(57)【要約】【課題】本発明は、冶金炉の耐火ライニングを冷却するための冷却装置に関する。良好な冷却作用を維持しつつ冷却材（水）が炉内部に達し得るのを防止する冷却装置が提供されねばならない。【解決手段】この課題は、前記耐火ライニングに向き合う冷却板と、前記冷却板に対して直角に曲げて強固に結合され炉壁から外に延びる伝熱板とを備え、前記冷却板及び前記伝熱板が中実材料から構成され、前記伝熱板に強固に結合され、かつ冷却材入口及び冷却材出口に結合された冷却材通路が設けられることによって達成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冶金炉の耐火ライニングを冷却するための冷却装置において、
前記耐火ライニングに向き合う冷却板（１）と、
前記冷却板（１）に対して直角に曲げて強固に結合され炉壁から外に延びる伝熱板（２）と
を備え、
前記冷却板（１）及び前記伝熱板（２）が中実材料から構成され、
前記伝熱板（２）に強固に結合され、かつ冷却材入口（４）及び冷却材出口（５）に結合された冷却材通路（３）が設けられていることを特徴とする、冷却装置。
【請求項２】
前記冷却板（１）、前記伝熱板（２）及び前記冷却材通路（３）が銅又は銅合金等の高伝熱性材料から構成されていることを特徴とする、請求項１記載の冷却装置。
【請求項３】
前記冷却材通路（３）が前記伝熱板（２）の短辺面に沿って延びていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の冷却装置。
【請求項４】
微粒組織を有する銅板等の高伝熱性の圧延、鍛造及び／又は鋳造材料から構成されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の冷却装置。
【請求項５】
前記冷却板（１）と前記伝熱板（２）とが、熱伝導式に相互溶接され又は相応に折り曲げて、Ｔ形材又はＬ形材として構成されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の冷却装置。
【請求項６】
外側ジャケットと容器内部に向き合う耐火ライニングとを有する冶金容器内における、請求項１〜５のいずれか一項に記載の冷却装置の配置構造において、
ライニングと外側ジャケットとの間に装入される伝熱性接触材料に前記冷却装置が埋封されていることを特徴とする、配置構造。
【請求項７】
特に正常操炉時に底支持部の領域で静力学的性能及び／又は強度を損なうことなく、円形、方形、楕円形又はこれらに類似した形状の冶金炉容器内に設けられる、請求項６に記載の冷却装置の配置構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冶金炉の耐火ライニングを冷却するための冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１及び特許文献２により知られる冷却装置は、高炉等の冶金炉の耐火ライニングに向き合う銅又は銅合金から構成された板を備え、この板は冷却材を案内するための通路を内部に備えている。
【０００３】
このような冷却装置については、欠点として、炉の内部空間に向き合う部品が冷却材、一般に水を貫流させて、障害又は漏れのとき水が炉内部に達するということがある。このことが、著しい危険と結び付くこととなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】欧州特許出願公開第８８７４２８号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１０２００４０３５９６８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、匹敵する良好な冷却作用においてこのような潜在的危険とならない冷却装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は、本発明によれば、耐火ライニングに向き合う冷却板と、この冷却板に対して直角に曲げて強固に結合され炉壁から外に延びる伝熱板と、冷却板及び伝熱板が中実材料から構成されることと、伝熱板に強固に結合され、かつ冷却材入口及び冷却材出口に結合された冷却材通路とによって解決される。
【０００７】
冷却板、伝熱板及び冷却材通路は高伝熱性材料、例えば銅又は銅合金から構成され、冷却材通路は有利には伝熱板の短辺面に沿って延びている。
【０００８】
冷却装置の高伝熱性のゆえに、耐火ライニングと炉容器の薄鋼板との間の領域では、外部からスプレー水又は通路冷却で炉容器を冷却する必要がもはやないほど多くの熱が奪われる（乾燥炉容器）。冷却装置は良好な伝熱性用に微粒組織を有する圧延、鍛造及び／又は鋳造銅板で構成することができる。本発明の１提案によれば、２つのこのような中実材料銅板は相互溶接（熱伝導式に結合）され又は折り曲げてＴ形材（Ｌ形材も）とすることができる。溶接された銅板の末端は冷却材通路としての銅管とやはり溶接される。この銅管は冷却水で冷却され、接続された銅板を介して、取付領域にある炉容器煉瓦積の十分な冷却をもたらす。
【０００９】
炉容器から外に張り出す伝熱板の寸法、単位面積当りの数、冷却回路及び間隔は所要の排熱量に相応して計算され定められる。温度及び／又は排熱量推移を監視するために冷却装置は相応する測定機器が装備される。
【００１０】
冷却装置は炉容器のあらゆる位置（蓋、側壁及び／又は底、水平でも垂直でも）で煉瓦積と容器鋼壁、蓋及び／又は底との間に取り付けることができる。好ましくは、これらの冷却器は容器側壁の下側及び／又は中央領域（金属及び／若しくはスラグの液状領域、支持部領域、又はＤＣ炉の場合ガス領域でも）において耐火ライニングと炉容器薄鋼板との間に配置される。煉瓦積の支持部領域に冷却装置を配置しても炉容器のこの箇所に配置される補強材は損なわれない。冷却装置はボルト等によって炉容器と結合することができる。伝熱性接触材料が冷却装置と煉瓦積との間で突固められる。
【００１１】
冷却装置は外側で溶接される銅管を介して冷却水を付加される。冷却装置の水冷部品は炉容器の外側に配置されている。こうして水漏れの場合水が炉内に達して操炉を危うくすることはない。冷却装置は複数を並べて１つの冷却回路へと相互接続されている。しかし個々の位置決めは、１冷却回路の故障時にその横にある諸領域が引き続き間接的に冷却され続けるように選択されている。好ましくは、冷却装置は閉鎖冷却回路に接続しておくべきであろう。しかし改造時に半閉鎖冷却システム又は開放冷却システムを設けておくべきである場合、冷却水の品質と懸濁物質含有量が定められた公差（品質）の内部にあるとき、冷却装置はこうしたシステムに接続することもできる。
【００１２】
本発明に係る冷却装置で達成可能な諸利点は以下の如くまとめることができる。完全に乾燥した炉容器を達成することによる改善。スプレー冷却及び／又は表面冷却と比較して排熱量が改善。炉容器で静的諸要求を維持しなければならない諸領域でも利用可能。別のシステムと比較して炉容器に小さな孔が必要であるにすぎず、そのことが下部容器及び／又は上部容器の安定性及び相関性が肯定的影響を受ける。冷却装置を介して排出される熱量が十分であり、含まれた部材が破壊から保護されるとともに、プロセスに向き合う内面は凝固し冷却され又は低反応性の生成物から自己保護が生じるように冷却されもする。
【００１３】
さらに、外側で乾燥した炉容器を達成すべきである場合、殊に汚れ（硫黄及び／又は粉塵）が法外に多く、炉容器外皮の腐食、ポンプ閉塞による冷却水故障が操炉を困難にする場合にも諸利点は得られる。冷却装置はプロセスもしくは生成物（スラグ及び／又は金属）と直接接触しているのでなく、炉容器の静的な性能において重要な諸領域に設けられていない別の銅冷却システムと問題なく組合せることができる。この冷却装置は接近困難な炉容器箇所でも特別適しており、特に、従来は必要に迫られて開放スプレー冷却が頼りとされた矩形容器の底区画でも適している。この冷却装置は矩形及び円形の炉容器を有するＡＣ／ＤＣ還元炉で利用可能である。後者の場合、種類、形状及び取付位置によって炉容器静力学的性能及び／又は安定性が損なわれることがないがゆえに特に有利である。
【００１４】
本発明に係る冷却装置の実施例が以下で図面を参考に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】冷却装置の斜視図である。
【図２】炉壁内での冷却装置の配置構造を示す。
【図３】円形炉容器内での配置構造を示す。
【図４】別のシステムと組合せた矩形炉容器内での配置構造を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
冷却装置は、冷却板１と、伝熱板２と、この伝熱板に結合された冷却材通路３とを備え、冷却材入口４と冷却材出口５とをさらに有している。極力高い伝熱性を達成するために、これらの部品はすべて銅又は相応する銅合金製となっている。
【００１７】
図２に示すように、冷却板１は冶金容器６の外側ジャケットと炉内部空間に向き合う耐火ライニング７との間に直接的に設けられている。好ましくは、冷却板は突固めによって形成される伝熱性接触材料８に埋封されている。
【００１８】
冷却板１、伝熱板２及び冷却材通路３の配置構造については、図３では、円形炉容器に取付けた例が示され、図４では矩形炉容器に取付けた例が示されており、図では、なお別の冷却装置に関するシステムが示唆されている。
【００１９】
図にはっきり示されるように、冷却材通路は炉容器の外側に位置し、ここでは乾燥炉容器と呼ぶことができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年9月16日(2009.9.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冶金炉の耐火ライニングを冷却するための冷却装置において、
前記耐火ライニングに向き合う冷却板（１）と、
前記冷却板（１）に対して直角に曲げて熱伝導式に相互溶接し又は折り曲げてＴ形材又はＬ形材に構成されて炉壁から外に延びる伝熱板（２）と
を備え、
前記冷却板（１）及び前記伝熱板（２）が中実材料から構成され、
前記炉壁から外に張り出す前記伝熱板（２）に強固に結合され、かつ冷却材入口（４）及び冷却材出口（５）に結合された冷却材通路（３）が設けられていることを特徴とする、冷却装置。
【請求項２】
前記冷却板（１）、前記伝熱板（２）及び前記冷却材通路（３）が銅又は銅合金等の高伝熱性材料から構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
前記冷却材通路（３）が前記伝熱板（２）の短辺面に沿って延びていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の冷却装置。
【請求項４】
微粒組織を有する銅板等の高伝熱性の圧延、鍛造及び／又は鋳造材料から構成されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の冷却装置。
【請求項５】
外側ジャケットと容器内部に向き合う耐火ライニングとを有する冶金容器内における、請求項１〜５のいずれか一項に記載の冷却装置の配置構造において、
ライニングと外側ジャケットとの間に装入される伝熱性接触材料に前記冷却装置が埋封されていることを特徴とする、配置構造。
【請求項６】
円形、方形、楕円形又はこれらに類似した形状の冶金炉容器内に設けられる、請求項５に記載の冷却装置の配置構造。
【国際調査報告】
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