JP2014173164A - Stave cooler and blast furnace including the same - Google Patents

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Sei Sasaki
聖 佐々木
Yoshihisa Nakamura
義久 中村
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IHI Corp
Paul Wurth IHI Co Ltd
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IHI Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a stave cooler and a blast furnace that are capable of elongating product life.SOLUTION: A stave cooler 100 includes a body 102. A cooling passage 108 that permits communication of a cooling medium is formed inside the body 102. In an installation state in which the stave cooler 100 is installed on a furnace wall of a blast furnace, a front surface 102a of the body 102 faces toward the center of a space surrounded by the furnace wall, and a back surface 102b of the body 102 faces an inner peripheral surface of the furnace wall. The body 102 comprises: an opening 120a that communicates with a surface thereof; a bottom 120b located closer to the back surface than the opening; a first groove 120 having a depth in a thickness direction of the body 102 connecting the front surface 102a and the back surface 102b; and a second groove 122 that is located closer to the back surface 102b than the first groove 120 and communicates with the bottom of the first groove 120. A front surface refractory 128 and a rear surface refractory 130 are respectively engaged with the first groove 120 and the second groove 122. The body 102 is made of a rolled sheet of copper or copper alloy.

Description

本発明は、炉壁を冷却するステーブクーラーおよびこのステーブクーラーを備えた高炉に関する。   The present invention relates to a stave cooler for cooling a furnace wall and a blast furnace equipped with the stave cooler.

高炉の炉体内部は極めて高温となるため、炉体内部には、炉体の壁面すなわち炉壁を冷却して保護するステーブクーラーが、炉体の内周面に沿って多数設置される。こうしたステーブクーラーは、冷却媒体が流通する冷却流路が本体に形成されており、冷却流路に冷却媒体を流通させることで炉壁を冷却する。   Since the inside of the furnace body of the blast furnace becomes extremely hot, a large number of stave coolers for cooling and protecting the wall surface of the furnace body, that is, the furnace wall, are installed along the inner peripheral surface of the furnace body. In such a stave cooler, a cooling channel through which a cooling medium flows is formed in the main body, and the furnace wall is cooled by circulating the cooling medium through the cooling channel.

高炉においては、炉体の上部から鉄鉱石やコークス等の炉内充填物が投入、降下されるが、例えば炉腹部等、ステーブクーラーの設置位置によっては、炉内充填物としてまだ固体状態の硬い焼結鉱粒が、炉体の中心に臨むステーブクーラーの本体表面に接触する。このように、炉内充填物の接触摩耗により、ステーブクーラーの本体表面が損耗すると、ステーブクーラーの本体が表面側から徐々に削られていき、最終的には本体内部に形成された冷却流路が破壊される。   In a blast furnace, fillings in the furnace, such as iron ore and coke, are introduced and lowered from the top of the furnace body, but depending on the installation location of the stave cooler, such as the furnace belly, it is still hard as a filling in the furnace. Sintered ore comes into contact with the surface of the main body of the stave cooler facing the center of the furnace body. In this way, when the surface of the main body of the stave cooler is worn out due to contact wear of the furnace filling, the main body of the stave cooler is gradually scraped from the surface side, and finally the cooling flow path formed inside the main body Is destroyed.

そこで、特許文献1に示されるステーブクーラーにおいては、本体の表面側に第1の溝と、この第1の溝よりも背面側に位置する第2の溝とを形成し、これら第1の溝および第2の溝に煉瓦等の耐火物を嵌合することで、炉内充填物から本体を保護するようにしている。このステーブクーラーによれば、炉内充填物との接触摩耗で、表面側に位置する第1の溝に嵌合された耐火物が削られても、本体の背面側に位置する第2の溝に嵌合された耐火物が残存することから、ステーブクーラーの長寿命化を図ることができる。   Therefore, in the stave cooler shown in Patent Document 1, a first groove and a second groove located on the back side of the first groove are formed on the front surface side of the main body, and these first grooves are formed. And by fitting a refractory such as brick into the second groove, the main body is protected from the furnace filling. According to this stave cooler, even if the refractory fitted in the first groove located on the surface side is scraped by contact wear with the furnace filling, the second groove located on the back side of the main body. Since the refractory fitted to the left remains, the life of the stave cooler can be extended.

特開2000−87123号公報JP 2000-87123 A

上記のステーブクーラーにおいては、本体の高さ方向に隣り合う第1の溝の間に位置するリブによって、当該第1の溝内に耐火物が強固に挟持されている。しかしながら、上記特許文献1に示されるステーブクーラーは、鋳鉄、鋳鋼、鋼板等の鉄系の材質で本体が構成されている。こうした鋳鉄製の本体は、その温度が400℃を超えると熱間強度が急激に低下し、熱応力による変形が起こりやすくなるといった課題がある。   In the above-mentioned stave cooler, the refractory is firmly held in the first groove by the ribs located between the first grooves adjacent to each other in the height direction of the main body. However, the stave cooler shown in Patent Document 1 has a main body made of an iron-based material such as cast iron, cast steel, or steel plate. Such a cast iron main body has a problem that when the temperature exceeds 400 ° C., the hot strength rapidly decreases and deformation due to thermal stress is likely to occur.

そのため、もっとも高温に曝されるリブにクラックが発生しやすく、リブの損傷によって耐火物が脱落してしまい、結果的にステーブクーラーひいては高炉が短命となってしまう。   Therefore, cracks are likely to occur in the rib exposed to the highest temperature, and the refractory falls off due to damage to the rib, resulting in a short life of the stave cooler and hence the blast furnace.

本発明の目的は、製品寿命を長くすることができるステーブクーラーおよび高炉を提供することである。   The objective of this invention is providing the stave cooler and blast furnace which can lengthen a product life.

上記課題を解決するために、本発明のステーブクーラーは、本体内部に冷却媒体が流通する冷却流路が形成され、高炉の炉壁に設置された設置状態において、該本体の表面が、該炉壁によって囲繞された空間の中心側に臨み、該本体の背面が、該炉壁の内周面に臨むステーブクーラーであって、本体は、表面に開口する開口部、および、該開口部よりも背面側に位置する底部を有し、該表面と背面とを結ぶ該本体の厚さ方向に深さを有する第1の溝と、第1の溝よりも背面側に位置し、該第1の溝の底部に開口する第2の溝と、を備え、第1の溝および第2の溝には耐火物が嵌合され、本体は、銅または銅合金の圧延板材で構成されていることを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problems, the stave cooler of the present invention has a cooling channel through which a cooling medium flows inside the main body, and in the installed state installed on the furnace wall of the blast furnace, the surface of the main body has the furnace A stave cooler facing the center side of the space surrounded by the wall and having the back surface of the main body facing the inner peripheral surface of the furnace wall, the main body having an opening that opens to the surface, and the opening A first groove having a bottom portion located on the back surface side and having a depth in the thickness direction of the main body connecting the surface and the back surface; and located on the back surface side of the first groove, the first groove A second groove that opens to the bottom of the groove, a refractory is fitted into the first groove and the second groove, and the main body is made of a rolled plate material of copper or copper alloy. Features.

また、第1の溝および第2の溝は、本体の設置状態において炉壁の周方向に位置する該本体の両側端部を結ぶ本体幅方向に延在し、かつ、該炉壁の高さ方向の上端および下端を結ぶ本体高さ方向に、間隔を維持して複数形成されているとよい。   The first groove and the second groove extend in the body width direction connecting both side ends of the main body located in the circumferential direction of the furnace wall in the installed state of the main body, and the height of the furnace wall It is preferable that a plurality are formed in the main body height direction connecting the upper end and the lower end of the direction while maintaining the interval.

また、第2の溝は、第1の溝よりも、本体高さ方向の溝幅が小さいとよい。   The second groove preferably has a smaller groove width in the main body height direction than the first groove.

また、第1の溝および第2の溝は、本体高さ方向における断面積が、該本体の背面側から表面側に向かうにしたがって漸減する、所謂あり溝形状であるとよい。   The first groove and the second groove may have a so-called dovetail shape in which the cross-sectional area in the main body height direction gradually decreases from the back side to the front side of the main body.

また、第1の溝には前面耐火物が嵌合され、第2の溝には、前面耐火物とは別体で構成された後面耐火物が嵌合されるとよい。   Further, it is preferable that a front refractory is fitted in the first groove, and a rear refractory configured separately from the front refractory is fitted in the second groove.

また、前面耐火物は、本体高さ方向に複数に分割されているとよい。   Moreover, the front refractory is good to be divided | segmented into plurality in the main body height direction.

また、後面耐火物は、前面耐火物よりも伝熱性が高いとよい。   Also, the rear refractory preferably has higher heat transfer than the front refractory.

また、上記課題を解決するために、本発明の高炉は、本体内部に冷却媒体が流通する冷却流路が形成され、炉壁に設置された設置状態において、該本体の表面が、該炉壁によって囲繞された空間の中心側に臨み、該本体の背面が、該炉壁の内周面に臨むステーブクーラーを備えた高炉であって、ステーブクーラーは、表面に開口する開口部、および、該開口部よりも背面側に位置する底部を有し、該表面と背面とを結ぶ該本体の厚さ方向に深さを有する第1の溝と、該第1の溝よりも該背面側に位置し、該第1の溝の底部に開口する第2の溝とが本体に形成され、第1の溝および第2の溝には耐火物が嵌合され、本体は、銅または銅合金の圧延板材で構成されていることを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problem, the blast furnace of the present invention has a cooling channel through which a cooling medium flows inside the main body, and in the installed state installed on the furnace wall, the surface of the main body is A blast furnace having a stave cooler facing the center side of the space surrounded by the main body and facing the inner peripheral surface of the furnace wall on the back surface of the main body, the stave cooler comprising: an opening opening on the surface; and A first groove having a bottom located on the back side of the opening and having a depth in the thickness direction of the main body connecting the surface and the back side, and located on the back side of the first groove; And a second groove opening at the bottom of the first groove is formed in the main body, a refractory is fitted into the first groove and the second groove, and the main body is made of copper or copper alloy. It is characterized by comprising a plate material.

本発明によれば、ステーブクーラーの長寿命化を図ることで高炉の寿命を長くすることができる。   According to the present invention, the life of the blast furnace can be extended by extending the life of the stave cooler.

高炉を説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating a blast furnace. ステーブクーラーの設置状態を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the installation state of a stave cooler. 図2のIII−III線断面図である。It is the III-III sectional view taken on the line of FIG. (a)は、ステーブクーラーの正面図であり、(b)は、(a)のIV(b)−IV(b)線断面図である。(A) is a front view of a stave cooler, (b) is IV (b) -IV (b) sectional view taken on the line of (a). 図4(b)の部分拡大図である。It is the elements on larger scale of FIG.4 (b).

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in the embodiments are merely examples for facilitating the understanding of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified. In the present specification and drawings, elements having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted, and elements not directly related to the present invention are not illustrated. To do.

図1は、高炉1を説明するための概念図である。図1に示す高炉1は、金属原料である鉄鉱石を溶融して銑鉄を生成するものであり、鉄鉱石、コークス等の燃料となる還元剤、不純物を除去する石灰石等(以下、鉄鉱石、還元剤、石灰石等の混合物を単に「炉内充填物」と称する)を貯留する原料槽2を備えている。原料槽2に貯留された炉内充填物は、装入コンベア4によって炉体6の炉頂部に搬送され、炉頂部から炉体6上部に設けられたホッパー8に装入される。   FIG. 1 is a conceptual diagram for explaining a blast furnace 1. A blast furnace 1 shown in FIG. 1 melts iron ore, which is a metal raw material, to produce pig iron. Iron ore, a reducing agent serving as a fuel such as coke, limestone that removes impurities (hereinafter referred to as iron ore, A raw material tank 2 for storing a mixture of a reducing agent, limestone and the like is simply referred to as “fill in the furnace”). The filling in the furnace stored in the raw material tank 2 is conveyed to the furnace top of the furnace body 6 by the charging conveyor 4 and charged from the top of the furnace into a hopper 8 provided on the top of the furnace body 6.

ホッパー8の下方には、当該ホッパー8から落下する炉内充填物を傾斜面上で滑らせながら下方に落下させる分配シュート10が設けられている。この分配シュート10は、一端がホッパー8の中心部の真下に位置するように配置されており、一端側を中心軸として図中破線で示す矢印方向に回転する。これにより、ホッパー8から落下した炉内充填物は、分配シュート10の傾斜面上を滑りながら落下するとともに、炉体6の全周囲に分散して装入されることとなる。   Below the hopper 8, there is provided a distribution chute 10 that allows the furnace charge falling from the hopper 8 to drop downward while sliding on the inclined surface. The distribution chute 10 is arranged so that one end is located directly below the central portion of the hopper 8, and rotates in the direction of the arrow indicated by the broken line in the drawing with the one end side as the central axis. As a result, the in-furnace filling dropped from the hopper 8 falls while sliding on the inclined surface of the distribution chute 10 and is distributed and charged throughout the entire periphery of the furnace body 6.

炉体6の下部には羽口12が設けられており、この羽口12から炉体6の内部に熱風が導入される。炉体6に導入された熱風は、炉体6を上昇するが、分配シュート10から落下する炉内充填物中のコークスが熱風によって燃焼すると、一酸化炭素(還元剤)が生じ、コークスの炭素成分が鉄から酸素を奪うとともに、二酸化炭素および熱を生じて、この反応が熱源となって鉄鉱石を溶融する。炉内充填物の落下過程では、こうした反応が連続的に行われ、炉体6の下部に到達するころに燃焼温度が最高となり、炉体6の底部で高温液体状の銑鉄が得られる。なお、炉体6の炉頂部にはガス導管14が接続されており、高温の高炉ガスが炉体6からガス導管14に排出される。   A tuyere 12 is provided below the furnace body 6, and hot air is introduced into the furnace body 6 from the tuyere 12. The hot air introduced into the furnace body 6 ascends the furnace body 6, but when coke in the in-furnace filling falling from the distribution chute 10 is burned by the hot air, carbon monoxide (reducing agent) is generated, and carbon of the coke is produced. The components deprive the iron of oxygen and produce carbon dioxide and heat, and this reaction serves as a heat source to melt the iron ore. In the process of dropping the filling in the furnace, such a reaction is continuously performed, and the combustion temperature becomes the highest when reaching the lower part of the furnace body 6, and high-temperature liquid pig iron is obtained at the bottom of the furnace body 6. A gas conduit 14 is connected to the furnace top of the furnace body 6, and high-temperature blast furnace gas is discharged from the furnace body 6 to the gas conduit 14.

また、炉体6の内部は極めて高温となることから、炉体6の内部には、所謂「鉄皮」と呼ばれる炉壁6aを冷却して保護するステーブクーラー100が設置される。このステーブクーラー100は、炉壁6aの内周面に沿って多数設置される。以下に、ステーブクーラー100の構成について図2〜図5を用いて詳述する。   Further, since the inside of the furnace body 6 becomes extremely hot, a stave cooler 100 that cools and protects the furnace wall 6 a called a “iron skin” is installed inside the furnace body 6. Many stave coolers 100 are installed along the inner peripheral surface of the furnace wall 6a. Below, the structure of the stave cooler 100 is explained in full detail using FIGS.

図2は、ステーブクーラー100の設置状態を示す概略断面図であり、図3は、図2のIII−III線断面図である。図2および図3に示すように、本実施形態のステーブクーラー100は、高炉1の炉壁6aの内周面に間隙を維持して配置される銅または銅合金の圧延板製の本体102を備えている。   FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the installation state of the stave cooler 100, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG. As shown in FIGS. 2 and 3, the stave cooler 100 of the present embodiment includes a main body 102 made of a rolled sheet of copper or copper alloy that is disposed with a gap maintained on the inner peripheral surface of the furnace wall 6 a of the blast furnace 1. I have.

以下では、炉壁6aの内周面に本体102が配置された設置状態において、炉壁6aによって囲繞された空間の中心側に臨む面を表面102aとし、炉壁6aに間隙を維持して対面する面、換言すれば、炉壁6aに臨む面を背面102bとする。また、図3に示すように、ステーブクーラー100の設置状態において、炉壁6aの周方向に位置する本体102の両側端部を側面102cとする。そして、両側面102cを結ぶ方向を本体102の幅方向(図中x方向)とし、ステーブクーラー100の設置状態において、炉体6の炉頂部側に位置する上面と、炉体6の下部側に位置する下面とを結ぶ方向を本体102の高さ方向(図中y方向)とし、表面102aと背面102bとを結ぶ方向を本体102の厚さ方向(図中z方向)として説明する。   Hereinafter, in the installed state in which the main body 102 is disposed on the inner peripheral surface of the furnace wall 6a, the surface facing the center side of the space surrounded by the furnace wall 6a is referred to as the surface 102a, and the gap is maintained in the furnace wall 6a. In other words, the surface facing the furnace wall 6a is the back surface 102b. Moreover, as shown in FIG. 3, in the installation state of the stave cooler 100, both side ends of the main body 102 located in the circumferential direction of the furnace wall 6a are side surfaces 102c. The direction connecting both side surfaces 102c is the width direction of the main body 102 (x direction in the figure), and in the installed state of the stave cooler 100, the upper surface located on the furnace top side of the furnace body 6 and the lower side of the furnace body 6 The direction connecting the lower surface is defined as the height direction (y direction in the drawing) of the main body 102, and the direction connecting the front surface 102a and the back surface 102b is described as the thickness direction (z direction in the drawing) of the main body 102.

図2に示すように、本体102の背面102bには、ボルト部スペーサー104を介してボルト106が固定されており、このボルト106によってステーブクーラー100が炉壁6a内に設置される。   As shown in FIG. 2, a bolt 106 is fixed to the back surface 102b of the main body 102 via a bolt spacer 104, and the stave cooler 100 is installed in the furnace wall 6a by the bolt 106.

また、図2および図3からも明らかなように、本体102の内部には、冷却媒体が流通する複数(本実施形態では4つ)の冷却流路108が形成されている。各冷却流路108は、本体102の上面側から下面側へと本体102の高さ方向(y方向)に直線状に延在しており、各冷却流路108は、本体102の幅方向(x方向)に所定の間隔を隔てて平行に配列されている。各冷却流路108の下端側には給水管110が接続され、各冷却流路108の上端側には排水管112が接続されている。このとき、本体102と給水管110および排水管112との接続部位であって、本体102の背面102bと炉壁6aとの間には、配管部スペーサー114が設けられている。また、炉壁6aの炉外側には、本体102の熱変形時に給水管110や排水管112にストレスがかからない様に、ガスシール機能を有するコンペンセーター116が設けられている。   As is clear from FIGS. 2 and 3, a plurality (four in this embodiment) of cooling channels 108 through which the cooling medium flows are formed inside the main body 102. Each cooling flow path 108 extends linearly in the height direction (y direction) of the main body 102 from the upper surface side to the lower surface side of the main body 102, and each cooling flow path 108 extends in the width direction ( (x direction) are arranged in parallel at a predetermined interval. A water supply pipe 110 is connected to the lower end side of each cooling channel 108, and a drain pipe 112 is connected to the upper end side of each cooling channel 108. At this time, a pipe portion spacer 114 is provided between the back surface 102b of the main body 102 and the furnace wall 6a, which is a connection portion between the main body 102, the water supply pipe 110, and the drain pipe 112. A compensator 116 having a gas sealing function is provided outside the furnace wall 6 a so that no stress is applied to the water supply pipe 110 and the drain pipe 112 when the main body 102 is thermally deformed.

上記の構成により、給水管110から冷却流路108に冷却媒体が供給されると、本体102の内部において、炉壁6aの高さ方向(y方向)の下部側から上部側へと冷却媒体が流通し、排水管112から炉体6の外部へと冷却媒体が排出される。これにより、本体102の内部を冷却媒体が流通する過程で、炉体6の炉壁6aが冷却されることとなる。   With the above configuration, when the cooling medium is supplied from the water supply pipe 110 to the cooling flow path 108, the cooling medium flows from the lower side to the upper side in the height direction (y direction) of the furnace wall 6 a inside the main body 102. The cooling medium is discharged from the drain pipe 112 to the outside of the furnace body 6. Thereby, the furnace wall 6a of the furnace body 6 is cooled in the process in which the cooling medium circulates inside the main body 102.

また、本体102の表面102aには、本体102の幅方向(x方向)に延在する第1の溝120および第2の溝122が複数形成されている。これら複数の第1の溝120および第2の溝122は、本体102の高さ方向(y方向)に所定の間隔を維持して平行に整列するように形成されている。本実施形態においては、本体102のうち、高さ方向(y方向)に隣り合う第1の溝120の間に位置する部位、換言すれば、本体102のうち、第1の溝120を形成する部位を第1リブ124とする。また、本体102のうち、高さ方向(y方向)に隣り合う第2の溝122の間に位置する部位、換言すれば、本体102のうち、第2の溝122を形成する部位を第2リブ126とする。   A plurality of first grooves 120 and second grooves 122 extending in the width direction (x direction) of the main body 102 are formed on the surface 102 a of the main body 102. The plurality of first grooves 120 and second grooves 122 are formed so as to be aligned in parallel while maintaining a predetermined interval in the height direction (y direction) of the main body 102. In the present embodiment, a portion of the main body 102 located between the first grooves 120 adjacent in the height direction (y direction), in other words, the first groove 120 of the main body 102 is formed. The part is referred to as a first rib 124. Further, a portion of the main body 102 that is located between the second grooves 122 adjacent in the height direction (y direction), in other words, a portion of the main body 102 that forms the second groove 122 is the second. The rib 126 is used.

そして、第1の溝120には前面耐火物128が嵌合され、第2の溝122には、前面耐火物128と別体からなる後面耐火物130が嵌合されている。これら前面耐火物128および後面耐火物130は、本体102の幅方向(x方向)に延在する例えば煉瓦等で構成されており、炉体6の内部の熱からステーブクーラー100を保護する役割を担っている。   A front refractory 128 is fitted in the first groove 120, and a rear refractory 130, which is a separate body from the front refractory 128, is fitted in the second groove 122. The front refractory 128 and the rear refractory 130 are made of, for example, bricks extending in the width direction (x direction) of the main body 102, and serve to protect the stave cooler 100 from the heat inside the furnace body 6. I'm in charge.

図4(a)は、ステーブクーラー100の正面図であり、図4(b)は、図4(a)のIV(b)−IV(b)線断面図であり、図5は、図4(b)の部分拡大図である。ただし、図5においては、説明の都合上、一部の前面耐火物128および後面耐火物130を省略して示している。図4(b)および図5に示すように、第1の溝120および第2の溝122は、本体102の厚さ方向に深さを有する溝であり、第1の溝120は、表面102aに開口する開口部120a、および、この開口部120aよりも背面102b側に位置する底部120bを有している。また、第2の溝122は、第1の溝120の底部120bに開口する開口部122a、および、この開口部122aよりも背面102b側に位置する底部122bを有している。このことからも明らかなように、第2の溝122は、第1の溝120よりもさらに深い位置において、第1の溝120に対して本体102の厚さ方向に連続している。   4A is a front view of the stave cooler 100, FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line IV (b) -IV (b) of FIG. 4A, and FIG. It is the elements on larger scale of (b). However, in FIG. 5, for convenience of explanation, a part of the front refractory 128 and the rear refractory 130 are omitted. As shown in FIGS. 4B and 5, the first groove 120 and the second groove 122 are grooves having a depth in the thickness direction of the main body 102, and the first groove 120 has a surface 102 a. And an opening 120a that opens to the back surface 102b, and a bottom 120b that is located closer to the back surface 102b than the opening 120a. The second groove 122 has an opening 122a that opens to the bottom 120b of the first groove 120, and a bottom 122b that is located closer to the back surface 102b than the opening 122a. As is clear from this, the second groove 122 is continuous with the first groove 120 in the thickness direction of the main body 102 at a position deeper than the first groove 120.

これら第1の溝120および第2の溝122は、いずれも本体102の高さ方向における断面積が、背面102b側から表面102a側に向かうにしたがって漸減するテーパ状(所謂「あり溝状」)に形成されている。換言すれば、第1リブ124および第2リブ126は、背面102bから表面102aに向かうにしたがって、本体102の高さ方向の幅が漸増するテーパ状に形成されている。   Each of the first groove 120 and the second groove 122 has a tapered shape in which the cross-sectional area in the height direction of the main body 102 gradually decreases from the back surface 102b side to the front surface 102a side (so-called “existing groove shape”). Is formed. In other words, the first rib 124 and the second rib 126 are formed in a tapered shape in which the width in the height direction of the main body 102 gradually increases from the back surface 102b toward the surface 102a.

ここで、図5に示すように、第1の溝120、第2の溝122および第1リブ124の寸法関係について説明すると、第2の溝122の底部122bにおける高さ方向の溝幅W2は、第1の溝120の開口部120aにおける高さ方向の溝幅W1よりも小さい。また、第1リブ124における高さ方向の幅W3は、第1の溝120の開口部120aにおける高さ方向の溝幅W1よりも小さく形成されている。なお、第1の溝120における本体102の厚さ方向の深さL1と、第2の溝122における本体102の厚さ方向の深さL2は大凡等しく形成されている。   Here, as shown in FIG. 5, the dimensional relationship among the first groove 120, the second groove 122, and the first rib 124 will be described. The groove width W <b> 2 in the height direction at the bottom 122 b of the second groove 122 is as follows. The groove width W1 in the height direction at the opening 120a of the first groove 120 is smaller. The width W3 in the height direction of the first rib 124 is formed to be smaller than the groove width W1 in the height direction in the opening 120a of the first groove 120. It should be noted that the depth L1 of the first groove 120 in the thickness direction of the main body 102 and the depth L2 of the second groove 122 in the thickness direction of the main body 102 are approximately equal.

そして、上記したように、第1の溝120には前面耐火物128が嵌合され、第2の溝122には後面耐火物130が嵌合されている。これら前面耐火物128および後面耐火物130は、それぞれ第1の溝120および第2の溝122に対し、本体102の側面102cから幅方向に挿入される。前面耐火物128は、第1の溝120に嵌合された状態において、第1の溝120の内面との間に僅かな間隙が形成される寸法関係を維持しており、後面耐火物130は、第2の溝122に嵌合された状態において、第2の溝122の内面との間に僅かな間隙が形成される寸法関係を維持している。したがって、前面耐火物128および後面耐火物130は、それぞれ第1の溝120および第2の溝122に容易に挿入することが可能となっている。なお、前面耐火物128および後面耐火物130の挿入行程においては、本体102との間のクッション代として、間隙にモルタルを塗布するとよい。   As described above, the front refractory 128 is fitted in the first groove 120, and the rear refractory 130 is fitted in the second groove 122. The front refractory 128 and the rear refractory 130 are inserted in the width direction from the side surface 102c of the main body 102 with respect to the first groove 120 and the second groove 122, respectively. The front refractory 128 maintains a dimensional relationship in which a slight gap is formed between the front refractory 128 and the inner surface of the first groove 120 when the front refractory 130 is fitted in the first groove 120. In the state of being fitted in the second groove 122, a dimensional relationship is maintained in which a slight gap is formed between the inner surface of the second groove 122. Therefore, the front refractory 128 and the rear refractory 130 can be easily inserted into the first groove 120 and the second groove 122, respectively. In the insertion process of the front refractory 128 and the rear refractory 130, mortar may be applied to the gap as a cushion margin with the main body 102.

上記のようにして第1の溝120に挿入、嵌合された前面耐火物128、および、第2の溝122に挿入、嵌合された後面耐火物130は、これら第1の溝120および第2の溝122のテーパ形状により、本体102から脱落することなく、強固に保持されることとなる。   The front refractory 128 inserted and fitted into the first groove 120 as described above, and the rear refractory 130 inserted and fitted into the second groove 122 are connected to the first groove 120 and the first groove 120. Due to the tapered shape of the second groove 122, the groove 122 is firmly held without falling off the main body 102.

また、本実施形態では、前面耐火物128と後面耐火物130とが別体で構成されており、しかも、前面耐火物128は、本体102の高さ方向に複数(本実施形態では、128a、128bの2つ)に分割されている。前面耐火物128および後面耐火物130は一体成形しても構わないが、この場合、炉体6の内面側の高温域における熱的アタックで耐火物にクラックが発生した際に、このクラックが一気に伸展し、早期に耐火物が本体102から脱落するおそれがある。本実施形態のように、前面耐火物128と後面耐火物130とを別体で構成し、しかも、前面耐火物128を複数に分割すれば、クラックの伸展が抑制され、前面耐火物128および後面耐火物130の脱落を長期に亘って抑制することができる。   Further, in the present embodiment, the front refractory 128 and the rear refractory 130 are configured separately, and more than one front refractory 128 is provided in the height direction of the main body 102 (128a, 128b). The front refractory 128 and the rear refractory 130 may be integrally formed. However, in this case, when a crack occurs in the refractory due to a thermal attack in the high temperature region on the inner surface side of the furnace body 6, the crack is generated all at once. There is a risk that the refractory will drop from the main body 102 at an early stage. If the front refractory 128 and the rear refractory 130 are configured separately as in the present embodiment, and the front refractory 128 is divided into a plurality of pieces, crack extension is suppressed, and the front refractory 128 and the rear refractory 128 are separated. The refractory 130 can be prevented from falling off over a long period of time.

また、本実施形態では、炉体6の内側に位置し、高温域かつ炉内充填物として硬い焼結鉱粒が接触する前面耐火物128を、例えば、超高耐熱性であり、耐摩耗性、耐食性、熱間特性にも優れているハイアルミナ質煉瓦で構成する。これに対して、前面耐火物128よりも冷却流路108に近接して位置する後面耐火物130を、高伝熱性であり、高温域での機械的強度が高く、かつ、溶融金属にも濡れにくい炭化珪素質SiC煉瓦(Silicon Carbide Refractories)で構成する。つまり、前面耐火物128は、後面耐火物130よりも耐熱性、耐摩耗性、耐食性、熱間特性が高く、後面耐火物130は、前面耐火物128よりも伝熱性が高い材質で構成する。   Further, in the present embodiment, the front refractory 128 that is located inside the furnace body 6 and that is in contact with hard sintered ore as a high temperature region and filling in the furnace is, for example, ultrahigh heat resistance and wear resistance. It is made of high alumina brick that is excellent in corrosion resistance and hot characteristics. On the other hand, the rear refractory 130 positioned closer to the cooling flow path 108 than the front refractory 128 is highly heat-conductive, has high mechanical strength in a high temperature range, and is wet with molten metal. Consists of difficult silicon carbide SiC bricks (Silicon Carbide Refractories). That is, the front refractory 128 has higher heat resistance, wear resistance, corrosion resistance, and hot characteristics than the rear refractory 130, and the rear refractory 130 is made of a material having higher heat transfer than the front refractory 128.

このように、本実施形態のステーブクーラー100によれば、伝熱性の高い銅または銅合金の圧延板材で本体102が構成されており、しかも、後面耐火物130が前面耐火物128よりも伝熱性の高い材質で構成されているので、前面耐火物128や、前面耐火物128を保持する第1リブ124の熱を、冷却流路108に速やかに逃がすことができる。また、後面耐火物130は前面耐火物128よりも伝熱性が高いことから、本体102は、背面102b側から表面102a側へと、傾斜的に温度が上昇することとなり、特に高温域に曝される第1リブ124の熱的アタックによる局部的な変形に起因する損耗を抑制することができる。   As described above, according to the stave cooler 100 of the present embodiment, the main body 102 is configured by a rolled plate material of copper or copper alloy having high heat conductivity, and the rear refractory 130 is more thermally conductive than the front refractory 128. Therefore, the heat of the front refractory 128 and the first rib 124 holding the front refractory 128 can be quickly released to the cooling flow path 108. In addition, since the rear refractory 130 has higher heat transfer properties than the front refractory 128, the temperature of the main body 102 rises from the back 102b side to the front surface 102a side, and is exposed to a particularly high temperature range. It is possible to suppress wear due to local deformation due to a thermal attack of the first rib 124.

さらに、上記のように、第1の溝120の溝幅W1が、第1リブ124の幅W3よりも大きく、本体102の表面102aにおける前面耐火物128の占有面積が大きいので、炉内の高熱から本体102を保護する機能が高い。一方で、高炉1を長期に亘って稼動していれば、本体102の表面102a、すなわち、第1リブ124や前面耐火物128は、炉内充填物との接触摩耗により徐々に削られ、いずれは消失に至る。こうして第1リブ124や前面耐火物128が消失すると、第2リブ126や後面耐火物130が炉内に臨む。   Further, as described above, the groove width W1 of the first groove 120 is larger than the width W3 of the first rib 124, and the area occupied by the front refractory 128 on the surface 102a of the main body 102 is large. The function to protect the main body 102 from the high is high. On the other hand, if the blast furnace 1 has been operating for a long time, the surface 102a of the main body 102, that is, the first rib 124 and the front refractory 128 are gradually scraped by contact wear with the furnace filling, Leads to disappearance. When the first rib 124 and the front refractory 128 disappear in this manner, the second rib 126 and the rear refractory 130 face the furnace.

このとき、第2リブ126は、本体102に占める容積(表面102aに占める表面積)が、第1リブ124に比して大きく形成されているため、本体102のうち、高温に曝される表面102a側まで、十分に冷却することができる。したがって、第1リブ124や前面耐火物128が消失した後、第2リブ126や後面耐火物130が高温に曝される状態に至っても、第2リブ126にクラックが発生しにくく、長期に亘って後面耐火物130の脱落を防止することができる。   At this time, since the volume occupied by the second rib 126 (the surface area occupied by the surface 102a) is larger than that of the first rib 124, the surface 102a of the main body 102 that is exposed to a high temperature. It can cool enough to the side. Therefore, even after the first rib 124 and the front refractory 128 disappear, even if the second rib 126 and the rear refractory 130 are exposed to a high temperature, the second rib 126 is unlikely to be cracked, and for a long time. This prevents the rear refractory 130 from falling off.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to this embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Is done.

例えば、上記実施形態では、第1の溝120および第2の溝122に、それぞれ別体で構成された前面耐火物128および後面耐火物130が嵌合され、しかも、前面耐火物128が複数のブロックに分割されている場合について説明した。しかしながら、第1の溝120および第2の溝122に嵌合する耐火物は全て一体成形してもよい。   For example, in the above-described embodiment, the front refractory 128 and the rear refractory 130 formed separately are fitted into the first groove 120 and the second groove 122, respectively, and the front refractory 128 includes a plurality of front refractories 128. The case where it is divided into blocks has been described. However, all the refractories that fit into the first groove 120 and the second groove 122 may be integrally formed.

また、上記実施形態における第1の溝120、第2の溝122、前面耐火物128および後面耐火物130の形状、数、寸法、材質は一例に過ぎず、適宜設計可能であることは言うまでもない。   Moreover, it is needless to say that the shape, number, size, and material of the first groove 120, the second groove 122, the front refractory 128, and the rear refractory 130 in the above embodiment are merely examples, and can be appropriately designed. .

本発明は、炉壁を冷却するステーブクーラーおよびこのステーブクーラーを備えた高炉に利用することができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a stave cooler that cools a furnace wall and a blast furnace equipped with the stave cooler.

1 …高炉
100 …ステーブクーラー
102 …本体
102a …表面
102b …背面
108 …冷却流路
120 …第1の溝
120a …開口部
120b …底部
122 …第2の溝
128 …前面耐火物
130 …後面耐火物
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Blast furnace 100 ... Stave cooler 102 ... Main body 102a ... Surface 102b ... Back surface 108 ... Cooling flow path 120 ... 1st groove | channel 120a ... Opening part 120b ... Bottom 122 ... 2nd groove | channel 128 ... Front refractory 130 ... Rear refractory

Claims (8)

本体内部に冷却媒体が流通する冷却流路が形成され、高炉の炉壁に設置された設置状態において、該本体の表面が、該炉壁によって囲繞された空間の中心側に臨み、該本体の背面が、該炉壁の内周面に臨むステーブクーラーであって、
前記本体は、
前記表面に開口する開口部、および、該開口部よりも前記背面側に位置する底部を有し、該表面と背面とを結ぶ該本体の厚さ方向に深さを有する第1の溝と、
前記第1の溝よりも前記背面側に位置し、該第1の溝の底部に開口する第2の溝と、
を備え、
前記第1の溝および前記第2の溝には耐火物が嵌合され、
前記本体は、銅または銅合金の圧延板材で構成されていることを特徴とするステーブクーラー。
A cooling flow path through which the cooling medium flows is formed inside the main body, and in the installed state where the cooling medium is installed on the furnace wall of the blast furnace, the surface of the main body faces the center side of the space surrounded by the furnace wall, A back cooler facing the inner peripheral surface of the furnace wall,
The body is
A first groove having a depth in the thickness direction of the main body, which has an opening that opens to the surface, and a bottom that is located on the back side of the opening, and connects the surface and the back;
A second groove located on the back side of the first groove and opening at the bottom of the first groove;
With
A refractory is fitted into the first groove and the second groove,
The said body is comprised with the rolled sheet material of copper or a copper alloy, The stave cooler characterized by the above-mentioned.
前記第1の溝および前記第2の溝は、
前記本体の設置状態において前記炉壁の周方向に位置する該本体の両側端部を結ぶ本体幅方向に延在し、かつ、該炉壁の高さ方向の上端および下端を結ぶ本体高さ方向に、間隔を維持して複数形成されていることを特徴とする請求項1に記載のステーブクーラー。
The first groove and the second groove are:
The main body height direction extending in the main body width direction connecting both side ends of the main body located in the circumferential direction of the furnace wall in the installed state of the main body, and connecting the upper end and the lower end in the height direction of the furnace wall 2. The stave cooler according to claim 1, wherein a plurality of stave coolers are formed while maintaining an interval.
前記第2の溝は、前記第1の溝よりも、前記本体高さ方向の溝幅が小さいことを特徴とする請求項2に記載のステーブクーラー。   The stave cooler according to claim 2, wherein the second groove has a groove width in the main body height direction smaller than that of the first groove. 前記第1の溝および前記第2の溝は、
前記本体高さ方向における断面積が、該本体の背面側から表面側に向かうにしたがって漸減することを特徴とする請求項2または3に記載のステーブクーラー。
The first groove and the second groove are:
4. The stave cooler according to claim 2, wherein a cross-sectional area in the main body height direction is gradually reduced from a back surface side to a front surface side of the main body. 5.
前記第1の溝には前面耐火物が嵌合され、
前記第2の溝には、前記前面耐火物とは別体で構成された後面耐火物が嵌合されることを特徴とする請求項2〜4のいずれか1項に記載のステーブクーラー。
A front refractory is fitted in the first groove,
The stave cooler according to any one of claims 2 to 4, wherein a rear refractory configured separately from the front refractory is fitted into the second groove.
前記前面耐火物は、前記本体高さ方向に複数に分割されていることを特徴とする請求項5に記載のステーブクーラー。   6. The stave cooler according to claim 5, wherein the front refractory is divided into a plurality of parts in the main body height direction. 前記後面耐火物は、前記前面耐火物よりも伝熱性が高いことを特徴とする請求項5または6に記載のステーブクーラー。   The stave cooler according to claim 5 or 6, wherein the rear refractory has higher heat transfer than the front refractory. 本体内部に冷却媒体が流通する冷却流路が形成され、炉壁に設置された設置状態において、該本体の表面が、該炉壁によって囲繞された空間の中心側に臨み、該本体の背面が、該炉壁の内周面に臨むステーブクーラーを備えた高炉であって、
前記ステーブクーラーは、
前記表面に開口する開口部、および、該開口部よりも前記背面側に位置する底部を有し、該表面と背面とを結ぶ該本体の厚さ方向に深さを有する第1の溝と、該第1の溝よりも該背面側に位置し、該第1の溝の底部に開口する第2の溝とが前記本体に形成され、
前記第1の溝および前記第2の溝には耐火物が嵌合され、
前記本体は、銅または銅合金の圧延板材で構成されていることを特徴とするステーブクーラーを備えた高炉。
A cooling flow path through which a cooling medium flows is formed inside the main body, and in the installed state installed on the furnace wall, the surface of the main body faces the center side of the space surrounded by the furnace wall, and the back surface of the main body is A blast furnace provided with a stave cooler facing the inner peripheral surface of the furnace wall,
The stave cooler
A first groove having a depth in the thickness direction of the main body, which has an opening that opens to the surface, and a bottom that is located on the back side of the opening, and connects the surface and the back; A second groove located on the back side of the first groove and opening at the bottom of the first groove is formed in the main body;
A refractory is fitted into the first groove and the second groove,
A blast furnace provided with a stave cooler, wherein the main body is made of a rolled plate material of copper or a copper alloy.
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WO2021015409A1 (en) * 2019-07-19 2021-01-28 주식회사 서울엔지니어링 Stave and stave manufacturing method

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