JP4546657B2

JP4546657B2 - ステーブクーラーの冷却管

Info

Publication number: JP4546657B2
Application number: JP2001073985A
Authority: JP
Inventors: 和嗣岸上; 啓友森光
Original assignee: Nippon Steel Engineering Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Engineering Co Ltd
Priority date: 2001-03-15
Filing date: 2001-03-15
Publication date: 2010-09-15
Anticipated expiration: 2021-03-15
Also published as: JP2002275514A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高炉や電気炉などの炉壁を冷却するのに使用するステーブクーラーの冷却管に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高炉や電気炉においては、炉壁を冷却するために、ステーブクーラーが利用されている。図４は従来のステーブクーラーの縦断面図で、定形レンガ５をステーブクーラー４の炉内側に連続して横に一列に並べ、この定形レンガ５の列を間隔をおいて複数段並べ、この定形レンガ５の内側に冷却媒体を通水する冷却管６を配置して鋳鉄で鋳込み、鋳造によって定形レンガ列の間に形成されたリブ７により、定形レンガ５を水平方向に挟み込んで支持することで定形レンガ５の脱落を防止する構造としたものがある。
【０００３】
ここで、ステーブに鋳込む冷却管はセラミック系のコーティング材を塗布し、鋳込み時の冷却管の溶損を避け、且つ鋳込み管と母材とを非溶着とすることでステーブ母材にクラックが発生した際も冷却管へのクラックの進行を止めている。
特開平０５−３０６４０５号公報には、緩冷却型ステーブクーラーとして、内外管の間に耐火断熱層を形成させた後、内外管を引き抜いて三層二重管とした冷却管を球状黒煙鋳鉄もしくはねずみ鋳鉄と鋳合わせてなるステーブクーラーが記載されている。
【０００４】
また、特開昭４９−７６１５１号公報には、ステーブクーラーに鋳込む冷却管として外管と内管との間に若干の隙間を形成し、その隙間に熱伝導率の高い物質を充填させたものが記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記公報に記載のように、内管と外管との間に耐火物を封入した冷却管は、耐火物を内管と外管の間に介在させて、耐火物による断熱効果により、内管から外管に伝わる熱伝導率を緩和させようとするものである。内管と外管の間に耐火物を封入する方法について具体的な開示はないが、一般的に内管と外管の間に耐火物を封入するには、内管と外管の間に適当に隙間をあけて、その隙間に封入することが考えられる。しかし、耐火物を内管と外管の隙間に均等に封入することは非常に困難である。それは、耐火物自体の粒度や流動性の問題から内管と外管の隙間に均等に封入ことが困難で、均等に封入されたかどうかの確認もできないからである。
【０００６】
また、耐火物を張り付けて、その後に外管をかぶせる方法も考えられるが、この方法でも張り付けた耐火物の表面性状の管理を正確にしなければ、外管がうまく嵌入できない。
【０００７】
また、外管と内管に若干の隙間を形成し、その隙間に熱伝導率の高い物質を充填させるものは、外管と内管の隙間調整が非常に難しく、熱伝導率の高い物質をこの隙間に均等に充填させることは困難であり、結果的に内管からの熱伝導率にばらつきが発生し、均等な冷却ができない。
【０００８】
そこで、本発明は、内管と外管との密着性を焼きばめにて強化するとともに、ステーブ母材と外管とを溶着させることで、熱伝導率を高くして高冷却能力が得られるステーブクーラーに鋳込む二重管構造の、ステーブクーラーの冷却管を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のステーブクーラーの冷却管は、高炉や電気炉などの炉壁の冷却に使用するステーブクーラーの冷却管において、鋳鉄に鋳込まれる内管に間隔をおいて複数の外管を配設して二重管となし、該外管と外管の間で内管の表面にコーティング剤を塗布するとともに、前記二重管の内管の外径と外管の内径が下記式で表される寸法としたことを特徴とする。
【００１０】
式：Ｄ１＞ｄ２＞Ｄ１−０．５
ここで、Ｄ１は内管の外径ｍｍ、ｄ２は外管の内径ｍｍ
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の１実施例を示す断面図、図２は図１のＡ−Ａ矢視図である。
【００１２】
内管１に間隔をあけて外管２を密着させた二重管の冷却管を形成し、外管２と外管２の間にはコーティング剤３を塗布している。外管２と内管１の密着には高周波焼き入れにより焼きばめにより行っている。
【００１３】
また、今回実施した外管２の長さは９０ｍｍのものを採用し、この外管２と外管２の間を１０ｍｍあけて密着している。この外管２と外管２の間の内管外面にはコーティング剤３を塗布している。コーティング剤３としてＡｌ_２Ｏ_３とＳｉＯ_２を主成分とするセラミック系のコーティング剤を使用している。塗布厚みとしては、５００μｍ±２００μｍとした。また、塗布方法としては、ハケ塗りやスプレーによるものがある。
【００１４】
今回、９０ｍｍの外管２を間隔をおいて内管１に密着させたが、外管２の熱膨張を吸収できさえすれば、１０ｍｍにこだわる必要はない。
【００１５】
また、外管２を５０ｍｍとし、外管２と外管２の隙間も５０ｍｍとして内管に嵌入させてもよい。この場合も外管２と外管２の間で内管外面には前述したセラミック系コーティング材を塗布する。外管２と内管１の間に従来のようなコーテイング剤を塗布していないので、内管１からの熱伝達が直接行えるため、本発明の二重管の外管の長さは５０ｍｍのものを５０ｍｍの間隔をあけて内管１に嵌入する構成でも冷却能力を大幅に向上することができる。
【００１６】
図３はステーブクーラーの本体に本発明の冷却管を配置した図を示すもので、外管２を内管１の直管部に配置したものである。このように本発明の二重管冷却管を内管１の直管部に配置することで、従来以上の冷却能力を発揮することができる。
【００１７】
ステーブクーラー４を高炉等の炉体に配置し使用する際、外管２は外表面からの熱伝導で温度上昇し、径が拡がるのに対し、内管１は冷却により熱膨張しない。結果として外管と内管の間の隙間が拡大しようとする。しかし、本発明ではこのことも考慮して外管と内管を焼きばめする際、内管の外径Ｄ１＞外管の内径ｄ２＞内管の外径Ｄ１−０．５ｍｍと締まりばめとしているので、操業中に外管が熱膨張により大きくなっても内管と外管との間に隙間が発生することがなく接触面において良好な熱伝達性能を維持することができる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明により冷却管の内管に間隔をあけてはめ込んだ外管が密着し、外管とステーブ母材は溶着しているので、熱伝達率が高く、高冷却能力のステーブクーラーが得られるとともに、鋳造時の熱膨張差により内管と外管が離れることも防止できる。
【００１９】
また、操業中においても高熱負荷時にステーブクーラー母材の温度上昇により外管と内管とに温度差が生じても内管と外管とは隙間が発生せず、高冷却能力のステーブクーラーが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施例を示す断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視図である。
【図３】本発明の冷却管を適用したステーブクーラーを示す図である。
【図４】従来のステーブクーラーの断面図である。
【符号の説明】
１．内管２．外管３．コーティング塗布部４、ステーブクーラー５．定形レンガ６．冷却管７．リブ

Claims

高炉や電気炉などの炉壁の冷却に使用するステーブクーラーの冷却管において、鋳鉄に鋳込まれる内管に間隔をおいて複数の外管を配設して二重管となし、該外管と外管の間で内管の表面にコーティング剤を塗布するとともに、前記二重管の内管の外径と外管の内径が下記式で表される寸法としたことを特徴とするステーブクーラーの冷却管。
式：Ｄ１＞ｄ２＞Ｄ１−０．５
ここで、Ｄ１は内管の外径ｍｍ、ｄ２は外管の内径ｍｍ