JPS5916914A - ２層冷却帯からなる高炉炉壁の冷却構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は高炉の炉体なかんずく炉胸、炉腹、朝顔等の
炉壁の冷却構造に関する。　　　　゛周知のように高炉
炉体の耐火物ライニングと鉄皮を高温から守るために炉
体の冷却が行われており、高炉の使用寿命はを１とんど
この冷却の優劣によってきまるので、冷却構造は高炉の
炉体構造において最も重要な部分である。

高炉炉体の冷却方式は、炉体内部の炉壁面Ｊ大物を冷却
するものと、炉体の外部の鉄皮を冷却するものとあるが
、炉壁の冷却は従来は殆んど冷却面方式かステープクー
リング方式の何れかである。

前者の冷却面方式は例えば実公昭５２−４０１６４に示
す如きもので、第１図（、）平断面図、同（ｂ）中央縦
断面図のような扁平形状の銅または調合金製の冷却面を
多数、鉄皮の開口部に先端部を炉内に向けて水平に挿入
しボルト締めするもので、第１図・において側板１およ
び複数の隔壁２．２’、２’によって複数の冷却水路３
．３’、６′が構成され、給水口４．４′から冷却水が
供給され前記水路を循環して排水口５．５′から炉外に
排出される。６．６′は鉄皮に固着するだめのボルト孔
である。冷却函は例えば厚さ８０．中４００、長さ１，
０００鵡の大きさで３〜５個を１組として給排水管を連
結する。

冷却函方式は一般にこのような棚状の冷却函を鉄皮の内
側に千鳥状に多数配列し、鉄皮にポル）４たは溶接によ
って水平に固着しその周囲を高炉炉壁用耐火煉瓦で構築
した冷却構造である。

この冷却函方式は炉壁煉瓦を保持し易いこと、冷却函の
破損時にその取替えが可能なこと等の長所はあるが実績
において次のような欠点がみられる。

■冷却効果が冷却函の周辺に限定され、操業５〜６年で
炉壁耐火煉瓦の大半が損耗消失し、次いで冷却函の破損
と残存煉瓦の脱落が増加し、鉄皮に亀裂が発生して操業
困難となる危険が太きい。

■炉操業後期には、冷却函の破損以前に露出した冷却函
によって炉内壁が凸凹になり操入物が乱され、捷た付着
物が生成し易くなるので炉況が不調になり易や。

■一旦脱落しだ炉壁煉瓦の高炉操業中における補修は全
く不可能である。

（Φ炉体のガスゾール対策かや＼困難で炉の気密性の保
持に難点がある。

一方後者のステープクーリング方式は第２図に示すよう
な鋳鉄製の縦長長方体の箱（ステープ゛）を用いるもの
で、（ａ）図はステープを炉外側から見た正面図、（ｂ
）図は同側面図である。７は鋳込み耐火物、８は水冷用
鋳込みノシイプで、縦２ｍ×横１ｍ程度のステープを炉
壁の高さ方向に鉄皮の内側に（、）図に示すように１０
数組連続したもので、（ｂ）図のステープは（Ｃ）図の
Ａ部に対応するものである。

給水は連結管９で縦方向に連結し、炉内の熱負荷によっ
て冷却水が自然に上方に循環し最上段で気水分離ドラム
１０にはいって下部へ還流するもので、このような縦列
連結ステープが炉体の円周方向に多数列配設されている
。

この方式は炉壁煉瓦の均一冷却の点では冷却函方式より
優れており、また冷却水の強制循環のためのポツプが不
要である、気密性の保持力；比較的容易である等の長所
があるが次のような欠点７５Ｘ見られる。

■炉壁耐大物の保持、脱落防止の機能が劣っているので
、操業１〜２年で耐火煉瓦が脱落消失すル例が多く、そ
の後は裸のステープで鉄皮を保護するとと＼なり次いで
２〜３年でステープ自身が溶損し、鉄皮が露出すること
によって亀裂が発生し操業が困難となる。

（カフ−リンダステーブが破損した場合側々の交換が極
めて困難である。

■冷却水の温度が高くなるので耐火ライニングや鉄皮自
身の温度も高くなる。

■破損箇所の確認が極めて困難である。

この発明は以上述べたような従来の冷却構造の欠点を改
良したもので、耐火物の支持構造を強イヒし、かつ冷却
効果を増大することによって、耐火物の脱落および化学
的侵蝕を抑制し、さらに耐火物の損耗が生じ又もその補
修が容易にでき、また冷却構造の炉壁内側が損耗しても
外側炉壁冷却帯で鉄皮を保護して高炉炉壁の安定長寿命
を図り得る冷却構造を提供することを目的とするもので
、その要旨は先ず冷却構造を炉内側冷却帯と鉄皮側冷却
帯の１，２層冷却帯構造とするものであって、炉内側冷
却帯は横長長方体の冷却盤を炉体の円周方向に連結して
設け、これを炉壁の高さ方向に多数段配設してそれ等の
周囲を耐火物で充填した構造であり、また鉄皮側冷却帯
は、前記炉内側冷却帯に尚接してその外周即ち鉄皮の内
側近くに強制水冷式のクーリングステープ、即ちステー
プを炉壁の高さ方向に連結したものを炉体の円周方向に
多数列配設してそれらの周囲を耐火物で充填し、ステー
プ内を貫通する水冷パイプにステープを数個宛に連結し
て強制給排水する構造としだ、内外２層の冷却帯からな
る高炉炉壁の冷却構造である。

しかして仁の発明の目的をさらに効果的に達成するだめ
に、炉内側冷却帯は、横長長方体の冷却盤の外面即ち炉
内面側および上下面側もしくはさらに裏面にも、吸熱体
であるスタッドおよびフィンを固着してその周囲を不定
形耐火物で充填した構造のものと、横長長方体の冷却盤
の外面の上面に、耐火煉瓦移動防止および吸熱機能をも
った板状リブを冷却盤の長さ方向に沿って並列させて固
着し、その周囲を耐火煉瓦もしくは不定形耐火物で構築
する構造とするのが望せしい。

以下この発明を実施例を示す図面にもとづいて説明する
と、第６図および第４図は炉内側冷却帯の構造が、横長
長方体の冷却盤の炉内面にスタッドを」二下面にフィン
を固着し、冷却盤の周囲を不定形耐火物の流し込みもし
くはガン吹付けで充填した構造のものを示す。

即ち第６図は第４図のＡ−Ａ線縦断面を炉内側からみた
正面図、第４図は炉壁部を側面から見たもので第６図の
Ｂ−Ｂ＠の縦断面図である。第４図の炉壁の左側半分が
炉内側冷却帯、右側半分が鉄皮側冷却帯で両者は一体と
なっている。

両図において１１は横長長方体の冷却盤で、鋳鉄製、＃
鋼製もしくは鋳鋼製で内部に冷却管１２を鋳込み、外部
から圧力ポンプ等で強制的に冷却水を循環させる冷却式
で、その一つの冷却盤の大きさは横２，０００×高さ２
００×厚さ２５０ａｍ程度で、各冷却盤が炉壁厚さのほ
ぼ中央部に位置し横長に連結して炉体の円周方向に彎曲
して囲らされておりこの様なリング状の連結した冷却盤
を高さ方向に４００〜６００ｕ間隔で設ける。冷却盤１
１の炉内側の外面に鋼鉄製等のスタンｌ°１５を例へば
縦方向５０ｆｆｌｌｌ横方向２００１＋１１１の間隔で
溶接またはネジ込みで固着する。その先端形状は、不定
形耐火物１４を接着し易くし同時に吸熱体としての冷却
効果を増加するだめＹ字型、Ｖ型等にするのが好ましい
。１５は冷却盤１１の上下面に溶接した多数のフィンで
スタッド１６と同じ機能を持つ。

フィン１５はさらに冷却盤１１の裏側にも設けることが
できる。

以上の構成からなる炉内側冷却帯に当接しその外周に鉄
皮側冷却帯を設ける。即ち第４図において１６は鋳鉄製
のクーリングステーブで高さ２，０００巾１，０００厚
さく奥行き）２５０１＋Ｉｌ＋＋程度の大きさで、冷却
盤１１および鉄皮１７から適当間隔離して位置し、炉体
の高さ方向に１０数個連結して鉄皮１７に固着されてい
る。各クーリングステーブ・１６には水冷管１２′を鋳
込み、圧力ポンプ等で冷却水を強制的に循環させる強制
水冷式である。この様な縦列のクーリングステーブを炉
体の円周方向に例えば２．０００１１１１１間隔に配列
する。

次にこの内外２層からなる冷却帯を構築するには、先ず
クーリングステーブ１６および冷却盤１１を鉄皮１７に
ボルト・ナツト等で固着し、クーリングステーブの周囲
にキャスタプル不定形耐火物を流し込んで、鉄皮側冷却
帯を施工した後、冷却盤の周囲および炉内壁を適宜横段
毎に別けて前記不定形耐火物に接して順次不定形耐火物
の流し込みまたは吹付は施工することによって、下段か
ら順次冷却盤１１の周囲全体を充填して炉内側冷却帯を
構築するのである。

次に炉内側冷却帯を定形耐火煉瓦で構築する場合の実施
例を第５図、第６図に示す。第５図は、前記第４図に示
す炉壁側面図の炉内側冷却帯の不定形耐火物１４を定形
煉瓦１８でおき替えて構築した炉壁の部分側面図で、第
６図は第５図のＣ−Ｃ線縦断面を炉内側から見た正面図
である。両図において１９は鋼板製のリブで、冷却盤１
１の一■−面に例えば約２００喘間隔（ｌｉｌ１１火煉
圧の１１１）に、奥行き２４０喘（冷却盤の奥行き）、
高さ１０Ｑｆｉ（耐火煉瓦の厚さ）程度の鉄板を並列し
て垂直に溶接で固着したもので、リブ１９は冷却盤と耐
火煉瓦の双方に密着しているので耐火煉瓦を冷却する吸
熱体の機能を有すると同時に、耐火煉瓦の移動、脱落を
防止する機能を宿する。なおこの場合鉄皮側のクーリン
グステーブの周囲を同時に４・ツク煉瓦で構築すること
も、また不定形面」人物で充填するとともできる。

以上説明したようなこの発明の冷却構造によって高炉操
秦を行うと、先ず炉内側冷却帯における耐火物１４また
は１Ｂは、冷却盤１１の全容積の増大に加えてその外周
面に設けた多数のスタッド１１３１およびフィン１５ま
たはリブ１９による吸熱作用による冷却効果が耐火物全
体に及ぶと同時に、耐火物を保持する作用が強力である
から、その損耗の鈍化と同時に脱落を防止する。従って
炉内側冷動帯において先ず炉壁の損耗速度が減殺される
。

６〜７年操業後炉内側耐火物が次第に損耗し冷却盤１１
が露出しても、その外側の鉄皮側冷却帯は健在であるか
ら鉄皮が高温加熱されることはなく安全である。また耐
火物の損耗程度、および損耗位置は冷却水の温度上昇に
よって確認できるので、適当な時期に炉内側耐火物の吹
付は補修が可能である。さらに最近は補修用不定形耐火
物を炉外から炉壁損耗部に圧入する技術も実施されてい
るので、操業中でも炉内側耐火物を熱間補修することが
可能となった。

従ってこの発明の２層冷却帯における鉄皮側ステーブ１
６は、直接高温の炉内内容物と接触する如き事態は起り
得ないのである。

以上説明した如くこの発明によって従来の冷却構造の欠
点は大部分改善され、従来の冷却構造における炉壁の使
用寿命が６〜７年の場合、同一高炉でこの発明の冷却構
造では１０年以上の長寿命が予測できると同時に、鉄皮
を毀損する如き事態が完全に防止できるので長期間高炉
の安定操業が保証できるのでその工業的効果は極めて太
きい。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来の高炉炉体の冷却構造を示す
もので、第１図（、）は冷却面の平断面図、同（ｂ）は
（ａ）の中央縦断面図、第２図はステーブクーリング方
式で、（ａ）はステーブを炉外側から見た正面図、（ｂ
）は側面図で（ｃ）図のＡ部分の拡大図。（ｃ）はステ
ーブクーリング方式の全体側面図である。 第６図および第４図はこの発明の実施例を示すもので第
６図は炉内側冷却帯を示すもので第４図Ａ−Ａ線の縦断
正面図。第４図は炉壁の側面を示すもので第６図のＢ−
Ｂｓ！縦断側面図である。第５図は別の実施例を示す炉
壁の側面図で、第６図は第５図のＣ−Ｃ線縦断正面図で
ある。第６〜第６図において １１・・・冷却盤、１２．１２’・・・冷却管、　　１
５・・・スタッド、１４・・・不定形耐火物、　１５・
・・フィン、１６・・・クーリングステーブ、　　１７
・・・鉄皮、１８・・・耐火煉瓦、　　１９・・・リプ
。 代理人弁理士　　木　村　三　朗 １３図 第　４ｙ！Ｊ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、横長長方体の冷却盤を炉体の円周方向に連結しかつ
   炉体の高さ方向に多数段配設してそれらの周囲を耐火物
   で充填した炉内側冷却帯と１．該炉内側冷却帯の外周で
   鉄皮の内側近くに強制水冷式のクーリングステープを設
   置しそれらの周囲を耐火物で充填し九鉄皮側冷却帯とか
   らなることを特徴とする２層冷却帯からなる高炉炉壁の
   冷却構造。 ２、冷却盤の外面に多数のスタッドおよびフィンを固着
   し、その周囲を不定形耐火物で充顛した特許請求の範囲
   第１項記載の２層冷却帯からなる高炉炉体の冷却構造。 ６、冷却盤の上面長さ方向に沿って垂直に並列せしめた
   多数の板状リブを固着し該冷却盤の周囲を耐火煉瓦で構
   築した特許請求の範囲第１項記載の２層冷却帯からなる
   高炉炉体の冷却構造。