JPH06158131A - 高炉炉底部の側壁冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高炉炉底部耐火れんがを冷却能よく冷却し
て、効率的に炉底れんがの侵食防止を図る。 【構成】 炉底部側壁の鉄皮２内の円周面に沿って独立
して給水量を調節できる２系統の屈曲した蛇管14、15で
形成した冷却管ユニット４を分割して複数個配列する。
蛇管14、15は耐火れんが３に直接接触しているので冷却
能が優れている。蛇管14、15の独立して給水量を調整で
きるので一方が破損しても残った系統により冷却能を維
持することが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高炉炉底部の側壁を冷却
する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】高炉の炉体は図６に示すように基礎１上
に設置された鉄皮２の内面に耐火れんが３が積まれてお
り、湯溜り６、朝顔７、炉復８、および炉胸９などから
構成されている。このような高炉の炉体において、高炉
寿命律速の一つとして炉底部の耐火れんが３の侵食が挙
げられる。すなわち炉底部の耐火れんが３は湯溜り６内
に溜まった溶銑や溶滓の侵食により侵食部９の範囲が広
がって徐々に薄くなり、侵食ライン10が進行する。この
ため炉寿命末期には残存するれんが厚が 100mm前後にな
っているのが通例である。

【０００３】高炉炉底の側壁部の侵食を防止するため、
たとえば特公昭60−41124 号公報には境界要素法を用
い、高炉炉底を炉のたて軸を対称軸とする軸対称体とし
て伝熱解析を行い炉底侵食形状を予測し、該炉底侵食形
状のうち、局部侵食の成長を阻止する操業条件を選択し
て、該操業条件により高炉操業を行う方法が提案されて
いる。

【０００４】この公報の詳細な説明中には炉底部側壁れ
んがの保護対策としてステップＩからステップIII での
諸対策実施要領が示されているが、ステップIII の長期
対策としては侵食部の冷却強度を挙げている。高炉炉底
部の側壁冷却手段は、散水による冷却とステーブによる
冷却に大別することができる。散水冷却としてはたとえ
ば特開昭59-166608 号公報には、図７に示すように炉底
部の鉄皮２の内面に非酸化性でかつ熱伝導性の良好なア
ルミブロンス等の金属の被覆層２ａを形成すると共に、
炉底部の鉄皮２を外側から包囲する散水配管12を設け、
散水配管12のノズル孔から冷却水を直接に鉄皮２に向け
て散水冷却を強化する方法が開示されている。

【０００５】またステーブ冷却としては、特開昭56−96
005 号公報に、図８に示すようにステーブ冷却系統を炉
床部に配置するステーブ列群13とこれより上部のシャフ
ト部に配置するステーブ列群13ａとに分離すると共に炉
底部のステーブ冷却系統を更に周方向に少なくとも２系
統に分割し、分割された各ゾーンの炉床部における炉壁
耐火れんが層厚を検出し、該れんが層厚を円周方向で均
一にするように前記分割された各ゾーンの冷却能を給水
ヘッダ16から給水管20を介して供給する冷却水量を調整
して冷却能を制御する。ステーブ列群13で炉底部の耐火
れんが３を抜熱した後、冷却水は排水管19を介して集水
槽22に回収するものが開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述のような高炉炉底
部の側壁を冷却するために鉄皮散水冷却およびステーブ
冷却が採用されているが、どちらの手段にも下記の表１
に示すような一長一短がある。

【０００７】

【表１】

【０００８】本発明は鉄皮散水冷却およびステーブ冷却
の表１に示すような長所および短辺のうち長所のみを有
することができる高炉炉底部の側壁冷却装置を提供する
ことを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明は、高炉炉底部の側壁を冷却する装置におい
て、該炉底部側壁の鉄皮内円周面に沿って独立して給水
量を調節できる給排水系を少なくとも２系統有する屈曲
した蛇管で形成した冷却管ユニットを分割して複数個配
列したことを特徴とする高炉炉底部の側壁冷却装置であ
る。

【００１０】また、前記屈曲した蛇管で形成した冷却管
ユニットの代わりに独立して給水量を調節できる給排水
系を少なくとも２系統有する屈曲した多重蛇管で形成し
た冷却管ユニットを分割して複数個配列するようにして
もよい。

【００１１】

【作用】本発明では、独立した給排水系を少なくとも２
系統有する屈曲した熱膨張自在な蛇管または多重蛇管で
形成した冷却管ユニットを円周方向に分割して複数個配
列してある。したがって冷却管ユニットを形成する２系
統の蛇管のうちの１系統が破損して使用不能となって
も、残った方の１系統を用いて炉底部の側壁れんがを冷
却する機能を維持することができる。

【００１２】蛇管または多重蛇管は、ステーブに鋳ぐる
まれたパイプあるいは鉄皮への散水冷却と異なり直接に
炉底部側壁の耐火れんがに接触しているので、れんがを
効率よく冷却することができる。また散水冷却と異なり
密閉型の間接冷却であるため周辺環境が良好に保たれ
る。さらに少なくとも２系統を有する屈曲した蛇管また
は多重蛇管への給水量を調節することによって、稼働初
期に耐火れんがが過冷却になったり、稼働途中で耐火れ
んがの局部的な侵食に任意に対処して冷却能を調節する
ことが可能である。

【００１３】鉄皮散水冷却の場合には散水管に設けたノ
ズル孔の詰まりや、鉄皮散水面に発生する藻類の除去や
メンテナンスに手間が掛かっていたが、このような作業
は全て不要となり、運転コストはステーブ冷却並にな
る。建設費は散水冷却とステーブ冷却の中間程度で済ま
せることができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１乃至図３は本発明の一実施例を示しており、
図１で示すように横方向に屈曲した鉄皮側に位置する蛇
管14と縦方向に屈曲し炉内側に位置する蛇管15とを重ね
合わせて図２で鎖線で囲った冷却管ユニット４を形成す
る。冷却管ユニット４は羽口レベルＡの下において、鉄
皮２の円周方向に10ブロック程度に分割されており、こ
れら分割された冷却管ユニット４は鉄皮２内の円周面に
沿って配列されていて図面では上下２段に配列した場合
を示している。

【００１５】冷却管ユニット４を形成する横方向の蛇管
14および縦方向の蛇管15にそれぞれ連結された給水管20
および排水管19は図３に示すように鉄皮２に設けた開孔
２ａを貫通して炉外に導かれると共に、給水管20および
排水管19に固定した金物５を介して鉄皮２に溶接により
固定してある。上下２段の水冷管ユニットの各給水管20
にはそれぞれ給水流量調整弁21が配設してあり、給水流
量調整弁21を用いて給水ヘッダ16から各冷却管ユニット
４の横方向蛇管14および縦方向蛇管15に供給する冷却水
の供給量を独立して調整できるようになっている。横方
向の蛇管14および縦方向の蛇管15内を通過しつつ耐火れ
んが３を冷却した冷却水は排水管19を通って集水槽25に
回収される。

【００１６】本発明は炉底部の側壁鉄皮２の内面に沿っ
て配列した冷却管ユニット４を円周方向に複数ゾーンに
分割し、各ゾーンの冷却管ユニット４を形成する横方向
の蛇管14および縦方向の蛇管によりそれぞれ独立に冷却
能を調整することにある。本発明の冷却管ユニット４を
備えた高炉炉底部の側壁冷却装置による冷却能の調整は
次のようにして行う。

【００１７】炉底部の耐火れんが３の侵食部11の侵食ラ
イン10をたとえば耐火れんが３に埋設した温度計（図示
せず）によって測定したり、あるいは境界要素法を用い
て伝熱解析を行い炉底部耐火れんがの侵食形状を予測す
る。かくして炉底部耐火れんが３の侵漬ライン10が進行
して残存れんが厚さが減少した部位に配列した冷却管ユ
ニット４の横方向蛇管14および縦方向蛇管14に連絡した
給水管20に設けた給水流量調整弁21の開度を過冷却とな
らぬ程度に大きくする。かくして供給する冷却水量を増
加し必要な抜熱量となるように冷却能を強化し侵食部11
への付着物の付着を促進させ耐火物層厚の回復を図る。

【００１８】逆に付着物が多く炉壁耐火物の厚さが大き
くなった場合には給水流量調整弁21の開度を絞って冷却
水量を減らし、冷却能を低下させる。このように炉底部
の冷却管ユニット４を円周方向に複数ゾーンに分割しか
つ独立させて各ゾーンの冷却管ユニット４の冷却能を前
述のように調整することにより炉底部の側壁耐火れんが
３の層厚を円周方向で均等になるように制御することが
可能になる。

【００１９】水冷管ユニット４の大きさや分割数あるい
は段数等は高炉の大きさ、他の炉寿命律速等を勘案して
配列条件を決定すべきである。なお、冷却管ユニット４
の稼働中に横方向の蛇管14または縦方向の蛇管15のいず
れか一方が破損した場合には、破損した方の蛇管を冷却
系統から切り離し、モルタル等を圧入して盲化し、残っ
た方の蛇管に供給する冷却水量を給水流量調整弁21を調
整して必要な抜熱量に制御する。

【００２０】なお、本発明では、図４および図５に他の
一実施例を示すように独立した給排水系を２系統有する
屈曲した外管17と内管18とからなる横方向に屈曲した二
重蛇管23で形成した冷却管ユニット４を鉄皮２の内周に
沿って配列するようにしてもよい。この場合には二重蛇
管23の外管17を鉄皮２に設けた開孔２ａを貫通させ、外
管17に固定した金物５を介して溶接により鉄皮２に固定
してある。そして外管17の炉外部に給水管20および排水
管19が接続されており、内管18は外管17の炉外部端から
引き出されている。

【００２１】図４および図５に示す実施例のものも前記
実施例と同様にして炉底部の側壁耐火れんが３の層厚を
円周方向に均等になるように制御することができる。ま
た二重蛇管23の外管17が破損した場合には、外管17を冷
却系統から切り離し、モルタル等を圧入して盲化し、残
った内管18に供給する冷却水量を調整して必要な抜熱量
に制御することができる。

【００２２】なお、図４および図５では横方向に屈曲し
た二重蛇管23で形成する水冷管ユニット４の場合につい
て説明したが、縦方向に屈曲した二重蛇管を重ねて水冷
管ユニットを形成することもできる。また二重蛇管では
なく三重蛇管等の多重蛇管とすることも可能である。図
１乃至図３で示す本発明の実施例と従来の鉄皮散水冷却
とステーブ冷却の実施結果を表２に比較して示す。

【００２３】

【表２】

【００２４】表２に示すように本発明の装置は、鉄皮散
水冷却およびステーブ冷却に比較して全ての項目で欠点
のない優れた性能を有しており良好な成績を示してい
る。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように本発明の装置によれ
ば高炉炉底部の耐火れんがの侵食状況に応じ各ゾーンの
冷却管ユニットの冷却能を調整することによって炉底部
の耐火れんがの層厚を円周方向で均等になるように制御
することが可能になる。冷却管ユニットは少なくとも独
立に給排水することができる２系統を有するので、一方
の系統が破損しても破損のない残った系統で所要の冷却
能を維持することができる。

【００２６】本発明はランニングコストが安いばかりで
なくメンテナンス性がよく、また密閉型であるため周辺
環境もよいので周辺機器に悪影響を及ぼすことがなく、
さらには建設費も比較的低廉である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の装置を一実施例について示す縦断面図
である。

【図２】図１に示す本発明の装置を炉内側からみた正面
模式図である。

【図３】図１に示す本発明の装置の部分拡大断面図であ
る。

【図４】本発明の装置を他の一実施例について示す縦断
面図である。

【図５】図４に示す本発明の装置を炉内側からみた正面
模式図である。

【図６】高炉炉底部の耐火れんがの侵食状況を示す縦断
面図である。

【図７】従来の鉄皮散水冷却装置を示す縦断面図であ
る。

【図８】従来のステーブ冷却装置を示す縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 基礎 ２ 鉄皮 ３ 耐火れんが ４ 冷却管ユニット ５ 金物 ６ 湯溜り ７ 朝顔 ８ 炉腹 ９ 炉胸 10 侵食ライン 11 れんが侵食部 12 散水配管 13 ステーブ 14 横方向に屈曲した蛇管 15 縦方向に屈曲した蛇管 16 給水ヘッダ 17 外管 18 内管 19 排水管 20 給水管 21 給水流量調整弁 22 集水槽 23 二重蛇管

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高炉炉底部の側壁を冷却する装置におい
   て、該炉底部側壁の鉄皮内円周面に沿って独立して給水
   量を調節できる給排水系を少なくとも２系統有する屈曲
   した蛇管で形成した冷却管ユニットを分割して複数個配
   列したことを特徴とする高炉炉底部の側壁冷却装置。
2. 【請求項２】 屈曲した蛇管で形成した冷却管ユニット
   の代わりに独立して給水量を調節できる給排水系を少な
   くとも２系統有する屈曲した多重蛇管で形成した冷却管
   ユニットを分割して複数個配列したことを特徴とする請
   求項１記載の高炉炉底部の側壁冷却装置。