JPH0820814A - 精錬炉の炉壁構造 - Google Patents
精錬炉の炉壁構造Info
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- JPH0820814A JPH0820814A JP15468094A JP15468094A JPH0820814A JP H0820814 A JPH0820814 A JP H0820814A JP 15468094 A JP15468094 A JP 15468094A JP 15468094 A JP15468094 A JP 15468094A JP H0820814 A JPH0820814 A JP H0820814A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 水冷パネルの溶損を生ぜす、又、水冷パネル
からの熱損失を低減できる精錬炉の炉壁構造を提供す
る。 【構成】 水冷パネルの表面に、グラファイト質煉瓦と
非グラファイト質煉瓦とを複合配列することにより、精
錬炉の操業時スラグによって、耐火物の稼働表面にスラ
グ凝固層を安定して形成するようにしたので、耐火物の
寿命及び水冷パネルの寿命を飛躍的に向上することがで
き、耐火物コストの低減及び水冷パネルによる抜熱量の
抑制による燃料原単位の低減を図ることができる。
からの熱損失を低減できる精錬炉の炉壁構造を提供す
る。 【構成】 水冷パネルの表面に、グラファイト質煉瓦と
非グラファイト質煉瓦とを複合配列することにより、精
錬炉の操業時スラグによって、耐火物の稼働表面にスラ
グ凝固層を安定して形成するようにしたので、耐火物の
寿命及び水冷パネルの寿命を飛躍的に向上することがで
き、耐火物コストの低減及び水冷パネルによる抜熱量の
抑制による燃料原単位の低減を図ることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は精錬炉の炉壁構造に関
するものである。
するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、溶融還元等の精錬炉においては、
炉体の高温部位は内張り耐火物に対する熱負荷が高いの
で通常の耐火物では溶損してしまい、そのため精錬炉の
寿命は極めて短いものであった。この熱付加を軽減さ
せ、精錬炉の寿命を延長をさせる手段として、例えば特
開平４−３１６９８２号公報に示される技術が開示され
ている。この先行技術では、炉体の高温部には耐火物の
代わりに高伝導性材料からなる水冷パネルを設け、この
水冷パネルの表面に操業中に溶融スラグを強制的に固着
生成させ保護層を形成させるか、又は水冷パネルの表面
に予め耐火物の保護層を配置して、水冷パネルの耐用性
を向上させ精錬炉の寿命を延長させている。
炉体の高温部位は内張り耐火物に対する熱負荷が高いの
で通常の耐火物では溶損してしまい、そのため精錬炉の
寿命は極めて短いものであった。この熱付加を軽減さ
せ、精錬炉の寿命を延長をさせる手段として、例えば特
開平４−３１６９８２号公報に示される技術が開示され
ている。この先行技術では、炉体の高温部には耐火物の
代わりに高伝導性材料からなる水冷パネルを設け、この
水冷パネルの表面に操業中に溶融スラグを強制的に固着
生成させ保護層を形成させるか、又は水冷パネルの表面
に予め耐火物の保護層を配置して、水冷パネルの耐用性
を向上させ精錬炉の寿命を延長させている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この先行技術におい
て、水冷パネルの前面に直接スラグ固着層を形成させる
方法の場合、精錬炉内の温度変化に伴い、スラグ層は溶
融（剥離）・凝固を繰り返し水冷パネルへの抜熱量が一
定せず、また、水冷パネルからの熱損失が大きいという
問題がある。又、溶融物が直接水冷パネルに接している
ため、水冷パネルの金属表面の組織の劣化等による水冷
パネルの寿命低下、あるいは水冷パネルの溶損が発生す
る。
て、水冷パネルの前面に直接スラグ固着層を形成させる
方法の場合、精錬炉内の温度変化に伴い、スラグ層は溶
融（剥離）・凝固を繰り返し水冷パネルへの抜熱量が一
定せず、また、水冷パネルからの熱損失が大きいという
問題がある。又、溶融物が直接水冷パネルに接している
ため、水冷パネルの金属表面の組織の劣化等による水冷
パネルの寿命低下、あるいは水冷パネルの溶損が発生す
る。
【０００４】水冷パネルの炉内側に耐火物として約３０
０mmのアルミナ・カーボン煉瓦を使用した例では、アル
ミナ・カーボン煉瓦の冷却が十分に行われないので、こ
のアルミナ・カーボン煉瓦の溶損、脱落を抑制できず、
最終的には上記例の水冷パネルの前面に直接スラグ固着
層を形成させる方法と同様の状態となる。
０mmのアルミナ・カーボン煉瓦を使用した例では、アル
ミナ・カーボン煉瓦の冷却が十分に行われないので、こ
のアルミナ・カーボン煉瓦の溶損、脱落を抑制できず、
最終的には上記例の水冷パネルの前面に直接スラグ固着
層を形成させる方法と同様の状態となる。
【０００５】水冷パネルによる効果を最大限に享受でき
るようにするためには、耐火物ライニングと水冷パネル
との併用により炉壁構造の機能が低下しないような炉壁
構造の開発が必要である。
るようにするためには、耐火物ライニングと水冷パネル
との併用により炉壁構造の機能が低下しないような炉壁
構造の開発が必要である。
【０００６】この発明は、上記課題を解決し、水冷パネ
ルの溶損を生ぜす、又、水冷パネルからの熱損失を低減
できる精錬炉の炉壁構造を提供することを目的とする。
ルの溶損を生ぜす、又、水冷パネルからの熱損失を低減
できる精錬炉の炉壁構造を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明の精錬炉
の炉壁構造は、水冷パネルの表面に耐火物ライニングを
配してなり、耐火物ライニングはグラファイト質煉瓦と
非グラファイト質煉瓦とを複合配列してなることを特徴
とするものである。
の炉壁構造は、水冷パネルの表面に耐火物ライニングを
配してなり、耐火物ライニングはグラファイト質煉瓦と
非グラファイト質煉瓦とを複合配列してなることを特徴
とするものである。
【０００８】発明者等はこの課題を解決するために、水
冷パネル部前面の耐火物ライニングが非グラファイト
質煉瓦のアルミナ・カーボン煉瓦のみ、グラファイト
質煉瓦のグラファイト（黒鉛）煉瓦のみ、アルミナ・
カーボン煉瓦とグラファイト煉瓦を千鳥配置した３種類
について、煉瓦残存厚さと煉瓦稼働表面温度（煉瓦稼働
表面温度とは炉内の溶融物と接している煉瓦面の温度の
ことである）との関係、及び煉瓦残存厚さと水冷パネル
の抜熱量との関係を調査した。尚、耐火物煉瓦の寸法は
断面が１５０mm×１５０mmで長さが３００mmである。
冷パネル部前面の耐火物ライニングが非グラファイト
質煉瓦のアルミナ・カーボン煉瓦のみ、グラファイト
質煉瓦のグラファイト（黒鉛）煉瓦のみ、アルミナ・
カーボン煉瓦とグラファイト煉瓦を千鳥配置した３種類
について、煉瓦残存厚さと煉瓦稼働表面温度（煉瓦稼働
表面温度とは炉内の溶融物と接している煉瓦面の温度の
ことである）との関係、及び煉瓦残存厚さと水冷パネル
の抜熱量との関係を調査した。尚、耐火物煉瓦の寸法は
断面が１５０mm×１５０mmで長さが３００mmである。
【０００９】図５は煉瓦残存厚さと煉瓦稼働表面温度と
の関係を示すグラフ図である。はアルミナ・カーボン
煉瓦、はグラファイト煉瓦、は千鳥配置したアルミ
ナ・カーボン煉瓦とグラファイト煉瓦の例である。
の関係を示すグラフ図である。はアルミナ・カーボン
煉瓦、はグラファイト煉瓦、は千鳥配置したアルミ
ナ・カーボン煉瓦とグラファイト煉瓦の例である。
【００１０】精錬炉内の溶融スラグは、接触する耐火物
（煉瓦）の表面温度が１２７０℃以下になると耐火物に
付着して保護層を形成する。よって、煉瓦稼働表面温度
が１２７０℃以下となる煉瓦の厚みに注目する。
（煉瓦）の表面温度が１２７０℃以下になると耐火物に
付着して保護層を形成する。よって、煉瓦稼働表面温度
が１２７０℃以下となる煉瓦の厚みに注目する。
【００１１】図５から明らかなようにアルミナ・カーボ
ン煉瓦では、煉瓦稼働表面温度が１２７０℃になる煉瓦
残存厚みは６０mmである。実際には、煉瓦稼働表面温度
が１２７０℃になる操業条件のよるバラツキで４０〜７
０mmとなる。煉瓦残存厚みは５０mm以下になるとその周
辺煉瓦との拘束力が低下して、煉瓦は脱落する危険性が
大きくなる。よって、実炉において、アルミナ・カーボ
ン煉瓦を使用して煉瓦稼働表面温度を１２７０℃以下に
保つことは困難である。
ン煉瓦では、煉瓦稼働表面温度が１２７０℃になる煉瓦
残存厚みは６０mmである。実際には、煉瓦稼働表面温度
が１２７０℃になる操業条件のよるバラツキで４０〜７
０mmとなる。煉瓦残存厚みは５０mm以下になるとその周
辺煉瓦との拘束力が低下して、煉瓦は脱落する危険性が
大きくなる。よって、実炉において、アルミナ・カーボ
ン煉瓦を使用して煉瓦稼働表面温度を１２７０℃以下に
保つことは困難である。
【００１２】グラファイト煉瓦を使用した場合、煉瓦稼
働表面温度が１２７０℃になるには煉瓦残存厚みは２２
０mmである。但しグラファイト煉瓦は純カーボン質のた
め、溶融スラグが煉瓦稼働表面に付着しにくく、煉瓦稼
働表面温度が凝固点（１２７０℃）以下まで低下しても
グラファイト煉瓦の表面に溶融スラグが凝固・付着がし
ない。
働表面温度が１２７０℃になるには煉瓦残存厚みは２２
０mmである。但しグラファイト煉瓦は純カーボン質のた
め、溶融スラグが煉瓦稼働表面に付着しにくく、煉瓦稼
働表面温度が凝固点（１２７０℃）以下まで低下しても
グラファイト煉瓦の表面に溶融スラグが凝固・付着がし
ない。
【００１３】グラファイト質煉瓦と非グラファイト質煉
瓦とを千鳥配置した場合、接触面を通してアルミナ・カ
ーボン煉瓦からグラファイト煉瓦への熱の移動があるの
で、アルミナ・カーボン煉瓦の煉瓦稼働表面温度が１２
７０℃になる煉瓦残存厚みは１８０〜２００mmとなる。
よって、脱落の危険のない十分な厚みの煉瓦を使用し
て、煉瓦稼働表面温度を１２７０℃以下にすることがで
きる。
瓦とを千鳥配置した場合、接触面を通してアルミナ・カ
ーボン煉瓦からグラファイト煉瓦への熱の移動があるの
で、アルミナ・カーボン煉瓦の煉瓦稼働表面温度が１２
７０℃になる煉瓦残存厚みは１８０〜２００mmとなる。
よって、脱落の危険のない十分な厚みの煉瓦を使用し
て、煉瓦稼働表面温度を１２７０℃以下にすることがで
きる。
【００１４】本発明により煉瓦の表面温度が１２７０℃
になれば、先ず非グラファイト質耐火煉瓦の表面にスラ
グ固着層が形成され、その後グラファイト質耐火煉瓦に
スラグ固着層が成長して、耐火煉瓦の全面にスラグ固着
層が形成されて、耐火煉瓦の損耗が停止しするので、半
永久的に使用することができる。更に炉内温度が上昇・
下降しても耐火煉瓦が残存しているため抜熱量は低位に
安定する。又、水冷パネル表面は溶融物（溶融スラグ及
び溶湯）と接触しないので、水冷パネルの劣化する危険
性がない。
になれば、先ず非グラファイト質耐火煉瓦の表面にスラ
グ固着層が形成され、その後グラファイト質耐火煉瓦に
スラグ固着層が成長して、耐火煉瓦の全面にスラグ固着
層が形成されて、耐火煉瓦の損耗が停止しするので、半
永久的に使用することができる。更に炉内温度が上昇・
下降しても耐火煉瓦が残存しているため抜熱量は低位に
安定する。又、水冷パネル表面は溶融物（溶融スラグ及
び溶湯）と接触しないので、水冷パネルの劣化する危険
性がない。
【００１５】尚、グラファイト質煉瓦とはグラファイト
煉瓦、グラファイト−ＳｉＣ煉瓦、グラファイト−Ｓｉ
Ｃ−ＡＩ2 Ｏ3 煉瓦等で、非グラファイト質煉瓦とはＡ
Ｉ2Ｏ3 −Ｃ煉瓦、ＭｇＯ−Ｃ煉瓦、ＡＩ2 Ｏ3 質煉
瓦、ＭｇＯ質煉瓦、ＭｇＯ−Ｃｒ2 Ｏ3 煉瓦、ＳｉＯ2
質煉瓦等である。
煉瓦、グラファイト−ＳｉＣ煉瓦、グラファイト−Ｓｉ
Ｃ−ＡＩ2 Ｏ3 煉瓦等で、非グラファイト質煉瓦とはＡ
Ｉ2Ｏ3 −Ｃ煉瓦、ＭｇＯ−Ｃ煉瓦、ＡＩ2 Ｏ3 質煉
瓦、ＭｇＯ質煉瓦、ＭｇＯ−Ｃｒ2 Ｏ3 煉瓦、ＳｉＯ2
質煉瓦等である。
【００１６】又、熱伝導率で区分すると、グラファイト
質煉瓦とは５００℃の熱伝導率で８０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以
上、非グラファイト質煉瓦では５００℃の熱伝導率で１
０〜３０Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。ちなみに、グラファイ
ト煉瓦の熱伝導率は５００℃で１２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）、
アルミナ・カーボン煉瓦では５００℃で１５Ｗ／（ｍ・
Ｋ）である。
質煉瓦とは５００℃の熱伝導率で８０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以
上、非グラファイト質煉瓦では５００℃の熱伝導率で１
０〜３０Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。ちなみに、グラファイ
ト煉瓦の熱伝導率は５００℃で１２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）、
アルミナ・カーボン煉瓦では５００℃で１５Ｗ／（ｍ・
Ｋ）である。
【００１７】
【実施例】本発明について転炉の操業に適用した例を示
す。図１で１は転炉、２は炉口、３は炉口２から挿入さ
れた酸素ランスで、転炉１内には溶湯７及びスラグ６が
ある。４は耐火煉瓦で、５は水冷パネルである。
す。図１で１は転炉、２は炉口、３は炉口２から挿入さ
れた酸素ランスで、転炉１内には溶湯７及びスラグ６が
ある。４は耐火煉瓦で、５は水冷パネルである。
【００１８】水冷パネル５は転炉１の最大熱負荷部であ
る、スラグ６との接触部及びその直上のガス空間部に配
置される。
る、スラグ６との接触部及びその直上のガス空間部に配
置される。
【００１９】炉体容量１２０ｔｏｎの転炉１に酸素ラン
ス３から送酸量５０，０００ｍ3 ／ｈｒ，溶湯温度は１
４００〜１７００℃の条件で操業した。
ス３から送酸量５０，０００ｍ3 ／ｈｒ，溶湯温度は１
４００〜１７００℃の条件で操業した。
【００２０】（実施例１）図２は本発明の実施例の水冷
パネル部の拡大断面図である。図３は本発明の実施例の
水冷パネル部を精錬炉から見た平面図である。
パネル部の拡大断面図である。図３は本発明の実施例の
水冷パネル部を精錬炉から見た平面図である。
【００２１】本発明ではアルミナ・カーボン煉瓦８とグ
ラファイト煉瓦９とを図２に示すように千鳥状（４面の
接触）に水冷パネルの前面に配置した。
ラファイト煉瓦９とを図２に示すように千鳥状（４面の
接触）に水冷パネルの前面に配置した。
【００２２】水冷パネル前面の耐火物（アルミナ・カー
ボン煉瓦及びグラファイト煉瓦）の断面が１５０mm×１
５０mmで長さを３００mmとし操業を開始したところ、煉
瓦の残存厚みが約２００mmの時点から煉瓦前面部にスラ
グの凝固・付着が開始され、アルミナ・カーボン煉瓦及
びグラファイト煉瓦の稼働表面も完全にスラグの固着層
で覆われ、それ以降の操業温度の上昇、下降にもかかわ
らず水冷パネルの抜熱量はほぼ一定となり、その抜熱量
はグラファイト煉瓦単独で施工した場合の約１／３程度
に低減することができた。
ボン煉瓦及びグラファイト煉瓦）の断面が１５０mm×１
５０mmで長さを３００mmとし操業を開始したところ、煉
瓦の残存厚みが約２００mmの時点から煉瓦前面部にスラ
グの凝固・付着が開始され、アルミナ・カーボン煉瓦及
びグラファイト煉瓦の稼働表面も完全にスラグの固着層
で覆われ、それ以降の操業温度の上昇、下降にもかかわ
らず水冷パネルの抜熱量はほぼ一定となり、その抜熱量
はグラファイト煉瓦単独で施工した場合の約１／３程度
に低減することができた。
【００２３】又、水冷パネル前面の千鳥状に配置した耐
火物の損耗はスラグの固着層により停止し、精錬炉の補
修まで耐用し、半永久的に使用できることが確認され
た。
火物の損耗はスラグの固着層により停止し、精錬炉の補
修まで耐用し、半永久的に使用できることが確認され
た。
【００２４】（実施例２）図４は本発明の実施例２の水
冷パネル部を精錬炉から見た平面図である。図４はアル
ミナ・カーボン煉瓦とグラファイト煉瓦とが一段置き
（２面接触）配置したものである。
冷パネル部を精錬炉から見た平面図である。図４はアル
ミナ・カーボン煉瓦とグラファイト煉瓦とが一段置き
（２面接触）配置したものである。
【００２５】この実施例２でも、実施例１と同じ効果が
確認された。煉瓦の配置については、縦に一列置き（２
面接触）配置でもよい。
確認された。煉瓦の配置については、縦に一列置き（２
面接触）配置でもよい。
【００２６】尚、水冷パネルの耐火煉瓦側の形状は冷却
効率を上げるために突起をつけてもよい。なぜならグラ
ファイト煉瓦は加工性が良いため、水冷パネルの前面の
形状に合わせて加工しやすい。アルミナ・カーボン煉瓦
の場合は水冷パネルと煉瓦の間にスタンプ材を施工して
行うことが築炉の作業上好ましいが、直接配置しても本
発明の効果を害するものではない。
効率を上げるために突起をつけてもよい。なぜならグラ
ファイト煉瓦は加工性が良いため、水冷パネルの前面の
形状に合わせて加工しやすい。アルミナ・カーボン煉瓦
の場合は水冷パネルと煉瓦の間にスタンプ材を施工して
行うことが築炉の作業上好ましいが、直接配置しても本
発明の効果を害するものではない。
【００２７】本実施例では、グラファイト質煉瓦と非グ
ラファイト質煉瓦とを複合配列する例として、千鳥状に
配列する例と一段置きに配列する例とを述べたが、複合
配列の例はこれに限られるものではなく、二段置き、三
段置き等、接触面を通してアルミナ・カーボン煉瓦から
グラファイト煉瓦への熱の移動があり、かつ非グラファ
イト質耐火煉瓦の表面形成されたスラグ固着層がグラフ
ァイト質耐火煉瓦に成長するような作用を生じる範囲
で、任意の複合配列が許される。
ラファイト質煉瓦とを複合配列する例として、千鳥状に
配列する例と一段置きに配列する例とを述べたが、複合
配列の例はこれに限られるものではなく、二段置き、三
段置き等、接触面を通してアルミナ・カーボン煉瓦から
グラファイト煉瓦への熱の移動があり、かつ非グラファ
イト質耐火煉瓦の表面形成されたスラグ固着層がグラフ
ァイト質耐火煉瓦に成長するような作用を生じる範囲
で、任意の複合配列が許される。
【００２８】また、以上の実施例において精錬炉として
転炉型の精錬炉に適用した場合について述べたが、高熱
負荷をを伴う鉄浴式溶融還元炉、電気炉、ＡＯＤ，ＶＯ
Ｄ等の精錬炉にも同様に適用できることはいうまでもな
い。
転炉型の精錬炉に適用した場合について述べたが、高熱
負荷をを伴う鉄浴式溶融還元炉、電気炉、ＡＯＤ，ＶＯ
Ｄ等の精錬炉にも同様に適用できることはいうまでもな
い。
【００２９】
【発明の効果】この発明によれば、水冷パネルの表面
に、グラファイト質煉瓦と非グラファイト質煉瓦とを複
合配列することにより、精錬炉の操業時スラグによっ
て、耐火物の稼働表面にスラグ凝固層を安定して形成す
るようにしたので、耐火物の寿命及び水冷パネルの寿命
を飛躍的に向上することができ、耐火物コストの低減及
び水冷パネルによる抜熱量の抑制による燃料原単位の低
減を図ることができる。
に、グラファイト質煉瓦と非グラファイト質煉瓦とを複
合配列することにより、精錬炉の操業時スラグによっ
て、耐火物の稼働表面にスラグ凝固層を安定して形成す
るようにしたので、耐火物の寿命及び水冷パネルの寿命
を飛躍的に向上することができ、耐火物コストの低減及
び水冷パネルによる抜熱量の抑制による燃料原単位の低
減を図ることができる。
【図１】本発明の実施例の精錬炉の炉壁構造を示す断面
図である。
図である。
【図２】本発明の実施例１の水冷パネル部の拡大断面図
である。
である。
【図３】本発明の実施例１の水冷パネル部を精錬炉から
見た平面図である。
見た平面図である。
【図４】本発明の実施例２の水冷パネル部を精錬炉から
見た平面図である。
見た平面図である。
【図５】煉瓦残存厚さと煉瓦稼働表面温度との関係を示
すグラフである。
すグラフである。
１ 転炉 ２ 炉口 ３ 酸素ランス ４ 耐火煉瓦 ５ 水冷パネル ６ 溶融スラグ ７ 溶湯 ８ グラファイト質煉瓦 ９ アルミナ・カーボン煉瓦
Claims (1)
- 【請求項１】 水冷パネルの表面に耐火物ライニングを
配してなり、耐火物ライニングはグラファイト質煉瓦と
非グラファイト質煉瓦とを複合配列してなることを特徴
とする精錬炉の炉壁構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15468094A JPH0820814A (ja) | 1994-07-06 | 1994-07-06 | 精錬炉の炉壁構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15468094A JPH0820814A (ja) | 1994-07-06 | 1994-07-06 | 精錬炉の炉壁構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0820814A true JPH0820814A (ja) | 1996-01-23 |
Family
ID=15589573
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15468094A Withdrawn JPH0820814A (ja) | 1994-07-06 | 1994-07-06 | 精錬炉の炉壁構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0820814A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016118375A (ja) * | 2014-12-22 | 2016-06-30 | ポスコ | 炉の冷却装置 |
-
1994
- 1994-07-06 JP JP15468094A patent/JPH0820814A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016118375A (ja) * | 2014-12-22 | 2016-06-30 | ポスコ | 炉の冷却装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20011002 |