JPH0527683B2 - - Google Patents

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JPH0527683B2
JPH0527683B2 JP26144187A JP26144187A JPH0527683B2 JP H0527683 B2 JPH0527683 B2 JP H0527683B2 JP 26144187 A JP26144187 A JP 26144187A JP 26144187 A JP26144187 A JP 26144187A JP H0527683 B2 JPH0527683 B2 JP H0527683B2
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JP
Japan
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cooling
furnace body
gas
nozzle
furnace
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Shigeyuki Kurihara
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Nippon Steel Corp
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Sumitomo Metal Industries Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> この発明は、転炉等の製鋼炉の鉄皮を均一に冷
却し、炉体の変形および煉瓦の溶損速度を減少さ
せることのできる製鋼炉鉄皮冷却装置に関するも
のである。
[Detailed Description of the Invention] <Industrial Application Field> The present invention provides a steel manufacturing method that uniformly cools the shell of a steel making furnace such as a converter, thereby reducing the deformation of the furnace body and the rate of erosion of bricks. This relates to a furnace shell cooling device.

<従来技術> 製鋼炉は、第6図に示すように、トラニオン軸
2を有するトラニオンリング1によつて傾動可能
に支持され、ランス3を介して溶銑S1へO2等の
ガスを吹付け、副原料を投入、吹込むことによ
り、所定の温度、成分の溶鋼S2を得る装置であ
る。
<Prior art> As shown in FIG. 6, a steelmaking furnace is tiltably supported by a trunnion ring 1 having a trunnion shaft 2, and a gas such as O 2 is blown onto hot metal S 1 through a lance 3. This is a device that obtains molten steel S2 of a predetermined temperature and composition by charging and blowing auxiliary raw materials.

このような製鋼炉において、煉瓦4の材質もし
くは厚みによつては、鉄皮5への熱負荷が大きく
なり、鉄皮5が変形してトラニオンリング1と衝
突したり、あるいは煉瓦溶損後の煉瓦積みが不可
となり、鉄皮5の更新が必要となつてくる。
In such a steelmaking furnace, depending on the material or thickness of the bricks 4, the heat load on the steel shell 5 may become large, causing the steel shell 5 to deform and collide with the trunnion ring 1, or cause damage after the brick melts. Bricklaying will no longer be possible, and the steel skin 5 will need to be replaced.

このような鉄皮の変形を防止するため、従来に
おいては、エア冷却方式あるいはパネル(ステイ
ーブ)冷却方式などが考案されている。
In order to prevent such deformation of the steel shell, conventionally, an air cooling method or a panel (stave) cooling method has been devised.

エア冷却方式としては、第7図に示すように、
トラニオンリング1の内側に複数のノズルを有す
る供給管6を多数配設し、エアAが鉄皮5の表面
へ噴射させる構成のものが考案され、実用に供さ
れており、鉄皮表面温度を100〜150℃低下させる
という効果をあげている。
As shown in Figure 7, the air cooling method is as follows:
A configuration in which a large number of supply pipes 6 having a plurality of nozzles are disposed inside the trunnion ring 1 and air A is injected onto the surface of the steel shell 5 has been devised and put into practical use, and it is possible to reduce the surface temperature of the steel shell. It has the effect of lowering the temperature by 100 to 150 degrees Celsius.

パネル(ステイーブ)冷却方式としては、第8
図に示すように、煉瓦4と鉄皮5との間に冷却パ
ネル7を介在させ、冷却パネル7に冷却水Wを供
給する構成のものが考案されている。
As a panel (stave) cooling method, the 8th
As shown in the figure, a configuration has been devised in which a cooling panel 7 is interposed between the bricks 4 and the iron shell 5, and cooling water W is supplied to the cooling panel 7.

<この発明が解決すべき問題点> しかしながら、エア冷却方式の場合には、水蒸
気爆発の危険がなく炉の状況によらず冷却を実施
できる利点を有するが、冷却効果が小さく、鉄皮
の変形を完全に防止できない。
<Problems to be Solved by the Invention> However, in the case of the air cooling method, although it has the advantage of being able to perform cooling regardless of the furnace situation without the risk of steam explosion, the cooling effect is small and the deformation of the steel shell may occur. cannot be completely prevented.

一方、パネル(ステイーブ)冷却方式は、冷却
効果が大きく、かつ均一な冷却のため、鉄皮の変
形防止、煉瓦溶損防止への効果大であるが、溶湯
近傍に水分が存在するため、トラブル時、水蒸気
爆発の可能性が残る。また、簡単に改造を行なう
ことができない。
On the other hand, the panel (stave) cooling method has a large cooling effect and is uniformly cooled, so it is highly effective in preventing deformation of the steel shell and preventing melting of the bricks. There remains the possibility of a steam explosion. Furthermore, it cannot be easily modified.

この発明は前述のような事情に鑑みて提案され
たもので、その目的は、冷却能の大きいミストを
使用でき、冷却効果が大きく均一な冷却が可能
で、しかも水蒸気爆発の可能性が少なく、さらに
既設の製鋼炉にも少ない改造で適用できる製鋼炉
鉄皮冷却装置を提供することにある。
This invention was proposed in view of the above-mentioned circumstances, and its purpose is to use a mist with a large cooling capacity, to achieve a large cooling effect, to achieve uniform cooling, and to reduce the possibility of steam explosion. Furthermore, it is an object of the present invention to provide a steel-making furnace shell cooling device that can be applied to existing steel-making furnaces with little modification.

<問題点を解決するための手段> 本発明は、炉体を冷却する冷却機構と、炉体冷
却効果、炉体状況を測定する測定機構、この測定
結果に基づいて冷却機構を調整制御する制御機構
の3つの部分によつて構成される。
<Means for Solving the Problems> The present invention provides a cooling mechanism that cools the furnace body, a measuring mechanism that measures the furnace cooling effect and the furnace condition, and a control that adjusts and controls the cooling mechanism based on the measurement results. The mechanism consists of three parts.

冷却機構は、炉体のトラニオンリングに周方向
に多数配設され、炉体に向けてミストあるいはガ
スを噴射し得るノズルと、このノズルにヘツダ
ー、混合器などを介してエア等のガス、水等の液
体をそれぞれ供給するガス供給配管、液体供給配
管を有している。
The cooling mechanism includes a large number of nozzles arranged circumferentially around the trunnion ring of the furnace body, and includes nozzles that can inject mist or gas toward the furnace body, and gas such as air and water to these nozzles through a header, mixer, etc. It has gas supply piping and liquid supply piping for supplying liquids such as, respectively.

測定機構は、各ノズルにより冷却されている炉
体装置に対応して設置された冷却部測定センサー
と、各ノズルにより冷却されていない炉体位置に
対応して設置された非冷却部測定センサーを有
し、各センサーは温度、応力、歪等を測定するも
のとされる。
The measurement mechanism consists of a cooling part measuring sensor installed corresponding to the furnace body device cooled by each nozzle, and an uncooled part measuring sensor installed corresponding to the furnace body position not being cooled by each nozzle. Each sensor measures temperature, stress, strain, etc.

制御機構は、測定センサーの検出信号に基づい
て制御量を決定する制御器と、この制御器からの
信号によりガス、液体の供給量を調整する流量調
整弁から構成される。
The control mechanism includes a controller that determines a control amount based on a detection signal from a measurement sensor, and a flow rate adjustment valve that adjusts the amount of gas and liquid supplied based on a signal from the controller.

<作用> 炉の精錬中止時は、液体とガスの供給を停止
し、冷却を中止する。
<Operation> When the furnace stops refining, the supply of liquid and gas is stopped, and cooling is stopped.

炉が傾動している場合は、ガスのみの冷却とす
る。
If the furnace is tilted, use only gas for cooling.

精錬中は液体とガスを混合してミストにより冷
却する。ミスト量は、冷却部測定センサーの測定
値と非冷却部測定センサーの測定値との差がしき
い値を越えると減少させるように制御する。
During refining, liquid and gas are mixed and cooled by mist. The amount of mist is controlled to be reduced when the difference between the measured value of the cooled part measuring sensor and the measured value of the non-cooled part measuring sensor exceeds a threshold value.

測定センサーの一部が高温になると、局部的煉
瓦損傷あるいは冷却機構の一部損傷と判断でき
る。
If a part of the measurement sensor becomes hot, it can be determined that there is local brick damage or partial damage to the cooling mechanism.

<実施例> 以下、この発明を図示する一実施例に基づいて
説明する。
<Example> The present invention will be described below based on an illustrative example.

本発明の冷却装置は、第1図に示すように、冷
却機構からのミストMあるいはガスGにより炉体
を冷却し、測定機構により炉体の冷却効果、炉体
の状況を検出し、制御機構により冷却機構を制御
するように構成されている。
As shown in FIG. 1, the cooling device of the present invention cools the furnace body with mist M or gas G from the cooling mechanism, detects the cooling effect of the furnace body and the state of the furnace body with the measuring mechanism, and uses the control mechanism to The cooling mechanism is configured to be controlled by the cooling mechanism.

冷却機構は、ノズル8、ガスヘツダー9、液体
用ヘツダー10、ガス供給配管11、液体供給配
管12を有し、エア等のガスGと水等の液体Lを
混合器13により混合してミストMを、あるいは
液体Lを遮断してガスGのみをノズル8から噴射
できるようにされている。また、ガスGのみを噴
射させる場合、液体供給配管12内の液体を排除
するため、パージ用配管14が設けられている。
The cooling mechanism has a nozzle 8, a gas header 9, a liquid header 10, a gas supply pipe 11, and a liquid supply pipe 12, and mixes a gas G such as air and a liquid L such as water using a mixer 13 to form a mist M. Alternatively, the liquid L can be cut off and only the gas G can be injected from the nozzle 8. Further, when only the gas G is injected, a purge pipe 14 is provided to remove the liquid in the liquid supply pipe 12.

ヘツダー9,10、混合器13は、地金、滓等
が衝突しないようにトラニオンリング1の下部に
設けられ、供給配管11,12は、トラニオン軸
2を貫通して配設される。
The headers 9 and 10 and the mixer 13 are provided at the lower part of the trunnion ring 1 to prevent collision of metal, slag, etc., and the supply pipes 11 and 12 are provided to penetrate the trunnion shaft 2.

ノズル8は、トラニオンリング1の周方向に等
間隔をおいて多数配設されるとともに炉復部に向
けてミストMあるいはガスGを噴射するようにさ
れ、炉体全周が均一に冷却する。
A large number of nozzles 8 are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the trunnion ring 1, and are configured to inject mist M or gas G toward the furnace recovery section, thereby uniformly cooling the entire circumference of the furnace body.

なお、ヘツダー等を設置する位置としては、ミ
ストへの上昇気流の効果を考えると、トラニオン
リングの下部が良いが、耐衝撃性のあるカバーを
設置し、上昇気流に行勝てるだけのエネルギーを
確保できるならば、トラニオンリングの上部に設
けてもよい。
In addition, considering the effect of upward airflow on the mist, the best place to install the header is at the bottom of the trunnion ring, but a shock-resistant cover should be installed to ensure enough energy to overcome the upward airflow. If possible, it may be provided on the top of the trunnion ring.

測定機構は、第3図に示すように各ノズル8に
より直接冷却されている炉体位置に貼設された冷
却部測定センサー15Aと、各ノズル8により冷
却されていない炉体位置に貼設された非冷却部測
定センサー15Bと、各センサー15A,15B
からの測定値を電気信号に変換する測定値変換器
16からなる。この測定センサー15は、温度、
応力あるいは歪など冷却により変化する量を測定
するものであり、例えば熱電対、サーミスタ、歪
ゲージ等が用いられる。
As shown in FIG. 3, the measurement mechanism includes a cooling part measurement sensor 15A attached to the furnace body position that is directly cooled by each nozzle 8, and a cooling part measurement sensor 15A attached to the furnace body position that is not cooled by each nozzle 8. uncooled part measurement sensor 15B and each sensor 15A, 15B
It consists of a measurement value converter 16 that converts the measurement values from the sensor into electrical signals. This measurement sensor 15 measures temperature,
It measures amounts that change due to cooling, such as stress or strain, and uses thermocouples, thermistors, strain gauges, etc., for example.

接触式センサーであれば、第3図に示すよう
に、測定センサー15Bを、冷却面中央に貼設さ
れた測定センサー15Aの下方にずらして配設す
るか、あるいは第4図に示すように、測定センサ
ー15A間に配設して防湿板17により保護す
る。
If it is a contact type sensor, as shown in FIG. 3, the measurement sensor 15B is placed below the measurement sensor 15A attached to the center of the cooling surface, or as shown in FIG. It is arranged between the measurement sensors 15A and protected by a moisture-proof plate 17.

非接触式センサー15であれば、第5図に示す
ように、トラニオンリング1の内面に埋設するこ
とができ、光学式温度計15′であれば、内蔵さ
せて測定することが可能である。
A non-contact sensor 15 can be embedded in the inner surface of the trunnion ring 1, as shown in FIG. 5, and an optical thermometer 15' can be built-in for measurement.

制御機構は、測定値変換器16と図示しない傾
動装置からの信号に基づいて炉体の冷却状態、炉
体の状況を検出し、制御量を決定する制御器18
と、この制御器18からの信号を受けてガスGと
液体Lの供給量を調整する流量調整弁19,2
0,21からなる。
The control mechanism includes a controller 18 that detects the cooling state of the furnace body and the status of the furnace body based on signals from the measured value converter 16 and a tilting device (not shown), and determines the control amount.
and flow rate adjustment valves 19 and 2 that adjust the supply amounts of gas G and liquid L in response to signals from the controller 18.
It consists of 0,21.

以上のような構成において、次のように動作す
る。
In the above configuration, the operation is as follows.

(i) 炉が精錬中止している時は、ガスと液体用の
流量調整弁19,20を全閉とし、冷却を中止
する。ただし、炉体に生じている温度、応力、
歪等と測定結果によつてはミストMあるいはガ
スGによる冷却を実施してよい。
(i) When the furnace has stopped refining, the flow rate adjustment valves 19 and 20 for gas and liquid are fully closed and cooling is stopped. However, the temperature and stress occurring in the furnace body,
Depending on the strain etc. and the measurement results, cooling with mist M or gas G may be performed.

(ii) 炉が傾動している場合は、液体Lが洩れ、そ
の上に溶湯がかかり水蒸気爆発を生じる可能性
が存するので、ガスGのみの冷却とすることが
望ましい。この場合、傾動を行なう直前に、通
常は閉となつているパージ用の流量調整弁21
を開とし(液体用の流量調整弁20は閉とす
る)、液体Lを配管12、ヘツダー10、ノズ
ル8内に残らないように排除する。
(ii) If the furnace is tilted, there is a possibility that the liquid L will leak and the molten metal will splash onto it, causing a steam explosion, so it is desirable to use only the gas G for cooling. In this case, immediately before tilting, the purge flow regulating valve 21, which is normally closed,
is opened (the liquid flow rate adjustment valve 20 is closed), and the liquid L is removed so that it does not remain in the pipe 12, header 10, and nozzle 8.

(iii) 炉でO2等を吹付けている際、すなわち精錬
を行なつている際は、ガス液体の流量調整弁1
9,20を調整してミストMにより冷却を行な
う。
(iii) When spraying O 2 etc. in the furnace, that is, when refining, the gas liquid flow rate adjustment valve 1
9 and 20, and perform cooling with the mist M.

ミストMの量は、冷却部測定センサー15A
と非冷却部測定センサー15Bとの測定結果を
比較することにより決定する。すなわち、冷却
が不均一もしくは過大となると、温度差が大き
くなり、熱応力がこれに応じて大となり、冷却
を行なつたがため鉄皮5を変形、破損する可能
性があるが、センサー15Aと15Bの測定値
を比較することにより、これを防止できる。
The amount of mist M is determined by the cooling part measurement sensor 15A.
This is determined by comparing the measurement results of the non-cooled part measurement sensor 15B and the non-cooled part measurement sensor 15B. In other words, if the cooling is uneven or excessive, the temperature difference will increase and the thermal stress will increase accordingly, which may deform or damage the iron skin 5 due to cooling, but the sensor 15A This can be prevented by comparing the measured values of and 15B.

具体的には、鉄皮5の材質、センサー15の
取付位置に応じて「しきい値C」を決定し、 「センサー15Aの測定値」 +C>「センサー15Bの測定値」 となつたらミストMの量を減少させるように制
御させる。
Specifically, the "threshold C" is determined according to the material of the iron skin 5 and the mounting position of the sensor 15, and if "measured value of sensor 15A"+C>"measured value of sensor 15B", mist M is set. control to reduce the amount of

(iv) また、センサー15A,15Bの測定値を用
いることにより製鋼炉の炉体状況を把握するこ
とが可能となる。すなわち、センサー15B群
内で一部のみ高温となつた場合は、その部分が
局所的煉瓦損傷を受けたことが判る。
(iv) Furthermore, by using the measured values of the sensors 15A and 15B, it is possible to grasp the state of the furnace body of the steelmaking furnace. That is, if only a part of the sensor group 15B becomes high temperature, it can be determined that that part has suffered local brick damage.

センサー15A群内で一部のみ高温となるな
ら、上記の煉瓦損傷もしくは冷却機構の一部損
傷と判断できる。
If only a portion of the sensor group 15A becomes high temperature, it can be determined that the bricks are damaged or the cooling mechanism is partially damaged.

制御器18内にこれらの判断機能を持たせ
て、煉瓦の局部損傷等に応じた冷却および警報
発生が可能となる。
By providing these judgment functions in the controller 18, it becomes possible to perform cooling and issue alarms in response to local damage to the bricks.

次に、具体的数値例をあげる。 Next, a concrete numerical example will be given.

これは、高さ12m、炉腹径8mの製鋼炉にお
いて、最大、流体量(水分)=1.0/m2分、ガ
ス量(エア分)=103N・/m2分のミストを吹
付けたものであり、鉄皮表面温度を300℃降下
できた。この時、センサー15A,15Bの測
定は、温度で行ない、しきい値Cとして250℃
とした。
In a steelmaking furnace with a height of 12 m and a furnace belly diameter of 8 m, this sprays a maximum of a mist of fluid volume (moisture) = 1.0/m 2 minutes and gas volume (air content) = 10 3 N/m 2 minutes. It was possible to reduce the surface temperature of the iron skin by 300℃. At this time, the measurements of sensors 15A and 15B are performed at temperature, and the threshold value C is 250°C.
And so.

<発明の効果> 前述のとおり、この発明によれば、冷却能の大
きいミストあるいはガスのみを噴射し得る冷却機
構を用い、測定用センサーにより冷却部と非冷却
部の温度等を測定し、これらの測定値に基づいて
ミスト量等を制御するようにしたため、比較的簡
単な構成で鉄皮に均一で強力な冷却を施すことが
でき、鉄皮の表面温度を冷却前と比較して200℃
以下低下させることができる。
<Effects of the Invention> As described above, according to the present invention, a cooling mechanism capable of injecting only mist or gas with a large cooling capacity is used, and the temperature of the cooled part and the non-cooled part is measured by a measuring sensor, and the temperature of the cooled part and the uncooled part is measured. Since the amount of mist, etc. is controlled based on the measured value of
It can be lowered below.

また、ガスのみの冷却が行なえるので水蒸気爆
発の可能性も少なくできる。
Furthermore, since only the gas can be cooled, the possibility of steam explosion can be reduced.

さらに、既設の製鋼炉にも少ない改造で適用で
きるとともに、ミストを用いることによりエアに
比べてノズル個数を少なくできる。
Furthermore, it can be applied to existing steelmaking furnaces with little modification, and by using mist, the number of nozzles can be reduced compared to air.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図、第2図は、この発明に係る製鋼炉鉄皮
冷却装置を示す概略正面図、概略平面図、第3
図、第4図は測定センサーの設置例を示す概略
図、第5図の測定センサーの別の態様を示す概略
図、第6図は製鋼炉を示す概略断面図、第7図、
第8図は従来の冷却装置を示す概略断面図であ
る。 1……トラニオンリング、2……トラニオン
軸、3……ランス、4……煉瓦、5……鉄皮、6
……供給管、7……冷却パネル、8……ノズル、
9……ガスヘツダー、10……液体用ヘツダー、
11……ガス供給配管、12……液体供給配管、
13……混合器、14……パージ用配管、15A
……冷却部測定センサー、15B……非冷却部測
定センサー、16……測定値変換器、17……防
湿板、18……制御器、19,20,21……流
量調整弁。
1 and 2 are a schematic front view, a schematic plan view, and a third
4 is a schematic diagram showing an example of installation of the measurement sensor, FIG. 5 is a schematic diagram showing another aspect of the measurement sensor, FIG. 6 is a schematic sectional view showing a steelmaking furnace, and FIG.
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing a conventional cooling device. 1... Trunnion ring, 2... Trunnion shaft, 3... Lance, 4... Brick, 5... Iron skin, 6
... Supply pipe, 7 ... Cooling panel, 8 ... Nozzle,
9...Gas header, 10...Liquid header,
11...Gas supply piping, 12...Liquid supply piping,
13...Mixer, 14...Purge piping, 15A
...Cooled part measurement sensor, 15B...Non-cooled part measurement sensor, 16...Measurement value converter, 17...Moisture proof plate, 18...Controller, 19, 20, 21...Flow rate adjustment valve.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 炉体を冷却する冷却機構と、炉体冷却効果、
炉体状況を測定する測定機構と、この測定結果に
基づいて前記冷却機構を調整制御する制御機構か
らなり、 前記冷却機構は、炉体のトラニオンリングに周
方向に多数配設され、炉体に向けてミストあるい
はガスを噴射し得るノズルと、このノズルにガ
ス、液体をそれぞれ供給するガス供給配管および
液体供給配管を有し、 前記測定機構は、各ノズルにより冷却されてい
る炉体位置に対応して設置された冷却部測定セン
サーと、各ノズルにより冷却されていない炉体位
置に対応して設置された非冷却部測定センサーを
有し、 前記制御機構は、前記冷却部測定センサーと非
冷却部測定センサーの検出信号に基づいて制御量
を決定する制御器と、この制御器からの信号によ
り、ガス、液体の供給量を調整する流量調整弁か
らなることを特徴とする製鋼炉鉄皮冷却装置。
[Claims] 1. A cooling mechanism for cooling the furnace body, a furnace body cooling effect,
It consists of a measuring mechanism that measures the state of the furnace body, and a control mechanism that adjusts and controls the cooling mechanism based on the measurement results, and the cooling mechanisms are arranged in large number in the circumferential direction on the trunnion ring of the furnace body, It has a nozzle that can inject mist or gas toward the target, and gas supply piping and liquid supply piping that supply gas and liquid to the nozzle, respectively, and the measurement mechanism corresponds to the position of the furnace body being cooled by each nozzle. and a non-cooled part measuring sensor installed corresponding to a position of the furnace body that is not cooled by each nozzle; A steelmaking furnace shell cooling system comprising a controller that determines a control amount based on a detection signal from a measurement sensor, and a flow rate adjustment valve that adjusts the supply amount of gas and liquid based on the signal from the controller. Device.
JP26144187A 1987-10-16 1987-10-16 Shell cooler for steel making furnace Granted JPH01104712A (en)

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