JP3633519B2 - Stave cooler for metallurgical furnace and its mounting method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば高炉等の冶金炉の炉体を冷却して保護するための冶金炉用ステーブクーラおよびその取付け方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
周知のように、高炉は、高いシャフトおよび炉底の湯溜まり部を備え、鉱石とコークスとを炉頂から装入するとともに湯溜まり部にある羽口から熱風を炉内に送風することにより、コークスを燃焼させて鉱石を還元溶解する冶金炉であり、最も高能率の銑鉄製造装置として広く用いられている。現在、わが国における高炉の炉体は、高炉の大型化に伴って、炉胸部に鉄皮を用い、その荷重を数本の柱で支持し、炉頂部の荷重は櫓鉄骨で支持するという、いわゆる鉄骨鉄皮式が採用されている。この鉄皮は、主に溶接構造用鋼(SM材)からなり、板厚が60〜120mm程度の小片を多数溶接することによって構築される。鉄皮の内面側には、熱負荷の低減を図るために耐熱レンガが積み上げられて配置される。
【0003】
このように鉄皮と多数の耐熱レンガとにより構成される炉体の側壁は、側壁れんが積の寿命延長および鉄皮保護の観点から、▲1▼炉の高さ方向に30〜50段程度、各段36〜52段程度の冷却盤を千鳥状に配置する冷却盤方式、▲2▼炉体に散水する散水冷却方式、▲3▼炉体周囲に配置した冷却水流路を用いるジャケット冷却式、さらには▲4▼内部に冷却水流路を有するステーブクーラを鉄皮と耐熱レンガとの間に多数配置するステーブクーラ方式等により、冷却される。
【0004】
これらの冷却方式のうちステーブクーラ方式に用いられるステーブクーラは、一般的に、直接高熱雰囲気による熱負荷によって摩耗、損耗、本体の熱膨張や反りによる冷却パイプの破損等により早期に寿命をきたすため、これまでにもステーブクーラの耐久性を向上するための発明が多数開示されている。
【0005】
図4は、パンフレット「新日鉄式ステーブクーラー」により第3世代型ステーブクーラとして開示された鋳鉄製のステーブクーラ1を示す説明図であり、図4(a)は正面図、図4(b)は側面図である。図4(a)および図4(b)に示すように、このステーブクーラ1の本体2は、鋳鉄により構成され、その内部には、事前に曲げ加工された合計10本もの冷却配管3が鋳込まれて配置される。このステーブクーラ1は、本体2の材質変更や冷却配管3の高密度化等の改良により、10年以上の寿命を有するようになっている。
【0006】
一方、図5は、特開平8−85808号公報により開示された鋳鉄製のステーブクーラ4の鉄皮6への取付け構造を示す説明図である。図5に例示するように、事前に曲げ加工された冷却配管7を冷却水供給および排出水路として内部に鋳込まれた本体5が、鉄皮6の内部に配置される。冷却配管7の端部は、鉄皮6に設けられた貫通孔を貫通して鉄皮6の外部へ導かれ、露出した冷却配管7の端部は、その周囲に配置された保護管8により保護される。保護管8はガスシールプレート9を介して、鉄皮6に取り付けられる。ステーブクーラ4の本体5は、角形の頭部を有して本体5に埋設された取付けボルト10a、10bと、座金11a、11bと、ナット12a、12bとによって鉄皮6に固定される。一般的に、鋳鉄製のステーブクーラ4は、高炉の高さ方向への異なる二つの高さ位置で鉄皮6に取り付けられる。
【0007】
しかし、図4や図5により示す冷却配管3、7を用いると、炉外における配管の引き回しが複雑となり、また本体2、5の大型化や図示しない給水設備の大容量化も必要となる。このため、操業途中に短時間で取り替える必要が生じる補修用ステーブクーラとしては、用いることができない。
【0008】
また、図5に示す取付け方法では、取付けボルト10a、10bが炉内面まで貫通することから、長期間の使用により、摩耗や損耗等に起因した本体5の冷却機能の喪失よりも先に、取付けボルト10a、10bの支持機能が喪失してしまう。これにより、本体5の熱膨張や反り等による荷重が全て冷却配管7の保護管8に負荷されるため、冷却配管7にも多大な応力が作用し、亀裂損傷を与えてしまい、しばしば高炉内に冷却水が漏水するといった重大な事故になるおそれがある。
【0009】
さらに、図6は、ステーブクーラ13の鉄皮14への他の周知の取付け構造を示す説明図である。この図6に示す取付け構造では、冷却配管16はガスシール用金物である伸縮管17を介して、鉄皮14に取り付けられる。この取付け構造によれば、確かに、ステーブクーラ13の本体15に鋳込まれた冷却配管16が移動可能となるものの、図5に示す取付け構造と同様に、本体15を鉄皮14に取り付ける取付けボルト18が炉内まで貫通するため、本体15の冷却機能の喪失よりも先に取付けボルト18の支持機能が喪失してしまい、伸縮管17を残して本体15の支持機能がほとんど喪失されてしまい、最悪の場合には、伸縮管17の破損や本体15の脱落等を招来してしまう。
【0010】
そこで、特開昭52−8553号公報には、図7に示すように、冷却管19から供給される冷却水によって本体15の内部に埋設された取付けボルト18を冷却する構造が開示されている。しかし、この取付け構造では、冷却管19やその給排水設備等が必要となる。通常、一基の冶金炉には400〜500個程度のステーブクーラが設置されるため、冷却管19や付帯設備の設置コストは莫大なものになってしまう。
【0011】
なお、図8に示すように、ステーブクーラ13の本体15にタップ孔20を加工することにより取付けボルト18を取り付ける構造も考えられる。しかし、一般的に、鋳鉄製の本体15は熱応力に起因して亀裂が生じ易く、しかも、ボルト孔では特に応力集中が発生し易いために亀裂の起点となり易い。このため、図8に示す取付け構造は採用できない。
【0012】
一方、新規に高炉を建設する際や長期間の操業中断時にステーブクーラを交換する際にも、高炉稼働年数の延長に伴うステーブクーラ自体の更なる寿命延長や設置コスト削減に対する要請が大きくなり、このような要請に対しては鋳鉄製のステーブクーラでは対応できなくなってきた。このため、鋳鉄製のステーブクーラよりも、本体の摩耗、損耗、熱膨張さらには反りが少ないために長寿命であって構造が簡素化された銅および銅合金製のステーブクーラが、特開昭55−122810号公報や特開平11−293312号公報により開示されている。
【0013】
図9は、特開昭55−122810号公報により開示された、銅および銅合金製のステーブクーラー21の平面図である。このステーブクーラー21の本体22の内部には、機械加工によって冷却水水路23が設けられる。また、本体22に冷却水を導入および導出する管材24は本体22に溶接固定される。
【0014】
図10は特開平11−293312号公報により開示された、銅および銅合金製のステーブクーラー25の平面図である。このステーブクーラー25の本体26の内部における冷却水水路27は、本体26の製造時に中子を使用して一体的に鋳造される。また、本体26に冷却水を導入および導出する管材28は、図9に示すステーブクーラー21と同様に、本体26に溶接固定されている。
【0015】
図9および図10に示す、銅および銅合金製のステーブクーラー21、25は、本体の亀裂、損耗、反り等による変形の発生が少なく、寿命が長い。また、本体に冷却水を導入および導出する管材24、28の材質は、ガルバニック腐食 (異種金属間腐食) の発生防止を考慮すると、本体22、26と同等の銅および銅合金であることが望ましい。また、管材24、28を銅および銅合金製とすると、炭素鋼に比較して強度的に劣るため、本体22、26の固定支持は取付ボルトを用いて行い、管材24、28の鉄皮への取付けは図6に例示した伸縮管17を用いて、管材24、28に応力を負担させない方法が広く採用される。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
図9や図10に示すような銅および銅合金製のステーブクーラー21、25は亀裂発生が少ないため、前述した図8に示すように本体15にタップ孔20を設けることは、取付けボルト18の損耗を防止する意味でも望ましい。しかし、図8に示すような取付けボルト18では、本体とのガタを意図的に設けることができないため、取付けボルト18と噛合するナットの締め具合によっては、図9、図10の本体21、25の熱変形を拘束することになり、発生する熱応力によっては金属疲労が進行して本体21、25に亀裂が発生してしまう。また、亀裂は疲労性のものであるため、高炉使用期間が長期間化する傾向にある近年の状況では、なおさらこの問題が顕在化してくる可能性がある。
【0017】
また、高炉に装着されたステーブクーラーの一部(例えば正円錐型のシャフト部に装着されたステーブクーラー)は、操業途中に短時間で取り替えられるものがある。しかし、図9や図10に示すような銅および銅合金製のステーブクーラー21、25を補修交換用のステーブクーラーとして使用する場合、この補修交換用のステーブクーラー本体を既設のステーブクーラーに干渉しない位置で炉口部から炉内略中央部に吊り下げ、これをシャフト部の内壁面まで略水平方向へ引き寄せる必要がある。このため、炉内面に吊具を配置する必要がある。この際、吊り下げられたステーブクーラーと鉄皮との間の傾斜が大きく異なるため、ステーブクーラーを鉄皮に引き寄せ難いという問題があり、作業時間の増加が生じていた。また、本体に接合される管材が銅および銅合金製であれば、さらに問題は深刻となり、強度的に炭素鋼に比較して劣るため、管材を曲げたり損傷したりするおそれがあるという支障をきたすこともある。
【0018】
本発明の第1の目的は、従来の技術が有するこのような課題、つまり発生する熱応力により金属疲労に起因した亀裂の発生を抑制または解消することができる、例えば高炉等の冶金炉の炉体を冷却して保護するための銅または銅合金製の冶金炉用ステーブクーラと、その取付け方法とを提供することである。
【0019】
本発明の第2の目的は、第1の目的に加えて、補修交換用のステーブクーラーとして使用する場合にも短時間で交換作業を行うことができ、さらには管材を曲げたり損傷したりするおそれがない、銅または銅合金製の冶金炉用ステーブクーラと、その取付け方法とを提供することである。
【0020】
【課題を解決するための手段】
本発明は、冶金炉の内部に配置される本体を有し、この本体が、冶金炉の高さ方向への一つの高さ位置に、冶金炉を構成する外壁部に固定配置される固定部材を備え、この固定部材の先端が、本体の内部に設けられた冷却液体流路に接続された冷却液体の供給管および排出管それぞれの先端よりも、本体から離れた位置に配置されることを特徴とする冶金炉用ステーブクーラである。
【0021】
また、この本発明にかかる冶金炉用ステーブクーラの本体は、銅または銅合金からなることが、例示される。
【0026】
【発明の実施の形態】
(第1の実施の形態)
以下、本発明にかかる冶金炉用ステーブクーラおよびその取付け方法の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以降の説明では、冶金炉が高炉30であるとともに、本発明にかかる冶金炉用ステーブクーラをこの高炉のシャフト部に装着する場合を例にとる。
【0027】
図1は、高炉30のシャフト部を、一部簡略化・省略するとともに破断状態で示す斜視図である。また、図2は、図1におけるA−A断面図である。
図1に示すように、シャフト部は、正円錐型の斜面の一部をなす鉄皮31と、鉄皮31の内面側に円周状に配置された本実施の形態の冶金炉用ステーブクーラ本体32と、この本体32の内面に装着された耐火物33とにより構成される。
【0028】
シャフト部を構成する鉄皮31は、主に溶接構造用鋼(SM材)からなり、板厚が30〜100mm 程度の小片を多数溶接することによって、正円錐型に構築される。また、本体32は、銅または銅合金からなり、内部に図示しない冷却水流路を設けられている。冷却水流路の配置や構成は、周知慣用の手段によればよい。この本体32は、鉄皮31の内面から一定距離だけ離れて配置される。
【0029】
さらに、図1および図2に示すように、本体32側の平面には、凹凸部34に耐火物33が装着されている。
このようにして、本実施の形態では、耐火物33を装着された本体32が多数積み上げられて、シャフト部の内壁面が構成される。
【0030】
本実施の形態では、本体32が、高炉30の高さ方向への一つの高さ位置Bに、鉄皮31に固定配置される固定部材36a、36bを備えている。固定部材36a、36bは、棒状部材であって、後述するように、装着時に鉄皮31の内面に衝突することにより発生する大きな外力に充分に耐え得る強度を有しており、本体32を充分に支持することができる。また、固定部材36a、36bの先端には牽引用の金具37a、37bが固定されている。本実施の形態では、本体32にタップ孔38を設け、このタップ孔38に固定部材36a、36bの先端に設けたねじ部を螺合させることによって、固定部材36a、36bを本体32に固定したが、かかる形態に限定されるものではなく、例えば溶接することにより固定してもよい。
【0031】
固定部材36は、鉄皮31に設けられた貫通孔39a、39bを介して、金具37a、37bが固定された端部が、高炉30の外部に露出している。なお、図1では図面の煩雑化を防ぐために省略してあるが、図2に示すように、貫通孔39cには環状の固定用ワッシャ40が装着されており、固定部材36a、36bを支持するとともに貫通孔39a、39bを封止する。
【0032】
なお、本実施の形態では、図1および図2に示すように、高さ位置Bに2本の固定部材36a、36bを設けたが、本実施の形態とは異なり、高さ位置Bにおいて高炉30の周方向に固定部材36cを1本または2本以上設けてもよい。
【0033】
さらに、本体32の上部には4本の冷却水排出管41、42、45、46が装着され、本体32の下部には4本の冷却水供給管43、44、47、48が装着される。冷却水排出管41、42、45、46および冷却水供給管43、44、47、48は、いずれも、本体32の内部に設けられた図示しない冷却水流路に接続される。冷却水供給管43、44、47、48から供給された冷却水は、本体32の内部に設けられた図示しない冷却水流路を流通することにより本体32を冷却し、冷却水排出管41、42、45、46から排出される。
【0034】
図2に示すように、冷却水排出管41、42、45、46は、鉄皮31に設けられた貫通孔49を貫通して、高炉30の外部に露出する。また、冷却水供給管43、44、47、48は、鉄皮31に設けられた貫通孔50を貫通して、高炉30の外部に露出する。
【0035】
貫通孔49には、二つの貫通孔を設けられた円板状のシール部材51が溶接されており、これら二つの貫通孔の内縁部にはそれぞれ伸縮管52が装着されている。これら伸縮管52の端部は、冷却水排出管41、42、45、46の端部に設けられたシール部材53に固定されている。これにより、本体32の熱膨張または熱収縮に起因して冷却水排出管41、42、45、46が変位しても、本体32に熱膨張に起因する応力を略解消しながら、換言すれば、高炉30の稼働時の温度上昇による熱膨張に起因する反りを略吸収しながら、貫通孔49の封止性を維持することができる。
【0036】
なお、図2では図示を省略してあるが、冷却水供給管43、44、47、48と貫通孔50との封止も、同様の手段によりなされている。
また、本実施の形態では、図2に示すように、固定部材36a、36bの先端が、本体32の内部に設けられた冷却水流路(図示しない)に接続された冷却水排出管41、42、45、46および冷却水給水管43、44、47、48それぞれの先端よりも、本体32から離れた位置に配置されている。
【0037】
このように、本実施の形態の冶金炉用ステーブクーラ32は、高炉30のシャフト部30aの内部に配置され、高炉30の稼働時の温度上昇による熱膨張に起因する応力を略解消することができるように、換言すれば、高炉30の稼働時の温度上昇による熱膨張に起因する反りを略吸収することができるように、高炉30を構成する外壁部である鉄皮31へ取付けられている。
【0038】
本実施の形態の冶金炉用ステーブクーラ32は、以上のように構成される。次に、この冶金炉用ステーブクーラ32の取付け方法を説明する。
図3は、本実施の形態により冶金炉用ステーブクーラ32の取付け方法を模式的に示す説明図である。図3を用いて、高炉30の操業途中において短時間でステーブクーラ32の取替えを行う状況を説明する。
【0039】
まず、交換作業を開始する前に、予め、32のタップ孔38へ固定部材36a、36bを螺合させて装着しておく。固定部材36a、36bは、高さ位置Bに2本設け、冷却水排出管41、42、45、46および冷却水供給管43、44、47、48と略平行に取り付けられている。
【0040】
また、固定部材36a、36bは、冷却水排出管41、42、45、46および冷却水供給管43、44、47、48よりも先に鉄皮31に接触する長さとしている。
【0041】
このようにして、固定部材36a、36bを本体32に装着した後、本体32を、ワイヤ54により吊り下げた後に高炉30の炉口を介して炉内に吊り下げる。この後、固定部材36a、36bが貫通孔39a、39bと略一致する高さに達した後、牽引ワイヤ55を貫通孔39a、39bから炉内から引き出し、そして、牽引ワイヤ55により金具37a、37bを介して、固定部材36a、36bを牽引し、本体32を鉄皮31の内部の所定位置に配置する。
【0042】
この際、本実施の形態では、固定部材36a、36bが冷却水排出管41、42、45、46および冷却水供給管43、44、47、48よりも先に鉄皮31に衝突するため、冷却水排出管41、42、45、46および冷却水供給管43、44、47、48が損傷するという事故を防止することができ、徐々に固定部材36a、36bへの荷重を負荷するように本体32の位置を下ろしていけば、自然に鉄皮31の傾斜角度と本体32の傾斜角度とが近づく。このため、冷却水排出管41、42、45、46および冷却水供給管43、44、47、48と鉄皮31とが接触することなく、本体32を鉄皮31に引き寄せて取り付けることが可能である。
【0043】
このように、本実施の形態では、冶金炉用ステーブクーラ32を、高炉30の内部に、稼働時の温度上昇による熱膨張に起因する応力を略解消することができるように、または、熱膨張に起因する反りを略吸収することができるように、高炉30を構成する鉄皮31へ取付ける。
【0044】
このように、本実施の形態によれば、発生する熱応力による金属疲労に起因した亀裂の発生を抑制または解消することができる、高炉の炉体を冷却して保護するための銅または銅合金製の冶金炉用ステーブクーラ32と、その取付け方法とを提供することができた。
【0045】
また、本実施の形態によれば、補修交換用のステーブクーラーとして使用する場合にも短時間で交換作業を行うことができ、さらには冷却水排出管41、42、45、46および冷却水供給管43、44、47、48を曲げたり損傷したりするおそれがなく、交換作業を円滑に行うことができる、銅または銅合金製の冶金炉用ステーブクーラ32と、その取付け方法とを提供することができた。
【0046】
さらに、本実施の形態によれば、ステーブクーラーを長期に亘って安定して鉄皮に固定支持させることができる。
(変形形態)
実施の形態では、冶金炉が高炉である場合を例にとった。しかし、本発明は高炉には限定されず、高炉以外の冶金炉についても同様に適用される。
【0047】
また、実施の形態では、冶金炉用ステーブクーラをこの高炉のシャフト部に装着する場合を例にとったが、シャフト部以外の他の部位に適用することもできる。
【0048】
また、実施の形態では、交換用の冶金炉用ステーブクーラに適用した場合を例にとったが、例えば高炉の新設時等にも適用できることはいうまでもない。
【0049】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、発生する熱応力による金属疲労に起因した亀裂の発生を抑制または解消することができる、例えば高炉等の冶金炉の炉体を冷却して保護するための銅または銅合金製の冶金炉用ステーブクーラと、その取付け方法とを提供することができた。
【0050】
また、本発明によれば、補修交換用のステーブクーラーとして使用する場合にも短時間で交換作業を行うことができ、さらには管材を曲げたり損傷したりするおそれがない、銅または銅合金製の冶金炉用ステーブクーラと、その取付け方法とを提供することができた。
【0051】
かかる効果を有する本発明の意義は、著しい。
【図面の簡単な説明】
【図1】高炉のシャフト部を、一部簡略化・省略するとともに破断状態で示す斜視図である。
【図2】図1におけるA−A断面図である。
【図3】実施の形態による冶金炉用ステーブクーラの取付け方法を模式的に示す説明図である。
【図4】パンフレット「新日鉄式ステーブクーラー」により第3世代型ステーブクーラとして開示された鋳鉄製のステーブクーラ1を示す説明図であり、図6(a)は正面図、図6(b)は側面図である。
【図5】特開平8−85808号公報により開示された鋳鉄製のステーブクーラの鉄皮への取付け構造を示す説明図である。
【図6】ステーブクーラの鉄皮への他の周知の取付け構造を示す説明図である。
【図7】特開昭52−8553号公報により開示されたステーブクーラの鉄皮へ取付け構造を示す説明図である。
【図8】ステーブクーラの本体にタップ孔を加工することにより取付けボルトを取り付ける構造を示す説明図である。
【図9】特開昭55−122810号公報により開示された、銅および銅合金製のステーブクーラーの平面図である。
【図10 】特開平11−293312号公報により開示された、銅および銅合金製のステーブクーラーの平面図である。
【符号の説明】
30 高炉
31 鉄皮
32c 冶金炉用ステーブクーラ
32c’ 本体
36c 固定部材
B 一つの高さ位置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a stave cooler for a metallurgical furnace for cooling and protecting a furnace body of a metallurgical furnace such as a blast furnace and a method for mounting the same.
[0002]
[Prior art]
As is well known, the blast furnace is equipped with a high shaft and a bottom of the furnace, and ore and coke are charged from the top of the furnace and hot air is blown into the furnace from the tuyere at the pool. It is a metallurgical furnace that burns coke to reduce ore ore and is widely used as the most efficient pig iron production equipment. At present, the furnace body of blast furnaces in Japan is so-called that the core of the blast furnace is supported by several pillars and the load at the top of the furnace is supported by a steel frame as the size of the blast furnace increases. A steel-frame type is used. This iron skin is mainly made of welded structural steel (SM material), and is constructed by welding a large number of small pieces having a plate thickness of about 60 to 120 mm. On the inner surface side of the iron skin, heat-resistant bricks are stacked and arranged in order to reduce the heat load.
[0003]
Thus, the side wall of the furnace body composed of the iron shell and a large number of heat-resistant bricks is from the viewpoint of extending the life of the side wall brick and protecting the iron skin. (1) About 30 to 50 steps in the height direction of the furnace. Cooling plate method in which cooling plates of 36 to 52 steps are arranged in a staggered manner, (2) Sprinkling cooling method to sprinkle the furnace body, (3) Jacket cooling method using a cooling water flow path arranged around the furnace body, Furthermore, it is cooled by the stave cooler system etc. which arrange | position many stave coolers which have a cooling water flow path in (4) inside between an iron skin and a heat-resistant brick.
[0004]
Of these cooling methods, the stave cooler used in the stave cooler method generally has an early life due to wear and wear due to heat load caused by a direct high-heat atmosphere, and damage to the cooling pipe due to thermal expansion and warping of the main body. Many inventions for improving the durability of the stave cooler have been disclosed so far.
[0005]
FIG. 4 is an explanatory view showing a cast iron stave cooler 1 disclosed as a third generation stave cooler by the pamphlet “Nippon Steel Stave Cooler”. FIG. 4 (a) is a front view, and FIG. 4 (b) is a front view. It is a side view. As shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), the main body 2 of the stave cooler 1 is made of cast iron, and a total of ten
[0006]
On the other hand, FIG. 5 is explanatory drawing which shows the attachment structure to the
[0007]
However, if the
[0008]
Further, in the mounting method shown in FIG. 5, since the
[0009]
FIG. 6 is an explanatory view showing another known attachment structure of the
[0010]
Therefore, Japanese Patent Laid-Open No. 52-8553 discloses a structure for cooling the
[0011]
In addition, as shown in FIG. 8, the structure which attaches the
[0012]
On the other hand, when constructing a new blast furnace or replacing a stave cooler when operation is interrupted for a long period of time, there is a growing demand for further extension of the life of the stave cooler itself and reduction of installation costs due to the extension of the blast furnace operating years. Such a request cannot be handled by a cast iron stave cooler. For this reason, a copper and copper alloy stave cooler having a long life and a simplified structure due to less wear, damage, thermal expansion and warping of the main body than a cast iron stave cooler is disclosed in No. 55-122810 and JP-A-11-293312.
[0013]
FIG. 9 is a plan view of a stave cooler 21 made of copper and a copper alloy disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-122810. A
[0014]
FIG. 10 is a plan view of a stave cooler 25 made of copper and a copper alloy disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-293312. The cooling
[0015]
9 and 10, the stave coolers 21 and 25 made of copper and copper alloy are less likely to be deformed due to cracks, wear, warpage, etc. of the main body and have a long life. In addition, considering the prevention of the occurrence of galvanic corrosion (corrosion between different metals), it is desirable that the materials of the
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
Since the copper and copper alloy stave coolers 21 and 25 as shown in FIGS. 9 and 10 are less likely to crack, providing the
[0017]
Some of the stave coolers attached to the blast furnace (for example, the stave cooler attached to the regular conical shaft portion) may be replaced in a short time during operation. However, when the copper and copper alloy stave coolers 21 and 25 as shown in FIGS. 9 and 10 are used as repair / replacement stave coolers, the repair / replacement stave cooler main body does not interfere with the existing stave cooler. It is necessary to hang from the furnace port part to the substantially central part in the furnace at the position and draw it in the substantially horizontal direction to the inner wall surface of the shaft part. For this reason, it is necessary to arrange a hanging tool on the inner surface of the furnace. At this time, since the slope between the suspended stave cooler and the iron skin is greatly different, there is a problem that it is difficult to draw the stave cooler to the iron skin, resulting in an increase in working time. Moreover, if the pipe material joined to the main body is made of copper and a copper alloy, the problem becomes more serious, and the strength is inferior to that of carbon steel, so there is a possibility that the pipe material may be bent or damaged. Sometimes it comes.
[0018]
The first object of the present invention is to provide a metallurgical furnace, such as a blast furnace, which can suppress or eliminate such problems of the prior art, that is, the occurrence of cracks caused by metal fatigue due to the generated thermal stress. The object is to provide a copper or copper alloy stave cooler for a metallurgical furnace for cooling and protecting the body, and a method for mounting the same.
[0019]
In addition to the first object, the second object of the present invention is that the replacement work can be performed in a short time even when used as a repair / replacement stave cooler, and further, the pipe material is bent or damaged. There is provided a stave cooler for a metallurgical furnace made of copper or a copper alloy and a method for attaching the same without fear.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has a main body disposed inside a metallurgical furnace, and the main body is fixedly disposed on an outer wall portion constituting the metallurgical furnace at one height position in the height direction of the metallurgical furnace. The distal end of the fixing member is disposed at a position farther from the main body than the respective distal ends of the cooling liquid supply pipe and the discharge pipe connected to the cooling liquid flow path provided inside the main body. This is a featured metal cooler stave cooler.
[0021]
Moreover, it is illustrated that the main body of the stave cooler for a metallurgical furnace according to the present invention is made of copper or a copper alloy.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a metallurgical furnace stave cooler and its mounting method according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, the case where the metallurgical furnace is the
[0027]
FIG. 1 is a perspective view showing the shaft portion of the
As shown in FIG. 1, the shaft portion includes an
[0028]
The
[0029]
Further, as shown in FIGS. 1 and 2, a refractory 33 is attached to the concavo-
Thus, in this Embodiment, many
[0030]
In the present embodiment, the
[0031]
The fixing member 36 is exposed to the outside of the
[0032]
In the present embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, two fixing
[0033]
Further, four cooling
[0034]
As shown in FIG. 2, the cooling
[0035]
A disc-shaped sealing
[0036]
In addition, although illustration is abbreviate | omitted in FIG. 2, sealing with the cooling
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, cooling water discharge pipes 41, 42 in which the tips of the fixing
[0037]
As described above, the metallurgical furnace stave cooler 32 of the present embodiment is disposed inside the shaft portion 30a of the
[0038]
The metallurgical furnace stave cooler 32 of the present embodiment is configured as described above. Next, a method for mounting the metallurgical furnace stave cooler 32 will be described.
FIG. 3 is an explanatory view schematically showing a method of attaching the metallurgical furnace stave cooler 32 according to the present embodiment. The situation where the stave cooler 32 is replaced in a short time during the operation of the
[0039]
First, before starting the replacement work, the fixing
[0040]
The fixing
[0041]
In this manner, after the fixing
[0042]
At this time, in the present embodiment, the fixing
[0043]
Thus, in the present embodiment, the metallurgical furnace stave cooler 32 is placed inside the
[0044]
Thus, according to the present embodiment, copper or a copper alloy for cooling and protecting the furnace body of a blast furnace, which can suppress or eliminate the occurrence of cracks due to metal fatigue due to the generated thermal stress. It was possible to provide a metallurgical furnace stave cooler 32 and its mounting method.
[0045]
Further, according to the present embodiment, even when used as a repair / replacement stave cooler, the replacement work can be performed in a short time, and the cooling
[0046]
Furthermore, according to the present embodiment, the stave cooler can be stably fixed and supported on the iron skin over a long period of time.
(Deformation)
In the embodiment, the case where the metallurgical furnace is a blast furnace is taken as an example. However, the present invention is not limited to a blast furnace, and is similarly applied to a metallurgical furnace other than the blast furnace.
[0047]
In the embodiment, the case where the metal-metal-furnace stave cooler is attached to the shaft portion of the blast furnace is taken as an example, but the present invention can also be applied to other parts other than the shaft portion.
[0048]
Moreover, in the embodiment, the case where the present invention is applied to a replacement metallurgical furnace stave cooler has been taken as an example, but it goes without saying that the present invention can be applied to, for example, a new blast furnace.
[0049]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to suppress or eliminate the occurrence of cracks caused by metal fatigue due to the generated thermal stress, for example, cooling and protecting a furnace body of a metallurgical furnace such as a blast furnace. It was possible to provide a stave cooler for a metallurgical furnace made of copper or copper alloy, and a method for mounting the same.
[0050]
Further, according to the present invention, even when used as a repair / replacement stave cooler, the replacement work can be performed in a short time, and there is no risk of bending or damaging the pipe material. Stab cooler for metallurgical furnace and its mounting method.
[0051]
The significance of the present invention having such an effect is remarkable.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a shaft portion of a blast furnace in a partially broken and omitted state.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
FIG. 3 is an explanatory view schematically showing a mounting method of a metal cooler stave cooler according to an embodiment.
FIG. 4 is an explanatory view showing a cast iron stave cooler 1 disclosed as a third generation stave cooler by the pamphlet “Nippon Steel Stave Cooler”. FIG. 6 (a) is a front view, and FIG. 6 (b) is a front view. It is a side view.
FIG. 5 is an explanatory view showing a mounting structure of a cast iron stave cooler disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-85808.
FIG. 6 is an explanatory view showing another known attachment structure to the iron skin of the stave cooler.
FIG. 7 is an explanatory view showing a structure for attaching a stave cooler to an iron skin disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 52-8553.
FIG. 8 is an explanatory view showing a structure for attaching a mounting bolt by machining a tap hole in the main body of the stave cooler.
FIG. 9 is a plan view of a copper and copper alloy stave cooler disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-122810.
FIG. 10 is a plan view of a stave cooler made of copper and a copper alloy disclosed by Japanese Patent Laid-Open No. 11-293312.
[Explanation of symbols]
30
Claims (2)
を特徴とする冶金炉用ステーブクーラ。 The main body has a main body disposed inside the metallurgical furnace, and the main body includes a fixing member fixedly disposed on an outer wall portion constituting the metallurgical furnace at one height position in the height direction of the metallurgical furnace. The front end of the fixing member is disposed at a position farther from the main body than the front ends of the cooling liquid supply pipe and the discharge pipe connected to the cooling liquid flow path provided inside the main body. A stave cooler for metallurgical furnaces.
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