JPH11222615A - 高炉炉床構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コストの上昇を抑えつつ、耐久性に優れた高
炉の炉床構造を提供する。 【解決手段】 高炉炉床の側壁部１０において、出銑口
２０より下側であって、かつ出銑口２０を中心にして左
右それぞれ２０度の範囲内を、これ以外の側壁部を構築
する耐火物３０Ａに対して溶銑耐食性および耐熱衝撃性
に優れた耐火物３０Ｂにより構築する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高炉の炉床構造に
関し、特に耐久性を高めたものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、高炉の炉下部は常に高温
にさらされるため、鉄皮の内側に耐火物を張って構築さ
れている。従来から高炉を構築あるいは改修する際に
は、高炉炉床部全体を円周方向に均一に、同一の溶銑耐
食性を有する耐火物により構築していた。ところで、高
炉を構築するための耐火物には、溶銑耐食性および耐熱
衝撃性が異なる種々のものが存在するが、高炉を構築す
る際には、炉床部に溶銑耐食性および耐熱衝撃性に優れ
た耐火物を使用することが好ましい。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、溶銑耐食性お
よび耐熱衝撃性に優れた耐火物は、それだけ価格が高く
なるため、高炉炉床部全体をこのような耐火物で構築す
ると、製造コストが上昇するという問題点があった。こ
のため、従来の高炉の炉床構造では、コストの上昇を抑
えるためには耐久性を犠牲にせざるをえず、一方、耐久
性を追求するとコストが上昇し、両者の均衡を図ること
が困難であった。本発明は、上述した従来の技術の有す
る問題点を解決するために提案されたもので、コストの
上昇を抑えつつ、耐久性に優れた高炉の炉床構造を提供
することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】（特徴点）本発明は、上
述した目的を達成するため、以下の特徴点を備えてい
る。請求項１記載の発明は、高炉炉床の側壁部におい
て、出銑口より下側であって、かつ上記出銑口を中心に
して左右それぞれ２０度の範囲内を、これ以外の側壁部
を構築する耐火物に対して溶銑耐食性および耐熱衝撃性
に優れた耐火物により構築することを特徴とするもので
ある。請求項２記載の発明は、高炉炉床の側壁部におい
て、出銑口より下側であって、かつ上記出銑口を中心に
して左右それぞれ３０度の範囲内を、これ以外の側壁部
を構築する耐火物に対して溶銑耐食性および耐熱衝撃性
に優れた耐火物により構築する。さらに、上記出銑口か
ら下側に向かって１ｍ以上３ｍ以下であって、かつ上記
出銑口を中心にして左右それぞれ１５度の範囲内を、上
記溶銑耐食性および耐熱衝撃性に優れた耐火物に対して
さらに溶銑耐食性および耐熱衝撃性に優れた耐火物によ
り構築することを特徴とするものである。

【０００５】（作用）本発明は、上述した特徴点を備え
ているため、以下に説明するような作用を奏する。請求
項１記載の発明では、高炉炉床の側壁部のうち、耐火物
の浸食が激しい範囲を、他の側壁部と比較して溶銑耐食
性および耐熱衝撃性に優れた耐火物により構築している
ため、高炉の耐久性を高めることができる。一方、高炉
全体を溶銑耐食性および耐熱衝撃性に優れた耐火物によ
り構築する場合と比較して、コストの上昇を抑えること
ができる。請求項２記載の発明では、高炉炉床の側壁部
のうち、耐火物の浸食が激しい範囲のさらに一部を、周
囲の耐火物と比較してより溶銑耐食性および耐熱衝撃性
に優れた耐火物により構築しているため、さらに高炉の
耐久性を高めることができる。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて、本発明の
実施の形態を説明する。図１，２は、本発明の第１の実
施形態に係る高炉の炉床構造を示すもので、図１は、高
炉を横断面とした説明図、図２は、高炉を側面から見た
状態の説明図である。また、図３は、高炉を側面から見
た状態で、出銑口周りの溶銑流れの速度および温度分布
のシミュレーション例を示す説明図である。

【０００７】本発明の第１の実施形態に係る高炉は、図
１，２に示すように、高炉炉床の側壁部１０を構築する
際に、出銑口２０より下側であって、かつ出銑口２０を
中心にして左右それぞれ２０度の範囲内を、これ以外の
側壁部１０を構築する耐火物３０Ａに対して溶銑耐食性
および耐熱衝撃性に優れた耐火物３０Ｂにより構築して
いる。このように溶銑耐食性および耐熱衝撃性に優れた
耐火物３０Ｂを使用する範囲は、出銑口２０を中心とし
て特に浸食の激しい範囲である。側壁部１０の耐火物３
０における侵食の激しい範囲を、図３に基づいて説明す
る。図３ａは、炉床径１１ｍ、湯溜まり深さ３ｍの高炉
の側壁部１０に対する温度分布のシミュレーション結果
を示す説明図、図３ｂは、同じ高炉の側壁部１０に対す
る溶銑の流速分布のシミュレーション結果を示す説明図
である。

【０００８】また、図３ａにおいて、上段は炉底に０．
３ｍのコークフリーゾーンがある場合、中段は炉底に
０．６ｍのコークフリーゾーンがある場合、下段は炉底
に０．６ｍのコークフリーゾーンがありかつ炉芯中央部
が不活性な場合における側壁部１０の温度分布を示すも
のである。なお、コークフリーゾーンとは、炉芯コーク
スが溶銑の浮力により浮上してできる炉底との間のコー
クスが混在しない溶銑の層をいう。図３に示すシミュレ
ーション例から明らかなように、高炉炉床の側壁部１０
では、出銑口２０より下側であって、かつ出銑口２０を
中心にして左右それぞれ２０度の範囲が、他の側壁部１
０と比較して溶銑の流れが速く、温度も高いことがわか
る。このため、当該箇所は、他の側壁部１０と比較し
て、より浸食が激しくなるおそれがある。

【０００９】したがって、高炉炉床の側壁部１０のう
ち、特に耐火物３０の浸食の激しい範囲には、他の側壁
部１０と比較して溶銑耐食性および耐熱衝撃性に優れた
耐火物３０Ｂを使用することにより、耐火物３０Ｂの浸
食を抑制することができる。具体的には、高炉の側壁部
１０の大部分には、熱伝導率が２０Ｗ／ｍＫあるいは１
５Ｗ／ｍＫ以上の耐火物３０Ａを使用し、出銑口２０を
中心とした特定の範囲には、熱伝導率が２５Ｗ／ｍＫ以
上の耐火物３０Ｂを使用している。さらに、上記した耐
火物３０の浸食の激しい範囲のうち、より一層耐火物３
０の浸食が激しい範囲を、周囲の耐火物３０Ｂに対して
さらに溶銑耐食性および耐熱衝撃性に優れた耐火物３０
Ｃにより構築することが好ましい。

【００１０】このように、高炉炉床の側壁部１０を、耐
久性の異なる３段階の耐火物３０Ａ，Ｂ，Ｃにより構築
した第２の実施形態を、図４，５に基づいて説明する。
図４，５は、本発明の第２の実施形態に係る高炉の炉床
構造を示すもので、図４は、高炉を横断面とした説明
図、図５は、高炉を側面から見た状態の説明図である。

【００１１】本発明の第２の実施形態に係る高炉は、図
４，５に示すように、高炉炉床の側壁部１０を構築する
際に、出銑口２０より下側であって、かつ出銑口２０を
中心にして左右それぞれ３０度の範囲内を、これ以外の
側壁部１０を構築する耐火物３０Ａに対して溶銑耐食性
および耐熱衝撃性に優れた耐火物３０Ｂにより構築す
る。さらに、上記した範囲のうち、出銑口２０から下側
に向かって１ｍ以上３ｍ以下であって、かつ出銑口２０
を中心にして左右それぞれ１５度の範囲内を、上記した
溶銑耐食性および耐熱衝撃性に優れた耐火物３０Ｂに対
してさらに溶銑耐食性および耐熱衝撃性に優れた耐火物
３０Ｃにより構築する。

【００１２】すなわち、高炉炉床の側壁部１０では、図
３に示すシミュレーション例から明らかなように、出銑
口２０から下側に向かって１ｍ以上３ｍ以下であって、
かつ出銑口２０を中心にして左右それぞれ１５度の範囲
が、他の側壁部１０と比較して溶銑の流れがより一層速
く、温度もより一層高いことがわかる。このため、当該
箇所は、他の側壁部１０と比較して、より一層浸食が激
しくなるおそれがある。また、当該範囲の外側、すなわ
ち、出銑口２０より下側であって、かつ出銑口２０を中
心にして左右それぞれ３０度の範囲においても、他の側
壁部１０と比較して、溶銑の流れが速く、温度も高いこ
とがわかる。このため、当該箇所は、他の側壁部１０と
比較して、浸食が激しくなるおそれがある。

【００１３】したがって、高炉炉床の側壁部１０のう
ち、特に耐火物３０の浸食の激しい範囲に対して、他の
側壁部１０と比較して溶銑耐食性および耐熱衝撃性に優
れた２段階の耐火物３０Ｂ，Ｃを使用することにより、
耐火物３０の浸食をより一層抑制することができる。具
体的には、高炉の側壁部１０の大部分には、熱伝導率が
１５Ｗ／ｍＫ以上の耐火物３０Ａを使用し、出銑口２０
を中心とした特定の範囲のうち、周辺部分には熱伝導率
が２０Ｗ／ｍＫの耐火物３０Ｂを使用し、中心部分には
熱伝導率が２５Ｗ／ｍＫの耐火物３０Ｃを使用してい
る。

【００１４】なお、上述した高炉の炉床構造は、特に、
炉床径が８ｍ以上の高炉に適用すると、その効果が顕著
に現れる。すなわち、炉床径が８ｍ以上の高炉において
は、炉底部にコークフリーゾーンができやすく、溶銑流
れが側壁部１０の特定箇所すなわち出銑口下に集中する
おそれが高いため、特定箇所の耐火物の浸食が激しくな
る。このため、溶銑流れが集中する側壁部１０に対し
て、より耐久性に優れた耐火物３０を使用することによ
り、高炉の耐久性を向上させることができる。一方、炉
床径が８ｍ未満の高炉においては、炉床径が８ｍ以上の
高炉炉底部に比べて炉底も浅く構築され、炉底部にコー
クフリーゾーンができにくく、溶銑流れが側壁部１０に
集中するおそれが低いため、特定箇所をより耐久性の優
れた耐火物３０により構築しなくてもよい場合が多い。

【００１５】

【発明の効果】本発明は、上記した構成を有するので、
以下に示すような効果を奏する。請求項１記載の発明に
よれば、高炉炉床の側壁部のうち、耐火物の浸食が激し
い範囲のみを、他の側壁部と比較して溶銑耐食性および
耐熱衝撃性に優れた耐火物３０により構築している。し
たがって、特定箇所に対してのみ溶銑耐食性および耐熱
衝撃性に優れた耐火物３０を使用することにより、高炉
の耐久性を高めることができるとともに、高炉全体とし
てのコストの上昇を抑えることができる。

【００１６】請求項２記載の発明によれば、高炉炉床の
側壁部のうち、耐火物の浸食が激しい範囲のさらに一部
を、周囲の耐火物と比較してより銑耐食性および耐熱衝
撃性に優れた耐火物により構築している。したがって、
特定箇所に対して、２段階に溶銑耐食性および耐熱衝撃
性に優れた耐火物を使用することにより、さらに高炉の
耐久性を高めることができるとともに、高炉全体として
のコストの上昇をさらに抑えることができる。

【００１７】すなわち、本発明によらず従来の方法によ
って、炉床全体に均一な耐火物を用いた場合、特定箇所
の耐火物の浸食が進むとさらにその特定箇所に溶銑流れ
と熱負荷が集中し、さらに浸食が促進される悪循環に陥
る傾向があるのに対し、本発明の方法によって、特定箇
所に他の部位より溶銑耐食性および耐熱衝撃性に優れた
耐火物を使用すると、特定箇所の浸食は抑制される反
面、他の部位の浸食は比較的進行し、結果として浸食の
進行がかえって均等化して、特定箇所への溶銑流れと熱
負荷の集中を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る高炉の炉床構造
であって、高炉を横断面とした説明図である。

【図２】本発明の第１の実施形態に係る高炉の炉床構造
であって、高炉を側面から見た状態の説明図である。

【図３】高炉を側面から見た状態で、出銑口周りの溶銑
流れの速度および温度分布のシミュレーション例を示す
説明図である。

【図４】本発明の第２の実施形態に係る高炉の炉床構造
であって、高炉を横断面とした説明図である。

【図５】本発明の第２の実施形態に係る高炉の炉床構造
であって、高炉を側面から見た状態の説明図である。

【符号の説明】

１０ 高炉炉床の側壁部 ２０ 出銑口 ３０ 耐火物 Ａ 通常の耐火物 Ｂ Ａよりも溶銑耐食性および耐熱衝撃性に優れた耐火
物 Ｃ Ｂよりも溶銑耐食性および耐熱衝撃性に優れた耐火
物

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高炉炉床の側壁部において、 出銑口より下側であって、かつ前記出銑口を中心にして
   左右それぞれ２０度の範囲内を、これ以外の側壁部を構
   築する耐火物に対して溶銑耐食性および耐熱衝撃性に優
   れた耐火物により構築することを特徴とする高炉炉床構
   造。
2. 【請求項２】 高炉炉床の側壁部において、 出銑口より下側であって、かつ前記出銑口を中心にして
   左右それぞれ３０度の範囲内を、これ以外の側壁部を構
   築する耐火物に対して溶銑耐食性および耐熱衝撃性に優
   れた耐火物により構築するとともに、 前記出銑口から下側に向かって１ｍ以上３ｍ以下であっ
   て、かつ前記出銑口を中心にして左右それぞれ１５度の
   範囲内を、前記溶銑耐食性および耐熱衝撃性に優れた耐
   火物に対してさらに溶銑耐食性および耐熱衝撃性に優れ
   た耐火物により構築することを特徴とする高炉炉床構
   造。