JPH0134080Y2 - - Google Patents
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- JPH0134080Y2 JPH0134080Y2 JP13597381U JP13597381U JPH0134080Y2 JP H0134080 Y2 JPH0134080 Y2 JP H0134080Y2 JP 13597381 U JP13597381 U JP 13597381U JP 13597381 U JP13597381 U JP 13597381U JP H0134080 Y2 JPH0134080 Y2 JP H0134080Y2
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- Japan
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- cooling device
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- frame
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- water passage
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- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims description 10
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- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
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Landscapes
- Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案はボツクス型冷却装置、特にアーク炉の
炉壁に装備されるボツクス型冷却装置において、
枠体の周縁部全体を断面円弧状となし、冷却面と
加熱面との温度差を減少させて熱応力を減少さ
せ、装置の長寿命化を実現できるようにしたボツ
クス型装置に関するものである。
炉壁に装備されるボツクス型冷却装置において、
枠体の周縁部全体を断面円弧状となし、冷却面と
加熱面との温度差を減少させて熱応力を減少さ
せ、装置の長寿命化を実現できるようにしたボツ
クス型装置に関するものである。
一般にアーク炉においては、炉壁を形成する耐
火レンガに代えて鋼製又は鋳物製のボツクス型の
冷却装置を炉壁に装備し、チヤージ回数の増大を
図つている。しかしチヤージを繰返すうちに、冷
却装置にき裂等が生じ水洩れ事故を発生するなど
し、チヤージ回数の大幅な増大は望めなかつた。
なおこのき裂等の発生は枠体の周縁部特に熔接箇
所を含むコーナー部において数多くみうけられ
た。
火レンガに代えて鋼製又は鋳物製のボツクス型の
冷却装置を炉壁に装備し、チヤージ回数の増大を
図つている。しかしチヤージを繰返すうちに、冷
却装置にき裂等が生じ水洩れ事故を発生するなど
し、チヤージ回数の大幅な増大は望めなかつた。
なおこのき裂等の発生は枠体の周縁部特に熔接箇
所を含むコーナー部において数多くみうけられ
た。
本考案者は上記の如きき裂等の発生原因を解明
すべく所定の条件下で冷却装置各部の温度分布を
算出した。この条件は、(イ)形状が第1図に図示す
る如き断面をもつ3000×900×120(mm)で与えら
れかつ炭素鋼を材料とする冷却装置1とするこ
と、(ロ)冷却水流量が810/minとすること、(ハ)
冷却水入口温度が36℃で、冷却水出口温度が69℃
とすること、(ニ)冷却装置1後方の炉壁2温度を60
℃としかつ厚さを25(mm)とすること、(ホ)冷却装
置1と炉壁2との熱伝達は輻射のみとし、炉壁2
が自然放熱によつて失う熱量と炉壁2が輻射によ
つて得る熱量とが等しいとすること、などとし
た。そして得られた結果は、裏面板3の炉壁2側
の面4の温度が74.3℃、表面板5の水冷面6の温
度が134℃、表面板5の加熱面7の温度が338℃で
あつた。またコーナー部8の温度分布を求めるに
当つては、該コーナー部8の拡大図である第2図
を参照して説明すると、等温線Tの方程式をT=
T(x,y)とし、図示a,b,c,dで囲まれ
た微小部分の熱収支式即ち (aから入る熱量)−(bから出る熱量)+ (cから入る熱量)−(dから出る熱量)=0 から算出された式即ち ∂T2/∂2x+∂T2/∂2y=0 にもとづいて電算機により数値解析を行なつた。
この場合所定の境界条件を設定し入力した。この
結果、例えば厚さ16mmの場合第3図に図示する如
き温度分布が得られた。また同一厚さをもちかつ
1/4円をもつコーナー部8について同様に温度分
布を算出したところ、得られた温度分布は第4図
に図示する如きものとなつた。
すべく所定の条件下で冷却装置各部の温度分布を
算出した。この条件は、(イ)形状が第1図に図示す
る如き断面をもつ3000×900×120(mm)で与えら
れかつ炭素鋼を材料とする冷却装置1とするこ
と、(ロ)冷却水流量が810/minとすること、(ハ)
冷却水入口温度が36℃で、冷却水出口温度が69℃
とすること、(ニ)冷却装置1後方の炉壁2温度を60
℃としかつ厚さを25(mm)とすること、(ホ)冷却装
置1と炉壁2との熱伝達は輻射のみとし、炉壁2
が自然放熱によつて失う熱量と炉壁2が輻射によ
つて得る熱量とが等しいとすること、などとし
た。そして得られた結果は、裏面板3の炉壁2側
の面4の温度が74.3℃、表面板5の水冷面6の温
度が134℃、表面板5の加熱面7の温度が338℃で
あつた。またコーナー部8の温度分布を求めるに
当つては、該コーナー部8の拡大図である第2図
を参照して説明すると、等温線Tの方程式をT=
T(x,y)とし、図示a,b,c,dで囲まれ
た微小部分の熱収支式即ち (aから入る熱量)−(bから出る熱量)+ (cから入る熱量)−(dから出る熱量)=0 から算出された式即ち ∂T2/∂2x+∂T2/∂2y=0 にもとづいて電算機により数値解析を行なつた。
この場合所定の境界条件を設定し入力した。この
結果、例えば厚さ16mmの場合第3図に図示する如
き温度分布が得られた。また同一厚さをもちかつ
1/4円をもつコーナー部8について同様に温度分
布を算出したところ、得られた温度分布は第4図
に図示する如きものとなつた。
これらの結果から直角部を有するコーナー部8
はその加熱面7側の最高温度が650℃にも達し水
冷面6側の温度134℃との温度差が416℃もあり、
この大きな温度差による熱応力の発生により上述
した如きき裂等が生じることが推測された。また
1/4円をもつコーナー部8については直角部を有
するコーナー部8に較べて最高温度差が325℃と
小さく、従つて熱応力が小さいことが推測され
た。
はその加熱面7側の最高温度が650℃にも達し水
冷面6側の温度134℃との温度差が416℃もあり、
この大きな温度差による熱応力の発生により上述
した如きき裂等が生じることが推測された。また
1/4円をもつコーナー部8については直角部を有
するコーナー部8に較べて最高温度差が325℃と
小さく、従つて熱応力が小さいことが推測され
た。
本考案は、上記の如き温度分布データからコー
ナー部が円弧状面(楕円を含む。)であることが
温度差の減少ひいては熱応力の減少につながるこ
とに着目し、コーナー部に積極的に円弧状面をも
たせるようにしてき裂等の発生を防止することを
目的としている。そのため本考案はアーク炉の炉
壁に装備されるボツクス型冷却装置において、枠
体の周縁部全体を楕円を含む断面円弧状となした
ことを特徴とする。以下図面を参照しつつ説明す
る。
ナー部が円弧状面(楕円を含む。)であることが
温度差の減少ひいては熱応力の減少につながるこ
とに着目し、コーナー部に積極的に円弧状面をも
たせるようにしてき裂等の発生を防止することを
目的としている。そのため本考案はアーク炉の炉
壁に装備されるボツクス型冷却装置において、枠
体の周縁部全体を楕円を含む断面円弧状となした
ことを特徴とする。以下図面を参照しつつ説明す
る。
第5図ないし第7図は本考案によるボツクス型
冷却装置の一実施例構成を示し、第5図は該装置
を表面側からみたときの部分切欠断面図、第6図
は第5図図示A−A線による断面図、第7図は第
5図図示B−B線による断面図を夫々示す。
冷却装置の一実施例構成を示し、第5図は該装置
を表面側からみたときの部分切欠断面図、第6図
は第5図図示A−A線による断面図、第7図は第
5図図示B−B線による断面図を夫々示す。
第5図ないし第7図において、鋼製、鋳物製、
銅製又は銅合金製のボツクス型冷却装置9は四隅
に円弧状部を有する長方形状の表面板10と、該
表面板10と同一形状の裏面板11と、上記表面
板10および上記裏面板11を上下端および両側
端で連架する断面半円状の4個の割パイプ12−
1,12−2,12−3,12−4と、互いに隣
接する上記割パイプ12−1,12−2,12−
3,12−4と上記表面板10と上記裏面板11
とを四隅において連架する断面半円状の4個の割
エルボ13−1,13−2,13−3,13−4
とを有する枠体14をそなえると共に、枠体14
内に、等間隔で支持丸棒15が、垂直方向に等間
隔で水平支切板16−1,16−2,16−3,
16−4,16−5が夫々添着されかつ裏面縦中
央部に垂直支切板17が添着された中子板18が
内設されて構成される。裏面板11の下端には冷
却水を枠体14内に導入するための給水口19
が、上端には枠体14内を循環した後の冷却水を
枠体14外に排出するための排水口20がそれぞ
れ切欠かれて設けられている。また水平仕切板1
6−1,16−2,16−3,16−4,16−
5には冷却装置9裏面側において垂直仕切板18
の左方近傍又は右方近傍にリブ開口21−1,2
1−2,21−3,21−4,21−5が形成さ
れており、隣り合う水平仕切板16相互間でリブ
開口21位置が互い違いになるようにされてい
る。
銅製又は銅合金製のボツクス型冷却装置9は四隅
に円弧状部を有する長方形状の表面板10と、該
表面板10と同一形状の裏面板11と、上記表面
板10および上記裏面板11を上下端および両側
端で連架する断面半円状の4個の割パイプ12−
1,12−2,12−3,12−4と、互いに隣
接する上記割パイプ12−1,12−2,12−
3,12−4と上記表面板10と上記裏面板11
とを四隅において連架する断面半円状の4個の割
エルボ13−1,13−2,13−3,13−4
とを有する枠体14をそなえると共に、枠体14
内に、等間隔で支持丸棒15が、垂直方向に等間
隔で水平支切板16−1,16−2,16−3,
16−4,16−5が夫々添着されかつ裏面縦中
央部に垂直支切板17が添着された中子板18が
内設されて構成される。裏面板11の下端には冷
却水を枠体14内に導入するための給水口19
が、上端には枠体14内を循環した後の冷却水を
枠体14外に排出するための排水口20がそれぞ
れ切欠かれて設けられている。また水平仕切板1
6−1,16−2,16−3,16−4,16−
5には冷却装置9裏面側において垂直仕切板18
の左方近傍又は右方近傍にリブ開口21−1,2
1−2,21−3,21−4,21−5が形成さ
れており、隣り合う水平仕切板16相互間でリブ
開口21位置が互い違いになるようにされてい
る。
枠体9内に給水口19を介して冷却水が導入さ
れてくると、冷却水は最下端通水室22−1内に
おいて、裏面側流路を図面に向つて右方向に流
れ、右下端の割エルボ13−2内で流れ方向が反
転され、表面側流路を左方向に流れ、左下端の割
エルボ13−3内で流れ方向が反転され、裏面側
流路を右方向に流れ、リブ開口21−5を介して
上方の通水路22−2内に流入する。この通水路
22−2内においては、冷却水は裏面側流路を左
方向に流れ、左端の割パイプ12−4内で流れ方
向が反転され、表面側流路を右方向に流れ、右端
の割パイプ12−2内で流れ方向が反転され、裏
面側流路を左方向に流れ、リブ開口21−4を介
して上方の通水室22−3内に流入する。以後同
様に通水室22−3内を循環すると共に上方に通
水室22−4,22−5内を順次通過してゆき、
最後に上端の通水室22−6内を循環した後排水
口20を介して枠体9外に排出される。なお図中
の符号23は表面板10、割パイプ12の表面
側、割エルボ13の表面側に適宜間隔で突設され
たフインであり、アーク熔解処理中の飛散スラグ
を捕捉して炉壁を形成し、またはアーク熔解処理
前に予め塗着した不定形耐火物を強固に保持する
などのために設けられたものである。
れてくると、冷却水は最下端通水室22−1内に
おいて、裏面側流路を図面に向つて右方向に流
れ、右下端の割エルボ13−2内で流れ方向が反
転され、表面側流路を左方向に流れ、左下端の割
エルボ13−3内で流れ方向が反転され、裏面側
流路を右方向に流れ、リブ開口21−5を介して
上方の通水路22−2内に流入する。この通水路
22−2内においては、冷却水は裏面側流路を左
方向に流れ、左端の割パイプ12−4内で流れ方
向が反転され、表面側流路を右方向に流れ、右端
の割パイプ12−2内で流れ方向が反転され、裏
面側流路を左方向に流れ、リブ開口21−4を介
して上方の通水室22−3内に流入する。以後同
様に通水室22−3内を循環すると共に上方に通
水室22−4,22−5内を順次通過してゆき、
最後に上端の通水室22−6内を循環した後排水
口20を介して枠体9外に排出される。なお図中
の符号23は表面板10、割パイプ12の表面
側、割エルボ13の表面側に適宜間隔で突設され
たフインであり、アーク熔解処理中の飛散スラグ
を捕捉して炉壁を形成し、またはアーク熔解処理
前に予め塗着した不定形耐火物を強固に保持する
などのために設けられたものである。
以上説明した如く、本考案はアーク炉の炉壁に
装備されるボツクス型冷却装置において、枠体の
周縁部全体を断面円弧状となした。このため冷却
面と加熱面との温度差が例えば231℃程度に著し
く減少し、それに伴ない熱応力が減少し装置を長
寿命化することができる。また中子板を設ける
と、ボツクス内流速が2倍となり冷却効果におい
ても一層向上させることが期待できる。なお上述
した実施例は断面円弧の周縁部を有する装置につ
いて説明したが、本考案は断面楕円の周縁部を有
する装置であつてもよい。
装備されるボツクス型冷却装置において、枠体の
周縁部全体を断面円弧状となした。このため冷却
面と加熱面との温度差が例えば231℃程度に著し
く減少し、それに伴ない熱応力が減少し装置を長
寿命化することができる。また中子板を設ける
と、ボツクス内流速が2倍となり冷却効果におい
ても一層向上させることが期待できる。なお上述
した実施例は断面円弧の周縁部を有する装置につ
いて説明したが、本考案は断面楕円の周縁部を有
する装置であつてもよい。
第1図ないし第4図は本考案を説明するための
説明図、第5図ないし第7図は本考案によるボツ
クス型冷却装置の一実施例構成を示し、第5図は
該装置を表面側からみたときの部分切欠断面図、
第6図は第5図図示A−A線による断面図、第7
図は第5図図示B−B線による断面図を夫々示
す。 9……ボツクス型冷却装置、14……枠体、1
8……中子板、22……通水室。
説明図、第5図ないし第7図は本考案によるボツ
クス型冷却装置の一実施例構成を示し、第5図は
該装置を表面側からみたときの部分切欠断面図、
第6図は第5図図示A−A線による断面図、第7
図は第5図図示B−B線による断面図を夫々示
す。 9……ボツクス型冷却装置、14……枠体、1
8……中子板、22……通水室。
Claims (1)
- 【実用新案登録請求の範囲】 1 アーク炉の炉壁に装備されるボツクス型冷却
装置において、枠体の周縁部全体を楕円を含む
断面円弧状となしたことを特徴とするボツクス
型冷却装置。 2 上記枠体には、複数の通水室を垂直方向に配
列しかつ冷却水が各通水室を循環して上方の通
水室に送られるよう中子板が内設されている実
用新案登録請求の範囲第1項記載のボツクス型
冷却装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13597381U JPS5841497U (ja) | 1981-09-11 | 1981-09-11 | ボツクス型冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13597381U JPS5841497U (ja) | 1981-09-11 | 1981-09-11 | ボツクス型冷却装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5841497U JPS5841497U (ja) | 1983-03-18 |
JPH0134080Y2 true JPH0134080Y2 (ja) | 1989-10-17 |
Family
ID=29929319
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13597381U Granted JPS5841497U (ja) | 1981-09-11 | 1981-09-11 | ボツクス型冷却装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5841497U (ja) |
-
1981
- 1981-09-11 JP JP13597381U patent/JPS5841497U/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5841497U (ja) | 1983-03-18 |
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