JPH0734110A - 高炉の炉壁冷却方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来のステーブクーラーによる高炉の炉壁冷
却方法では、冷却水閉循環ループを形成し、各々のステ
ーブパイプにおける流量や冷却水温度上昇を容易に知る
ことは困難であった。更に大量の冷却水を循環させる必
要から、ポンプも大容量のものが必要であった。本発明
は、上記の事情に着目してなされたものであって、小型
高炉やキュポラに対して運転管理が容易でかつ設備費の
安価な炉壁冷却方法を提供しようとするものである。 【構成】 ステーブクーラーを炉内内面に配設した高炉
の強制循環式炉壁冷却方法において、冷却水がステーブ
クーラーに鋳込んだ下方勾配の蛇行管の中を上から下へ
自然流下するように循環させ、冷却水の排水端を大気に
解放するようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高炉の炉壁冷却方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】高炉炉壁の冷却方法には、銅製冷却盤に
よるものと鋳鉄製ステーブクーラーによるものがあり、
後者は１９７０年頃から使用され始め、例えば特公昭４
８−３１８０１号公報に示されている自然蒸発冷却方法
（図５参照）を経て、特開昭５０−５０２０５号公報に
示されている強制循環冷却方法（図６参照）へと発展し
てきた過程がある。図５の自然蒸発冷却方法は、高炉の
上部に設置した気水分離ドラム１６から下降管１１を経
て下部の給水ヘッダー管３から各々の枝管に分岐しステ
ーブクーラー１４内を通り上部の排水ヘッダを経由する
閉循環ループを形成し、炉内の熱で暖められた冷却水が
蒸発し一部が蒸気となり軽くなるため下降管１１内の冷
却水との比重差によって自然にステーブクーラー１４内
を上昇するようになり循環し、蒸発した分だけ冷たい補
給水をドラム１６に補給するようにしたものである。し
たがって下部の給水ヘッダー３の冷却水は沸点より少し
低い程度の温水となっている。また、図６の強制循環冷
却方法は、さらに冷却能力を上げるために下降管１１の
途中にポンプ１とクーラー１７を設置し冷却した水を必
要な量だけ強制的に循環するようにしたものである。近
年の大型ステーブ高炉においては、ほとんどが強制循環
冷却方法を採用することで炉寿命は飛躍的に延長されつ
つある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
いづれの従来技術においても冷却水はステーブパイプの
中を下から上へ押し上げられ、ヘッドタンクを経由して
炉外の下降管を下るという閉循環回路を流れることにな
り、各々のステーブパイプにおける流量や冷却水温度上
昇を容易に知ることは困難であった。更に大量の冷却水
を循環させる必要から、ポンプも大容量のものが必要で
あった。本発明は、上記のような事情に着目してなされ
たものであって、その目的は、小型高炉やキュポラに対
して運転管理が容易でかつ設備費の安価な炉壁冷却方法
を提供しようとするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、ステーブクー
ラーを炉内内面に配設した高炉の強制循環式炉壁冷却方
法において、冷却水がステーブクーラーに鋳込んだ下方
勾配の蛇行管の中を上から下へ自然流下するように循環
させ、冷却水の排水端を大気に解放するようにしたこと
によって上記課題を解決した。

【０００５】

【作用】本発明の高炉の炉壁冷却方法においては、冷却
水は下方勾配の蛇行管内を上から下へ自然流下する間に
一部蒸発してステーブパイプ内面より奪熱し、排水は蒸
気と共に排水樋に大気下で開放されるので、蒸気量は容
易に目視確認できるし、排水温度や単位時間当りの排水
量の測定も容易に行うことができる。冷却水は必ずし
も、蛇行管内断面を満す必要はなく、炉体の熱負荷に応
じて必要最小限に調節できるので、冷却水量は小量で済
み、ポンプ等の設備費も経済的である。本発明は、ステ
ーブクーラーの熱負荷が比較的低く、ステーブクーラー
本体の損耗進行が少ない部位への適用が有効である。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の１実施例を図面により詳細に
説明する。図１は本発明の冷却水の流れを模式的に示す
フローシートである。図１においてポンプ１によって上
昇管２の中を押上げられた冷却水は給水ヘッダー管３を
経由して各枝管４に入り、流量調節弁５を通ってステー
ブクーラー１４の中の蛇行管６内を自然流下し、連絡管
７を経て次のステーブクーラー１５内の蛇行管８内を自
然流下し、排水管９により樋１０に排水され、下降管１
１によってポンプ１にもどる。補給水は補給水管１２に
より供給される。

【０００７】図２は本発明方法の１実施例を示す下方勾
配の蛇行管を鋳込んだステーブクーラーの側面図（ａ）
と立面図（ｂ）である。図２では２本の下方勾配をもつ
蛇行管を鋳込んだステーブクーラー１４の例を示す。鋳
込まれた蛇行管６は蛇行することでステーブクーラーを
均一に冷却する機能を有し、また万一、２本の冷却管の
内１本が破損しても残る１本で冷却機能を保つことがで
きる。蛇行管は途中に水が溜まることなく自然流下する
ように下り勾配を有しており、冷却水は必らずしも蛇行
管の断面を満して流れる必要はない。

【０００８】図３はステーブクーラーが高炉に設置され
た状況と冷却水配管を示す縦断面図である。図示されな
い上昇管によって高炉鉄皮１３に取付けられたステーブ
クーラー１４，１５の上方に位置する給水ヘッダー管３
に満たされた冷却水は、給水枝管４を通って流量調節弁
５を経由し蛇行管６、連絡管７、さらに下段の蛇行管８
内を流れ高炉炉内の熱を受けるステーブクーラー１４，
１５を冷却し、排水管９を経て排水樋１０に排水され
る。ステーブクーラー１４，１５と高炉鉄皮１３との間
にはキャスタブル１８が充填される。

【０００９】図４に本発明者らが行った二次元伝熱モデ
ルによるシミュレーション例を示す。図４ａは従来方
法、図４ｂは本発明による方法でのステーブ内部温度分
布を等温線で示す。図４の右側は炉内であって、ステー
ブクーラーの状態は鋳込煉瓦が少し損耗し鋳物部分が炉
内に突き出した時期を想定している。鋳物の中に鋳込ま
れた蛇行管の断面部には冷却水が充満している。さらに
ステーブクーラーの左側にはキャスタブルがあり、一番
外側に鉄皮がある。図４ａの従来方法ではステーブパイ
プ間中央部の母材温度は２３１℃であるが、図４ｂの本
発明による方法の場合は２５１℃となり、２０℃の差は
あるものの概ね同等の冷却能力を有すると考えられる。
尚、本発明は前記実施例にのみ限定されるものでなく、
本発明の要旨を逸脱しない限り種々の変更を加え得るこ
とは勿論である。

【００１０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の高炉の炉
壁冷却方法によれば次の如き優れた効果を発揮する。 （１）冷却水は下方勾配の蛇行管内を上から下へ自然流
下する間に一部蒸発してステーブパイプ内面より奪熱す
るので、その冷却効果は従来の冷却水の水温上昇による
場合と比較してほぼ同程度である。 （２）排水は樋に大気下で開放されるため、蒸気量の目
視確認や、排水量及び排水温度の測定は極めて容易であ
り、炉体の熱負荷に応じて冷却水量を調節することがで
きるので、炉の過冷却や冷却不足を防止でき、安定した
操業を維持することができる。 （３）冷却水は必ずしも蛇行管内断面を満して流す必要
はなく、従って冷却水量は従来方法に比べて極めて少量
で済み、循環ポンプは小容量のものでよく、設備費や運
転費が経済的である。 （４）万一、ステーブパイプが破損することがあって
も、冷却水量が少ない上に水圧もないので炉内への浸水
はわずかで済み、炉の操業に大きな支障をきたすことは
避けられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る炉壁冷却方法の冷却水の流れを模
式的に示すフローシート

【図２】本発明に係る下方勾配の蛇行管を鋳込んだステ
ーブクーラーの側面図（ａ）と立面図（ｂ）

【図３】本発明に係るステーブクーラーが高炉に設置さ
れた状況と冷却水配管を示す縦断面図

【図４】二次元伝熱モデルによる温度分布シミュレーシ
ョン結果を示した図で（ａ）は従来例、（ｂ）は本発明
例

【図５】従来の蒸発冷却方法によるフローシート

【図６】従来の強制冷却方法によるフローシート

【符号の説明】

１ ポンプ ２ 上昇管 ３ 給水ヘッダー管 ４ 枝管 ５ 流量調節弁 ６，８ 蛇行管 ７ 連絡管 ９ 排水管 １０ 樋 １１ 下降管 １２ 補給水管 １３ 鉄皮 １４，１５ ステーブクーラー １６ ドラム １７ クーラー １８ キャスタブル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステーブクーラーを炉内内面に配設した
   高炉の強制循環式炉壁冷却方法において、冷却水がステ
   ーブクーラーに鋳込んだ下方勾配の蛇行管の中を上から
   下へ自然流下するように循環させ、冷却水の排水端を大
   気に解放することを特徴とする高炉の炉壁冷却方法。