載の高炉炉
体。
【0011】(3)(2)において、後方耐火物の幅を
前方耐火物の幅より小さくした高炉炉体。 (4)前記高炉炉壁を構築するステーブクーラーにおい
て、高炉内面側に配設される前方耐火物の幅をステーブ
本体のリブ幅より大きくした(1)ないし(3)のいず
れかに記載の高炉炉体。
【0012】(5)前記ステーブクーラーにて高炉炉壁
を構築するに際し、該ステーブクーラーを少なくとも高
炉シャフト部と炉腹部と朝顔部に用い、炉内煉瓦の築造
範囲を高炉炉底部より羽口部までとした(1)ないし
(4)のいずれかに記載の高炉炉体。 (6)前記ステーブクーラーにて高炉炉壁を構築するに
際し、該ステーブクーラーを少なくとも高炉シャフト部
と炉腹部に用い、炉内煉瓦の築造範囲を高炉炉底部より
朝顔部までとした(1)ないし(4)のいずれかに記載
の高炉炉体。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明者らは高炉炉内からの熱的
負荷に対する抵抗力の高いステーブを開発すべく、種々
の実験検討を行った結果、新たなステーブを開発し、こ
のステーブを高炉炉壁の所定個所に配設し、高炉炉体を
構築することによって高炉の長寿命化を図ることがで
き、本発明の完成をみるに至った。
【0014】本発明の根幹をなす技術思想は、ステーブ
内面(高炉炉内側、以下同様)に炉壁煉瓦の築造を行わ
ず、かつステーブ内面において特定の割合でステーブ本
体の一部と耐火物が露出する如く、ステーブ本体の製造
時に耐火物を一体的に鋳ぐるんで鋳造成形し、該ステー
ブによって高炉炉壁を構成した高炉炉体にある。
【0015】以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明
する。図1は高炉本体の全体図であり、炉底(炉床)部
1は定形耐火物と不定形耐火物で構築されており、その
上部の朝顔部2はステーブ6によって鉄皮20側を構築
し、通常その内面は炉壁煉瓦15によって築造される。
また炉腹部3は後述する図2に示される一体成形された
新しい形のステーブ6によって構築され、さらにその上
部に位置するシャフト4も同様のステーブ6によって構
築される。
【0016】なお、図中12は冷却体と耐火物とが一体
成形されたステーブを示し、15はステーブ内面に築造
された炉壁煉瓦を示した。このような高炉炉体を構築す
るに際し、本発明の高炉炉体は炉内面において冷却体の
一部と耐火物が特定の割合で露出するように、冷却体の
鋳造時に耐火物を一体的に鋳ぐるんで構成したステーブ
を用いるものである。
【0017】図2は本発明の高炉炉体の構築に用いるス
テーブの1例を示したもので、ステーブ6の本体におい
て高炉炉体鉄皮側には、冷却管9が鋳造により埋設され
ており、また炉内側には予め適宜間隔を設けて複数個の
凹部13が形成されるように耐火物8と11を配設し、
かつステーブ内面がほぼ平坦となるように冷却体7(鋳
物)の鋳造時に該凹状部13間に鋳造金属が流し込まれ
て、耐火物(8、11)と冷却管9を有する冷却体7と
が一体構造となったステーブ6が構成される。
【0018】ステーブ6の鋳造にあたっては、ステーブ
6を冷却するための冷却管9は鋳造時に予め所定位置に
セットして置き、ステーブ6を鋳造するとき一体的に鋳
込まれる。またステーブ6の内面に埋設される耐火物
(8、11)は、脱落防止の見地からはそれ自体が一体
成形された耐火煉瓦であれば製造に際して簡便で容易で
あるが、前述したようにステーブの内面は高炉炉内にお
いて種々の外的影響を受ける。
【0019】例えば高温による熱的負荷、雰囲気ガスに
よる化学的侵食、装入物との接触による損傷などがあ
る。これらによる耐火物への影響度は煉瓦ブロック毎に
進行し、表面から内部へと伝播するので、複数のブロッ
クで形成して置けば、他のブロックへの伝播を避けるこ
とができる。このような見地から煉瓦ブロックが単体で
あっても、または複合体であって何れでもよく、使用個
所に適合したものを選択すればよい。
【0020】ステーブ本体の内面には前記耐火物(8、
11)を挟持するような形で、鋳造時にリブ10が形成
される。かくすることにより該リブ10で耐火物(8、
11)を強固に保持することができる。また耐火物の後
面に断熱性耐火物11を配置し、ステーブ本体との間で
断熱効果を付与することも一つの実施態様として採用で
きる。
【0021】この場合耐火物11の幅(W1)は耐火物
8の幅(W2)より狭くすることにより、煉瓦の損耗
(一部脱落)後のリブ溶損に対して有利に作用する。ス
テーブ6の内面の耐火物8の幅はリブ10の幅(W3)
より大きくし、ステーブ内面における耐火物8の占有面
積を大きくしてステーブ本体を炉内の高熱から保護す
る。
【0022】また、高炉内プロフィルとも関連すること
であるが前記耐火物8または耐火物8と耐火物11を合
わせた厚み(L1)は、ステーブ本体全厚み(L2)の
1/2以下とすることが望ましい。これは耐火物等が余
り厚過ぎると、該耐火物等を保持するためのリブの厚み
も厚くなるので、耐火物損耗後のステーブ本体の厚みが
薄くなり、前記図3に示した如く、炉寿命に悪影響を及
ぼす惧れがあるためである。
【0023】このようにステーブ6は耐火物8、11を
リブ10によって強固に挟持しているので、該ステーブ
6によって高炉炉体(炉壁)を構築した場合、高炉稼働
中に耐火物8、11がステーブ6から剥離脱落するよう
な事態が発生することは殆ど起こらない。このようにし
て鋳造されたステーブ6は、高炉炉体鉄皮20の内側に
高炉の中心線に対し同芯で高炉内面円周方向および高さ
方向に配備すると共に、ステーブ6本体の冷却管9は図
示しない炉体外の冷媒供給管と接続して冷却体7を冷却
する。また各ステーブ6間およびステーブ6と鉄皮20
間の空隙部には耐火性充填材を充填して鉄皮との間隙を
埋める。
【0024】本発明においてはこのような構造を持つス
テーブ6を高炉の炉体において少なくとも高炉シャフト
部4および炉腹部3に配設し、高炉炉体を構築する。炉
底部1は炉温との関係から耐火煉瓦を築造する必要があ
る。また朝顔部も高炉の特性によっては耐火煉瓦を築造
する必要性を持ち、前記図2に示したようなステーブを
用いる必要はないが、炉壁構築の必要上用いることを妨
げない。
【0025】本発明によれば高炉炉体の主要部のステー
ブは、高炉炉壁内面側に配設される耐火物8を支持する
ための煉瓦支持棚が不要となったため、炉壁耐火材の支
持力が低下することなく、長期にわたり安定した支持構
造が維持でき、熱的スポーリング等で炉壁耐火材にクラ
ックが入った場合にも、局部的または広範囲に炉壁耐火
材が脱落することがなく、長期にわたり安定したプロフ
ィールが持続できる。
【0026】さらに、耐火物支持構造が強化されること
により、炉壁耐火物の厚さを低減することも可能であ
り、仮に耐火物の損傷が不均一になっても炉体のプロフ
ィールの変化量が少なく、炉円周方向でのバランスの悪
化が少ない。
【0027】
【発明の効果】本発明は、炉壁耐火物と冷却体が一体化
したステーブを用いるため、従来法で用いていた耐火物
の支持棚が損耗し、炉壁耐火物が脱落するようなことが
なく、長期にわたり安定した支持構造が維持できる。ま
た、ステーブが炉壁耐火物と冷却体が一体化したブロッ
クとして上架できるため炉内での耐火物による炉壁築造
作業の減少による工期短縮等が図られ、製造コストを低
減できる。さらに、高炉炉体の高さ方向で炉壁耐火物ま
たは冷却体厚を任意に変更することが可能となるので、
炉内プロフィールを場所に応じて任意に変えることがで
きる効果も有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】ステーブクーラーの配設状況を示した高炉炉体
概略断面図
【図2】耐火材と冷却体を一体的に鋳ぐるんたステーブ
クーラーの側断面図
【図3】高炉の稼働期間とステーブクーラーの損耗の関
係を示した図
【符号の説明】
1 炉底部 2 朝顔部 3 炉腹部 4 シャフト部 5 羽口部 6 ステーブ 7 冷却体(鋳物) 8 耐火物(前面煉瓦) 9 冷却管 10 リブ 11 耐火物(後面煉瓦) 12 耐火物一体化ステーブ 13 凹部 14 凸部 15 炉壁煉瓦 20 高炉鉄皮

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 予め高炉鉄皮側に該当する部分の冷却体
    に冷媒流通用配管を埋設し、高炉内面側には複数個の炉
    内煉瓦を間隔をおいて凹部が形成されるように耐火物が
    配設され、前記冷媒流通用配管と耐火物を一体的に鋳ぐ
    るんでその内面がほぼ平坦なステーブクーラーを鋳造
    し、該ステーブクーラーを高炉鉄皮の炉内面へ設置し、
    炉内での煉瓦積みをせずに高炉炉壁としたことを特徴と
    する高炉炉体。
  2. 【請求項2】 前記高炉炉壁を構築するステーブクーラ
    ーにおいて、高炉内面側に配設される耐火物を前方耐火
    物とその後方に設けた後方耐火物に分けたことを特徴と
    する請求項1記載の高炉炉体。
  3. 【請求項3】 請求項2において、後方耐火物の幅を前
    方耐火物の幅より小さくしたことを特徴とする高炉炉
    体。
  4. 【請求項4】 前記高炉炉壁を構築するステーブクーラ
    ーにおいて、高炉内面側に配設される前方耐火物の幅を
    ステーブ本体のリブ幅より大きくしたことを特徴とする
    請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の高炉炉体。
  5. 【請求項5】 前記ステーブクーラーにて高炉炉壁を構
    築するに際し、該ステーブクーラーを少なくとも高炉シ
    ャフト部と炉腹部と朝顔部に用い、炉内煉瓦の築造範囲
    を高炉炉底部より羽口部までとしたことを特徴とする請
    求項1ないし請求項4のいずれかに記載の高炉炉体。
  6. 【請求項6】 前記ステーブクーラーにて高炉炉壁を構
    築するに際し、該ステーブクーラーを少なくとも高炉シ
    ャフト部と炉腹部に用い、炉内煉瓦の築造範囲を高炉炉
    底部より朝顔部までとしたことを特徴とする請求項1な
    いし請求項4のいずれかに記載の高炉炉体。
JP10207080A 1998-07-08 1998-07-08 高炉炉体 Withdrawn JP2000026910A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010174317A (ja) * 2009-01-28 2010-08-12 Jfe Steel Corp 高炉炉体冷却構造
CN114350871A (zh) * 2022-01-12 2022-04-15 中冶华天工程技术有限公司 一种新型炉缸冷却结构及其安装方法

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Effective date: 20051004