JP2001294915A - 高炉炉底側壁部の耐火物冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高炉炉底側壁部の耐火物の冷却を一層強化
し、困難な作業を必要とせず、しかも安価で信頼性の高
い安定した冷却が行えるようにする。 【解決手段】 炉内側より順に、カーボンレンガ、キャ
スタブル、鉄皮で構成された高炉炉底側壁部の耐火物を
冷却するための装置であって、三重管で形成され、該三
重管の外側の２層は先端が閉鎖された冷却水流路とさ
れ、中心部は先端が開放された空洞とされ、前記三重管
は前記鉄皮およびキャスタブルを貫通し、前記カーボン
レンガに穿設された穿孔部に先端が埋設される。空洞
に、炉底の温度を検出するための温度計が挿入されてい
るのが好ましく、また空洞がカーボンレンガの穿孔部と
冷却装置とを密着するために圧入されるペーストの導入
路であるのが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高炉の炉底側壁部
を冷却するための冷却装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】高炉炉底は高炉の寿命を律する部位であ
り、炉底側壁部を構成するカーボンレンガの損耗防止
は、高炉寿命延長のための最重要課題である。炉底側壁
部のカーボンレンガの損耗原因には、溶銑による浸食、
熱応力による脆化などが挙げられるが、カーボンレンガ
の損耗防止には冷却強化が最も有効とされている。

【０００３】従来の高炉炉底側壁部の冷却方法は、鉄皮
散水による冷却とステーブによる冷却とに大別される。
鉄皮散水による冷却は、例えば特開平８−１２７８１０
号公報に開示されているように、鉄皮に直接冷却水を散
水して鉄皮本体を冷却することで、炉体耐火物を間接的
に冷却する方法である。一方ステーブによる冷却は、ス
テーブを鉄皮内面に埋設して、炉体耐火物を直接冷却す
る方法である。

【０００４】図５に、ステーブ１６を埋設した炉底側壁
部の縦断面を示す。側壁は炉内側から順に、カーボンレ
ンガ４、スタンプ材３、ステーブ１６、キャスタブル
２、鉄皮１で構成される。ステーブによる冷却では、ス
テーブ１６に埋設されている冷却パイプ１７内を流れる
冷却水により冷却されるので、炉底側壁の冷却能力を向
上させるためには、カーボンレンガ４からステーブ冷却
水までの間の熱抵抗を低減させることが有効である。こ
のため、カーボンレンガ４とスタンプ材３の熱伝導率を
高める改善が行われ、冷却能力が向上してきた。

【０００５】しかし、ステーブ１６の製造過程において
冷却パイプ１７を鋳込む際、冷却パイプ１７への浸炭防
止のためパイプ表面にコーティング材を塗布しており、
このコーティング材の熱抵抗が大きいため冷却能が低下
していた。コーティング材の熱抵抗を低減するために種
々の研究はなされているが、熱抵抗を大幅に減少させた
コーティング材の開発には至っていない。

【０００６】このため、炉底側壁部の場所による熱負荷
に応じてステーブ本体の材質を変えることで、熱伝導率
を高めたステーブが盛んに採用されるようになってき
た。この技術は、特開平９−１５７７１６号公報で開示
しているように、熱負荷の高い箇所では冷却能力の優れ
た銅製ステーブを配置し、その上下には鋳鉄製ステーブ
を配置することで、高熱負荷部位の冷却強化を行うもの
である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術におい
て、鉄皮本体に冷却水を散水する方法では、鉄皮表面で
の錆発生により冷却能力低下をきたすため、稼働後にス
ケール除去等の作業を定期的に行う必要がある。また冷
却水の集水方法も非常に難しく、鉄皮に均一に散水する
ことも非常に難しく、当業者間では好まれる方法でな
い。

【０００８】また、炉底側壁部の場所による熱負荷に応
じてステーブ本体の材質を変える技術においては、ステ
ーブ本体をキャスタブル内に埋設するので、材質による
冷却能は向上するものの、キャスタブルを介してカーボ
ンレンガを冷却するため、冷却効率には課題が残されて
いた。

【０００９】そこで本発明が解決しようとする課題は、
高炉炉底側壁部の耐火物の冷却を一層強化し、困難な作
業を必要とせず、しかも安価で信頼性の高い安定した冷
却が行えるようにすることである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明は、炉内側から順に、カーボンレンガ、キャス
タブル、鉄皮で構成された高炉炉底側壁部の耐火物を冷
却するための装置であって、三重管で形成され、該三重
管の外側の２層は先端が閉鎖された冷却水流路とされ、
中心部は先端が開放された空洞とされ、前記三重管は前
記鉄皮およびキャスタブルを貫通し、前記カーボンレン
ガに穿設された穿孔部に先端が埋設されることを特徴と
する高炉炉底側壁部の耐火物冷却装置である。本発明に
おいて、前記空洞に、炉底の温度を検出するための温度
計が挿入されているのが好ましく、また前記空洞が、前
記カーボンレンガの穿孔部と冷却装置とを密着するため
に圧入されるペーストの導入路であるのが好ましい。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の冷却装置５を高炉炉底側
壁部に取付けた例を図１に示す。高炉炉底側壁部は、炉
内側から順に、カーボンレンガ４、キャスタブル２、鉄
皮１で構成されている。鉄皮１およびキャスタブル２を
貫通して穿孔した孔に冷却装置５を通し、カーボンレン
ガ４の穿孔部１８に先端を埋設している。カーボンレン
ガ４の穿孔部１８の深さは、本例ではカーボンレンガ４
の厚さの１／３としている。これは、カーボンレンガ４
を冷却する際の冷却能を従来のステーブ並みとして設定
したもので、要求される冷却能に応じて穿孔部１８の深
さを適宜設定することができる。

【００１２】冷却装置５は、高炉炉底から３段ないし４
段（図１では３段までを示している）配置し、図２のよ
うに高炉炉底の周方向に配置する。これにより、高炉炉
底部の最も熱負荷の高い箇所にて、本発明装置の優れた
冷却能により効果的にカーボンレンガ４を冷却し保護す
ることができる。なお本発明冷却装置５の配置は、本例
に限らず、要求される冷却能に応じて適宜定めることが
できる。

【００１３】本発明冷却装置５の詳細例を図３および図
４に示す。冷却装置５は三重管で形成されている。三重
管の外側の２層は、外側流路６と内側流路７からなる冷
却水流路とされ、先端が閉鎖されている。本例では側壁
の外側に位置する内側流路７に冷却水入口１４を、同じ
く外側流路６に冷却水出口１５を設け、内側流路７に冷
却水を流入し、三重管の閉鎖された先端を経て外側流路
６を流れた冷却水が流出して、カーボンレンガ４を冷却
する。外側流路６を囲む三重管の外表面は、銅または銅
合金など熱伝導率の高い材料で構成するのが望ましい
が、鋳鉄や鋳鋼を採用することも可能である。

【００１４】また三重管の中心部はパイプ８が貫通して
いて、先端が開放された空洞１２とされている。この空
洞１２には温度計９を挿入するのが好ましい。温度計９
はカーボンレンガ４に直接接触して耐火物４の温度を検
出し、冷却状態を常時監視することで、より効果的な冷
却を行うことができ、信頼性が高まる。本例では温度計
９を、パイプ８の側壁外側端部に取付けたフランジ１９
により支持している。１３は温度計端子である。

【００１５】さらに、パイプ８の側壁外側の位置にペー
スト圧入口１０を設け、空洞１２をペースト１１の導入
路とするのが好ましい。ペースト１１は図３のように冷
却装置５とカーボンレンガ４、キャスタブル２および鉄
皮１との隙間を埋めて冷却装置５を側壁に固定すること
により、冷却効果がより向上する。取付け時は、カーボ
ンレンガ４の穿孔部１８に冷却装置５を挿入したのち、
ペースト入口１０からペースト１１を圧入することによ
り、この隙間にペースト１１が充填され固定されるの
で、取付け作業が容易である。ペースト１１としては、
熱伝導性のよいカーボンペーストなどを採用できる。

【００１６】温度計９によりカーボンレンガ４の温度を
監視しているので、長期操業中にカーボンレンガ４の膨
張や移動によって冷却装置５との間に隙間が生じたと判
断された場合は、ペースト１１を再圧入することで冷却
効果を回復させることができる。

【００１７】

【発明の効果】高炉炉底側壁部に本発明の冷却装置を取
付けることにより、カーボンレンガの外周面側の内部か
ら冷却することができ、カーボンレンガの炉内側温度を
効果的に低下させ、レンガ損耗を抑制し、レンガの長寿
命化が実現できる。冷却装置外表面の材料に熱伝導率の
高い銅または銅合金を使用することで、より効果的な冷
却を行うことがができる。

【００１８】従来の炉底ステーブに比べ安価であり、炉
外部の配管も簡単で設備費が低減できる。高炉炉底側壁
部の任意の位置に取付けることが可能なため、カーボン
レンガの損耗状況に応じて冷却能力の強化が可能であ
る。また従来の鉄皮散水により冷却を行っている高炉に
おいても追加設置できる。

【００１９】さらに、中心部の空洞に温度計を挿入した
場合は、カーボンレンガ本体の温度を検出して冷却状態
を常時監視でき、異常発生時には直ちに対処できる。そ
のうえ、中心部の空洞をペーストの導入路とした場合
は、高炉炉底側壁部への取付けが容易であるうえ、熱伝
導性のよいカーボンペーストなどで冷却装置との隙間が
充填され、より効率よく冷却することができる。長期に
わたる操業中にカーボンレンガの膨張や移動によって隙
間が生じても、温度計により直ちに検知でき、ペースト
を再圧入することで冷却能力を回復できる。したがっ
て、本発明により高炉炉底側壁部の耐火物のより効果的
な冷却が、困難な作業を必要とせず、高信頼性のもとに
実現され、しかも設備費が安価である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の取付け例を示す縦断面図である。

【図２】本発明装置の取付け例を示し、図１のＡ−Ａ矢
視相当横断面図である。

【図３】本発明装置の例を示す詳細断面図である。

【図４】本発明装置の例を示し、図３のＢ−Ｂ矢視相当
断面図である。

【図５】従来装置の取付け例を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１…鉄皮 ２…キャスタブル ３…スタンプ ４…カーボンレンガ ５…冷却装置 ６…外側流路 ７…内側流路 ８…パイプ ９…温度計 １０…ペースト圧入口 １１…ペースト １２…空洞 １３…温度計端子 １４…冷却水入口 １５…冷却水出口 １６…ステーブ １７…冷却パイプ １８…穿孔部 １９…フランジ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 炉内側から順に、カーボンレンガ、キャ
   スタブル、鉄皮で構成された高炉炉底側壁部の耐火物を
   冷却するための装置であって、三重管で形成され、該三
   重管の外側の２層は先端が閉鎖された冷却水流路とさ
   れ、中心部は先端が開放された空洞とされ、前記三重管
   は前記鉄皮およびキャスタブルを貫通し、前記カーボン
   レンガに穿設された穿孔部に先端が埋設されることを特
   徴とする高炉炉底側壁部の耐火物冷却装置。
2. 【請求項２】 前記空洞に、炉底の温度を検出するため
   の温度計が挿入されていることを特徴とする請求項１記
   載の高炉炉底側壁部の耐火物冷却装置。
3. 【請求項３】 前記空洞が、前記カーボンレンガの穿孔
   部と冷却装置とを密着するために圧入されるペーストの
   導入路であることを特徴とする請求項１または２記載の
   高炉炉底側壁部の耐火物冷却装置。