JP3277029B2 - 外燃式熱風炉の連結構造 - Google Patents
外燃式熱風炉の連結構造Info
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- JP3277029B2 JP3277029B2 JP15174493A JP15174493A JP3277029B2 JP 3277029 B2 JP3277029 B2 JP 3277029B2 JP 15174493 A JP15174493 A JP 15174493A JP 15174493 A JP15174493 A JP 15174493A JP 3277029 B2 JP3277029 B2 JP 3277029B2
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- Japan
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- dome
- heat storage
- connecting pipe
- diameter
- combustion chamber
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B9/00—Stoves for heating the blast in blast furnaces
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B9/00—Stoves for heating the blast in blast furnaces
- C21B9/02—Brick hot-blast stoves
- C21B9/04—Brick hot-blast stoves with combustion shaft
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Combustion Of Fluid Fuel (AREA)
- Branch Pipes, Bends, And The Like (AREA)
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は蓄熱室のドーム側壁と燃
焼室のドーム側壁とを、伸縮継手を用いないで連結した
外燃式熱風炉の連結構造の改良に関するものである。
焼室のドーム側壁とを、伸縮継手を用いないで連結した
外燃式熱風炉の連結構造の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、高炉の付帯設備である熱風炉
は、小型の内燃式熱風炉と大型の外燃式熱風炉に大別さ
れる。外燃式熱風炉は蓄熱室と燃焼室が分離していて、
蓄熱式ドームと燃焼室ドームとの連結方式には以下の2
つがある。その1つは、蓄熱室ドームと燃焼室ドームの
各側壁を伸縮継ぎ手なしの直管で連結した熱風炉で、通
称マーチン式あるいはデイデア式と呼ばれるものであ
る。もう1つは、蓄熱室ドームと燃焼室ドームの各側壁
部を伸縮継ぎ手を有する直管で連結したいわゆるコッパ
ース式と呼ばれるもので、特開昭50−104707号公報や特
開昭53−131906号公報、実公昭55−4285号公報に示され
るようなものがある。
は、小型の内燃式熱風炉と大型の外燃式熱風炉に大別さ
れる。外燃式熱風炉は蓄熱室と燃焼室が分離していて、
蓄熱式ドームと燃焼室ドームとの連結方式には以下の2
つがある。その1つは、蓄熱室ドームと燃焼室ドームの
各側壁を伸縮継ぎ手なしの直管で連結した熱風炉で、通
称マーチン式あるいはデイデア式と呼ばれるものであ
る。もう1つは、蓄熱室ドームと燃焼室ドームの各側壁
部を伸縮継ぎ手を有する直管で連結したいわゆるコッパ
ース式と呼ばれるもので、特開昭50−104707号公報や特
開昭53−131906号公報、実公昭55−4285号公報に示され
るようなものがある。
【0003】従来のコッパース式熱風炉の構造を図6に
示すが、蓄熱室1は自立式であり、燃焼室2は架台3に
積載されている。蓄熱室1のドーム10と燃焼室2のドー
ム11とが伸縮継ぎ手5を有する連結管4で接続されてい
て、両ドーム10、11部は内圧をかけたときに伸縮継ぎ手
5が拡がらないように、内圧推力を受け持つドームリン
グスチフナ6およびテンションビーム7が設けてある。
なお、図6中の8は蓄熱室1と燃焼室2とを連結する連
結トラスである。そして鉄皮の応力腐食割れ対策として
の鉄皮保温材(図示せず)を用いて鉄皮を被覆する保温
範囲は連結トラス8より上方の両ドーム10、11の部分で
ある。
示すが、蓄熱室1は自立式であり、燃焼室2は架台3に
積載されている。蓄熱室1のドーム10と燃焼室2のドー
ム11とが伸縮継ぎ手5を有する連結管4で接続されてい
て、両ドーム10、11部は内圧をかけたときに伸縮継ぎ手
5が拡がらないように、内圧推力を受け持つドームリン
グスチフナ6およびテンションビーム7が設けてある。
なお、図6中の8は蓄熱室1と燃焼室2とを連結する連
結トラスである。そして鉄皮の応力腐食割れ対策として
の鉄皮保温材(図示せず)を用いて鉄皮を被覆する保温
範囲は連結トラス8より上方の両ドーム10、11の部分で
ある。
【0004】ところで最近、コッパース式熱風炉におい
て、熱風炉構造の軽量化ならびに伸縮継ぎ手なしをねら
った連結部に、伸縮継ぎ手を使わずに連結管の剛性で熱
膨張を吸収する構造も考えられている。連結管に伸縮継
ぎ手を使用しない熱風炉構造を図5に示すが、この場合
には蓄熱室1のドーム10と燃焼室2のドーム11とは連結
管4で直接連結されており、図6で示した伸縮継ぎ手5
はもちろんのこと、リングスチフナ6およびテンション
ビーム7もなく軽量化されている。なお、鉄皮の保温範
囲は図6に示す熱風炉と同様に、連結トラス8より上方
の部分である。
て、熱風炉構造の軽量化ならびに伸縮継ぎ手なしをねら
った連結部に、伸縮継ぎ手を使わずに連結管の剛性で熱
膨張を吸収する構造も考えられている。連結管に伸縮継
ぎ手を使用しない熱風炉構造を図5に示すが、この場合
には蓄熱室1のドーム10と燃焼室2のドーム11とは連結
管4で直接連結されており、図6で示した伸縮継ぎ手5
はもちろんのこと、リングスチフナ6およびテンション
ビーム7もなく軽量化されている。なお、鉄皮の保温範
囲は図6に示す熱風炉と同様に、連結トラス8より上方
の部分である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】図5で説明したよう
に、連結管4に伸縮継ぎ手がない場合には、水平方向の
鉄皮熱伸びは蓄熱室1と燃焼室2の全体の変形で逃げる
ことができ、応力的にもたいして問題ない。しかるに蓄
熱室1が自立式であり、燃焼室2が架台3に積載されて
いる構造であると、蓄熱室1のドーム10と燃焼室2のド
ーム11とを連結管4により連結した後に、燃焼室2のれ
んが積みを行うため、れんが重量のため架台3のたわみ
により、燃焼室2の方が蓄熱室1に対して高さ方向のレ
ベルが下がることになる。
に、連結管4に伸縮継ぎ手がない場合には、水平方向の
鉄皮熱伸びは蓄熱室1と燃焼室2の全体の変形で逃げる
ことができ、応力的にもたいして問題ない。しかるに蓄
熱室1が自立式であり、燃焼室2が架台3に積載されて
いる構造であると、蓄熱室1のドーム10と燃焼室2のド
ーム11とを連結管4により連結した後に、燃焼室2のれ
んが積みを行うため、れんが重量のため架台3のたわみ
により、燃焼室2の方が蓄熱室1に対して高さ方向のレ
ベルが下がることになる。
【0006】また応力腐食割れ対策のための鉄皮の保温
(保温部鉄皮温度は 200℃)の影響や、熱風炉操業時の
送風圧による応力、燃焼・送風切替による蓄熱室と燃焼
室との高さ方向レベルの変動により、図4の(a)に示
すように蓄熱室10側における連結管4の付け根(A部)
には変形が少ないが、図4の(b)に示すように燃焼室
11における連結管4の付け根(B部)に大きな応力が発
生して変形が大きくなることがEMF解析により判明し
た。そのため燃焼室付け根のナックル部に過大な補強が
必要となり、最悪の場合、連結管部の伸縮継ぎ手なしと
いう所期の目的を達成することができなくなる。
(保温部鉄皮温度は 200℃)の影響や、熱風炉操業時の
送風圧による応力、燃焼・送風切替による蓄熱室と燃焼
室との高さ方向レベルの変動により、図4の(a)に示
すように蓄熱室10側における連結管4の付け根(A部)
には変形が少ないが、図4の(b)に示すように燃焼室
11における連結管4の付け根(B部)に大きな応力が発
生して変形が大きくなることがEMF解析により判明し
た。そのため燃焼室付け根のナックル部に過大な補強が
必要となり、最悪の場合、連結管部の伸縮継ぎ手なしと
いう所期の目的を達成することができなくなる。
【0007】本発明は、蓄熱室のドーム径および蓄熱室
のドーム径に対する連結管の管径の最適な比をFEM
(有限要素法)解析により求め、局部的に発生する連結
管付け根の応力を押さえ、最適な構造の伸縮継ぎ手の不
要とする外燃式熱風炉の連結構造を提供することを目的
とするものである。
のドーム径に対する連結管の管径の最適な比をFEM
(有限要素法)解析により求め、局部的に発生する連結
管付け根の応力を押さえ、最適な構造の伸縮継ぎ手の不
要とする外燃式熱風炉の連結構造を提供することを目的
とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明は、蓄熱室のドーム側壁と燃焼室のドーム側壁
とを伸縮継手を用いないで連結管により直接連結した外
燃式熱風炉の連結構造において、連結管の管径(RD)
と蓄熱管のドーム径(TD)との比(RD/TD)を0.
24≦(RD/TD)≦0.60とし、また連結管の管径(R
D)と燃焼室のドーム径(ND)との比(RD/ND)
を0.44≦(RD/ND)≦0.60とすることにより、連結
管付け根の連結部鉄皮補強を不要としたことを特徴とす
る外燃式熱風炉の連結構造である。
の本発明は、蓄熱室のドーム側壁と燃焼室のドーム側壁
とを伸縮継手を用いないで連結管により直接連結した外
燃式熱風炉の連結構造において、連結管の管径(RD)
と蓄熱管のドーム径(TD)との比(RD/TD)を0.
24≦(RD/TD)≦0.60とし、また連結管の管径(R
D)と燃焼室のドーム径(ND)との比(RD/ND)
を0.44≦(RD/ND)≦0.60とすることにより、連結
管付け根の連結部鉄皮補強を不要としたことを特徴とす
る外燃式熱風炉の連結構造である。
【0009】
【作用】本発明では連結管の管径(RD)に対する蓄熱
室のドーム径(TD)および燃焼室のドーム径(ND)
の比を前記の範囲にすることにより、連結管付け根の鉄
皮を補強することなく局部的に発生する応力を抑制する
ことができる。その結果、連結管付け根のナックル部鉄
皮亀裂および内部の内張り耐火れんがに発生する亀裂を
防止することが可能になる。
室のドーム径(TD)および燃焼室のドーム径(ND)
の比を前記の範囲にすることにより、連結管付け根の鉄
皮を補強することなく局部的に発生する応力を抑制する
ことができる。その結果、連結管付け根のナックル部鉄
皮亀裂および内部の内張り耐火れんがに発生する亀裂を
防止することが可能になる。
【0010】なお、RD/TDが0.44未満、RD/ND
が0.24未満では連結管の管径(RD)が小さくなり過ぎ
て熱風炉の燃焼時および送風時に炉内ガスの偏流が生じ
正常な操業ができなくなる。また(RD/TD)および
(RD/ND)がそれぞれ0.6 を越えると連結管付け根
ナックル部の局部的な応力が大きくなり、ナックル部の
鉄皮補強が必要となる。このため、(RD/TD)およ
び(RD/ND)を前記の範囲にすることが肝要であ
る。
が0.24未満では連結管の管径(RD)が小さくなり過ぎ
て熱風炉の燃焼時および送風時に炉内ガスの偏流が生じ
正常な操業ができなくなる。また(RD/TD)および
(RD/ND)がそれぞれ0.6 を越えると連結管付け根
ナックル部の局部的な応力が大きくなり、ナックル部の
鉄皮補強が必要となる。このため、(RD/TD)およ
び(RD/ND)を前記の範囲にすることが肝要であ
る。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基いて説明す
る。図1に示すように本発明では蓄熱室1のドーム10と
燃焼室2のドーム11とを伸縮継手を用いないで両側壁を
連結管4により直接連結する外燃式熱風炉12において、
連結管4の管径(RD)と蓄熱室1のドーム径(TD)
との比(RD/TD)を0.24≦(RD/TD)≦0.6 と
し、また連結管4の管径(RD)と燃焼室2のドーム径
(ND)との比(RD/ND)を0.44≦(RD/ND)
≦0.6 とすることにより、連結管4の付け根A部、およ
びB部、とくに燃焼室2側のドーム11への付け根B部に
発生する応力を抑制するようにしたものである。
る。図1に示すように本発明では蓄熱室1のドーム10と
燃焼室2のドーム11とを伸縮継手を用いないで両側壁を
連結管4により直接連結する外燃式熱風炉12において、
連結管4の管径(RD)と蓄熱室1のドーム径(TD)
との比(RD/TD)を0.24≦(RD/TD)≦0.6 と
し、また連結管4の管径(RD)と燃焼室2のドーム径
(ND)との比(RD/ND)を0.44≦(RD/ND)
≦0.6 とすることにより、連結管4の付け根A部、およ
びB部、とくに燃焼室2側のドーム11への付け根B部に
発生する応力を抑制するようにしたものである。
【0012】図2に連結管の径(RD)と蓄熱室ドーム
の径(TD)との比(RD/TD)および連結管付け根
の蓄熱室側鉄皮応力をナックル部の補強要否と炉内ガス
偏流の発生有無との関係を示している。図2に示すよう
に比(RD/TD)が0.24から0.6 までの範囲であれば
連結管付け根のナックル部鉄皮を補強しなくても鉄皮亀
裂などのトラブルを防止できると共に熱風炉の燃焼時お
よび通風時のガス偏流を防止できる。
の径(TD)との比(RD/TD)および連結管付け根
の蓄熱室側鉄皮応力をナックル部の補強要否と炉内ガス
偏流の発生有無との関係を示している。図2に示すよう
に比(RD/TD)が0.24から0.6 までの範囲であれば
連結管付け根のナックル部鉄皮を補強しなくても鉄皮亀
裂などのトラブルを防止できると共に熱風炉の燃焼時お
よび通風時のガス偏流を防止できる。
【0013】これに対して比(RD/TD)が0.24未満
では鉄皮応力は減少できるけれどもガス偏流が発生して
熱風炉の操業に支障をきたす。逆に比(RD/TD)が
0.6を越えると鉄皮応力が大きくなり連結管付け根のナ
ックル部鉄皮の補強が必要となる。このため比(RD/
TD)を0.24〜0.6 の範囲に保持する必要があることが
分かる。
では鉄皮応力は減少できるけれどもガス偏流が発生して
熱風炉の操業に支障をきたす。逆に比(RD/TD)が
0.6を越えると鉄皮応力が大きくなり連結管付け根のナ
ックル部鉄皮の補強が必要となる。このため比(RD/
TD)を0.24〜0.6 の範囲に保持する必要があることが
分かる。
【0014】図3に連結管の径(RD)と燃焼室のドー
ム径(ND)との比(RD/ND)および連結管付け根
の燃焼室側鉄皮応力をナックル部の補強要否と炉内ガス
偏流の発生有無との関係を示している。図3に示すよう
に比(RD/ND)が0.44から0.6 までの範囲であれば
連結管付け根のナックル部鉄皮を補強しなくても鉄皮亀
裂などのトラブルを防止できると共に熱風炉の燃焼時お
よび通風時のガス偏流を防止できる。これに対して、比
(RD/ND)が0.44未満では鉄皮応力は減少できる
が、ガス偏流が発生して熱風炉の操業に支障をきたす。
逆に比(RD/ND)が 0.6を越えると鉄皮応力が大き
くなり、連結管付け根のナックル部鉄皮の補強が必要に
なる。このため比(RD/ND)を0.44〜0.6 の範囲に
保持することが肝要である。
ム径(ND)との比(RD/ND)および連結管付け根
の燃焼室側鉄皮応力をナックル部の補強要否と炉内ガス
偏流の発生有無との関係を示している。図3に示すよう
に比(RD/ND)が0.44から0.6 までの範囲であれば
連結管付け根のナックル部鉄皮を補強しなくても鉄皮亀
裂などのトラブルを防止できると共に熱風炉の燃焼時お
よび通風時のガス偏流を防止できる。これに対して、比
(RD/ND)が0.44未満では鉄皮応力は減少できる
が、ガス偏流が発生して熱風炉の操業に支障をきたす。
逆に比(RD/ND)が 0.6を越えると鉄皮応力が大き
くなり、連結管付け根のナックル部鉄皮の補強が必要に
なる。このため比(RD/ND)を0.44〜0.6 の範囲に
保持することが肝要である。
【0015】なお0.24≦(RD/TD)≦0.6 および0.
44≦(RD/ND)≦0.6 を同時に充足する連結管の管
径(RD)とするのが好ましいのは云うまでもない。ま
た本発明は外燃式熱風炉の燃焼室2が架台3に積載され
ておらず燃焼室2が自立式のものにも適用可能である。
44≦(RD/ND)≦0.6 を同時に充足する連結管の管
径(RD)とするのが好ましいのは云うまでもない。ま
た本発明は外燃式熱風炉の燃焼室2が架台3に積載され
ておらず燃焼室2が自立式のものにも適用可能である。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、蓄
熱室のドーム側壁と燃焼室のドーム側壁とを伸縮継手を
用いないで連結管により直接連結した外燃式熱風炉にお
いて、連結管の付け根部に発生する鉄皮応力を低減でき
ると共に、熱風炉の燃焼時および通風時の炉内ガス偏流
を防止できる。その結果、外燃式熱風炉を鉄皮応力増大
によるトラブルを生じることなく長期に亘り安定した外
燃式熱風炉の操業が達成される。
熱室のドーム側壁と燃焼室のドーム側壁とを伸縮継手を
用いないで連結管により直接連結した外燃式熱風炉にお
いて、連結管の付け根部に発生する鉄皮応力を低減でき
ると共に、熱風炉の燃焼時および通風時の炉内ガス偏流
を防止できる。その結果、外燃式熱風炉を鉄皮応力増大
によるトラブルを生じることなく長期に亘り安定した外
燃式熱風炉の操業が達成される。
【図1】本発明の構成条件を示す説明図である。
【図2】連結管の径(RD)と蓄熱室のドーム径(T
D)との比(RD/TD)および連結管付け根ナックル
部の蓄熱室側鉄皮応力をナックル部の補強要否とガス偏
流有無との関係について示す線グラフである。
D)との比(RD/TD)および連結管付け根ナックル
部の蓄熱室側鉄皮応力をナックル部の補強要否とガス偏
流有無との関係について示す線グラフである。
【図3】連結管の径(RD)と燃焼室のドームの径(N
D)との比(RD/ND)および連結管付け根ナックル
部の燃焼室側鉄皮応力をナックル部の補強要否とガス偏
流の有無との関係について示す線グラフである。
D)との比(RD/ND)および連結管付け根ナックル
部の燃焼室側鉄皮応力をナックル部の補強要否とガス偏
流の有無との関係について示す線グラフである。
【図4】従来の連結管の付け根近傍における蓄熱室の鉄
皮変形状況〔図4の(a)〕、燃焼室の鉄皮変形状況
〔図4の(b)〕を示す説明図である。
皮変形状況〔図4の(a)〕、燃焼室の鉄皮変形状況
〔図4の(b)〕を示す説明図である。
【図5】従来の伸縮継手を用いないで蓄熱室と燃焼室と
を連結管により直接連結した外燃式熱風炉を示す側面図
である。
を連結管により直接連結した外燃式熱風炉を示す側面図
である。
【図6】従来の伸縮継手を用いて蓄熱室と燃焼室とを連
結管により連結した外燃式熱風炉を示す側面図である。
結管により連結した外燃式熱風炉を示す側面図である。
1 蓄熱室 2 燃焼室 3 架台 4 連結管 5 伸縮継ぎ手 6 ドームリングスチフナ 7 テンションビーム 8 連結トラス 9 保温材 10 ドーム(蓄熱室) 11 ドーム(燃焼室) 12 外燃式熱風炉
Claims (1)
- 【請求項1】 蓄熱室のドーム側壁と燃焼室のドーム側
壁とを伸縮継手を用いないで連結管により直接連結した
外燃式熱風炉の連結構造において、連結管の管径(R
D)と蓄熱室のドーム径(TD)との比(RD/TD)
を0.24≦(RD/TD)≦0.60とし、また連結管の管径
(RD)と燃焼室のドーム径(ND)との比(RD/N
D)を0.44≦(RD/ND)≦0.60とすることにより、
連結管付け根の連結部鉄皮補強を不要としたことを特徴
とする外燃式熱風炉の連結構造。
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15174493A JP3277029B2 (ja) | 1993-06-23 | 1993-06-23 | 外燃式熱風炉の連結構造 |
US08/258,793 US5494026A (en) | 1993-06-23 | 1994-06-13 | Dome connecting structure of external combustion hot stove for blast furnace |
DE69421756T DE69421756T2 (de) | 1993-06-23 | 1994-06-14 | Kuppelverbindung für Hochofenwinderhitzer mit aussenliegendem Brennschacht |
EP94109112A EP0632136B1 (en) | 1993-06-23 | 1994-06-14 | Dome connecting structure of external combustion hot stove for blast furnace |
KR1019940013445A KR0128018B1 (ko) | 1993-06-23 | 1994-06-15 | 고로용 외연식 열풍로의 연결구조 |
CN94106470A CN1040230C (zh) | 1993-06-23 | 1994-06-16 | 用于高炉的外燃式热风炉的连接结构 |
BR9402499A BR9402499A (pt) | 1993-06-23 | 1994-06-22 | Estrutura de connexão de um forno de ar quente de um alto forno |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15174493A JP3277029B2 (ja) | 1993-06-23 | 1993-06-23 | 外燃式熱風炉の連結構造 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0711316A JPH0711316A (ja) | 1995-01-13 |
JP3277029B2 true JP3277029B2 (ja) | 2002-04-22 |
Family
ID=15525336
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15174493A Expired - Fee Related JP3277029B2 (ja) | 1993-06-23 | 1993-06-23 | 外燃式熱風炉の連結構造 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5494026A (ja) |
EP (1) | EP0632136B1 (ja) |
JP (1) | JP3277029B2 (ja) |
KR (1) | KR0128018B1 (ja) |
CN (1) | CN1040230C (ja) |
BR (1) | BR9402499A (ja) |
DE (1) | DE69421756T2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100396605B1 (ko) * | 2001-01-03 | 2003-09-03 | 아이티엠 주식회사 | 아날로그 위치 판별 시스템내 비선형 압력저항의 선형화방법 |
KR100789943B1 (ko) * | 2001-08-24 | 2008-01-02 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 열풍로 연결관에서의 연소실 보강 장치 및 그 방법 |
KR101445516B1 (ko) * | 2011-03-09 | 2014-09-29 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 용광로 열풍로의 열풍지관 구축방법 및 열풍지관 |
CN114580680B (zh) * | 2022-03-29 | 2023-01-06 | 广东韶钢松山股份有限公司 | 一种外燃式热风炉拱顶联络管温度场系统维护方法 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US590938A (en) * | 1897-09-28 | Lock-joint pipe and collar coupling for stoves or furnaces | ||
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