JPH07126721A - 高炉炉底冷却配管および高炉炉底冷却方法 - Google Patents

高炉炉底冷却配管および高炉炉底冷却方法

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JPH07126721A
JPH07126721A JP30078993A JP30078993A JPH07126721A JP H07126721 A JPH07126721 A JP H07126721A JP 30078993 A JP30078993 A JP 30078993A JP 30078993 A JP30078993 A JP 30078993A JP H07126721 A JPH07126721 A JP H07126721A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高炉炉底部の侵食形状や溶銑流の径方向分布
に応じて冷却水流の方向を制御して高炉炉底耐火物を保
護する冷却配管と冷却方法を提供する。 【構成】 、高炉炉底面に螺旋状に形成した炉底冷却
配管。、を用いて高炉炉底温度分布により水流の方
向を制御する冷却方法。、高炉炉底面に螺旋状に形成
し冷却媒体出入口を周辺部と中心部の他その中間部に設
けた炉底冷却配管。、を用いて高炉炉底温度分布に
より水流の方向を制御する冷却方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高炉炉底の冷却配管及
びその冷却方法に関する。
【0002】
【従来の技術】高炉においては、炉底耐火物の浸食を防
止するために炉底レンガの下部に冷却配管を設置し、水
や空気等の冷却媒体を流して冷却することが行われてい
る。従来の冷却配管方法は、平行に配置した配管に冷却
媒体を流す方法が一般的であるが、この方法では炉底部
に熱負荷分布がある場合に熱負荷の大小に応じて冷却能
を制御することができない。近年の大型高炉では、炉底
周辺部に環状流が生じて熱負荷が高くなることが多く、
この部位の選択的浸食を防ぐため炉底中心部に比べて炉
底周辺部を強く冷却するのが望ましい場合が多い。この
問題を解決すべく特開昭58−55509号公報や特開
昭63−105913号公報に、それぞれ炉底中心部と
周辺部を別々に冷却制御することによって冷却能を変え
ることができる冷却配管方法、冷却管内の一部に伝熱抵
抗体を設けて冷却能の異なる領域を形成する方法が提案
されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
58−55509号公報の方法は、炉底周辺部に複数の
冷却ダクトを設けることから構造が複雑になり設備工事
上の難度が高くなる。また、特開昭63−105913
号公報の方法も、冷却配管内に伝熱抵抗体を設ける方法
が難しく、設備費・工事費が高くなるなどの欠点があっ
た。本発明は、特に複雑な構造や配管以外の特別な部品
を用いることなく炉底の温度分布に応じて炉底半径方向
の冷却能を制御できる高炉炉底冷却配管及び炉底冷却方
法を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、高炉炉底の冷
却配管を螺旋状に形成し、熱負荷に応じて冷却媒体の流
れる方向と流量を制御することによって、設備的に特に
複雑な構造を用いずに炉底中心部と周辺部の冷却能を変
えることを可能にしたことを特徴とする。すなわち、本
発明の要旨とするところは、(1).高炉炉底面の冷却
配管を周辺部から中心部へ螺旋状に形成したことを特徴
とする高炉炉底冷却配管、(2).(1)に記載の高炉
炉底冷却配管を用いる冷却方法において、炉底中心部の
温度が周辺部の温度よりも高いとき中心部から周辺部
へ、炉底周辺部の温度が中心部の温度よりも高いとき周
辺部から中心部へ前記高炉炉底冷却配管へ冷却媒体を流
すことを特徴とする高炉炉底冷却方法、(3).高炉炉
底面の冷却配管を周辺部から中心部へ螺旋状に形成し、
冷却媒体出入口を前記冷却配管の周辺部に中心部及び中
間部に設けたことを特徴とする高炉炉底冷却配管、
(4).(3)に記載の高炉炉底冷却配管を用いる冷却
方法において、炉底中心部、中間部、外周部の温度が、
中心部>中間部>外周部のとき2系統の該高炉炉底冷
却配管を直列に接続して冷却媒体が中心部から中間部を
経由して外周部に至る方向に、中心部<中間部<外周
部のとき2系統の該高炉炉底冷却配管を直列に接続して
冷却媒体を外周部から中間部を経由して中心部に至る方
向に、また中間部の温度が最高のとき2系統の該高炉
炉底冷却配管を並列に接続して中間部から中心部及び外
周部に至る方向に、中間部の温度は最低のとき2系統
の該高炉炉底冷却配管を並列に接続して中心部か及び外
周部から中間部に至る方向にそれぞれ冷却媒体を流すこ
とを特徴とする高炉炉底冷却方法にある。
【0005】
【作用】高炉の炉底部分には炉芯と呼ばれるコークスの
充填領域が存在し、その空隙部分に鉱石の還元・溶融に
よって生じた溶銑・溶滓が溜まっている。炉底にはカー
ボンを主成分とする耐火物が使われているが、溶銑の流
れと熱負荷による耐火物の浸食を防ぐため耐火物下部に
冷却配管を設けて冷却することが行われている。溶銑の
流れは炉体の浸食プロフィルや炉芯の下端形状・炉芯内
の通液性などによって異なり、例えば炉芯が完全に沈下
して炉底についているときに比べ、炉芯全体が浮上して
炉底との間に狭い隙間ができているときはこの空間を溶
銑が多く流れ、また、炉芯の中心部が炉底について周辺
部が浮いて隙間があるときは、この隙間を通って出銑口
へ向かう環状流ができる。このような溶銑が多く流れる
部分に相当する炉底耐火物は温度が上昇して熱負荷を多
く受ける。
【0006】通常の高炉操業においては炉底耐火物に埋
設した温度計により耐火物の温度変化を監視して温度が
上昇した場合に対策をとるが、本発明に示す冷却配管を
用いた場合は、以下のように炉底冷却能を制御すること
ができる。鉄製の冷却配管を用いて冷却媒体に水を使用
する場合を例にとって図面を用いて説明する。すなわ
ち、(1).図1は炉底冷却配管を図示したもので
(a)は正面図、(b)は平面図である。図に示すよう
に高炉炉底面の冷却配管3を螺旋状に形成し、開閉自在
な制御弁5等を用いて、周辺部から中心部へ、また中心
部から周辺部へのいずれの方向へも冷却水が流れること
を可能とする炉底冷却水配管を用いた場合は、冷却水を
流す方向によって、周辺部から中心部に向けて流した
とき炉底面の直径方向に対して冷却水温度を図2のよう
な分布に、中心部から周辺部に向けて流したとき炉底
面の直径方向に対して冷却水温度を図3のような分布に
することができる。また冷却水流量を多くすれば径方向
の温度勾配を小さく、冷却水流量を少なくすれば径方向
の温度勾配を大きくすることができる。
【0007】(2).図1と同様に図4に示すように高
炉炉底部の冷却配管3を螺旋状に形成し、冷却水出入口
を周辺部と中心部のほかにその中間部にもう1組設け、
周辺部−中間部、中間部−中心部の2系統に冷却水を直
列または並列に、かついずれの方向にも流すことができ
るような炉底冷却配管を用いた場合は、冷却水の流し方
によって、直列に接続した場合は(1)と同じく図2ま
たは図3のような冷却水温度分布になり、並列に接続し
た場合はそれぞれに冷却水を流す方向によって、周辺
→中間、中間→中心、周辺→中間、中心→中間、中
間→周辺、中間→中心、中間→周辺、中心→中間のと
きそれぞれ図5、図6、図7、図8のような冷却水温度
分布にすることができる。したがって炉底耐火物に埋設
した温度計の測温値が高くすなわち冷却を強くしたい部
位の冷却水温度が低くなるような温度分布を図2、3、
5、6、7、8から選択し、その温度分布になるように
冷却配管の接続と冷却方向の制御を行えば、効果的に炉
底耐火物の浸食を抑制することができる。
【0008】
【実施例】
(実施例1)図1のごとく高炉炉底面の鉄製冷却配管3
を巻数15の螺旋状に形成し、周辺部から中心部へ、ま
た中心部から周辺部へのいずれの方向へも冷却水が流れ
ることを可能とする炉底冷却水配管を設置した1つの高
炉において、炉底耐火物に埋設した温度計4の指示値を
みながら、周辺部と中心部の指示値の差異及び変動が小
さい状況では交互に冷却水流の方向を変えて操業してい
たが、ある時点において温度計の指示値が炉底外周部の
み約50℃上昇した。炉底環状流が生成して耐火物の浸
食が起こったものと推定し、この時点より暫く冷却水流
の方向を周辺部から中心部へと固定しかつ冷却水流量を
20%増加して操業を継続し、後に外周部の耐火物内温
度に低下傾向が現れて25℃低下した後、交互に冷却水
の方向を変える方法に戻した。これにより、炉底外周部
の耐火物内温度を50℃以上上昇させることなく順調な
操業を継続することができた。
【0009】(実施例2)図4のごとく高炉炉底面の鉄
製冷却配管3を巻数15の螺旋状に形成し、冷却媒体出
入口を周辺部と中心部のほかその中間部すなわり外側か
ら7巻の位置に1組設け、周辺→中間、中間→中心の2
系統に冷却水を直列または並列に、かついずれの方向に
も流すことができるような炉底冷却水配管を設置した1
つの高炉において、炉底耐火物に埋設した温度計4の指
示値をみながら、周辺部と中心部の指示値の差異及び変
動が小さい状況では配管を直列に接続して交互に冷却水
流の方向を変えて操業していたが、ある時点において温
度計の指示値のうち、炉底中央と外周の中間付近の指示
値が約30℃上昇した。この部位の耐火物の浸食が進行
したものと推定し、冷却水流を並列に切り換え、方向を
中間→周辺、中間→中心としかつ冷却水流量を10%増
加する冷却方法を暫く継続し、炉底中間部位の温度に低
下傾向が現れ、20℃低下したところで当初の冷却方法
に戻した。これにより、炉底中間部位の温度上昇を抑
え、それ以上の炉底耐火物の浸食を抑制することができ
た。
【0010】
【発明の効果】本発明によって以下の効果を奏する。 (1)高炉炉底面の下部に特に複雑な設備を用いること
なく形成した冷却配管を用いて、水流の方向と水量を制
御することによって炉底浸食形状や溶銑流の径方向分布
に応じて効果的に冷却を行いつつ炉底耐火物の浸食を抑
制することができる。 (2)2系統に分割した冷却配管の接続方法及び水流の
方向と水量を制御することによって、炉底の径方向にさ
らに細かい冷却能パターンを形成することができ、より
効果的に冷却を行いつつ炉底耐火物の浸食を抑制するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明(実施例1)の炉底冷却配管図
【図2】炉底冷却水の径方向温度分布
【図3】炉底冷却水の径方向温度分布
【図4】本発明(実施例2)の炉底冷却配管図
【図5】炉底冷却水の径方向温度分布
【図6】炉底冷却水の径方向温度分布
【図7】炉底冷却水の径方向温度分布
【図8】炉底冷却水の径方向温度分布
【符号の説明】
1 高炉炉体 2 炉底耐火物 3 炉底冷却配管 4 埋設温度計 5 制御弁

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高炉炉底面の冷却配管を周辺部から中心
    部へ螺旋状に形成したことを特徴とする高炉炉底冷却配
    管。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の高炉炉底冷却配管を用
    いる冷却方法において、炉底中心部の温度が周辺部の温
    度よりも高いとき中心部から周辺部へ、炉底周辺部の温
    度が中心部の温度よりも高いとき周辺部から中心部へ前
    記高炉炉底冷却配管へ冷却媒体を流すことを特徴とする
    高炉炉底冷却方法。
  3. 【請求項3】 高炉炉底面の冷却配管を周辺部から中心
    部へ螺旋状に形成し、冷却媒体出入口を前記冷却配管の
    周辺部、中心部及び中間部に設けたことを特徴とする高
    炉炉底冷却配管。
  4. 【請求項4】 請求項3に記載の高炉炉底冷却配管を用
    いる冷却方法において、炉底中心部、中間部、外周部の
    温度が、中心部>中間部>外周部のとき2系統の該高
    炉炉底冷却配管を直列に接続して冷却媒体が中心部から
    中間部を経由して外周部に至る方向に、中心部<中間
    部<外周部のとき2系統の該高炉炉底冷却配管を直列に
    接続して冷却媒体を外周部から中間部を経由して中心部
    に至る方向に、また中間部の温度が最高のとき2系統
    の該高炉炉底冷却配管を並列に接続して中間部から中心
    部及び外周部に至る方向に、中間部の温度は最低のと
    き2系統の該高炉炉底冷却配管を並列に接続して中心部
    及び外周部から中間部に至る方向のそれぞれ冷却媒体を
    流すことを特徴とする高炉炉底冷却方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1049922C (zh) * 1996-03-30 2000-03-01 安阳钢铁集团有限责任公司 一种增设高炉炉底水冷却的方法
US7051824B1 (en) 2003-11-03 2006-05-30 Accessible Technologies, Inc. Supercharged motorcycle
JP2020161228A (ja) * 2019-03-25 2020-10-01 住友重機械工業株式会社 負イオン源装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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