JP2000178620A - 高炉炉底側壁冷却方法及び装置 - Google Patents

高炉炉底側壁冷却方法及び装置

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JP2000178620A
JP2000178620A JP10361198A JP36119898A JP2000178620A JP 2000178620 A JP2000178620 A JP 2000178620A JP 10361198 A JP10361198 A JP 10361198A JP 36119898 A JP36119898 A JP 36119898A JP 2000178620 A JP2000178620 A JP 2000178620A
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JP
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water
cooling
blast furnace
side wall
circulating
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JP10361198A
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English (en)
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Tsuyoshi Inoue
強 井上
Akira Ito
彰 伊藤
Fumio Ito
史生 伊藤
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 炉底側壁に新たに冷却体を設置する必要がな
く、循環経路に冷却機を設置する必要がなく、冷却機が
故障しても側壁の冷却に支障をきたさないで側壁レンガ
の冷却保護を強化するための高炉炉底側壁冷却方法及び
装置を提供する。 【解決手段】 高炉炉底側壁4の外表面に散水冷却し、
該散水した水を回収して前記散水冷却に循環使用する高
炉炉底側壁冷却方法において、回収水を循環する途中で
該回収水を分岐(16)し、分岐した回収水を冷却(1
4)し、冷却した水を再度循環経路に戻す(17)こと
を特徴とする高炉炉底側壁冷却方法及び装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高炉の炉底側壁レ
ンガを冷却保護するための高炉炉底側壁冷却方法及び装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】高炉の炉寿命を決定する最も大きな要因
は、炉底レンガの損傷である。炉底を構築するレンガの
損傷を防止するため、炉底底部レンガについては、炉底
底部に配置した水冷配管による水冷冷却がされ、炉底側
壁部レンガについては、側壁部の高炉外表面を全周にわ
たって散水冷却する方式が従来から採用されている。
【0003】炉底レンガのうちでも、従来は底部レンガ
の損傷によって高炉の炉寿命が決定されていたが、底部
レンガにカーボンレンガが採用された結果として底部レ
ンガの寿命が上がり、最近では炉底側壁レンガの損傷が
高炉の炉寿命を決定するようになっている。そのため、
高炉炉底のうちでも側壁レンガの保護のための側壁冷却
の改善が重要になってきている。
【0004】炉底側壁の散水冷却においては、高炉側壁
外周面の上部から外周面に散水し、散水した水が外周面
に沿って流れ落ちる過程で熱を奪うことによって外周面
が冷却され、炉底側壁レンガを冷却していた。レンガが
冷却されるとレンガの内表面に粘稠層とよばれる銑鉄の
半凝固層が形成される。適度な厚みの粘稠層が形成され
ることにより、レンガ内表面が損耗する速度を低下する
ことができる。
【0005】炉底側壁の冷却能を向上するため、特開平
6−145738号公報においては、側壁耐火物に対向
して配置された冷却体に供給される冷却水の温度を、冷
却水循環経路に設けた冷凍式冷却機によって低下させる
方法が開示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】散水冷却による炉底側
壁冷却においては、散水して流下する水に奪われる熱に
よって冷却が行われる。従って、循環水は必然的に温度
が上昇し、冬場でも24℃、夏場においては38℃程度
まで温度が上昇する。高炉側壁温度は冷却水温度よりは
低くならないので、側壁レンガを十分に冷却することが
できなかった。
【0007】高炉側壁の冷却能向上を目的として側壁に
冷却体を設置したり循環経路に冷却機を設置しようとし
ても、高炉稼働中にはこのような改造工事を行うことは
困難である。また、高炉休止時に工事を行って設備を設
置した場合において、循環経路に設置した冷却機が故障
すると側壁の冷却に支障を来たして側壁レンガ寿命を劣
化させる原因となりかねない。
【0008】本発明は、炉底側壁に新たに冷却体を設置
する必要がなく、循環経路に冷却機を設置する必要がな
く、冷却機が故障しても側壁の冷却に支障をきたさない
で側壁レンガの冷却保護を強化するための高炉炉底側壁
冷却方法及び装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明の要旨とす
るところは、 (1)高炉炉底側壁の外表面に散水冷却し、該散水した
水を回収して前記散水冷却に循環使用する高炉炉底側壁
冷却方法において、回収水を循環する途中で該回収水を
分岐し、分岐した回収水を冷却し、冷却した水を再度循
環経路に戻すことを特徴とする高炉炉底側壁冷却方法。 (2)回収水の分岐は回収水の循環経路の途中に設けら
れた循環水処理水槽から回収水を吸引することによって
行い、冷却水を循環経路に戻すのは前記循環水処理水槽
へ放流することによって行うことを特徴とする上記
(1)に記載の高炉炉底側壁冷却方法。 (3)分岐した回収水の冷却は冷凍機によって行うこと
を特徴とする上記(1)又は(2)に記載の高炉炉底側
壁冷却方法。 (4)高炉炉底側壁の外表面に散水冷却するための散水
手段と、該散水した水を回収して前記散水冷却に循環使
用するための回収循環手段と、回収水を循環する途中で
該回収水を分岐する手段と、該分岐した回収水を冷却す
る手段と、該冷却した水を再度循環経路に戻す手段とを
有することを特徴とする高炉炉底側壁冷却装置。 (5)前記回収循環手段の途中に循環水処理水槽を有
し、前記回収水を分岐する手段は前記循環水処理水槽か
ら回収水を吸引し、冷却水を循環経路に戻す手段は前記
循環水処理水槽へ冷却水を放流することを特徴とする上
記(4)に記載の高炉炉底側壁冷却装置。 (6)分岐した回収水の冷却する手段は冷凍機であるこ
とを特徴とする上記(4)又は(5)に記載の高炉炉底
側壁冷却装置。である。
【0010】回収水を循環する途中で該回収水を分岐
し、分岐した水を冷却し、冷却した水を再度循環経路に
戻すため、側壁に散水する冷却水を任意の温度に低下す
ることができる。従来は夏場には38℃まで温度が上昇
した散水冷却水の温度を、5℃程度に低下させる。この
結果として側壁の鉄皮温度及び側壁耐火物外周面の温度
が低下し、側壁耐火物内の温度勾配が増大し、最終的に
は側壁耐火物の内周面温度が低下して溶銑の粘稠層を成
長させることができ、側壁耐火物の損傷速度を低下させ
ることができる。
【0011】本発明においては、循環水の循環経路に冷
却機を設置するのではなく、循環する途中で該回収水を
分岐して冷却し、冷却した水を再度循環経路に戻す方法
を採用する。好ましくは、回収水の分岐は回収水の循環
経路の途中に設けられた循環水処理水槽7から回収水を
吸引することによって行い、冷却水を循環経路に戻すの
は前記循環水処理水槽7へ合流することによって行う。
分岐管16、冷却機13、合流管17はいずれも高炉稼
働中であって常に循環水が流れている状態において設置
することができ、対象とする高炉が休止するまで設置を
待つ必要がなくなる。また、新たに設置した冷却設備が
故障した場合においても、従来の循環経路を水が循環す
ることによって従来並みの散水冷却は確保することがで
きるので、高炉の操業に重大な支障をきたすことがな
い。
【0012】
【発明の実施の形態】冷却機能を有しない従来の高炉炉
底側壁散水冷却設備を図2に示す。炉底散水戻水場7か
ら炉底散水ポンプ10によって送水管12により送られ
た水は、炉底側壁鉄皮4の上部から外周部に散水され、
側壁外周を流下して炉底の排水樋9に集められ、炉底散
水戻水場7に戻る。
【0013】釣り合い状態においては、側壁内部からの
抜熱熱量が、散水され流下する途中に冷却水の温度が上
昇することによる顕熱と熱伝達による放熱量との和と釣
り合い、側壁下部の排水樋9に到る。その後集められた
水は炉底散水戻水場7に戻り、循環して使用される。排
水樋9から送水管12を通って再度高炉側壁に散水され
るまでの間に冷却水の温度が低下する。ある釣り合い条
件において、側壁鉄皮上部から散水されるときの冷却水
の温度が30℃であり、炉底の排水樋9に集められたと
きの冷却水温度が34℃、そして排水樋9から送水管1
2を通って再度側壁鉄皮に散水されるときの温度が30
℃となる。排水樋9から散水までの過程での冷却水の温
度低下量は水の温度が高いほど多くなる。炉内からの抜
熱量、冷却水量、外気温度によって、抜熱量と冷却水の
温度低下量とがつりあう水の温度が定まる。炉容500
0m3の高炉において散水量を30m3/minとした場
合、つりあったときの散水冷却水の温度は、夏場は38
℃、冬場は24℃程度となる。
【0014】本発明の冷却装置を組み込んだ例を図1に
示す。図2が従来例である。図1において、炉底散水戻
水場7から分岐管16によって循環する冷却水の一部ま
たは全部を吸引し、冷却機13に送り込む。冷却機13
によって水を冷却した後、合流管17によって炉底散水
戻水場7に戻す。炉底散水戻水場7において、分岐管1
6は上流側に配置してできるだけ排水樋9から戻水管1
1によって送り込まれた高温の水を取り入れ、合流管1
7はできるだけ下流側に配置する。
【0015】炉底散水戻水場内の水と冷却後の水とが合
流した結果として、散水される水の温度を5℃程度とす
ることができる。散水・流下する過程で水の温度が上昇
することにより、炉内からの熱を吸収する。上記と同じ
炉容5000m3の高炉において散水量を30m3/mi
nとした場合、側壁の冷却を完了して排水樋9に集めら
れた冷却水の温度は5℃から9℃程度に上昇する。この
冷却水が炉底散水戻水場に集められ、そのうちの一部が
分岐して冷却機13で冷却され、合流後の水の温度を5
℃に低下させて循環を繰り返す。
【0016】側壁の鉄皮外表面が5℃まで冷却される結
果、側壁レンガ2内の温度勾配が大きくなり、レンガ内
周面18におけるレンガ温度も低下し、レンガ内周面1
8に接する溶銑の粘稠層の厚みが増大する。側壁レンガ
2の厚みが溶損によって1000mmまで薄くなった場
合、鉄皮外表面温度が30℃の場合の従来例において粘
稠層の厚みが0mmである条件においては、鉄皮外表面
温度が5℃に低下すると粘稠層の厚みが13mmに増大
することが計算結果として確かめられている。
【0017】循環する散水の温度を9℃から5℃まで4
℃低下させる場合、合計循環水量と分岐して冷却する冷
却水量とが等しければ、冷却機13における水の温度低
下しろも4℃でよい。分岐する水量が循環水量よりも少
なくなると、水量比に応じて冷却機13における水の温
度低下しろを大きくする必要が生じる。
【0018】分岐した水を冷却する手段としては任意の
手段を用いることができるが、最も好ましくは冷凍機1
4を用いる。冷却塔方式においては湿球温度以下に冷却
水温度を下げることができないのに対し、冷凍機方式で
あれば夏場においても5℃近傍まで、冷却水温度を低下
させることが可能だからである。
【0019】本発明を用いた炉底側壁の冷却は、高炉の
稼動末期において炉底側壁レンガ2の厚みが溶損によっ
て薄くなった場合に特に効果を発揮する。レンガ厚みが
薄くなっているので、レンガ外表面にあたる鉄皮温度を
本発明の冷却方法によって低下させれば、レンガ内表面
の溶銑との接触面の温度を低下させることができ、溶銑
の粘稠層厚みを増大させてレンガ内表面を保護すること
ができる。炉底側壁鉄皮から側壁レンガ内に埋め込んだ
温度計によってレンガ温度をモニターし、レンガの損耗
状況を把握する。損耗状況が激しくなったと認められた
時点で本冷却装置を稼動し、損耗の進行を抑止すること
ができる。
【0020】本発明の冷却機13は散水の循環経路から
分岐して配置するので、高炉が稼働中で散水の循環を停
止することができない時期においても設備を設置するこ
とができる。そのため、高炉寿命末期において本冷却装
置が必要になった時点において設備を設置することが可
能であり、高炉の炉寿命延長に即座に効果を発揮するこ
とができる。また、本冷却装置が故障で休止することが
あっても、本来の循環経路にはなんら影響を与えること
がないので、冷却装置の故障休止中は散水の温度が単に
従来並みに戻るだけであって高炉の炉稼動に大きな影響
を及ぼさずにすむという利点がある。
【0021】
【実施例】炉容5000m3の高炉において図1に示す
装置を使用した。散水循環水量は30m3/min、分
岐して冷却する水量は同じく30m3/minである。
冷却には冷凍機14を用いた。本冷凍機としては、ハロ
ン系ガス循環式冷凍機あるいは吸収式冷凍機を用いた。
散水時の冷却水の温度を5℃とした。排水樋9に集めら
れた冷却水の温度は9℃に上昇しており、炉底散水戻水
場7に集められた冷却水を分岐して冷却することによ
り、循環して散水する水の温度を5℃に保った。レンガ
の温度のモニター結果から、炉底側壁レンガ2の厚みが
1000mmに損耗したと想定された時点において本発
明の冷却装置を設置し、冷却を開始した。本発明の冷却
装置を有しない従来例においては、高炉炉寿命が10年
前後であったものが、本発明の冷却を実施した結果、高
炉炉寿命を15〜20年に延長することができた。
【0022】
【発明の効果】本発明の冷却方法及び装置を採用するこ
とにより、高炉炉底側壁レンガの損耗の進行速度を低下
させることができるとともに、既存の冷却水循環経路と
別の経路を設けて冷却を行うので高炉稼働中においても
本設備を設置することが可能になり、また本冷却設備が
故障しても本体の高炉操業に影響を及ぼさない運転を可
能にした。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の冷却装置を示す図である。
【図2】従来の冷却装置を示す図である。
【符号の説明】
1 高炉炉底部 2 炉底側壁レンガ 3 炉底底部レンガ 4 炉底側壁鉄皮 5 炉底底部鉄皮 6 溶銑 7 炉底散水戻水場 8 流下する散水 9 排水樋 10 炉底散水ポンプ 11 戻水管 12 送水管 13 冷却機 14 冷凍機 15 冷却塔 16 分岐管 17 合流管 18 レンガ内周面
フロントページの続き (72)発明者 伊藤 史生 富津市新富20−1 新日本製鐵株式会社技 術開発本部内 Fターム(参考) 4K015 CA01 CA09 4K051 AA01 HA00

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高炉炉底側壁の外表面に散水冷却し、該
    散水した水を回収して前記散水冷却に循環使用する高炉
    炉底側壁冷却方法において、回収水を循環する途中で該
    回収水を分岐し、分岐した回収水を冷却し、冷却した水
    を再度循環経路に戻すことを特徴とする高炉炉底側壁冷
    却方法。
  2. 【請求項2】 回収水の分岐は回収水の循環経路の途中
    に設けられた循環水処理水槽から回収水を吸引すること
    によって行い、冷却水を循環経路に戻すのは前記循環水
    処理水槽へ放流することによって行うことを特徴とする
    請求項1に記載の高炉炉底側壁冷却方法。
  3. 【請求項3】 分岐した回収水の冷却は冷凍機によって
    行うことを特徴とする請求項1又は2に記載の高炉炉底
    側壁冷却方法。
  4. 【請求項4】 高炉炉底側壁の外表面に散水冷却するた
    めの散水手段と、該散水した水を回収して前記散水冷却
    に循環使用するための回収循環手段と、回収水を循環す
    る途中で該回収水を分岐する手段と、該分岐した回収水
    を冷却する手段と、該冷却した水を再度循環経路に戻す
    手段とを有することを特徴とする高炉炉底側壁冷却装
    置。
  5. 【請求項5】 前記回収循環手段の途中に循環水処理水
    槽を有し、前記回収水を分岐する手段は前記循環水処理
    水槽から回収水を吸引し、冷却水を循環経路に戻す手段
    は前記循環水処理水槽へ冷却水を放流することを特徴と
    する請求項4に記載の高炉炉底側壁冷却装置。
  6. 【請求項6】 分岐した回収水の冷却する手段は冷凍機
    であることを特徴とする請求項4又は5に記載の高炉炉
    底側壁冷却装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102032928B1 (ko) * 2019-01-28 2019-10-16 류시엽 적층 세라믹 콘덴서 제조용 소성로

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102032928B1 (ko) * 2019-01-28 2019-10-16 류시엽 적층 세라믹 콘덴서 제조용 소성로

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