JPWO2011105346A1 - Stave and blast furnace - Google Patents
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Abstract
このシャフト用ステーブは、高炉のシャフト部の内周に設けられたステーブであって、前記高炉の内部空間に面する基準面を有するステーブ本体と;前記基準面より、前記高炉の内側に向かって突出した複数の突起部と;を備える。The shaft stave is a stave provided on the inner periphery of the shaft portion of the blast furnace, and a stave body having a reference surface facing the internal space of the blast furnace; from the reference surface toward the inside of the blast furnace A plurality of protruding protrusions;
Description
本願は、2010年02月23日に、日本に出願された特願2010−036841号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。 This application claims priority in 2010/02/23 based on Japanese Patent Application No. 2010-036841 for which it applied to Japan, and uses the content for it here.
既存の高炉では、鉄皮の内側にステーブが設置され、その内側に耐火レンガが設置された構造が多く用いられている。高炉の内面は、炉内の高熱を受けつつ炉内を下降する装入物に曝されて機械的な損耗を受ける。そして、一定期間が経過し、耐火レンガが損耗した後は、ステーブの表面が損耗される。このような損耗に対応するために、ステーブの炉内側の表面に凹部を形成し、この凹部に耐火物を嵌め込む等の構造が開発されている(特許文献1参照)。 In existing blast furnaces, a structure is often used in which a stave is installed inside the iron skin and a refractory brick is installed inside. The inner surface of the blast furnace is subjected to mechanical wear by being exposed to the charge descending in the furnace while receiving high heat in the furnace. Then, after a certain period of time has passed and the refractory bricks are worn, the surface of the stave is worn. In order to cope with such wear, a structure has been developed in which a recess is formed on the surface of the stave inside the furnace, and a refractory is fitted in the recess (see Patent Document 1).
高炉のうち、シャフト部(シャフト中部から上部まで)では、装入物は層状をなした粒状のコークスおよび鉄鉱石(焼結、塊鉱石等)であり、この部位のステーブは、装入物粒子による機械的な摩耗を受ける。このような機械的な摩耗に対して、前述した嵌め込み耐火物は耐久性が十分とはいえない。 In the blast furnace, in the shaft part (from the middle part of the shaft to the upper part), the charge is layered granular coke and iron ore (sintered, lump ore, etc.), and the stave in this part is charged particles. Subjected to mechanical wear. With respect to such mechanical wear, the above-mentioned fitted refractory cannot be said to have sufficient durability.
本発明は、装入物の粒子による機械的な摩耗に対しても十分な耐久性が得られるステーブおよび高炉の提供を目的とする。 An object of the present invention is to provide a stave and a blast furnace capable of obtaining sufficient durability against mechanical wear caused by charged particles.
本発明は、本発明者らの鋭意研究の結果得られた知見、すなわち、装入物の粒子による機械的な摩耗が、装入物の粒子の形状・硬度および下降速度に応じており、ステーブの表面での装入物の速度を抑制する(停滞層を形成する)ことで摩耗を大幅に緩和できる、との知見に基づく。本発明は、前述した知見に基づき、ステーブの表面での装入物の速度を抑制する。停滞層を形成するための構成として、高炉炉内側のステーブの表面に突起を形成し、ステーブの表面を覆う装入物の停滞層を発生しやすくした。具体的な構成は以下の通りである。 The present invention is based on the knowledge obtained as a result of diligent research by the present inventors, that is, mechanical wear due to the particles of the charge depends on the shape and hardness of the charge particles and the descending speed. It is based on the knowledge that wear can be remarkably reduced by suppressing the speed of the charge on the surface of the steel (forming a stagnant layer). The present invention suppresses the speed of the charge on the surface of the stave based on the aforementioned knowledge. As a structure for forming the stagnant layer, protrusions were formed on the surface of the stave inside the blast furnace to make it easy to generate a stagnant layer of the charge covering the stave surface. The specific configuration is as follows.
本発明は、上記課題を解決して係る目的を達成するために以下の手段を採用した。
すなわち、
(1)本発明の一態様に係るステーブは、高炉のシャフト部の内周に設けられたステーブであって、前記高炉の内部空間に面する基準面を有するステーブ本体と;前記基準面より、前記高炉の内側に向かって突出した複数の突起部と;を備える。
上記(1)に記載のステーブによれば、ステーブ本体の基準面により高炉の炉内表面が構成されるとともに、基準面から炉内側に突出する突起部によって炉内を下降する装入物が減速して基準面に沿って停滞層が形成される。停滞層はステーブ本体の基準面に対して相対速度が小さくなり、装入物の粒子によるステーブ本体の基準面の機械的な摩耗が軽減され、高炉のシャフト部を降下する粒状の装入物に対しても十分な耐久性が得られる。The present invention employs the following means in order to solve the above problems and achieve the object.
That is,
(1) A stave according to an aspect of the present invention is a stave provided on the inner periphery of a shaft portion of a blast furnace, and a stave body having a reference surface facing the internal space of the blast furnace; A plurality of protrusions protruding toward the inside of the blast furnace.
According to the stave described in (1) above, the inner surface of the blast furnace is constituted by the reference surface of the stave body, and the charge descending in the furnace is decelerated by the protrusion protruding from the reference surface to the inside of the furnace. Thus, a stagnant layer is formed along the reference plane. The stagnant layer has a lower relative speed with respect to the reference surface of the stave body, reducing mechanical wear of the reference surface of the stave body due to the particles of the charge, resulting in a granular charge that descends the shaft part of the blast furnace. Also, sufficient durability can be obtained.
(2)上記(1)に記載のステーブは、前記突起部の突出寸法が50〜150mmであり;隣接する前記突起部の間隔が200〜700mmであることが好ましい。
上記(2)に記載のステーブによれば、突起部(突出寸法:50〜150mm、間隔:200〜700mm)が形成されているため、装入物が減速し、特に装入物の一部の動きが突起部によって止められ、停滞層が形成される。
このような停滞層が生じる結果、平面は停滞層で覆われる為、装入物に対する減速効果が強化される。
また、このような本ステーブでは、現状、一般的な装入物、すなわち交互に装入される8〜25mm程度の粒度の鉱石系装入物と20〜55mm程度の粒度のコークス系の装入物に対しては、ステーブ本体の基準面に沿って停滞層が形成されやすくなる。これにより、突起部先端の表面における装入物粒子の速度を抑制することができ、ステーブ全体の摩耗緩和効果が発揮できる。同間隔が200mmより小さいと、ステーブ本体の基準面に沿って隣接する突起部により形成された凹みが有効でなくなり、装入物が引っかかりにくい。一方、同間隔が700mmより大きいと停滞層の間隔が開き、被覆効果が十分に現れない。(2) In the stave described in (1) above, it is preferable that the protrusion dimension of the protrusion is 50 to 150 mm; and the interval between the adjacent protrusions is 200 to 700 mm.
According to the stave described in (2) above, since the protrusions (projection dimensions: 50 to 150 mm, intervals: 200 to 700 mm) are formed, the charge is decelerated, and in particular, part of the charge The movement is stopped by the protrusion, and a stagnant layer is formed.
As a result of the occurrence of such a stagnant layer, the plane is covered with the stagnant layer, so that the deceleration effect on the charge is enhanced.
In addition, in the present stave, in general, a general charge, that is, an ore-based charge having a particle size of about 8 to 25 mm and a coke-based charge having a particle size of about 20 to 55 mm are alternately charged. For objects, a stagnant layer is likely to be formed along the reference plane of the stave body. Thereby, the speed | rate of the charge particle | grains in the surface of a protrusion part front-end | tip can be suppressed, and the wear mitigation effect of the whole stave can be exhibited. If the distance is smaller than 200 mm, the recess formed by the adjacent protrusions along the reference surface of the stave body becomes ineffective, and the charge is not easily caught. On the other hand, if the interval is larger than 700 mm, the interval between the stagnant layers opens, and the covering effect does not sufficiently appear.
(3)上記(1)に記載のステーブは、前記突起部が、前記高炉の周方向に沿って連続的、または、断続的に設けられていることが望ましい。
上記(3)に記載のステーブによれば、炉周方向の全周に連続した突起部により、炉内の円周バランスを適切に維持することが容易であり、操業実績を良好に維持することができる。
また、突起部は、炉周方向に断続的(間欠的)に配置されていてもよい。この場合、格子状、ジグザグ状など、様々な幾何学的パターンを採用することができるが、必ず円周バランスを考慮した点対称配置とすることが好ましい。(3) As for the stave as described in said (1), it is desirable for the said projection part to be provided continuously or intermittently along the circumferential direction of the said blast furnace.
According to the stave described in the above (3), it is easy to properly maintain the circumferential balance in the furnace by the projections continuous in the entire circumference in the furnace circumferential direction, and to maintain a good operational record. Can do.
Moreover, the protrusion part may be arrange | positioned intermittently (intermittently) in the furnace circumferential direction. In this case, various geometric patterns such as a lattice shape and a zigzag shape can be adopted, but it is always preferable to adopt a point-symmetric arrangement considering the circumferential balance.
(4)上記(1)に記載のステーブは、前記突起部の表面が高硬度材料で形成されていることが望ましい。
上記(4)に記載のステーブによれば、突起部自体の摩耗防止を図ることができる。本発明の一態様のステーブにおいて、ステーブ本体の基準面は突起部により誘導される停滞層の形成(セルフライニング)により摩耗の軽減が図られるが、突起部自体は停滞層から炉内側に露出し、減速されていない装入物の粒子による摩耗を引き続き受けることもある。この場合、突起部の表面を高硬度材料で形成することにより、突起部の摩耗を抑制でき、さらには突起部により誘導される停滞層が形成される。これにより、停滞層よるステーブ本体の基準面の摩耗軽減を安定的に長期間にわたって維持することができる。(4) As for the stave as described in said (1), it is desirable for the surface of the said projection part to be formed with a high-hardness material.
According to the stave described in (4) above, it is possible to prevent the protrusions themselves from being worn. In the stave of one aspect of the present invention, the reference surface of the stave body is reduced in wear by formation of a stagnant layer (cell flying) guided by the protrusion, but the protrusion itself is exposed from the stagnant layer to the inside of the furnace. In some cases, wear from particles of the undecelerated charge may continue to occur. In this case, by forming the surface of the protrusion with a high hardness material, wear of the protrusion can be suppressed, and a stagnant layer induced by the protrusion can be formed. Thereby, the wear reduction of the reference surface of the stave body by the stagnant layer can be stably maintained over a long period of time.
(5)上記(4)に記載のステーブは、前記ステーブ本体に凹部が形成され;
前記突起部が、前記凹部に埋め込まれ前記基準面から突出したブロックであり;
前記ブロックが高硬度材料で形成されていることが好ましい。
上記(5)に記載のステーブによれば、ステーブ本体に形成された凹部に突起部が設けられている構成、すなわち、ステーブ本体と突起部とが別体であるため、ステーブ本体の材質と異なる高硬度材料の突起部を簡単に形成することができる。
あるいは、(6)上記(4)に記載のステーブは、前記突起部が前記ステーブ本体と一体に形成されていることが好ましい。
上記(6)に記載のステーブによれば、前述した高硬度材料による突起部表面を容易に実施することができるとともに、突起部がステーブ本体と一体に形成されているため、製造が容易である。特に、突起部にも冷却用の管路を通す場合、突起部とステーブ本体とが一体であることが加工において大変有益である。(5) The stave described in the above (4) has a recess formed in the stave body;
The protrusion is a block embedded in the recess and protruding from the reference surface;
The block is preferably made of a high hardness material.
According to the stave described in (5) above, the protrusion is provided in the recess formed in the stave body, that is, the stave body and the protrusion are separate, and therefore the material of the stave body is different. The protrusion of the high hardness material can be easily formed.
Alternatively, (6) in the stave described in the above (4), it is preferable that the protrusion is formed integrally with the stave body.
According to the stave described in (6) above, it is possible to easily implement the surface of the protruding portion made of the above-described high-hardness material, and because the protruding portion is formed integrally with the stave body, it is easy to manufacture. . In particular, when cooling pipes are also passed through the protrusions, it is very useful in processing that the protrusions and the stave body are integrated.
(7)上記(1)に記載のステーブは、前記ステーブ本体が銅または銅合金であることが望ましい。
上記(7)に記載のステーブによれば、シャフト部に用いられるステーブとしての冷却効率を高めることができる。銅製または銅合金製のステーブの冷却性能は高い反面、装入物の粒子による摩耗を受けやすいが、本発明の一態様に基づく停滞層によりステーブ本体の摩耗を緩和することができる。さらには、高い冷却性能を長期間にわたり維持することができる。(7) As for the stave as described in said (1), it is desirable that the said stave main body is copper or a copper alloy.
According to the stave as described in said (7), the cooling efficiency as a stave used for a shaft part can be improved. Although the cooling performance of the copper or copper alloy stave is high, the stave layer according to one embodiment of the present invention can alleviate the wear of the stave body, although it is susceptible to wear due to charged particles. Furthermore, high cooling performance can be maintained over a long period of time.
(8)上記(1)に記載のステーブは、前記突起部の内部に、前記突起部を冷却する管路が設けられていることが望ましい。
上記(8)に記載のステーブによれば、ステーブ本体に設けられる通常の冷却用の管路に加えて、突起部を冷却する管路により直接的に冷却できるため、突起部の表面の硬度を高く維持することができ、摩耗防止効果を長期間にわたり維持することができる。(8) In the stave described in (1), it is preferable that a pipe line for cooling the protrusion is provided inside the protrusion.
According to the stave described in the above (8), in addition to the normal cooling conduit provided in the stave body, it can be directly cooled by the conduit that cools the protrusion, so the surface hardness of the protrusion can be reduced. It can be maintained high, and the anti-wear effect can be maintained over a long period of time.
(9)上記(1)に記載のステーブは、前記基準面の両端側に設けられた前記突起部の対向する2つの側面のうち、前記突起部の下方側の側面と基準面とのなす角度が90度未満であることが好ましい。
上記(9)に記載のステーブによれば、突起部の下方側の側面と基準面とのなす角度が90度未満であるため、傾斜した突起部によって装入物を支えやすくなる。これにより、装入物が下方に下降するのをさらに抑制することができるので、機械的な摩耗に対しても十分な耐久性が得られる。(9) The stave described in the above (1) is an angle formed by a side surface on the lower side of the projecting portion and a reference surface among two opposing side surfaces of the projecting portion provided on both ends of the reference surface. Is preferably less than 90 degrees.
According to the stave described in (9) above, since the angle formed between the side surface on the lower side of the protrusion and the reference surface is less than 90 degrees, the charged object can be easily supported by the inclined protrusion. Thereby, since it can suppress further that a charging material falls below, sufficient durability is obtained also with respect to mechanical abrasion.
(10)本発明の一態様に係る高炉は、上記(1)から上記(9)のいずれか1項に記載のステーブを備える。
ここで、本発明の一態様に基づくステーブは、高炉のシャフト部およびその周辺のうち、装入物が粒状のまま降下する部分に設置することが望ましい。
このようなステーブでは、粒状のまま降下する装入物があっても、ステーブの突起部により停滞層が形成され、ステーブ本体の基準面の摩耗が低減される。高炉のシャフト部においては、粒状の装入物による摩耗が進行することで、高炉としての操業が困難になる原因となるが、この部分に耐摩耗性のステーブが設置されることで、操業を安定的に行えるとともに、高炉としての寿命を延長することができる。(10) A blast furnace according to an aspect of the present invention includes the stave according to any one of (1) to (9).
Here, it is desirable that the stave according to one aspect of the present invention be installed in a portion where the charged material falls in a granular state in the shaft portion of the blast furnace and its periphery.
In such a stave, even if there is a charge that falls in a granular form, a stagnant layer is formed by the protrusions of the stave, and wear on the reference surface of the stave body is reduced. In the shaft part of the blast furnace, wear due to the granular charge progresses, which makes it difficult to operate as a blast furnace, but by installing a wear-resistant stave in this part, the operation becomes It can be performed stably and the life as a blast furnace can be extended.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔第1実施形態〕
図1において、高炉1は、基礎地盤上に構築された筒状の炉体2を有する。
炉体2は、筒状であり、上部のガス捕集マンテル3から順次炉口部S1、シャフト部S2、炉腹部S3、朝顔部S4、羽口部S5、炉底部S6に区分される。一般的に、シャフト部S2の内径は下方に向かって拡張し、炉腹部S3の内径は最大径であり、朝顔部S4の内径は下方に向かって縮小する。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
In FIG. 1, a blast furnace 1 has a
The
炉体2には、通常はガス捕集マンテル3に装入装置が設置され、この装入装置から高炉1内に粒状の装入物4が装入される。装入物4としては、8〜25mm程度の粒度の鉱石系装入物と、20〜55mm程度の粒度のコークス系の装入物とが交互に装入される。その結果、炉内の炉口部S1及びシャフト部S2には、鉄鉱石とコークスとが交互に成層した塊状帯4Aが形成される。
炉体2には、炉底部S6の上部に羽口5が設置され、ここから熱風5Aが吹き込まれる。この熱風5Aにより、塊状帯4A中のコークスが炉内を降下するととともに順次昇温され、羽口5近傍には高温ガスによるレースウェイ5B(羽口5から高速のガスを吹き込んで羽口5前のコークスを流動化させた空隙率の高い空間)が形成される。レースウェイ5Bの高熱により、塊状帯4A中の鉄鉱石が溶融する。In the
The
これらのコークス燃焼および鉄鉱石の溶融は、塊状帯4Aの下部で順次進行し、高炉1内には朝顔部S4からシャフト部S2の下部に向かって略円錐形の融着帯4Bが形成される。
融着帯4Bで溶融した鉄分6Aは滴下帯4Cを通過し、炉底部S6に向かって滴下し、溶銑6Bとして炉底部S6に溜まる。コークス等は滴下帯4Cを通過して降下し、炉底部S6に積み上がり、溶銑6Bの上に円錐形の炉芯4Dを形成する。
炉体2には、炉底部S6に出銑口6が設置され、出銑口6により炉底部S6に溜まった溶銑6Bが高炉1の外部に取り出される。The coke combustion and the melting of the iron ore proceed sequentially in the lower part of the
The
In the
炉体2は、最外周に鉄皮2Aを有し、鉄皮2Aの内側に冷却用のステーブや耐火レンガ2Dが貼られている。
シャフト部S2の上部から中部の塊状帯4Aに面する領域S7にはシャフト用のステーブ2Bが張られる。この領域S7では、塊状帯4Aに含まれる粒状の装入物4がステーブ2Bの表面に接触しながら順次降下するため、ステーブ2Bの表面には機械的な摩耗を生じることがある。
シャフト部S2の下部から炉腹S3及び朝顔部S4を含む領域S8の内周には朝顔部および炉腹部用のステーブ2Cが貼られる。この領域S8では、融着帯4Bに含まれる高温の装入物4(融着帯根部)がステーブ2Cの表面に接触しながら順次降下するため、ステーブ2Cの表面には高温による摩耗を生じることがある。
これらのステーブ2B,2Cの高炉1の内側表面には必要に応じて耐熱レンガ2Dが張られる。また、高温の溶融鉄が貯留される炉底部には耐熱レンガ2Eが厚く積み上げられる。The
A stave 2B for the shaft is stretched in a region S7 facing from the upper portion of the shaft portion S2 to the
The morning glory part and the furnace belly stave 2C are attached to the inner periphery of the region S8 including the furnace belly S3 and the morning glory part S4 from the lower part of the shaft part S2. In this region S8, since the high temperature charge 4 (cohesive zone root) included in the
A heat-
本実施形態においては、図1に示すシャフト用のステーブ2Bとして、図2に示すシャフト用ステーブ10が採用されている。
図2、図3、図4A、図4B及び図5の本実施形態において、シャフト用ステーブ10は、高炉1の内部空間に面する基準面Rを有するステーブ本体11と、基準面Rより高炉1の内側に向かって突出した複数の突起部12とを備えている。本実施形態において、突起部12がステーブ本体11と一体に形成されている。また、ステーブ本体11は、銅製または銅合金製の板材から削り出された薄板状である。シャフト用ステーブ10は銅製または銅合金製で一括鋳造された鋳物あるいは鋳鉄製であってもよい。
図2及び図3に示すように、突起部12が、ステーブ本体11の表面側には水平に連続して、複数列形成されている。この複数の突起部12の間には、図2に示すように、一段低い平面13が形成されている。平面13には1つの溝21が形成され、この溝21には耐火レンガ15が嵌め込まれている。
また、耐火レンガ15に代えて耐火キャスタブルを用いてもよい。また、溝21の数、場所はこれに限定されない。In this embodiment, the shaft stave 10 shown in FIG. 2 is adopted as the shaft stave 2B shown in FIG.
2, 3, 4 </ b> A, 4 </ b> B, and 5, the shaft stave 10 includes a stave
As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the
Further, a refractory castable may be used in place of the
突起部12は、図4Aに示すように、ステーブ本体11の表面側に水平に連続して複数設けられている。なお、図4Aは、溝21を省略した図である。
平面13はステーブ本体11の表面からの切削により形成され、突起部12はこの切削の際に削り残されることで形成される。ここで、平面13はシャフト用ステーブ10の基準面Rであり、突起部12はシャフト用ステーブ10の基準面Rから突出している。As shown in FIG. 4A, a plurality of
The
突起部12は、シャフト用ステーブ10が高炉1内に貼られた場合に、図4Aに示すように、高炉1の周方向に沿って連続的に設けられており、高炉1においては各々の突起部12が完全な円環状を形成している。
また、突起部12が、図4Bに示すように、高炉1内の周方向に沿って間欠的に(断続的に)配置されていてもよい。この場合、格子状、ジグザグ状など、様々な幾何学的パターンを採用することができるが、必ず円周バランスを考慮した点対称配置とすることが好ましい。なお、図4Bは、溝21を省略した図である。When the shaft stave 10 is affixed in the blast furnace 1, the
Moreover, the
さらに、基準面Rの両端側に設けられた突起部12の2つの側面12a,12bのうち、突起部12の下方側の側面、すなわち、側面12aと基準面Rとのなす角度θは90度未満である。具体的には、側面12aは、高炉1を設置したとき、設置場所の地面に対して水平である。
なお、図2に示すように、ステーブ本体11の裏面側には、高炉1に装着するためのボルト受け部11Aが形成されている。Furthermore, of the two
As shown in FIG. 2, a
図5に示すように、ステーブ本体11の裏面側には冷却用の管路の接続口16A,17Aが形成され、ステーブ本体11の内部には冷却用の管路16,17が形成されている。
管路16は平面13に沿って配置され、接続口16Aから供給される冷却水によりシャフト用ステーブ10の基準面Rである平面13を冷却することが可能である。
また、突起部12の内部に、突起部12を冷却する管路17が設けられている。この構成により、接続口17Aから供給される冷却水により突起部12を冷却することが可能である。As shown in FIG. 5, cooling
The
Further, a
突起部12の先端面がTiN,TiC,WC,Ti−Al−N系等の高硬度材料でコーティングされていることが好ましい。
シャフト用ステーブ10の突起部12は、図2に示すように、基準面Rからの突出量(突出寸法)Eが50〜150mm(平均粒度の大きいコークス系装入物の最大粒径55mmの略1〜3倍)であり、高さ方向の厚みTが50〜150mmであり、隣接する他の突起部12との間隔D(平面13の高さ方向寸法に相当)が200〜700mm、好ましくは250〜350mm(300mmの前後50mm)である。It is preferable that the tip surface of the
As shown in FIG. 2, the protruding
図6から図8を用いて、隣接する突起部12の間隔Dが200〜700mm、700mm超、200mm未満における本実施形態のシャフト用ステーブ10の作用を説明する。
図6は本実施形態のシャフト用ステーブ10の操業時の状態(突起部の突出量E:50〜150mm、間隔D:200〜700mm)を模式的に示す。図6の紙面上部には本実施形態のシャフト用ステーブ10の拡大形状が模式的に示されている。また、図6の紙面下部には図6上部における横断位置P1および横断位置P2での下降速度V1,V2のグラフが示されている。
図7に、突起部12の間隔Dがきわめて大きい(突起部12の間隔D>700mm)場合を示す。図7の紙面上部にはシャフト用ステーブ10の拡大形状が模式的に示されている。また、図7の紙面下部には図7上部における横断位置P3および横断位置P4での下降速度V3,V4のグラフが示されている。
図8に、突起部12の間隔Dが小さい(突起部の間隔D<200mm)場合を示す。図8の紙面上部にはシャフト用ステーブ10の拡大形状が模式的に示されている。また、図8の紙面下部には図8上部における横断位置P5での下降速度V5のグラフが示されている。The operation of the shaft stave 10 of this embodiment when the distance D between the
FIG. 6 schematically shows a state during operation of the shaft stave 10 of the present embodiment (projection amount E of the projecting portion: 50 to 150 mm, interval D: 200 to 700 mm). The enlarged shape of the shaft stave 10 of the present embodiment is schematically shown in the upper part of the paper surface of FIG. Further, in the lower part of the page of FIG. 6, graphs of the descending speeds V1 and V2 at the transverse position P1 and the transverse position P2 in the upper part of FIG. 6 are shown.
FIG. 7 shows a case where the distance D between the
FIG. 8 shows a case where the distance D between the
各図において、操業時に高炉1(図1参照)の内部では装入物4が下降する。高炉1内の装入物4は略一定の速度で下降する。シャフト用ステーブ10の表面(基準面R)近傍では、シャフト用ステーブ10との摩擦により、装入物4が減速する。これにより、シャフト用ステーブ10近傍の装入物4にはステーブ10と境界Bとの間に低速領域が生じる。その結果、装入物4の下降速度は、境界Bより炉内側では略一定(平均下降速度V0)であるが、境界Bからステーブ10の基準面Rにかけて下降速度が徐々に遅くなる。この際の、下降速度の変化は、シャフト用ステーブ10の基準面Rの形状、つまり突起部12の設置状態により大きく異なる。
In each figure, the
図6に示すように、本実施形態に基づく突起部12(突出量E:50〜150mm、間隔D:200〜700mm)が形成されている場合、境界Bからシャフト用ステーブ10の基準面Rまでの領域では装入物4が減速し、特に装入物4の一部の動きが突起部12によって止められ、停滞層19,18を形成する。
停滞層19,18は、シャフト用ステーブ10の突起部12の上面側に生じ、基準面である平面13に沿って上方へ成長する。奥側の停滞層19の動きは殆どが停止しており、高炉1の内側の停滞層18は徐々に入れ替わりつつ、停滞層18の下降速度が非常に遅い状態である。
このような停滞層19,18が生じる結果、平面13は停滞層19,18で覆われる為、装入物4に対する減速効果が強化される。As shown in FIG. 6, when the projection 12 (projection amount E: 50 to 150 mm, interval D: 200 to 700 mm) based on the present embodiment is formed, from the boundary B to the reference plane R of the shaft stave 10 In this region, the
The stagnant layers 19 and 18 are formed on the upper surface side of the protruding
As a result of the stagnation layers 19 and 18 being formed, the
横断位置P1における下降速度V1を見ると、高炉1の内側においては平均下降速度V01で略一定である。境界Bは、シャフト用ステーブ10の基準面Rから距離B1の位置であり、この境界Bから基準面Rにかけて下降速度V1は減少し、基準面Rでは下降速度VW1となる。下降速度VW1は停滞層19,18の形成により、非常に遅くなることで、シャフト用ステーブ10のステーブ本体11に対する摩耗が抑制される。
Looking at the descending speed V1 at the crossing position P1, the average descending speed V01 is substantially constant inside the blast furnace 1. The boundary B is a position at a distance B1 from the reference plane R of the shaft stave 10. The descending speed V1 decreases from the boundary B to the reference plane R, and becomes the descending speed VW1 on the reference plane R. The descending speed VW1 is very slow due to the formation of the
横断位置P2における下降速度V2を見ると、高炉1の内側の平均下降速度V02は、横断位置P1における平均下降速度V01と同じであり、境界Bからシャフト用ステーブ10の基準面Rにかけて下降速度が減少する。このとき、下降速度V2と下降速度V1とは同じである。突起部12の先端面R1では下降速度VL2となる。ここで、基準面Rから先端面R1までの距離は、突出部12の突出寸法Eに相当する。
下降速度VL2は、横断位置P1での先端面R1相当位置における下降速度VL1と同じになる。横断位置P1において、位置が先端面R1での下降速度VL1は、突起部12により形成された停滞層19,18の装入物4と下降する装入物4の境界部とで内部摩擦が大きくなり、下降速度が遅くなる。下降速度VL2は下降速度VL1の影響を受け、下降速度VL1と同じ下降速度となる。Looking at the descending speed V2 at the crossing position P2, the average descending speed V02 inside the blast furnace 1 is the same as the average descending speed V01 at the transverse position P1, and the descending speed is from the boundary B to the reference plane R of the shaft stave 10. Decrease. At this time, the descending speed V2 and the descending speed V1 are the same. The tip surface R1 of the
The descending speed VL2 is the same as the descending speed VL1 at the position corresponding to the front end surface R1 at the crossing position P1. At the crossing position P1, the descending speed VL1 at the tip end surface R1 has a large internal friction between the
図7に示すように、シャフト用ステーブ10の突起部12の間隔Dがきわめて大きい(突起部の間隔D>700mm)場合、境界Bは、シャフト用ステーブ10の基準面Rから距離B3の位置であり、この境界Bから基準面Rまでの領域では装入物4の減速が生じる。しかしながら、図6のような突起部12による停滞層19,18については、凹部の高さWの全範囲にわたっての形成ではなく、その高さWの下端部位のみに形成される。
横断位置P3における下降速度V3を見ると、高炉1の内側の平均下降速度V03は、横断位置P1における平均下降速度V01と同じであり、境界Bからシャフト用ステーブ10の基準面Rにかけて下降速度が減少する。このとき、下降速度V1と同様に下降速度は減少するが、突起部12の間隔Dがきわめて大きいため、平面13に停滞層19,18の影響は小さく、平面13の下降速度は平面13と装入物4の摩擦力となる。その結果、シャフト用ステーブ10の突起部12の間隔Dがきわめて大きい場合は、下降速度はあまり減少しない。As shown in FIG. 7, when the distance D between the
Looking at the descending speed V3 at the crossing position P3, the average descending speed V03 inside the blast furnace 1 is the same as the average descending speed V01 at the transverse position P1, and the descending speed is from the boundary B to the reference plane R of the shaft stave 10. Decrease. At this time, the descending speed decreases like the descending speed V1, but since the distance D between the
横断位置P4における下降速度V4を見ると、高炉1の内側の平均下降速度V04は、横断位置P3における平均下降速度V03と同じであり、境界Bからシャフト用ステーブ10の基準面Rにかけて下降速度が減少する。このとき、下降速度V3と同様に下降速度は減少するが、突起部12の先端面R1では下降速度VL4となる。ここで、基準面Rから先端面R1までの距離は、突出部12の突出寸法Eに相当する。
下降速度VL4は、横断位置P3において、相対位置における先端面R1での下降速度VL3より速くなる。横断位置P3の境界Bから基準面Rまでの断面と横断位置P4の境界Bから先端面R1までの断面とでは横断位置P4の断面の方が小さい。すなわち、横断位置P3の境界Bから基準面Rまでの距離に比べて、横断位置P4の境界Bから先端面R1までの距離の方が短いので、同じ装入物4が通過すると、下降速度VL3に比べ下降速度VL4の方の降下速度が速くなる。Looking at the descending speed V4 at the crossing position P4, the average descending speed V04 inside the blast furnace 1 is the same as the average descending speed V03 at the transverse position P3, and the descending speed is from the boundary B to the reference plane R of the shaft stave 10. Decrease. At this time, the lowering speed decreases like the lowering speed V3, but at the tip end surface R1 of the
The descending speed VL4 is faster than the descending speed VL3 at the distal end surface R1 at the relative position at the transverse position P3. The cross section at the crossing position P4 is smaller in the cross section from the boundary B of the crossing position P3 to the reference plane R and the cross section from the boundary B to the front end face R1 of the crossing position P4. That is, since the distance from the boundary B of the crossing position P4 to the tip surface R1 is shorter than the distance from the boundary B of the crossing position P3 to the reference plane R, when the
シャフト用ステーブ10の基準面Rにおいては、基準面Rでの下降速度VW3が下降速度VW1より著しく大きくなり、図6の状態よりもステーブ本体の基準面である平面13に対する摩耗が大幅に増加する。
このように、ステーブ10の突起部12の間隔Dがきわめて大きい場合、停滞層19,18の形成は凹部の高さWの下端部位のみに形成されるため、停滞層19,18が形成されていない部分(高さWの上端部位)では、ステーブ本体11の基準面Rである平面13に対する摩耗が大幅に増加する。In the reference surface R of the shaft stave 10, the lowering speed VW3 at the reference surface R is significantly higher than the lowering speed VW1, and the wear on the
As described above, when the distance D between the
図8に示すように、突起部12の間隔Dが小さい(突起部の間隔D<200mm)場合、境界Bは、シャフト用ステーブ10の基準面Rから距離B5の位置であり、境界Bからステーブ本体の基準面Rまでの領域では装入物4の速度が減速する。しかしながら、突起部12の先端面R1において平坦な表面が形成されるため装入物4と平坦な表面の摩擦力となり、図6で説明したような減速効果が得られなくなる。
As shown in FIG. 8, when the distance D between the
横断位置P5における下降速度V5を見ると、高炉1の内側では平均下降速度V05であり、境界Bからステーブ本体11の基準面Rにかけて下降速度V5は減少するが、突起部12の先端面R1で下降速度VL5となる。この先端面R1からステーブ本体の基準面Rにかけては停滞層19となるため下降速度は殆ど0であるが、先端面R1において平坦な表面が形成されるため装入物4と平坦な表面との摩擦力となり、下降速度VL5は下降速度VL2より速くなる。
Looking at the descending speed V5 at the crossing position P5, it is the average descending speed V05 inside the blast furnace 1, and the descending speed V5 decreases from the boundary B to the reference surface R of the stave
このように、図8の形状では、突起部12の先端面R1において平坦な表面が形成され、図6で説明したような減速効果が得られなくなる。突起部12の先端に対する下降速度VL5は、何れも図6における下降速度VL2より大きく、突起部12の先端に対する摩耗が大きくなる。
Thus, in the shape of FIG. 8, a flat surface is formed on the tip end surface R1 of the
以上のように、本実施形態のシャフト用ステーブ10においては、突起部12の配置、すなわち、隣接する突起部12の間隔によってシャフト用ステーブ10に接触する装入物4の下降速度が変化する。
ここで、本実施形態のシャフト用ステーブ10の十分の一モデルによる試験結果により、突起部12の間隔Dの適切な範囲について説明する。
図9は、前述した図6の構成において、シャフト用ステーブ10の突起部12の間隔Dを0から120mmまで変化させ、各間隔Dにおける装入物4の基準面Rでの下降速度VW(つまりステーブ本体の基準面である平面13表面に接触する装入物4の速度)を測定したグラフである。
また、図10は、前述した図6の構成において、先端面R1での下降速度VL(つまり突起部12の先端に接触する装入物4の速度)を測定したグラフである。シャフト用ステーブ10の突起部12の厚みTは5mmとし、突出量Eについては5mmの場合と10mmの場合について測定した。図中の水平な点線は高炉1内の平均下降速度V01であり、この試験においては2.4mm/秒であった。As described above, in the shaft stave 10 of the present embodiment, the descending speed of the
Here, an appropriate range of the interval D of the
FIG. 9 shows that the distance D between the
FIG. 10 is a graph obtained by measuring the descending speed VL (that is, the speed of the
図9において、シャフト用ステーブ10本体の基準面Rでの下降速度VWは、測定した全ての設定で平均下降速度V0を下回っており、特に突起部12の間隔Dが100mm以下になると下降速度VWは大きく減少することが解る。また、突出量Eが15mmの場合も、突出量Eが10mmの場合と同様に下降速度VWは減少する。
図10において、シャフト用ステーブ10の突起部12の先端面R1での下降速度VLは、突起部12の間隔Dが80mm以下で平均下降速度V01を下回り、間隔Dが20〜70mmの範囲で十分に小さい値となり、特に、下降速度VLの最小速度のときの突起部12の間隔Dは30mmであり、この30mmの前後5mmずつである25〜35mmで最も小さい値となる。また、突出量Eが15mmの場合も、突出量Eが5mm、10mmの場合と同様の下降速度VLである。
すなわち、突出量Eが15mmの場合も、高炉1の内側に適切な付着物層を形成することができる。したがって、突出量Eが10mm以上においても15mm以下であれば、セルフランニング効果を得ることができ、付着物の適正維持が可能であり、低熱負荷であり、低燃料であり、安定操業を達成しやすい。その結果、高炉1の寿命を大幅に延長することが可能である。
以上より、十分の一モデルによる試験結果を実炉換算すると、シャフト用ステーブ10の突起部12を配置するにあたっては、突起部12の各々の間隔Dが200〜700mmの範囲であり、より好ましくは250〜350mmの範囲であることが望ましいといえる。In FIG. 9, the descending speed VW at the reference surface R of the main body of the shaft stave 10 is lower than the average descending speed V0 in all the measured settings, and in particular, when the interval D between the
In FIG. 10, the descending speed VL at the tip end surface R1 of the projecting
That is, even when the protrusion amount E is 15 mm, an appropriate deposit layer can be formed inside the blast furnace 1. Therefore, if the protrusion E is 10 mm or more and 15 mm or less, the self-running effect can be obtained, the adhering matter can be properly maintained, the heat load is low, the fuel is low, and the stable operation is achieved. Cheap. As a result, the life of the blast furnace 1 can be significantly extended.
From the above, when the test results of a tenth model are converted into an actual furnace, when the
以上に述べた本実施形態によれば、以下のような効果が得られる。
シャフト用ステーブ10において、ステーブ本体11の平面13を基準面Rとして高炉1の炉内表面が構成されているので、高炉1内を下降する装入物4が減速して、基準面Rに沿って停滞層19,18が形成される。これにより、停滞層19,18の、基準面Rに対する相対速度が小さくなり、ステーブ本体11においては装入物4の粒子による基準面Rの機械的な摩耗が軽減される。したがって、高炉1内を降下する粒状の装入物に曝される部位であるシャフト部S2に本実施形態のステーブを配置することにより、シャフト部S2の上部から中部において塊状帯4Aとして降下する粒状の装入物に対しても十分な耐久性が得られる。According to the present embodiment described above, the following effects can be obtained.
In the shaft stave 10, the in-furnace surface of the blast furnace 1 is configured with the
突起部12の相互の間隔Dを200〜700mmとすることで、現状一般的な装入物4、すなわち交互に装入される8〜25mm程度の粒度の鉱石系装入物と20〜55mm程度の粒度のコークス系装入物に対して、基準面Rに沿って停滞層19,18が形成されやすい。これにより、基準面Rにおける下降速度VWを低減できるとともに、突起部12先端における装入物4の粒子の下降速度VLを抑制することができ、シャフト用ステーブ10全体の摩耗緩和効果を最良の状態とすることができる。
By setting the distance D between the
突起部12は、その表面に高硬度材料のコーティングを施したため、突起部12自体の摩耗を防止することができる。したがって、突起部12により誘導される停滞層19,18およびこれによる基準面Rの摩耗軽減効果を安定的に長期間にわたって維持することができる。
突起部12は、ステーブ本体11と一体に形成したため、製造が容易であり、さらに突起部12にも冷却用の管路17を通すための加工が簡略にできる。Since the
Since the protruding
また、本実施形態のシャフト用ステーブ10において、ステーブ本体11を銅製または銅合金製としたが、必ずしも銅あるいは銅合金でなくても良い。ステーブ本体11を銅製または銅合金製とすることにより、シャフト用ステーブ10としての冷却効率を高めることができるため、好ましい。銅製または銅合金製のステーブとすることによって、冷却性能が高い反面、装入物4の粒子による摩耗を受けやすいが、本実施形態では停滞層19,18により摩耗を緩和することができる。これにより、高い冷却性能を長期間にわたり維持することができる。
ステーブ本体11に管路16を設けるとともに、突起部17にも管路17を設けたため、突起部12の冷却により、突起部12の表面の硬度を高く維持することができ、摩耗防止効果を長期間にわたり維持することができる。Further, in the shaft stave 10 of the present embodiment, the stave
Since the
本実施形態において、高炉1はシャフト用のステーブ2Bとして本実施形態に基づくシャフト用ステーブ10を用いることで、耐摩耗性を高めることができる。
特に、本発明に基づくシャフト用ステーブ10を、高炉1のシャフト部S2のうち、装入物4が粒状のまま塊状帯4Aとして降下する領域S7のステーブ2Bとして設置したため、粒状のまま降下する装入物4があっても、シャフト用ステーブ10の突起部12により停滞層19,18が形成され、基準面Rからの摩耗が低減される。In this embodiment, the blast furnace 1 can improve wear resistance by using the shaft stave 10 based on this embodiment as the shaft stave 2B.
In particular, the shaft stave 10 according to the present invention is installed as the stave 2B in the region S7 of the shaft portion S2 of the blast furnace 1 where the
シャフト部S2においては、粒状の装入物4による摩耗が進行することで、高炉1としての操業が困難になる原因となる。しかしながら、本実施形態では、この部分に耐摩耗性のシャフト用ステーブ10が設置されているので、高炉1の操業を長期に安定的に行えるとともに、高炉としての寿命を延長することができる。
高炉1は、高炉1内に配置したシャフト用ステーブ10の突起部12は炉周方向の全周に連続しているため、高炉1内の円周バランスを適切に維持することが容易であり、高炉1の操業を良好に維持することができる。In the shaft portion S <b> 2, wear due to the
In the blast furnace 1, since the protruding
〔第2実施形態〕
図11、図12および図13には、本発明の第2実施形態が示されている。
本実施形態のシャフト用ステーブ20は、前述した第1実施形態の高炉1におけるシャフト用のステーブ2Bとして用いられる。高炉1の構成は前述した第1実施形態と同様であり、本実施形態のシャフト用ステーブ20は基本的構成が前述した第1実施形態のシャフト用ステーブ10と同様である。従って、前述した第1実施形態のステーブ10との共通部分については説明を省略し、以下には相違する部分について説明する。[Second Embodiment]
11, 12 and 13 show a second embodiment of the present invention.
The shaft stave 20 of the present embodiment is used as a shaft stave 2B in the blast furnace 1 of the first embodiment described above. The structure of the blast furnace 1 is the same as that of the first embodiment described above, and the shaft stave 20 of this embodiment is the same as the shaft stave 10 of the first embodiment described above. Accordingly, the description of the common parts with the stave 10 of the first embodiment described above will be omitted, and different parts will be described below.
図11、図12および図13において、シャフト用ステーブ20は、前述した第1実施形態のシャフト用ステーブ10と同様なステーブ本体11、ボルト受け部11A、突起部12、平面13、耐火レンガ15、管路16および接続口16Aを有する。但し、前記第1実施形態のシャフト用ステーブ10において突起部12の内部に形成されていた管路17およびその接続口17Aは省略されている。
11, 12, and 13, a shaft stave 20 includes a stave
このような本実施形態においては、前述した第1実施形態と同等な効果を得ることができる。但し、突起部12の内部に形成されていた管路17がないため、突起部12に対する局部的な冷却が得られない。
この点において、前述した第1実施形態のシャフト用ステーブ10の、突起部12に対する局部的な冷却が得られる。それにより、突起部12の耐久性を高く維持できるため、高炉1内の熱的あるいは摩耗において高負荷の部位に最適である。一方、本実施形態のシャフト用ステーブ20は、管路17がない分、構造が簡略かつ製造コストも低減でき、突起部12に対する熱的あるいは摩耗において負荷がさほど要求されない部位には、シャフト用ステーブ20のほうが好ましいといえる。In this embodiment, the same effect as that of the first embodiment described above can be obtained. However, since there is no
In this respect, local cooling with respect to the
〔第3実施形態〕
図14、図15および図16には、本発明の第3実施形態が示されている。
本実施形態のシャフト用ステーブ30は、前述した第1実施形態の高炉1におけるシャフト用のステーブ2Bとして用いられる。高炉1の構成は前記第1実施形態と同様であり、本実施形態のステーブ30は基本的構成が前記第1実施形態のシャフト用ステーブ10と同様である。従って、前記第1実施形態のシャフト用ステーブ10との共通部分については説明を省略し、以下には相違する部分について説明する。[Third Embodiment]
FIGS. 14, 15 and 16 show a third embodiment of the present invention.
The shaft stave 30 of the present embodiment is used as the shaft stave 2B in the blast furnace 1 of the first embodiment described above. The structure of the blast furnace 1 is the same as that of the first embodiment, and the stave 30 of the present embodiment is the same in basic structure as the shaft stave 10 of the first embodiment. Accordingly, the description of the common parts with the shaft stave 10 of the first embodiment will be omitted, and different parts will be described below.
図14、図15および図16において、シャフト用ステーブ30は、前記第1実施形態のシャフト用ステーブ10と同様なステーブ本体11、ボルト受け部11A、平面13、耐火レンガ15、管路16および接続口16Aを有する。但し、本実施形態のシャフト用ステーブ30は、前記第1実施形態のシャフト用ステーブ10のように、突起部12はステーブ本体11と一体ではなく、また、第1実施形態の突起部12内部の管路17および接続口17Aとは異なる。すなわち、ステーブ本体11とは別体の突起部32およびその内部の管路37が設けられている。
14, 15, and 16, the shaft stave 30 includes a stave
シャフト用ステーブ30の突起部32は、TiN,TiC,WC,Ti−Al−N系等の高硬度材料で成形された角棒状のブロックである。銅または銅合金その他の材料でブロックを形成し、その表面にTiN,TiC,WC,Ti−Al−N系等の高硬度材料をコーティングしてもよい。
ステーブ本体11の基準面Rとなる平面13に溝(凹部)32Aが形成されており、この溝32Aに前述した突起部32が嵌め込まれる。この構成により、基準面Rから突起部32が突出している。The
A groove (concave portion) 32A is formed in the
一部の突起部32の内部には管路37が通されている。管路37が形成された突起部32は、管路37の中間部分では、図16に示すように、ステーブ本体11の背面側(高炉1の外側)からねじ込まれたボルト32Cにより固定されるとともに、管路37の両端部では同様にねじ込まれた管路の接続口37Aにより固定されている。
他の突起部32には、図14及び図15に示すように、高炉1の内側からボルト32Bがねじ込まれ、これにより突起部32の固定が行われている。
なお、ステーブ本体11に嵌め込まれた状態において、突起部32の間隔D、突出量E、厚みTは前述した第1実施形態と同様である。A
As shown in FIGS. 14 and 15,
In addition, in the state fitted in the stave
このような本実施形態においては、前述した第1実施形態と同等な効果を得ることができる。
さらに、本実施形態においては、シャフト用ステーブ30の突起部32とステーブ本体11とが別体であるため、ステーブ本体11の材質と異なる高硬度材料の突起部32を簡単に形成することができ、突起部32の耐摩耗性を一層高めることもできる。In this embodiment, the same effect as that of the first embodiment described above can be obtained.
Furthermore, in the present embodiment, since the
〔第4実施形態〕
図17、図18および図19には、本発明の第4実施形態が示されている。
本実施形態のシャフト用ステーブ40は、前述した第1実施形態の高炉1におけるシャフト用のステーブ2Bとして用いられる。高炉1の構成は前記第1実施形態と同様であり、本実施形態のシャフト用ステーブ40は基本的構成が前記第1実施形態のシャフト用ステーブ10と同様である。従って、前記第1実施形態のシャフト用ステーブ10との共通部分については説明を省略し、以下には相違する部分について説明する。[Fourth Embodiment]
17, FIG. 18, and FIG. 19 show a fourth embodiment of the present invention.
The shaft stave 40 of this embodiment is used as the shaft stave 2B in the blast furnace 1 of the first embodiment described above. The structure of the blast furnace 1 is the same as that of the first embodiment, and the basic structure of the shaft stave 40 of this embodiment is the same as that of the shaft stave 10 of the first embodiment. Accordingly, the description of the common parts with the shaft stave 10 of the first embodiment will be omitted, and different parts will be described below.
図17、図18および図19において、シャフト用ステーブ40は、前記第1実施形態のシャフト用ステーブ10と同様なステーブ本体11、ボルト受け部11A、平面13、耐火レンガ15、管路16および接続口16Aを有する。但し、前記第1実施形態のシャフト用ステーブ10におけるステーブ本体11と一体の突起部12ではなく、前述した第3実施形態と同様なステーブ本体11とは別体の突起部32が設けられている。ここで、本実施形態では、突起部32の内部の管路37および接続口37Aはなく、全ての突起部32がステーブ本体11の裏側からねじ込まれたボルト32Cで固定されている。
17, 18 and 19, the shaft stave 40 includes a stave
このような本実施形態においては、前述した第3実施形態と同等な効果を得ることができる。但し、シャフト用ステーブ40の突起部32の内部に形成されていた管路37がないため、突起部32に対する局部的な冷却が得られない。
この点において、前述した第3実施形態のシャフト用ステーブ30の、突起部32に対する局部的な冷却が得られる。それにより突起部32の耐久性を高く維持できるため、高炉1内の熱的あるいは摩耗において高負荷の部位に最適である。一方、本実施形態のシャフト用ステーブ40は、管路37がない分、構造が簡略かつ製造コストも低減でき、突起部32に対する熱的あるいは摩耗において負荷がさほど要求されない部位には、シャフト用ステーブ40のほうが好ましいといえる。In this embodiment, the same effect as that of the third embodiment described above can be obtained. However, since there is no
In this respect, local cooling with respect to the projecting
〔変形例〕
なお、本発明は前述した実施形態に限定されなく、本発明の目的を達成できる範囲内での変形等をも含む。
前記実施形態では、高炉1内にステーブ10〜40を配列した際に、各々のシャフト用ステーブ10〜40の突起部12,32が高炉1内の炉周方向で連続して円環状となるようにしたが、互いに不連続な円環状であってもよく、異なる高さにジグザグに配列されていても良く、順次高さが変化して螺旋状に並ぶ等であってもよい。但し、高炉1の操業上、円周バランスが重要であり、高炉1の中心に対して対称性が得られるように配慮するべきである。[Modification]
In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, The deformation | transformation etc. in the range which can achieve the objective of this invention are included.
In the embodiment, when the
前記実施形態では、シャフト用ステーブ10〜40の突起部12の表面に高硬度材料をコーティングし、あるいは突起部32をそれ自体高硬度材料で成形するとしたが、高硬度材料の利用は必須ではない。但し、シャフト用ステーブ10〜40のステーブ本体11の基準面Rから突出して装入物4による摩耗を受けやすいことから、高硬度材料による耐摩耗性を確保することが望ましい。
その他、突起部12の配置、断面形状、管路16,17の配置、シャフト用ステーブ10〜40の全体的な形状、寸法等は実施にあたって適宜選択すればよい。In the above embodiment, the surface of the protruding
In addition, the arrangement of the
1…高炉
2…炉体
2A…鉄皮
2B,2C…ステーブ
2D,2E…耐熱レンガ
3…ガス捕集マンテル
4…装入物
4A…塊状帯
4B…融着帯
4C…滴下帯
4D…炉芯
5…羽口
5A…熱風
5B…レースウェイ
6…出銑口
6A…鉄分
6B…溶銑
10〜40…シャフト用ステーブ
11…ステーブ本体
11A…ボルト受け部
12,32…突起部
13…平面
15…耐火レンガ
16,17,37…冷却用の管路
16A,17A,37A…接続口
19,18…停滞層
32A…溝
32B,32C…ボルト
B…境界
D…間隔
E…突出量
R…基準面
R1…先端面
S1…炉口部
S2…シャフト部
S3…炉腹部
S4…朝顔部
S6…炉底部
S7…シャフト用ステーブの設置領域
S8…朝顔用ステーブの設置領域
V01〜V05…平均下降速度
V1〜V5…下降速度
VL〜VL5…突起部先端での下降速度
VW〜VW3…基準面での下降速度DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
【0002】
応じており、ステーブの表面での装入物の速度を抑制する(停滞層を形成する)ことで摩耗を大幅に緩和できる、との知見に基づく。本発明は、前述した知見に基づき、ステーブの表面での装入物の速度を抑制する。停滞層を形成するための構成として、高炉炉内側のステーブの表面に突起を形成し、ステーブの表面を覆う装入物の停滞層を発生しやすくした。具体的な構成は以下の通りである。
[0007]
本発明は、上記課題を解決して係る目的を達成するために以下の手段を採用した。
すなわち、
(1)本発明の一態様に係るステーブは、高炉のシャフト部の内周に設けられたステーブであって、前記高炉の内部空間に面する基準面を有するステーブ本体と;前記基準面より、前記高炉の内側に向かって突出した複数の突起部と;を備え、前記ステーブ本体の、前記複数の突起部の間の前記基準面に、前記高炉の外側に向かって窪んだ溝が形成され、前記溝のみに耐火物が設けられている。
上記(1)に記載のステーブによれば、ステーブ本体の基準面により高炉の炉内表面が構成されるとともに、基準面から炉内側に突出する突起部によって炉内を下降する装入物が減速して基準面に沿って停滞層が形成される。停滞層はステーブ本体の基準面に対して相対速度が小さくなり、装入物の粒子によるステーブ本体の基準面の機械的な摩耗が軽減され、高炉のシャフト部を降下する粒状の装入物に対しても十分な耐久性が得られる。
[0008]
(2)上記(1)に記載のステーブは、前記突起部の突出寸法が50〜150mmであり;隣接する前記突起部の間隔が200〜700mmであることが好ましい。
上記(2)に記載のステーブによれば、突起部(突出寸法:50〜150mm、間隔:200〜700mm)が形成されているため、装入物が減速し、特に装入物の一部の動きが突起部によって止められ、停滞層が形成される。
このような停滞層が生じる結果、平面は停滞層で覆われる為、装入物に対する減速効果が強化される。[0002]
It is based on the knowledge that the wear can be significantly reduced by suppressing the speed of the charge on the surface of the stave (forming a stagnant layer). The present invention suppresses the speed of the charge on the surface of the stave based on the aforementioned knowledge. As a structure for forming the stagnant layer, protrusions were formed on the surface of the stave inside the blast furnace to make it easy to generate a stagnant layer of charge covering the surface of the stave. The specific configuration is as follows.
[0007]
The present invention employs the following means in order to solve the above problems and achieve the object.
That is,
(1) A stave according to an aspect of the present invention is a stave provided on the inner periphery of a shaft portion of a blast furnace, and a stave body having a reference surface facing the internal space of the blast furnace; A plurality of protrusions protruding toward the inside of the blast furnace, and a groove recessed toward the outside of the blast furnace is formed on the reference surface between the plurality of protrusions of the stave body, Only the groove is provided with a refractory.
According to the stave described in (1) above, the inner surface of the blast furnace is constituted by the reference surface of the stave body, and the charge descending in the furnace is decelerated by the protrusion protruding from the reference surface to the inside of the furnace. Thus, a stagnant layer is formed along the reference plane. The stagnant layer has a lower relative speed with respect to the reference surface of the stave body, reducing mechanical wear of the reference surface of the stave body due to the particles of the charge, resulting in a granular charge that descends the shaft part of the blast furnace. Also, sufficient durability can be obtained.
[0008]
(2) In the stave described in (1) above, it is preferable that the protrusion dimension of the protrusion is 50 to 150 mm; and the interval between the adjacent protrusions is 200 to 700 mm.
According to the stave described in (2) above, since the protrusions (projection dimensions: 50 to 150 mm, intervals: 200 to 700 mm) are formed, the charge is decelerated, and in particular, part of the charge The movement is stopped by the protrusion, and a stagnant layer is formed.
As a result of the occurrence of such a stagnant layer, the plane is covered with the stagnant layer, so that the deceleration effect on the charge is enhanced.
本発明は、上記課題を解決して係る目的を達成するために以下の手段を採用した。
すなわち、
(1)本発明の一態様に係るステーブは、高炉のシャフト部の内周に設けられたステーブであって、前記高炉の内部空間に面する基準面を有するステーブ本体と;前記基準面より、前記高炉の内側に向かって突出した複数の突起部と;を備え、前記ステーブ本体の、前記複数の突起部の間の前記基準面に、前記高炉の外側に向かって窪んだ溝が形成され、前記溝のみに耐火物が設けられており、前記ステーブ本体が銅または銅合金である。
上記(1)に記載のステーブによれば、ステーブ本体の基準面により高炉の炉内表面が構成されるとともに、基準面から炉内側に突出する突起部によって炉内を下降する装入物が減速して基準面に沿って停滞層が形成される。停滞層はステーブ本体の基準面に対して相対速度が小さくなり、装入物の粒子によるステーブ本体の基準面の機械的な摩耗が軽減され、高炉のシャフト部を降下する粒状の装入物に対しても十分な耐久性が得られる。
また、上記(1)に記載のステーブによれば、シャフト部に用いられるステーブとしての冷却効率を高めることができる。銅製または銅合金製のステーブの冷却性能は高い反面、装入物の粒子による摩耗を受けやすいが、本発明の一態様に基づく停滞層によりステーブ本体の摩耗を緩和することができる。さらには、高い冷却性能を長期間にわたり維持することができる。
The present invention employs the following means in order to solve the above problems and achieve the object.
That is,
(1) A stave according to an aspect of the present invention is a stave provided on the inner periphery of a shaft portion of a blast furnace, and a stave body having a reference surface facing the internal space of the blast furnace; A plurality of protrusions protruding toward the inside of the blast furnace, and a groove recessed toward the outside of the blast furnace is formed on the reference surface between the plurality of protrusions of the stave body, A refractory is provided only in the groove, and the stave body is made of copper or a copper alloy .
According to the stave described in (1) above, the inner surface of the blast furnace is constituted by the reference surface of the stave body, and the charge descending in the furnace is decelerated by the protrusion protruding from the reference surface to the inside of the furnace. Thus, a stagnant layer is formed along the reference plane. The stagnant layer has a lower relative speed with respect to the reference surface of the stave body, reducing mechanical wear of the reference surface of the stave body due to the particles of the charge, resulting in a granular charge that descends the shaft part of the blast furnace. Also, sufficient durability can be obtained.
Moreover, according to the stave as described in said (1), the cooling efficiency as a stave used for a shaft part can be improved. Although the cooling performance of the copper or copper alloy stave is high, the stave layer according to one embodiment of the present invention can alleviate the wear of the stave body, although it is susceptible to wear due to charged particles. Furthermore, high cooling performance can be maintained over a long period of time.
(3)上記(1)または(2)に記載のステーブは、前記突起部が、前記高炉の周方向に沿って連続的、または、断続的に設けられていることが望ましい。
上記(3)に記載のステーブによれば、炉周方向の全周に連続した突起部により、炉内の円周バランスを適切に維持することが容易であり、操業実績を良好に維持することができる。
また、突起部は、炉周方向に断続的(間欠的)に配置されていてもよい。この場合、格子状、ジグザグ状など、様々な幾何学的パターンを採用することができるが、必ず円周バランスを考慮した点対称配置とすることが好ましい。
(3) As for the stave as described in said (1) or (2) , it is desirable for the said projection part to be provided continuously or intermittently along the circumferential direction of the said blast furnace.
According to the stave described in the above (3), it is easy to properly maintain the circumferential balance in the furnace by the projections continuous in the entire circumference in the furnace circumferential direction, and to maintain a good operational record. Can do.
Moreover, the protrusion part may be arrange | positioned intermittently (intermittently) in the furnace circumferential direction. In this case, various geometric patterns such as a lattice shape and a zigzag shape can be adopted, but it is always preferable to adopt a point-symmetric arrangement considering the circumferential balance.
(4)上記(1)〜(3)の何れか一項に記載のステーブは、前記突起部の表面が高硬度材料で形成されていることが望ましい。
上記(4)に記載のステーブによれば、突起部自体の摩耗防止を図ることができる。本発明の一態様のステーブにおいて、ステーブ本体の基準面は突起部により誘導される停滞層の形成(セルフライニング)により摩耗の軽減が図られるが、突起部自体は停滞層から炉内側に露出し、減速されていない装入物の粒子による摩耗を引き続き受けることもある。この場合、突起部の表面を高硬度材料で形成することにより、突起部の摩耗を抑制でき、さらには突起部により誘導される停滞層が形成される。これにより、停滞層よるステーブ本体の基準面の摩耗軽減を安定的に長期間にわたって維持することができる。
(4) As for the stave as described in any one of said (1) -(3), it is desirable for the surface of the said projection part to be formed with high hardness material.
According to the stave described in (4) above, it is possible to prevent the protrusions themselves from being worn. In the stave of one aspect of the present invention, the reference surface of the stave body is reduced in wear by formation of a stagnant layer (cell flying) guided by the protrusion, but the protrusion itself is exposed from the stagnant layer to the inside of the furnace. In some cases, wear from particles of the undecelerated charge may continue to occur. In this case, by forming the surface of the protrusion with a high hardness material, wear of the protrusion can be suppressed, and a stagnant layer induced by the protrusion can be formed. Thereby, the wear reduction of the reference surface of the stave body by the stagnant layer can be stably maintained over a long period of time.
(5)上記(1)〜(4)の何れか一項に記載のステーブは、前記ステーブ本体に凹部が形成され;
前記突起部が、前記凹部に埋め込まれ前記基準面から突出したブロックであり;
前記ブロックが高硬度材料で形成されていることが好ましい。
上記(5)に記載のステーブによれば、ステーブ本体に形成された凹部に突起部が設けられている構成、すなわち、ステーブ本体と突起部とが別体であるため、ステーブ本体の材質と異なる高硬度材料の突起部を簡単に形成することができる。
あるいは、(6)上記(1)〜(4)の何れか一項に記載のステーブは、前記突起部が前記ステーブ本体と一体に形成されていることが好ましい。
上記(6)に記載のステーブによれば、前述した高硬度材料による突起部表面を容易に実施することができるとともに、突起部がステーブ本体と一体に形成されているため、製造が容易である。特に、突起部にも冷却用の管路を通す場合、突起部とステーブ本体とが一体であることが加工において大変有益である。
(5) The stave according to any one of (1) to (4), wherein a concave portion is formed in the stave body;
The protrusion is a block embedded in the recess and protruding from the reference surface;
The block is preferably made of a high hardness material.
According to the stave described in (5) above, the protrusion is provided in the recess formed in the stave body, that is, the stave body and the protrusion are separate, and therefore the material of the stave body is different. The protrusion of the high hardness material can be easily formed.
Alternatively, (6) in the stave according to any one of (1) to (4) , it is preferable that the protruding portion is formed integrally with the stave body.
According to the stave described in (6) above, it is possible to easily implement the surface of the protruding portion made of the above-described high-hardness material, and because the protruding portion is formed integrally with the stave body, it is easy to manufacture. . In particular, when cooling pipes are also passed through the protrusions, it is very useful in processing that the protrusions and the stave body are integrated.
(7)上記(1)〜(6)の何れか一項に記載のステーブは、前記突起部の内部に、前記突起部を冷却する管路が設けられていることが望ましい。
上記(8)に記載のステーブによれば、ステーブ本体に設けられる通常の冷却用の管路に加えて、突起部を冷却する管路により直接的に冷却できるため、突起部の表面の硬度を高く維持することができ、摩耗防止効果を長期間にわたり維持することができる。
( 7 ) In the stave according to any one of (1) to (6), it is preferable that a pipe line for cooling the protrusion is provided inside the protrusion.
According to the stave described in the above (8), in addition to the normal cooling conduit provided in the stave body, it can be directly cooled by the conduit that cools the protrusion, so the surface hardness of the protrusion can be reduced. It can be maintained high, and the anti-wear effect can be maintained over a long period of time.
(8)上記(1)〜(7)の何れか一項に記載のステーブは、隣接する前記突起部の対向する2つの側面のうち、前記突起部の下方側の側面と基準面とのなす角度が90度未満であることが好ましい。
上記(9)に記載のステーブによれば、突起部の下方側の側面と基準面とのなす角度が90度未満であるため、傾斜した突起部によって装入物を支えやすくなる。これにより、装入物が下方に下降するのをさらに抑制することができるので、機械的な摩耗に対しても十分な耐久性が得られる。
( 8 ) The stave according to any one of the above (1) to (7) is formed by a side surface on the lower side of the protruding portion and a reference surface among two facing side surfaces of the adjacent protruding portion. The angle is preferably less than 90 degrees.
According to the stave described in (9) above, since the angle formed between the side surface on the lower side of the protrusion and the reference surface is less than 90 degrees, the charged object can be easily supported by the inclined protrusion. Thereby, since it can suppress further that a charging material falls below, sufficient durability is obtained also with respect to mechanical abrasion.
(9)本発明の一態様に係る高炉は、上記(1)から上記(98)のいずれか1項に記載のステーブを備える。
ここで、本発明の一態様に基づくステーブは、高炉のシャフト部およびその周辺のうち、装入物が粒状のまま降下する部分に設置することが望ましい。
このようなステーブでは、粒状のまま降下する装入物があっても、ステーブの突起部により停滞層が形成され、ステーブ本体の基準面の摩耗が低減される。高炉のシャフト部においては、粒状の装入物による摩耗が進行することで、高炉としての操業が困難になる原因となるが、この部分に耐摩耗性のステーブが設置されることで、操業を安定的に行えるとともに、高炉としての寿命を延長することができる。
( 9 ) A blast furnace according to an aspect of the present invention includes the stave according to any one of (1) to (9 8 ).
Here, it is desirable that the stave according to one aspect of the present invention be installed in a portion where the charged material falls in a granular state in the shaft portion of the blast furnace and its periphery.
In such a stave, even if there is a charge that falls in a granular form, a stagnant layer is formed by the protrusions of the stave, and wear on the reference surface of the stave body is reduced. In the shaft part of the blast furnace, wear due to the granular charge progresses, which makes it difficult to operate as a blast furnace, but by installing a wear-resistant stave in this part, the operation becomes It can be performed stably and the life as a blast furnace can be extended.
Claims (10)
前記高炉の内部空間に面する基準面を有するステーブ本体と;
前記基準面より、前記高炉の内側に向かって突出した複数の突起部と;
を備えることを特徴とするステーブ。A stave provided on the inner periphery of the shaft portion of the blast furnace,
A stave body having a reference surface facing the internal space of the blast furnace;
A plurality of protrusions protruding toward the inside of the blast furnace from the reference surface;
Stave characterized by comprising.
隣接する前記突起部の間隔が200〜700mmである;
ことを特徴とする請求項1に記載のステーブ。The protrusion dimension of the protrusion is 50 to 150 mm;
An interval between adjacent protrusions is 200 to 700 mm;
The stave according to claim 1, wherein:
前記突起部が、前記凹部に埋め込まれ前記基準面から突出したブロックであり;
前記ブロックが高硬度材料で形成されている;
ことを特徴とする請求項4に記載のステーブ。A recess is formed in the stave body;
The protrusion is a block embedded in the recess and protruding from the reference surface;
The block is formed of a high hardness material;
The stave according to claim 4 characterized by things.
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