JPH06102805B2 - 高炉の炉体シャフト上部の冷却方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は高炉の炉体シャフト上部の冷却方法に係り、詳
しくは、高炉の炉体シャフト上部にまでステーブクーラ
を延長して設けて高炉々体の長寿命化を実現する一方、
この冷却ゾーンの炉体シャフト部の拡大にともなって生
じる、過冷却になる亜鉛の炉体シャフト上部への付着
や、この付着物生成によるトラブルを防止できる炉体シ
ャフト、とくに、炉体シャフト上部の冷却方法に係る。

従来の技術 高炉は、炉壁、炉底の耐火物の冷却により、長寿命化を
図っている。

その一例として、特開昭50−108110号公報に記載される
ように、ステーブクーラ（以下、単にステーブとい
う。）を用いたものがある。

このステーブ冷却方式では、炉体シャフトで熱負荷の高
い部分を有効に冷却することが課題とされている。一つ
の解決方法として、特開昭55−164005号公報には、高炉
の朝顔からシャフト中部、ちなみに、第１図で示すと、
朝顔Ｃからシャフト中部Ｆの間の最も熱負荷の高い部位
を銅ステーブで冷却する方法が示されている。

しかし、最近に至ると、シャフト中部より更に上部にま
でステーブ冷却が拡大され、一層の長寿命化がはかれて
いる。

しかし、このシャフト上部へのステーブ冷却域の拡大
は、シャフト上部の炉壁が過冷却される危険があり、と
くに、シャフト上部の冷却によって上昇する炉内ガス中
のZnガス気化してZnが析出し、これが炉壁付着物となっ
て鉱石などの下降の障害になるという問題を生じる。

なお、高炉の炉内ガス中からZnを排除し、炉操業の安定
化を図ることが提案されている。

例えば高炉炉内から炉内ガスを引抜き、このガスを脱Zn
処理してから炉内に戻す方法（特開昭55−44585号公
報）や、アッシュ中のZn量が減少し始めた時に定常操業
に戻す方法（特開昭56−116807号公報）や、高炉のガス
吹込孔から高温ガスを吹込む方法（特開昭60−33305号
公報）等が提案されている。

これらはZnを炉外に排出してからAnを除去するものであ
って、高炉内で炉内ガス中からZnを除去することはでき
ない。

発明が解決しようとする課題 本発明は上記問題の解決を目的とし、具体的には、シャ
フト上部にステーブ冷却の拡大をはかる一方、拡大され
たシャフト上部での炉壁の過冷却が防止でき、これによ
って炉内ガス中で気化されているZnがシャフト上部の炉
壁で析出しかつ炉壁付着物を生成することがない高炉の
炉体シャフト上部の冷却方法を提案する。

課題を解決するための手段ならびにその作用 すなわち、本発明方法は、高炉の炉体シャフト上部まで
ステーブクーラを延長して設ける一方、このステーブク
ーラの炉内側に断熱材を施工して断熱し、炉体シャフト
上部に設けられたステーブクーラには、炉体の他の部位
のステーブクーラに冷却水を供給かつ循環する冷却水の
循環管路から、炉体シャフト上部のステーブクーラに冷
却水を供給しかつ循環する冷却水の上部循環管路を独立
できるようにし、この上部循環管路の冷却水を制御し
て、炉体シャフト上部の炉壁における過冷却を防止する
ことを特徴とする。

以下、これら手段たる構成ならびにその作用について図
面により詳しく説明すると、次の通りである。

なお、第１図は本発明方法によって冷却される高炉の一
例の説明図である。

第２図は第１図で炉体シャフト上部を拡大して示す説明
図である。

第３図（ａ）ならびに（ｂ）は炉体シャフト上部に設け
たステーブクーラの各説明図であって、（ａ）は断面
図、（ｂ）は正面図である。

第４図ならびに第５図は他の実施例の説明図である。

第６図は冷却水の給水循環系の一例の説明図である。

第７図は従来例のステーブクーラの一例を断面で示す説
明図である。

また、符号１は高炉鉄皮、２は耐火物、３は炉底板、４
は基礎、５は鋳込みレンガ、5aは炉体シャフト中部に設
けられたステーブ、5bは炉体シャフト上部に設けられた
ステーブ、６は冷却板、７は炉体シャフト下部から炉床
に設けられているステーブ、８は埋設管、９は散水管、
10はステーブ７の炉内側配管、11はステーブ７の炉外側
配管、12は断熱材、12aはキャスタブルなどの耐熱材の
アンカ、13、14は冷却水管路、15、16は弁、17はキャス
タブル耐火物を受けるためのステーブ突起、23、24はバ
イパス管、33、34は集合ヘッダー、43、44はバイパス上
昇管、53、54は炉外循環配管、63、64は集合ヘッダー、
73、74は上昇管、Ａは炉底、Ｂは炉床、Ｃは朝顔、Ｄは
炉腹、Ｅはシャフト下部、Ｆはシャフト中部、Ｇはシャ
フト上部、Ｈは炉口、Ｉは炉頂部を示す。

まず、第１図に示すように、高炉の炉体冷却は次の通り
に行なわれる。

炉底Ａはその下部にある埋設管８によって冷却される。

炉床Ｂは散水管９によって散水冷却され、水量の調整で
炉熱がコントロールされている。

朝顔Ｃからシャフト中部Ｆまでは、炉内からの耐火物侵
食に対して、ステーブ5aならびに冷却板６に循環冷却水
を最大限に通水して炉壁を保護する。

朝顔Ｃからシャフト中部Ｆまでは、高炉で炉熱を最大限
に受ける熱負荷の高い部位である。この部位において
は、シャフト中部Ｆにはステーブ5aが設けられ、シャフ
ト中部Ｆ以下には、第７図に示す炉内側配管10と炉外側
配管11とを具えたステーブが用いられている。

また、さらに冷却強化のために、銅ステーブも採用され
冷却される。

以上の通りに炉体シャフトの各部位を冷却するほか、ス
テーブ冷却の範囲をシャフト上部Ｇまで拡大し、その部
位にステーブ5bを設ける。

シャフト上部Ｇには、ステーブ5bを設けると共に、第２
図に示すように、このステーブ5bの炉内側に断熱材12で
おおって、シャフト上部Ｇの炉内側を断熱する。

また、ステーブ5bには、他の部位の冷却水管路から独立
した冷却水管路として、冷却配管13を連結し、この配管
13により冷却水を循環させて冷却する。

このように冷却すると、循環冷却水によっての冷却が過
冷却になることがなく、高炉を上昇する炉内ガス中に含
まれるZnは炉壁に接触しても、Znは反応気化して析出す
ることがなく、Znは炉壁に付着し、付着物が発生するこ
とがない。

更に詳しく説明すると、第３図（ａ）ならびに（ｂ）に
示すように、シャフト上部Ｇに設けられたステーブ5b
は、従来例のものと同様に鋳鉄製として構成できるが、
従来例のものと異なって、アンカー12aが炉内側のステ
ーブ突起17の間に取付けられている。すなわち、アンカ
ー12aと鋳込みレンガ５とがステーブ5bの炉内側に交互
に配置されている。このステーブ5b内の循環冷却配管13
が形成されており、この配管は独立の冷却水通路に接続
されて給水される。

また、ステーブ5bは、第３図（ａ）ならびに（ｂ）に示
すもののほか、第４図ならびに第５図にそれぞれ示すよ
うにも構成できる。すなわち、第４図に示す例は炉内側
にステーブ突起を具えないものであり、第５図に示す例
は炉内側にステーブ突起17を具えるものである。

しかし、これら例はいずれも炉内側はアンカー12aを介
して断熱性不定形キャスタブル等から成る断熱材12で被
われている。断熱材料をスプレ或いは手塗り等により塗
布できる。

以上のように、シャフト上部Ｇをステーブ5bで冷却し、
このステーブの炉内側が断熱されるとともに、ステーブ
5b内を循環する冷却水は他の供給系とは独立したものと
して供給すると、炉内の熱損失を防止できる外、炉内ガ
ス中のZn等の付着、更に、こぶ状の炉壁付着物の発生も
防止でき、高炉の長寿命化が達成できる。

すなわち、熱負荷の大きい炉腹Ｄ、シャフト下部Ｅ、シ
ャフト中部Ｆの各ステーブ5aの炉内側配管10、炉外側配
管11を循環した冷却水がそのまま循環する。

しかし、シャフト上部Ｇのステーブ5bの炉内側は断熱材
12されているが、この断熱材12が損耗した場合には、シ
ャフト上部Ｇは、炉内側が過冷却になり易い。このた
め、上昇する炉内ガス中に含まれるZnが析出し、これが
炉壁に堆積してこぶ状の炉壁付着物に成長し障害にな
る。

このため、ステーブ5bの冷却水の管路を、炉体シャフト
の他の部位のステーブに対する冷却水管路とは独立して
構成し、シャフト上部Ｇのステーブ5bにおける冷却水量
を独立して適正に制御し過冷却を防止する。

すなわち、冷却水の管路を流れる水温は特定が困難であ
るが、炉壁温度を過冷却とならない温度、例えば炉壁温
度70℃以上好ましくは100℃以上にする。

また、シャフト上部Ｇの冷却水管路を他の部位のものと
は独立して構成する場合、何れにも構成できるが、第６
図に示すようにも構成できる。

第６図に示すように、シャフト中部Ｆの最上段のステー
ブ5aの炉内側ならびに炉外側の配管を循環冷却配管13、
14にそれぞれ連絡する。これら配管13、14は、バイパス
管23、24を介して、集合ヘッダー33、34に連絡する。

一方、シャフト上部Ｇのステーブ5bにおいても各循環冷
却配管を炉外循環配管53、54に連絡する。

また、ステーブ5a系の各集合ヘッダー33、34は、バイパ
ス上昇管43、44を経て、炉外循環配管53、54に連絡す
る。また、63、64は集合ヘッダー、73、74は上昇管を示
し、このようにして一連の循環配管系が構成されてい
る。

この配管系において、バイパス上昇管43、44に配設した
弁15と上昇管73、74に介設した各弁15や、上昇管73、74
に介設した各弁16を開閉調整すると、シャフト上部Ｇの
ステーブ5bの冷却水の循環量は他の部位、例えば、ステ
ーブ5aのものから独立して調整できる。

例えば、シャフト上部Ｇのステーブ5bの炉内側にある断
熱材が例えば損耗して、シャフト上部Ｇの炉内側が過冷
却状態となったときには、ステーブ5bの炉外循環配管5
3、54を通る冷却水の循環量を減少させ、これにより、
炉内で気化されて上昇する炉内ガスに含まれるZnが炉壁
に析出することがない。

従って、Znの付着物がステーブ5bにこぶ状に発達するこ
とがなく、高炉の上部からの装入原料が炉内を荷下りす
る時に、不連続状態となって高炉の操業に悪影響を及ぼ
すことがない。

実施例 第６図に示すように、シャフト中部Ｆの最上部のステー
ブ5aの炉内側配管ならびに炉外側配管と連結する一方、
シャフト上部Ｇのステーブ5bの各循環冷却配管とを連結
し、とくに、ステーブ5bの冷却水の循環量を他の部位、
つまりステーブ5aのものから独立して調整できるように
した。

第６図に示す冷却水系において、シャフト上部Ｇの炉壁
の過冷却を防止するために、循環量を上記のように調整
し、シャフト上部Ｇの炉壁温度を70℃以上、とくに、10
0℃以上に保持した。

これによってZnはシャフト上部Ｇで析出して炉壁付着物
を生成することなく、不連続な原料の荷下りを防止でき
た。

なお、この高炉で、シャフト上部Ｇのステーブ5bの冷却
水の循環量が独立して制御できないようにしていたとき
には、気化されているZnが析出し、これによって炉壁付
着物が生成し、トラブルが度々発生した。

＜発明の効果＞ 以上詳しく説明したように、本発明方法は、高炉の炉体
シャフト上部までステーブクーラを延長して設ける一
方、このステーブクーラの炉内側に断熱材を施工して断
熱し、前記炉体シャフト上部に設けられたステーブクー
ラには、前記炉体の他の部位のステーブクーラに冷却水
を供給かつ循環する冷却水の循環管路から、前記炉体シ
ャフト上部のステーブクーラに冷却水を供給しかつ循環
する冷却水の上部循環管路を独立できるようにし、この
上部循環管路の冷却水を制御して、前記炉体シャフト上
部の炉壁における過冷却を防止することを特徴とする。

したがって、本発明方法によって高炉の炉体を冷却する
と、ステーブの冷却域が拡大できる外、炉体シャフト上
部の炉壁上の過冷却を防止でき、炉壁に炉内で気化され
たZnが析出することがなく、Zn析出にもとずく炉内付着
物によるトラブル発生も防止できる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明方法によつて冷却される高炉の一例の説
明図である。 第２図は第１図で炉体シャフト上部を拡大して示す説明
図である。 第３図（ａ）ならびに（ｂ）は炉体シャフト上部に設け
たステーブクーラの各説明図であって、（ａ）は断面
図、（ｂ）は正面図である。 第４図ならびに第５図は他の実施例の説明図である。 第６図は冷却水の給水循環系の一例の説明図である。 第７図は従来例のステーブクーラの一例を断面で示す説
明図である。 符号１……高炉鉄皮 ２……耐火物 ３……炉底底板 ４……基礎 ５……鋳込みレンガ 5a……シャフト中部のステーブ 5b……シャフト上部のステーブ ６……冷却板 ８……埋設管 ９……散水管 12……断熱材 12a……アンカー 13、14……循環冷却配管 15、16……弁 17……ステーブ突起 Ａ……炉底 Ｂ……炉床 Ｃ……朝顔 Ｄ……炉腹 Ｅ……シャフト下部 Ｆ……シャフト中部 Ｇ……シャフト上部 Ｈ……炉口 Ｉ……炉頂部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金谷 弘 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 森本 照明 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 上谷 年男 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (56)参考文献 特開 昭63−113293（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−96005（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−19415（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−149797（ＪＰ，Ｕ) 実願 昭59−63024号（実開 昭60− 177939号）の願書に添付した明細書及び図 面の内容を撮影したマイクロフィルム（Ｊ Ｐ，Ｕ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】高炉の炉体シャフト上部までステーブクー
   ラを延長して設ける一方、このステーブクーラの炉内側
   に断熱材を施工して断熱し、前記炉体シャフト上部に設
   けられたステーブクーラには、前記炉体の他の部位のス
   テーブクーラに冷却水を供給かつ循環する冷却水の循環
   管路から、前記炉体シャフト上部のステーブクーラに冷
   却水を供給しかつ循環する冷却水の上部循環管路を独立
   できるようにし、この上部循環管路の冷却水を制御し
   て、前記炉体シャフト上部の炉壁における過冷却を防止
   することを特徴とする高炉の炉体シャフト上部の冷却方
   法。