JPS59500919A - シャフト炉用冷却装置 - 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】 シャフト炉用冷却装置 技術分野 本発明はシャフト炉用冷却装置に関するものである。

背景技術 当業界で知られている高炉用冷却装置（特公昭４５−１４６／Ｉ−２号、日本分 類１０Ａ５２］、１．９７０年発行）は、間隔をおいて配置された複数の金属冷 却管を含んでなり、この冷却装置では冷却゛びは炉シェルに近接し、シェルの長 手ラインに実質的に平行でありかつ溶接によって金属連結板でもって相互に連結 されており、そして冷却管を相互連結している連結板と冷却管との間の空間が組 人材料で満たされている。先行技術の冷却装置においては、冷却管はシャツ］・ 炉の冷却領域の高さに沿って延在しかつシャフト炉の高さおよび周囲の両方に沿 って連結板によって相互に連結されており、そのために堅固な構造となっている 。

この構造はシャフト炉の高さおよび周囲にわたって極端な熱負荷を受ける。この ような条件のもとでは、上述したように相互連、都された菅での堅固な構造に、 冷却管からの連邦板のはずれに至り、そして炉シェルの過熱、シェルの曲がりお よび破壊を招く冷却装置貫通力゛ス漏れに至るかなりの熱ストレスが生じる。

さらに、構造的特色の故に、先行技術の冷却装置は、そのデザイン特質の厳格な 観察を必要とするので、その建造」−に問題がある。冷却装置の建造は炉の建造 中又は主要修理中だけで炉内にて行なわれて、このことにＪ：って修理（建造） 期間を延ばしかつ建造場所に特別［］的設備を使用するようにすることによって 、冷却装置の建造はさらにめんどうになる。

その上に、冷却装置が限定されたスペース内で組立てられること（づ−評価すべ きである。

長い溶接部を形成することは構造全体にわたってもっとストレスを牛しさせるこ とをも泊・にとめるへきである。

炉操業中に耐火材料は崩寓しかつ落ドして冷却管を覆わなくなり、したがって熱 損失が増大し、燃料の過剰消費の結果になる。

覆われない管はほこりっぽいガスおよび装入拐相の研摩作用にさらされる。

発明の開示 本発明はシャフト炉用冷却装置の提供に向けられておシ、この冷却装置は建造に より良く適応できかつこの冷却装置において機械的負荷および熱負荷に対する抵 抗が冷却管の間の相互接続を変えることによって高められ、このことによって炉 雰囲気の作用からの炉シェルの信頼できる保護を提供する。

本発明が提供するシャツＩ・炉用冷却装置は、少なくとも２本の離された冷却管 を有しており、これら冷却管はその冷却装置での位置で炉シェルに隣接しており 、冷却装置の長手方向母線に実質的に平行でありかつ複数の金属製連結板でもっ て溶接により相互に接続され、そして冷却管とこれら冷却管を相互に接続する連 結板との間の空間が１火材料で満たされており、この冷却装置において、連結板 のそれぞれは少なくともひとつのその端部が、少なくとも２本の冷却管の隣接す る冷却管に肢管の炉ンエル測表面の母線に沿って接線方向的に溶接され、および 冷却装置の高さに沿って隣接する連結板の間に、冷却装置の崩手方向に連結板の 長さに沿って伸びている間隔空間があり、冷却装置はその周囲に沿って金属製フ レームによって囲まれており、該フレームは冷却管に沿って伸びかつ熱膨張補正 のためにその幅にわたって細長い溝（スロッｌ−）の設けられた壁体を有してい る。

このような冷却装置では、各連絡板はその少なくともひとつの端部が冷却管表面 の母線に沿って冷却管に接続方向的に溶接されそして連結板の間に間隙空間並び にフレーム壁体に間隔空間すなわちスロノ４ １・があるという新規な冷却管相互の接続の故に機械的負荷および熱負荷に対す る抵抗が強められているので、この冷却装置は炉シェルのためのよシ信頼できる 保護を力える。このような特色によって、熱応力が補整されかつ従来製造中に生 じていた溶接応力が存在しないので、冷却装置は剛性が低くなるがその強度が高 められる。

連結板を接続すべき冷却管の直径平面に並べる代わりに連結板を冷却管に容易に 接線方向的に並べることができかつ連結板の間の間隔空間が当然に溶接を中断さ せるために、このような冷却装置は建造により適しており、このことが冷却管を 炉内に組込むことをより容易にする。

本発明の冷却装置は炉の外で製造され、そして所定位置に置かれることに注目す べきである。このことは、冷却管がフレームによって取り囲まれて内蔵式冷却要 素を提供するので可能になる。このような冷却要素が適用に応じてどんな寸法で もよいことは当業者に容易にわかることである。

各種の変更が本発明内で発明の精神および範囲から逸脱することなく行なわれる であろう。

したがって、各連結板の第２端部が隣接する冷却管にそのシェル側側面又は炉芯 側側面で接線方向的にさらに冷却管の外側表面上で冷却管を規定する円周に対し て接線によって限定された領域にて溶接され、その接線が各連結板の少なくとも ひとつの端部が溶接されているところから始丑る。

寸だ、連結板はその炉芯側側面から炉の内部へ伸びる複数のフィンを備えてもよ い。フィンは平坦であるか又は下降する装入材料の方へ曲げられている。

冷却管の横手方向に伸びかつ冷却管の炉芯側からその周囲の半分以上を囲んでい るフィンを設けることは適切である。このようなフィンは水平であるか、下降す る装入材料の方へ冷遁管に対しである角度を有すか、あるいは下降する装入材料 の方へ曲げられているであろう。このような用意は、耐火拐料の冷却を改善しか つ耐火材料の起こりうる崩壊後に耐火材料の残っている断片の付いたライニング スラグを保持するのを改善し、このことが熱損失を減らし、したがって燃料を節 約する。

熱そ力の補整のために、冷却管」二および連結板上の両方でフィンにお互からの 間隔をあけることは良い実践である。

本発明のある見地によると、冷却管が、熱膨張を補整すべくフィンの端部と端部 とに間隔をとった関係で冷却管の母線に沿って溶接されたフィンを備えるであろ う。

この場合に、耐火材料はより良く冷却される。

冷却管の母線に沿って溶接されたフィンが断面でＴ形状であるのは好ましい。こ のようなフィンは装入材料の耐火材料および冷却管への破壊作用を減らし、そし て冷却装置全体としての耐摩耗性に貢献する効果を有する。

本発明の上述の特色によって連結板およびフィンの炉芯側側面に複数のピンを設 けることができるようになり、フィンの場合にはピンを炉芯側側面およびシェル 側側面の両方に有してもよい。連結板上およびフィン上のピンは冷却速度を、し たがって、冷却装置の耐久性を高めることができる。さらに、ピンは崩壊するか もしれない耐火材料の保持を少なくとも部分的には助けている。

部側図面を参照して本発明を実施例に」：って説明する。

第１図は本発明にしたがって建造された冷却装置の正面図１あり、冷却装置が容 易にわかるように耐火材料は示されていない、 第２図は第１図中の線■−Ｈに沿った断面図であり、 第３図は第１図中の線ＩＩＩ　−■に沿った断面図であり、 第４図は第３図と同様な断面１」であって、別の実施態様例を示す図であり、 第５図、第６図および第７図は本発明のさらに別の実施態様例を示す図であり、 第８図は第２図と同様な断面図であって、別の実施態様例を示す図であり、 第９図は本発明のさらに別の実施態様例にしたがって建造された冷却装置の断面 図であり、第１０図は第９図に示した構造の発展を示す図である。

発明を実施するための最良の形態 第１図はシャフト炉、好ましくは、高炉のシェルを冷却するだめの冷却装置を図 示している。本出願にて示した正面図は冷却装置を炉の内部から見た、すなわち 、その炉芯側を表わした図であり、管２を経由して冷却剤源（図示せず）に接続 された鋼冷却管１を含んでなる冷却装置である。

第１図に示した冷却装置は４本の冷却管１を有しているが、２本の冷却管を有し てもよく、各冷却管はＬ形形状で普通鉛直に走っている部分１ａおよび水平に走 っている部分１ｂｆｆ含む。本質的に閉じた矩形を形成する少なくとも２本のこ のような冷却管はこのような冷却装置のある領域での炉シェルの有効な保護を与 える。

また、冷却管１並びに他の金属構成部分が鋼で必８ ずしも作られなくてもよく、それは特別な炉の特定な熱的および化学的条件に適 した他の金属又は合金を使用することができるからである。

冷却管１は鋼連結板３で相互に接続されている。

各連結板３は第１端部４（これは連結板の端であり）および第２端部５（これは 同一連結板の反対側の端でアシ）を有する。第３図かられかるように、各連結板 ３の端部４および端部５は対応する隣接冷却管１に炉ンエル６に面する側、すな わち、管のシェル側側面でのラインに沿って接線方向に溶接されている。隣接す る連結板の間の間隔空間７が冷却装置の高さに沿っであるように連結板３は配置 されており、それぞれの間隔空間は冷却装置の横手に各連結板のに組合せた冷却 管１および連結板３は、一般的な矩形形状であって水平壁体９と鉛直壁体１０と を有する金属フレーム８によって凹まれている。フレーム又は肢管の部分に沿っ て延在するように、管１に対して配置されている。この例示的冷却装置において は、鉛直壁体１０は冷却管の部分１ａに沿って延在しかつ水平壁体９は部分１ｂ に沿って延在する。壁体１０は１１にてその全幅にわたる細長い溝（スロット） が形成されている。

本発明を具体化しかつ第１図ないし第３図に示されている実施例の構造において 、冷却管管部分１ａの壁と鉛直壁体１０とは離てられておシ、このス被−スは連 結板３によって橋渡しされており、細長い溝（スロット）、ｉｌ（第１図）が間 隔空間７の間に設けられている。しかし、細長い溝が間隙空間と一致すると構造 がよシ堅固でなくなるであろう。冷却管１、連結板３およびフレーム８は耐火セ メントのような酬火拐料で満される入れ物を形成する。組立てられそして耐火材 料で満される冷却装置は、所望寸法に作られかつよシ大きな冷却システムの一部 として使用される自蔵式冷却要素で、ある。冷却装置はこのような冷却要素から 組立てられてもよく、これらは炉の外側で建造され、このことによって各要素の 製造および冷却システム全体の組立ての両方がかなり容易になる。炉シェル６と 冷却装置のシェル側側面との間のスペースが従来方法によって満されている。

第４図に示した代わ９の実施態様によると、各連結板３の第２端部５′が対応す る隣接冷却管１にその炉芯側に接線方向的に溶接されている。この場合に、壁体 １０は隣接する冷却管１、すなわち、第４図に示されたように管部分１ａに溶接 されるであろう。

上述のことから、第２端部５が隣接する冷却管にその冷却管の境界を形成する円 周に対する接線によって規定された領域内でその外側表面上に溶接されており、 接線は第１端部４が対応する管１に接続されている位置から始まり、すなわち、 管１のシェル側側面−ヒの溶接位置（第３図）と管１の炉芯側側面上の溶接位置 （第４図）との間にある。第１端部４が接線状態地点にて溶接されるならば、そ のような冷却装置の組立ては複雑にはならないであろう。

本発明の別の実施態様によると、連結板３がその炉芯側側面に複数のフィン１２ を備えている（第１図ないし第４図）。フィン１２は、第１図に示したように冷 却管１上に設けてあってもよく、するいは、第４図に示したように連結板および 隣接管上に設けてもよい。

第３図を参照して、フィン１２は冷却管１の側面に配置されておりその周囲の半 分以上を取り巻いている。フィン１２は好ましくは鉛直平面で交互に配置され（ 第１図）、このような配置が耐火拐料のよシ有効な冷却を与え、そして冷却装置 は比較的に金属量が少ない。フィン１２は炉の内側へ水平に冷却装置の厚さ内で 伸びてもよい（第１図ないし第３図）。

これらフィンは冷却管１に対しである角度で配置されかつ下降する装入材料の方 へ向けられてもよく（第５図）、あるいは、フィンが上述形態の組合せであって もよい（第６図）。

フィン１”２の異なる形態が第７図に示されており、この場合にフィンは下降す る装入材料の方へ曲げられている。

第８図が本発明の他の実施態様を示しており、この場合に冷却管１すなわちその 鉛ｉび部分１ａがこの部分１ａの母線に沿ってかつ炉内部へ伸びている長手フィ ン１３を備えている。各冷却管１は好ましくは数個のフィン１３を有し、それら が熱応力を補整するためにフィンの簡゛に間隔空間１４があるようにあるい（は 冷却管当りのひとつのフィンに管の側面で特定位置にて細長い溝（スロット）が つけられるように配置されている。

でＴ形であり、言換えるならば、フランジ１５がひとつ又は複数のフィン１３に 溶接されている。該フランツは横手方向に細長い溝がつけられてもよく又は間隔 空間１６（第８図）が間にあるように配置された数個の同様なフランジからなっ てもよい。細長い溝（スロット）又は間隔空間１６は間隔空間１４と一致しても よくあるいは第８図のように一致しなくてもよい。

本発明の冷却装置の一部分が断面で示されている第９図を参照して、複数の冷却 管１はそのシェル側側面に接線方向的に溶接された連結板３によって接続されて おり、かつ冷却管１の間の空間が耐火材料１７で満たされている。各冷却管１は ひとつのフィン１３（又は管表面の母線に沿って端部に対して離されている端部 の関連で配置された数個のフィン）を有する。フィン１３が備えているフランジ １５は該フランジのシェル側側面から伸びているピン１８を有する。また、同様 なピンが、第９図に最も良く示されているように、連結板３の炉芯側側面に設け られもよい。才だ、各冷却管１が数個の放射方向に伸びたＴ形フィン、すなわち 、７ランノ１５の付いた放射方向フィン１３を、第１０図に示したように、有し てもよい。

操業中、冷却剤か冷却装置（第１図および第２図）の下部に示された入口・ぐイ ノ２を通して冷却管１内へ流れて、装入月料および炉ガスによって加熱された耐 火材料Ｊ７から熱を取る。加熱された冷却剤が冷却装置（第１図および第２図） の上部に示された出口バイブ２を通して該冷却装置から流れ出る。冷却管１は加 熱されて膨張するが、応力は連結板３の間の細長い溝（スロット）又は間隔空間 ７の故にそしてフレーム８の壁体内細長い溝（スロット）　］、　］の故に冷却 管には応力は生じない。フィン１２ｔｉ、一方では、耐火材料のための補強部材 として働き、他方では、耐火材料の温度を下げかつ耐火材料の熱安定性（作業能 力）を高める冷却手段として働く。

Ｔ形フィンＩＩ−Ｌ摩耗からの耐火材料の改善された保護を与えかつ装入材およ び炉ガスと接触する耐火材料の面積を小さくする。

下降する装入材料の方へ曲げられた又は冷却管１に対しである角度にて配置され たフィン１２はライニングスラグの改善された保持を与え、そして、もしライニ ングスラグが存在しないならば、フィンは耐火材料の構成部分の改善された保持 を力え、このことは一般的に冷却管１の摩耗を減らしそして冷却装置の作業能力 を改善する。ピン１８も耐火材料の補強手段として働きかつ耐火材料からの熱伝 達を改善する。

産業上の利用可能性 本発明はシャフト炉、好１しくは、高炉にとって有用である。

国際調査報告 チ ０発　明　者　クラギン・アレクサンドル・ニコラエピッチ ソビエト連邦３４１０３１ズダノフ・ドネツカヤ・オブラスチ・プロスペクト・ メタルルゴフ・ディ−１７３クワルチーラ６ ＠発　明　者　ゴリャイノフ・ジエナデイ・エブゲニエピッチ ソビエト連邦３１００５９ハルコフ・プロスペクト・レニナ・ディー１１クワル チーラ３クト・レニナ・ディ−６４クワルチーラ４７＠発　明　者　リプルマン ・セメン・ミハイロピッチソビエト連邦３１００００ハルコフ・ウリツア・ジエ ルジンスコゴ・ディー９１クワルチーラ５ Ｑ＞発　明　者　ニコラエフ・ジョルジイ・ウラジミロピッチ ソビエト連邦３１００００ハルコフ・プロスペクト・レニナ・ディ−８４クワル チーラ２１＠発　明　者　ミスチェンコ・ビタリイ・ニコラエピッチ ソビエト連邦３１００００ハルコフ・プロスペクト・ガガリナ・ディー９２クワ ルチーラ０ ０発　明　者　グロメンコ・バレンティン・ビクトロピッチ ソビエト連邦３１００００ハルコフ・プロスペクト５０レツト・ニスニスニスア ール・ディー１２クワルチーラ１ ０発　明　者　力マルデイン・アレクセイ・ミヘピッチソビエト連邦３４０００ ０ドネツク・プルパル・プシキナ・ディ−２５クワルチーラ２５＠発　明　者　 コベツ・ニコライ・ステパノビツチソビエ１一連邦３４００００ドネック・ウリ ツア・ミラ・ディー５３クワルチーラ７８ ■出　願　人　ズダノフスキイ・メタルルギチェスキイ・ザポド・イメニ・イリ イチャ ソビエト連邦３４１００４ズダノフ・ドネツカヤ・オブラスチ・ウリツア・ケー ・マルクサ４ ■出　願　人　ゴスダルストベニイ・ナウチノーイスレドバテルスキイ・イ・プ ロスクトニイ・インステイテユート・メタルルギチェスコイ・プロミシレノステ イゝジブロスタル６ ソビエトＪ邦３１００５９ハルコフ・プロスペクト・レニナ９

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｊ　少なくとも２本の離された金属製冷却管を有している冷却装置であって、こ れら冷却管は該冷却装置での位置で炉ンエルに隣接しており、該冷却装置の長手 方向母線に実質的に平行でありかつ複数の金属製連結板でもって溶接により相互 に接続され、そして前記冷却管とこれら冷却管を相互に接続する前記連結板との 開の空間が耐火材料で満されている冷却装置において、前記連結板（３）のそれ ぞれは少なくともひとつのその端部が、少なくとも２本の前記冷却管（１）の隣 接する管に該管の炉７エル側の表面の母線に沿って接線方向的に溶接され、おＪ ：び前記冷却装置の高さに沿って隣接する前記連結板（３）の間に、前記冷却装 置の横手方向に前記連結板（３）の長さに沿って伸びている間隔空間（７）があ り、前記冷却装置はその周囲に沿って金属製フレーム（８）によって四重れてお り、該フレームは前記冷却管（１）に沿って伸びかつ熱膨張補整のためにその幅 にわたって細長い溝の設けられた壁体（１０うを有していることを特徴とする冷 却装置。 ２、　前記各連結板（３）の他方の端部が、少なくとも２本の前記冷却管の隣接 する冷却管（１）にそのシェル（１１４１１側面上で接線方向的に溶接されてい ることを特徴とする請求の範囲第１項記載の冷却装置。 ３、前記連結板（３）がその炉芯側側面にピン（１８）を有することを特徴とす る請求の範囲第２項記載の冷却装置。 ４、　前記各連結板（３）の他方の端部が、少なくとも２本の前記冷却管の隣接 する対応の冷却管（１）の炉芯側側面に接線方向的に溶接されていることを特徴 とする請求の範囲第１項記載の冷却装置。 ５　前記各連結板（３）の他方の端部が各隣接する冷却管（］、　）にその外側 表面上にその冷却管を規定する円周に対しての接線に１よって限定された領域に て溶接され、該接線は前記各連結板（３）の少なくともひとつの端部が溶接され ているところから始捷ることを特徴とする請求の範囲第１項記載の冷却装置。 ６　前記゛連結板（３）はその表面側にフィン（１２）を有することを特徴とす る請求の範囲第４項又は第５項記載の冷却装置。 ７　前記フィン（］２）が下降する装入材料の方へ曲げられていることを特徴と する請求の範囲第６項記載の冷却装置。 ８　前記冷却管（１）は、該管の横手に伸びかつ該管の炉芯側からその周囲の半 分以上を囲んでいるフィン（１２）を有することを特徴とする請求の範囲第８項 記載の冷却装置。 １６ ９　前記フィン（１２）が水平に伸びていることを特徴とする請求の範囲第８項 記載の冷却装置。 １０　前記フィン（１２）が前記冷却管（１）に対しである角度にて下降する装 入材料の方へ伸びていることを特徴とする請求の範囲第８項記載の冷却装置。 １１　前記フィン（１２）が下降する装入材料の方へ曲げられていることを特徴 とする請求の範囲第８項記載の冷却装置。 １２、前記冷却管（１）は、熱膨張を補整するように端対端に間隔をとって該冷 却管の母線に沿って溶接されたフィン（１３）を備えていることを特徴とする特 許請求の範囲第１項の冷却装置。 １３　前記フィン（１３）はそれぞれ断面でＴ形のような形状であることを特徴 とする請求の範囲第１２項記載の冷却装置。 １４　前記フィン（１３）がピン（１８）を備えて（／することを特徴とする請 求の範囲第１２項記載の冷却装置。