JP2778348B2 - 緩冷却型ステーブクーラを備えた炉体保護壁 - Google Patents
緩冷却型ステーブクーラを備えた炉体保護壁Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、内外２重管の間に耐
火断熱層を密着介在させてなる緩冷却型ステーブクーラ
を備えた炉体保護壁に関する。
火断熱層を密着介在させてなる緩冷却型ステーブクーラ
を備えた炉体保護壁に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に炉壁は、反応炉の内部現象に対し
て物流および熱流の境界条件を与えるものである。しか
しながら、高炉等の冶金炉における炉壁条件は、初期の
構造および稼働後の内面プロフイルの損耗などによって
変化していく。このような内面プロフィルの異常な損耗
は、装入物の充填状態を乱し、ガス流を不安定にすると
ともに、炉壁を通しての熱流出を増加させる。特にステ
ーブクーラ冷却方式の高炉においてステーブクーラ前面
の炉壁煉瓦が脱落すると、ステーブクーラが炉内に露出
し、炉内を過度に冷却するようになる。これらの現象は
安定操業の阻害因子となり、炉命中期（４〜６年）での
煉瓦脱落により炉況が乱される事例は、これに該当する
ものと考えられている。
て物流および熱流の境界条件を与えるものである。しか
しながら、高炉等の冶金炉における炉壁条件は、初期の
構造および稼働後の内面プロフイルの損耗などによって
変化していく。このような内面プロフィルの異常な損耗
は、装入物の充填状態を乱し、ガス流を不安定にすると
ともに、炉壁を通しての熱流出を増加させる。特にステ
ーブクーラ冷却方式の高炉においてステーブクーラ前面
の炉壁煉瓦が脱落すると、ステーブクーラが炉内に露出
し、炉内を過度に冷却するようになる。これらの現象は
安定操業の阻害因子となり、炉命中期（４〜６年）での
煉瓦脱落により炉況が乱される事例は、これに該当する
ものと考えられている。
【０００３】ところで、炉壁における熱流の境界条件
は、稼働後の内面プロフィル変化以前では炉体の冷却構
造に依存する。近年、炉体プロフィルの維持、高炉の長
寿命化、および改修コストの低減の観点から、炉体の保
護・耐久性の向上をねらって、炉壁冷却の強化が図られ
ている。高炉操業の基本は、炉体への熱負荷を極力抑制
しながら、通気・熱交換・還元の各機能を最大限に生か
すことにあるが、炉壁冷却の強化により炉体からの熱損
失が増加すると、炉内温度、特に炉壁近傍での温度低下
を招くことから、いわゆる不活性化が進行して、炉況不
調に陥るおそれがある。
は、稼働後の内面プロフィル変化以前では炉体の冷却構
造に依存する。近年、炉体プロフィルの維持、高炉の長
寿命化、および改修コストの低減の観点から、炉体の保
護・耐久性の向上をねらって、炉壁冷却の強化が図られ
ている。高炉操業の基本は、炉体への熱負荷を極力抑制
しながら、通気・熱交換・還元の各機能を最大限に生か
すことにあるが、炉壁冷却の強化により炉体からの熱損
失が増加すると、炉内温度、特に炉壁近傍での温度低下
を招くことから、いわゆる不活性化が進行して、炉況不
調に陥るおそれがある。
【０００４】従来提案されているステーブクーラには、
冷却管が１重であって、鋳鉄製のステーブ母材との間を
非融着とした、いわゆる非融着型のもの、または冷却管
が２重であってステーブ母材との間を非融着とした非融
着型のもの、あるいは冷却管が２重であってステーブ母
材との間を融着とした融着型のものがあるが、これらの
ステーブクーラは、その前面の炉内側炉壁煉瓦が脱落す
ると炉内に露出する。
冷却管が１重であって、鋳鉄製のステーブ母材との間を
非融着とした、いわゆる非融着型のもの、または冷却管
が２重であってステーブ母材との間を非融着とした非融
着型のもの、あるいは冷却管が２重であってステーブ母
材との間を融着とした融着型のものがあるが、これらの
ステーブクーラは、その前面の炉内側炉壁煉瓦が脱落す
ると炉内に露出する。
【０００５】従って、炉内からの熱負荷を受けてステー
ブ母材が損傷しないように、またステーブ母材に発生し
た亀裂がそれに鋳込まれた冷却管にまで波及しないよう
に、さらに冷却装置としての伝熱効率を上げるために、
非融着層の鋳鉄とのギャップを極力小さくしたり、ある
いは冷却管を２重冷却管にして、外管と内管との密着度
を高めることがなされている。
ブ母材が損傷しないように、またステーブ母材に発生し
た亀裂がそれに鋳込まれた冷却管にまで波及しないよう
に、さらに冷却装置としての伝熱効率を上げるために、
非融着層の鋳鉄とのギャップを極力小さくしたり、ある
いは冷却管を２重冷却管にして、外管と内管との密着度
を高めることがなされている。
【０００６】しかしながら、上述したような従来のステ
ーブクーラが、炉内に露出した場合、高炉のシャフト上
部では炉壁近傍を過度に冷却することになって、焼結鉱
の還元粉化現象を促進して、図２に示すように、焼結鉱
が還元粉化した中間部Ｈ（炉を左右からみて）を避けて
炉壁方向へ流れようとするガス抜け現象が生じ易くなっ
たり、炉内で気化した亜鉛が析出して炉内微粉と結合
し、付着物が生成するなどの問題があった。また、必要
以上の炉体冷却に伴う過度の熱損失は、単に投入熱量の
損失が増えるのみならず、炉内状態が変化して安定操業
にも悪影響を与えることが明らかとなった。
ーブクーラが、炉内に露出した場合、高炉のシャフト上
部では炉壁近傍を過度に冷却することになって、焼結鉱
の還元粉化現象を促進して、図２に示すように、焼結鉱
が還元粉化した中間部Ｈ（炉を左右からみて）を避けて
炉壁方向へ流れようとするガス抜け現象が生じ易くなっ
たり、炉内で気化した亜鉛が析出して炉内微粉と結合
し、付着物が生成するなどの問題があった。また、必要
以上の炉体冷却に伴う過度の熱損失は、単に投入熱量の
損失が増えるのみならず、炉内状態が変化して安定操業
にも悪影響を与えることが明らかとなった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、高炉等の
ステーブクーラにおける従来の欠点を解決することを目
的とし、炉体保護と操業安定性との双方を両立させうる
という二律背反の炉体冷却条件、即ち”冷やし過ぎない
ようにして冷やす”という概念に基づき、焼結鉱の還元
粉化現象の発生と炉壁付着物の生成を抑制しうる、緩冷
却型ステーブクーラを備えた炉体保護壁を提供すること
を目的とする。
ステーブクーラにおける従来の欠点を解決することを目
的とし、炉体保護と操業安定性との双方を両立させうる
という二律背反の炉体冷却条件、即ち”冷やし過ぎない
ようにして冷やす”という概念に基づき、焼結鉱の還元
粉化現象の発生と炉壁付着物の生成を抑制しうる、緩冷
却型ステーブクーラを備えた炉体保護壁を提供すること
を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明は、内管の外表
面に耐火断熱層を形成させ、それを外管内に挿入し、内
外管を引抜いて３層２重管とした冷却管を鋳鉄と鋳合わ
せてなる緩冷却型ステーブクーラを備えた炉体保護壁を
要旨とする。
面に耐火断熱層を形成させ、それを外管内に挿入し、内
外管を引抜いて３層２重管とした冷却管を鋳鉄と鋳合わ
せてなる緩冷却型ステーブクーラを備えた炉体保護壁を
要旨とする。
【０００９】以下図面を参照して、この発明の具体例お
よびその作用効果について詳細に説明する。
よびその作用効果について詳細に説明する。
【００１０】まず、図１を参照すると、ステーブクーラ
冷却方式の高炉においては、朝顔部Ｅからシャフト中部
Ｂまでの部位が高炉本体の炉熱を最大に受ける熱負荷の
最も高い場所である。これらの場所には、従来、図３
（ｂ）に示すような冷却強化型ステーブクーラ２′、即
ち、４〜６本の冷却パイプ３（内側）と通常１本の蛇管
状パイプ３′（外側）とを２段に配設し、炉内側の鋳込
み煉瓦２−２とともに、鋳物（鋳鉄）２−１により１体
とされたステーブクーラが配置されている。また装入原
料（コークスおよび焼結鉱）と炉下部からの還元ガスと
の向流移動層となる等熱還元帯であるシャフト上部Ａに
は、図３（ａ）に示すようなステーブクーラ２が配置さ
れている。このシャフト上部Ａは、シャフト中部Ｂ以下
より熱負荷がやや低い場所であるため、そのステーブク
ーラ２は、鋳物２−１の炉外側に２〜４本の冷却パイプ
３と炉内側に鋳込み煉瓦２−２とを配設して１体に鋳込
んだものである。
冷却方式の高炉においては、朝顔部Ｅからシャフト中部
Ｂまでの部位が高炉本体の炉熱を最大に受ける熱負荷の
最も高い場所である。これらの場所には、従来、図３
（ｂ）に示すような冷却強化型ステーブクーラ２′、即
ち、４〜６本の冷却パイプ３（内側）と通常１本の蛇管
状パイプ３′（外側）とを２段に配設し、炉内側の鋳込
み煉瓦２−２とともに、鋳物（鋳鉄）２−１により１体
とされたステーブクーラが配置されている。また装入原
料（コークスおよび焼結鉱）と炉下部からの還元ガスと
の向流移動層となる等熱還元帯であるシャフト上部Ａに
は、図３（ａ）に示すようなステーブクーラ２が配置さ
れている。このシャフト上部Ａは、シャフト中部Ｂ以下
より熱負荷がやや低い場所であるため、そのステーブク
ーラ２は、鋳物２−１の炉外側に２〜４本の冷却パイプ
３と炉内側に鋳込み煉瓦２−２とを配設して１体に鋳込
んだものである。
【００１１】しかしながら、上述したように、シャフト
上部Ａの炉内側の炉壁煉瓦５が損耗、脱落した場合、図
２に示す炉壁からの熱損失Ｆが大きくなり、炉壁側（冷
却側）のステーブクーラ設置部位が冷却される結果、図
４（ａ）の破線で示すようにシャフト上部Ａのステーブ
クーラ２近傍の温度が水冷却による伝熱効果により急激
に低下し、炉内側（加熱側）と炉壁側（冷却側）との間
に５００°Ｃ近い温度差が生じ、図２のＨで示す焼結鉱
の還元粉化範囲より炉壁側Ｇは過冷却部位となる。なお
図４（ａ）の実線は、炉壁煉瓦５が健全な場合の温度分
布である。
上部Ａの炉内側の炉壁煉瓦５が損耗、脱落した場合、図
２に示す炉壁からの熱損失Ｆが大きくなり、炉壁側（冷
却側）のステーブクーラ設置部位が冷却される結果、図
４（ａ）の破線で示すようにシャフト上部Ａのステーブ
クーラ２近傍の温度が水冷却による伝熱効果により急激
に低下し、炉内側（加熱側）と炉壁側（冷却側）との間
に５００°Ｃ近い温度差が生じ、図２のＨで示す焼結鉱
の還元粉化範囲より炉壁側Ｇは過冷却部位となる。なお
図４（ａ）の実線は、炉壁煉瓦５が健全な場合の温度分
布である。
【００１２】次に図４（ｂ）に、炉内側（加熱側）、炉
壁側（冷却側）間の焼結鉱の還元粉化率を示す。実線は
炉壁煉瓦５が健全な場合を示し、破線は炉壁煉瓦５が脱
落した場合を示している。焼結鉱は４００〜６００°Ｃ
の温度で還元粉化を起こしやすく、炉壁煉瓦５が脱落す
ると図４（ｂ）の破線で示すように、炉内側（加熱側）
から炉壁側（冷却側）に向かって粉化現象が進行する
が、冷却の強いステーブクーラ２近傍では、還元が極端
に落ちるため、図２の中間部Ｈに比べて粉化が抑制され
るのが特徴的である。これが、図２に示すように、実炉
のシャフト上部Ａで、中間部Ｈを避けて炉壁側へ流れよ
うとするガス抜けが生じ易くなる原因と推定される。
壁側（冷却側）間の焼結鉱の還元粉化率を示す。実線は
炉壁煉瓦５が健全な場合を示し、破線は炉壁煉瓦５が脱
落した場合を示している。焼結鉱は４００〜６００°Ｃ
の温度で還元粉化を起こしやすく、炉壁煉瓦５が脱落す
ると図４（ｂ）の破線で示すように、炉内側（加熱側）
から炉壁側（冷却側）に向かって粉化現象が進行する
が、冷却の強いステーブクーラ２近傍では、還元が極端
に落ちるため、図２の中間部Ｈに比べて粉化が抑制され
るのが特徴的である。これが、図２に示すように、実炉
のシャフト上部Ａで、中間部Ｈを避けて炉壁側へ流れよ
うとするガス抜けが生じ易くなる原因と推定される。
【００１３】ここで図５の断面図に示すような従来のス
テーブクーラは、その本来の機能である冷却能の向上
と、ステーブ母材に発生した亀裂が冷却パイプにまで波
及しないこととに主眼を置いている。図５（ａ）は、冷
却パイプ３の表面にシリカやアルミナを主成分とする耐
火材を塗布して鋳込んだ非融着型１重管を示している
が、耐火材による非融着層アと鋳物２−１のギャップが
冷却能を低下させる原因となっている。一方図５（ｂ）
は、前記１重管の冷却能低下の要因であるギャップをな
くした融着型２重管を示し、まず内管３−１と外管３−
２とを熱伝導が良好なメタル接触ウとし、さらに外管３
−２との鋳物２−１境界を融着イさせたものである。こ
の２重管方式では、外管３−２を鋳物２−１の一部と考
え、外管３−２と鋳物２−１との間に融着層イを形成
し、さらに冷却能を向上させるため、内管３−１と外管
３−２との境界の密着度を高めるべく、引抜き加工した
ものである。外管３−２は、鋳込み時の溶損、変形等を
生じないような肉厚とされている。
テーブクーラは、その本来の機能である冷却能の向上
と、ステーブ母材に発生した亀裂が冷却パイプにまで波
及しないこととに主眼を置いている。図５（ａ）は、冷
却パイプ３の表面にシリカやアルミナを主成分とする耐
火材を塗布して鋳込んだ非融着型１重管を示している
が、耐火材による非融着層アと鋳物２−１のギャップが
冷却能を低下させる原因となっている。一方図５（ｂ）
は、前記１重管の冷却能低下の要因であるギャップをな
くした融着型２重管を示し、まず内管３−１と外管３−
２とを熱伝導が良好なメタル接触ウとし、さらに外管３
−２との鋳物２−１境界を融着イさせたものである。こ
の２重管方式では、外管３−２を鋳物２−１の一部と考
え、外管３−２と鋳物２−１との間に融着層イを形成
し、さらに冷却能を向上させるため、内管３−１と外管
３−２との境界の密着度を高めるべく、引抜き加工した
ものである。外管３−２は、鋳込み時の溶損、変形等を
生じないような肉厚とされている。
【００１４】これらの従来のステーブクーラは、本来の
機能である炉体鉄皮１を炉内熱負荷から保護するべく冷
却能を高めるという思想を根底においたものであり、こ
れが逆に、ステーブクーラ前面の炉壁煉瓦５の損耗、脱
落時にはステーブクーラ２が炉内に露出して炉内を過度
に冷却する過冷却現象を生じる。特にシャフト上部Ａ付
近の温度低下により焼結鉱の還元粉化現象を招くため、
いわゆる炉内の不活性化が進行し、気化した亜鉛等がこ
の部位に析出して、炉壁付着物が生成し、ついには炉況
不調に陥るという悪循環が認められていたのである。
機能である炉体鉄皮１を炉内熱負荷から保護するべく冷
却能を高めるという思想を根底においたものであり、こ
れが逆に、ステーブクーラ前面の炉壁煉瓦５の損耗、脱
落時にはステーブクーラ２が炉内に露出して炉内を過度
に冷却する過冷却現象を生じる。特にシャフト上部Ａ付
近の温度低下により焼結鉱の還元粉化現象を招くため、
いわゆる炉内の不活性化が進行し、気化した亜鉛等がこ
の部位に析出して、炉壁付着物が生成し、ついには炉況
不調に陥るという悪循環が認められていたのである。
【００１５】これに対して、この発明は上述した従来の
問題を解決するものである。
問題を解決するものである。
【００１６】以下図６〜図８を参照して、この発明を具
体的に説明する。
体的に説明する。
【００１７】まず図６は、この発明における緩冷却型ス
テーブクーラ２″の断面を示す。
テーブクーラ２″の断面を示す。
【００１８】この発明の特徴は、従来の２重管方式のス
テーブクーラが内管と外管とを直接接触させ熱伝達効率
を高めて冷却能を高めるという思想をもつのと若干異な
り、図６に示すように、ステーブクーラの内管３−１′
と外管３−２′との間に、両管に密着した耐火断熱層４
を介在させた緩冷却型の３層２重管の冷却管を有する点
にある。かかるステーブクーラにおいては、内外管の間
に介在される耐火断熱層４の材質、厚さｔ等を適切に選
定れば、ステーブクーラの冷却能を制御することが可能
になる。
テーブクーラが内管と外管とを直接接触させ熱伝達効率
を高めて冷却能を高めるという思想をもつのと若干異な
り、図６に示すように、ステーブクーラの内管３−１′
と外管３−２′との間に、両管に密着した耐火断熱層４
を介在させた緩冷却型の３層２重管の冷却管を有する点
にある。かかるステーブクーラにおいては、内外管の間
に介在される耐火断熱層４の材質、厚さｔ等を適切に選
定れば、ステーブクーラの冷却能を制御することが可能
になる。
【００１９】この発明のステーブクーラの冷却管近傍の
熱流は、１次元円筒伝熱として近似できる。
熱流は、１次元円筒伝熱として近似できる。
【００２０】図７（ａ）にこの発明における３層２重管
を備えたステーブクーラを、また図７（ｂ）に従来の２
重管を備えたステーブクーラを、それぞれ１／２断面図
として示す。これらの図に記載の記号を使用して、半径
ｒ4 の位置での総括熱伝達係数ｈa ( この発明の場合)
および半径ｒ3 ′の位置での総括熱伝達係数ｈb （従来
の２重管の場合）を表すと、次のようになる。
を備えたステーブクーラを、また図７（ｂ）に従来の２
重管を備えたステーブクーラを、それぞれ１／２断面図
として示す。これらの図に記載の記号を使用して、半径
ｒ4 の位置での総括熱伝達係数ｈa ( この発明の場合)
および半径ｒ3 ′の位置での総括熱伝達係数ｈb （従来
の２重管の場合）を表すと、次のようになる。
【００２１】（１）この発明の総括熱伝達係数
【００２２】
【数１】
【００２３】（２）従来の２重管の総括熱伝達係数
【００２４】
【数２】
【００２５】但し、 r1〜ｒ4:半径(mm) h1〜h3 :熱伝達係数(Kcal/m2h℃） hw :水〜冷却パイプ熱伝達係数(Kcal/m2h℃） λ1 :内管の熱伝導率(Kcal/mh℃） λ2 :耐火断熱層の熱伝導率(Kcal/mh℃） λ3 :外管の熱伝導率(Kcal/mh℃) 従来の２重管冷却方式の総括熱伝達係数は、メタル接触
部ウの間隙をほぼ０とし、水−鋳物間の温度差を５００
℃として計算すると、250 〜300Kcal/ｍ2hr ℃となる。
部ウの間隙をほぼ０とし、水−鋳物間の温度差を５００
℃として計算すると、250 〜300Kcal/ｍ2hr ℃となる。
【００２６】図８は、この発明の３層２重管冷却方式の
１例として、アルミナを耐火断熱層に用いた場合におけ
る、該耐火断熱層の厚さと総括熱伝達係数との関係を示
す。
１例として、アルミナを耐火断熱層に用いた場合におけ
る、該耐火断熱層の厚さと総括熱伝達係数との関係を示
す。
【００２７】この図から明らかなように、耐火断熱層の
厚さと総括熱伝達係数とは反比例の関係にあり、特に耐
火断熱層の厚さ１〜２ｍｍで総括熱伝達係数が急激に変
化する。したがって、この発明においては、耐火断熱層
の厚さｔを適切に選択することにより所望の総括熱伝達
係数が得られる。耐火断熱層の材質によっても最適厚さ
は異なる。
厚さと総括熱伝達係数とは反比例の関係にあり、特に耐
火断熱層の厚さ１〜２ｍｍで総括熱伝達係数が急激に変
化する。したがって、この発明においては、耐火断熱層
の厚さｔを適切に選択することにより所望の総括熱伝達
係数が得られる。耐火断熱層の材質によっても最適厚さ
は異なる。
【００２８】この発明の緩冷却型ステーブクーラを備え
た炉体保護壁を用いる実炉操業での適切な総括熱伝達係
数の数値を一般的に提示することは、必ずしも容易では
ないが、これまでの経験則により、20Kcal／m2hr℃以上
で、焼結鉱の粒径および粉化率が急激に変化することか
らみると、総括熱伝達係数の上限は20Kcal／ｍ2hr ℃程
度と考えることはできよう。したがって、この数値を指
針として、炉壁熱負荷の管理を行なうことが望ましい。
た炉体保護壁を用いる実炉操業での適切な総括熱伝達係
数の数値を一般的に提示することは、必ずしも容易では
ないが、これまでの経験則により、20Kcal／m2hr℃以上
で、焼結鉱の粒径および粉化率が急激に変化することか
らみると、総括熱伝達係数の上限は20Kcal／ｍ2hr ℃程
度と考えることはできよう。したがって、この数値を指
針として、炉壁熱負荷の管理を行なうことが望ましい。
【００２９】この発明のステーブ母材として鋳合わせる
のに使用される鋳鉄は球状黒鉛鋳鉄(JIS G 5502)若しく
はねずみ鋳鉄(JIS G 5501)が望ましく、球状黒鉛鋳鉄の
化学成分と機械的性質の例を、下記の表１に示す。
のに使用される鋳鉄は球状黒鉛鋳鉄(JIS G 5502)若しく
はねずみ鋳鉄(JIS G 5501)が望ましく、球状黒鉛鋳鉄の
化学成分と機械的性質の例を、下記の表１に示す。
【００３０】
【表１】
【００３１】次に、この発明において好ましい緩冷却型
２重冷却管に使用される内外冷却管の化学成分と機械的
性質の例を、下記の表２に示す。
２重冷却管に使用される内外冷却管の化学成分と機械的
性質の例を、下記の表２に示す。
【００３２】
【表２】
【００３３】この発明の特徴である緩冷却機能を付与す
る耐火断熱層４の厚さｔは、２重冷却管の曲げ加工が必
要であるため、できるだけ薄い方が好ましいが、前述し
たように、特に限定されるものではない。また、その材
質は熱伝導率λ（kcal／m hr℃）の小さい遮熱特性およ
び化学的・熱的・機械的特性に優れたアルミナを主成分
とするセラミック耐火材が好ましい。またアルミナに強
化材としてＳｉＣ粒子を添加したもの、あるいはＺｒＯ
2 ，ＭｏＳｉ2 等を使用することもできる。
る耐火断熱層４の厚さｔは、２重冷却管の曲げ加工が必
要であるため、できるだけ薄い方が好ましいが、前述し
たように、特に限定されるものではない。また、その材
質は熱伝導率λ（kcal／m hr℃）の小さい遮熱特性およ
び化学的・熱的・機械的特性に優れたアルミナを主成分
とするセラミック耐火材が好ましい。またアルミナに強
化材としてＳｉＣ粒子を添加したもの、あるいはＺｒＯ
2 ，ＭｏＳｉ2 等を使用することもできる。
【００３４】この発明における緩冷却型ステーブクーラ
２″を製造する際には、内管３−１′の外表面に所定厚
さｔの耐火断熱層４を形成したのち、外管３−２′内に
挿入し、内外管を引抜いて３層２重管とし、内管３−
１′と耐火断熱層４および外管３−２′との間に空気層
が形成されないように密着度を高める。次いで、外管３
−２′表面に鋳物２−１の融着層を形成させるため、外
管３−２′表面にショットブラスト加工等を施して黒皮
を除去したのち、錫メッキ処理を施し、次いで、前記球
状黒鉛鋳鉄等の鋳鉄と鋳合わせるのが好ましい。
２″を製造する際には、内管３−１′の外表面に所定厚
さｔの耐火断熱層４を形成したのち、外管３−２′内に
挿入し、内外管を引抜いて３層２重管とし、内管３−
１′と耐火断熱層４および外管３−２′との間に空気層
が形成されないように密着度を高める。次いで、外管３
−２′表面に鋳物２−１の融着層を形成させるため、外
管３−２′表面にショットブラスト加工等を施して黒皮
を除去したのち、錫メッキ処理を施し、次いで、前記球
状黒鉛鋳鉄等の鋳鉄と鋳合わせるのが好ましい。
【００３５】この発明におけるステーブクーラ２″の内
管内には、通常冷却水を１〜２ｍ／sec 程度の流速で通
すが、別法として、冷却水以外に蒸気、窒素ガス等の冷
媒を用いて冷却条件を制御することもできる。
管内には、通常冷却水を１〜２ｍ／sec 程度の流速で通
すが、別法として、冷却水以外に蒸気、窒素ガス等の冷
媒を用いて冷却条件を制御することもできる。
【００３６】以上、この発明によれば、前記ステーブク
ーラ２″の炉内側に炉壁煉瓦を配置して、炉体保護壁を
構築することにより、高炉等の冶金用炉の炉体鉄皮を炉
内熱負荷から有効に保護することができる。
ーラ２″の炉内側に炉壁煉瓦を配置して、炉体保護壁を
構築することにより、高炉等の冶金用炉の炉体鉄皮を炉
内熱負荷から有効に保護することができる。
【００３７】
【発明の効果】以上詳述したように、この発明の緩冷却
型ステーブクーラを備えた炉体保護壁によると、 （イ）炉体鉄皮を炉内熱負荷から極めて有効に保護する
ことができるとともに、炉壁煉瓦が脱落してステーブク
ーラが炉内に露出しても、炉壁近傍の炉内が過度に冷却
されることがないため、焼結鉱の還元粉化、炉内で気化
した亜鉛等による炉壁付着物の生成等が抑制される。し
たがって、いわゆる炉内不活性化の進行を阻止しうるた
め、高炉等の冶金用炉の安定操業に寄与するところが極
めて大きく、ひいては生産性の向上、燃費節減等に資す
ることができる。
型ステーブクーラを備えた炉体保護壁によると、 （イ）炉体鉄皮を炉内熱負荷から極めて有効に保護する
ことができるとともに、炉壁煉瓦が脱落してステーブク
ーラが炉内に露出しても、炉壁近傍の炉内が過度に冷却
されることがないため、焼結鉱の還元粉化、炉内で気化
した亜鉛等による炉壁付着物の生成等が抑制される。し
たがって、いわゆる炉内不活性化の進行を阻止しうるた
め、高炉等の冶金用炉の安定操業に寄与するところが極
めて大きく、ひいては生産性の向上、燃費節減等に資す
ることができる。
【００３８】（ロ）また、この発明におけるステーブク
ーラは、高炉等の冶金用炉のみならず、他の炉設備にお
いても、その緩冷却機能の特徴を十分発揮できるもので
ある。
ーラは、高炉等の冶金用炉のみならず、他の炉設備にお
いても、その緩冷却機能の特徴を十分発揮できるもので
ある。
【００３９】
【図１】高炉の炉壁断面を示す概略図である。
【図２】炉壁冷却時におけるガス流の概念図である。
【図３】従来のシャフト上部で用いられている１重管式
ステーブクーラの断面図（ａ）および２重管式ステーブ
クーラの断面図（ｂ）である。
ステーブクーラの断面図（ａ）および２重管式ステーブ
クーラの断面図（ｂ）である。
【図４】冷却方式による炉内温度分布の相違を示す図
（ａ）および焼結鉱の還元粉化率の相違を示す図（ｂ）
である。
（ａ）および焼結鉱の還元粉化率の相違を示す図（ｂ）
である。
【図５】従来の１重管式ステーブクーラ（ａ）および２
重管式ステーブクーラ（ｂ）の要部断面図である。
重管式ステーブクーラ（ｂ）の要部断面図である。
【図６】この発明におけるステーブクーラの要部断面図
である。
である。
【図７】この発明におけるステーブクーラ（ａ）および
従来のステーブクーラ（ｂ）の熱伝達状況を説明するた
めの１／２断面図である。
従来のステーブクーラ（ｂ）の熱伝達状況を説明するた
めの１／２断面図である。
【図８】この発明におけるステーブクーラの総括熱伝達
係数と耐火断熱層の厚さとの関係を示すグラフである。
係数と耐火断熱層の厚さとの関係を示すグラフである。
１ 炉体鉄皮 ２ ステーブクーラ ２′ ステーブクーラ ２″ ステーブクーラ ２−１ 鋳物 ２−２ 鋳込み煉瓦 ３ 冷却パイプ ３−１ 内管 ３−１′ 内管 ３−２ 外管 ３−２′ 外管 ４ 耐火断熱層 ５ 炉壁煉瓦 ア 非融着層 イ 融着層 ウ メタル接着部
Claims (1)
- 【請求項１】 内管の外表面に耐火断熱層を形成させ、
それを外管内に挿入し、内外管を引抜いて３層２重管と
した冷却管を鋳鉄と鋳合わせてなることを特徴とする緩
冷却型ステーブクーラを備えた炉体保護壁。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4111614A JP2778348B2 (ja) | 1992-04-30 | 1992-04-30 | 緩冷却型ステーブクーラを備えた炉体保護壁 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4111614A JP2778348B2 (ja) | 1992-04-30 | 1992-04-30 | 緩冷却型ステーブクーラを備えた炉体保護壁 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05306405A JPH05306405A (ja) | 1993-11-19 |
| JP2778348B2 true JP2778348B2 (ja) | 1998-07-23 |
Family
ID=14565804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4111614A Expired - Lifetime JP2778348B2 (ja) | 1992-04-30 | 1992-04-30 | 緩冷却型ステーブクーラを備えた炉体保護壁 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2778348B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004190143A (ja) * | 2004-02-23 | 2004-07-08 | Jfe Steel Kk | シャフト炉型冶金炉のステーブ配置構造 |
| JP5777430B2 (ja) * | 2011-07-11 | 2015-09-09 | Ｊｆｅスチール株式会社 | シャフト炉型冶金炉のステーブ配置構造 |
| LU100073B1 (en) * | 2017-02-09 | 2018-10-02 | Wurth Paul Sa | Cooling Plate for Metallurgical Furnace |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4976151A (ja) * | 1972-11-25 | 1974-07-23 | ||
| JPS5025405A (ja) * | 1973-07-07 | 1975-03-18 |
-
1992
- 1992-04-30 JP JP4111614A patent/JP2778348B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05306405A (ja) | 1993-11-19 |
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