JP2005172341A

JP2005172341A - アーク炉及びアーク炉用水冷パネル

Info

Publication number: JP2005172341A
Application number: JP2003412180A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Fukumura; 浩昭福村
Original assignee: Nippon Steel and Sumikin Stainless Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Stainless Steel Corp
Priority date: 2003-12-10
Filing date: 2003-12-10
Publication date: 2005-06-30

Abstract

【課題】鉄鋼あるいは合金鉄を溶解・精錬するアーク炉に関し、詳しくは水冷パネルを取り付けたアーク炉及びアーク炉用水冷パネルの構造に関するものであり、アーク炉の水冷パネルに付着したスラグの剥離・落下を防止するとともに、付着するスラグを厚肉化する。
【解決手段】水冷パネル１のフイン３の上面は上向き傾斜面３ａとなっており、下面は下向き傾斜面３ｂとなっている。溶解精錬中で飛散してフイン３の上面に飛散堆積したスラグは、上向き傾斜面３ａに係止される。そのため、フイン３に付着したスラグＳに膨張・収縮あるいは振動が加わっても、スラグＳは上向き傾斜面３ａに係止されているので、傾斜面３ａを滑り落ちて剥離・脱落することはない。
【選択図】図３

Description

本発明は、鉄鋼あるいは合金鉄を溶解・精錬するアーク炉に関し、詳しくは水冷パネルを取り付けたアーク炉及びアーク炉用水冷パネルの構造に関する。

アーク炉の炉殻内面には、炉殻鉄皮を保護する目的から、通常は、例えば特許文献１に記載のように、水冷パネルが取付けられている。この水冷パネルの内面には、多数のフインが形成されており、溶解・精錬中において飛散するスラグがフインに付着することにより、水冷パネルの内面を高温から保護している。

しかしながら、図５に示す従来の水冷パネルＰにあっては、フインＦに付着し厚肉化したスラグＳが膨張・収縮及び振動などにより、剥離・脱落する場合があった。

水冷パネルは、アーク炉の熱効率及び耐久性の問題から、溶鋼近傍には銅製パネルが取付けられ、その他の部位には安価な鋼製パネルが取付けられているが、フインに付着したスラグが剥離・脱落すると、銅製の水冷パネルの場合は、腐食性ガスに対して耐食能が高く、大幅な延命化が図れるが、熱流束が鋼の約３倍と大きいため熱損失が大きく、熱効率低下により溶解時間が延長するという問題が発生する。

一方、鋼製パネルの場合は、近年のハイパワー化に伴う大電力投入や安価原料の使用増し等に伴う腐食性ガスにより損傷し易くなり、損傷すると水漏れトラブルによる生産休止に至るという問題が発生する。

特開平１１−３５１７５８号公報

本発明は、水冷パネルのフインに付着するスラグの剥離・脱落を防止することにより、スラグの剥離・脱落による銅製パネルがもつ問題である、熱損失が大きく熱効率の低下により溶解時間が延長するといった問題や、鋼製パネルがもつ問題である、腐食性ガスによる損傷により水漏れトラブルが発生するといった問題を解決することを課題とする。

本発明は、水冷パネルのフインに付着するスラグの剥離・脱落を防止するとともに、厚肉化を達成するように構成したものであり、その要旨は、
（１）炉殻に水冷パネルが取付けられたアーク炉であって、該水冷パネルの内面には横長のフインが多数形成されており、該フインの上面は先端部に向かう方向で上向きに傾斜していることを特徴とするアーク炉。
（２）前記フインは下面が先端部に向かう方向で下向きに傾斜していることを特徴とする前記（１）に記載のアーク炉。
（３）前記フインは水冷パネルの左右両端まで水平方向に延びていることを特徴とする前記（１）又は（２）に記載のアーク炉。
（４）アーク炉の炉殻に取付けられる水冷パネルであって、該水冷パネルは内面に横長のフインが多数形成されており、該フインの上面は先端部に向かう方向で上向きに傾斜していることを特徴とするアーク炉用水冷パネル。
（５）前記フインは下面が先端部に向かう方向で下向きに傾斜していることを特徴とする前記（４）に記載のアーク炉用水冷パネル。
（６）前記フインは水冷パネルの左右両端まで水平方向に延びていることを特徴とする前記（４）又は前記（５）に記載のアーク炉用水冷パネル。

本発明によるアーク炉及びアーク炉用水冷パネルは、フインに付着堆積したスラグの剥離・脱落を防止するとともに、付着堆積するスラグを厚肉化することができる。その結果、付着スラグの剥離・脱落や薄肉化によって問題となる、銅製パネルにおける熱効率低下による溶解時間延長の問題や、鋼製パネルにおける腐食性ガスによるパネル損傷の問題を解決することができる。

図１はアーク炉の断面図を示し、水冷パネル１は銅製又は鋼製であり、上下３段の分割構造で、ボルト（図示しない）により炉殻鉄皮２の全周に取付けられている。

図２は水冷パネル１の正面図、図３はフイン３の一部縦断面図、図４はフイン３の斜視図である。図２のようにフイン３は横長であって水冷パネル１の左右両端まで水平方向に延びた形状であり、図３及び図４のようにフイン３の上面は先端部に向かう方向で上向きに傾斜した上向き傾斜面３ａとなっており、下面は先端部に向かう方向で下向きに傾斜した下向き傾斜面３ｂとなっている。

フイン３に付着するスラグＳの剥離・脱落を防止するためには、フイン３の内面１ａと上向き傾斜面３ａとでなす角度α、及びフイン３の内面１ａと下向き傾斜面３ｂとでなす角度βは、３０°〜８０°が好ましい。また、フイン３の溝幅ｗ、及び厚みｔは、１０〜５０ｍｍが好ましい。また、フイン３の突出長さＬは、１０〜２０ｍｍが好ましい。

図１に示すアーク炉おいて、溶解・精錬中で飛散するスラグは水冷パネル１に付着して徐々に堆積し、その厚みを増してゆく。図３及び図４のようにフイン３の上面は上向き傾斜面３ａとなっているので、上向き傾斜面３ａに飛散堆積したスラグＳは、該上向き傾斜面３ａに係止される。そのため、上向き傾斜面３ａに付着し厚肉化したスラグＳに膨張・収縮あるいは振動が加わっても、スラグＳは上向き傾斜面３ａに係止された状態を維持するので、上向き傾斜面３ａを滑り落ちて剥離・脱落することはない。

また、図３のように、上向き傾斜面３ａと下向き傾斜面３ｂとで、上下フインの間にアリ溝４が形成されているので、このアリ溝４に付着堆積したスラグＳはアリ溝４に嵌まり込んだ状態となる。そのため、付着スラグＳは厚肉化してもフイン３から剥離・脱落し難い状態となる。また、図２のように、フイン３は水冷パネルの左右両端まで水平方向に延びているので、スラグＳを係止するフイン３の長さが長くなり、スラグＳをより確実に係止できる。

従来、銅製の水冷パネルは熱流束が大きいため、スラグが剥離・脱落すると熱損失が大きいという問題があり、一方、鋼製パネルは腐食性ガスに対する耐食能が低いため、スラグが剥離・脱落すると水冷パネルが損傷するという問題があったが、本発明はスラグの剥離・脱落を防止することができるので、銅製の水冷パネルに適用した場合は、熱損失を小さくすることができ、鋼製パネルに適用した場合は、水冷パネルの損傷を防止することができる。

本発明を適用するアーク炉の縦断面図。本発明による水冷パネルの正面図。本発明による水冷パネルの一部を拡大して示す断面図。本発明によるフインの一部を拡大して示す斜視図。従来の水冷パネルの側面図。

符号の説明

１水冷パネル
１ａ水冷パネルの内面
２炉殼鉄皮
３フイン
３ａフインの上面（上向き傾斜面）
３ｂフインの下面（下向き傾斜面）
４アリ溝
Ｓスラグ
Ｙ溶鋼

Claims

炉殻に水冷パネルが取付けられたアーク炉であって、該水冷パネルの内面には横長のフインが多数形成されており、該フインの上面は先端部に向かう方向で上向きに傾斜していることを特徴とするアーク炉。
前記フインの下面は先端部に向かう方向で下向きに傾斜していることを特徴とする請求項１に記載のアーク炉。
前記フインは水冷パネルの左右両端まで水平方向に延びていることを特徴とする請求項１又は２に記載のアーク炉。
アーク炉の炉殻に取付けられる水冷パネルであって、該水冷パネルは内面に横長のフインが多数形成されており、該フインの上面は先端部に向かう方向で上向きに傾斜していることを特徴とするアーク炉用水冷パネル。
前記フインの下面は先端部に向かう方向で下向きに傾斜していることを特徴とする請求項４に記載のアーク炉用水冷パネル。
前記フインは水冷パネルの左右両端まで水平方向に延びていることを特徴とする請求項４又は５に記載のアーク炉用水冷パネル。