JPH072601Y2 - 高炉の炉体冷却設備 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本考案は高炉の炉体冷却用ステーブと熱風炉の熱風弁の
冷却を同時に行うことができるようにした高炉の炉体冷
却設備の改良に関するものである。

＜従来の技術＞ 高炉の炉体冷却用ステーブと熱風弁の冷却を同時に行う
ものとして例えば実開昭60-32351号公報が開示されてい
る。このような高炉の炉体冷却設備においては第２図に
示すように高炉の鉄皮１と炉内耐火物３との間に多段に
張りめぐらした炉体冷却用ステーブ２（以下ステーブと
称す）に純水を強制循環するのが一般的である。

すなわち上昇管4a、気水分離用のドラム5a、下降管6a、
熱風弁７、純水昇圧ポンプ8a、純水冷却用の第１熱交換
器9a、純水供給管10a等から主として構成される第１純
水循環系と、上昇管4b、気水分離用のドラム5b、下降管
6b、純水昇圧ポンプ8b、純水冷却用の第２熱交換器9b、
純水供給管10b等から主として構成される第２純水循環
系とからなっている。

第１純水循環系においては炉体冷却用のステーブ２で吸
熱して昇温した純水は上昇管4aを介しドラム5aに導かれ
ドラム5aで気水分離された液体純水は下降管6aを介して
熱風弁７に導かれて熱風弁７を冷却し、更に昇圧ポンプ
8aを介して第１熱交換器9aに導かれ、冷却された純水は
純水供給管10aからステーブ２に循環される。第１熱交
換器9aには昇圧ポンプ11aを介して環水給水本管12aから
流量制御弁13aによって流量を制御しつつ環水が供給さ
れ第１熱交換器9aに循環している純水を冷却した環水は
環水排出本管26aから排出樋27aに排出される。

また第２純水循環系においては、炉体冷却用のステーブ
２で吸熱して昇温した純水は上昇管4bを介してドラム5b
に導かれドラム5bで気水分離された液体純水は下降管6b
に設けた昇圧ポンプ8bを介して第２熱交換器9bに導か
れ、冷却された純水は純水供給管10bからステーブ２に
循環される。第２熱交換器9bには昇圧ポンプ11bを介し
て環水給水本管12bから流量制御弁13bによって流量を制
御しつつ環水が供給され、第２熱交換器9bに循環してい
る純水を冷却した環水は環水排出本管26bから排出樋27b
に排出される。

前述のように第１純水循環系では循環純水によってステ
ーブ２を冷却すると共に熱風炉の熱風弁７を冷却するの
に対し、第２純水循環系では循環純水によってステーブ
２を冷却するだけであるので第２熱交換器9bの冷却能力
に余裕があり純水を十分に冷却することができる。

このため第１純水循環系の第１熱交換器9aにおいて環水
により冷却された純水の温度は第２純水循環系の第２熱
交換器9bにおいて環水により冷却された純水の温度より
高くなる。

このように第１純水循環系のステーブ２と第２純水循環
系のステーブ２とにそれぞれ供給される純水に温度差が
あると冷却が不均一となり炉内耐火物３の脱落原因とな
るばかりでなくステーブ２に過大な応力が生じ変形など
の原因ともなる。

＜考案が解決しようとする課題＞ 本考案は前述従来技術の問題点を解消し、純水循環系に
熱風弁冷却用水系を組み込んだ第１純水循環系の第１熱
交換器で冷却された純水の温度と熱風弁冷却用水系を組
み込まない第２純水循環系の第２熱交換器で冷却された
純水の温度とが均等になるような高炉の炉体冷却設備を
提供することを目的とするものである。

＜課題を解決するための手段＞ 上記目的を達成するための本考案は、高炉の炉体冷却用
ステーブを冷却する純水循環系に熱風炉の熱風弁冷却用
水系を組み込んだ第１純水循環系と熱風弁冷却用水系を
組み込まない第２純水循環系とから構成される高炉の炉
体冷却設備において、第１純水循環系に設けた純水冷却
用の第１熱交換器に昇圧ポンプを介して環水を給水する
環水給水本管と、該環水給水本管の排出側から第２純水
循環系に設けた純水冷却用の第２熱交換器に逆止弁を介
して環水を給水する環水接続本管と、該逆止弁の下流側
位置で環水接続本管に昇圧ポンプを介して環水を補給す
る環水補給管と、第２熱交換器から排出される環水を排
出する環水排出本管と、上記環水接続本管から分岐して
接続された余剰環水排出管とから構成され、上記の環水
給水本管、環水補給管、環水排出本管および余剰環水排
出管にはそれぞれ流量制御弁を配設すると共に上記第１
熱交換器および第２熱交換器でそれぞれ冷却された純水
を炉体冷却用ステーブに給水する純水供給管に温度セン
サを配設し、該温度センサによって検出された純水温度
に基づいて上記各流量制御弁を制御するように構成して
なることを特徴とする高炉の炉体冷却設備である。

＜作用＞ 第１純水循環系の純水供給管に設けた温度センサおよび
第２純水循環系の純水供給管に設けた温度センサによっ
て各純水供給管からステーブに供給される純水の温度を
測定し、上記測定された純水温度が所定の温度範囲にな
るように環水給水本管に設けた温度制御弁を制御しつつ
第１純水循環系第１の熱交換器および第２純水循環系の
第２熱交換器にシリーズに供給する。それと共に適宜に
環水補給管、環水排出管および余剰環水排出管に設けた
流量制御弁を単独または複合して制御するものである。

＜実施例＞ 以下本考案の実施例を第１図に従って説明する。なお第
１図中で前記第２図のものと同じものは同一箇所に同一
符号を付してある。

第１図において、ステーブ２、上昇管4a、ドラム5a、下
降管6a、熱風管７、純水昇圧ポンプ8a、第１熱交換器9
a、純水供給管10a等から主として構成される第１純水循
環系と、ステーブ２、上昇管4b、ドラム5b、下降管6b、
純水昇圧ポンプ8b、第２熱交換器9b、純水供給管10b等
から主として構成される第２純水循環系とからなる点は
第２図のものと同じであるが、本考案では純水供給管10
aおよび10bにはそれぞれ温度センサ14aおよび14bが設け
てあり第１および第２純水循環系からステーブ２に供給
される純水の温度を測定することができるようになって
いる。

また第１純水循環系の第１熱交換器9aおよび第２純水循
環系の第２熱交換器9bに環水を供給する経路が第２図の
ものと異なっており、第１熱交換器9aに環水昇圧ポンプ
11を介して環水を給水する環水給水本管12と、第１熱交
換器9aから排出される環水を第２熱交換器9bに逆止弁15
を介して給水する環水接続本管16と、逆止弁15の下流側
位置で環水接続本管16から分岐して連結され昇圧ポンプ
17を介して環水を補給する環水補給管18と、第２熱交換
器9bから排出される環水を排出する環水排出本管19と、
上記環水接続本管16から分岐して接続された余剰環水排
出管20から構成されている。

そして環水給水本管12、環水補給管18、環水排出管19お
よび余剰環水排出管20にはそれぞれ流量制御弁13、21、
22、23が配設されており、それぞれの位置で環水の流量
が制御される。なお、24および25は環水排水樋を示す。

前述のように第１純水循環系では純水はステーブ２およ
び熱風弁7aを冷却しながら循環するためステーブ２だけ
を冷却しながら循環する第２純水循環系の純水に比較し
て相対的に高温になり易い。

そこで、本考案では昇圧ポンプ11によって昇圧された環
水は、流量制御弁13によって流量を制御しつつまず第１
純水循環系の第１熱交換器9aに供給され、第１熱交換器
9aで相対的に高温の純水を冷却したのち、更に環水接続
本管16を介して第２純水循環系の第２熱交換器9bに供給
され、第２熱交換器9bで相対的に低温の純水を冷却した
のち環水排出本管19を介して排出樋24に排出される。

したがって、このときは環水排出本管19の流量制御弁22
は全開としてあると共に昇圧ポンプ17が停止されている
ので環水補給管18の流量制御弁21は閉止されており、ま
た余剰環水排出管20の流量制御弁23も閉止されている。

このように通常時において、環水は環水給水本管12、第
１熱交換器9a、環水接続本管16、第２熱交換器9bおよび
環水排出本管19というルートにより給排水され第１純水
循環系の温度センサ14aおよび第２純水循環系の温度セ
ンサ14bによって検出される純水の温度が所定の温度範
囲になるように環水給水本管12の流動制御弁13の開度が
制御される。

このようにすることによって、相対的に温度の高い第１
純水循環系の純水が第１熱交換器9aで低温の環水によっ
て冷却され、引続き相対的に温度の低い第２純水循環系
の純水が第２熱交換器9bでやや温度の上昇した環水によ
って冷却されることになるので、温度センサ14aおよび1
4bによって検出される純水の温度はほぼバランスされる
ことになる。

しかるに、高炉の炉内耐火物の浸食や脱落等により、前
述のようなルートによる環水給排水だけでは第１純水循
環系と第２純水循環との純水温度がバランスしない事態
が生じることがある。

すなわち、第１純水循環系の温度センサ14aによって検
出される純水温度が所定の温度範囲をオーバーするのに
対し第２純水循環系の温度センサ14bによって検出され
る純水温度が所定範囲にある場合には流量制御弁13の開
度を大きくして第１熱交換器9aに供給される環水量を増
加して第１純水循環系の純水を低下させることが必要と
なる。

この場合、第１熱交換器9aに供給された環水の全量を第
２熱交換器9bに供給すると第２純水循環系の純水が冷却
オーバとなり温度センサ14aと14bの検出温度を均等にす
ることができなくなる。

このような場合には閉止状態の流量制御弁23を開として
その開度を調節し、環水の一部を余剰環水排出管20から
排水樋25に排出することによって第２熱交換器9bに供給
される環水量を減少して第２純水循環系の純水冷却オー
バを抑制する。このとき必要に応じ環水排出本管19の流
量制御弁22の開度を同時に調節することによって余剰環
水排出管20から排出される環水排出量を調節することも
できる。

このような流量制御弁13および23更には22の開度調節に
よって温度センサ14aおよび14bの検出温度をバランスさ
せながら所定温度範囲に導くのである。

逆に第２純水循環系のステーブ２に対応する炉内耐火物
３の脱落等により、第１純水循環系の温度センサ14aに
よって検出される温度が所定の温度範囲にあるのに対し
第２純水循環系の温度センサ14bによって検出される温
度が所定範囲をオーバする場合には、昇圧ポンプ17を駆
動すると共に流量制御弁21を開としてその開度を調節し
つつ環水補給管18から環水接続本管16に環水を補給し、
第２熱交換器9bに供給される環水量を増加させ、第２循
環系の純水冷却を促進させる。

このようにすることによって温度センサ14aおよび14bに
よって検出される純水温度をバランスさせながら所定温
度範囲に導くのである。このとき、流量制御弁23は閉、
流量制御弁22は開となっており、環水補給管18から補給
される環水は環水接続本管16に設けた逆止弁15によって
逆流が阻止される。

なお、第１循環系の純水温度と第２循環系の純水温度と
の差が５℃を超過すると炉内耐火物の脱落が発生するの
で、両者の温度差が５℃以下になるように調節するのが
好ましい。

＜考案の効果＞ 以上説明したように本考案によれば第１純水循環系のス
テーブに供給される純水温度と第２循環系のステーブに
供給される純水温度を均等にすることができるのでステ
ーブの変形が低減されるばかりでなく炉内耐火物の寿命
を延長することが可能となり、その効果は多大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る高炉の炉体冷却設備を示す系統
図、第２図は従来例に係る高炉の炉体冷却設備を示す系
統図である。 １…鉄皮、２…ステーブ、３…炉内耐火物、４…上昇
管、５…ドラム、６…下降管、７…熱風弁、８…昇圧ポ
ンプ、9a…第１熱交換器、9b…第２熱交換器、10…水供
給管、11…昇圧ポンプ、12…環水給水本管、13…流量制
御弁、14…温度センサ、15…逆止弁、16…環水接続本
管、17…昇圧ポンプ、18…環水補給管、19…環水排出本
管、20…余剰環水排出管、21、22、23…流量制御弁、2
4、25…環水排出樋。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−140805（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−23204（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−12852（ＪＰ，Ｕ) 実願 昭58−123254号（実開 昭60− 32351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)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】高炉の炉体冷却用ステーブを冷却する純水
   循環系に熱風炉の熱風弁冷却用水系を組み込んだ第１純
   水循環系と熱風弁冷却用水系を組み込まない第２純水循
   環系とから構成される高炉の炉体冷却設備において、第
   １純水循環系に設けた純水冷却用の第１熱交換器に昇圧
   ポンプを介して環水を給水する環水給水本管と、該環水
   給水本管の排出側から第２純水循環系に設けた純水冷却
   用の第２熱交換器に逆止弁を介して環水を給水する環水
   接続本管と、該逆止弁の下流側位置で環水接続本管に昇
   圧ポンプを介して環水を補給する環水補給管と、第２熱
   交換器から排出される環水を排出する環水排出本管と、
   上記環水接続本管から分岐して接続された余剰環水排出
   管とから構成され、上記の環水給水本管、環水補給管、
   環水排出本管および余剰環水排出管にはそれぞれ流量制
   御弁を配設すると共に上記第１熱交換器および第２熱交
   換器でそれぞれ冷却された純水を炉体冷却用ステーブに
   給水する純水供給管に温度センサを配設し、該温度セン
   サによって検出された純水温度に基づいて上記各流量制
   御弁を制御するように構成してなることを特徴とする高
   炉の炉体冷却設備。