JP2020066771A - Blast furnace cooling structure and blast furnace comprising same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高炉用冷却構造体及びそれを備えた高炉に関する。 The present invention relates to a cooling structure for a blast furnace and a blast furnace including the cooling structure.
高炉の炉体鉄皮を高炉内の内容物の熱から保護する方法として一般的に冷却盤方式とステーブ方式とが知られている。冷却盤方式では炉体鉄皮内周に沿って設置された耐火物で壁を構成し、これを冷却盤で冷却することで、高炉内の高温ガス等の内容物と炉体鉄皮が直接的に接触することを防ぎ、炉体鉄皮を保護している。ステーブ方式では、内部に水路を持つ銅や鋳鉄製の板状部材で壁を構成し、これを炉体鉄皮内周に沿って設置することで、炉体鉄皮を保護している。また、例えば朝顔部のような高温領域でステーブを使用する場合は、冷却盤と同様に、ステーブを耐火物と共に使用することが一般的である。 A cooling plate system and a stave system are generally known as methods for protecting the furnace shell of the blast furnace from the heat of the contents in the blast furnace. In the cooling board method, a wall is constructed with refractory material installed along the inner circumference of the furnace body skin, and by cooling this with a cooling board, the contents such as high temperature gas in the blast furnace and the furnace body skin are directly It protects the iron shell of the furnace body. In the stave method, a wall is formed by a plate-shaped member made of copper or cast iron having a water channel inside, and the wall is installed along the inner circumference of the furnace shell to protect the furnace shell. Further, when the stave is used in a high temperature area such as a bosh section, it is common to use the stave together with a refractory as in the cooling board.
いずれの方式においても耐火物は炉体形状の一部を構成しており、耐火物が高炉内の高温環境下で時間の経過とともに損耗すると、炉体形状が経時的に変化し、設計当初に意図していた生産パフォーマンスを得られなくなる場合がある。これに関連して、ステーブ方式では冷却対象がステーブ自身であるのに対し、冷却盤方式では冷却対象が耐火物であるため、冷却盤方式では高温環境下で損耗が進行しやすい耐火物の寿命の向上が可能となる。 In either method, the refractory forms part of the furnace shape, and if the refractory wears in the high temperature environment of the blast furnace over time, the furnace shape will change over time, and It may not be possible to obtain the intended production performance. In this regard, in the stave method, the cooling target is the stave itself, whereas in the cooling plate method, the cooling target is the refractory material, so in the cooling plate method, the life of the refractory material that easily wears in a high temperature environment. Can be improved.
一般的には、高炉内の高温領域において、上述した冷却盤及びステーブのどちらか一方が使用されることが多いが、冷却盤とステーブとの両方を高さ方向で組み合わせて配置して炉体鉄皮を保護する態様についても、当技術分野では公知である。 Generally, in the high temperature region of the blast furnace, either one of the cooling plate and the stave described above is often used, but both the cooling plate and the stave are combined in the height direction and arranged in a furnace body. The manner of protecting the iron skin is also known in the art.
例えば、特許文献１では、ステーブクーラー背面への裏風をブロックする幅広且つ厚型の形状を持つ高炉冷却盤が教示されており、高炉の鉄皮上に、ステーブクーラーと、上記高炉冷却盤であって、ステーブクーラーの下面に炉内の耐火物を冷却するため千鳥状に配設した高炉冷却盤とを組み合わせて使用した態様が開示されている。また、特許文献１では、冷却盤の形状を幅広且つ厚型にしたことで、ステーブクーラー背面への裏風を当該冷却盤により阻止してステーブクーラーの損耗及び鉄皮の変形を防止できると記載されている。 For example, Patent Document 1 teaches a blast furnace cooling board having a wide and thick shape that blocks back wind to the back surface of the stave cooler, and the stave cooler and the blast furnace cooling board are provided on the iron shell of the blast furnace. Therefore, there is disclosed a mode in which a lower surface of the stave cooler is used in combination with a blast furnace cooling plate arranged in a staggered manner to cool the refractory material in the furnace. Further, in Patent Document 1, by making the shape of the cooling board wide and thick, it is possible to prevent backwind to the back surface of the stave cooler by the cooling board and prevent wear of the stave cooler and deformation of the iron shell. Has been done.
また、特許文献２では、高炉炉体に挿入する先端部分を水平面内で右側又は左側に屈曲させ、水平断面形状をＬ字型とした高炉炉体冷却体が教示されており、高炉の炉体鉄皮上に、当該高炉炉体冷却体を、ステーブクーラーの下端部と高炉炉体の羽口との境界部に設置した高炉炉体冷却装置の態様が開示されている。 Further, Patent Document 2 teaches a blast furnace body cooling body having an L-shaped horizontal cross-section by bending a tip portion to be inserted into a blast furnace body to the right or left in a horizontal plane. Disclosed is an embodiment of a blast furnace body cooling device in which the blast furnace body cooling body is installed on the iron skin at the boundary between the lower end of the stave cooler and the tuyere of the blast furnace body.
高炉内で使用される冷却盤は、高炉操業をしているうちに高温による損傷や機械的損耗を受け破損することがある。冷却盤が破損すると、特許文献１及び２に記載されるような冷却盤では、炉体鉄皮を保護するという本質的な役割を果たすことができなくなる。高炉操業をする上では炉体鉄皮の保護は必須であるため、冷却盤が破損した場合は、一般的に、高炉操業を停止し、破損した冷却盤を高炉の外側から取り出して新しい別の冷却盤に交換する必要が生じる。よって、炉体鉄皮上には冷却盤交換用の大きな開口部を必要とする。一方で、炉体鉄皮は高炉の最外面に位置し、炉体形状を構成して、高炉の機械的強度を担保する重要な要素である。したがって、炉体鉄皮上に上述した冷却盤交換用の開口部を設けることで高炉の強度が低下しないように、冷却盤の配置を設計する必要がある。例えば、高炉の強度を担保して冷却盤を配置する１つの方法として、冷却盤を高炉の炉体鉄皮上に、千鳥状（すなわち２段以上）に配置する方法が知られている。したがって、冷却盤を使用して炉体鉄皮を保護している高炉においては、一般的に、高炉の強度を保ちつつ耐火物の冷却効率等を向上するように冷却盤を配置する必要がある。よって、冷却盤の配置は、その交換用開口部の配置による高炉の強度への影響を考慮して決定されるため、耐火物の冷却のためには必ずしも最適化されておらず、耐火物の冷却が十分でなく、したがって耐火物の寿命の向上に改善の余地を残している。 The cooling plate used in the blast furnace may be damaged by high temperature or mechanical wear during the operation of the blast furnace and may be damaged. When the cooling plate is damaged, the cooling plate as described in Patent Documents 1 and 2 cannot play the essential role of protecting the furnace body skin. When operating the blast furnace, it is essential to protect the iron shell of the furnace body.Therefore, when the cooling plate is damaged, the blast furnace operation is generally stopped, and the damaged cooling plate is taken out of the blast furnace and replaced with a new one. It will be necessary to replace it with a cooling board. Therefore, a large opening for replacing the cooling plate is required on the iron shell of the furnace body. On the other hand, the iron shell of the furnace body is located on the outermost surface of the blast furnace and constitutes the shape of the furnace body, which is an important element for ensuring the mechanical strength of the blast furnace. Therefore, it is necessary to design the layout of the cooling boards so that the strength of the blast furnace is not lowered by providing the above-mentioned openings for cooling board replacement on the furnace shell. For example, as one method of arranging the cooling plate while ensuring the strength of the blast furnace, a method of arranging the cooling plate in a staggered manner (that is, in two or more stages) on the furnace shell of the blast furnace is known. Therefore, in a blast furnace in which the furnace shell is protected by using a cooling plate, it is generally necessary to arrange the cooling plate so as to improve the cooling efficiency of the refractory while maintaining the strength of the blast furnace. . Therefore, the layout of the cooling board is determined in consideration of the influence of the layout of the replacement opening on the strength of the blast furnace, and is not necessarily optimized for cooling the refractory, and the refractory is not necessarily cooled. Insufficient cooling leaves room for improvement in refractory life.
本発明は、上記問題点に鑑み、新規な構成により、炉体鉄皮の保護と、高炉内の耐火物の高寿命化との両方を達成することができる高炉用冷却構造体及びそれを備えた高炉を提供することを目的とする。 In view of the above problems, the present invention includes a blast furnace cooling structure and a blast furnace cooling structure that can achieve both protection of a furnace shell and a long life of a refractory in a blast furnace by a novel configuration. The purpose is to provide a blast furnace.
本発明者らは、炉体鉄皮を保護することと、炉体鉄皮の強度を十分に保ちながら、高炉内の耐火物を高寿命化することとを同時に達成するためには、炉体鉄皮の炉内側に配置されるステーブと、そのステーブの炉内側に配置された冷却体とを備えた高炉用冷却構造体を使用することが有効であることを見出した。このような配置にすることで、炉体鉄皮を保護するという役割はステーブによって果たされるため、冷却体の役割を、その周囲に配置される耐火物の高寿命化を意図した冷却に特化することが可能となる。この場合には、たとえ仮に冷却体が高炉操業中に破損したとしても、炉体鉄皮の保護はステーブが行っているため、冷却体の交換作業が必須ではなくなり、したがって、炉体鉄皮上に冷却体の交換作業用の大きな開口部を設ける必要がなくなる。そのため、炉体鉄皮の強度を確保するために冷却体を千鳥状に配置するなど、冷却体同士を離間した状態、例えば２段以上で配置する必要がなくなる。よって、複数の冷却体を略水平面上に連続して配置させることができ、冷却体が高炉内の耐火物を高効率かつ均一に冷却することが可能となる。それによって、耐火物の高寿命化が達成され、長期にわたる安定的な高炉操業が可能となる。 In order to simultaneously achieve protection of the furnace shell of the furnace and long life of the refractory in the blast furnace while maintaining sufficient strength of the furnace shell of the furnace, It has been found to be effective to use a cooling structure for a blast furnace, which comprises a stave arranged inside the furnace of the iron skin and a cooling body arranged inside the furnace of the stave. With such an arrangement, the role of protecting the furnace body skin is played by the stave, so the role of the cooling body is specialized for cooling intended to extend the life of the refractory materials arranged around it. It becomes possible to do. In this case, even if the cooling body is damaged during operation of the blast furnace, the stave protects the furnace body iron shell, so the replacement work of the cooling body is not essential, and therefore It is not necessary to provide a large opening for replacing the cooling body. Therefore, it is not necessary to arrange the cooling bodies in a zigzag manner in order to secure the strength of the furnace body iron shell, or to arrange the cooling bodies in a separated state, for example, in two or more stages. Therefore, a plurality of cooling bodies can be continuously arranged on a substantially horizontal plane, and the cooling bodies can cool the refractory in the blast furnace efficiently and uniformly. As a result, the life of the refractory material can be extended and stable blast furnace operation can be performed for a long period of time.
本発明は、上記知見を基になされたものであり、その主旨は以下のとおりである。
（１）
炉体鉄皮の炉内側に配置されるステーブと、
前記ステーブの炉内側に配置された少なくとも１つの冷却体と
を備えたことを特徴とする、高炉用冷却構造体。
（２）
前記冷却体が板状であり、前記冷却体の側面が前記ステーブの炉内側に配置されていることを特徴とする、（１）に記載の高炉用冷却構造体。
（３）
前記ステーブ及び前記冷却体が、それぞれ冷媒を流すための配管を備え、前記ステーブの配管と前記冷却体の配管とが別系統であることを特徴とする、（１）又は（２）に記載の高炉用冷却構造体。
（４）
炉体鉄皮と、
（１）〜（３）のいずれか１つに記載の高炉用冷却構造体と、
前記冷却体に接触して配置された耐火物と
を備えることを特徴とする、高炉。
（５）
前記高炉用冷却構造体が、前記高炉内に複数備えられていることを特徴とする、（４）に記載の高炉。
（６）
前記冷却体が、前記炉体鉄皮の炉内側において円周方向に略水平面上に配置されていることを特徴とする、（５）に記載の高炉。
（７）
前記冷却体が、連続して配置されていることを特徴とする、（６）に記載の高炉。
（８）
前記炉体鉄皮が、前記冷却体を交換するための開口部を有していないことを特徴とする、（４）〜（７）のいずれか１つに記載の高炉。
（９）
前記冷却体が、前記耐火物を冷却するためのものであることを特徴とする、（４）〜（８）のいずれか１つに記載の高炉。
The present invention is based on the above findings, and its gist is as follows.
(1)
A stave arranged inside the furnace of the furnace body iron skin,
A cooling structure for a blast furnace, comprising: at least one cooling body arranged inside the stave.
(2)
The cooling structure for a blast furnace according to (1), wherein the cooling body has a plate shape, and a side surface of the cooling body is arranged inside the furnace of the stave.
(3)
(1) or (2), characterized in that the stave and the cooling body each have piping for flowing a refrigerant, and the piping of the stave and the piping of the cooling body are separate systems. Cooling structure for blast furnace.
(4)
With the furnace body iron skin,
A cooling structure for a blast furnace according to any one of (1) to (3),
And a refractory placed in contact with the cooling body.
(5)
The blast furnace according to (4), wherein a plurality of the blast furnace cooling structures are provided in the blast furnace.
(6)
The blast furnace according to (5), wherein the cooling body is arranged in a substantially horizontal plane in a circumferential direction inside the furnace of the furnace shell.
(7)
The blast furnace according to (6), wherein the cooling bodies are continuously arranged.
(8)
The blast furnace according to any one of (4) to (7), wherein the furnace body iron shell does not have an opening for replacing the cooling body.
(9)
The blast furnace according to any one of (4) to (8), wherein the cooling body is for cooling the refractory.
本発明によれば、冷却体が、ステーブの炉内側に配置されていることで、その冷却体が、耐火物の冷却のみを目的として冷却機能を発揮することが可能となる。すなわち、ステーブによって炉体鉄皮の保護を行い、冷却体は耐火物の冷却のみを行うように配置できる。このようにすると、高炉操業を行っている間に冷却体が破損等しても冷却体の交換が必ずしも必須でなく、炉体鉄皮上に冷却体交換用の大きな開口部を設ける必要がなくなる。そのため、高炉の機械的強度の低下を考慮して冷却体の配置を決定する必要がなくなり、炉体鉄皮の強度を維持したまま、冷却体を同一平面上に連続して配置することが可能となる。さらに、炉体鉄皮の保護は、炉体鉄皮の炉内側に設置されるステーブが行っているため、炉体鉄皮の保護も担保されている。よって、本発明に係る高炉用冷却構造体を高炉内で使用することで、炉体鉄皮の保護と、高炉内の耐火物の高寿命化との両方を同時に達成することができ、したがって高炉の操業安定化を実現することができる。 According to the present invention, since the cooling body is arranged inside the furnace of the stave, the cooling body can exhibit the cooling function only for cooling the refractory. That is, the stave protects the furnace shell and the cooling body can be arranged to only cool the refractory. By doing so, even if the cooling body is damaged during the operation of the blast furnace, it is not always necessary to replace the cooling body, and it is not necessary to provide a large opening for replacing the cooling body on the furnace shell. . Therefore, it is not necessary to decide the arrangement of the cooling body in consideration of the decrease in the mechanical strength of the blast furnace, and it is possible to continuously arrange the cooling bodies on the same plane while maintaining the strength of the furnace shell. Becomes Further, since the stave that is installed inside the furnace body iron shell protects the furnace body iron shell, the furnace body iron shell is also protected. Therefore, by using the cooling structure for a blast furnace according to the present invention in the blast furnace, it is possible to simultaneously achieve both protection of the furnace body shell and extension of the life of the refractory in the blast furnace, and thus the blast furnace. It is possible to achieve stable operation.
また、本発明によれば、炉体鉄皮に設ける開口部のサイズを大きく低減することができるため、炉体鉄皮に行う加工や改造を最小限に抑制することができ、設備改造等に要するコストや時間を低減することが可能となる。特に、既設の高炉、例えば朝顔部などの高温領域にステーブを使用している高炉に、本発明に係る高炉用冷却構造体を後付けで設けることが可能となり、したがって、既設の高炉の構成部材の多くを再利用でき、高炉の製作に関するコストや時間を大幅に低減することが可能となる。 Further, according to the present invention, since the size of the opening provided in the furnace shell can be greatly reduced, it is possible to suppress the processing and modification performed on the furnace shell to the minimum, and to remodel the equipment. The cost and time required can be reduced. In particular, it becomes possible to retrofit an existing blast furnace, for example, a blast furnace that uses staves in a high temperature region such as the bosh section, and therefore, it is possible to retrofit the blast furnace cooling structure according to the present invention. Many can be reused, and the cost and time for manufacturing the blast furnace can be significantly reduced.
以下、本発明に係る幾つかの実施形態について図を参照しながら説明する。しかしながら、これらの説明は、本発明の好ましい実施形態の単なる例示を意図するものであって、本発明をこのような特定の実施形態に限定することを意図するものではない。 Hereinafter, some embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings. However, these descriptions are merely intended to exemplify the preferred embodiments of the present invention and are not intended to limit the present invention to such specific embodiments.
［高炉用冷却構造体］
本発明に係る高炉用冷却構造体は、炉体鉄皮の炉内側に配置されるステーブと、そのステーブの炉内側に配置された少なくとも１つの冷却体とを備えている。
[Blast furnace cooling structure]
The cooling structure for a blast furnace according to the present invention includes a stave arranged inside the furnace of the furnace body iron shell, and at least one cooling body arranged inside the furnace of the stave.
図１は、本発明の１つの実施形態に係る高炉用冷却構造体を備えた高炉を、鉛直方向に切断した場合の断面図である。なお、図１においては、本発明に係る高炉用冷却構造体は高炉の朝顔部Ｚに設置されているが、このような配置は本発明の実施形態の１つの例に過ぎず、本発明に係る高炉用冷却構造体は高炉内の任意の場所に設置することが可能である。図１を参照すると、高炉１はその最外面に炉体鉄皮３を備えており、この炉体鉄皮３によって高炉１の炉体形状の主要部が形成されている。高炉１の下部には、熱風を吹き込むのに使用される羽口１１と、その羽口１１を高炉内の高温の内容物から保護する羽口部煉瓦１３とが備えられる。炉体鉄皮３の炉内側（図１の左側）には、炉体鉄皮の保護のためのステーブ５が配置されている。朝顔部Ｚにおいては、ステーブ５の炉内側に、すなわち、炉体鉄皮側とは反対側に冷却体７が配置されている。さらに、冷却体７の周りには耐火物９が冷却体７に接触した状態で配置されている。このような配置にすることで、炉体鉄皮を保護するという役割はステーブによって果たされるため、冷却体の役割を、その周囲に配置される耐火物の高寿命化を意図した冷却に特化させることが可能となる。 FIG. 1 is a cross-sectional view of a blast furnace provided with a blast furnace cooling structure according to an embodiment of the present invention, taken in a vertical direction. In FIG. 1, the blast furnace cooling structure according to the present invention is installed in the bosh section Z of the blast furnace, but such an arrangement is merely one example of the embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to this. The cooling structure for the blast furnace can be installed in any place in the blast furnace. Referring to FIG. 1, a blast furnace 1 is provided with a furnace shell 3 on the outermost surface thereof, and the furnace shell 3 forms a main part of the furnace shape of the blast furnace 1. The lower part of the blast furnace 1 is provided with tuyere 11 used for blowing hot air and tuyere bricks 13 for protecting the tuyere 11 from the high temperature contents in the blast furnace. A stave 5 for protecting the furnace shell is arranged inside the furnace shell 3 (on the left side in FIG. 1). In the bosh section Z, the cooling body 7 is arranged inside the furnace of the stave 5, that is, on the side opposite to the furnace body iron skin side. Further, a refractory material 9 is arranged around the cooling body 7 in a state of being in contact with the cooling body 7. With such an arrangement, the role of protecting the furnace body skin is played by the stave, so the role of the cooling body is specialized for cooling intended to extend the life of the refractory materials arranged around it. It becomes possible.
図２は、図１の線Ａ−Ａに沿って切断した場合の断面の拡大図を示す。図２を参照すると、２つの冷却体７が、ステーブ５の内壁に沿って配置されている。冷却体７は、内部に冷媒（例えば、水）を流すための冷媒流路１５を有し、それは図２において破線で示される。冷却体７の内部の冷媒流路１５は任意の経路を選択することができ、図２に示される経路は例示として示されている。また、一般的に、冷却体７は、配管接続部１９において配管１７と接続され、その配管１７は、ステーブ５のステーブ開口部２３及び炉体鉄皮３の鉄皮開口部２１を貫通し、外部の冷媒源（図示せず）に接続されている。よって、冷媒は、その冷媒源から所定の量で供給され、給水用の配管１７を通り、冷却体７の内部の冷媒流路１５へ流れ、排水用の配管１７へ戻る。このように、典型的には、１つの冷却体７には、冷媒の給水用及び排水用の２本の配管１７が接続される。 FIG. 2 shows an enlarged view of a cross section taken along the line AA of FIG. Referring to FIG. 2, two cooling bodies 7 are arranged along the inner wall of the stave 5. The cooling body 7 has a coolant channel 15 for flowing a coolant (for example, water) therein, which is shown by a broken line in FIG. The coolant flow path 15 inside the cooling body 7 can be selected as an arbitrary path, and the path shown in FIG. 2 is shown as an example. Further, in general, the cooling body 7 is connected to the pipe 17 at the pipe connection portion 19, and the pipe 17 penetrates the stave opening 23 of the stave 5 and the iron skin opening 21 of the furnace body iron shell 3, It is connected to an external coolant source (not shown). Therefore, the refrigerant is supplied from the refrigerant source in a predetermined amount, flows through the water supply pipe 17, flows into the refrigerant flow path 15 inside the cooling body 7, and returns to the drainage pipe 17. Thus, typically, one cooling body 7 is connected with two pipes 17 for supplying and draining the coolant.
本発明に係る高炉用冷却構造体は、高炉内の任意の領域に配置して使用することができるが、高炉内でより高温になる領域、例えば朝顔部又は炉腹部に配置されることが好ましく、特に、図１に示される実施形態のように朝顔部に配置されることがより好ましい。高炉の朝顔部は、高炉内で最も高温になり、より耐火物の損耗が生じやすい領域の１つであるため、本発明に係る高炉用冷却構造体を朝顔部で使用することで、冷却体の周辺に配置される耐火物をより高寿命化させることができる。 The cooling structure for a blast furnace according to the present invention can be used by arranging it in any area in the blast furnace, but it is preferably arranged in an area having a higher temperature in the blast furnace, for example, a bosh or a belly part. In particular, it is more preferable that it is arranged on the bosh section as in the embodiment shown in FIG. Since the bosh section of the blast furnace is one of the regions where the refractory material is most likely to wear due to the highest temperature in the blast furnace, by using the blast furnace cooling structure according to the present invention in the bosh section, It is possible to extend the life of the refractory material arranged around the.
炉体鉄皮３の炉内側に配置されるステーブ５のさらに炉内側に冷却体７を配置することで、炉体鉄皮３はステーブ５によって保護することができるため、冷却体７の役割を耐火物９の高寿命化を意図した冷却に特化させることができるようになる。 By disposing the cooling body 7 further inside the furnace of the stave 5 arranged inside the furnace body iron shell 3, the furnace body steel shell 3 can be protected by the stave 5, so that the role of the cooling body 7 is fulfilled. It becomes possible to specialize in cooling intended to extend the life of the refractory material 9.
従来の高炉では、高炉内、例えば朝顔部で、炉体鉄皮上に冷却盤と耐火物とを設けることで炉体鉄皮の保護を行っている場合がある。その場合は、その冷却盤が破損等して鉄皮保護の役目を果たせなくなると、高炉操業を一度止めて、高炉の外部から破損した冷却盤を取り出し新しい冷却盤に交換しなければならない。したがって、修繕費の増大や生産効率の低下といった問題が発生する場合がある。さらに、高炉の外部から冷却盤を交換するために、炉体鉄皮には少なくとも冷却盤のサイズ以上のサイズを有する大きな開口部を設けておく必要が生じる。この開口部の寸法は、高炉全体の構成及び仕様、特に冷却盤の寸法によって様々であるが、１つの例として、１つの冷却盤に対し８００ｍｍ×４００ｍｍ程度のサイズとなる場合がある。一方で、このような炉体鉄皮上の開口部は炉体鉄皮の機械的強度、すなわち高炉の機械的強度に大きく影響するため、開口部の配置、又は冷却盤の配置を、高炉の機械的強度を維持するように決定する必要がある。例えば、高炉の機械的強度を維持するという観点から、そのような開口部が炉体鉄皮上で同一平面上に連続して設けられるのを避けるために、一般的には、冷却盤は、例えば千鳥状のようにそれぞれが離間した状態で配置される。しかしながら、この場合には、ある水平面上で見たときに冷却盤が存在する領域と存在しない領域が交互に現れ、すなわち、冷却の死角ができるため、冷却効率が悪化し、冷却の均一性も劣る。その結果として耐火物の損耗が場所によってばらつき、高炉の安定操業が不十分になる。よって、従来の冷却盤と耐火物とを用いた高炉では、高炉の強度を保つことと、耐火物を高効率かつ均一に冷却するのに冷却盤の配置を最適化することとを両立させるのは困難である。 In a conventional blast furnace, the furnace shell may be protected by providing a cooling board and a refractory on the furnace shell in the blast furnace, for example, in the bosh area. In that case, if the cooling plate is no longer able to serve the role of protecting the steel shell due to damage or the like, the blast furnace operation must be stopped once, and the damaged cooling plate must be taken out of the blast furnace and replaced with a new cooling plate. Therefore, problems such as increased repair costs and reduced production efficiency may occur. Further, in order to replace the cooling plate from the outside of the blast furnace, it is necessary to provide the furnace shell with a large opening having at least the size of the cooling plate. The size of this opening portion varies depending on the configuration and specifications of the entire blast furnace, especially the size of the cooling plate, but as one example, it may be about 800 mm × 400 mm for one cooling plate. On the other hand, such an opening on the furnace shell has a great influence on the mechanical strength of the furnace shell, that is, the mechanical strength of the blast furnace. A decision must be made to maintain mechanical strength. For example, in order to maintain the mechanical strength of the blast furnace, in order to avoid such openings being continuously provided in the same plane on the furnace shell, generally, the cooling plate is For example, they are arranged in a state of being separated from each other like a staggered pattern. However, in this case, when viewed on a certain horizontal plane, the regions where the cooling plate is present and the regions where the cooling plate is not present appear alternately, that is, a blind spot for cooling is created, so that the cooling efficiency is deteriorated and the cooling uniformity is also increased. Inferior. As a result, the wear of the refractories varies depending on the location, and stable operation of the blast furnace becomes insufficient. Therefore, in a blast furnace using a conventional cooling plate and refractory material, it is possible to maintain the strength of the blast furnace and to optimize the arrangement of the cooling plate to cool the refractory material efficiently and uniformly. It is difficult.
また、従来の高炉では、高炉内、例えば朝顔部で、炉体鉄皮上にステーブと耐火物とを設けることで炉体鉄皮の保護を行っている場合がある。その場合は、冷却盤を使用した場合のような大きな開口部は必要ない。しかしながら、炉体鉄皮はステーブと耐火物により保護されているものの、耐火物自体の冷却はなされておらず、高炉操業の間に、朝顔部のような高温環境下において、耐火物が比較的早く損耗していく場合がある。したがって、耐火物の高寿命化を十分に達成できない場合があり、その結果、長期にわたる高炉の安定操業ができなくなるおそれがある。 Further, in the conventional blast furnace, there are cases where the furnace shell is protected by providing a stave and a refractory on the furnace shell in the blast furnace, for example, in the morning glory. In that case, a large opening is not required as in the case of using a cooling board. However, although the furnace body iron shell is protected by the stave and the refractory, the refractory itself is not cooled, and the refractory is relatively cooled in the high temperature environment such as the bosh during the operation of the blast furnace. It may wear out quickly. Therefore, it may not be possible to sufficiently achieve a long life of the refractory, and as a result, stable operation of the blast furnace for a long period of time may not be possible.
さらに、従来の高炉では、高炉内、例えば朝顔部で、炉体鉄皮上にステーブと冷却盤とを高さ方向で組み合わせて使用して炉体鉄皮の保護を行っている場合がある。しかし、この場合においても、上記のような問題は依然として残ったままであり、耐火物の高寿命化を十分に達成できず、高炉の安定操業についての改善が望まれている。 Further, in the conventional blast furnace, there is a case where a stave and a cooling board are combined and used on the furnace body iron shell in the height direction in the blast furnace to protect the furnace body iron shell. However, even in this case, the above-mentioned problems still remain, and the life of the refractory cannot be sufficiently extended, and improvement of stable operation of the blast furnace is desired.
これとは対照的に、本発明によれば、上述したように、新規な構成を備えた本発明に係る高炉用冷却構造体を使用することで、炉体鉄皮の冷却はステーブに任せ、冷却体は耐火物（例えば、煉瓦）の冷却のみに特化することが可能となる。したがって、たとえ仮に高炉内の冷却体の１つ又は複数が破損等した場合であっても、その冷却体に接触している耐火物は冷却されなくなるものの、破損した冷却体を交換しなければならないという事態までには至らない。これは、炉体鉄皮の保護がステーブにより担保されているためである。よって、本発明に係る高炉用冷却構造体を使用すると、冷却体交換用の大きな開口部を炉体鉄皮上に設ける必要がなくなる。例えば、本発明の１つの実施形態においては、炉体鉄皮上の開口部は、冷却体に冷媒を送るための配管を通すための開口部のみで十分である。そのため、複数の冷却体を高炉内に配置する場合、高炉の強度を保ったまま、複数の冷却体を同一平面上（典型的には、略水平面上）に連続して配置し、耐火物を高効率かつ均一に冷却することが可能となる。したがって、本発明に係る高炉用冷却構造体を用いることで、炉体鉄皮の炉内側に配置されるステーブにより炉体鉄皮の保護を確実にしつつ、ステーブの炉内側に配置された冷却体により耐火物を高効率かつ均一に冷却でき、例えば朝顔部のような高温環境下でも、耐火物の高温環境に起因する損耗を十分に抑制することが可能となる。したがって、耐火物の長寿命化が達成され、高炉操業の安定効果を得ることができる。 In contrast to this, according to the present invention, as described above, by using the cooling structure for a blast furnace according to the present invention having a novel structure, cooling of the furnace shell is left to the stave, The cooling body can be specialized only for refractory (eg brick) cooling. Therefore, even if one or more of the cooling bodies in the blast furnace are damaged, the refractory in contact with the cooling bodies will not be cooled, but the damaged cooling bodies must be replaced. That does not happen. This is because the protection of the furnace body iron shell is secured by the stave. Therefore, when the cooling structure for a blast furnace according to the present invention is used, it is not necessary to provide a large opening for replacing the cooling body on the furnace shell. For example, in one embodiment of the present invention, the only openings on the furnace shell are the openings for passage of the piping for the coolant to the cooling body. Therefore, when arranging multiple cooling bodies in the blast furnace, while keeping the strength of the blast furnace, arranging the multiple cooling bodies continuously on the same plane (typically on a substantially horizontal plane) Highly efficient and uniform cooling becomes possible. Therefore, by using the cooling structure for a blast furnace according to the present invention, while ensuring the protection of the furnace shell by the stave arranged inside the furnace of the furnace shell, the cooling body arranged inside the furnace of the stave. With this, the refractory can be cooled efficiently and uniformly, and even under a high temperature environment such as a bosh, it is possible to sufficiently suppress the wear due to the high temperature environment of the refractory. Therefore, the life of the refractory can be extended and the blast furnace operation can be stabilized.
さらに、炉体鉄皮上の開口部のサイズを大きく低減できる別の利点は、本発明に係る高炉用冷却構造体を既設の高炉に設置できることである。例えば、朝顔部にステーブ及び耐火物を設置しているような既設の高炉に対して、冷却体を本発明に従って配置することで、既設の高炉に本発明に係る高炉用冷却構造体を設けることができる。このように既設の高炉に本発明に係る高炉用冷却構造体を設置できるのは、上述したように冷却体交換用の開口部を炉体鉄皮上に設ける必要がなく、１つの実施形態においては冷媒用の配管のための開口部を炉体鉄皮上に設けるだけで十分であるためである。さらに、その冷媒用の配管のための開口部の位置を、炉体鉄皮上に、既設のステーブの配管等に干渉しないように自由に決定できるためである。したがって、本発明に係る高炉用冷却構造体を既設の高炉に使用することで、修繕費の低減や設備の再利用などが可能になり、大幅に時間やコストを低減することが可能となる。 Furthermore, another advantage that can greatly reduce the size of the opening on the furnace shell is that the cooling structure for a blast furnace according to the present invention can be installed in an existing blast furnace. For example, the cooling structure for the blast furnace according to the present invention is provided in the existing blast furnace by arranging the cooling body according to the present invention with respect to the existing blast furnace in which stave and refractory are installed in the bosh section. You can As described above, the cooling structure for a blast furnace according to the present invention can be installed in an existing blast furnace in this way, as described above, because it is not necessary to provide an opening for cooling body replacement on the furnace shell. This is because it is sufficient to provide an opening for the piping for the refrigerant on the furnace shell. Further, the position of the opening for the piping for the refrigerant can be freely determined so as not to interfere with the piping of the existing stave on the furnace body iron shell. Therefore, by using the cooling structure for a blast furnace according to the present invention in an existing blast furnace, repair costs can be reduced, equipment can be reused, and time and cost can be significantly reduced.
（冷却体）
本発明における冷却体７としては、特に限定されず、当技術分野で公知のものを使用することができる。冷却体７は、高炉内において、ステーブ５の炉内側、すなわち炉体鉄皮３側とは反対側に配置される。冷却体７は、ステーブ５の炉内側に１つ配置されていても、２つ以上配置されていてもよい。また、１つの実施形態において、ある１つのステーブ５の炉内側に対して冷却体７の一部が配置（すなわち、１つの冷却体が２つの隣接するステーブにまたがって配置）されていてもよい。このような配置により、冷却体７は炉体鉄皮３と直接的に接触しないように配置されるため、炉体鉄皮３を保護する機能をステーブ５に任せ、冷却体７は、周囲に配置される煉瓦などの耐火物９を冷却するために特化することができる。すなわち、典型的に、冷却体７は、耐火物を冷却するためのものであることができる。
(Cooling body)
The cooling body 7 in the present invention is not particularly limited, and those known in the art can be used. The cooling body 7 is arranged inside the furnace of the stave 5, that is, on the side opposite to the furnace body shell 3 side in the blast furnace. One cooling body 7 may be arranged inside the furnace of the stave 5, or two or more cooling bodies 7 may be arranged. Further, in one embodiment, a part of the cooling body 7 may be arranged inside the furnace of one stave 5 (that is, one cooling body may be arranged over two adjacent staves). . With such an arrangement, the cooling body 7 is arranged so as not to come into direct contact with the furnace body iron shell 3, so that the function of protecting the furnace body shell 3 is left to the stave 5, and the cooling body 7 is surrounded by the surroundings. It can be specialized for cooling the refractory 9 such as bricks to be placed. That is, typically, the cooling body 7 can be for cooling refractory materials.
本発明における冷却体７としては、任意の形状のものを使用することができるが、一般的には、板状であることができる。冷却体７が板状である実施形態において、冷却体７の側面が、ステーブの炉内側に配置される、すなわち、冷却体７の側面とステーブの炉内側の面とが対面していることが好ましい。冷却体の側面が、ステーブの炉内側に配置される態様において、ステーブの上面及び底面が略水平となるように配置されることがより好ましい。このように配置することで、冷却体の最大面積を有する面を、周囲の耐火物９に接するように配置することが可能となる。したがって、より効率的に耐火物９を冷却でき、さらに耐火物９の高寿命化を達成することが可能となる。なお、ステーブ５に冷却体７を取り付けるために、ステーブと冷却体７との間に、取付け用フランジ（図示せず）のような部材を設けてもよい。すなわち、冷却体７は、ステーブ５の炉内側に配置されていればよく、ステーブ５の炉内側の面に接していても、接していなくてもよい。 As the cooling body 7 in the present invention, any shape can be used, but in general, it can be plate-shaped. In the embodiment in which the cooling body 7 is plate-shaped, the side surface of the cooling body 7 is arranged inside the furnace of the stave, that is, the side surface of the cooling body 7 and the surface of the stave inside the furnace are facing each other. preferable. In a mode in which the side surface of the cooling body is arranged inside the furnace of the stave, it is more preferable that the upper surface and the bottom surface of the stave are arranged to be substantially horizontal. By arranging in this way, it becomes possible to arrange the surface having the maximum area of the cooling body so as to be in contact with the surrounding refractory material 9. Therefore, the refractory 9 can be cooled more efficiently, and the life of the refractory 9 can be extended. In addition, in order to attach the cooling body 7 to the stave 5, a member such as a mounting flange (not shown) may be provided between the stave and the cooling body 7. That is, the cooling body 7 only needs to be arranged inside the furnace of the stave 5, and may or may not be in contact with the surface of the stave 5 inside the furnace.
本明細書内において、冷却体が板状である場合における冷却体７の「上面」とは、冷却体の各面のうち最大面積を有する面を言うものである。そして、「底面」とは、その上面とは反対側の面を言うものである。また、冷却体の「側面」とは、上面に対して垂直又は略垂直な面を言うものである。また、冷却体７は、ステーブ５の形状及び寸法、冷却効率等の性能などに応じて、様々な寸法のものを選択することができる。さらに、本発明における冷却体７は、特に限定されないが、加工性、熱伝導性、価格等の観点から、銅又は銅合金からなることが好ましい。 In the present specification, the “upper surface” of the cooling body 7 in the case where the cooling body has a plate shape means a surface having the largest area among the respective surfaces of the cooling body. The "bottom surface" is the surface opposite to the top surface. In addition, the “side surface” of the cooling body refers to a surface that is perpendicular or substantially perpendicular to the upper surface. Further, the cooling body 7 can be selected from various sizes depending on the shape and size of the stave 5, performance such as cooling efficiency, and the like. Furthermore, the cooling body 7 in the present invention is not particularly limited, but it is preferably made of copper or a copper alloy from the viewpoint of workability, thermal conductivity, price, and the like.
本発明における冷却体７の水平断面の形状は、如何なる形状であってもよいが、冷却体７が耐火物９を効率よく冷却するために長方形又は略長方形であることが好ましい。冷却体７の水平断面の形状が長方形（又は略長方形）である場合、その長方形の長辺をステーブの炉内側に配置させることがより好ましい。これは、このように配置することで、複数の冷却体を高炉内に配置する実施形態において、高炉内に設置する冷却体７の個数を少なくすることができ、それによって、後述する配管１７のための炉体鉄皮上の開口部２１の個数を低減することが可能になるためである。さらにより好ましくは、炉体鉄皮３の内面に沿ったステーブ５の曲面形状に応じて、冷却体７をステーブの炉内側の面に接して並べることができるように、例えば台形状又は扇形状の水平断面形状を有するように、冷却体７の形状を決定することができる。 The shape of the horizontal cross section of the cooling body 7 in the present invention may be any shape, but it is preferable that the cooling body 7 is rectangular or substantially rectangular in order to efficiently cool the refractory material 9. When the shape of the horizontal cross section of the cooling body 7 is rectangular (or substantially rectangular), it is more preferable to arrange the long side of the rectangle inside the furnace of the stave. By arranging in this way, in the embodiment in which a plurality of cooling bodies are arranged in the blast furnace, it is possible to reduce the number of cooling bodies 7 installed in the blast furnace, whereby the pipe 17 to be described later can be provided. This is because it is possible to reduce the number of openings 21 on the iron shell of the furnace body. Even more preferably, depending on the curved shape of the stave 5 along the inner surface of the furnace shell 3, the cooling bodies 7 can be arranged in contact with the inner surface of the stave, for example trapezoidal or fan-shaped. The shape of the cooling body 7 can be determined so as to have a horizontal sectional shape of.
典型的には、冷却体７は、図２で示されるように、内部に冷媒流路１５を備えることができる。冷媒流路１５は、冷却体７の内部で任意の経路によって形成することができ、図２において冷媒流路１５の経路の１つの例が示されている。典型的には、冷却体７の内部の冷媒流路１５の入口及び出口には、それぞれ、冷媒の給水用及び排水用の配管１７を接続するための配管接続部１９が備えられている。よって、この配管接続部１９には、ステーブ５の開口部２３及び炉体鉄皮３の開口部２１を貫通して外部の冷媒源に接続するための配管１７を接続することができる。冷媒流路１５に流す冷媒は、当技術分野で公知な如何なるものを使用できるが、好ましくは水である。 Typically, the cooling body 7 can include a coolant channel 15 inside, as shown in FIG. 2. The coolant channel 15 can be formed by an arbitrary route inside the cooling body 7, and one example of the route of the coolant channel 15 is shown in FIG. 2. Typically, the inlet and outlet of the coolant passage 15 inside the cooling body 7 are provided with pipe connection portions 19 for connecting pipes 17 for supplying and draining the coolant, respectively. Therefore, the pipe connection portion 19 can be connected to the pipe 17 for penetrating the opening portion 23 of the stave 5 and the opening portion 21 of the furnace body shell 3 to connect to the external refrigerant source. The coolant flowing through the coolant channel 15 may be any coolant known in the art, but is preferably water.
（ステーブ）
本発明におけるステーブ５は、特に限定されず、当技術分野で公知のものを使用することができる。本発明において、ステーブ５は高炉１の炉体鉄皮３の炉内側に配置されている。炉体鉄皮３の内側に配置されたステーブ５は、典型的に、その内部の配管（図示せず）に水などの冷媒を流すことで冷却され、それによって、高炉内の高温反応から炉体鉄皮３を保護している。１つの実施形態において、ステーブ５は、溶接によって炉体鉄皮３の内部に設置される。図１においては、例として、朝顔部Ｚと、朝顔部の上部の領域とにステーブ５が設置されている。好ましい実施形態において、ステーブ５は、炉体鉄皮３の内面に全周にわたって周設される。１つの実施形態において、このステーブ５の配管と上述した冷却体７の配管１７とは、別系統である。このように冷却体とステーブとの配管をそれぞれ別系統とすることで、冷却体７が破損した場合でも、ステーブが炉体鉄皮を保護しているため、そのまま高炉操業を継続することができるという利点を有する。本発明におけるステーブ５の材質は、特に限定されないが、例えば、加工性、熱伝導性、価格等の観点から、銅又は銅合金からなることが好ましい。
(Stave)
The stave 5 in the present invention is not particularly limited, and those known in the art can be used. In the present invention, the stave 5 is arranged inside the furnace body shell 3 of the blast furnace 1. The stave 5 arranged inside the furnace body iron shell 3 is typically cooled by flowing a coolant such as water through a pipe (not shown) inside the stave 5, whereby the high temperature reaction in the blast furnace is prevented. The body iron skin 3 is protected. In one embodiment, the stave 5 is installed inside the furnace shell 3 by welding. In FIG. 1, as an example, the staves 5 are installed in the bosh section Z and the upper region of the bosh section. In a preferred embodiment, the staves 5 are provided on the inner surface of the furnace shell 3 over the entire circumference. In one embodiment, the piping of the stave 5 and the piping 17 of the cooling body 7 described above are separate systems. In this way, by using separate pipes for the cooling body and the stave, even if the cooling body 7 is damaged, the stave protects the furnace body iron shell, so that the blast furnace operation can be continued as it is. Has the advantage. The material of the stave 5 in the present invention is not particularly limited, but is preferably made of copper or a copper alloy from the viewpoints of workability, thermal conductivity, price, and the like.
また、本発明におけるステーブ５の形状は、特に限定されないが、一般的に、板状であることができる。また、本発明におけるステーブ５は、高炉の形状、高炉内の設置位置、求める性能などに応じて、様々な寸法のものを選択することができる。 Further, the shape of the stave 5 in the present invention is not particularly limited, but in general, it can be a plate shape. Further, the stave 5 in the present invention can be selected from various sizes according to the shape of the blast furnace, the installation position in the blast furnace, the required performance, and the like.
本発明におけるステーブ５は、開口部２３を有することができる。その開口部２３の位置は、上述した冷却体７の内部の冷媒流路１５に配管１７を接続するための配管接続部１９の位置に対応するように設置することが好ましい。 The stave 5 in the present invention may have an opening 23. The position of the opening 23 is preferably installed so as to correspond to the position of the pipe connecting portion 19 for connecting the pipe 17 to the refrigerant flow passage 15 inside the cooling body 7 described above.
１つの実施形態において、ステーブ５の開口部２３の位置を、既設の冷却体７の配管接続部１９の位置に対応するように決めることができる。別の実施形態において、特に既設の高炉に本発明に係る高炉用冷却構造体を設ける実施形態において、ステーブ５上に、ステーブ５の内部の冷媒用の配管等と干渉しないように開口部２３を設け、次いで、その開口部２３に対応するように冷却体７の配管接続部１９の位置を決定するように冷却体７を作製することができる。したがって、本発明に係る高炉用冷却構造体は、新規の高炉で用いる場合だけでなく既設の高炉に後付けで用いる場合でも、比較的容易に設置することができ、設計自由度が高いという利点を有する。 In one embodiment, the position of the opening 23 of the stave 5 can be determined so as to correspond to the position of the pipe connection portion 19 of the existing cooling body 7. In another embodiment, particularly in an embodiment in which an existing blast furnace is provided with the cooling structure for a blast furnace according to the present invention, an opening 23 is provided on the stave 5 so as not to interfere with a refrigerant pipe or the like inside the stave 5. The cooling body 7 can be prepared so that it is provided and then the position of the pipe connection portion 19 of the cooling body 7 is determined so as to correspond to the opening 23. Therefore, the cooling structure for a blast furnace according to the present invention can be installed relatively easily not only when it is used in a new blast furnace but also when it is used in a retrofit to an existing blast furnace. Have.
また、ステーブ５の開口部２３と配管１７との間には幾らかの隙間が存在している場合がある。これは、一般的に、ステーブ５が曲面であり、配管１７が直線であるためである。このような場合は、冷却体７を一定の位置で固定するために、開口部２３と配管１７との間の隙間が、不定形耐火物で密封されていることが好ましい。このような不定形耐火物としては、限定されないが、例えば、キャスタブル耐火物や吹付材が挙げられる。 In addition, some gap may exist between the opening 23 of the stave 5 and the pipe 17. This is because the stave 5 is generally curved and the pipe 17 is straight. In such a case, in order to fix the cooling body 7 at a fixed position, it is preferable that the gap between the opening 23 and the pipe 17 be sealed with an irregular refractory material. Examples of such amorphous refractory materials include, but are not limited to, castable refractory materials and spray materials.
［高炉］
本発明に係る高炉は、炉体鉄皮と、上で説明した本発明に係る高炉用冷却構造体と、冷却体に接触して配置された耐火物とを備えている。好ましい実施形態において、本発明に係る高炉は、複数の高炉用冷却構造体を備えている。この場合、本発明に係る高炉においては、複数の高炉用冷却構造体を、炉体鉄皮の炉内側において円周方向に間欠的に又は連続して配置することができる。すなわち、本発明に係る高炉の１つの実施形態では、例えば朝顔部に、炉体鉄皮の炉内側にステーブが円周方向に間欠的に又は連続して配置され、各ステーブの炉内側に少なくとも１つの冷却体が配置されており、さらに冷却体に接触して耐火物が配置されている。
[Blast furnace]
A blast furnace according to the present invention includes a furnace body iron shell, the above-described blast furnace cooling structure according to the present invention, and a refractory arranged in contact with the cooling body. In a preferred embodiment, the blast furnace according to the present invention comprises a plurality of blast furnace cooling structures. In this case, in the blast furnace according to the present invention, a plurality of blast furnace cooling structures can be arranged intermittently or continuously in the circumferential direction inside the furnace of the furnace shell. That is, in one embodiment of the blast furnace according to the present invention, for example, in the bosh section, the stave is arranged intermittently or continuously in the furnace inner side of the furnace body iron shell in the circumferential direction, and at least inside the furnace of each stave. One cooling body is arranged, and a refractory is arranged in contact with the cooling body.
また、本発明に係る高炉の１つの好ましい実施形態において、複数の冷却体が、炉体鉄皮の炉内側において円周方向に略水平面上に配置されている。したがって、例えば、高炉内において、冷却体を円周方向において同一平面上、例えば略水平面上に間欠的に配置することができる。すなわち、冷却体同士の間に意図的に隙間を設けることができる。さらに好ましくは、冷却体を、略水平面上に連続して配置することができる。なお、ステーブの炉内側に配置された冷却体の２つの配管接続部について、両方が同一の１つのステーブ上に面していてもよく、１つずつが隣接する２つのステーブ上に面していてもよい。 Moreover, in one preferable embodiment of the blast furnace according to the present invention, a plurality of cooling bodies are arranged on a substantially horizontal plane in the circumferential direction inside the furnace of the furnace shell. Therefore, for example, in the blast furnace, the cooling bodies can be intermittently arranged on the same plane in the circumferential direction, for example, on a substantially horizontal plane. That is, a gap can be intentionally provided between the cooling bodies. More preferably, the cooling body can be continuously arranged on a substantially horizontal plane. Regarding the two pipe connection parts of the cooling body arranged inside the furnace of the stave, both of them may face the same one stave, and one of them may face the two adjacent staves. May be.
冷却体が板状である実施形態において、高炉内で、冷却体の上面が上方に面しているように配置されること好ましい。言い換えると、板状の冷却体が、ステーブから炉内部に向かって突き出るように配置されることが好ましい。このような配置にすることで、高炉内に複数の冷却体が配置される実施形態において、本発明に係る高炉用冷却構造体が設置された高炉の領域、例えば朝顔部において、高炉の円周方向に沿って冷却体が同一平面上に連続して配置され、円周方向全周にわたって耐火物を高効率かつ均一に冷却することができ、耐火物の高寿命化、したがって長期にわたる高炉の安定操業が可能となる。 In the embodiment in which the cooling body has a plate shape, it is preferable that the cooling body is arranged in the blast furnace so that the upper surface of the cooling body faces upward. In other words, it is preferable that the plate-shaped cooling body is arranged so as to project from the stave toward the inside of the furnace. With such an arrangement, in an embodiment in which a plurality of cooling bodies are arranged in the blast furnace, in the region of the blast furnace in which the cooling structure for a blast furnace according to the present invention is installed, for example, in the bosh section, the circumference of the blast furnace is The cooling bodies are continuously arranged on the same plane in the same direction, and the refractory can be cooled efficiently and uniformly over the entire circumference, and the life of the refractory can be extended, thus stabilizing the blast furnace for a long time. It becomes possible to operate.
（炉体鉄皮）
本発明に係る高炉において、炉体鉄皮３は、当技術分野において公知のものであることができる。本発明に係る高炉用冷却構造体が設置される領域の炉体鉄皮３には、上述したように、冷却体７を交換するための開口部を設ける必要がない。炉体鉄皮３に冷却体７の交換用の開口部がないことで、高炉内に複数の冷却体が配置される場合において、本発明に係る高炉用冷却構造体、そして冷却体を、炉体鉄皮の炉内側に円周方向に連続して配置させることが可能となる。
(Furnace iron shell)
In the blast furnace according to the present invention, the furnace body iron shell 3 may be one known in the art. As described above, it is not necessary to provide the opening for replacing the cooling body 7 in the furnace body iron shell 3 in the region where the cooling structure for a blast furnace according to the present invention is installed. In the case where a plurality of cooling bodies are arranged in the blast furnace because there is no opening for replacing the cooling body 7 in the furnace body iron shell 3, the cooling structure for the blast furnace according to the present invention and the cooling body are It becomes possible to continuously dispose circumferentially inside the furnace of the body iron skin.
本発明における炉体鉄皮３は、典型的に、冷却体７の冷媒用の配管１７を貫通させるための開口部２１を有する。この開口部２１の位置は、配管１７を貫通させるために、ステーブ５の開口部２３及び冷却体７の配管接続部１９の位置と一致していることが好ましい。 The furnace body iron shell 3 in the present invention typically has an opening 21 for penetrating the refrigerant pipe 17 of the cooling body 7. The position of the opening 21 preferably coincides with the positions of the opening 23 of the stave 5 and the pipe connecting portion 19 of the cooling body 7 in order to penetrate the pipe 17.
一般的に、炉体鉄皮３には様々な用途のための他の開口部が存在している。また、本発明に係る高炉用冷却構造体を使用すると、上で説明したように、冷却体７の交換用の開口部を設ける必要がない。したがって、本発明に係る高炉用冷却構造体を使用した高炉においては、高炉全体に設ける開口部の配置を比較的自由に決定することができ、設計自由度が高いという利点を得ることができる。 Generally, there are other openings in the furnace shell 3 for various applications. Further, when the cooling structure for a blast furnace according to the present invention is used, it is not necessary to provide an opening for replacement of the cooling body 7, as described above. Therefore, in the blast furnace using the blast furnace cooling structure according to the present invention, it is possible to relatively freely determine the arrangement of the openings provided in the entire blast furnace, and it is possible to obtain the advantage of high design flexibility.
（耐火物）
本発明における耐火物９としては、定形耐火物及び不定形耐火物の一方又は両方を使用することができる。定形耐火物としては、限定されないが、例えば、コンクリート類又は煉瓦を使用することができる。また、不定形耐火物としては、限定されないが、例えば、キャスタブル耐火物や吹付材を使用することができる。好ましくは、耐火物９は定形耐火物であり、より好ましくは煉瓦である。本発明に係る高炉において、耐火物９は冷却体７に接触して配置される。１つの実施形態においては、耐火物９は冷却体７の周囲を取り囲むように隙間なく配置される。隙間なく耐火物９を冷却体７の周りに配置することで、冷却体７が効率よく耐火物９を冷却することが可能となり、さらに冷却体７を耐火物９により保護することが可能となる。
(Refractory)
As the refractory material 9 in the present invention, one or both of a regular refractory material and an irregular refractory material can be used. The shaped refractory can be, for example, concrete or brick, but is not limited thereto. The amorphous refractory material is not limited, but castable refractory material or spray material can be used, for example. Preferably, the refractory 9 is a regular refractory, more preferably brick. In the blast furnace according to the present invention, the refractory material 9 is placed in contact with the cooling body 7. In one embodiment, the refractory material 9 is arranged without a gap so as to surround the cooling body 7. By arranging the refractory 9 around the cooling body 7 without any gap, the cooling body 7 can efficiently cool the refractory 9 and further the cooling body 7 can be protected by the refractory 9. .
別の実施形態において、冷却体７は耐火物９により支持されている。耐火物９により冷却体７を支持することにより、冷却体７を炉体鉄皮３で支持する必要がなくなり、冷却体７を支持するための炉体鉄皮３への加工等が不要になり、炉体鉄皮３の開口部をさらに低減することが可能となり、さらに、既設の高炉にも取り付けが容易になる。 In another embodiment, the cooling body 7 is supported by a refractory material 9. By supporting the cooling body 7 with the refractory material 9, it is not necessary to support the cooling body 7 with the furnace shell 3 and the processing or the like on the furnace shell 3 for supporting the cooling body 7 is not necessary. It is possible to further reduce the opening portion of the furnace body iron shell 3, and further, it becomes easy to install it in an existing blast furnace.
本発明における耐火物９の形状は、例えば、直方体又は略直方体の形状を有することができる。また、耐火物９は、限定されないが、一般的に、各辺３０〜５００ｍｍを持つ直方体又は略直方体であることができる。 The shape of the refractory material 9 in the present invention can have, for example, a rectangular parallelepiped shape or a substantially rectangular parallelepiped shape. Further, the refractory 9 can be, but is not limited to, generally a rectangular parallelepiped having a side of 30 to 500 mm or a substantially rectangular parallelepiped.
本明細書で使用される場合、高炉用冷却構造体についての「連続して配置」とは、高炉用冷却構造体（すなわちステーブ）が炉体鉄皮の炉内側に、実質的に隙間なく配置されていることを言うものである。この場合の「実質的に隙間なく配置」とは、意図的に隙間を設けず、十分に近接して配置されていることを言うものであり、設置する上で不可避である隙間や他の目的のために設けた隙間は有していてもよい。 As used herein, the term “continuously arranged” for the blast furnace cooling structure means that the blast furnace cooling structure (that is, the stave) is arranged inside the furnace of the furnace body iron shell with substantially no space. That is what is being said. In this case, "arranged substantially without gaps" means that the gaps are intentionally not provided, and they are arranged sufficiently close to each other. You may have the gap provided for.
本明細書で使用される場合、冷却体についての「略水平面上に連続して配置」とは、水平面と略平行な面上において、高炉の円周方向にわたって耐火物９を十分に冷却できるように、複数の冷却体７がステーブ５の内壁に沿って配置されていることを言うものである。より具体的には、略水平面上で隣接する冷却体７同士の隙間が、冷却体７の幅（ステーブに沿う長さ）の半分以下であることを言うものである。 As used herein, "continuously arranged on a substantially horizontal plane" with respect to the cooling body means that the refractory 9 can be sufficiently cooled in the circumferential direction of the blast furnace on a plane substantially parallel to the horizontal plane. In addition, the plurality of cooling bodies 7 are arranged along the inner wall of the stave 5. More specifically, it means that the gap between the adjacent cooling bodies 7 on the substantially horizontal plane is half or less of the width (length along the stave) of the cooling bodies 7.
本発明に係る高炉においては、典型的に、複数の冷却体を略水平面上に連続して１段で（すなわち、水平面と略平行な１つの面上に連続して）配置することが好ましい。このように複数の冷却体を同一平面上に１段で連続して配置することで、周囲の耐火物を高効率かつ均一に冷却することが可能となる。別の実施形態において、複数の冷却体を略水平面上に２段以上で連続して配置することも可能である。例えば、耐火物に対する冷却能力をさらに増強したい場合などに、本発明における冷却体を複数段で配置することが可能である。このようにすることで、耐火物の冷却が増強されるため、別材質の耐火物、例えばより安価な耐火物を使用することができる場合がある。 In the blast furnace according to the present invention, typically, it is preferable that a plurality of cooling bodies are continuously arranged on a substantially horizontal plane in one stage (that is, continuously on one plane substantially parallel to the horizontal plane). By thus arranging a plurality of cooling bodies continuously in the same plane in one step, it becomes possible to cool the surrounding refractory material efficiently and uniformly. In another embodiment, it is also possible to arrange a plurality of cooling bodies continuously on a substantially horizontal plane in two or more stages. For example, when it is desired to further enhance the cooling capacity for refractory materials, the cooling bodies of the present invention can be arranged in multiple stages. By doing so, refrigeration of the refractory is enhanced, and thus refractory made of another material, for example, a cheaper refractory can be used in some cases.
本発明によれば、新規な構成である本発明に係る高炉用冷却構造体を用いることで、より具体的には、炉体鉄皮の炉内側に配置されるステーブのさらに炉内側に少なくとも１つの冷却体を配置することで、炉体鉄皮の保護と、高炉内の耐火物の高寿命化との両方を同時に達成することが可能となる。これにより、特に朝顔部のような高温領域において、高炉内の煉瓦などの耐火物を高寿命化させることができ、長期にわたる安定した高炉操業が可能となり、したがって、本発明は産業上の価値が極めて高い発明といえるものである。 According to the present invention, by using the cooling structure for a blast furnace according to the present invention having a novel structure, more specifically, at least 1 is provided further inside the stave disposed inside the furnace of the furnace shell. By arranging two cooling bodies, it is possible to achieve both protection of the furnace shell and extension of the life of the refractory in the blast furnace at the same time. This makes it possible to extend the life of refractory such as bricks in the blast furnace, especially in a high temperature region such as the bosh section, and enables stable blast furnace operation for a long period of time. Therefore, the present invention has industrial value. It is an extremely high invention.
１ 高炉
３ 炉体鉄皮
５ ステーブ
７ 冷却体
９ 耐火物
１１ 羽口
１３ 羽口部煉瓦
１５ 冷媒流路
１７ 配管
１９ 配管接続部
２１ 鉄皮開口部
２３ ステーブ開口部
Ｚ 朝顔部
1 Blast Furnace 3 Furnace Iron Peel 5 Stave 7 Coolant 9 Refractory 11 Tuyere 13 Tuyere Brick 15 Refrigerant Channel 17 Piping 19 Piping Connection 21 Iron Skin Opening 23 Stave Opening Z Bosh
Claims (9)
前記ステーブの炉内側に配置された少なくとも１つの冷却体と
を備えたことを特徴とする、高炉用冷却構造体。 A stave arranged inside the furnace of the furnace body iron skin,
A cooling structure for a blast furnace, comprising: at least one cooling body arranged inside the stave.
請求項１〜３のいずれか１項に記載の高炉用冷却構造体と、
前記冷却体に接触して配置された耐火物と
を備えることを特徴とする、高炉。 With the furnace body iron skin,
A cooling structure for a blast furnace according to any one of claims 1 to 3,
And a refractory placed in contact with the cooling body.
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Citations (3)
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| JPS5579983A (en) * | 1978-12-13 | 1980-06-16 | Nippon Kokan Kk | Compound cooling stave |
| JPS5916914A (en) * | 1982-07-15 | 1984-01-28 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Cooling construction of furnace wall of blast furnace constituted of two layers cooling zone |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5579983A (en) * | 1978-12-13 | 1980-06-16 | Nippon Kokan Kk | Compound cooling stave |
| JPS5916914A (en) * | 1982-07-15 | 1984-01-28 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Cooling construction of furnace wall of blast furnace constituted of two layers cooling zone |
| JPH0247211A (en) * | 1988-08-10 | 1990-02-16 | Kawasaki Steel Corp | Protecting wall of furnace body in blast furnace |
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