JP2933874B2 - アーク炉用のスプレー冷却モジュラー側壁組立体 - Google Patents

アーク炉用のスプレー冷却モジュラー側壁組立体

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はアーク炉用のスプレー冷
却される側壁セグメントに関するものである。特定の実
施態様において本発明は非常に高い熱応力、すなわち高
温を受ける箇所において側壁セグメントの中に嵌合され
るスプレー冷却サブアセンブリに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】米国特許第４，７１５，０４２号、第
４，８１５，０９６号および米国特許第４，８４９，９
８７号に記載の型のスプレー冷却アーク炉システムは炉
ケーシング部品、例えば一体構造のすなわち１部品とし
て形成された屋根および側壁のスプレー冷却を含む。炉
電極および酸素ランスなどのゼオメトリーの故に、炉加
熱の変動が生じ、スプレー冷却閉鎖部品、例えば側壁の
表面の比較的離れ離れの区域が異常な高温に露出され、
熱負荷によってこれらの区域の損壊の危険がある。米国
特許第５，３２７，４５３号はこれらの高温応力の箇所
に対応するために、一体的炉閉鎖部品について使用され
る鋼フレーム／銅板組立体を記載している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記特許のような炉シ
ステムは一体的な１部品から成る炭素鋼閉鎖部品を有す
るので、交換自在の着脱自在の特製型板を使用する事が
できない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、着脱自
在に相互連結されまた特に高温応力を受ける箇所に対応
する別個のサブアセンブリを含む事のできる複数の密接
に隣接する中空スプレー冷却セグメントを有するアーク
炉用の側壁組立体が提供される。
【０００５】
【実施例】図１について述べれば、１０で示すアーク炉
本体は、１２で概略図示された屋根と、電極２０を包囲
する側壁組立体１５とを有する。図２において平面図で
示す外周中空側壁セグメント２２（ａ）−（ｇ）は並置
され、すなわち相互に横方向に当接させられ、アーク炉
本体１０のフランジ９上に支承されている。図１と図２
について述べれば各中空側壁セグメント２２（ａ）−
（ｇ）はそれぞれ側壁組立体の所定部分を成すように形
成された内側金属ベース部材１００（ａ）−（ｇ）を有
する。外側金属カバー部材２００（ａ）−（ｇ）がそれ
ぞれ内側金属ベース部材１００（ａ）−（ｇ）から離間
されそれぞれ整列して備えられる。図１乃至図４につい
て述べれば、外側カバー部材２００（ａ）−（ｇ）を内
側ベース部材１００（ａ）−（ｇ）に接合する金属上板
３０、金属底板３５および金属側板４０、４２によって
各側壁セグメント２２（ａ）−（ｇ）について実質的に
閉鎖されたスペース３００が形成されている。各スペー
ス３００の最下部３１０にドレン開口３２０が備えら
れ、このドレン開口は、ドレン排出口３３０および側壁
セグメント２２（ａ）−（ｇ）の外側に隣接して配置さ
れた冷媒ドレン導管３４０と連通している。液体冷媒供
給導管３５０が、それぞれの中空セグメント２２（ａ）
−（ｇ）の中に４１０において取り付けられたいずれか
１つの水平液状冷媒供給ヘッダ導管４００（ａ）−
（ｇ）に対して着脱自在に接続されている。各中空セグ
メント２２（ａ）−（ｇ）のそれぞれの冷媒ヘッダ導管
４００を直列に接続するため、中空側壁セグメント２２
（ａ）−（ｇ）の外側に複数の着脱自在導管５００が備
えられている。
【０００６】操作に際して、冷媒供給導管３５０から冷
媒ヘッダ導管４００の１つに対して液体冷媒、例えば水
が圧下供給される。このヘッダ導管は４００（Ａ）で図
示されている。中空セグメント２２（ａ）−（ｇ）の中
のヘッダ導管４００（Ａ）に対して直角に下方に複数の
中空スプレーバー６００が延在して、冷媒を噴霧ノズル
６２０に対して送り、これらの噴霧ノズル６２０は内側
ベース部材１００（Ｃ）を所望の低温に冷却する割合で
このベース部材に対して液滴を送るように配置され、液
状の残留冷媒はスペース３００からドレン開口３２０を
通して出て、ドレン排出口３３０を通してドレン導管３
４０まで流れる。冷媒導管３５０から出た圧下冷媒はヘ
ッダ導管４００（Ａ）からそれぞれの中空セグメント２
２（ａ）−（ｇ）の中の他のヘッダ導管（ｂ）−（ｇ）
まで、着脱自在の導管５００を通して流れ、これらの導
管５００はそれぞれの側壁セグメント２２（ａ）−
（ｇ）の中のヘッダ導管４００を直列に接続してそれぞ
れのセグメントの中空スプレーバー６００およびノズル
６２０に冷媒を送る。セグメント２２（ａ）−（ｇ）は
相互に着脱自在の固定手段６６０によって隣接するよう
に係合され、この固定手段は溶接クランプ部品とする事
ができる。また各セグメントの露出される熱応力条件に
対応するように、各セグメントの中のスプレーバーとノ
ズルの形状を変動させる事ができる。
【０００７】本発明の実施態様においては、アーク炉の
側壁の特定箇所が特にきびしい熱応力を受ける場合、こ
の箇所の側壁セグメント、例えばセグメント２２（ａ）
は開口７００を有する円弧状に形成され、この開口の中
に着脱自在サブアセンブリ２２００が配置される。サブ
アセンブリ２２００の構造は全体として前記の側壁セグ
メントと類似であり、アーク炉本体１０のフランジ９の
上に支承され、きびしい熱応力を受ける側壁組立体部分
を成すように形成された内側金属ベース部材１０００を
有する。この内側金属ベース部材１０００から離間して
これと整合するように外側金属カバー部材２０００が備
えられる。サブアセンブリ２２００の内部に、前記外側
カバー２０００を内側金属ベース部材１０００に接合す
る上板３０００、底板３５００および金属側板４００
０、４２００によって包囲されたスペース３０００が作
られている。スペース３０００の最下部３１００にドレ
ン開口３２００が備えられ、このドレン開口は（着脱自
在に３１５０において接続された）ドレン排出口３３０
０および外周の冷媒ドレン導管３４０とに連通する。ま
たスペース３０００の内部に４１００に取り付けられた
水平液体冷媒供給ヘッダ４０００が、側壁セグメント２
２（ａ）の冷媒供給ヘッダ４００から、着脱自在に連結
された導管５０００を通して圧下冷媒を受ける。冷媒供
給ヘッダ４０００によって受けられた冷媒がスペース３
０００の中の中空冷媒スプレーバー６０００とノズル６
２００に送られ、これらのノズルが、高い熱応力を受け
る内側ベース部材１０００を所望の低温まで冷却する割
合でこのベース部材１０００に向かって液滴を送る。こ
れらのスプレーバーとノズルの数と位置は、サブアセン
ブリの露出される特定の熱応力条件に対応して調整され
る。サブアセンブリ２２００は、固定部品６６００を緩
め着脱自在の導管５０００とドレン３３００を取り外す
事によって側壁から取り外す事ができる。従ってサブア
センブリ２２００は簡単に使用され、修理可能でありま
た容易に再設置する事ができる。サブアセンブリのすべ
ての縁に、セラミック繊維の断熱部材７０００が適当に
配置されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による側壁組立体の立面図。
【図２】本発明による側壁組立体の平面図。
【図３】本発明によるスプレー冷却サブアセンブリを示
す立面図。
【図４】本発明による側壁組立体の１セグメントの部分
的断面を示す側面図。
【図５】本発明によるスプレー冷却サブアセンブリの部
分的断面を示す側面図。
【符号の説明】
９ フランジ １０ アーク炉本体 １２ 屋根 １５ 側壁組立体 ２０ 電極 ２２（ａ）−（ｇ） セグメント ３０ 上板 ３５ 底板 ４０、４２ 側板 １００（ａ）−（ｇ） ベース部材 ３００ スペース ３２０ ドレン開口 ３３０ ドレン排出口 ３４０ 冷媒ドレン導管 ３５０ 液体冷媒供給導管 ４００ 冷媒供給ヘッダ導管 ５００ 着脱自在導管 ６００ スプレーバー ６２０ ノズル ６６０ 着脱自在クランプ ７００ 弧状開口 １０００ 内側金属ベース部材 ２０００ 外側カバー部材 ２２００ サブアセンブリ ３０００ スペース ３０００ 金属上板 ３３００ ドレン排出口 ３５００ 金属底板 ４０００ 液体冷媒供給ドレンヘッダ ４０００、４２００ 金属側板 ５０００ 着脱自在導管 ６０００ 中空冷媒スプレーバー ６２００ ノズル ７０００ セラミック繊維絶縁体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ゴードン、レイモンド、ロバーツ アメリカ合衆国オハイオ州、ノース、オ ルムステッド、ハンプトン、ドライブ、 5085 (72)発明者 フランク、ヘンリー、マイナー アメリカ合衆国オハイオ州、ノース、オ ルムステッド、キーツ、ドライブ、 25832 (72)発明者 ウィリアム、ハワード、バーウェル アメリカ合衆国オハイオ州、オルムステ ッド、フォールズ、イースト、ノースウ ッド、ドライブ、9727 (72)発明者 マーク、トーマス、アーサー アメリカ合衆国オハイオ州、レイクウッ ド、レイク、ロード、17900 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F27B 3/08 F27B 3/24

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】アーク炉用側壁組立体において、 ｉ）アーク炉の中に下方に延在する１つまたは複数の黒
    鉛電極を包囲するように側壁の少なくとも一部を形成す
    るため相互に横方向に当接関係に組立られ炉によって支
    持された複数の個別の、相互に隣接した中空側壁セグメ
    ントであって、各セグメントは、 ａ）側壁組立体の特定部分を形成するように形成された
    内側金属ベース部材と、 ｂ）前記内側金属ベース部材から離間されこれに整合配
    置された外側金属カバー部材と、 ｃ）外側金属カバー部材を内側金属ベース部材に対して
    接合してこれら部材間に実質的に包囲されたスペースを
    画成しこのスペースの最下部に１つまたは複数のの液体
    ドレン開口が配置されるようにする手段と、 ｄ）前記内側金属ベース部材の中に許容可能温度を保持
    するのに十分な量の液滴の形の液状金属液体冷媒スプレ
    ーを内側金属ベース部材に対して差し向けるため、前記
    内側金属ベース部材から隣接離間した特定位置に前記ス
    ペースの中に配置された複数のスプレー手段と、 ｅ）前記スプレー手段に対して液体冷媒を供給するため
    に前記スペースの中に固着され、内側金属ベース部材に
    そって延在する液体冷媒供給ヘッダ導管と、 ｆ）前記包囲されたスペースの内部から液体冷媒流を受
    けるために前記１つまたは複数のドレン開口と連通した
    少なくとも１つの液体冷媒ドレン排出手段とを有する複
    数の個別の相互に連接した中空側壁セグメントと、 ｉｉ）前記側壁セグメントの１つの液体冷媒供給ヘッダ
    に対して液体を供給するための液体冷媒供給導管と、 ｉｉｉ）側壁セグメントのそれぞれの液体冷媒供給ヘッ
    ダを直列に接続するために側壁セグメントの外部に配置
    された複数の着脱自在導管と ｉｖ）各側壁セグメントをそれぞれの隣接側壁セグメン
    トと着脱自在に密接に係合させる手段と、 ｖ）液体冷媒をそれぞれの側壁セグメントから抽出する
    ために前記側壁セグメントの外部にそれぞれの液体冷媒
    ドレン排出口手段に隣接して配置された液体冷媒ドレン
    導管とを含む事を特徴とするアーク炉用側壁組立体。
  2. 【請求項２】特定の側壁セグメントが円弧状側壁セグメ
    ントを成すように内側金属ベース部材と外側カバー金属
    部材とを有し、また前記円弧によって密接に包囲されア
    ーク炉によって支承されたサブアセンブリが配置され、
    前記サブアセンブリは ａ）前記円弧によって画成された側壁組立体の外周の特
    定部分を成すように形成されたサブアセンブリ内側金属
    ベース部材と、 ｂ）前記サブアセンブリ内側金属ベース部材から離間さ
    れこれに整合配置されたサブアセンブリ外側金属カバー
    部材と、 ｃ）前記サブアセンブリ外側カバー部材を前記サブアセ
    ンブリ内側金属ベース部材に接合してこれら部材間に前
    記サブアセンブリ中に実質的に包囲されたスペースを画
    成し、前記サブアセンブリのスペースの最下部に１つま
    たは複数の外側液体ドレン開口が配置されるよにする手
    段と、 ｄ）前記内側金属ベース部材中に許容可能の温度を保持
    するのに十分な量の液滴の液体冷媒スプレーを前記内側
    金属ベース部材に向かって差し向けるように、前記内側
    金属ベース部材に隣接し離間して前記スペース内部の特
    定箇所に配置された複数のスプレー手段と、 ｅ）前記スペースの中に配置された前記スプレー手段に
    対して液体冷媒を送るように前記スペースの中に固着さ
    れ前記内側金属ベース部材にそって延在する液体冷媒供
    給ヘッダ導管と、 ｆ）前記サブアセンブリの前記液体冷媒供給ヘッダ導管
    を前記の特定の側壁セグメントの液体冷媒供給ヘッダと
    接続する着脱自在の導管と、 ｇ）前記スペースの外側に隣接配置されまた前記サブア
    センブリの１つまたは複数のドレン開口と接続し、前記
    サブアセンブリのスペース内部から液体冷媒流を受け、
    前記液体冷媒ドレン導管と接続して、前記サブアセンブ
    リから液体冷媒を抽出して前記スペース内部の液体冷媒
    の堆積を実質的に防止する少なくとも１つの冷媒ドレン
    排出口と、 ｈ）前記特定の側壁セグメントの前記円弧の中の前記サ
    ブアセンブリと着脱自在に密接に係合する手段とを含む
    ように成された事を特徴とする請求項１に記載の側壁組
    立体。
  3. 【請求項３】アーク炉用側壁組立体において、 ｉ）アーク炉の中に下方に延在する１つまたは複数の黒
    鉛電極を包囲するように側壁の少なくとも一部を形成す
    るため相互に横方向に当接関係に組立られ炉によって支
    持された複数の個別の、相互に隣接した中空側壁セグメ
    ントであって、各セグメントは、 ａ）側壁組立体の特定部分を形成するように形成された
    内側金属ベース部材と、 ｂ）前記内側金属ベース部材から離間されこれに整合配
    置された外側金属カバー部材と、 ｃ）外側金属カバー部材を内側金属ベース部材に対して
    接合してこれら部材間に実質的に包囲されたスペースを
    画成しこのスペースの最下部に１つまたは複数のの液体
    ドレン開口が配置されるようにする手段と、 ｄ）前記内側金属ベース部材の中に許容可能温度を保持
    するのに十分な量の液滴の形の液状金属液体冷媒スプレ
    ーを内側金属ベース部材に対して差し向けるため、前記
    内側金属ベース部材から隣接離間した特定位置に前記ス
    ペースの中に配置された複数のスプレー手段と、 ｅ）前記スプレー手段に対して液体冷媒を供給するため
    に前記スペースの中に固着され内側金属ベース部材にそ
    って延在する液体冷媒供給ヘッダ導管と、 ｆ）前記包囲されたスペースの内部から液体冷媒流を受
    けるために前記１つまたは複数ののドレン開口と連通し
    た少なくとも１つの液体冷媒ドレン排出手段とを有する
    複数の個別の相互に連接した中空側壁セグメントと、 ｉｉ）前記側壁セグメントの１つの液体冷媒供給ヘッダ
    に対して液体を供給するための液体冷媒供給導管と、 ｉｉｉ）側壁セグメントのそれぞれの液体冷媒供給ヘッ
    ダを直列に接続するために側壁セグメントの外部に配置
    された複数の着脱自在導管と ｉｖ）各側壁セグメントをそれぞれの隣接側壁セグメン
    トと着脱自在に密接に係合させる手段と、 ｖ）液体冷媒をそれぞれの側壁セグメントから抽出する
    ために前記側壁セグメントの外部にそれぞれの液体冷媒
    ドレン排出口手段に隣接して配置された液体冷媒ドレン
    導管と、 ｖｉ） 円弧状側壁セグメントを成すように円弧状の内
    側金属ベース部材と外側カバー金属部材とを有し、また
    前記円弧によって密接に包囲されアーク炉によって支承
    されたサブアセンブリを有する特定の側壁セグメントで
    あって、前記特定の側壁サブアセンブリは ａ）前記円弧によって画成された側壁組立体の外周の特
    定部分を成すように形成されたサブアセンブリ内側金属
    ベース部材と、 ｂ）前記サブアセンブリ内側金属ベース部材から離間さ
    れこれに整列されたサブアセンブリ外側金属カバー部材
    と、 ｃ）前記サブアセンブリ外側カバー部材を前記サブアセ
    ンブリ内側金属ベース部材に接合してこれら部材間に前
    記サブアセンブリ中に実質的に包囲されたスペースを画
    成し、前記サブアセンブリのスペースの最下部に１つま
    たは複数の外側液体ドレン開口が配置されるよにする手
    段と、 ｄ）前記内側金属ベース部材中に許容可能の温度を保持
    するのに十分な量の液滴状の液体冷媒スプレーを前記内
    側金属ベース部材に向かって差し向けるように、前記内
    側金属ベース部材に隣接し離間して前記スペース内部の
    特定箇所に配置された複数のスプレー手段と、 ｅ）前記スペースの中に配置された前記スプレー手段に
    対して液体冷媒を送るように前記スペースの中に固着さ
    れ前記内側金属ベース部材にそって延在する液体冷媒供
    給ヘッダ導管と、 ｆ）前記サブアセンブリの前記液体冷媒供給ヘッダ導管
    を前記の特定の側壁セグメントの液体冷媒供給ヘッダと
    接続する着脱自在の導管と、 ｇ）前記スペースの外側に隣接配置されまた前記サブア
    センブリの１つまたは複数のドレン開口と接続し、前記
    サブアセンブリのスペース内部から液体冷媒流を受け、
    前記液体冷媒ドレン導管と接続して、前記サブアセンブ
    リから液体冷媒を抽出して前記スペース内部の液体冷媒
    の堆積を実質的に防止する少なくとも１つの冷媒ドレン
    排出口と、 ｈ）前記特定の側壁セグメントの前記円弧の中の前記サ
    ブアセンブリと着脱自在に密接に係合する手段とを含む
    特定の側壁セグメントとを含む事を特徴とするアーク炉
    用側壁組立体。
JP8107509A 1995-04-27 1996-04-26 アーク炉用のスプレー冷却モジュラー側壁組立体 Expired - Lifetime JP2933874B2 (ja)

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