JP2007016257A - 高炉炉壁構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 冷却盤を支持する耐火煉瓦上に銅ステーブを配設する構成とした場合に、銅ステーブの下端面に作用する熱応力を緩和できるようにする。
【解決手段】 冷却盤６を支持する耐火煉瓦５と、耐火煉瓦５の上面に配設された銅ステーブ３とを備え、銅ステーブ３の下端部を耐火煉瓦５の最上部の炉内側表面に対して１００〜３００[ｍｍ]程度奥まらせて、耐火煉瓦５の最上面に段部１０を形成する。これにより、高炉操業に伴って、段部１０上に断熱壁として機能する付着物１１を堆積付着させることができ、銅ステーブ３の下端面に作用する熱応力を緩和することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、銑鉄を製造するための高炉炉壁構造に関する。

高炉本体は、羽口の上の朝顔（ボッシュ）、炉腹（ベリー）、炉胸（シャフト）といったプロフィルを有する。このプロフィルは、炉内の個体、液体、気体の動きに合わせて経験的に決められている。例えば炉胸角度及び朝顔角度は、炉下部への装入物、ガスの温度上昇による体積の増加等を考慮して決められる。かかる高炉本体において、例えば特許文献１には、炉壁上部をステーブ方式で冷却し、炉壁下部に冷却盤方式で冷却するようにした高炉炉壁構造が提案されている。

特開平８−１９９２１１号公報

しかしながら、図３に示すように、冷却盤１０１を支持する耐火煉瓦１０２上にステーブ１０３を配設する構成とした場合に、ステーブ１０３の下端面が耐火煉瓦１０２に隣り合うため、下端面が熱応力を受けやすくなってしまう。その結果、ステーブ１０３の下端面が繰り返し熱応力を受けて、特にステーブ１０３の下端面に溶接部があるような場合には、その溶接部が破損して水漏れが生じるおそれもある。

本発明は上記のような点に鑑みてなされたものであり、冷却盤を支持する耐火煉瓦上にステーブを配設する構成とした場合に、ステーブの下端面に作用する熱応力を緩和できるようにすることを目的とする。

本発明による高炉炉壁構造は、冷却盤を支持する支持体と、前記支持体の上面に配設された銅ステーブとを備え、前記銅ステーブの下端部を前記支持体の最上部の炉内側表面に対して１００〜３００[ｍｍ]程度奥まらせて、前記支持体の最上面に段部を形成した点に特徴を有する。

本発明によれば、銅ステーブの下端部を支持体の最上部の炉内側表面に対して１００〜３００[ｍｍ]程度奥まらせて、支持体の最上面に段部を形成するようにしたので、段部上に断熱壁として機能する付着物を堆積付着させることがき、銅ステーブの下端面に作用する熱応力を緩和することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
図１は、本実施形態の高炉炉壁構造の羽口から朝顔にかけての部分を示す図である。朝顔の上部領域において、鉄皮１の内側に、キャスタブル２を介して銅ステーブ３が設置される。銅ステーブ３は、上方に向かうにしたがって拡径する適宜な角度を持つ。銅ステーブ３は、炉内側表面に帯状の煉瓦部３ａを有し、鉄皮１の外側に設けられた冷却水供給装置（不図示）から流入する冷却水によって冷却されるものである。

図２には、銅ステーブ３の内部構成例を示す。同図に示すように、銅ステーブ３の内部に冷却水路３ｂが形成されるが、その場合、銅ステーブ３の上下端面側から穴あけ加工を行うため、銅ステーブ３の上下端面に開口が形成される。そこで、それら開口に栓体３ｃを嵌め込み、溶接止めする（溶接部３ｄ）構成となっている。このように銅ステーブ３の下端面に溶接部３ｄがある場合には、下端面が繰り返し熱応力を受けたときに、特に溶接部３ｄが破損してしまうおそれがある。

図１に説明を戻して、羽口４より上で朝顔の下部領域において、鉄皮１の内側に、冷却盤６の支持体として耐火煉瓦５が積み重ねられる。耐火煉瓦５の炉内側表面は、上方に向かうにしたがって、すなわち羽口４側から銅ステーブ３側に向かうにしたがって拡径する適宜な角度を持つ。

さらに、羽口４より上で朝顔の下部領域において、冷却盤６を支持するための支持部７が千鳥状に配設される。支持部７は鉄皮１から耐火煉瓦５の炉内側表面まで貫通する穴であり、各支持部７に鉄皮１の外側から冷却盤６を挿設することができる。すなわち、冷却盤６は、高炉の周方向に適宜な間隔（好ましくは等間隔）で、４〜５段程度（図示例では４段）に配置される。

銅ステーブ３及びキャスタブル２と耐火煉瓦５との間には、耐火煉瓦５の膨張等を吸収するための不定形耐火物９が設けられる。

ここで、図１に示すように、銅ステーブ３の角度を耐火煉瓦５の炉内側表面の角度に比べて立たせるとともに、銅ステーブ３の下端部を最上段の耐火煉瓦５の炉内側表面に対してｈ＝１００〜３００[ｍｍ]程度奥まらせている（炉外方向に位置させている）。したがって、耐火煉瓦５の最上面には段部１０が形成されることになる。

以上述べた高炉構造においては、銅ステーブ３の下端部を最上段の耐火煉瓦５の炉内側表面に対して１００〜３００[ｍｍ]程度奥まらせて、耐火煉瓦５の最上面には段部１０を形成するようにしたので、高炉操業に伴って、段部１０上に付着物１１（熱伝導率１〜２Ｗ／ｍ・℃）を堆積付着させることがきる。そして、この付着物１１が断熱壁として機能するので、銅ステーブ３の下端面に作用する熱応力を緩和して、銅ステーブ３の下端面の溶接部３ｄを熱応力から保護することができる。

この場合に、段部１０の幅を１００〜３００[ｍｍ]としたのは、１００[ｍｍ]未満であると、付着物１１の厚さが薄くなり、十分な断熱効果を得ることができず、銅ステーブ３の下端面に作用する熱応力を十分に緩和することができないからである。また、３００[ｍｍ]超であると、冷却盤６及び耐火煉瓦５で形成されるプロフィルと、銅ステーブ３で形成されるプロフィルとの境界での段差が大きくなりすぎ、装入物の安定した降下が阻害されてしまうおそれがあるからである。

なお、銅ステーブ３の上端面は、別の銅ステーブと隣接して強冷されているので、熱応力は小さく、溶接部３ｄが破損するおそれはない。

以上、本発明を種々の実施形態とともに説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。

本実施形態の高炉構造の一部断面図である。 銅ステーブの内部構成を示す図である。 銅ステーブの表面と耐火煉瓦の炉内側表面とを面一とした場合を説明するための図である。

符号の説明

１ 鉄皮
２ キャスタブル
３ 銅ステーブ
４ 羽口
５ 耐火煉瓦
６ 冷却盤
７ 支持部
９ 不定形耐火物
１０ 段部
１１ 付着物

Claims (2)

1. 冷却盤を支持する支持体と、
   前記支持体の上面に配設された銅ステーブとを備え、
   前記銅ステーブの下端部を前記支持体の最上部の炉内側表面に対して１００〜３００[ｍｍ]程度奥まらせて、前記支持体の最上面に段部を形成したことを特徴とする高炉炉壁構造。
2. 前記冷却盤により朝顔の下部領域のプロフィルが形成され、前記銅ステーブにより朝顔の上部領域のプロフィルが形成されることを特徴とする請求項１に記載の高炉炉壁構造。

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