JP7140270B2 - Staves for cooling blast furnace walls - Google Patents
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Description
本発明は、高温に曝される高炉などの炉壁を冷却して保護するために用いられる炉壁冷却用ステーブに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a furnace wall cooling stave used for cooling and protecting a furnace wall such as a blast furnace exposed to high temperatures.
従来、高炉炉体を炉内熱負荷から保護するために炉壁冷却用ステーブ(以下、ステーブとも記載する)が使用されている。ステーブは、鋳鉄や圧延銅、鋳物銅などで製作されたステーブ本体を有し、ステーブ本体には冷却用の水路を有している。ステーブにはステーブを高炉に取り付けるための部材や、ステーブ本体の表面にステーブ本体とは異なる種類の金属や耐火物製の部材が取り付けられることもあり、ステーブ本体、水路、ステーブ本体に取り付けられた部材などを合わせた総体がステーブと呼ばれている。近年、高炉炉体の高熱負荷に対応すべく、より冷却能力が高く耐久性のあるステーブが要求されてきている。 Conventionally, furnace wall cooling staves (hereinafter also referred to as staves) have been used to protect the blast furnace body from the heat load in the furnace. The stave has a stave body made of cast iron, rolled copper, cast copper, or the like, and the stave body has water channels for cooling. The stave may have a member for attaching the stave to the blast furnace, or a member made of a different type of metal or refractory than the stave body may be attached to the surface of the stave body. The whole unit including the parts is called a stave. In recent years, in order to cope with the high heat load of the blast furnace body, staves with higher cooling capacity and durability have been required.
その理由は、高炉の主たる還元材となるコークスの製造に適した原料炭の資源枯渇が進行し、そのコークスに代わって高炉の羽口から燃料炭を吹き込む微粉炭吹込み量を増やしていることがあげられる。微粉炭吹込み量を増大させると、炉内の通気抵抗が増大して、炉壁に沿って上昇する気流が増加する結果、ステーブの熱負荷が大きくなり、寿命も短くなるためであった。 The reason for this is that coking coal, which is suitable for producing coke, which is the main reducing agent in blast furnaces, is being depleted, and the amount of pulverized coal that is injected from the tuyere of the blast furnace to replace the coke is increasing. is given. This is because if the pulverized coal injection amount is increased, the ventilation resistance in the furnace increases and the air current rising along the furnace wall increases, resulting in an increase in the heat load of the stave and a shortened life.
このような炉壁冷却用ステーブは、高炉炉体の内側に炉体鉄皮とボルトとを使用して固定取付けされている。すなわち、図5にその一例を示すように、ステーブ本体51は、高炉炉体の鉄皮61にボルト52とナット53とを使用してねじ止めにより固定されている。そして、ステーブ本体51の給排水用配管54-1、54-2は、高炉炉体の鉄皮61に開けられた穴62を貫通して設けられており、給排水用配管54-1、54-2を介して炉体外側より給水、排水される。
Such furnace wall cooling staves are fixedly attached to the inside of the blast furnace using furnace shells and bolts. That is, as one example is shown in FIG. 5, the
炉壁冷却用ステーブを改良する技術として、従来、高炉の熱負荷の高い箇所に長期間使用して炉内側の耐火物が損傷した場合でも、高炉内容物から生成する安定したスラグ固着層の形成により断熱されて、寿命を延ばすために、ステーブ本体の炉内側に高炉の内容物が堆積しやすい溝状の構造を設けることが知られている。また、熱によるステーブの変形を抑制するためにステーブ本体の表面に冷却剤管路の方向に延在する溝を設けることが知られている(特許文献1)。また、ステーブを保護する効果を高めるために、ステーブ本体の水平溝に勘合する耐熱金属材料によるライナを設けることが知られている(特許文献2)。 As a technology to improve furnace wall cooling staves, conventionally, even if the refractory inside the furnace is damaged due to long-term use in places with high heat loads in the blast furnace, the formation of a stable slag adhesion layer generated from the blast furnace contents. It is known to provide the furnace interior of the stave body with a channel-like structure that facilitates the accumulation of blast furnace contents in order to provide thermal insulation and extend life. Further, it is known to provide a groove extending in the direction of the coolant pipe on the surface of the stave body in order to suppress deformation of the stave due to heat (Patent Document 1). Moreover, in order to enhance the effect of protecting the stave, it is known to provide a liner made of a heat-resistant metal material that fits into the horizontal groove of the stave body (Patent Document 2).
しかし、上記特許文献1のように、炉内からの受熱による伸びを逃がし変形を防止する複数の溝のうち垂直溝を設けた場合には、垂直溝に沿って上昇する気流が存在する。その結果、気流によってスラグ固着層を排除され、垂直溝が存在する箇所では、その部分にスラグ固着層が形成されず、当該箇所からステーブへの入熱が大きくなる。したがって、垂直に貫通する溝によって熱による歪を吸収する構造をとったとしても、その溝の内面から受熱するためむしろ温度が上昇して、歪吸収の効果が薄れてしまう問題があった。
However, as in
また、上記特許文献2のように、ステーブの炉内側にステーブに直接熱が伝わらないよう、ライナを設けたとしても、そのライナ表面が平滑であった場合には、炉内側にスラグ固着層が形成されず、ライナ表面が直接高温の炉内気流にさらされる。そのため、ライナの温度が上昇するために、ライナの寿命が短くなり、ステーブの保護の効果は限定的である問題があった。特に、ライナを炉内側からボルトで固定した場合には、ボルトの温度がライナ温度よりもさらに高くなり、ボルトの寿命が短くなるためライナを固定できる期間も短くなる問題もあった。
In addition, as in
本発明の目的は、高温に曝される高炉などの炉壁を冷却して保護するために用いられる炉壁冷却用ステーブであって、炉内側にライナを設けた炉壁冷却用ステーブにおいて、ライナの温度上昇を防止し、ライナの寿命を延ばすことのできる、高炉の炉壁冷却用ステーブを提供することにある。 An object of the present invention is a furnace wall cooling stave used for cooling and protecting a furnace wall such as a blast furnace exposed to high temperatures, wherein the furnace wall cooling stave is provided with a liner inside the furnace, wherein the liner To provide a furnace wall cooling stave of a blast furnace, which can prevent the temperature rise of the liner and prolong the life of the liner.
従来技術が抱えている前述の課題を解決し、前記の目的を実現するために鋭意研究した結果、発明者らは、以下に述べる新規な高炉の炉壁冷却用ステーブを開発するに到った。即ち、本発明は、高炉の炉壁を内面から冷却する炉壁冷却用ステーブであって、その内部に冷却水を通す水路を設けると共に銅または銅合金からなるステーブ本体と、ステーブ本体の炉内側表面に水平に複数設けられた水平溝であって、複数の水平溝で構成された凹部および複数の水平溝間に構成された凸部を構成する水平溝と、水平溝間の凸部に垂直方向に複数設けられた垂直溝と、ステーブ本体の水平溝に嵌合して設けられてその先端が炉内に突出する複数のライナと、を備えており、複数のライナ間の垂直方向の隙間が垂直溝と水平方向に異なる位置にあることを特徴とする、高炉の炉壁冷却用ステーブである。 As a result of intensive research to solve the above-mentioned problems that the conventional technology has and to realize the above-mentioned purpose, the inventors have developed a new stave for cooling the furnace wall of the blast furnace described below. . That is, the present invention is a furnace wall cooling stave that cools the furnace wall of a blast furnace from the inner surface, and includes a stave body made of copper or a copper alloy and a stave body made of copper or a copper alloy, and a stave body inside the furnace inside the stave body. A plurality of horizontal grooves provided horizontally on the surface, the horizontal grooves forming recesses formed by the plurality of horizontal grooves and the protrusions formed between the plurality of horizontal grooves, and the horizontal grooves perpendicular to the protrusions between the horizontal grooves It has a plurality of vertical grooves provided in the direction and a plurality of liners that are fitted in the horizontal grooves of the stave body and whose tips protrude into the furnace, and the vertical gap between the plurality of liners The stave for cooling the furnace wall of a blast furnace, characterized in that the vertical grooves are located at different positions in the horizontal direction.
なお、前記のように構成される本発明に係る高炉の炉壁冷却用ステーブにおいては、
(1)前記ライナの炉内側からざぐり穴およびざぐり穴内に貫通するボルト穴を設けると共に、前記ステーブ本体の水平溝の底部の前記ボルト穴に対応する位置にめねじ穴を設け、前記ざぐり穴および前記ボルト穴を介してボルトを炉内側から挿通して前記ボルトを前記めねじ穴に固定することにより、前記ライナを前記水平溝内に嵌合して設けたこと、
(2)前記凹部の垂直方向の幅が前記凸部の垂直方向の幅より大きくなるよう構成したこと、
(3)前記ライナの材質が前記ステーブ本体の材質よりも高温強度が高い材質からなること、
(4)上下に隣接する前記ライナの隙間は水平方向に位置を異ならせること、
(5)上下に隣接する前記垂直溝は水平方向に位置を異ならせること、
(6)上下に隣接する前記ライナの隙間は水平方向に位置を異ならせると共に、上下に隣接する前記垂直溝は水平方向に位置を異ならせること、
がより好ましい解決手段となるものと考えられる。In addition, in the stave for cooling the furnace wall of the blast furnace according to the present invention configured as described above,
(1) A counterbore hole and a bolt hole penetrating into the counterbore hole are provided from the inside of the furnace of the liner, and a female screw hole is provided at a position corresponding to the bolt hole at the bottom of the horizontal groove of the stave body, the counterbore hole and The liner is fitted into the horizontal groove by inserting a bolt from the inside of the furnace through the bolt hole and fixing the bolt to the female threaded hole;
(2) The vertical width of the concave portion is larger than the vertical width of the convex portion;
(3) The material of the liner is made of a material having higher high-temperature strength than the material of the stave body,
(4) the positions of the gaps between the vertically adjacent liners are different in the horizontal direction;
(5) the vertically adjacent vertical grooves are positioned differently in the horizontal direction;
(6) the positions of the gaps between the vertically adjacent liners are horizontally different, and the vertically adjacent vertical grooves are horizontally different;
is considered to be a more preferable solution.
本発明の高炉の炉壁冷却用ステーブによれば、ライナが炉内に突出しているのでライナの間である水平溝間の凸部先端部およびライナの基部(ライナがステーブ本体の凹部に嵌合されている部分の付近)にも、熱伝導率の低いスラグ固着層が形成され維持される。これにより、ライナの温度上昇を妨げ、ライナの寿命を延ばすことができる。また、ライナ間の垂直方向の隙間をステーブ本体の凸部に設けた垂直溝と異なる位置にし、溝が上下方向に連通しないようにしたので、垂直溝に沿って上昇する気流を妨げスラグ固着層を維持するとともに、ライナ同士の隙間及び垂直溝内面からの受熱を妨げ、ライナおよびステーブの寿命を延ばすことができる。 According to the blast furnace furnace wall cooling stave of the present invention, since the liner protrudes into the furnace, the tip of the protrusion between the horizontal grooves between the liners and the base of the liner (the liner fits into the recess of the stave body A slag adhesion layer with low thermal conductivity is also formed and maintained in the vicinity of the part where the heat is applied. This prevents the temperature of the liner from rising and extends the life of the liner. In addition, the vertical gap between the liners is different from the vertical groove provided on the convex part of the stave body, and the groove is not communicated in the vertical direction, so the airflow rising along the vertical groove is hindered and the slag adhesion layer is maintained, heat reception from the gap between the liners and the inner surface of the vertical groove is prevented, and the life of the liner and stave can be extended.
また、本発明の好適例によれば、ライナの炉内側からざぐり穴およびざぐり穴内に貫通するボルト穴を設けると共に、ステーブ本体の水平溝の底部のボルト穴に対応する位置にめねじ穴を設け、ざぐり穴およびボルト穴を介してボルトを炉内側から挿通してボルトをめねじ穴に固定している。そのため、使用中にライナの位置の水平方向に移動を妨げて、ライナ間の垂直方向の隙間が垂直溝の位置になることを防止するとともに、ライナ間の隙間を一定に保持できる。また、ざぐり穴の中にスラグ固着層が形成されるとともに、ライナと上面下面底面の三面で嵌合するステーブ本体によって効果的に冷却されるため、長期の使用によってもボルトが損耗することはない。 In addition, according to a preferred embodiment of the present invention, a counterbored hole and a bolt hole penetrating into the counterbore are provided from the inside of the furnace of the liner, and a female screw hole is provided at a position corresponding to the bolt hole at the bottom of the horizontal groove of the stave body. , the counterbored hole and the bolt hole, the bolt is inserted from the inside of the furnace and fixed to the female threaded hole. Therefore, horizontal movement of the position of the liners during use is prevented to prevent the vertical gap between the liners from becoming the position of the vertical groove, and the gap between the liners can be kept constant. In addition, since a slag adhesion layer is formed in the counterbored hole and the stave body is effectively cooled by the liner and the stave body that fits on the top, bottom, and bottom surfaces, the bolt does not wear even after long-term use. .
さらに、本発明の他の好適例によれば、上下に隣接するライナ間の水平方向の隙間の位置を異ならせることにより、ライナ間の隙間を貫通して気流が通り抜けることを防止して、気流によるスラグ固着層の排除を防止するとともに、ライナ間の垂直方向の隙間及び垂直溝内面からの受熱を防止することにより、ライナの寿命を延ばすことができる。さらにまた、本発明のさらに他の好適例によれば、上下に隣接する垂直溝の位置を異ならせることにより、垂直溝が貫通して気流が通り抜けることを防止して、気流によるスラグ固着層の排除を防止するとともに、垂直溝内面からの受熱を防止でき、ステーブの寿命を延ばすことができる。また、上記隣接するライナ間の垂直方向の隙間の位置を異ならせると共に、上記上下に隣接する垂直溝の位置を異ならせた場合は、上記ステーブの寿命を延ばす効果をさらに向上させることができる。 Furthermore, according to another preferred embodiment of the present invention, by making the positions of the gaps in the horizontal direction between the vertically adjacent liners different, it is possible to prevent the airflow from passing through the gaps between the liners. The life of the liner can be extended by preventing the removal of the slag adhered layer due to the slag and preventing heat reception from the vertical gap between the liners and the inner surface of the vertical groove. Furthermore, according to still another preferred embodiment of the present invention, by making the positions of vertically adjacent vertical grooves different, it is possible to prevent airflow from penetrating through the vertical grooves, thereby preventing the slag adhesion layer from being damaged by the airflow. Expulsion can be prevented, heat reception from the inner surface of the vertical groove can be prevented, and the life of the stave can be extended. In addition, when the positions of the vertical gaps between the adjacent liners are different and the positions of the vertically adjacent vertical grooves are different, the effect of extending the life of the stave can be further improved.
以下、本発明の高炉の炉壁冷却用ステーブについて説明する。
本発明の高炉の炉壁冷却用ステーブは:その内部に冷却水を通す水路を設けると共に銅または銅合金からなるステーブ本体と;ステーブ本体の炉内側表面に水平に延在するように複数設けられた水平溝であって、複数の水平溝で構成された凹部および複数の水平溝間に構成された凸部を構成する水平溝と;水平溝間の凸部に垂直方向に延在するように複数設けられた垂直溝と;ステーブ本体の水平溝に嵌合して設けられてその先端が炉内に突出する複数のライナと;を備えており、複数のライナ間の垂直方向に延在する隙間が垂直溝と水平方向において異なる位置になるように、すなわち複数のライナ間の垂直方向に延在する隙間が垂直溝と連通しないように構成されている。Hereinafter, the stave for cooling the furnace wall of the blast furnace of the present invention will be described.
The stave for cooling the furnace wall of the blast furnace of the present invention: a stave body made of copper or a copper alloy and having a water channel for passing cooling water inside; and a plurality of staves extending horizontally on the furnace inner surface of the stave body. the horizontal grooves forming recesses formed by a plurality of horizontal grooves and protrusions formed between the plurality of horizontal grooves; extending vertically to the protrusions between the horizontal grooves; a plurality of vertical grooves; and a plurality of liners that are fitted in the horizontal grooves of the stave body and whose tips protrude into the furnace; and extend vertically between the plurality of liners. The gaps are configured to be at different positions in the horizontal direction than the vertical grooves, ie, the vertically extending gaps between the liners do not communicate with the vertical grooves.
隙間が溝と連通しないようにする、とは、溝の上端または下端のどちらかまたは両方がライナによって上下方向に閉止されており、溝を構成する空間は炉内面方向にのみ開口している状態を指す。本発明においては、ステーブ本体に存在する溝の上下端のうちの70%以上が閉止されていることが好ましい。溝の上下端の90%以上がライナによって閉止されている状態がさらに好ましく、すべての位置で閉止されていることが最も好ましい。 The state that the gap does not communicate with the groove means that either or both of the upper end and the lower end of the groove are closed by the liner in the vertical direction, and the space that constitutes the groove is open only in the direction of the inner surface of the furnace. point to In the present invention, it is preferable that 70% or more of the upper and lower ends of the grooves present in the stave body are closed. It is more preferable that 90% or more of the upper and lower ends of the groove are closed by the liner, and it is most preferable that the groove is closed at all positions.
高炉の下部から高温の送風を行い上部より発生ガスを取り出す高炉の炉壁を内面から冷却するステーブにおいては、ステーブ表面に沿った上方へ向かう気体の流れの速度が大きくなった場合に、ステーブ内面の熱伝達率が大きくなってステーブの温度が上昇しやすくなる。上述した構成の本発明の高炉の炉壁冷却用ステーブでは、ステーブを熱伝導率の高い銅または銅合金性としたので、ステーブの炉内側表面に炉内側スラグが冷却されて固着層が形成する。これにより、ステーブ自体を長期にわたり保護できる。また、本発明の高炉の炉壁冷却用ステーブでは、ステーブ本体に設けた冷却水通路に水を流してステーブを冷却する。 In the stave that cools the furnace wall of the blast furnace from the inside by blowing high temperature air from the bottom of the blast furnace and extracting the generated gas from the top, when the speed of the upward gas flow along the stave surface increases, the inner surface of the stave The heat transfer coefficient of increases, and the temperature of the stave tends to rise. In the stave for cooling the furnace wall of the blast furnace of the present invention having the above-described configuration, the stave is made of copper or a copper alloy with high thermal conductivity, so the furnace inner slag is cooled on the furnace inner surface of the stave to form an adhesion layer. . Thereby, the stave itself can be protected for a long period of time. Further, in the stave for cooling the furnace wall of the blast furnace of the present invention, the stave is cooled by flowing water through the cooling water passage provided in the stave body.
ステーブ本体の炉内側表面には、水平に複数の水平溝を設ける。そして、複数の水平溝で凹部を構成し、複数の水平溝間または、水平溝とステーブ本体の上または下の端部の間に凸部を構成する。ステーブ本体の水平溝には、その上面下面底面に嵌合し先端が炉内に突出するライナを設ける。ライナの材質はステーブの材質よりも硬度と高温強度が高く熱伝導率が小さいことが好ましい。そのため、ステーブ本体よりも温度が上昇しても耐えることができるとともに、ステーブ本体に伝える熱を低減できる。ライナが炉内に突出しているのでライナの間である水平溝間の凸部先端部およびライナの基部にも、熱伝導率の低いスラグ固着層が形成され維持される。ライナがステーブの水平溝と嵌合している付け根部はステーブに冷却されて低温に維持されるが、炉内に突出した先端部は炉内の熱を受けて高温になる。 A plurality of horizontal grooves are provided horizontally on the furnace inner surface of the stave body. A plurality of horizontal grooves constitute recesses, and a projection is formed between the plurality of horizontal grooves or between the horizontal grooves and the upper or lower end of the stave body. The horizontal groove of the stave body is provided with a liner that is fitted to the top and bottom surfaces of the stave body and whose tip protrudes into the furnace. It is preferable that the liner material has higher hardness and high-temperature strength and lower thermal conductivity than the stave material. Therefore, even if the temperature rises more than the stave main body, it can withstand, and the heat transmitted to the stave main body can be reduced. Since the liners protrude into the furnace, a slag adhered layer with low thermal conductivity is formed and maintained at the tops of the protrusions between the horizontal grooves between the liners and also at the bases of the liners. The base portion where the liner is fitted with the horizontal groove of the stave is cooled by the stave and kept at a low temperature, but the tip portion protruding into the furnace receives the heat in the furnace and becomes high temperature.
ステーブ本体の水平溝に隣接して存在する凸部には、凸部の延在方向と交わるように、溝が設けられる。この溝は、凸部の上端と下端に存在する水平溝またはステーブの端部につながる開口部を有し、その開口部同士をつなぐように設けられる。本発明においては、凸部に設けられる溝を垂直溝と称するが、凸部の延在方向に90°の方向に限定されない。この溝が存在することによって、温度変化によってステーブ本体に発生する熱応力による変形を緩和することができる。垂直溝の幅は1mm以上、50mm以下が好適である。より好ましくは8mm以上、30mm以下である。垂直溝の深さは、水平溝と同じ深さとすることができるが、それよりも浅い溝でも効果を発揮する。凸部の突出高さ(凸部上端と溝の底面との距離)の1/2以上の深さの溝であることが好ましい。より好ましい溝の深さは凸部の突出高さの3/4倍~1倍程度である。また、凸部に設けられる垂直溝は、水平方向に100mm~500mmの間隔で設けられることが好ましい。さらに、冷却水路のピッチに合わせて垂直溝の間隔は、150mm~300mmで設けることがさらに好ましい。 A groove is provided in the convex portion adjacent to the horizontal groove of the stave body so as to intersect with the extending direction of the convex portion. This groove has openings connected to horizontal grooves or stave ends present at the upper end and the lower end of the projection, and is provided so as to connect the openings. In the present invention, the groove provided in the projection is referred to as a vertical groove, but it is not limited to the direction at 90° to the extending direction of the projection. Due to the presence of this groove, deformation due to thermal stress generated in the stave body due to temperature change can be alleviated. The width of the vertical groove is preferably 1 mm or more and 50 mm or less. More preferably, it is 8 mm or more and 30 mm or less. The depth of the vertical grooves can be the same as the horizontal grooves, but shallower grooves are also effective. It is preferable that the groove has a depth of 1/2 or more of the projection height of the projection (the distance between the top end of the projection and the bottom surface of the groove). A more preferable depth of the groove is about 3/4 to 1 times the height of the projection. Further, it is preferable that the vertical grooves provided in the convex portion are provided at intervals of 100 mm to 500 mm in the horizontal direction. Further, it is more preferable that the vertical grooves are provided at intervals of 150 mm to 300 mm in accordance with the pitch of the cooling water passages.
各水平溝に嵌合されるライナは複数に分割されており、ライナ間の垂直方向の隙間によって熱膨張を吸収している。ライナ間の隙間がステーブ本体の垂直溝と同じ垂直位置にあると、隙間と垂直溝とが貫通して気流が通り抜ける。そのため、気流によってスラグ固着層を排除するとともに、ライナ間の隙間及び垂直溝内面から受熱するため温度が上昇する。しかしながら、ライナ間の隙間の位置および垂直溝の位置を水平方向に異なる位置にしたことで、気流の通り抜けを防止して、効果的に熱膨張を吸収させることができる。 The liner fitted in each horizontal groove is divided into a plurality of pieces, and the vertical gaps between the liners absorb thermal expansion. If the gap between the liners is at the same vertical position as the vertical grooves in the stave body, the gap and vertical groove will penetrate and the airflow will pass through. Therefore, the slag adhesion layer is removed by the air flow, and heat is received from the gap between the liners and the inner surface of the vertical groove, so the temperature rises. However, by making the positions of the gaps between the liners and the positions of the vertical grooves different in the horizontal direction, it is possible to prevent airflow from passing through and effectively absorb thermal expansion.
次に、本発明の高炉の炉壁冷却用ステーブの好適例について説明する。
まず、ライナがステーブ本体の水平溝に嵌合しているだけでは、使用中にライナの位置が水平方向に移動することにより、ライナ間の垂直方向の隙間の位置が垂直溝の位置になることがある。それを防止するとともに、ライナ間の隙間を一定に保持するために、ライナの炉内側にざぐり穴をあけ、ざぐり穴の底にボルト穴をあけ、ボルト穴にボルトを貫通させて、ステーブ本体の水平溝に設けためねじ穴に固定することで、ライナが水平方向に移動することを妨げることができる。ボルト自体はステーブ本体のめねじ穴によって冷やされ、ざぐり穴の中には熱伝導率の低いスラグ固着層が形成されるので、ボルトの温度上昇を避けることができる。さらに、ライナにあけるざぐり穴は、ステーブの水平溝間の凸部先端よりも炉外側に深くあけており、ボルトの位置はライナと上面下面底面の三面で嵌合するステーブ本体によって効果的に冷却されるため、ボルトの温度上昇を避けることができ、長期の使用によってもボルトが損耗することはない。本発明のライナの固定方法によれば、従来のライナの固定方法に比較して、ライナの脱落や破損を効果的に防ぐことができ、ライナの寿命を大幅に延ばすことができる。それにより、ステーブの寿命も大幅に延ばすことができる。Next, preferred examples of the furnace wall cooling stave of the blast furnace of the present invention will be described.
First, if the liner is only fitted in the horizontal groove of the stave body, the position of the vertical gap between the liners will become the position of the vertical groove due to the horizontal movement of the liner during use. There is In order to prevent this and keep the gap between the liners constant, a countersunk hole is made inside the furnace of the liner, a bolt hole is made at the bottom of the countersunk hole, a bolt is passed through the bolt hole, and the stave body is The horizontal movement of the liner can be prevented by fixing it to the threaded hole provided in the horizontal groove. The bolt itself is cooled by the internal thread hole of the stave body, and a slag adhesion layer with low thermal conductivity is formed in the countersunk hole, so the temperature rise of the bolt can be avoided. Furthermore, the counterbored holes in the liner are deeper outside the furnace than the tip of the protrusion between the horizontal grooves of the stave, and the bolts are positioned on the liner and the stave body, which is fitted on the top, bottom, and bottom surfaces, for effective cooling. Therefore, the temperature rise of the bolt can be avoided, and the bolt will not wear even after long-term use. According to the liner fixing method of the present invention, it is possible to effectively prevent the liner from coming off or being damaged, and to greatly extend the life of the liner, as compared with the conventional liner fixing method. As a result, the life of the stave can also be significantly extended.
次に、ステーブ本体の凹部の垂直方向の幅が前記凸部の垂直方向の幅より大きくなるよう構成することが好ましい。このように構成することで、水平溝間の凸部は炉内の熱を直接受けて水平溝の温度よりも高温になるのでその幅を凹部よりも小さくして凸部の受熱量を低減することができる。また、ライナはステーブの水平溝間の凸部の先端よりも炉内に突出しているので、上下に隣接するライナの間隙にも熱伝導率の低いスラグ固着層が形成される。 Next, it is preferable that the vertical width of the concave portion of the stave body is larger than the vertical width of the convex portion. With this configuration, the protrusions between the horizontal grooves directly receive the heat in the furnace and become higher in temperature than the horizontal grooves. be able to. In addition, since the liner protrudes into the furnace from the tip of the projection between the horizontal grooves of the stave, a slag adhesion layer with low thermal conductivity is formed in the gap between the vertically adjacent liners.
また、ライナの材質はステーブ本体の材質よりも高温強度が高い材質から構成することが好ましい。銅または銅合金からなるステーブ本体よりも高温強度が高いライナの材質の一例としては、ステンレススチール、SS鋼などを好適に用いることができる。 Moreover, it is preferable that the liner is made of a material having higher high-temperature strength than the material of the stave main body. Stainless steel, SS steel, etc. can be used suitably as an example of the material of a liner with high temperature strength higher than the stave main body which consists of copper or copper alloys.
さらに、上下に隣接するライナ間の隙間の水平方向の位置を異ならせることにより、ライナ間の隙間が貫通して気流が通り抜けることを防止して、気流によるスラグ固着層の排除を防止するとともに、ライナ同士の隙間及び垂直溝内面からの受熱を防止することができる。ライナ間の隙間は5mm以上、500mm以下とすることが好ましい。ライナ間の隙間の水平方向の位置を異ならせるということは、ある高さのライナ間の隙間の直上部および/または直下部に、隣接するライナの突出部が位置するようにライナを配置することである。そのため、ライナ間に設ける隙間の間隔は、溝に配置するライナの長さよりも短いことが好ましい。ライナ間の隙間の数の70%以上の隙間において、その隙間が上下に隣接するライナの隙間と水平方向の位置が異なっていることが好ましい。 Furthermore, by making the gaps between the vertically adjacent liners different in the horizontal direction, it is possible to prevent air currents from penetrating through the gaps between the liners, thereby preventing the removal of the slag adhered layer due to the air currents. It is possible to prevent heat reception from the gap between the liners and the inner surface of the vertical groove. It is preferable that the gap between the liners is 5 mm or more and 500 mm or less. Varying the horizontal position of the gap between liners means arranging the liners so that the protrusion of the adjacent liner is located directly above and/or directly below the gap between liners at a given height. is. Therefore, it is preferable that the gap provided between the liners is shorter than the length of the liners arranged in the groove. In 70% or more of the gaps between the liners, it is preferable that the gaps are different in horizontal position from the gaps of the vertically adjacent liners.
また、長期の使用によってライナが磨滅または脱落した場合には、ステーブ本体の水平溝に熱伝導率の低いスラグ固着層が形成される。その場合、上下に隣接する垂直溝の水平方向の位置を異ならせることにより、垂直溝が貫通して気流が通り抜けることを防止して、気流によるスラグ固着層の排除を防止するとともに、垂直溝内面からの受熱を防止することができる。 In addition, when the liner wears out or falls off due to long-term use, a slag adhesion layer with low thermal conductivity is formed in the horizontal groove of the stave body. In that case, by differentiating the horizontal position of the vertically adjacent vertical grooves, it is possible to prevent the vertical grooves from penetrating and the airflow to pass through, thereby preventing the removal of the slag adhered layer due to the airflow and the inner surface of the vertical grooves. It is possible to prevent heat reception from.
上下に隣接する垂直溝の水平方向の位置を異ならせるとは、ある高さのステーブ本体凸部においてその垂直溝の開口部の直上部および/または直下部に隣接するステーブ本体凸部が位置するように垂直溝を配置することである。この場合でも、70%以上の垂直溝において、その垂直溝の水平方向の位置が隣接する凸部の垂直溝の位置と異なっていることが好ましい。 The horizontal position of the vertically adjacent vertical grooves is different, and the stave body convex portion adjacent to the opening of the vertical groove in the stave body convex portion at a certain height is located directly above and / or directly below the opening. is to arrange the vertical grooves so that Even in this case, it is preferable that the horizontal position of 70% or more of the vertical grooves is different from the position of the vertical grooves of adjacent protrusions.
なお、上述した上下に隣接するライナ間の隙間の水平方向の位置を異ならせること、および、上述した上下に隣接する垂直溝の水平方向の位置を異ならせること、の両者を設けることで、スラグ固着層の排除の防止を、より効果的に行うことができる。 By providing both the above-described different horizontal positions of the gaps between the vertically adjacent liners and the above-described different horizontal positions of the vertically adjacent vertical grooves, the slag Prevention of removal of the sticking layer can be more effectively achieved.
本発明の実施例を図に基づいて説明する。
図1は、本発明の高炉の炉壁冷却用ステーブの一例を炉内側から見た図であり、図2は、図1に示す本発明の高炉の炉壁冷却用ステーブのA-A線に沿った断面図である。以下、図1および図2を参照して、本発明の高炉の炉壁冷却用ステーブの構成について説明する。An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a view of an example of the blast furnace wall cooling stave of the present invention as viewed from the inside of the furnace, and FIG. 2 is a view of the blast furnace wall cooling stave of the present invention shown in FIG. 1 is a cross-sectional view along FIG. Hereinafter, with reference to FIG. 1 and FIG. 2, the structure of the furnace wall cooling stave of the blast furnace of the present invention will be described.
図1および図2に示す例において、ステーブ本体1は、高炉の周方向に多数並べられ、その材質には一例として無酸素銅が使われている。ステーブ本体1に切削加工により掘られた水平溝13には、複数のライナ2がライナ2間に垂直方向(図中上下方向)の隙間5をあけて嵌合されており、六角穴付きボルト3によって締結されている。その水平溝13の寸法の一例は、深さ13aは55mm、垂直方向の幅は、底部13bで75mm、開口部13cで70mmと、奥に広い台形形状である。そのため、水平溝13に嵌合したライナ2が抜けることはない。また、水平溝13にライナ2を嵌合したのちボルト3によって水平方向に固定されているため、ライナ2間の垂直方向の隙間5の幅は外力によって変ることがなく、一例として初期の10mmを維持できる。
In the example shown in FIGS. 1 and 2, a large number of stave
水平溝13によって凹部21が形成され、上下の水平溝13間に凸部22が形成される。本例において、形成された凸部22には、複数の垂直溝4が切削加工によって、一例として、幅10mmで深さ55mmに形成されている。複数の垂直溝4は、いずれもライナ2間の垂直方向の隙間5とは水平方向にずれた位置に配置する。そのため、高炉の炉内において、垂直に上昇する気流が通り抜けることはなく、炉内面に形成されたスラグ固着層がライナ2に維持される。
A
また、本発明では、上下に隣接するライナ2の垂直方向の隙間5の水平方向の位置、および、上下に隣接する垂直溝4の水平方向の位置、は特に限定しない。しかしながら、好適例として、図1および図2に示すように、上下に隣接するライナ2の垂直方向の隙間5は水平方向に位置を異ならせるよう構成することが好ましい。このようにライナ2の垂直方向の隙間5を構成した場合は、ライナ2が存在する場合における垂直に上昇する気流の通り抜けをより好適に防止することができる。また、好適例として、図1および図2に示すように、上下に隣接する垂直溝4の水平方向の位置を異ならせるよう構成することが好ましい。このように垂直溝4を構成した場合は、長期使用により、ライナ2が磨滅ないし外れ落ちた場合でも、上下の垂直溝4同士は水平方向にずれた位置にあるので、垂直に上昇する気流が通り抜けることはなく、炉内面に形成されたスラグ固着層が維持される。
In the present invention, the horizontal position of the
図2は、図1に示す本発明の高炉の炉壁冷却用ステーブのA-A線に沿った断面図である。図2に示す例において、所定の厚さの伸銅品の板であるステーブ本体1には、底のほうが広い水平溝13を掘っている。ステーブの垂直方向に配置されている冷却水通路6は、板の下端面からガンドリルによって上方に穴をあけられ、貫通せずに止める。その状態で、冷却水通路6には、ステーブの炉外側に当たる背面から給水口7と排水口8とが冷却水通路6と同径で開けられている。給水口7には高炉の鉄皮を貫通して炉外から冷却水を供給する給水管9を、排水口8には高炉の鉄皮を貫通して炉外に冷却水を排出する排水管10を、それぞれすみ肉溶接によりステーブ本体1に取り付けている。冷却水通路6の下方の穴は、プラグ11をV形開先溶接することにより封止する。
FIG. 2 is a cross-sectional view along line AA of the furnace wall cooling stave of the blast furnace of the present invention shown in FIG. In the example shown in FIG. 2, a
ライナ2は、ステーブ本体1に掘られた水平溝13に沿って水平に挿入され、所定の位置でボルト3によって締結される。ボルト3は、ざぐり穴12の底にあるため、六角穴付きボルトを使用して六角レンチで締め付ける。炉の中では、ざぐり穴12の中にもスラグ固着層が形成されるので、ボルト3の頭を保護することができる。ざぐり穴12はボルト3の温度が上昇しないように、水平溝13間の凸部22の先端部よりも深くあけている。
The
図3は、本発明の高炉の炉壁冷却用ステーブにおいて、ライナを取付ける前のステーブの一例を炉内側から見た図であり、図4は、図3に示すライナを取付ける前のステーブのA-A線に沿った断面図である。図3および図4に示す例において、ステーブ本体1には、フライス加工により水平溝13を掘っている。水平溝13の底には、ライナ2をボルト3でボルト止めするためのめねじ穴14をタップ加工により開ける。このめねじ穴14は、冷却水通路6に貫通しないように、冷却水通路6を水平方向によけた位置に設けている。切削加工と溶接加工が終わったのちに、水平溝13に嵌合する複数のライナ2を順次側方から差し込む。めねじ穴14とざぐり穴12と同心のボルト穴23の中心が一致したところで、ボルト3によって締め付け、水平溝13に沿って摺動することを止める。
FIG. 3 is a view of an example of the stave before the liner is attached in the stave for cooling the furnace wall of the blast furnace of the present invention, as seen from the inside of the furnace, and FIG. - It is sectional drawing along A line. In the example shown in FIGS. 3 and 4, the stave
本発明に係る高炉の炉壁冷却用ステーブは、炉の下部から高温の送風を行い上部より発生ガスを取り出す高炉の炉壁を内面から冷却するステーブとして特に有効であるが、高炉以外のシャフト炉などにおいても、高温に曝される炉壁内部を冷却して保護する用途として有効である。 The stave for cooling the furnace wall of the blast furnace according to the present invention is particularly effective as a stave for cooling the furnace wall of the blast furnace from the inner surface by blowing high-temperature air from the lower part of the furnace and taking out the generated gas from the upper part. Shaft furnaces other than blast furnaces It is also effective for cooling and protecting the inside of the furnace wall exposed to high temperatures.
1 ステーブ本体
2 ライナ
3 六角穴付きボルト
4 垂直溝
5 隙間
6 冷却水通路
7 給水口
8 排水口
10 排水管
11 プラグ
12 ざぐり穴
13 水平溝
13a 深さ
13b 底部
13c 開口部
14 めねじ穴
21 凹部
22 凸部
23 ボルト穴1 Stave
Claims (7)
その内部に冷却水を通す水路を設けると共に銅または銅合金からなるステーブ本体と、
ステーブ本体の炉内側表面に水平に複数設けられた水平溝であって、複数の水平溝で構成された凹部および複数の水平溝間に構成された凸部を構成する水平溝と、
水平溝間の凸部に垂直方向に複数設けられた垂直溝と、
ステーブ本体の水平溝に嵌合して設けられてその先端が炉内に突出する複数のライナと、を備えており、
垂直溝の上端または下端のどちらかまたは両方がライナによって上下方向に閉止される位置に、複数のライナ間の垂直方向の隙間があることを特徴とする、高炉の炉壁冷却用ステーブ。 A furnace wall cooling stave for cooling the furnace wall of a blast furnace from the inside,
A stave body made of copper or a copper alloy and provided with a water channel for passing cooling water inside,
A plurality of horizontal grooves provided horizontally on the furnace inner surface of the stave body, the horizontal grooves forming recesses formed of a plurality of horizontal grooves and protrusions formed between the plurality of horizontal grooves;
a plurality of vertical grooves provided in the vertical direction on the convex portion between the horizontal grooves;
A plurality of liners that are fitted into the horizontal grooves of the stave body and whose tips protrude into the furnace,
A stave for cooling the furnace wall of a blast furnace, characterized in that there is a vertical gap between a plurality of liners at a position where either or both of the upper end and the lower end of the vertical groove are vertically closed by the liner.
5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the gaps between the vertically adjacent liners have different positions in the horizontal direction, and the vertically adjacent vertical grooves have different positions in the horizontal direction. A stave for cooling the furnace wall of the blast furnace described.
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