(57)【要約】      （修正有）【課題】高炉炉底における溶銑の流れを円滑にするとともに、れんがの異常損耗を防止して炉寿命を長くできる高炉炉底の冷却装置を提供する。【解決手段】高炉炉底に埋設された冷却管に冷却水を供給して該高炉炉底を冷却する装置であって、前記高炉炉底の中央部を通る複数の冷却管の途中にシール部３を設けて、該冷却管を冷却部１と非冷却部２とに分割し、前記シール部３を、前記高炉炉底の中央部の外周と前記複数の冷却管とが交差する位置に左右交互に配置して緩冷却範囲と強冷却範囲とに区分し、前記高炉炉底の中央部を通る複数の冷却管の間に、シール部３を設けない冷却管を配設することを特徴とする高炉炉底の冷却装置。【選択図】  図１
2004360017.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉炉底に埋設された冷却管に冷却水を供給して該高炉炉底を冷却する装置であって、
前記高炉炉底の中央部を通る複数の冷却管の途中にシール部を設けて、該冷却管を冷却部と非冷却部とに分割し、
前記シール部を、前記高炉炉底の中央部の外周と前記複数の冷却管とが交差する位置に左右交互に配置して緩冷却範囲と強冷却範囲とに区分し、
前記高炉炉底の中央部を通る複数の冷却管の間に、シール部を設けない冷却管を配設することを特徴とする高炉炉底の冷却装置。
【請求項２】
前記冷却管の冷却部には、冷却水を供給する供給管と、冷却水を排出する排出管とが設けられており、
該排出管は、回転可能な曲がり管を前記冷却部の外側に設けた構造とし、該排出管を回転させることによって前記冷却部の水位を調整できることを特徴とする請求項１に記載の高炉炉底の冷却装置。
【請求項３】
前記シール部が、前記冷却管の長手方向に移動できることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の高炉炉底の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高炉炉底に埋設された冷却管に冷却水を供給して該高炉炉底を冷却する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、高炉の炉底に内張りされた炉底れんがを保護するために、その側壁や底盤の下部に配置された冷却管によって炉底の水冷がなされている。
しかし、この冷却管による抜熱が過剰になる部分が生じると、溶銑の高融点成分が析出し、炉底れんがの稼働表面に付着物を形成して炉底が隆起し、炉底における溶銑の流れが変化して環状流が発生することによって、炉床壁の特定方向が侵食されて炉底れんがの異常溶損の原因となることがある。
【０００３】
従って、このような付着物の形成、消長を制御して、高炉炉底の局部的な熱負荷の変動に応じて適正な冷却条件の下で冷却を行うことが必要となる。
特に、高炉炉底の中央部に付着物が形成すると、炉底の中央部から炉壁の出銑口方向への溶銑の流れが悪くなることから、炉底の中央部は緩やかに冷却し、炉底の周辺部は強冷却することによって炉寿命を長くする冷却パターンが好ましい。
高炉炉底の冷却方法に関しては、従来から種々の提案がなされている。
例えば、特開平２−１０４６０３号公報には、高炉の炉底部の冷却法において、円形である前記炉底部の冷却範囲を中心部分と周辺部分に分け、炉底れんがに埋設された温度センサの指示により、それぞれ独立に冷却水の流量を調節する高炉の炉底冷却方法が記載されている。
しかし、前記特開平２−１０４６０３号公報に示される方法は、既設の高炉には適用できないという問題点があった。
【０００４】
また、特開平１０−８１１４号公報には、冷却管を３重管構造にし、該冷却管内にシール部を設け、冷却管内を冷却領域と非冷却領域とに分割することによって、高炉炉底れんがの冷却必要部位を効率的に冷却できる高炉炉底の冷却装置が開示されている。
しかし、特開平１０−８１１４号公報に記載された冷却装置は、構造が複雑であるうえ、通水断面積が狭くなるため給水圧力を高くする必要があった。
【０００５】
【特許文献１】特開平２−１０４６０３号公報
【特許文献２】特開平１０−８１１４号公報
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前述のような従来技術の問題点を解決し、高炉炉底における溶銑の流れを円滑にするとともに、れんがの異常損耗を防止して炉寿命を長くできる高炉炉底の冷却装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述の課題を解決するために鋭意検討の結果なされたものであり、高炉炉底の中央部を通る複数の冷却管の途中にシール部を設けて、該冷却管を冷却部と非冷却部とに分割し、該シール部を高炉炉底の中央部の外周に千鳥状に配置することによって、高炉炉底の中央部を周辺部に比べて緩やかに冷却して高炉炉底における溶銑の流れを円滑にするとともに、炉底の周辺部を強冷却し、れんがの異常損耗を防止して炉寿命を長くできる高炉炉底の冷却方法を提供するものであり、その要旨とするところは特許請求の範囲に記載した通りの下記内容である。
【０００７】
（１）高炉炉底に埋設された冷却管に冷却水を供給して該高炉炉底を冷却する装置であって、
前記高炉炉底の中央部を通る複数の冷却管の途中にシール部を設けて、該冷却管を冷却部と非冷却部とに分割し、
前記シール部を、前記高炉炉底の中央部の外周と前記複数の冷却管とが交差する位置に左右交互に配置して緩冷却範囲と強冷却範囲とに区分し、
前記高炉炉底の中央部を通る複数の冷却管の間に、シール部を設けない冷却管を配設することを特徴とする高炉炉底の冷却装置。
（２）前記冷却管の冷却部には、冷却水を供給する供給管と、冷却水を排出する排出管とが設けられており、
該排出管は、回転可能な曲がり管を前記冷却部の外側に設けた構造とし、該排出管を回転させることによって前記冷却部の水位を調整できることを特徴とする（１）に記載の高炉炉底の冷却装置。
（３）前記シール部が、前記冷却管の長手方向に移動できることを特徴とする（１）または（２）に記載の高炉炉底の冷却装置。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について、図１乃至図５を用いて詳細に説明する。
図４および図５は、本発明が対象とする高炉炉底の構造を示す図である。
図４は、本発明が対象とする高炉炉底の断面図であり、図５はその平面図である。
図４および図５において、高炉炉底１０は、高炉の外殻を構成する鉄皮１１ａと、鉄皮１１ａの内部に内張りされた炉底れんが１１と、炉底れんが１１を支持する底盤１２と、底盤１２と基盤１３との間に配置される冷却管１４と、底盤１２を支えて冷却管１４の挿入間隙を形成する図示しないビームとを有している。なお、１５はれんがに付着して溶銑の流れを阻害する付着物を示す。
【０００９】
図１は、本発明の高炉炉底の冷却方法における実施形態を示す図である。
図１において、１は高炉炉底の中央部を通る冷却管の冷却部、２は高炉炉底の中央部を通る冷却管の非冷却部、３は冷却部と非冷却部を分割するシール部、を示す。
溶解した銑鉄は高炉の外周に設けられた出銑口から排出されるため、この出銑口の周辺が最も溶銑の流速が速くなる領域であり、れんがの損耗が激しいので出銑口の周囲に相当する高炉の周辺部を強冷却する必要がある。
一方、炉底の中央部は、周辺部に比べて溶銑の流速が遅く、この中央部を強冷却して温度が低下すると溶銑が析出して、れんがやスケールと混合物を形成し、れんがの表面に付着して溶銑が出銑口に流れる流路を狭くしてしまうため、溶銑が出銑口方向に円滑に流れにくくなる。
【００１０】
そこで、高炉炉底の中央部は緩やかに冷却し周辺部は強冷却を行う、云わばドーナツ冷却を行う必要がある。
本発明においては、ドーナツ冷却を行うために、高炉炉底の中央部を通る複数の冷却管の途中にシール部を設けて、該冷却管を冷却部と非冷却部とに分割し、炉底の中央部への冷却水の供給を遮断することによって、炉底の中央部を緩やかに冷却することができる。
また、前記シール部を、図１に示すように、前記高炉炉底の中央部の外周と前記複数の冷却管とが交差する位置に左右交互に配置しているので、炉底の周辺部の左右の領域への冷却水の供給量を均一化でき、その結果、炉底の周辺部の局部的温度上昇を防止することができる。
【００１１】
さらに、前記高炉炉底の中央部を通る複数の冷却管の間に、シール部を設けない冷却管を配設する。
シール部を設けた冷却管では、炉底の中央部に冷却水が供給されないため、炉底の中央部の温度が高くなり過ぎてこの部分のれんがに、異常損耗が生じる可能性がある。
そこで、シール部を設けた冷却管の間にシール部を設けない冷却管を配設することによって、炉底の中央部にも周辺部より少量の冷却水を供給することができ、炉底の中央部のれんがの異常損耗を防止することができる。
なお、図１においては、シール部を設ける冷却管とシール部を設けない冷却管とを交互に設置しているが、シール部を設けない冷却管を２本おき、または、３本おきに設置してもよい。
【００１２】
図２は、本発明に用いる高炉炉底の中央部を通る冷却管の詳細図である。
図２において、１は高炉炉底の中央部を通る冷却管の冷却部、２は高炉炉底の中央部を通る冷却管の非冷却部、３は冷却部と非冷却部を分割するシール部、４は前記冷却部に冷却水を供給する供給管、５は前記冷却部から冷却水を排出する排出管、７はワイヤーを示す。
高炉炉底の中央部を通る冷却管の冷却部１には、冷却水を供給する供給管４により冷却水が満たされており、冷却部１の上部に設けられている排出管５により冷却水が排出されているので、冷却部１の温度は一定に保たれている。
【００１３】
一方、高炉炉底の中央部を通る冷却管の非冷却部２は、シール部３によって冷却水が遮断されており非冷却部２の内部は空の状態となっており、冷却能力がないので冷却管の非冷却部２が配置されている炉底の中央部は冷却されない。
また、排出管５は、図２に示すように、回転可能な曲がり管を冷却部の外側に設けた構造となっており、先部がくの字もしくは直角に曲がっているので、排出管５を回転させることによって排出口位置の高さが変化するので、冷却部１の水位レベルを変えることができ、その結果、冷却部１の冷却能力を変えることにより炉底の周辺部の温度を調節することができる。
【００１４】
図３は、本発明に用いるシール部を例示する図である。
図３において、シール部は冷却水の漏洩を防止する複数（本実施形態では２枚）の止水パッキンをボルト締めした構造となっている。
複数の止水パッキンを用いるのは、炉内の熱の影響でパッキンが劣化する危険性があるうえ、パッキンの傾斜による冷却水の漏洩を防止することができるからである。
なお、止水パッキンは、ワイヤー７を引張ることによって、図３の矢印の方向に移動して冷却部と非冷却部との境界を変更することができる。
例えば、緩冷却部と強冷却部の境界の変化に応じて止水パッキンを移動することによってシール部を冷却管の長手方向に移動させ、緩冷却を行う炉底の中央部の範囲を拡大・縮小することができる。
炉底れんがの稼動表面に形成する付着物の量は、炉底部の溶銑滓の流れに起因して変化する。即ち、溶銑滓の流れが活発になれば、付着物の量は減り、最終的には付着物がなくなりれんがの稼動面が露出する。一方、流れが緩慢な状態、あるいは停滞した状態になれば付着物が増加する。この溶銑滓の流れは、操業状態や炉底れんがの損耗状態によって逐次変化するため、付着物が目標量になるように緩冷却部と強冷却部の境界を変更して炉底冷却を行うことが好ましい。
【００１５】
【発明の効果】
本発明によれば、高炉炉底の中央部を通る複数の冷却管の途中にシール部を設けて、該冷却管を冷却部と非冷却部とに分割し、該シール部を高炉炉底の中央部の外周に千鳥状に配置することによって、高炉炉底の中央部を周辺部に比べて緩やかに冷却して高炉炉底における溶銑の流れを円滑にするとともに、炉底の周辺部を強冷却し、れんがの異常損耗を防止して炉寿命を長くできる高炉炉底の冷却装置を提供することができるなど、産業上有用な著しい効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の高炉炉底の冷却方法における実施形態を示す図である。
【図２】本発明に用いる高炉炉底の中央部を通る冷却管の詳細図である。
【図３】本発明に用いるシール部を例示する図である。
【図４】本発明が対象とする高炉炉底の構造を示す図である。
【図５】本発明が対象とする高炉炉底の構造を示す図である。
【符号の説明】
１・・・高炉炉底の中央部を通る冷却管の冷却部、
２・・・高炉炉底の中央部を通る冷却管の非冷却部、
３・・・シール部、４・・・冷却水の供給管、５・・・冷却水の排出管、
６・・・止水パッキン、７・・・ワイヤー、１０・・・高炉炉底  、
１１・・・炉底れんが、１１ａ  ・・・鉄皮  、１２・・・底盤、
１３・・・  基盤  、１４・・・冷却管、１５・・・付着物  、１９・・・シール部、２０・・・  冷却部、２１  ・・・非冷却部
【図１】
2004360017.tif 000003
【図２】
2004360017.tif 000004
【図３】
2004360017.tif 000005
【図４】
2004360017.tif 000006
【図５】
2004360017.tif 000007