KR100456036B1 - Cooling panel for a shaft furnace - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자켓이 설치된 세로형 고로의 냉각 패널에 관한 것이다. 보다 상세하게는 철광석을 적게 사용하기 위한 용광로로서 적어도 하나 이상의 수직 도관(duct)이 설치되고, 그 도관의 끝단은 냉각 패널면을 가로질러 설치된 연결단과 결합된 구조를 갖는 세로형 고로의 냉각 패널에 관한 것이다.The present invention relates to a cooling panel of a vertical blast furnace is installed jacket. More specifically, at least one vertical conduit is installed as a furnace for the use of less iron ore, and the end of the conduit is connected to the cooling panel of the vertical blast furnace having a structure combined with a connection end installed across the cooling panel surface. It is about.
본 발명에 따르면, 적어도 하나 이상의 수직 도관이 설치되고, 상기 도관의 끝단은 냉각 패널면을 가로질러 설치된 연결단과 결합되며, 상기 냉각 패널의 각 도관 및 접속 단은 연속형의 튜브로 형성되고, 상기 튜브는 저탄소 철, 스테인레스 철, 구리 및 니켈로 된 합금 등으로 구성된 재료 군에서 선정된 재료로 만들어지고, 상기 냉각 패널의 나머지 부분은 상기 튜브를 둘러싸는 주물된 구리로 형성되며, 상기 접속 단으로부터 떨어진 반대편에는 다수의 수평 리브를 갖는 것을 특징으로 하는 세로형 고로의 냉각 패널이 제시된다.According to the invention, at least one vertical conduit is provided, and the end of the conduit is coupled with a connection end installed across the cooling panel surface, and each conduit and connection end of the cooling panel is formed of a continuous tube. The tube is made of a material selected from the group of materials consisting of low carbon iron, stainless iron, copper and nickel alloys, etc., and the remainder of the cooling panel is formed of cast copper surrounding the tube, from the connecting end On the opposite side away is a cooling panel of a vertical blast furnace characterized by having a plurality of horizontal ribs.
Description
본 발명은 자켓이 설치된 세로형 고로의 냉각 패널에 관한 것이다. 보다 상세하게는 철광석을 적게 사용하기 위한 용광로로서 적어도 하나 이상의 수직 도관(duct)이 설치되고, 그 도관의 끝단은 냉각 패널면을 가로질러 설치된 연결단과 결합된 구조를 갖는 세로형 고로의 냉각 패널에 관한 것이다.The present invention relates to a cooling panel of a vertical blast furnace is installed jacket. More specifically, at least one vertical conduit is installed as a furnace for the use of less iron ore, and the end of the conduit is connected to the cooling panel of the vertical blast furnace having a structure combined with a connection end installed across the cooling panel surface. It is about.
용광로의 벽면에 가해지는 열적 부하는 일반적으로 대단히 높다. 이 열적 부하는 예를 들면 250,000W/m2 정도의 크기이다. 용광로 주물에 대한 손상을 막기 위해 벽면에 냉각 시스템의 설치가 필요하다. 이러한 목적을 위해 자주 채용되는 수단중의 하나가 소위 냉각 패널이다. 자켓 또는 철 자켓으로 알려진 금속 패널이 주물의 안쪽에 부착되며, 이 냉각 패널에는 하나 이상의 수직 도관이 냉각 패널을 관통하여 설치되어 있다. 이 도관은 자켓을 관통하는 접속단과 연결된다. 고로의 안쪽으로 접한 냉각 패널의 면은 뜨거운 고로 충전물과 냉각 패널 사이의 직접적인 열적 접촉을 피하거나 최소한 줄이기 위해 내화성의 벽돌이 끼워지는 홈(recess)이 제공된다.The thermal load on the walls of the furnace is usually very high. This thermal load is, for example, about 250,000 W / m 2. Cooling systems need to be installed on the walls to prevent damage to the furnace castings. One of the means often employed for this purpose is the so-called cooling panel. Metal panels, also known as jackets or iron jackets, are attached to the inside of the castings, where one or more vertical conduits are provided through the cooling panels. This conduit is connected to the connecting end through the jacket. The inward contact surface of the blast furnace is provided with a recess into which refractory bricks are fitted to avoid or at least reduce direct thermal contact between the hot blast furnace charge and the cooling panel.
하지만 냉각 패널에 응고된 표피물(crust)이 형성될 정도로 강력하게 냉각된 경우에는 내부에 벽돌을 대지 않은 냉각 패널도 사용된다. 이러한 응고된 표피물은 슬래그 성분과 고로 내부의 충전물 성분으로 구성된다.However, if the cooling panel is strong enough to form a crust that solidifies, cooling panels without bricks inside are also used. This solidified skin consists of a slag component and a filler component inside the blast furnace.
전통적으로 냉각 패널은 주철로 만들어진다. 그러나, 만일 내화용 재질이 낡거나 표피물 부분이 부서지거나 녹아버린 경우에는 주철 패널이 문제를 일으킬 수 있다는 점이 발견되었다.Traditionally, cooling panels are made of cast iron. However, it has been found that cast iron panels can cause problems if the refractory material is worn out or the skin portion is broken or melted.
특히, 냉각 패널상의 열적 부하가 갑작스럽게 증가하면 일부 냉각 패널 재질의 구조적 변화로 인하여 냉각 패널의 변형을 가져오며, 만일 이런 일이 자주 반복되면 균열이 생성되고 결국 수관의 누설로 이어진다. 어느 정도까지는 이러한 누설현상은 도관을 막아서 회피할 수 있다. 만일, 누설 부분이 많으면 고로의 운영을 중지하고 긴급 보수가 필요하다.In particular, the sudden increase in the thermal load on the cooling panel results in deformation of the cooling panel due to structural changes in some of the cooling panel materials, and if this is repeated frequently, cracks are generated and eventually lead to leakage of the water pipes. To some extent this leakage can be avoided by blocking the conduit. If there are many leaks, the blast furnace will be shut down and emergency repairs will be required.
종래에는 주철이 아닌 구리로 냉각 패널 주물을 만들어서 이러한 약점을 줄이려는 방법이 제안되었다. 구리의 열전도성이 더 좋기 때문에 냉각 패널내의 열적 차이는 더 낮은 반면에 패널은 더 높은 열적 부하를 감당할 수 있다. 결국, 냉각 패널의 누설과 균열의 위험도 줄어든다.Conventionally, a method has been proposed to reduce this weakness by making cooling panel castings from copper rather than cast iron. Because of the better thermal conductivity of copper, the thermal differences in the cooling panels are lower, while the panels can tolerate higher thermal loads. As a result, the risk of leakage and cracking of the cooling panel is also reduced.
그럼에도 불구하고, 구리주물로 된 냉각 패널은 재료의 피로현상의 결과와 구리주물로 된 냉각 패널에 존재하는 주물 결함으로 인하여 장기적으로는 문제가 일어나는 것으로 알려졌다. 구리주물이 아닌 후박압연 혹은 단조공법으로 가공된 얇은 판을 사용하여 이러한 결점을 제거하는 방법이 미국특허공보US 4,382,585에 제시되었다.Nevertheless, copper castings have been found to cause problems in the long run due to the material fatigue and casting defects present in copper castings. A method for eliminating this defect using thin plates processed by thick-rolling or forging methods rather than copper castings is shown in US Pat. No. 4,382,585.
이러한 경우에는 도관이 이 판을 관통해 설치되며, 어떤 경우에는 끝단에서 다시 막힌다. 이러한 설계 방식도 역시 문제점을 가지고 있다. 도관의 끝단을 막는 것은 다시 누설의 원인이 된다. 또한 이런 냉각 패널의 모양은 제조 방식때문에 제한을 받게 된다. 고로 측면을 소정의 형상으로 만드는 것이 대단히 고가인 반면에, 긴 도관의 천공은 냉각 패널의 길이를 한정한다.In such cases, conduits are installed through this plate, and in some cases re-blocked at the ends. This design approach also has problems. Blocking the end of the conduit causes leakage again. The shape of these cooling panels is also limited by the manufacturing method. While it is very expensive to make the blast furnace sides into the desired shape, the drilling of long conduits defines the length of the cooling panel.
일반적으로 구리 냉각 패널의 종래 문제점 중 하나는 접속단도 역시 구리로 되어 있다는 점이다. 많은 경우에 구리는 냉각 패널용의 기계적인 결합장치를 위해서는 너무 무르다는 점이다.In general, one of the conventional problems with copper cooling panels is that the connection ends are also made of copper. In many cases, copper is too soft for mechanical couplings for cooling panels.
그래서, 구리 성분이 현저하게 많이 포함되어 있지만 상기에서 언급한 문제점이 없는 냉각 패널이 필요하다. 게다가 이 냉각 패널은 열적 부하를 줄이는 형상이고, 부가적인 보호와 단열기능을 제공하는 안정적인 표피물을 가지는 형태이어야 한다.Thus, there is a need for a cooling panel that contains a significant amount of copper but does not have the above-mentioned problems. In addition, the cooling panels should be shaped to reduce thermal loads and to have a stable skin that provides additional protection and insulation.
따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 세로형 고로의 냉각 패널을 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention is to provide a cooling panel of a vertical blast furnace for solving the above problems.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적 사상으로써 본 발명에 따르면, 적어도 하나 이상의 수직 도관이 설치되고, 상기 도관의 끝단은 냉각 패널면을 가로질러 설치된 연결단과 결합되며, 상기 냉각 패널의 각 도관 및 접속 단은 연속형의 튜브로 형성되고, 상기 튜브는 저탄소 철, 스테인레스 철, 구리 및 니켈로 된 합금 등으로 구성된 재료 군에서 선정된 재료로 만들어지고, 상기 냉각 패널의 나머지 부분은 상기 튜브를 둘러싸는 주물된 구리로 형성되며, 상기 접속 단으로부터 떨어진 반대편에는 다수의 수평 리브를 갖는 것을 특징으로 하는 세로형 고로의 냉각 패널이 제공된다.According to the present invention as a technical concept for achieving the object of the present invention, at least one vertical conduit is installed, the end of the conduit is coupled with a connection end installed across the cooling panel surface, each conduit of the cooling panel And the connecting end is formed of a continuous tube, the tube is made of a material selected from the group of materials consisting of alloys of low carbon iron, stainless iron, copper and nickel, etc., and the rest of the cooling panel is connected to the tube. Cooling panels of longitudinal blast furnaces are formed of enclosed cast copper and have a plurality of horizontal ribs on the opposite side away from the connecting end.
바람직하게, 리브의 길이는 냉각패널의 폭보다는 작으며, 냉각패널의 폭 방향과 같은 방향이다. 더 바람직하게, 리브의 길이는 냉각패널의 상기 폭 방향의 10 ~ 50% 인데, 25% 이하의 작은 길이를 갖는 것이 선호된다.Preferably, the length of the ribs is smaller than the width of the cooling panel and is in the same direction as the width direction of the cooling panel. More preferably, the length of the ribs is 10-50% of the width direction of the cooling panel, preferably having a small length of 25% or less.
도 1은 본 발명에 따른 냉각 패널의 길이 방향 단면도이다.1 is a longitudinal sectional view of a cooling panel according to the invention.
도 2는 냉각 패널의 확대 상세도이다.2 is an enlarged detail view of a cooling panel.
도 3은 도 1을 확대한 부분 단면도이다.3 is an enlarged partial cross-sectional view of FIG. 1.
도 4는 도 2의 상세 투시도이다.4 is a detailed perspective view of FIG. 2.
도 5는 후면지지대를 가진 리브의 실시 구성도이다.5 is an embodiment configuration of a rib having a rear support.
도 6은 다수개이며 소형인 리브로 실시된 구성도이다.6 is a schematic diagram of a plurality of small ribs.
도 7은 부가적인 후면지지대를 갖는 리브의 또 다른 실시 구성도이다.7 is another embodiment of the rib having an additional back support.
도 8은 후면지지대를 갖는 리브의 또 다른 실시 구성도이다.8 is another embodiment of the rib having a rear support.
이하, 본 발명의 실시예에 대한 구성 및 그 작용을 첨부한 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서의 설명은 용광로와 관련된 사항이며, 또한 다른 형태의 세로형 고로에 대한 설명도 포함한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the configuration and operation of the embodiment of the present invention will be described in detail. The description herein is directed to furnaces and also includes descriptions of other types of vertical blast furnaces.
상기에서 언급한대로 구리/니켈 합금은 구리보다 용융점이 더 높아서, 구리로 된 냉각 패널의 몸체가 이 튜브 주위로 주물되어 질 수 있는데 튜브 자체는 녹지 않는다. 엄격한 기계적, 열적, 화학적 조건하에서 일반적으로 열 교환 파이프로 사용되어지는 고급 튜브는 높은 니켈 성분을 가진 구리-니켈 합금으로 만들어진다. 주조된 구리몸체가 작은 구멍이나 균열이 생기기 시작할 지라도 고품질의 튜브가 사용되었기 때문에 물의 누수는 없을 것이다.As mentioned above, copper / nickel alloys have a higher melting point than copper, so the body of copper cooling panels can be cast around this tube, but the tube itself does not melt. High grade tubes, commonly used as heat exchange pipes under stringent mechanical, thermal and chemical conditions, are made of a copper-nickel alloy with high nickel content. Even if the cast copper body begins to develop small holes or cracks, there will be no water leaks because high quality tubes are used.
고로 내부쪽으로 접한 면에 리브를 가진 냉각 패널을 설치함으로써 이 리브 사이에 표피물이 형성될 수 있는 공간이 형성된다. 이 표피물은 슬래그, 광석, 철, 그리고 이들의 혼합물로 구성되어 있다. 또한 표피물은 리브 사이에 내화벽돌, 콘크리트 또는 고체 덩어리를 타설해서 만들 수 있다. 만일 리브가 끝이 가늘어지는 테이퍼 형상이라면, 이것은 냉각 패널의 주 몸체로의 열 유동이 감소된다는 것을 의미하는데 이는 냉각 패널의 내구성에 이로운 것이다.The installation of a cooling panel with ribs on the side facing the inner side of the blast furnace thus forms a space in which the skin can be formed between the ribs. This skin consists of slag, ore, iron, and mixtures thereof. Cuticles can also be made by placing refractory bricks, concrete or solid masses between the ribs. If the ribs are tapered tapered, this means that the heat flow to the main body of the cooling panel is reduced, which is beneficial for the durability of the cooling panel.
다수의 리브를 냉각 패널 상에 조밀하게 설치하고 짧게 함으로써 이 리브의 열 스트레스를 회피할 수 있고, 결과적으로 좀 더 긴 사용연한을 가질 수 있다.By densely installing and shortening a large number of ribs on the cooling panel, the thermal stress of these ribs can be avoided and consequently have a longer service life.
하지만 본 발명에 따르면, 리브는 또한 냉각 패널의 주 몸체에서 먼 쪽에 있는 자유단 쪽으로 얇아지는 형상을 만들 수 있다. 이것은 리브내로 부터 표피물의 이완을 방지하고 냉각패널의 부가적인 보호를 가능하게 한다.However, according to the invention, the ribs can also be shaped to thin towards the free end away from the main body of the cooling panel. This prevents loosening of the epidermis from within the ribs and allows for additional protection of the cooling panel.
미국특허공보 US 3,853,309에는 구리/니켈로 된 튜브가 길이방향으로 구리 주물속에 설치된 수냉식 송풍노즐이 실시되어 있다. 하지만 기술적인 측면에서 용광로의 송풍노즐 사용은 냉각패널의 도움을 받는 고로 벽의 냉각과는 완전히 다른 문제이다.U. S. Patent No. 3,853, 309 is provided with a water-cooled blowing nozzle in which a tube of copper / nickel is installed in a copper casting in the longitudinal direction. However, in technical terms, the use of a blow nozzle in a furnace is a completely different problem from the cooling of the blast furnace walls with the aid of cooling panels.
본 발명에 따르면, 튜브(Tube)는 저탄소의 철(Low-carbon steel), 스테인레스 철(Stainless steel), 구리(Cu) 및 니켈(Ni)로 된 합금(Alloy) 등으로 구성된 재료 군에서 선정된 재료로 만들어진다.바람직하게, 상기 튜브의 재료는 무게를 바탕으로 65% ~ 70%의 니켈(Ni), 3%의 철(Fe), 그리고 1% 이하의 망간(Mn), 실리콘(Si), 탄소(C)로 구성된 합금이 적절하다. 특히, 28%의 구리(Cu), 68%의 니켈(Ni), 3%의 철(Fe), 1%의 망간(Mn), 약간의 실리콘(Si) 또는 탄소(C) 성분의 혼합물인 모넬(Monel)의 사용이 선호된다.상기와 같은 구성 요소를 선택하는 이유는 튜브와 주조 동(구리)간의 금속학적 결합에 관련되기 때문이다. 즉, 이러한 요소는 주조 동과 아주 가깝거나 비슷하게 때문에 구리와 니켈 선택에 의해 결합이 향상된다. 또한, 저탄소의 철과 스테인레스 철을 포함한 더 경제적인 고로의 냉각패널을 형성할 수 있기 때문이다.According to the present invention, the tube is selected from the group of materials consisting of low-carbon steel, stainless steel, copper (Cu), alloys of nickel (Alloy), and the like. Preferably, the material of the tube is based on weight 65% to 70% nickel (Ni), 3% iron (Fe), and less than 1% manganese (Mn), silicon (Si), Alloys composed of carbon (C) are suitable. In particular, Monel, which is a mixture of 28% copper (Cu), 68% nickel (Ni), 3% iron (Fe), 1% manganese (Mn), some silicon (Si) or carbon (C) The use of (Monel) is preferred, as the reason for choosing such a component is related to the metallic coupling between the tube and the cast copper (copper). That is, because these elements are very close or similar to the cast copper, the bonding is enhanced by the copper and nickel selection. It is also possible to form more economical blast furnace cooling panels, including low carbon iron and stainless iron.
리브의 중요한 기능은 냉각 패널의 표면 위에 표피물의 형성을 가능하게 하는 것이며, 특히 이 표피물이 소정의 위치에 고정될 수 있도록 하는 것이다. 후자의 요소는 용광로의 하방으로 계속 움직이는 장입물이 벽면에, 특히 형성되어 있는 표피물에 높은 마찰력을 가한다는 관점에서 그 중요성은 의심의 여지가 없다.An important function of the rib is to enable the formation of the skin on the surface of the cooling panel, in particular to allow it to be fixed in place. The latter element is undoubtedly important in view of the fact that the charges which continue to move down the furnace exert high friction on the walls, especially the formed skin.
궁극적으로 이 마찰력의 대부분이 리브에 흡수된다. 이런 리브가 마찰력에 잘 견딜 수 있도록 하기 위해서는 본 발명과 같이 후면지지대를 가진 리브를 실시함으로써 좋은 장점을 가질 수 있다. 이러한 후면지지대는 가해지는 수직부하를 더 잘 흡수하고 냉각패널로 좀 더 잘 분산한다. 그 결과 리브가 휘거나, 부러지거나 또는 손상되는 등의 위험이 감소된다.Ultimately, most of this friction is absorbed by the ribs. In order to allow such ribs to withstand friction well, it can have a good advantage by implementing a rib having a rear support as in the present invention. This rear support absorbs the vertical load applied better and distributes better to the cooling panel. As a result, the risk of bending, breaking or damaging the ribs is reduced.
이러한 후면지지대를 가지는 리브의 첫번째 실시 예를 살펴보면, 후면지지대를 가진 각 리브는 단면이 T 형상이고, 냉각패널 면과 평행이다. 또 다른 실시 예는 후면지지대를 가지는 각 리브의 단면이 +형상이며 냉각 패널 면과 평행이다.Looking at the first embodiment of the rib having such a rear support, each rib having a rear support is T-shaped in cross section, parallel to the cooling panel surface. In another embodiment, the cross section of each rib having a back support is + shaped and parallel to the cooling panel face.
낙하하는 장입물의 마찰력이 대단히 높은 곳에서는 다수의 후면지지대를 가진 리브의 실시가 필요하다. 이러한 목적을 위해, 본 발명에 따른 하나의 가능한 실시예는 리브의 끝단 주변의 양면 위에 후면지지대가 설치되는 것이다.Where the friction of the falling load is very high, it is necessary to implement ribs with multiple rear supports. For this purpose, one possible embodiment according to the invention is that the rear support is installed on both sides around the ends of the ribs.
냉각 패널용 재질로서 구리는 주철보다 훨씬 더 비싸다. 그러나 주철보다 구리의 열전도율이 훨씬 더 좋기 때문에 냉각패널의 형상을 통해 재료의 총량을 상당히 절약할 수 있다.As a material for cooling panels, copper is much more expensive than cast iron. However, because copper's thermal conductivity is much better than cast iron, the shape of the cooling panel can save significant amounts of material.
이러한 목적을 위한 냉각 패널의 한 가능한 실시예로는 접속단의 측면 위, 각 도관의 양면 위에 물결 같은 파동형상의 우묵한 홈이 있는 벽을 갖도록 한 것인데, 이 홈들을 채운 강화벽이 냉각패널에 분포된다. 결과적으로 냉각 패널이 국부적으로 얇아진다는 점에도 불구하고 충분히 강력함을 유지한다.One possible embodiment of a cooling panel for this purpose is to have a wave-shaped recessed wall on the side of the connection and on both sides of each conduit, with the reinforcement walls filling these grooves distributed over the cooling panel. do. As a result, the cooling panel remains strong enough despite being locally thinned.
본 발명에서 다른 실시예는 접속단으로부터 먼 측면의 벽에, 따라서 각 도관의 양측면 상에 파동모양의 홈을 갖도록 하는 것이다. 이렇게 함으로써 또한 상당량의 재료가 절약된다.Another embodiment of the invention is to have a wave-shaped groove in the wall on the side distant from the connecting end and thus on both sides of each conduit. This also saves a considerable amount of material.
상기에 언급된 냉각 패널 뿐만 아니라, 본 발명은 상기 언급된 냉각 패널이 내부에서 최소한 부분적으로 실시되는 자켓을 가진 세로형 고로에 관한 것이기도 하다.In addition to the above-mentioned cooling panel, the present invention also relates to a vertical blast furnace with a jacket in which the above-mentioned cooling panel is implemented at least partially inside.
마지막으로 본 발명은 상기 언급된 여러 종류 중 어느 하나의 냉각패널을 제작하는 공정에도 관련된 것이다. 이 공정은 우선 연속튜브가 최종 형태대로 주어지고, 이후 성형하려는 냉각 패널 몸체용 구리가 튜브재질의 용융점 근처의 온도로 튜브 주변에 주물 되어지고, 이후 주물재료가 냉각되고, 튜브재료에 부착되는 것으로 특징지어질 수 있다.Finally, the present invention also relates to a process for manufacturing a cooling panel of any of the aforementioned types. This process involves first of all a continuous tube being given its final shape, then the copper for the cooling panel body to be molded is cast around the tube at a temperature near the melting point of the tube material, and then the casting material is cooled and attached to the tube material. Can be characterized.
이 방법은 연속튜브와 이를 감싸는 냉각패널의 구리 사이에 열 이동에 대하여 사실상으로 저항이 없는 결과를 가져온다. 본 명세서에서 구리라는 용어는 완전히 순수한 구리 뿐만 아니라 구리 냉각패널 생산용으로 통상적으로 사용되어지는 것과 같은 낮은 수준의 구리합금도 의미한다.This method results in virtually no resistance to heat transfer between the continuous tube and the copper of the cooling panel surrounding it. The term copper herein means not only pure pure copper but also low level copper alloys such as those commonly used for copper cooling panel production.
이어서, 도 1 내지 도 8에 도시된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 좀 더 상세히 설명하기로 한다.Next, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings shown in FIGS. 1 to 8.
도 1 및 도 3에서, 참조부호 (1)은 용광로의 주강주물(일명 자켓)을 나타낸다. 주조 구리로 된 냉각 패널의 몸체는 부호 (2)로 표시되는데, 케스트인(cast-in)된 연속튜브(3)가 관통되어 타설되어 있다. 이 튜브는 모넬 재질로 만들어진다.In Fig. 1 and Fig. 3, reference numeral 1 denotes a casting of a furnace (aka jacket). The body of the cooling panel of cast copper is indicated by the symbol (2), which is cast through a cast-in continuous tube (3). This tube is made of Monel material.
연속튜브(3)의 접속단 (4)와 (5)는 자켓(1)의 개구부를 통해 돌출되어 있는데, 냉각수가 고로 외부로부터 고로 내부의 냉각 패널을 통과하여 순환할 수 있어, 결국 패널이 냉각된다. 도 3에서와 같이, 다수의 연속튜브(3)가 냉각 패널(2) 안에 타설될 수 있다.The connecting ends 4 and 5 of the continuous tube 3 protrude through the openings of the jacket 1, whereby the coolant can circulate from the outside of the blast furnace through the cooling panel inside the blast furnace, resulting in cooling of the panel. do. As in FIG. 3, a plurality of continuous tubes 3 can be poured into the cooling panel 2.
자켓(1)과 냉각 패널 사이 공간은 주조혼합물(6)로 채워진다. 냉각 패널을 고로의 외부로부터 자켓(1)에 부착시키기 위한 결합 볼트는 도시하지 않았다. 이러한 결합방법은 냉각 패널에 관행적으로 사용되는 전통 방식이다.The space between the jacket 1 and the cooling panel is filled with the casting mixture 6. A coupling bolt for attaching the cooling panel to the jacket 1 from the outside of the blast furnace is not shown. This joining method is a traditional method used conventionally for cooling panels.
끝이 가늘어지는 테이퍼 형상의 리브(7)는 냉각 패널의 고로쪽으로 주조처리된다. 이러한 리브(7)는 도 5에 도시된 바와 같은 형상으로 패널표면 상에 분포된다. 리브(7)의 길이가 제한되어 있기 때문에 높은 열적 스트레스가 이 리브(7)에 형성되는 것은 불가능하다. 하방으로 이동하는 장입물이 리브(7)에 가하는 수직 마찰력은 후면지지대(9)에 흡수된다.(도 2 및 도 5 참조)Tapered ribs 7 having tapered ends are cast to the blast furnace of the cooling panel. These ribs 7 are distributed on the panel surface in the shape as shown in FIG. Since the length of the ribs 7 is limited, it is impossible for high thermal stresses to be formed in the ribs 7. The vertical frictional force exerted by the downwardly moving charge on the ribs 7 is absorbed by the rear support 9 (see FIGS. 2 and 5).
응고된 표피물(8)은 리브(7) 사이에 쌓이고, 후면지지대(9)와 어울려서 고로와 냉각 패널 사이의 단열 작용을 한다. 리브(7)의 형상은 이 표피물(8)이 하방으로 이동하는 장입물에 의해 쉽게 흘러내릴 가능성을 막아준다.The solidified skin 8 accumulates between the ribs 7 and mates with the rear support 9 to insulate between the blast furnace and the cooling panel. The shape of the ribs 7 prevents the possibility that this skin 8 easily flows down by the charging material moving downwards.
또한 리브(7)의 테이퍼 형상은 리브를 경유해서 냉각 패널에 가해지는 높은 열적부하를 제한하는 작용을 한다. 표피물(8)이 점차 두꺼워짐에 따라 열에 노출되는 리브(7)의 부분은 점차 더 작게된다.In addition, the tapered shape of the ribs 7 acts to limit the high thermal load applied to the cooling panel via the ribs. As the skin 8 becomes thicker, the portion of the rib 7 exposed to heat becomes smaller.
만일 냉각 패널이 장기간 사용되고, 그리고 상당히 다양한 운영조건으로 인한 패널 상의 열적 부하가 급격히 변동된 결과로 냉각 패널이 손상되어지면, 이 손상은 도 4에 도시된 바와 같이 리브(7)의 바깥쪽 끝부분 주변의 작은 균열(13)로 한정된다.If the cooling panel is used for a long time, and the cooling panel is damaged as a result of the rapid fluctuations in the thermal load on the panel due to a wide variety of operating conditions, this damage is caused by the outer end of the rib 7 as shown in FIG. It is limited to the small crack 13 around.
이러한 손상은 부분적으로만 일어나고 냉각 패널의 몸체까지 전파되지 않는 것으로 알려졌다. 아주 극심한 작업조건 때문에 손상이 몸체 부분에 일어났다고 하더라도 케스트인 되어진 모넬 튜브의 손상으로는 이어지지 않는다.It is known that such damage only occurs in part and does not propagate to the body of the cooling panel. Due to the extreme working conditions, damage to the body does not lead to damage to the cast-in monel tube.
도 3은 자켓(1)쪽에 접하는 냉각 패널의 벽면을 튜브(3) 주변으로 물결치는 파동모양으로 만듦으로써 구리를 절약할 수 있다는 점을 보여주고 있다.FIG. 3 shows that copper can be saved by making the wall of the cooling panel in contact with the jacket 1 into a wave shape waving around the tube 3.
냉각 패널의 강도는 냉각 패널에 분포되어 형성된 홈 사이의 강화벽(12)을 배열하여 유지될 수 있다. 이 때, 유사한 방법으로 고로쪽으로 접하는 냉각 패널의 표면도 파동치는 형상으로 만들 수 있다.The strength of the cooling panel can be maintained by arranging the reinforcing walls 12 between the grooves formed and distributed in the cooling panel. At this time, the surface of the cooling panel in contact with the blast furnace in a similar manner can also be made into a wave shape.
리브(7)는 고로 속으로 더 깊게, 또는 더 얕게 침투하고자 하는 정도에 따라 더 크게 또는 더 작게 만들 수 있다. 즉, 상기 리브(7)의 길이는 냉각 패널의 폭보다는 작게 형성하거나, 냉각 패널의 폭과 같은 방향이거나 냉각 패널의 폭 방향의 10 ~ 50% 길이를 갖도록 형성한다.이는 폭방향의 리브 길이를 줄임으로써 비용적인 측면과 기술적인 이점을 제공할 수 있다. 또한, 리브 길이의 감소는 처리 과정에서 냉각패널의 노출을 줄일 수 있으며, 결국 열부하가 줄어들게 되어 냉각패널의 성능 및 주기를 향상시키게 된다.도 6은 후면지지대를 가진 더 작은 리브(7)가 좀더 조밀하게 배열되어 있는 실시예를 보이고 있다.The ribs 7 can be made larger or smaller depending on the extent to which they are intended to penetrate deeper or shallower into the blast furnace. That is, the length of the ribs 7 may be smaller than the width of the cooling panel, or may be formed to have the same length as the width of the cooling panel or 10 to 50% of the width direction of the cooling panel. Reduction can provide cost and technical benefits. In addition, the reduction in rib length can reduce the exposure of the cooling panel during processing, which in turn reduces the heat load, improving the performance and cycle of the cooling panel. FIG. 6 shows that the smaller rib 7 with the rear support is more The embodiment is shown densely arranged.
만일 하방으로 이동하는 장입물로 부터 대단히 큰 마찰력이 예측되는 조건하에서 작업하는 경우에는 각 리브(7)가 다수의 후면지지대를 가지도록 하는 것이 바람직하다.If working under conditions where very large frictional forces are expected from the downwardly moving charges, it is desirable for each rib 7 to have multiple rear supports.
도 7의 실시예에서는 4개의 후면지지대(15,16,17,18)가 각 리브(14)에 형성되어 있다. 이 형상은 표피물이 흘러내려가는 것에 대한 저항성을 더 갖도록 해준다. 도 8은 후면지지대를 가진 리브(19)의 또 다른 실시예를 보이고 있는데, 똑바로 선 십자가 형상으로 이루어져 있다.In the embodiment of FIG. 7, four rear supports 15, 16, 17, 18 are formed in each rib 14. This shape makes the skin more resistant to flowing down. 8 shows another embodiment of a rib 19 having a rear support, which consists of a straight cross shape.
이상에서와 같이 본 발명에 의한 세로형 고로의 냉각 패널에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.As described above, according to the cooling panel of the vertical blast furnace according to the present invention has the following effects.
첫째, 본 발명에 의한 냉각 패널의 각 리브는 냉각 패널의 주 몸체에서 먼 쪽에 있는 자유단 쪽으로 얇아지는 형상을 만듦으로써 리브 내로부터 표피물의 이완을 방지하고 냉각 패널의 부가적인 보호를 가능하게 한다.Firstly, each rib of the cooling panel according to the present invention forms a shape that becomes thinner toward the free end away from the main body of the cooling panel, thereby preventing loosening of the skin from the ribs and enabling additional protection of the cooling panel.
둘째, 본 발명에 의한 냉각 패널의 리브가 마찰력에 잘 견딜 수 있도록 하기 위해 후면지지대를 가진 리브를 실시함으로써 후면지지대에 가해지는 수직부하를 더 잘 흡수하고 냉각 패널로 좀 더 잘 분산시킨다. 그 결과 리브가 휘거나, 부러지거나 또는 손상되는 등의 위험이 감소된다.Secondly, the ribs of the cooling panel according to the present invention better absorb the vertical load applied to the rear support by dispersing the ribs with the rear support so that the ribs can withstand the frictional force better and distribute more well to the cooling panel. As a result, the risk of bending, breaking or damaging the ribs is reduced.
세째, 본 발명의 냉각 패널용 재질로서 구리는 주철보다 훨씬 더 비싸다. 그러나 주철보다 구리의 열전도율이 훨씬 더 좋기 때문에 냉각 패널의 형상을 통해 재료의 총량을 상당히 절약할 수 있다.Third, copper as a material for the cooling panel of the present invention is much more expensive than cast iron. However, due to the much better thermal conductivity of copper than cast iron, the shape of the cooling panel can significantly save the total amount of material.
즉, 접속단으로부터 먼 측면의 벽, 각 도관의 양측면 상에 파동 모양의 홈을 갖도록 함으로써 상당량의 재료가 절약된다.That is, a considerable amount of material is saved by having a wave-shaped groove on the side wall of the side facing away from the connecting end and on both sides of each conduit.
네째, 본 발명의 냉각 패널 공정으로 연속튜브가 최종 형태대로 주어지고, 이후 성형하려는 냉각 패널 몸체용 구리가 튜브재질의 용융점 근처의 온도로 튜브 주변에 주물 되어지며, 이후 주물재료가 냉각되고, 튜브재료에 부착되도록 함으로서 연속튜브와 이를 감싸는 냉각 패널의 구리 사이에 열 이동에 대하여 사실상으로 저항이 없는 결과를 가져온다.Fourth, in the cooling panel process of the present invention, the continuous tube is given in the final form, and then the copper for the cooling panel body to be molded is cast around the tube at a temperature near the melting point of the tube material, and then the casting material is cooled, and the tube The attachment to the material results in virtually no resistance to heat transfer between the continuous tube and the copper of the cooling panel surrounding it.
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