JP3369295B2 - 転炉鉄皮冷却方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、転炉鉄皮冷却方法に関
し、特に、少なくとも各炉頂鉄皮配管の排水側の水温を
みて給水側の流量を制御し、鉄皮変形を抑制しかつ炉内
付着物の量を増加させることなく内張り耐火物の損耗を
抑えるための新規な改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、一般に、転炉は、溶銑の脱炭・
昇熱等を行なう反応炉で、高温の溶融物を取り扱うた
め、鉄皮の内側に耐火物を内張りして使用している。こ
の耐火物は高温の溶融物の熱や、化学的反応により損耗
し、ある期間で張り変えられる。これらの炉または容器
は、高温の溶融金属を取り扱うため、耐火物内面から伝
達する熱により、外殻を構成する鉄皮が高温になり、熱
歪みにより鉄皮が変形したり、歪みの繰り返しによりつ
いては亀裂がはいる。一般に鉄皮は３５０〜４００℃以
上になると、小さい応力でも変形するクリープ現象が発
生し、またこのような高温で長時間使用すると組織が脆
化し、亀裂が発生する。従って、この対策として、鉄皮
外側に冷却配管を設置して空冷・水冷を行なったり、鉄
皮外周部に冷却エアーを吹きつける等、鉄皮冷却する方
法が採られていた。例えば、この種の鉄皮冷却方法とし
ては、一般に、図７に示される構成を挙げることができ
る。すなわち、給水側１の給水弁２は、ロータリージョ
イント３を介して、炉口金物４、炉口フランジ５及び炉
頂鉄皮６に接続され、これらの炉口金物４、炉口フラン
ジ５及び炉頂鉄皮６はトラニオンリング７及び前記ロー
タリージョイント３を介して排水側８の排水弁９に接続
されている。

【０００３】従って、前述の従来構成では、ロータリー
ジョイント３から炉口金物４、炉口フランジ５及び炉頂
鉄皮６に対して、各々流量監視計４Ａ，５Ａ，６Ｋを用
いて、４８Ｔ／Ｍ、１６Ｔ／Ｍ、３６Ｔ／Ｍの流量とな
るように調整し、排水側の温度計１０によって水温をみ
た後、給水側１の給水弁にてその流量を制御していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の転炉鉄皮冷却方
法は、以上のように構成されているため、次のような課
題が存在していた。すなわち、このような冷却方法を行
なうことにより、鉄皮変形や、熱歪み繰り返しによる亀
裂の発生等は防止できるが、炉内に内張りしている耐火
物の損耗が大きくなり、耐火物を張り変える周期が短か
くなるという、課題が生じていた。また、炉頂部におい
ては、処理中に地金や酸化物等の付着物が付着するが、
鉄皮を水冷することにより、炉内耐火物も冷却され付着
物の量が増加する。この為付着物除去作業の頻度が増
え、この衝撃を加えた除去作業を行う時に、炉内に内張
りしている耐火物も同時に剥落する現象が生じてくる。
また、鉄皮を冷却する為、鉄皮の膨張量が小さくなり、
内張り耐火物の膨張量とのバランスが崩れ、耐火物の内
部に発生する応力が大きくなり、内部亀裂が発生しやす
くなり、付着物を除去する時の内張り耐火物の剥落現象
を助長していた。特に内張り耐火物を張り変えた直後の
炉稼働初期は、炉口部に前述の地金が付着すると、炉口
内径が小さくなり、炉口部からの原料等の挿入が難かし
くなる為、たびたび衝撃を加えて付着物を除去する必要
があった。一方、炉稼働初期においては、内張り耐火物
の厚さが厚いため、鉄皮への熱影響は小さく、冷却水量
を減少することが可能であるが、冷却水量を減少しすぎ
ると、配管内で水が水蒸気となり異常膨張によって配管
が破裂するといった課題があった。また、従来方法で
は、炉頂鉄皮の各部の給水量が細かく制御できなかった
ため、絞り部の付着地金量が多くなり、鉄皮変形が大き
く、転炉内張りレンガ寿命が４５００回、絞り部レンガ
の脱落時期が２０００回となっていた。

【０００５】本発明は、以上のような課題を解決するた
めになされたもので、特に、少なくとも各炉頂鉄皮配管
の排水側の水温を検出して排水温度が所定温度になるよ
う給水側の流量を制御し、鉄皮変形を抑制しかつ炉内付
着物の量を増加させることなく内張り耐火物の損耗を抑
えるようにした転炉鉄皮冷却方法を提供することを目的
とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明による転炉鉄皮冷
却方法は、給水側の給水を用いて転炉の炉口金物、炉口
フランジ及び炉頂鉄皮を冷却した後の冷却排水をトラニ
オンリングを介して回収するようにした転炉鉄皮冷却方
法において、少なくとも前記炉頂鉄皮を冷却するための
複数の炉頂鉄皮配管を各々単独で排水側にて水温を測定
し、前記各炉頂鉄皮配管毎の給水側の流量を制御する方
法である。

【０００７】さらに詳細には、前記炉口金物の炉口金物
配管の排水側の水温を測定し、前記炉口金物配管の給水
側の流量を制御する方法である。

【０００８】さらに詳細には、前記炉口フランジの炉口
フランジ配管の排水側の水温を測定し、前記炉口フラン
ジ配管の給水側の流量を制御する方法である。

【０００９】さらに詳細には、前記転炉の鉄皮の内側の
パーマレンガとワークレンガの間に断熱材を用いる方法
である。

【００１０】さらに詳細には、前記断熱材は可縮性を有
し、前記ワークレンガの膨張による応力を吸収する方法
である。

【００１１】

【作用】本発明による転炉鉄皮冷却方法においては、少
なくとも炉頂鉄皮の各炉頂鉄皮配管ごとの水温を排水側
で測定し、この各炉頂鉄皮配管ごとに給水側の給水量の
調整を行うことができる。従って、炉稼働初期の内張り
耐火物の厚みが厚い時は、水量を絞り、操業していない
時には、水量を絞ることができ、これにより、過剰な冷
却を行なうことがなくなり、炉頂部への付着物の付着量
を減少することができる。また、内張り耐火物背面を断
熱構造にすることにより、鉄皮への熱影響を小さくし、
流量調整幅を減少することができる。さらに、断熱構造
として、可縮性のある断熱材を用いると、内張り耐火物
の膨張を吸収し、耐火物内に発生する応力を低下させる
為、内部亀裂が発生しにくくなる。

【００１２】

【実施例】以下、図面と共に本発明による転炉鉄皮冷却
方法の好適な実施例について詳細に説明する。なお、従
来例と同一又は同等部分については同一符号を用いて説
明する。図１において符号１で示されるものは給水側で
あり、この給水側１の給水弁２は、ロータリージョイン
ト３を介して、炉口金物４、炉口フランジ５及び炉頂鉄
皮６に接続され、これらの炉口金物４、炉口フランジ５
及び炉頂鉄皮６はトラニオンリング７及び前記ロータリ
ージョイント３を介して排水側８の排水弁９に接続され
ている。

【００１３】前記炉頂鉄皮６は、複数（８個）の炉頂鉄
皮配管６ａ〜６ｈで構成され、各配管６ａ〜６ｈには各
々制御弁６Ａ〜６Ｇが給水側１に配設され、各温度セン
サ６Ａ’〜６Ｈ’が排水側８に設けられている。また、
前記炉口金物４は炉口金物配管４ａに配管され、前記炉
口フランジ５は炉口フランジ配管５ａにて配管されてい
る。

【００１４】前記炉口金物４、炉口フランジ５及び炉頂
鉄皮６は、図２及び図３で示す転炉３０に配設され、そ
の各炉頂鉄皮配管６ａ〜６ｈは、図２の配管構成で図３
及び図４のように鉄皮３１に設けられている。前記鉄皮
３１の内側には、パーマレンガ３２及びワークレンガ３
３によって内張り耐火物３４を構成し、各レンガ３２と
３３間には岩綿板等の可縮性材料（逆に、可縮性のない
ものでも可）からなる断熱材３５が設けられている。な
お、この断熱材３５の厚さは、約３ｍｍから５ｍｍが好
適である。

【００１５】次に、動作について述べる。

【００１６】前述した炉口金物４、炉口フランジ５及び
炉頂鉄皮６に給水側１から給水を行っている状態で、排
水側８の温度センサ６Ａ’〜６Ｈ’で排水側８の各炉頂
鉄皮配管６ａ〜６ｈごとの水温を測定し、給水側の各制
御弁６Ａ〜６Ｈの絞りを制御することにより、この各炉
頂鉄皮配管６ａ〜６ｈごとに給水側の給水量が調整さ
れ、例えば炉稼働初期の内張り耐火物３４の厚みが厚い
時は、水量を絞り、操業していない時には、水量を絞る
ことができ、これにより、過剰な冷却を行なうことがな
くなり、炉頂部へのスラグや地金の付着物の付着量を減
少することができる。

【００１７】また、ワークレンガ３３の背面に断熱材３
５を設けているため、鉄皮３１への熱影響を小さくし、
流量調整幅を減少することができる。さらに、断熱構造
として、可縮性のある断熱材３５を用いると、内張り耐
火物３４の膨張を吸収し、パーマレンガ３２及びワーク
レンガ３３内に発生する応力を吸収して低下させるた
め、内張り耐火物３４の内部亀裂が発生しにくくなる。
なお、前述の実施例では、炉頂鉄皮６の各配管の給水量
を制御する場合について述べたが、これと併設して炉口
金物４及び炉口フランジ５の給水量の制御を行うように
してもよい。

【００１８】実施例１． １８５トンの溶鋼を処理する転炉を用い、冷却水量とし
て、炉口金物４８トン／Ｈ、炉口フランジ１６トン／
Ｈ、炉頂鉄皮配管は排水温度が６０℃（パッキン保護の
ため）となるように調整、但し、最低流量２．９トン／
Ｈ（８本）、最高流量４．５トン／Ｈ（８本）とした場
合、転炉内張りレンガ寿命が５０００回、絞り部レンガ
脱落時期が２５００回から３０００回であった。すなわ
ち、従来の４５００回及び２０００回に比べると大幅な
向上が見られた。

【００１９】実施例２． 前述の実施例１と同じ条件において、各レンガ３２と３
３間に厚さ５ｍｍの断熱材３５を設けた場合、転炉内張
りレンガ寿命が５０００〜５５００回、絞り部レンガ脱
落時期が３５００〜４０００回に向上した。

【００２０】

【発明の効果】本発明による転炉鉄皮冷却方法は、以上
のように構成されているため、少なくとも炉頂鉄皮の各
配管内の排水の温度を検出し、その各配管の給水量の制
御をし、冷却状態を従来よりも細かく制御することがで
き、そのため、転炉内張りレンガの長寿命化、絞り部レ
ンガの脱落時期を大幅に延長することができる。また、
内張り耐火物の各レンガ間に断熱材を用いることによ
り、前述の寿命及び時期を大幅にのばすことができると
共に、内張り耐火物の熱による膨張を断熱材で吸収し、
発生する応力を吸収して内部亀裂の発生を防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による転炉鉄皮冷却方法を示す構成図で
ある。

【図２】図１の配管を示す詳細構成図である。

【図３】転炉を示す構成図である。

【図４】図３の点線で示す要部の拡大断面図である。

【図５】ワークレンガを示す拡大斜視図である。

【図６】図５の正面図である。

【図７】従来の転炉鉄皮冷却方法を示す構成図である。

【符号の説明】

１ 給水側 ４ 炉口金物 ４ａ 炉口金物配管 ５ 炉口フランジ ５ａ 炉口フランジ配管 ６ 炉頂鉄皮 ６ａ〜６ｈ 炉頂鉄皮配管 ７ トラニオンリング ８ 排水側 ３０ 転炉 ３１ 鉄皮 ３２ パーマレンガ ３３ ワークレンガ ３５ 断熱材

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 給水側(1)の給水を用いて転炉(30)の炉
   口金物(4)、炉口フランジ(5)及び炉頂鉄皮(6)を冷却し
   た後の冷却排水をトラニオンリング(7)を介して回収す
   るようにした転炉鉄皮冷却方法において、少なくとも前
   記炉頂鉄皮(6)を冷却するための複数の炉頂鉄皮配管(6a
   〜6h)を各々単独で排水側(8)にて水温を測定し、前記各
   炉頂鉄皮配管(6a〜6h)毎の給水側(1)の流量を制御する
   ことを特徴とする転炉鉄皮冷却方法。
2. 【請求項２】 前記炉口金物(4)の炉口金物配管(4a)の
   排水側(8)の水温を測定し、前記炉口金物配管(4a)の給
   水側(1)の流量を制御することを特徴とする請求項１記
   載の転炉鉄皮冷却方法。
3. 【請求項３】 前記炉口フランジ(5)の炉口フランジ配
   管(5a)の排水側(8)の水温を測定し、前記炉口フランジ
   配管(5a)の給水側(1)の流量を制御することを特徴とす
   る請求項１記載の転炉鉄皮冷却方法。
4. 【請求項４】 前記転炉(30)の鉄皮(31)の内側のパーマ
   レンガ(32)とワークレンガ(33)の間に断熱材(35)を用い
   ることを特徴とする請求項１ないし２の何れかに記載の
   転炉鉄皮冷却方法。
5. 【請求項５】 前記断熱材(35)は可縮性を有し、前記ワ
   ークレンガ(33)の膨張による応力を吸収することを特徴
   とする請求項４記載の転炉鉄皮冷却方法。