JPH0331408A - 熔銃を流すための溝型構造体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高炉より出銑中の熔銑を流すｔ；めの溝型構造
体に関し、更にかかる構造体の冷却方法にも関する。

本発明を要約すれば、熔銑が沿って流れる面を持つ摩耗
ライニング（２）、摩耗ライニング（２）の外側の永久
ライニング（３）及び永久ライニング（３）の外側の熱
伝導率の高い外側ライニング（６，７）を備え、高炉の
出銑中に熔銑を流すだめの溝型構造体、即ち、熔銑とい
又は熔銑湯道である。

外側ライニングは、底壁（６）及び下端で底壁（６）と
熱的に接続された２個の向かい合った側壁（７）を持つ
。熱応力に対する抵抗を向上させるため、外側ライニン
グの壁（６，７）の全部ではないが少なくも一方の外側
で、これと隣接している少なくも１個の耐火性断熱ライ
ニング層（８，９）があり、かつ外側ライニングの壁（
６，７）の他方は熱放散用手段（１０，１１，１２）と
熱的に接続される。

高炉からの熔銑の流れを案内するために使用される溝型
構造体は、第１に湯出し口から延びて熔銑とスラグの両
者を輸送する「熔銑とい」として知られる主溝、及び第
２に「熔銑湯道」として知られ前記主溝から分岐し通常
はスラグか熔銑のいずれかを輸送する溝を備える。

通常は、かかる溝型構造体は、少なくも、運転中に熔銑
と接触する表面を持った摩耗ライニング、摩耗ライニン
グを収容する永久ライニング、及び摩耗ライニングの外
側の鋼又はコンクリートの支持体を備える。典を的な熔
銑といは、例えば長さが１０ないし２０ｍで、幅が３ｍ
である。冷却剤流路が外側支持体の内側のライニング層
内に置かれたＥＰ−Ａ−９０７６１及びＥＰ−Ａ−１４
３９７１、並びに溝型の金属支持体が冷却剤、特に空気
用の空間を持ったＥＰ−Ａ−６０２３９に例が示されて
いる。

「アイアン・アンドやスチール・エンジニャー」、１９
８８年１０月、ｐ、４７−５１．特にｐ、４８の第２図
は、摩耗ライニング、アルミナの永久ライニング、永久
ライニングの外側の熱伝導率の高い２個のカーボン層、
及び３面すべてが水冷却される溝型の銅箱を有する水冷
式の熔銑といを説明している。

本発明は、水冷式溝型構造体に限定されず、空冷式構造
体にも、更にその他の方法、例えば「アイアン・アンド
・スチール・エンジニャー」の同じ記事にも述べられた
ようなグリコール／水の混合物で冷却される構造体にも
関連することが注意される。

熔銑とい又は湯道の摩耗ライニングは、例えば耐火コン
クリートで構成することができる。永久ライニング用に
は、酸化アルミニウム煉瓦と組み合わせたカーボンを使
用でき、あるいは例えば酸化アルミニウム煉瓦を使用し
てもよい。永久ライニングと鋼の外箱との間の外側ライ
ニングは、例えばグラファイト、カーボン又はセミグラ
ファイトで作られる。

強度上の配慮から、外側支持体の鋼は約２００℃以上の
温度にすべさではない。高炉から出てくる熔銑は、摩耗
ライニングと直接接触し、かつ約１４５０℃−１５５０
℃の温度である。このため構造体にはかなりの熱応力が
発生する。熔銑湯道の寿命は、熔銑とい又は湯道の設計
のさいにおけるこの熱応力の受容方法により、はとんど
決定される。

熱応力の結果としての問題点は、例えば同時係属出願の
特願平１−３２６１８１号に説明されたように、熔銑と
い又は湯道にひび割れが始まることである。このひび割
れは、漏出した熔銑が鋼製支持体の外側の空間を満たす
という故障をもたらし、修復費用が発生する。修復する
ためには、固化した熔銑を除去するために、熔銑とい又
は湯道を漏出位置において完全に取り外さなければなら
ない。その後、とい又は湯道を再組立しなければならな
い。この総てに費用がかさむ。更に、とい又は湯道が溢
れ、熔銑が鋼製支持体ととい又は湯道を支持する「支柱
」との間に落ち込むことも発生する。この場合も固化し
た熔銑を除去しなければならず、これは前述と同じ欠点
を有する。

本発明の目的は、これらの問題を防止することであり、
特に熱応力を受容しひび割れの原因となることの少ない
熔銑を流すための溝型構造体を提供することである。

高炉の出銑作業中において熔銑を流すための本発明によ
る溝型構造体は、熔銑が沿って流れる溝をの面を有する
摩耗ライニング、摩耗ライニングの外側の永久ライニン
グ、及び永久ライニングの外側の高熱伝導率の外側ライ
ニングを備える。外側ライニングは、底壁及び下端が底
壁と熱的に接続された２個の向かい合った側壁を有する
。前記外側ライニングの前記璧の少なくも１方の外側に
、全部ではないが隣接している少なくも１個の断熱ライ
ニング層がある。前記外側ライニングの前記壁の他方は
放熱手段と熱的に結合される。断熱ライニング層は少な
くも部分的に耐熱材のものであることが好ましい。

上述のように摩耗ライニング、永久ライニング及び外側
ライニングを備えた溝型構造体に沿って高炉の出銑中に
熔銑が流れる前記溝型構造体を冷却する本発明による方
法は、前記外側ライニングの壁の少なくも一方を、全部
ではないが冷却し、同時に前記壁の他方を外向きに通過
する熱の流れを制限することを特徴とする。

例えば、外側ライニングの水平底板は直接冷却されずに
その外側の断熱ライニング層と直接隣接し、同時に外側
ライニングの２個の側壁を通じて放散される総ての熱は
側壁の水冷又は空冷により運び去られることが考えられ
る。この場合、溝型構造体の側壁の両側において熔銑湯
道から溢れた熔銑の流入を防ぐため、水平なカバー板を
溝型構造体の頂部に取り付けてもよい。

しかし、２個の側壁はその外側の断熱ライニング層と直
接的に隣接され、更に底壁はこれから熱を取るようにさ
れた放熱手段と組み合わせられることが好ましい。この
ようにして、側壁は熱伝導状態にある底壁を経由して冷
却される。

本発明は、外側ライニングの壁の少なくも一方を、全部
ではないが、経由して、総ての熱を放散しようという大
胆な考えに基づいている。例えば前述の「アイアン・ア
ンド・スチール・エンジニャー」の記事より知られるよ
うな熔銑といの総ての外壁が熱放散に直接寄与するとい
う普通の考えは捨てられた。

驚くべきことに、外側ライニングの冷却能力の低下は小
さく、しかも構造体の能力には影響しないということが
見出だされた。外側ライニングは熱伝導率が大きいので
、直接冷却されない部分が過熱されない。

本発明による溝型構造体においては、外側ライニングの
側壁が外側ライニングの底壁と熱的に接続されることが
本質的なことである。本発明の好ましい実施例において
は、側壁がその外側の断熱ライニング層と直接隣接する
ことが可能である。

このとき、熱放散は側壁から底壁への熱伝導により行な
われる。この好ましい実施例においては、溝型構造体の
両側の空間は、側壁の外側のライニング層で完全に満た
されるので、もはや熔銑によって満たされることは起き
ない。

外側ライニングは約２９Ｗ／ｍＫより大きな熱伝導係数
を持つことが望ましい。外側ライニングはグラファイト
で作られることが好ましい。

溝型構造体の寿命を増加させるには、永久ライニングと
少なくも外側ライニングの部分との間の１個又は複数個
の圧縮可能な材料の層、例えばフェルト層が、運転中の
溝型構造体の膨張を吸収することが好ましい。更に、同
じ理由から、溝型構造体は、断熱ライニング層の最も外
側に、圧縮可能な材料の層を少なくも部分的に備えるこ
とが好ましい。

溝型構造体は、外側支持体としての鋼製の底板により有
利に具体化できる。この鋼製の底板は構造体の建設のさ
いの基礎として作用する。この場合、熱伝導係数の小さ
な薄い分離層を鋼底板と外側ライニングとの間に組み入
れることが望ましく、この方法により鋼の底板の温度は
望ましい最高温度２００°Ｃを超えることなく、同時に
この薄い分離層は鋼底板に十分に熱を伝達し外側ライニ
ングの望ましい冷却を達成する。分離層は、熱伝導係数
が１から５Ｗ／ｍＫの範囲、好ましくは１から２Ｗ／ｍ
Ｋを有すれば十分であ・る。

熱放散手段は、強制空冷によりｗ４底板から熱を放牧す
るようにされることが好ましい。溝型構造体の下側、即
ち鋼底板、及び湯道を支持している周囲の部分に細溝を
形成し、この細溝を通じて鋼底板からの熱放散用の冷却
空気を導くようにすることができる。前記細溝の一方の
側に吸引ファンを連結し、前記作用を行うことが可能で
ある。しかし、熱放散手段が冷却空気を入り口側で加圧
する手段を備えた場合に最良の結果が得られた。吸引フ
ァンを用いたときは、鋼底板に沿って大量の冷却空気を
導くことができる。

以下、本発明はこれによる溝型構造体の非限定的な実施
例により説明され図面を参照し説明されるであろう。第
１図は本発明による熔銑湯道の断面図を示す。同様な構
造が本発明による熔銑といに応用できる。

第１図には、高炉の湯出し口から流れる熔銑を輸送する
溝型の面が摩耗ライニング２により形成された熔銑湯道
ｌが示される。相互に動きうる多数の層からなる摩耗ラ
イニング２については種々の材料が使用できるが、通常
は耐火コンクリートが使用される。摩耗ライニング２の
外側に、これと直接接触して、摩耗ライニング２の温度
均等化用の永久ライニングを形成する非結晶性カーボン
煉瓦のカーボン中間ライニング３がある。この中間ライ
ニング３の外側に、これに接して耐火コンクリートの断
熱層４がある。断熱層４の外側に、２個の向かい合いの
側壁７と底壁６とからなる煉瓦の外側ライニングがある
。断熱層４は、外側ライニング６．７の温度が約６００
℃を超えることを防ぐ。

運転中における熔銑湯道の構造の熱膨張を受容するため
に、湯道には、外側ライニングの側壁７と断熱層４との
間、及び断熱層４と中間ライニング３との間に、それぞ
れ圧縮可能なセラミックフェルト層１５．１６が更に備
えられる。

外側ライニング６．７は熱伝導率材料で構成され、底壁
６と側！！７とは熱的に接続される。煉瓦は、良好な熱
の流れを形成するように、即ちこれらの間に断熱層がな
いように配置される。もし隙間があれば、これらは熱伝
導率のよいモルタルで充填される。外側ライニング６．
７の煉瓦にはグラファイトが好ましいが、カーボングラ
ファイト又はセミグラファイトを使用することにより、
特に側壁７と底壁６との連結部における十分な熱伝導率
が得られ、従って、側壁７に直結隣接して断熱ライニン
グ層８．９を取り付けること、並びに以下説明するよう
に底壁６を通過してのみ熱を奪うことが可能である。層
８は耐火性であり高アルミナコンクリートで作られる。

層９は耐火性である必要はなく、非耐火性の高断熱性コ
ンクリートで作られる。

膨張の可能性を与えるため、熔銑湯道には側壁位置でラ
イニング層８．９の外側に圧縮可能な材料の層１４が備
えられることが更に望ましい。層１４はセラミックフェ
ルトのものである。、熔銑湯道の下側には支持用の鋼製
の底板１０を備える。この板と外側ライニン、グの底１
１６との間には、例えばある種の耐火性コンクリートの
薄い断熱層１．１の形状の仕切り層１１がある。この層
の厚さと熱伝導率とは、この層が鋼板ｌＯに十分な熱を
伝えるが鋼板ＩＯが約２００℃以上になることは防止す
るように選定される。

低熱伝導率のこの薄い層１１は重要な作用を持つ。熔銑
湯道又はといには、例えば摩耗ライニング及び永久ライ
ニングのひび割れが生ずる。このとき、熔銑が湯道又は
といの下方部分に達する可能性がある。この場合、グラ
ファイト層６．７は、この熔銑を固体状態に固化させる
ことにより安全作用を行う。もし薄い層Ｉｔが存在しな
ければ、グラファイト層に隣接した鋼板ｌＯに厳しくか
つ非常に局部的な負荷が加わるであろう。これは鋼板を
極めて速やかに破損させるであろう。層１１はグラファ
イト層の熱負荷を拡散させ、その結果、鋼板の寿命が延
びる。

熔銑湯道の冷却は、鋼底板ｌＯの強制空冷又は水冷又は
類似の冷却方法により行なわれる。説明された実施例に
おいては強制空冷が使用される。

冷却空気は、鋼底板ｌＯと（区画１３により）熔銑湯道
を支持している構造との間の細溝１２を通って送風され
、鋼底板１０から熱を放散させる。送風手段、例えばフ
ァンは空気の流れの方向で溝１２の上流にある。鋼板１
０は約０．７ｃｍの厚さを持つが、より厚くてもよい。

説明されたように、層３．６及び７は煉瓦で作られる。

その他のこれまで説明された層２．４．８．９、ｌｌは
鋳造できる材料である。上−述のように、種々の層の熱
伝導率は、良好な又は貧弱な熱伝導体としてのこれらの
層の作用に従って選定される。説明された実施例におい
ては、選ばれた材料の熱伝導率は以下の範囲内であり、
これは好ましいものである。

層　　　　　　熱伝導率（Ｗ／ｍＫ） ２　　　　　　　　　　約　　２ ３　　　　　　　５−１５ ４　　　　　　１−５ ６．７　　　　　５０−１００ ８　　　　　　１−５ ９　　　　　　　０、５−１ １１　　　　　１−５、特に約２ 図示の熔銑湯道は、流路溝から溢れ出た熔銑が層３．４
．７．８．９と接触することを防止するため、各側に高
アルミナ可鋳性コンクリートのカバー１７を更に持つ。

特に高断熱層８．９は耐火能力を持たなくともよく、ま
た熔銑との厳しい接触をしないであろう。更にこれらを
保護するために、これらの上方に可鋳性の高アルミナコ
ンクリート製の層１８が設けられる。

説明された溝型構造体の外側にコンクリート構造体１９
が示され、これは実際的に熔銑湯道が内部に作られる現
実の構造体である。その内側には、コンクリート層２０
及び熔銑湯道組立体の表面を滑らかにするモルタルと高
アルミナコンクリートの薄層２１と２２がある。

本発明の実施態様につき説明すれば次の通りである。

（１）　　（ａ）熔銑が沿って流れる溝型の面を有する
摩耗ライニング（２）、（ｂ）摩耗ライニング（２）の
外側の永久ライニング（３）及び永久ライニング（３）
の外側の熱伝導率の高い外側ライニング（６，７）を備
えて成り、前記外側ライニングは底壁（６）及び下端で
底壁（６）と熱的に接続された２個の向かい合いの側壁
（７）を有する、高炉の出銑中に熔銑を流すための溝型
構造体において、前記外側ライニングの前記壁（６，７
）の全部ではないが少なくも一方の外側゛で、これと隣
接している少なくも１個の断熱ライニング層（８，９）
があり、かつ前記外側ライニングの前記壁（６，７）の
他方は熱放散用手段（１０，１１，１２）と熱的に連結
されることを特徴とする溝型構造体。

（２）前記外側ライニングの前記側壁（７）はそれらの
外側に前記断熱ライニング層（８，９）を有し、一方、
前記底壁（６）は前記熱放散用手段と熱的に接続されて
いる前記（１）による溝型構造体。

（３）前記外側ライニング（６，７）が２９Ｗ／ｍＫよ
り大きな熱伝導率を有する前記（１）又は（２）による
溝型構造体。

（４）前記外側ライニング（６，７）がグラファイト製
である前記（１）ないしく３）のいずれかによる溝型構
造体。

（５）熱膨張を受容するための圧縮可能な材料の少なく
とも一つの層（１５，１６）が前記永久ライニング（３
）と少なくも外側ライニング（６，７）の一部分との間
に備えられる前記（１）ないしく４）のいずれかによる
溝型構造体。

（６）圧縮可能な材料の層（１４）が少なくも前記断熱
ライニング層（８，９）の一部分の外側に備えられる前
記（１）ないしく５）のいずれかによる溝型構造体。

（７）前記熱放散用手段の一部を形成している支持用の
鋼底板（ｌＯ）を有する前記（１）ないしく６）のいず
れかによる溝型構造体。

（８）前記外側ライニングと鋼底板（１０）との間に前
記外側ライニング（６，７）よりも熱伝導率の小さな薄
い仕切り層（ｌ　ｌ）を有する前記（７）による溝型構
造体。

（９）前記仕切り層（ｌ　ｌ）の熱伝導率が１ないし５
　Ｗ　／　ｍ　Ｋの範囲内にある前記（８）による溝型
構造体。

（１０）前記熱放散用手段が前記底板（ｌ　Ｏ）を強制
空冷する手段を持つような前記（７）ないしく９）のい
ずれかによる溝型構造体。

（１１）　　前記強制空冷手段が空気の流れの方向で底
板（ｌＯ）の上流側で冷却用空気を加圧する手段を有す
る前記（ｌＯ）による溝型構造体。

（１２）（ａ）熔銑が沿って流れる溝型の面を有する摩
耗ライニング（２）、（ｂ）摩耗ライニング（２）の外
側の永久ライニング（３）及び永久ライニング（３）の
外側の熱伝導率の高い外側ライニング（６，７）を備え
て成り、前記外側ライニングは底壁（６）及び下端で底
壁（６）に熱的に接続された２個の向かい合いの側”ｊ
（７）を有する、高炉の出銑中に熔銑を流すための溝型
構造体を冷却する方法にして、前記外側ライニングの前
記壁（６，７）の少なくも一方を全部ではないが冷却し
、同時に前記壁（６，７）の他方を通る外向きの熱の流
れを制限することを特徴とする冷却方法。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による熔銑湯道の断面図を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）（ａ）熔銑が沿って流れる溝型の面を有する摩耗
   ライニング（２）、（ｂ）摩耗ライニング（２）の外側
   の永久ライニング（３）及び永久ライニング（３）の外
   側の熱伝導率の高い外側ライニング（６、７）を備えて
   成り、前記外側ライニングは底壁（６）及び下端で底壁
   （６）と熱的に接続された２個の向かい合いの側壁（７
   ）を有する、高炉の出銑中に熔銑を流すための溝型構造
   体において、前記外側ライニングの前記壁（６、７）の
   全部ではないが少なくも一方の外側で、これと隣接して
   いる少なくも１個の断熱ライニング層（８、９）があり
   、かつ前記外側ライニングの前記壁（６、７）の他方は
   熱放散用手段（１０、１１、１２）と熱的に連結される
   ことを特徴とする溝型構造体。
2. （２）（ａ）熔銑が沿って流れる溝型の面を有する摩耗
   ライニング（２）、（ｂ）摩耗ライニング（２）の外側
   の永久ライニング（３）及び永久ライニング（３）の外
   側の熱伝導率の高い外側ライニング（６、７）を備えて
   成り、前記外側ライニングは底壁（６）及び下端で底壁
   （６）に熱的に接続された２個の向かい合いの側壁（７
   ）を有する、高炉の出銑中に熔銑を流すための溝型構造
   体を冷却する方法にして、前記外側ライニングの前記壁
   （６、７）の少なくも一方を、全部ではないが冷却し、
   同時に前記壁（６、７）の他方を通る外向きの熱の流れ
   を制限することを特徴とする冷却方法。