JPH06322418A - 高炉炉体冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ステーブ冷純水強制循環冷却システムの全体
システムの中の一部の、特に緩冷却調整の必要な部分に
対して、緩冷却調整装置を低コストで供給する。 【構成】 循環ポンプ、高炉炉体冷却体、ヘッドタン
ク、熱交換器を管路により循環系として形成し、冷却水
を供給、循環する高炉炉体冷却装置において、高炉炉体
冷却体を全体循環系と独立循環系とに分離し、並列的に
形成し、独立循環系に循環ポンプおよび全体循環系から
冷却水を補給する給水管を備え、該給水管に給水量調整
弁を備えたことを特徴とする高炉炉体冷却装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高炉の炉体冷却の緩冷
却調整装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術としては、例えば（その１）
として特開昭５０−７４５０３号公報に開示されている
『高炉炉体冷却方法』を挙げることができる。この技術
を図２によってその概要を説明すると、その特徴は、目
的を「高温操業のもとに高い生産性を維持している高炉
の炉体冷却方法」とし、これを達成するために「冷却水
は脱気器１３を経てヘッドタンク１４に供給され、下降
管１５を通って、クーラー１６、ポンプ１７、送水管ヘ
ッダー１８を経てステーブ群１９を通り、戻管ヘッダー
２０から戻管２１を経て、ヘッドタンク１４の所定水位
まで充満する。ポンプ１７を稼働後は上記のループを水
を循環して炉ライニング２２を冷却し続け通常の操業を
行うこと」を技術手段とするものであり、一般にステー
ブ冷純水強制循環冷却システムとして実用化されてい
る。

【０００３】また他の従来の技術としては、例えば（そ
の２）として特開昭５８−１９４１５号公報に開示され
ている『高炉炉体のステーブ冷却方法』を挙げ、この技
術を図３によってその概要を説明すると、その特徴は、
目的を「ステーブ冷却を行う高炉に複数の冷却系を独立
して設け、それぞれの冷媒循環経路にバイパス管を設け
て所望の系の冷媒を冷却することにより、炉体の熱負荷
に応じたきめ細かな炉体冷却を行う。」とし、これを達
成するために「高炉２３を高さ方向で複数個に分割し、
独立のステーブ冷却系Ｃ、Ｄを形成する。各冷却系Ｃ、
Ｄの冷媒循環経路Ｃ１、Ｄ１にクーラーＣ３、Ｄ３を備
えたバイパス管Ｃ２、Ｄ２を設ける。例えば系Ｃによる
炉体の冷却を冷純水で行う場合には、遮断弁Ｃ６を閉止
してバイパス弁Ｃ７、Ｃ８を開ける。また系Ｄで温純水
による冷却を行う場合には、バイパス弁Ｄ７、Ｄ８を閉
止する。このように各弁の開閉あるいは開度を調整して
冷媒の温度を調節し、炉体の熱負荷に応じた冷却を行
い、高炉操業を安定させること」を技術手段とするもの
である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の高炉の炉体冷却
は、クーラーで水温を下げた冷却水を循環ポンプで炉体
冷却体に循環させ、常時強冷却する冷水強制循環冷却が
実用化されている。冷水強制循環冷却は、炉体冷却体の
溶損を抑制し、炉体を長期間健全に維持するには最適で
あるが、高炉操業を安定化させることに対しては問題が
あることが近年明確となった。シャフト上部のステーブ
クーラーを冷水強制循環冷却により強冷却した場合、炉
壁近傍の鉱石がステーブクーラーによって冷却され、還
元されないまま炉底に降りてきていわゆる生鉱落ちを引
き起こす問題がある。また、炉底を冷やし過ぎた場合、
炉底に貯留した溶銑の温度が下がって凝固し、凝固銑鉄
が上方へ増大して、炉底の溶銑貯留能力を著しく減少し
てしまう、いわゆる炉底隆起を引き起こす問題がある。
これらの問題は、特に高炉が低生産操業を行うときに顕
著に発生する。高炉操業を安定させるためには、炉体の
熱負荷に応じて冷却の強さの調整を行うことが必要であ
り、前記した冷水強制循環冷却をベースとしながら、必
要なときには冷却の強さを低下させる緩冷却も必要であ
る。

【０００５】前記した従来技術（その１）は、一般にス
テーブ冷純水強制循環冷却システムとして実用化されて
いるものであるが、本発明の目的とする高炉の炉体冷却
の一部に対する緩冷却調整装置を提供するものではな
い。また前記した従来技術（その２）は、次の問題点を
有する。「ステーブ冷却を行う高炉に複数の冷却系を独
立して設け、それぞれの冷媒循環経路にバイパス管を設
けて所望の系の冷媒を冷却することにより、炉体の熱負
荷に応じたきめ細かな炉体冷却を行うこと」を技術手段
とする構成のため、複数の冷却系それぞれに冷媒を冷却
する装置、具体的には熱交換器（クーラー）と冷媒用管
路、二次冷媒用管路および気水分離ドラム、補給水装置
などの設置が必要であるため、設備コストアップ、設置
スペース拡大などの問題点を有する。なお、気水分離ド
ラムとは、前記したヘッドタンクと同様なものである
が、冷却水がステーブにより加熱され一部蒸気となる場
合に、冷却水から蒸気を分離する役目を持つものであ
る。更に、従来技術（その２）は、高温冷媒により全体
を緩冷却している状態をベースとして、局部的に冷媒を
クーラーで冷却して強冷却を行うものであり、本発明と
その出発点ガ正反対のものである。

【０００６】本発明が解決しようとする課題は、前記し
た従来技術（その１）に示した、一般にステーブ冷純水
強制循環冷却システムとして実用化されている高炉炉体
冷却設備システムの中で、一部の、特に緩冷却調整の必
要な部分に対して、緩冷却調整装置を低コストで供給す
ることである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、循環ポンプ、
高炉炉体冷却体、ヘッドタンク、熱交換器を管路により
循環系として形成し、冷却水を供給、循環する高炉炉体
冷却装置において、高炉炉体冷却体を全体循環系と独立
循環系とに分離し、並列的に形成し、独立循環系に循環
ポンプおよび全体循環系から冷却水を補給する給水管を
備え、該給水管に給水量調整弁を備えたことによって前
記課題を解決した。

【０００８】

【作用】循環ポンプ、高炉炉体冷却体、ヘッドタンク、
熱交換器（クーラー）を管路により循環系として形成
し、冷却水を供給、循環する高炉炉体冷却装置におい
て、冷却水はクーラーにより冷却され、循環ポンプで循
環され、高炉炉体冷却体に供給されて高炉炉体冷却体を
冷却した後、ヘッドタンクを経由してクーラーに戻る構
成となっている。この設備では、クーラー出口の冷却水
温度を調整して、緩冷却調整を行うことは可能である
が、系全体を一緒に調整することができない。そこで本
発明では、高炉炉体冷却体を全体循環系と独立循環系と
に分離し、並列的に形成し、独立循環系に循環ポンプお
よび全体循環系から冷却水を補給する給水管を備え、該
給水管に給水量調整弁を備えたことを特徴とする高炉炉
体冷却装置にあり、本設備においては、例えば全体循環
系が冷純水循環による強冷却の状態にあるとき、並列に
形成した独立循環系に冷却水を補給する給水量調整弁を
絞って独立循環系へ流入する冷純水量を減少させること
によって、独立循環系内の水は高炉炉体冷却体からの熱
を得て温度を上昇させる。独立循環系内の循環ポンプ
は、温度が上昇した水を独立循環系内に循環させるが、
独立循環系内に流入された冷純水量は独立循環系から押
し出され、並列に形成した全体系に戻る。このような作
用によって、一般にステーブ冷純水強制循環冷却システ
ムとして実用化されている高炉炉体冷却設備システムの
中で、一部の、特に緩冷却調整の必要な部分に対して、
低コストな緩冷却調整装置を実現化することができる。

【０００９】

【実施例】以下本発明の一実施例を図面により詳細に説
明する。図１は本発明の一実施例を示す高炉炉体冷却装
置の概略のフローシートである。図１に示すフローシー
トは、循環ポンプ１、ヘッドタンク２、熱交換器（クー
ラー）３と管路４により形成され、高炉炉体冷却体であ
るステーブクーラー５に冷却水を供給、循環する。本設
備において、高炉炉体冷却体の一部である炉底冷却装置
６と炉口水冷装置７を独立循環系としてステーブクーラ
ー全体系と並列に形成し、各独立循環系に循環ポンプ８
ａ、８ｂおよび循環ポンプ出口弁１２ａ、１２ｂ、さら
に全体系から独立循環系に冷却水を補給する給水管９
ａ、９ｂを備え、給水管に補給水量調整弁１０ａ、１０
ｂをそれぞれ備え、緩冷却調整装置を構成した。また、
独立循環系に循環水水温を測定する温度計１１ａ、１１
ｂを設置し、温度計と給水量調整弁を連結して循環水水
温を自動調整するシステムを形成した。

【００１０】本設備において、全体系を強冷却する場合
は循環ポンプ８ａ、８ｂは停止させ、循環ポンプ出口１
２ａ、１２ｂは閉止とし、給水量調整弁１０ａ、１０ｂ
は全開として全体系への循環水給水温度は、通常３０℃
で運転する。炉底冷却装置６または炉口水冷装置７を緩
冷却する場合は、緩冷却する系の循環ポンプ８を運転
し、循環ポンプ出口弁１２を開とする。給水量調整弁１
０は、循環水温度計と給水量調整弁を連結して循環水水
温を自動調整するシステムにより水温を設定値に自動調
整させる自動運転とする。

【００１１】独立循環系に設置する循環ポンプの能力
は、管内に空気又は蒸気を滞留させないために必要な循
環水流速約０．５ｍ／ｓを与えられるものとした。ま
た、独立循環系に冷却水を補給する給水量調整弁の能力
は、独立循環系の炉体冷却体からの奪熱量を設定して、
独立循環系内の循環水水温を５０℃から９０℃まで調整
しうるものとした。本設備においては、ステーブクーラ
ー全体系への循環水給水温度は、通常３０℃で運転する
が、その状態を維持したまま、炉底冷却装置系と炉口水
冷装置系の循環水水温は、それぞれ５０℃から９０℃ま
で調整でき、この循環水水温調整によって炉口水冷装置
からの奪熱量を３０％程度調整できた。なお、本発明は
独立循環系として、炉底冷却装置と炉口水冷装置に緩冷
却調整装置を適用した例を示したが、前記実施例にのみ
限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限
り種々変更を加え得ることは勿論できる。

【００１２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の緩冷却調
整装置によれば、（１）高炉炉体の熱負荷に応じて冷却
の強さの調整を行うことにより、高炉操業を安定させ、
高炉の生産量調整を容易にできた。（２）全体系への循
環水給水温度を低レベルに押さえた運転を維持したま
ま、複数の独立循環系内の循環水水温を調整し、緩冷却
調整を実現できた。（３）従来技術の、ステーブ冷純水
冷却システムの形態を維持したまま、複数の独立循環系
に循環ポンプと給水量調整弁を追加するだけで、低コス
トの緩冷却調整を実現できた。（４）高炉の必要部分
に、緩冷却調整を適用することにより、操業安定、操業
コスト低減、設備長寿命化等を実現できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る高炉炉体冷却装置の概略のフロー
シート

【図２】従来技術（その１）に係る高炉炉体冷却装置の
概略のフローシート

【図３】従来技術（その２）に係る高炉炉体冷却装置の
概略のフローシート

【符号の説明】

１ 循環ポンプ ２ ヘッドタンク ３ 熱交換器（クーラー） ４ 管路 ５ ステーブクーラー ６ 炉底冷却装置 ７ 炉口水冷装置 ８ａ、８ｂ 循環ポンプ ９ａ、９ｂ 給水管 １０ａ、１０ｂ 給水量調整弁 １１ａ、１１ｂ 温度計 １２ａ、１２ｂ 循環ポンプ出口弁 １３ 脱気器 １４ ヘッドタンク １５ 下降管 １６ クーラー １７ ポンプ １８ 送水管ヘッダー １９ ステーブ群 ２０ 戻管ヘッダー ２１ 戻管 ２２ 炉ライニング ２３ 高炉 Ａ，Ｃ，Ｄ 冷却系 Ｃ１，Ｄ１ 冷媒循環経路 Ｃ２，Ｄ２ バイパス管 Ｃ３，Ｄ３ クーラー Ｃ６，Ｄ６ 遮断弁 Ｃ７，Ｄ７，Ｃ８，Ｄ８ バイパス弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高尾 宏幸 福岡県北九州市戸畑区大字中原46−59 新 日本製鐵株式会社機械・プラント事業部内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 循環ポンプ、高炉炉体冷却体、ヘッドタ
   ンク、熱交換器を管路により循環系として形成し、冷却
   水を供給、循環する高炉炉体冷却装置において、高炉炉
   体冷却体を全体循環系と独立循環系とに分離し、並列的
   に形成し、独立循環系に循環ポンプおよび全体循環系か
   ら冷却水を補給する給水管を備え、該給水管に給水量調
   整弁を備えたことを特徴とする高炉炉体冷却装置。