JP5422913B2 - 高炉炉体冷却システム - Google Patents
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Description
本発明は、高炉炉体の冷却システムに関するものである。
通常、高炉炉体の冷却は、鋳鉄製または銅製のクーリングステーブを用いて行われる。
その際に、特許文献１では、ヘッドタンクから供給された冷却水が、下降管、クーラー（熱交換器）、循環ポンプ、給水管を経てクーリングステーブ群を順次通過し、排水管を経てヘッドタンクに戻るという、冷却水循環型冷却システムが用いられている。
しかし、クーリングステーブの熱負荷は常に一定ではなく、時間によって変動するとともに、炉内部位によっても差がある。そのため、常時同一の冷却能力で冷却していると、緩冷却でよい部位（低熱負荷部位）を過大に冷却してしまって操業が不安定になったり、逆に冷却強化が必要な部位（高熱負荷部位）の冷却が不充分になって設備損傷を招いたりする危険性がある。
そこで、特許文献２では、クーリングステーブを高炉の高さ方向で複数のゾーンに分割し、それぞれのゾーン毎に独立した冷却水循環型冷却系統を設け、それぞれの熱負荷に応じて冷却水の冷却能力を調整して、高炉炉体保護（冷却強化）と高炉操業安定（過冷却防止）を両立させるようにしている。
特開昭５０−０７４５０３号公報
特開昭５８−０１９４１５号公報
しかし、特許文献２においては、クーリングステーブの複数のゾーン毎に独立した冷却水循環型冷却系統（熱交換器、循環ポンプ等）を設ける必要があるため、コストが高くなる。
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、高炉炉体の熱負荷の変動に応じた冷却を安価なコストで実施することができる高炉炉体冷却システムを提供することを目的とするものである。
上記課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有する。
［１］ヘッドタンク、熱交換器、循環ポンプ、クーリングステーブを管路により循環系として形成して、冷却水を循環・供給する高炉炉体冷却システムにおいて、
クーリングステーブが高炉の高さ方向に複数のゾーンに分割され、下部のゾーンから排水された冷却水を上部のゾーンに供給する管路と、下部のゾーンから排水された冷却水を上部のゾーンに供給せずにバイパスさせるバイパス管路とを備えているとともに、
前記熱交換器に供給する冷媒の流量を調節するための第１の流量調整弁と、下部のゾーンから排水された冷却水を上部のゾーンに供給する流量を調節するための第２の流量調整弁と、下部のゾーンから排水された冷却水の温度を測定するための下部ゾーン排水温度計と、上部のゾーンから排水された冷却水の温度を測定するための上部ゾーン排水温度計とを備え、
前記下部ゾーン排水温度計の測定温度と上部ゾーン排水温度計の測定温度に基づいて、前記第１の流量調整弁と第２の流量調整弁の開度を調節して、下部のゾーンから排水される冷却水の温度と上部のゾーンから排水される冷却水の温度が所定の温度となるように制御することを特徴とする高炉炉体冷却システム。
クーリングステーブが高炉の高さ方向に複数のゾーンに分割され、下部のゾーンから排水された冷却水を上部のゾーンに供給する管路と、下部のゾーンから排水された冷却水を上部のゾーンに供給せずにバイパスさせるバイパス管路とを備えているとともに、
前記熱交換器に供給する冷媒の流量を調節するための第１の流量調整弁と、下部のゾーンから排水された冷却水を上部のゾーンに供給する流量を調節するための第２の流量調整弁と、下部のゾーンから排水された冷却水の温度を測定するための下部ゾーン排水温度計と、上部のゾーンから排水された冷却水の温度を測定するための上部ゾーン排水温度計とを備え、
前記下部ゾーン排水温度計の測定温度と上部ゾーン排水温度計の測定温度に基づいて、前記第１の流量調整弁と第２の流量調整弁の開度を調節して、下部のゾーンから排水される冷却水の温度と上部のゾーンから排水される冷却水の温度が所定の温度となるように制御することを特徴とする高炉炉体冷却システム。
［２］上記［１］において、下部のゾーンから排水された冷却水を上部のゾーンに供給する管路に流速計を備え、
前記流速計による測定流速が所定の流速値以上となるように第２の流量調整弁の開度を調整することを特長とする高炉炉体冷却システム。
前記流速計による測定流速が所定の流速値以上となるように第２の流量調整弁の開度を調整することを特長とする高炉炉体冷却システム。
本発明においては、クーリングステーブの複数のゾーン毎に独立した冷却水循環型冷却系統（熱交換器、循環ポンプ等）を設置する必要はないので、高炉炉体の熱負荷の変動に応じた冷却を安価なコストで実施することができる。
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る高炉炉体冷却システムの全体配管図であり、図２は、その制御ブロック図である。
図１、図２に示すように、この実施形態においては、高炉１０の炉体を冷却するために、ヘッドタンク１５、熱交換器１７、循環ポンプ１６、クーリングステーブ１１、１２、１３、１４を管路２１、２２、２３、２４、２５により循環系として形成して、冷却水を循環・供給するようになっている。
ここで、クーリングステーブは高炉の高さ方向に、下部ゾーン（第１ブロック１１、第２ブロック１２）と上部ゾーン（第３ブロック１３、第４ブロック１４）とに分割されており、ヘッドタンク１５から下部ゾーンの第１ブロック１１と第２ブロック１２に冷却水を供給する給水管路２１、２１ａ、２１ｂと、下部ゾーンの第１ブロック１１から排水された冷却水を上部ゾーンの第３ブロック１３と第４ブロック１４に供給する排給水管路２２、２２ａ、２２ｂと、上部ゾーンの第３ブロック１３と第４ブロック１４からの排水をヘッドタンク１５に戻す排水管路２３、２３ａ、２３ｂと、下部ゾーンの第１ブロック１１と第２ブロック１２から排水された冷却水を上部ゾーンに供給せずに給水管路２１に戻すバイパス管路２４、２５とを備えている。なお、図１中の１９は、冷却水を補給するために設けられている冷却水補給タンクである。
さらに、熱交換器１７に供給する冷媒（冷却水）の流量を調節するために冷媒供給管路２９に設置された第１流量調整弁３１と、第１ブロック１１から排水された冷却水を第３ブロック１３と第４ブロック１４に供給する流量を調節するためにバイパス管路２４に設置された第２流量調整弁３２と、第１ブロック１１から排水された冷却水の温度を測定するために排給水管路２２に設けられた第１ブロック排水温度計３３と、第２ブロック１２から排水された冷却水の温度を測定するために排給水管路２５に設けられた第２ブロック排水温度計３４と、第３ブロック１３から排水された冷却水と第４ブロック１４から排水された冷却水が混合した後の温度を測定するために排水管路２３に設けられた第３ブロック・第４ブロック排水温度計３５とを備えている。
そして、第１ブロック排水温度計３３、第２ブロック排水温度計３４、第３ブロック・第４ブロック排水温度計３５の測定温度に基づいて、第１流量調整弁３１と第２流量調整弁３２の開度を調節して、上部ゾーン（第３ブロック１３、第４ブロック１４）から排水される冷却水の温度が所定の温度（例えば、７０℃〜８０℃）となり、下部ゾーン（第１ブロック１１、第２ブロック１２）から排水される冷却水の温度も所定の温度（例えば、６０℃〜７０℃）となるように自動制御する。
例えば、上部ゾーン（第３ブロック１３、第４ブロック１４）の排水温度計３５の測定温度が８０℃以上であると、第２の流量調整弁３２の開度を調節して、上部ゾーンに供給する冷却水の量を多くすることによって、上部ゾーン（第３ブロック１３、第４ブロック１４）の排水温度計３５の測定温度が８０℃を超えないように自動制御する。
また、下部ゾーン（第１ブロック１１、第２ブロック１２）の排水温度計３３、３４の測定温度が７０℃以上であると、第１の流量調整弁３１の開度を調節して、熱交換器１７に供給する冷媒（冷却水）の量を多くすることによって、下部ブロックに供給する冷却水の温度を下げて、下部ゾーンの排水温度計３３、３４の測定温度が７０℃を超えないように自動制御する。
なお、第２流量調整弁３２については、第１ブロック１１から上部ゾーンへの排給水管路２２に設けた流速計３７とも連結し、冷却水中の気泡除去と冷却水の蒸発防止のために、排給水管路２３内の流速が一定以上の値（例えば、０．５m／ｓ以上）になるように自動制御することが好ましい。
このようにして、この実施形態においては、第１ブロック排水温度計３３、第２ブロック排水温度計３４、第３ブロック・第４ブロック排水温度計３５の測定温度に基づいて、第１流量調整弁３１と第２流量調整弁３２の開度を調節して、上部ゾーン（第３ブロック１３、第４ブロック１４）および下部ゾーン（第１ブロック１１、第２ブロック１２）から排水される冷却水の温度がそれぞれ所定の温度になるように自動制御している。そのため、従来技術（特許文献２）のように、複数のゾーン毎に独立した冷却水循環型冷却系統（熱交換器、循環ポンプ等）を設置する必要がなく、高炉炉体の熱負荷の変動に応じて、高炉炉体保護（冷却強化）と高炉操業安定（過冷却防止）を両立させながらの高炉炉体の冷却を安価なコストで実施することができる。
なお、上記の実施形態においては、クーリングステーブを上部ゾーンおよび下部ゾーンの２個のゾーンに分割したが、必要に応じて、３個以上のゾーンに分割してもよい。
１０ 高炉
１１ クーリングステーブの第１ブロック
１２ クーリングステーブの第２ブロック
１３ クーリングステーブの第３ブロック
１４ クーリングステーブの第４ブロック
１５ ヘッドタンク
１６ 循環ポンプ
１７ 熱交換器
１９ 冷却水補給タンク
２１、２１ａ、２１ｂ 給水管路
２２、２２ａ、２２ｂ 排給水管路
２３、２３ａ、２３ｂ 排水管路
２４ バイパス管路
２５ バイパス管路
２９ 冷媒供給管路
３１ 第１流量調整弁
３２ 第２流量調整弁
３３ 第１ブロック排水温度計
３４ 第２ブロック排水温度計
３５ 第３ブロック・第４ブロック排水温度計
３７ 流速計
１１ クーリングステーブの第１ブロック
１２ クーリングステーブの第２ブロック
１３ クーリングステーブの第３ブロック
１４ クーリングステーブの第４ブロック
１５ ヘッドタンク
１６ 循環ポンプ
１７ 熱交換器
１９ 冷却水補給タンク
２１、２１ａ、２１ｂ 給水管路
２２、２２ａ、２２ｂ 排給水管路
２３、２３ａ、２３ｂ 排水管路
２４ バイパス管路
２５ バイパス管路
２９ 冷媒供給管路
３１ 第１流量調整弁
３２ 第２流量調整弁
３３ 第１ブロック排水温度計
３４ 第２ブロック排水温度計
３５ 第３ブロック・第４ブロック排水温度計
３７ 流速計
Claims (2)
- ヘッドタンク、熱交換器、循環ポンプ、クーリングステーブを管路により循環系として形成して、冷却水を循環・供給する高炉炉体冷却システムにおいて、
クーリングステーブが高炉の高さ方向に複数のゾーンに分割され、下部のゾーンから排水された冷却水を上部のゾーンに供給する管路と、下部のゾーンから排水された冷却水を上部のゾーンに供給せずにバイパスさせるバイパス管路とを備えているとともに、
前記熱交換器に供給する冷媒の流量を調節するための第１の流量調整弁と、下部のゾーンから排水された冷却水を上部のゾーンに供給する流量を調節するための第２の流量調整弁と、下部のゾーンから排水された冷却水の温度を測定するための下部ゾーン排水温度計と、上部のゾーンから排水された冷却水の温度を測定するための上部ゾーン排水温度計とを備え、
前記下部ゾーン排水温度計の測定温度と上部ゾーン排水温度計の測定温度に基づいて、前記第１の流量調整弁と第２の流量調整弁の開度を調節して、下部のゾーンから排水される冷却水の温度と上部のゾーンから排水される冷却水の温度が所定の温度となるように制御することを特徴とする高炉炉体冷却システム。 - 下部のゾーンから排水された冷却水を上部のゾーンに供給する管路に流速計を備え、
前記流速計による測定流速が所定の流速値以上となるように第２の流量調整弁の開度を調整することを特長とする請求項１に記載の高炉炉体冷却システム。
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| JP2008124288A JP5422913B2 (ja) | 2008-05-12 | 2008-05-12 | 高炉炉体冷却システム |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008124288A JP5422913B2 (ja) | 2008-05-12 | 2008-05-12 | 高炉炉体冷却システム |
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