JP2001304761A - 冷却プレート - Google Patents

冷却プレート

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JP2001304761A
JP2001304761A JP2001084757A JP2001084757A JP2001304761A JP 2001304761 A JP2001304761 A JP 2001304761A JP 2001084757 A JP2001084757 A JP 2001084757A JP 2001084757 A JP2001084757 A JP 2001084757A JP 2001304761 A JP2001304761 A JP 2001304761A
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cooling plate
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furnace
copper
cooling
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JP2001084757A
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English (en)
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Christof Dratner
クリストフ・ドラートナー
Hans-Juergen Hemschemeier
ユルゲン・ヘムシエマイヤー ハンス−
Dietmar Kolbeck
デイートマール・コルベック
Matthias Konczalla
マチアス・コンツアラ
Andreas Krause
アンドレアス・クラウゼ
Dirk Dr Rode
デイルク・ローデ
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KM Europa Metal AG
Original Assignee
KM Europa Metal AG
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    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B7/00—Blast furnaces
    • C21B7/10—Cooling; Devices therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B1/00—Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces
    • F27B1/10—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
    • F27B1/24—Cooling arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
    • F27B3/10—Details, accessories, or equipment peculiar to hearth-type furnaces
    • F27B3/24—Cooling arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
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    • F27D2009/0045—Cooling of furnaces the cooling medium passing a block, e.g. metallic
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
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    • F27D2009/0002—Cooling of furnaces
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    • F27D2009/0062—Use of high thermoconductive elements made from copper or copper alloy

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 技術水準から出発して、本発明の課題は全て
の運転状態に亘って明らかに改良された形態安定性を有
し、その結果長寿命が可能にされる冷却プレートを提供
することである。 【解決手段】 冶金炉、特に溶融炉又はシャフト炉の
炉壁の構成部分としての冷却プレートであって、冷却プ
レートは、銅又は銅合金から成り、かつ冷却媒体ダクト
によって貫通されており、その際冷却プレートの炉内方
に面した側は、銅ベース材料よりも小さい熱伝導度を有
する少なくとも１つの層を備えていることを特徴とする
前記冷却プレート。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、冶金炉、特に溶融炉又
はシャフト炉の炉壁の構成部分としての冷却プレートで
あり、銅又は銅合金から成りかつ冷却媒体ダクトによっ
て、貫通されているものに関する。
【０００２】
【従来の技術】冶金炉中では、炉壁が２〜３年前までは
ねずみ鋳銑又は鋼から成るものであった水冷される冷却
プレートから成る２〜３の炉領域における炉壁から構成
される。これらの材料は、比較的小さい熱伝導率を有す
る。銅又は銅合金は、ねずみ鋳銑又は鋼よりも本質的に
改善された熱伝導率を有する。銅からつくられた冷却プ
レートは、内方で例えば機械加工による深い鑽孔によっ
て形成され、実質的に炉壁に対して平行に延びる冷却媒
体ダクトを有する。
【０００３】炉内空間に面した冷却プレートの高い熱歪
みは、冷却プレートがその機械的特性を変えることにつ
ながる。
【０００４】次の特性変化が生じる： ・局部的な硬度減少、 ・粒子の大きさ又は組織構造の局部的な変更、 ・非対称熱膨張に起因する材料中のクリープ工程による
マクロ的に目視可能な形状変更である。
【０００５】炉運転法に基づいて、冷却プレートの熱歪
みは一般的に時間的に一定ではない。この本質的な熱歪
みは、冷却プレート壁の内方の時間的に変動する温度分
布及び相応して冷却プレートの材料中の内部応力の変動
につながる。
【０００６】かかる変動する歪みは、材料疲労 (例えば
傷の形成による材料故障）の危険に結びつき、このこと
は炉運転を危険にする。危険は、変動する熱歪みの他に
材料特性の上記の変化も生じることによってなお更先鋭
化する。
【０００７】従来技術によれば、これらの欠点は、例え
ば冷却ダクトにおける構造変更により炉壁の冷却が改善
されることによって除去される。こうして、炉の内方
は、壁領域で著しく冷却されかつその際熱負荷は減少す
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】技術水準から出発し
て、本発明の課題は全ての運転状態に亘って明らかに改
良された形態安定性を有し、その結果長寿命が可能にな
る冷却プレートを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】課題の解決のために、本
発明は、冷却プレートの炉の内方に面した側に銅ベース
材料よりも小さい熱伝導率を有する少なくとも１つの層
を備えることを提案する。
【００１０】この方法で、炉内方への冷却プレートの冷
却作用は減少され、かつ炉運転全般を考慮した驚くべき
利点が得られる。
【００１１】本発明の核心は、冷却プレートの熱的負荷
を減少させることによって、冷却プレートの望ましくな
い変形を防止することである。
【００１２】この成層は、１つ又は複数の層から構成さ
れ、その際個々の層は、相異なる組成を有することがで
きる。
【００１３】層若しくは積層は、好ましくは、例えばプ
ラズマス溶射又は火炎溶射のような好ましくは、熱溶射
によって形成される。
【００１４】その際これらの層の少なくとも１つが銅ベ
ース金属よりも小さい熱伝導率を有する絶縁層又は熱遮
断層の機能を有する場合に有利である。
【００１５】本発明によれば、層の熱伝導率は、３２０
Ｗ／（ｍ・Ｋ）よりも小さくされるべきである。特に強
力な断熱作用が望まれる場合、熱伝導率は、１０Ｗ／
（ｍ・Ｋ）よりも小さくされ得る。
【００１６】断熱層は、好ましくは、金属であり又は金
属ニッケル金属化合物から成る。他方では、断熱層は、
金属及び金属非鉄−化合物の混合物又はコンビネーショ
ンからも成ることができる。
【００１７】例えば断熱層は、酸化ジルコニウムベース
の材料から構成されることができ、その際この材料は、
イットリウム酸化物の合理的な添加物を有する。
【００１８】基礎層として、基体上の固有の遮断層又は
遮断層系の接着を改善する他の組成の層、例えば（M ）
Cr Al Y 層が使用され得、その際「M]は、例えばFe,Ni,
又はCo又はこれらの要素のコンビネーションを意味す
る。
【００１９】基礎金属上に層を良好に接着するために、
層形成の前に基礎金属を粗面にすることが、有利であ
る。
【００２０】層全体の厚さは、有利な方法で０．１〜
１．５ｍｍの範囲にある。
【００２１】特別な利点は、用途によって、炉側の冷却
プレート表面の相異なる部分（割合）が層で被覆され、
又は相異なるプレート領域に相異なる層厚さが形成され
ることによって得られる。
【００２２】相異なる炉の炉空間内で冷却プレート表面
に溶射される相異なる炉スラグによる層材料の多様な交
換作用（接着、炉スラグの溶融状態、炉スラグ又は層の
破損現象）のために、凹凸をつけられた冷却プレート表
面では、特に炉空間に更に突出するプレート領域が、溝
の更に僅かに突出するフランクよりも厚い層を有するこ
とが、有利であり得る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デイートマール・コルベック ドイツ連邦共和国、49439シユタインフエ ルト、カターリネン・ストラーセ、12 (72)発明者 マチアス・コンツアラ ドイツ連邦共和国、49090オスナブリュッ ク、ウイルヘルム− ケルヒ− ストラー セ、83 (72)発明者 アンドレアス・クラウゼ ドイツ連邦共和国、49078オスナブリュッ ク、フエルトブレーデ、23 (72)発明者 デイルク・ローデ ドイツ連邦共和国、49088オスナブリュッ ク、リオン− フオイヒトヴアンガー− ストラーセ、５

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 冶金炉、特に溶融炉又はシャフト炉の炉
    壁の構成部分としての冷却プレートであって、冷却プレ
    ートは、銅又は銅合金から成り、かつ冷却媒体ダクトに
    よって貫通されており、その際冷却プレートの炉内方に
    面した側は、銅ベース材料よりも小さい熱伝導率を有す
    る少なくとも１つの層を備えていることを特徴とする前
    記冷却プレート。
  2. 【請求項２】 層が、３２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）よりも小さ
    い、好ましくは特に成型部材若しくは固定部材（６）
    が、好ましくは１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）よりも小さい熱伝導
    率を有することを特徴とする請求項１に記載の冷却プレ
    ート。
  3. 【請求項３】 層の厚さが、０．１〜１．５ｍｍの範囲
    にあることを特徴とする請求項１又は２に記載の冷却プ
    レート。
  4. 【請求項４】 各層が、熱溶射法によって形成されるこ
    とを特徴とする請求項１から３までのうちのいずれか１
    つに記載の冷却プレート。
  5. 【請求項５】 層が、添加物として好ましくは酸化ジル
    コニウムをベースとした酸化イットリウムを含む材料か
    ら成ることを特徴とする請求項１から４までのうちのい
    ずれか１つに記載の冷却プレート。
  6. 【請求項６】 銅ベース材料と層との間に実質的に
    （Ｍ）ＣｒＡｌＹから成る接着改善のための少なくとも
    １つの中間層が配設されており、その際（Ｍ）は、Ｆ
    ｅ、Ｎｉ又はＣｏ群の好ましくは少なくとも１つの要素
    から選択された金属を意味することを特徴とする請求項
    １から５までのうちのいずれか１つに記載の冷却プレー
    ト。
JP2001084757A 2000-03-24 2001-03-23 冷却プレート Withdrawn JP2001304761A (ja)

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