KR101205572B1 - Stave cooler for blast furnace - Google Patents

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KR101205572B1
KR101205572B1 KR1020107010592A KR20107010592A KR101205572B1 KR 101205572 B1 KR101205572 B1 KR 101205572B1 KR 1020107010592 A KR1020107010592 A KR 1020107010592A KR 20107010592 A KR20107010592 A KR 20107010592A KR 101205572 B1 KR101205572 B1 KR 101205572B1
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blast furnace
welded
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pipe
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KR1020107010592A
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아끼히로 쯔다
도시스께 구제
가즈시 아까기
다이고 가또오
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엔에스 플랜트 디자이닝 코포레이션
신닛테츠스미킨 카부시키카이샤
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B7/00—Blast furnaces
    • C21B7/10—Cooling; Devices therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
    • F27D1/12—Casings; Linings; Walls; Roofs incorporating cooling arrangements

Abstract

구리 또는 구리 합금제 스테이브 본체에 급배수 취출관이 용접되고, 상기 스테이브 본체와 고로 철피가 복수의 강제 장착 볼트에 의해 고정된 고로용 스테이브 쿨러에 있어서, 상기 스테이브 본체에 급배수 취출관을 포위하도록 보호관이 용접되고, 상기 철피에 형성된 개구부의 외주의 철피면에 상기 보호관을 포위하도록 코밍 박스가 설치되고, 상기 코밍 박스의 측판 단부의 한쪽이 철피에 용접되고, 상기 측판 단부의 다른 쪽이 밀봉 플레이트를 통해 상기 보호관의 외주면에 용접된 고로용 스테이브 쿨러.In a blast furnace stave cooler in which a water supply and drainage pipe is welded to a copper or copper alloy stave body, and the stave body and the blast furnace shell are fixed by a plurality of forced mounting bolts. A protective tube is welded to surround the tube, and a coaming box is installed to surround the protective tube on the outer surface of the periphery of the opening formed in the steel shell, one side of the side plate end of the coaming box is welded to the steel shell, and the other of the side plate end A blast cooler for blast furnace, the side of which is welded to the outer circumferential surface of the protective tube via a sealing plate.

Description

고로용 스테이브 쿨러{STAVE COOLER FOR BLAST FURNACE}STAVE COOLER FOR BLAST FURNACE

본 발명은, 스테이브 본체와 철피의 열팽창에 의해 발생하는 응력을 흡수하고, 특히 급배수 취출관과 스테이브 본체의 용접부 등에 작용하는 응력을 최대한 작게 하여, 장기간의 사용에 견딜 수 있도록 구성한 고로용 스테이브 쿨러에 관한 것이다.The present invention absorbs the stress generated by the thermal expansion of the stave body and the shell, in particular for the blast furnace configured to withstand long-term use by minimizing the stress acting on the welding portion of the water supply and drain pipe and the stave body, etc. It's about a stave cooler.

현재의 고로 조업에서는, 노벽을 냉각하기 위한 수단으로서, 스테이브 쿨러(이하, 단순히 스테이브라고 하는 경우도 있음)가 널리 사용되고 있다.In the present blast furnace operation, a stave cooler (henceforth simply called a stave) is widely used as a means for cooling a furnace wall.

최근, 고로 조업에 있어서는, 출선량(出銑量)의 증가 및 출선 효율의 향상을 지향하는 것에 수반하여, 종래보다도 고로 노체의 열부하가 높아지고 있어, 보다 효율적으로 노체를 냉각할 수 있는 스테이브 쿨러가 요구되게 되었다. 이러한 가운데, 최근 종래의 주철 스테이브보다도 열전도성이 우수한 구리 또는 구리 합금제의 스테이브 쿨러가 개발되어, 적용되게 되었다.In recent years, in the blast furnace operation, the heat load of the blast furnace furnace body is higher than before, and the stave cooler which can cool a furnace body more efficiently is aimed at the increase in the output amount and the improvement of the delivery efficiency. Was required. Among these, a stave cooler made of copper or a copper alloy excellent in thermal conductivity than a conventional cast iron stave has recently been developed and applied.

그러나 구리 또는 구리 합금제의 스테이브 쿨러를 고로에 적용하는 경우에는, 종래의 주철 스테이브에서는 존재하지 않았던 새로운 과제가 현재화되게 되었다. 즉, 종래의 주철 스테이브에서는, 미리 냉각관을 스테이브 본체 몰드 내에 배치한 후, 주조하여 냉각관과 스테이브 본체를 일체화한 구조로 하므로, 철피의 외측까지, 스테이브 본체의 급배수구와 급배수관의 접합부가 없는 구조로 할 수 있다.However, when a stave cooler made of copper or a copper alloy is applied to the blast furnace, a new problem that does not exist in the conventional cast iron stave has come to the present. That is, in the conventional cast iron stave, the cooling tube is placed in the stave body mold in advance, and then cast and integrated into the cooling tube and the stave main body. It can be set as the structure without the junction part of a drain pipe.

한편, 구리 또는 구리 합금제의 스테이브 쿨러는, 스테이브 본체 내에 냉각관을 형성한 후, 스테이브 본체의 급배수구와 급배수관을 용접하여 접합할 필요가 있으므로, 스테이브 본체 근방에 용접부를 갖는 구조가 된다.On the other hand, since a stave cooler made of copper or a copper alloy needs to weld and join the water supply and drain pipes of the stave body after forming a cooling tube in the stave body, the stave cooler has a welded portion near the stave body. It becomes a structure.

이 구리 또는 구리 합금제의 스테이브 쿨러에 있어서의 스테이브 본체 근방의 용접부는, 고로 조업에 있어서, 고온에 노출되는 스테이브 본체의 노 내측과, 냉각 방열되는 스테이브 본체의 철피측의 사이에서의 열팽창차?열수축차에 의한 변위에 기인하여 응력이 발생할 때에 응력 집중부가 되어, 이 부위에서 피로 균열이 발생하여, 스테이브 쿨러의 수명의 단축을 초래하게 된다.The welded portion in the vicinity of the stave main body in the copper or copper alloy stave cooler is located between the inside of the furnace of the stave main body exposed to high temperature in the blast furnace operation and between the steel shell side of the stave main body to be cooled and radiated. When the stress is generated due to the displacement caused by the thermal expansion difference and the thermal contraction difference, the stress concentration portion occurs and fatigue cracking occurs at this portion, resulting in shortening of the life of the stave cooler.

통상의 스테이브의 설치에 있어서는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 스테이브 본체(1)를 장착 볼트(8)와 철피 너트(9)에 의해 철피(6)에 고정하여, 급배수 취출관(2)에 스테이브 본체(1)의 하중이 직접 작용하지 않도록 하중을 분산하고 있다.In the installation of a normal stave, as shown in FIG. 6, the stave main body 1 is fixed to the steel bar 6 by the mounting bolt 8 and the bark nut 9, and the water supply / exhaust discharge pipe ( The load is distributed to 2) so that the load of the stave main body 1 does not act directly.

구리 또는 구리 합금제의 스테이브 쿨러의 급배수 취출관(2)은, 도 3에 도시하는 바와 같이, 스테이브 본체(1)의 급배수구에 용접되어 있다. 이 급배수 취출관(2)을 통과시키기 위한 철피(6)의 개구부는, 밀봉 플레이트(5)를 통해 급배수 취출관(2)과 철피(6)를 용접함으로써, 고로의 노 내 가스가 철피의 외측으로 누설되지 않도록 밀봉되어 있다.As shown in FIG. 3, the water supply / exhaust discharge pipe 2 of the stave cooler made of copper or a copper alloy is welded to the water supply / exhaust port of the stave main body 1. The opening of the steel shell 6 for passing the water supply and drainage pipe 2 is welded to the water supply and drainage pipe 2 and the steel bar 6 through the sealing plate 5 so that the gas in the furnace of the blast furnace is iron. It is sealed so as not to leak out of the blood.

도 3 및 도 6에 도시하는 종래 스테이브에서는, 고로 조업에 있어서, 스테이브 본체의 노 내측과 철피측의 열팽창차, 나아가서는 스테이브 본체의 철피측과 철피의 열팽창차에 의한 변위에 의해 응력 변동이 발생하지만, 이때 장착 볼트(8)는 스테이브 본체의 하중을 분담할 수는 있어도 열팽창차에 의한 응력 변동을 흡수할 수는 없다.In the conventional staves shown in FIG. 3 and FIG. 6, in the blast furnace operation, the stress is caused by the displacement due to the thermal expansion difference between the inner side of the stave body and the steel shell side, and further, the thermal expansion difference between the steel shell side and the steel shell of the stave body. Although fluctuation occurs, the mounting bolt 8 cannot share the stress of the thermal expansion difference even though the mounting bolt 8 can share the load of the stave body.

이로 인해, 구리 또는 구리 합금제의 스테이브 쿨러에서는, 고로 조업에 있어서의 열팽창차에 기인하는 응력 변동에 의해, 특히 응력 집중부가 되는 스테이브 본체 근방의 급배수 취출관과의 용접부가, 피로 균열의 발생 부위로 되어 있었다.For this reason, in the stave cooler made from copper or a copper alloy, the weld part with the water supply and discharge pipe near the stave main body which becomes a stress concentration part by the stress fluctuation which arises from the thermal expansion difference in blast furnace operation especially a fatigue crack It was a site of occurrence of.

또한, 급배수 취출관(2)과 철피(6)를 접속하는 밀봉 플레이트(5)는, 스테이브 본체와 철피에 열팽창차에 의한 변위가 발생한 경우에 변형되기 쉬워, 스테이브 본체 근방의 급배수 취출관과의 용접부의 응력을 경감시키는 효과를 갖지만, 밀봉 플레이트(5) 자체가 반복 응력에 의한 변형에 의해 파손되어, 노 내 가스가 외부로 누출되는 문제를 발생시킬 우려가 있다.Moreover, the sealing plate 5 which connects the water supply / exhaust discharge pipe 2 and the shell 6 is easy to deform | transform when the displacement by a thermal expansion difference generate | occur | produces in a stave main body and a steel shell, Although it has the effect of reducing the stress of the welded part with the extraction pipe, there exists a possibility that the sealing plate 5 itself may be damaged by deformation by cyclic stress, and the gas in a furnace may leak out.

상기 기술적 과제에 대해, 종래부터 급배수 취출관과 철피를 가축성(可縮性)이 있는 신축관을 통해 접합하는 방법이 있다(예를 들어, 일본 특허 출원 공개 소52-8553호 공보 참조). 이 방법은, 도 4에 도시하는 바와 같이, 급배수 취출관(2)을 포위하도록 신축관(7)을 배치하고, 이 신축관(7)을 통해 상기 급배수 취출관(2)을 철피(6)에 용접하는 것이다.For the above technical problem, there is conventionally a method of joining a water supply / exhaust extraction pipe and an iron shell through a flexible tube having livestock properties (see, for example, Japanese Patent Application Laid-open No. 52-8553). In this method, as illustrated in FIG. 4, the expansion and contraction pipe 7 is disposed to surround the water supply and drainage pipe 2, and the supply and drainage pipe 2 is closed through the expansion and expansion pipe 7. 6) to weld on.

이 경우, 신축관(7) 단부와 급배수 취출관(2) 외주에 용접된 밀봉 플레이트(5)에 의해, 고로 노 내 가스가 철피의 외측으로 누설되지 않도록 밀봉되어 있다.In this case, the sealing plate 5 welded to the end of the expansion pipe 7 and the outer circumference of the water supply and discharge pipe 2 is sealed so that the gas in the blast furnace does not leak to the outside of the shell.

이 방법에 따르면, 스테이브 본체와 철피의 열팽창차에 의한 변위가 발생한 경우에, 열팽창 또는 열수축하는 방향으로 신축관(7)이 변형됨으로써 응력을 흡수할 수 있으므로, 열팽창차에 기인하는 응력에 의한 스테이브 본체 근방의 급배수 취출관과의 용접부나, 밀봉 플레이트(5)에 있어서의 피로 파괴를 억제하는 효과가 얻어진다.According to this method, when the displacement caused by the thermal expansion difference between the stave main body and the steel shell occurs, the expansion pipe 7 is deformed in the direction of thermal expansion or thermal contraction, so that the stress can be absorbed. The effect of suppressing fatigue breakdown in the welded portion and the sealing plate 5 with the water supply and drainage pipe in the vicinity of the stave main body is obtained.

그러나 신축관(7)은, 도 4에 도시하는 바와 같이, 벨로우즈 구조 등의 신축이 용이한 구조인 반면, 장기간의 사용에 의한 더스트의 부착에 의한 부식의 진행이 빠르고, 피로 파괴되기 쉬운 구조로, 내구성의 면에서 문제가 있다.However, as shown in Fig. 4, the expansion pipe 7 has a structure in which expansion and contraction such as a bellows structure is easy, whereas corrosion progresses due to adhesion of dust due to long-term use, and is prone to fatigue destruction. There is a problem in terms of durability.

이로 인해, 신축관(7)에 파공(破孔)이나 균열이 발생하여 노 내 가스가 외부로 누출되지 않도록 정기적으로 신축관(7)을 교체하거나, 또는 신축관(7)에 발생한 파공이나 균열의 부위를 간이 보수할 필요가 있어, 그로 인해 막대한 노동력을 필요로 한다고 하는 문제, 또한 고로의 중지 등에 의해 생산성이 저하된다고 하는 문제가 있었다.As a result, the expansion pipe 7 is periodically replaced so that breakage or cracking occurs in the expansion pipe 7 so that the gas in the furnace does not leak to the outside, or the breakage or crack generated in the expansion pipe 7. There is a problem that it is necessary to simply repair the part of, thereby requiring a huge labor force and a problem that productivity is lowered due to halting of the blast furnace.

또한, 스테이브 장착 볼트의 변형 등에 의해, 스테이브 본체와 급배수 취출관의 용접부에 스테이브 하중이 작용한 경우, 스테이브 본체와 급배수 취출관의 용접부가 피로 파괴를 일으켜, 그 개소로부터 냉각수가 누출되어 노 내에 침수된다고 하는 큰 문제를 일으킬 위험성이 있다.In addition, when a stave load acts on the welded part of the stave main body and the water supply and drainage pipe due to deformation of the stave mounting bolt, etc., the welded part of the stave main body and the water supply and drainage pipe causes fatigue failure, and the cooling water is removed from the location. There is a risk of leaking and causing a big problem of submersion in the furnace.

또한, 종래의 주철 스테이브를 철피에 장착하는 방법으로서, 스테이브 본체(1)의 장착 볼트(8)와 너트(9)를 생략하고, 신속한 스테이브 교체를 행하는 것을 목적으로 하여, 도 5 및 도 7에 도시하는 바와 같이, 주철 스테이브 본체에 급배수 취출관(2)을 포위하도록 보호관(3)을 배치하고, 또한 철피 개구부의 주위에, 보호관(3)을 포위하도록 코밍 박스(4)를 배치하고, 급배수 취출관(2)과 보호관(3) 및 코밍 박스(4)와 보호관(3) 사이를, 각각 충전물(10)이나 고정 블록(11)에 의해 고착하는 방법이 알려져 있다(예를 들어, 일본 특허 출원 공개 평8-225813호 공보 참조).In addition, as a method of attaching a conventional cast iron stave to a steel bar, the mounting bolt 8 and the nut 9 of the stave main body 1 are omitted, and for the purpose of performing a quick stave replacement, FIG. 5 and FIG. As shown in FIG. 7, the protection box 3 is arrange | positioned so that the water supply-outtake pipe 2 may be surrounded by the cast iron stave main body, and the combing box 4 is surrounded so that the protection pipe 3 may be surrounded by the opening part of a shell. The method of arranging and fixing the water supply / exhaust discharge pipe 2, the protection pipe 3, and the coaming box 4 and the protection pipe 3 by the filler 10 or the fixing block 11, respectively, is known. See, for example, Japanese Patent Application Laid-open No. Hei 8-225813.

이 방법에 따르면, 급배수 취출관(2)과 보호관(3)을, 충전물(10) 등에 의해 고착함으로써, 급배수 취출관(2)의 강성을 향상시키고, 또한 보호관(3)과 코밍 박스(coaming box)(4)를 충전물(10)등에 의해 고착함으로써, 스테이브 본체의 하중을 지지함으로써, 도 7에 도시하는 바와 같이, 스테이브 본체(1)의 장착 볼트(8)와 너트(9)를 생략할 수 있다.According to this method, by fixing the water supply and drainage pipe 2 and the protection pipe 3 with the packing 10 etc., the rigidity of the water supply and drainage pipe 2 is improved, and the protection pipe 3 and the combing box ( By fixing the coaming box 4 with the filler 10 or the like to support the load of the stave main body, as shown in FIG. 7, the mounting bolt 8 and the nut 9 of the stave main body 1 are shown in FIG. 7. Can be omitted.

본 방법은, 구리 또는 구리 합금제의 스테이브라도 적용 가능하다. 그러나 이 방법에서는, 급배수 취출관(2)과 보호관(3)과 코밍 박스(4)가 일체화된 구조이므로, 스테이브 본체(1)와 철피(6)의 열팽창차로부터 변위되는 응력을 흡수할 수 없어, 스테이브 본체(1)와 급배수 취출관(2)의 용접부에 응력 집중이 발생하여, 피로 파괴가 발생할 가능성이, 반대로 높아진다.The present method is also applicable to a stabra made of copper or a copper alloy. However, in this method, since the water supply and drainage pipe 2, the protection pipe 3, and the combing box 4 are integrated, the stress displaced from the thermal expansion difference between the stave body 1 and the shell 6 can be absorbed. In this case, stress concentration occurs in the welded portion of the stave main body 1 and the water supply / exhaust discharge pipe 2, and the likelihood of fatigue failure is increased on the contrary.

상술한 바와 같이, 최근 고출선 고로 조업에 있어서의 고로 노체의 열부하의 증대에 수반하여, 스테이브 본체의 노 내측과 철피측, 또한 스테이브 본체의 철피측과 철피의 열팽창차가 확대되고, 이것에 기인하여, 스테이브 본체와 급배수 취출관의 용접부, 또한 급배수 취출관과 철피의 용접부에서의 피로 파괴가 발생할 가능성이 높아져 있지만, 종래의 스테이브에서는, 스테이브의 수명을 향상시키기 위한 충분한 효과는 얻어져 있지 않은 것이 현상이다.As described above, with the increase in the heat load of the blast furnace furnace in the recent blast furnace operation, the thermal expansion difference between the inner side of the furnace body and the shell side, the steel side of the stave body, and the shell is expanded. Due to this, there is a high possibility that fatigue breakage occurs in the welded portion of the stave main body and the water supply and drainage pipe, and also in the welding part of the water supply and drainage pipe and the steel shell. It is a phenomenon that is not obtained.

상기 종래 기술의 현상에 비추어, 본 발명은 고출선 고로 조업에 있어서의 고로 노체의 열부하의 증대에 수반하여 발생하는 스테이브 본체와 철피의 열팽창차에 기인하는 응력을 흡수하고, 스테이브 본체와 급배수 취출관의 용접부나, 철피와 급배수 취출관의 용접부에 있어서의 피로 파괴의 발생을 억제하여, 장기간의 사용에 견딜 수 있는 신뢰성이 높은 구조를 갖는 고로용 스테이브 쿨러를 제공하는 것을 목적으로 한다.In view of the above-described state of the art, the present invention absorbs the stresses caused by the thermal expansion difference between the stave body and the steel shell, which is caused by the increase in the heat load of the blast furnace furnace in the high-leaving blast furnace operation. It is an object of the present invention to provide a blast furnace stave cooler having a highly reliable structure capable of withstanding long-term use by suppressing the occurrence of fatigue breakage in the welded portion of the drain discharge pipe and the welded portion of the steel shell and the feed drain discharge pipe. do.

본 발명은 상기 기술적 과제를 해결하는 것이며, 그 발명의 요지로 하는 바는, 구리 또는 구리 합금제 스테이브 본체에 급배수 취출관이 용접되고, 상기 스테이브 본체와 고로 철피가 복수의 강제 장착 볼트에 의해 고정된 고로용 스테이브 쿨러에 있어서, 상기 스테이브 본체에 급배수 취출관을 포위하도록 보호관이 용접되고, 상기 철피에 형성된 개구부의 외주의 철피면에 상기 보호관을 포위하도록 코밍 박스가 설치되고, 상기 코밍 박스의 측판 단부의 한쪽이 철피에 용접되고, 상기 측판 단부의 다른 쪽이 밀봉 플레이트를 통해 상기 보호관의 외주면에 용접된 것을 특징으로 하는 고로용 스테이브 쿨러이다.This invention solves the said technical subject, Comprising: The water supply-and-take-out pipe | tube is welded to the copper or copper alloy stave main body, and the said stave main body and the blast furnace steel shell have several force mounting bolts. In the blast furnace stave cooler fixed by the above, the protection tube is welded to surround the water supply and drainage pipe to the stave body, and the combing box is installed to surround the protective tube on the outer surface of the outer periphery of the opening formed in the shell And one side of the side plate end of the coaming box is welded to the steel shell, and the other side of the side plate end is welded to the outer circumferential surface of the protective tube via a sealing plate.

본 발명의 고로용 스테이브 쿨러에 따르면, 고로의 노체 또는 노 저부에 냉각 능력이 우수한, 구리 또는 구리 합금제 스테이브 쿨러를 채용함에 있어서, 고출선 고로 조업에 있어서의 고로 노체의 열부하의 증대에 수반하여 발생하는 스테이브 본체와 철피의 열팽창차에 기인하는 응력을 흡수하고, 스테이브 본체와 급배수 취출관의 용접부나, 철피와 급배수 취출관의 용접부에 있어서의 피로 파괴의 발생을 억제하여, 장기간의 사용에 견딜 수 있는 신뢰성이 높은 구조를 갖는 고로 노체 냉각용 스테이브를 제공할 수 있다.According to the blast furnace stave cooler of the present invention, in adopting a copper or copper alloy stave cooler having excellent cooling capability in the furnace body or the furnace bottom of the blast furnace, to increase the heat load of the blast furnace furnace in the operation of the blast furnace blast furnace Absorption of stress caused by the difference in thermal expansion between the stave main body and the steel shell, which is accompanied by, suppresses the occurrence of fatigue failure in the welded portion of the stave body and the drainage pipe, or the welded portion of the steel bar and the drainage pipe. It is possible to provide a blast furnace body cooling stave having a highly reliable structure capable of withstanding long-term use.

도 1은 본 발명에 의한 스테이브를 고로 노벽에 배치한 형태를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명에 의한 스테이브 급배수 취출관의 보호관, 코밍 박스를 개재하는 스테이브 본체와 철피의 접합 상황을 도시하는 도면이다.
도 3은 종래의 스테이브 신축관을 개재하지 않는 스테이브 본체와 철피의 접합 상황을 도시하는 도면이다.
도 4는 종래의 스테이브 신축관을 개재하는 스테이브 본체와 철피의 접합 상황을 도시하는 도면이다.
도 5는 종래의 스테이브 급배수 취출관의 보호관, 코밍 박스 및 충전물을 개재하는 스테이브 본체와 철피의 접합 상황을 도시하는 도면이다.
도 6은 종래의 장착 볼트를 개재하는 스테이브를 고로 노벽에 배치한 형태를 도시하는 도면이다.
도 7은 종래의 장착 볼트를 개재하지 않고 스테이브를 고로 노벽에 배치한 형태를 도시하는 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the form which arrange | positioned the stave which concerns on this invention on blast furnace furnace wall.
It is a figure which shows the bonding state of the stave main body and a metal shell via the protective tube and the combing box of the stave water supply-outtake pipe which concerns on this invention.
It is a figure which shows the joining state of the stave main body and an iron shell without the conventional stave expansion pipe.
It is a figure which shows the bonding state of the stave main body and an iron shell through the conventional stave expansion pipe.
It is a figure which shows the joining state of the stave main body and a metal shell via the protective tube, a combing box, and a filler of the conventional stave water supply-outtake pipe.
It is a figure which shows the form which arrange | positioned the stave via the conventional mounting bolt on the blast furnace furnace wall.
It is a figure which shows the form in which the stave was arrange | positioned on the blast furnace furnace wall not through the conventional mounting bolt.

도 1에 본 발명의 고로 노체 냉각용 스테이브와 철피의 접합 상태, 도 2에 본 발명의 스테이브 본체, 급배수 취출관, 보호관, 코밍 박스 및 철피의 각각의 접합 상태를, 모식적으로 도시한다.Fig. 1 shows the bonding state between the blast furnace body cooling stave of the present invention and the iron shell, and Fig. 2 shows the bonding state of the stave main body, the water supply and drainage pipe, the protection tube, the combing box, and the iron shell, respectively. .

본 발명에 있어서의 고로용 스테이브 쿨러는, 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 구리 또는 구리 합금제 스테이브 본체(1)에 급배수 취출관(2)이 용접되고, 상기 스테이브 본체(1)와 고로 철피(6)가 복수의 강제 장착 볼트(9)에 의해 고정되어 있다. 스테이브 본체를 구리 또는 구리 합금제로 함으로써, 종래의 주철제 스테이브 본체에 비해 열전도성을 높여, 스테이브 본체 내의 냉각수 배관 중을 순환하는 냉각수에 의해, 스테이브 본체의 노 내측으로부터의 열을 효율적으로 발열(拔熱)할 수 있다.In the blast furnace stave cooler according to the present invention, as shown in Figs. 1 and 2, a water supply / exhaust discharge pipe 2 is welded to a stave body 1 made of copper or a copper alloy. (1) and the blast furnace barrier 6 are being fixed by the some forced mounting bolt 9. By making the stave main body made of copper or a copper alloy, heat conductivity is improved compared with the conventional cast iron stave main body, and the heat from the inside of the furnace of the stave main body is efficiently cooled by the cooling water circulating in the cooling water piping in the stave main body. It can generate heat.

또한, 스테이브 본체(1)의 하중은, 복수의 강제 장착 볼트(9)에 의해 지지되어 있다. 강제 장착 볼트(9)는, 스테이브 본체(1)의 하중을 분담할 수는 있지만, 스테이브 본체(1)와 철피(6)의 열팽창차에 의한 응력 변동을 흡수할 수는 없다.In addition, the load of the stave main body 1 is supported by the some forced mounting bolt 9. Although the force mounting bolt 9 can share the load of the stave main body 1, it cannot absorb the stress fluctuation by the thermal expansion difference of the stave main body 1 and the shell 6.

따라서, 본 발명에서는, 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 고로용 스테이브 쿨러에 있어서, 스테이브 본체(1)에, 급배수 취출관(2)을 포위하도록 보호관(3)을 용접하고, 철피에 형성된 개구부의 외주의 철피면에, 보호관(3)을 포위하도록 코밍 박스(4)를 설치하고, 상기 코밍 박스(4)의 측판 단부의 한쪽을 철피(6)에 용접하고, 상기 측판 단부의 다른 쪽을 밀봉 플레이트(5)를 통해 상기 급배수관(2) 외주에 용접한 구조로 한다.Therefore, in the present invention, as shown in Figs. 1 and 2, in the blast furnace stave cooler, the protection pipe 3 is welded to the stave main body 1 so as to surround the water supply / exhaust discharge pipe 2. A coaming box 4 is provided on the periphery of the outer periphery of the opening formed in the steel bar so as to surround the protective tube 3, and one side of the end of the side plate of the coaming box 4 is welded to the steel bar 6, and the side plate The other end of the end is welded to the outer circumference of the water supply and drain pipe 2 via the sealing plate 5.

상기 스테이브 구조에 있어서는, 스테이브 본체(1)에, 급배수 취출관(2)을 포위하도록 보호관(3)이 용접되어 있으므로, 응력 집중 부위인 스테이브 본체(1)의 급배수구와 급배수 취출관(2)의 용접부 근방의 단면적이 확대되고, 이 부위의 하중을 보호관에 의해 분담함으로써, 열팽창차에 의한 변위가 발생한 경우에, 급배수 취출관(2)의 용접부의 응력을 경감시킬 수 있다.In the stave structure, since the protective pipe 3 is welded to the stave main body 1 so as to surround the water supply and discharge pipe 2, the water supply and drain port and the water supply and drainage of the stave main body 1 which are stress concentration sites. By increasing the cross-sectional area in the vicinity of the welded portion of the outlet pipe 2 and sharing the load of this site with the protective tube, when the displacement due to the thermal expansion difference occurs, the stress of the welded portion of the water supply and drainage outlet pipe 2 can be reduced. have.

보호관의 두께는, 5㎜ 미만이 되면 충분한 강도가 얻어지지 않고, 7㎜를 초과하면 급배수관과의 간격이 좁아져 용접이 곤란해지므로, 충분한 강도를 갖고, 또한 용이하게 용접할 수 있다고 하는 이유로부터, 5 내지 7㎜가 바람직하다. 또한, 보호관의 재질은, 고온에 노출되어도 강도를 유지하고, 또한 용이하게 용접할 수 있다고 하는 이유로부터, 고온 배관용 탄소강이 바람직하다.If the thickness of the protective tube is less than 5 mm, sufficient strength is not obtained. If the thickness of the protective tube is more than 7 mm, the gap with the water supply and drain pipe becomes narrow, which makes welding difficult. From 5 to 7 mm is preferred. In addition, carbon steel for high temperature piping is preferable because the material of a protective tube maintains strength even if it is exposed to high temperature, and can weld easily.

또한, 상기 철피에 형성된 개구부에 있어서, 보호관(3)을 포위하도록 코밍 박스(4)를 배치하고, 급배수 취출관(2) 및 보호관(3)은, 철피와 직접 용접하지 않고, 열팽창에 의한 변위가 가능한 상태로 하고, 코밍 박스(4)를 통해 급배수 취출관(2) 및 보호관(3)을 철피와 용접하고, 열팽창차에 의한 변위가 발생한 경우에, 코밍 박스(4)가 변위 방향으로 변형됨으로써, 급배수 취출관(2)의 용접부의 응력을 경감시킬 수 있다.In addition, in the opening formed in the said shell, the combing box 4 is arrange | positioned so that the protective tube 3 may be enclosed, and the water supply-discharge extraction pipe 2 and the protective tube 3 do not directly weld with a steel shell, When the displacement is possible, the water supply and drainage pipe 2 and the protective pipe 3 are welded to the steel shell through the coaming box 4, and the displacement occurs due to the thermal expansion difference. As a result, the stress in the welded portion of the water supply and drainage pipe 2 can be reduced.

또한, 코밍 박스(4)의 측판 단부의 한쪽과 개구부 외주의 철피면이 용접되고, 코밍 박스(4)의 측판 단부의 다른 쪽과 보호관(3) 외주면은, 밀봉 플레이트(5)를 통해 용접되어 있으므로, 고로 노 내 가스는 코밍 박스(4)의 측판 및 밀봉 플레이트(5)에 의해 밀봉되어, 철피의 외부로 누설되는 것이 방지되어 있다.In addition, one side of the side plate end of the coaming box 4 and the steel outer surface of the opening outer circumference are welded, and the other side of the side plate end of the coaming box 4 and the outer circumferential surface of the protective tube 3 are welded through the sealing plate 5. Therefore, the blast furnace furnace gas is sealed by the side plate of the coaming box 4 and the sealing plate 5, and the leakage to the outside of a shell is prevented.

또한, 상기 철피(6)의 개구부는, 고로 조업에 있어서의 열팽창차에 의한 변위가 발생한 경우에, 급배수 취출관(2) 및 보호관(3)이 다소 변형되어도, 철피와 접촉하지 않고 자유롭게 변위가 가능한 상태로 하기 위해, 보호관(3)의 외경에 비해 충분히 큰 개구 직경을 갖는 것이 바람직하다.Moreover, the opening part of the said shell 6 is freely displaced without contacting a steel shell, even if the water supply-discharge extraction pipe 2 and the protection pipe 3 deform | transform somewhat when the displacement by the thermal expansion difference in blast furnace operation generate | occur | produces. In order to make the state possible, it is preferable to have opening diameter large enough compared with the outer diameter of the protective pipe 3.

또한, 코밍 박스(4)를 구성하는 측판 및 밀봉 플레이트(5)는, 고로 조업에 있어서의 열팽창차에 의한 변위가 발생한 경우에, 변위 방향으로 수축이 가능하도록, 판 두께가 얇은 강판 등의 금속판이 바람직하다.In addition, the side plate and the sealing plate 5 constituting the combing box 4 are metal plates such as steel sheets having a thin plate thickness so that when the displacement due to the thermal expansion difference in the blast furnace operation occurs, shrinkage is possible in the displacement direction. This is preferred.

상기 측판의 길이는, 40㎜ 미만이 되면 지나치게 짧아 열팽창차에 의한 변위를 흡수하는 데 불충분하고, 120㎜를 초과하면 지나치게 길어 주위의 설비와 간섭한다고 하는 이유로부터, 측판의 길이는 40 내지 120㎜가 바람직하다.When the length of the side plate is less than 40 mm, it is too short and insufficient to absorb the displacement due to thermal expansion difference. When the length of the side plate exceeds 120 mm, the length of the side plate is 40 to 120 mm. Is preferred.

상기 측판의 판 두께는, 8㎜ 미만이 되면 지나치게 얇아 용접이 곤란해지고, 10㎜를 초과하면 용이하게 변형되지 않아 열팽창차를 흡수할 수 없게 되므로, 충분한 강도를 유지하고, 또한 용이하게 용접할 수 있다고 하는 이유로부터, 측판의 판 두께는 8 내지 10㎜가 바람직하다.When the plate thickness of the side plate is less than 8 mm, it is too thin to make welding difficult, and when it exceeds 10 mm, it is not easily deformed and the thermal expansion difference cannot be absorbed, so that sufficient strength can be maintained and easily welded. For the reason for this, the plate thickness of the side plate is preferably 8 to 10 mm.

또한, 상기 밀봉 플레이트(5)의 판 두께는, 5㎜ 미만이 되면 지나치게 얇아 용접이 곤란해지고, 7㎜를 초과하면 용이하게 변형되지 않아 열팽창차를 흡수할 수 없게 되므로, 충분한 강도를 유지하고, 또한 용이하게 용접할 수 있다고 하는 이유로부터, 밀봉 플레이트(5)의 판 두께는 5 내지 7㎜로 하는 것이 바람직하다.In addition, when the thickness of the sealing plate 5 is less than 5 mm, it is too thin and difficult to weld. If the thickness of the sealing plate 5 is greater than 7 mm, it is not easily deformed and the thermal expansion difference cannot be absorbed. Moreover, it is preferable that the plate | board thickness of the sealing plate 5 shall be 5-7 mm from the reason that welding can be performed easily.

또한, 이들 측판 및 밀봉 플레이트의 재질은, 충분한 강도를 갖고, 또한 용이하게 용접할 수 있다고 하는 이유로부터, 보통 탄소강이 바람직하다.Moreover, carbon steel is preferable for the material of these side plates and a sealing plate because it has sufficient strength and can be welded easily.

그리고, 코밍 박스 및 밀봉 플레이트의 내측의 공간은, 코밍 박스 및 밀봉 플레이트가 용이하게 변형되어 열팽창차를 흡수할 수 있도록, 충전 주물이나 내화물 등에 의해 충전되어 있지 않은 것이 바람직하다.The space inside the coaming box and the sealing plate is preferably not filled with the filling casting, the refractory material, or the like so that the coaming box and the sealing plate can be easily deformed to absorb the thermal expansion difference.

또한, 본 발명의 구리 또는 구리 합금제 스테이브의 제조 방법은, 특별히 한정할 필요는 없지만, 일반적으로 이하와 같이 제조하는 것이 가능하다. 첫 번째로, 스테이브와 동일한 형상의 목형을 노 내측과 노 외측에서 1개씩 제작한다. 두 번째로, 스테이브의 노 내측과 노 외측에 상당하는 각각의 금속 틀에, 상기 목형을 설치하고, 그 후 모래를 넣는다. 세 번째로, 모래를 굳힌 후, 목형을 빼 사형(砂型)을 제작한다. 수로는, 모래를 굳힌 사형을 별도 제작하고, 상기 사형의 정위치에 설치한다.In addition, although the manufacturing method of the copper or copper alloy stave of this invention does not need to specifically limit, It is possible to manufacture generally as follows. First, one wooden die with the same shape as the stave is made on the inside and outside of the furnace. Secondly, the dies are installed in respective metal frames corresponding to the inside of the furnace and the outside of the furnace, and then sand is added. Third, after the sand is hardened, the wooden mold is removed to make a sand mold. Aqueducts are made of sand-hardened sand molds separately and installed at the exact positions of the sand molds.

네 번째로, 노 내측과 노 외측의 사형을 상하로 맞추어, 주입구로부터 구리 또는 구리 합금의 용탕을 주입한다. 다섯 번째로, 응고 후에 사형을 제거하고, 모래 빠짐 구멍은 구리 스테이브 본체와 동일 재질의 플러그를 끼워 넣어 용접한다. 급배수구에 급배수 취출관을 용접하고, 급배수 취출관을 둘러싸도록 보호관을 용접한다.Fourth, the sand molds inside the furnace and the outside of the furnace are vertically aligned to inject molten copper or a copper alloy from the injection port. Fifth, the sand mold is removed after solidification, and the sand drain hole is welded by inserting a plug of the same material as the copper stave body. A water supply drain pipe is welded to a water supply drain, and a protective pipe is welded so that a water supply drain pipe may be enclosed.

또한, 스테이브와 동일한 형상의 압연 구리판 또는 압연 구리 합금판에 수로를 천공하고, 불필요한 구멍은 스테이브 본체와 동일 재질의 플러그를 끼워 넣어 용접하고, 급배수구에 급배수 취출관을 용접하여, 급배수 취출관을 둘러싸도록 보호관을 용접하는 제조법도 있다.In addition, a water channel is drilled into a rolled copper sheet or a rolled copper alloy sheet having the same shape as the stave, and unnecessary holes are welded by inserting a plug of the same material as the stave body, and a water supply and drain pipe is welded to the water supply and drain port to supply water. There is also a manufacturing method in which a protective tube is welded to surround the blowout tube.

실시예Example

이하, 본 발명의 실시예를 도면에 기초하여 설명한다. 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 본 발명에 의한 구리제 스테이브 본체(1)에 용접된 급배수 취출관(2)의 주위에, 보호관(3) 및 코밍 박스(4)를 배치한 구리제 스테이브 쿨러를 사용하여, 스테이브 본체의 4개소를, 강제 장착 볼트와 너트에 의해, 고로 노체의 철피에 고정하였다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the Example of this invention is described based on drawing. As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the protective pipe 3 and the combing box 4 are arrange | positioned around the water supply-and-take-out pipe 2 welded to the copper stave main body 1 by this invention. Using the copper stave cooler, four places of the stave main body were fixed to the steel shell of the blast furnace furnace body by the forced mounting bolt and the nut.

또한, 본 발명에 의한 구리제 스테이브 효과를 확인하기 위해, 종래의 구리제 스테이브 본체(1)에 용접된 급배수 취출관(2)을 밀봉 플레이트(5)를 통해 철피에 용접한 종래의 구리제 스테이브 쿨러를, 마찬가지로 고로 노체의 철피에 장착하여, 본 발명에 의한 구리제 스테이브 쿨러와 종래의 구리제 스테이브 쿨러를 사용하여 고로 조업을 행하였을 때에 있어서의 스테이브 본체와 급배수 취출관(2)의 용접부 및 밀봉 플레이트(5)의 손상 상태를 시뮬레이션하였다.Moreover, in order to confirm the copper stave effect by this invention, the conventional water-supply-discharge extraction pipe 2 welded to the conventional copper stave main body 1 was welded to the steel shell through the sealing plate 5 The stave main body and the water supply and drainage when the copper stave cooler is similarly mounted on the shell of the blast furnace body and the blast furnace operation is performed using the copper stave cooler according to the present invention and the conventional copper stave cooler. The damage state of the welded part of the blowout pipe 2 and the sealing plate 5 was simulated.

또한, 본 발명에 의한 구리제 스테이브 쿨러에 있어서, 코밍 박스는 두께가 9㎜인 보통 탄소강을 사용하고, 밀봉 플레이트는 두께가 6㎜인 보통 탄소강을 사용하였다.Further, in the copper stave cooler according to the present invention, the combing box used ordinary carbon steel having a thickness of 9 mm, and the sealing plate used regular carbon steel having a thickness of 6 mm.

시뮬레이션 결과에 따르면, 본 발명에 의한 구리제 스테이브 쿨러에서는, 스테이브 본체(1)와 급배수 취출관(2)의 용접부 및 밀봉 플레이트(5)에 있어서의 손상은 보이지 않았다.According to the simulation result, in the copper stave cooler which concerns on this invention, the damage in the welding part of the stave main body 1 and the water supply and discharge pipe 2 and the sealing plate 5 was not seen.

한편, 종래의 구리제 스테이브 쿨러에서는, 스테이브 본체(1)와 급배수 취출관(2)의 용접부 및 밀봉 플레이트(5)의 철피의 용접부에 허용 응력의 약 2배의 열응력이 작용하여, 급배수 취출관과 밀봉 플레이트가 파손될 가능성이 있는 것이 밝혀졌다.On the other hand, in the conventional copper stave cooler, the thermal stress of approximately twice the allowable stress acts on the welded portion of the stave body 1 and the water supply and drainage pipe 2 and the welded portion of the steel bar of the sealing plate 5. As a result, it has been found that the water supply and drain pipe and the sealing plate may be damaged.

전술한 바와 같이, 본 발명의 고로용 스테이브 쿨러에 따르면, 고로의 노체 또는 노 저부에 냉각 능력이 우수한, 구리 또는 구리 합금제 스테이브 쿨러를 채용함에 있어서, 고출선 고로 조업에 있어서의 고로 노체의 열부하의 증대에 수반하여 발생하는 스테이브 본체와 철피의 열팽창차에 기인하는 응력을 흡수하고, 스테이브 본체와 급배수 취출관의 용접부나, 철피와 급배수 취출관의 용접부에 있어서의 피로 파괴의 발생을 억제하여, 장기간의 사용에 견딜 수 있는 신뢰성이 높은 구조를 갖는 고로 노체 냉각용 스테이브를 제공할 수 있다. 따라서, 본 발명은 철강 산업상의 이용 가능성이 큰 것이다.
As mentioned above, according to the blast furnace stave cooler of this invention, when employing the copper or copper alloy stave cooler which is excellent in cooling capability in the furnace body or furnace bottom of a blast furnace, the blast furnace furnace in a high-leaving line blast furnace operation. Absorption of stress caused by the difference in thermal expansion between the stave body and the steel shell, which occurs with the increase of the thermal load of Can be suppressed to provide a blast furnace body cooling stave having a highly reliable structure that can withstand long-term use. Therefore, the present invention is highly applicable to the steel industry.

Claims (1)

구리 또는 구리 합금제 스테이브 본체의 급배수구에 직접 급배수 취출관이 용접되고,
상기 스테이브 본체와 고로 철피가 복수의 강제 장착 볼트에 의해 고정된 고로용 스테이브 쿨러에 있어서,
상기 스테이브 본체에 급배수 취출관을 포위하도록 보호관이 용접되고,
상기 철피에 형성된 개구부의 외주의 철피면에 상기 보호관을 포위하도록 판 두께 8 내지 10mm, 길이 40 내지 120mm의 측판과 판 두께 5 내지 7mm 밀봉 플레이트로 이루어지는 코밍 박스가 설치되고,
상기 코밍 박스의 상기 측판 단부의 한쪽이 철피에 용접되고,
상기 측판 단부의 다른 쪽이 상기 밀봉 플레이트를 통해 상기 보호관의 외주면에 용접된 것을 특징으로 하는, 고로용 스테이브 쿨러.The water supply and drainage outlet pipe is welded directly to the water supply and drain port of the stave body made of copper or copper alloy,
In the blast furnace stave cooler wherein the stave body and the blast furnace shell is fixed by a plurality of forced mounting bolts,
The protective tube is welded to surround the water supply and drainage pipe to the stave body,
A combing box consisting of a side plate having a plate thickness of 8 to 10 mm, a length of 40 to 120 mm, and a plate thickness of 5 to 7 mm is provided on the outer surface of the outer periphery of the opening formed in the shell, and the plate having a plate thickness of 5 to 7 mm,
One side of the side plate end of the coaming box is welded to the steel shell,
The other side of the side plate end is welded to the outer circumferential surface of the protective tube through the sealing plate, blast furnace stabil cooler.
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