JPH07216421A - 高炉用羽口 - Google Patents

高炉用羽口

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JPH07216421A
JPH07216421A JP1176694A JP1176694A JPH07216421A JP H07216421 A JPH07216421 A JP H07216421A JP 1176694 A JP1176694 A JP 1176694A JP 1176694 A JP1176694 A JP 1176694A JP H07216421 A JPH07216421 A JP H07216421A
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JP
Japan
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tuyere
cooling water
tip
cooling
water passage
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP1176694A
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English (en)
Inventor
Takushi Kawamura
川村拓史
Koichiro Nakagawa
浩一郎 中川
Sadaji Kugimiya
釘宮貞二
Yoshihiro Inoue
井上義弘
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高炉用羽口の寿命を延長するために、羽口先
端部の冷却能力を向上する。 【構成】 羽口先端部を冷却する環状の先部冷却水路を
有する高炉用羽口において、前記先部冷却水路の高炉炉
内側面にスリット状の冷却水路を該先部冷却水路に沿っ
て外設し、このスリット状冷却水路の先端部及び付け根
部を円曲面とする高炉用羽口。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は高炉用羽口の改良に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】高炉操業における羽口の破損は、高炉々
内に羽口を冷却する循環水が流入することから、安定生
産に支障をきたすのみならず冷却水が急激に沸騰して大
事故を引き起こすことにある。
【0003】このため、定期的に高炉を休風して羽口が
破損する前に取り替えることを一般的に行っている。し
かし、炉内状態の異常により早急に羽口が破損する場合
がある。この場合には直ちに高炉を臨時に休風して羽口
を取り替えることが行われている。
【0004】いずれにしても、羽口の取替えは整備コス
トを大幅に引き下げ、ましてや、高炉の臨時休風は製鉄
所全体の製造コストを大幅に引き上げる事から、羽口の
寿命を延長して該羽口の取替え周期を長くすると共に該
高炉の臨時休風の頻度を減少する必要がある。
【0005】この羽口破損の主原因は溶損である。溶損
とは、該羽口の高炉炉内側に露出する部分に炉内を滴下
或いは貯溜した高温の溶銑滓が接触し、羽口材料がその
融点を越えて溶融して破損に至ることである。
【0006】前記羽口溶損対策として、従来から様々な
工夫を凝らした羽口が提案されてきた。例えば、特公昭
60−5811号公報では、該羽口本体を冷却する循環
水流路の内壁にスパイラル状に凹凸させた螺旋構造を採
用することで、羽口の冷却能力を向上することが開示さ
れている。その他にも、実公平3−29310号公報で
は、羽口を冷却する循環水の流路に断面積の小さな流路
部分および断面積の大きな流路部分の如く異なった流路
断面積を形成させることで、熱負荷の高い部分すなわち
溶損し易い部分の冷却能力を向上することが記載されて
いる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記特公昭6
0−5811号公報、実公平3−29310号公報に記
載の羽口溶損対策は、溶損され易い羽口先端部の冷却能
力を強化するものであるため、いずれも該羽口先端部を
流れる冷却水の圧力損失が大幅に上昇することから、高
額な設備費を伴う冷却水供給ポンプの能力(容量)を向
上するか、或いは羽口先端部以外の冷却水流速を低下さ
せて前記圧力損失の上昇を補う必要があった。
【0008】また、羽口先端部の冷却水を増大すると、
羽口内円筒側まで冷却能力が均等に強化されることか
ら、高炉の送風顕熱を奪い、送風燃料原単位が上昇する
問題を有するものであった。
【0009】本発明は、上記問題を有することなく、特
に既存の給水設備を改造することなく、安価に高炉用羽
口の寿命を延長することを課題とするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためになされたものであり、その手段は、該羽口先
部を冷却する先部冷却水路を有する高炉用羽口におい
て、前記先部冷却水路内壁にその羽口先部端面側に沿っ
て複数本の湾曲溝を設けたものである。
【0011】本発明に於ける湾曲溝4とは、図1(b)
に示す前記先部冷却水路3の長手方向に沿って外設連通
した溝で、深さL/幅Bを0.5以上で、溝4の先端4
a及びその付け根4bが円曲面を有するものである。
【0012】尚、この湾曲溝4は羽口先部端面側に設け
ればよいが、図1(a)に示す前記先部冷却水路3の横
断面中央部(ロ)と羽口Aの内円筒外周先端(イ)を結
ぶ直線(ハ)より外側、即ち、外円筒側に設けること
が、羽口外周側のみの冷却能力が向上し、高炉の送風顕
熱を奪って送風燃料原単位が上昇することはないので好
ましい。
【0013】
【作用】本発明の作用を図1〜図2を参照して説明す
る。
【0014】先ず、熱風の送風顕熱を奪うことなく羽口
Aの冷却を強化して溶損を防止するには、冷却水と羽口
基地金属1の接触面積を最大とし、しかも、熱風が通過
する羽口内円筒2側の冷却能力を向上しないようにする
必要がある。これには、羽口先端部A0 を冷却する先部
冷却水路3の羽口先部先端面側に断面が深さ方向に細長
い冷却水流通用溝4を複数本、該先部冷却水路3に沿っ
て設けることが最適であることが判明した。
【0015】しかし、上記冷却水流通用溝4を単に設け
ると、該溝4の上端4a又は付け根(溝4と先部冷却水
路3の接続部)4bの部分で乱流を生じ、これにより、
該溝4の圧損が増大することから、冷却水の給水ポンプ
容量を増強する必要がある。そこで、冷却水流通用溝4
の圧損を低減するために、上記溝4の先端部4aおよび
付け根部4bを円曲面にして断面形状を湾曲にするもの
である。
【0016】例えば、羽口内径140mm、冷却ポンプ
突出圧20kgf/cm2 、冷却水流量500l/mi
n.の条件下において従来羽口(湾曲溝4を設けていな
い先部冷却水路3)と本発明羽口の圧損を比較テストし
た結果、従来羽口の圧損4.50kgf/cm2 に対
し、本発明羽口の圧損は4.65kgf/cm2 であ
り、僅か0.15kgf/cm2 の上昇である。従っ
て、冷却水ポンプ容量を向上させない場合でも498l
/min.の冷却水流量を確保できる。
【0017】又、湾曲溝4の形状の冷却能力を評価する
ことを目的とし、テストサンプルを用いて冷却水側伝熱
係数を測定した結果を図2に示す。図の横軸は冷却水流
速であり、15m/sが冷却水流量の上記500l/m
in.に対応している。テストサンプルは、実機羽口の
先端部を模したものであり、テストサンプルが従来
(湾曲溝4なし)の場合、テストサンプルが本発明羽
口の場合である。
【0018】冷却水ポンプ突出圧が20kgf/cm2
一定即ち冷却水ポンプ容量を向上させない場合、サンプ
ルの冷却水側伝熱係数は17000kcal/m2
r℃(ニ点)、サンプルの冷却水側伝熱係数は245
00kcal/m2 hr℃(ホ点)であり、本発明サン
プルは従来サンプルに比べて44%も高く、該湾曲
溝4の付け根の形状として適当である。
【0019】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1、図2を参照
しつつ具体的に説明する。
【0020】図中、1は羽口Aの基地金属であり、融点
1083℃、JIS−HV硬度80の銅製である。2は
熱風が通過する内円筒、3は羽口先端部A0 を冷却する
ために設けた断面形状が半円形(半径19mm)で環状
の先部冷却水路である。4は先部冷却水路3の炉内側面
に該先部冷却水路3に沿って外設した各冷却水流通用湾
曲溝4であり、幅B3mm、深さL3mmで、先端部4
a半径1mm及び付け根部4bを半径1.5mmの円曲
面を有し、前記先部冷却水路3に沿って7本平行に設置
した。
【0021】これにより、先部冷却水路3のみの場合に
比較して冷却水路の圧損は0.15kgf/cm2 上昇
して冷却水が0.4%減少したが、冷却能力は44%上
昇した。
【0022】B1 ,B2 、C1 〜C4 は羽口胴部に設け
た環状の冷却水路で、冷却水路B1の排水側は冷却水路
2 の給水側に連通接続され、冷却水路B2 の排水側は
前記先部冷却水路3の給水側に連通接続されている。更
に、該冷却水路3の排水側はC1 の給水側に、以下同様
に冷却水路C4 まで各冷却水路は各々連通接続され、C
4 排水側に排水管C0 を連接している。
【0023】これにより、給水管B0 で供給された冷却
水は、冷却水路B1 →冷却水路B2→先部冷却水路3→
冷却水路C1 →冷却水路C2 →冷却水路C3 →冷却水路
4に順次導入した後、排水管C0 により外部に排出水
する。
【0024】また、下記5,6は羽口の先端部が羽口先
を高速度で旋回するコークスにより機械的に磨滅するこ
とを防止するため設けたものであり、5は羽口Aの先端
に設けた厚さ3mmのNi−Cr合金製の被覆材であ
る。6は融点1410℃、JIS−HV硬度200で、
外径3mm、長さ20mmのSUS316Lの円柱状ピ
ンである。この円柱状ピン6は羽口Aの基地金属1に外
径2.8mm、深さ20mmの孔を開けて打ち込んだも
のである。
【0025】円柱状ピン6の外径が大きくなる程、図3
aに示すように該ピン6の中心部が高温となって強度が
低下し、更に、図3bに示すように羽口基地金属1の温
度上昇量が増加することから、該円柱状ピン6の外径は
小さい程好ましい。しかし、外径が小さくなると常温に
おいて機械的強度的が弱くなり、羽口基地金属1に打ち
込むことが困難となると共に基地金属1に打ち込んだ際
に、基地金属1と円柱状ピン6の間に空隙が生じて冷却
能力が低下することから、2mm〜4mm程度が望まし
い。
【0026】また、円柱状ピン6を該羽口先端部A0
に対して垂直になるように設置したが、これは、円柱状
ピン6が磨耗によって消滅するまでの期間が長くなるよ
うに基地金属1に対して深い部位まで埋め込みながら、
該羽口Aの冷却能力を大幅に損なうことのないようにす
るためである。
【0027】尚、円柱状ピン6の形状は円柱状に限るも
のではなく、四角、三角、多角形状の柱状でもよい。
【0028】
【発明の効果】本発明は、給水ポンプ容量を向上するこ
となく、高炉用羽口の炉内側のみの冷却能力を向上する
事が可能となり、該羽口の平均寿命を飛躍的に延長する
ことが出来、羽口の定期取り替え周期も延長することが
可能となり、更に、羽口の突発破損による高炉の臨時休
風回数も激減し、羽口の取替えに要する整備コスト及び
臨時休風で要するコストの削減と共に、取替え用羽口の
在庫を大幅に削減することも可能となる等の多大の効果
を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明の実施例の羽口側断面図、
(b)は(a)のI部拡大図。
【図2】本発明羽口と従来羽口の冷却能力の関係を示す
図。
【図3】(a)は円柱状ピンの外径と該羽口基地金属の
温度上昇代の関係を示す図、(b)は円柱状ピンの外径
と温度上昇代の関係を示す図。
【符号の説明】
1…羽口の基地金属 2…熱風が通過する
内円周 3…先部冷却水路 4…各冷却水流通用
湾曲部 A…羽口 B…冷却水路 C…冷却水路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上義弘 大分市大字西ノ洲1番地 新日本製鐵株式 会社大分製鐵所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 羽口先部を冷却する先部冷却水路を有す
    る高炉用羽口において、前記先部冷却水路内壁にその羽
    口先部端面側に沿って複数本の湾曲溝を設けたことを特
    徴とする高炉用羽口。
JP1176694A 1994-02-03 1994-02-03 高炉用羽口 Withdrawn JPH07216421A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1176694A JPH07216421A (ja) 1994-02-03 1994-02-03 高炉用羽口

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1176694A JPH07216421A (ja) 1994-02-03 1994-02-03 高炉用羽口

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Publication Number Publication Date
JPH07216421A true JPH07216421A (ja) 1995-08-15

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ID=11787107

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JP1176694A Withdrawn JPH07216421A (ja) 1994-02-03 1994-02-03 高炉用羽口

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JP (1) JPH07216421A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7138085B2 (en) 2002-05-30 2006-11-21 Dofasco Inc. Tuyere cooling system
KR100671150B1 (ko) * 2005-08-10 2007-01-17 주식회사 포스코 냉각성능이 우수한 풍구
WO2007117061A1 (en) * 2006-04-11 2007-10-18 Seoul Engineering Co., Ltd. Double chamber single directional spiral tuyere for blast furnaces
DE102011082904A1 (de) * 2011-01-24 2012-07-26 Seoul Engineering Co., Ltd. Düse für einen Eisenherstellungsofen

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102011082904B4 (de) * 2011-01-24 2014-04-10 Seoul Engineering Co., Ltd. Düse für einen Eisenherstellungsofen

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