(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉炉壁内面に周設される炉壁冷却パネルにおいて、
上下左右に隣接する高炉炉壁冷却パネルの板の外縁を互いに重なり合うように斜面で構成し、
高炉炉壁冷却パネルの前面に縦横のリブを格子状に構成するとともに、背面に縦横のリブを格子状に設け、
冷媒を通す銅、銅合金または鋼からなる冷媒配管を給水側から排水側まで１本の管材を曲げて炉内側に溶接箇所を設けることなく配置し、
銅または銅合金の板に冷媒配管に合わせて切り抜いた切り抜き部に冷媒配管をはめ込んで、板との接線を溶接し、
冷媒配管が板から立ち上がる部分を冷媒配管よりも径の大きい鋼管で２重管としたことを特徴とする高炉炉壁用冷却パネル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高炉炉壁内面に周設される高炉炉壁冷却パネルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
高炉操業において、炉内の高温反応から鉄皮を保護するため、ステーブクーラーを使用して冷却している。近年、高炉の羽口からの微粉炭吹き込み量が増えるにつれて、高炉炉壁への熱負荷が増大し、かつ変動するようになり、従来の鋳鉄製ステーブクーラーに代わって銅製ステーブクーラーが一部に採用され始めてきている。
【０００３】
図５は従来の銅製ステーブクーラーのステーブ下部拡大図で、鉄皮１２の内側に金属製のステーブ本体２１を配し、ステーブ本体２１内に設けられた冷却水路２２に冷却水を流して鉄皮１２を冷却する。図５はステーブ本体２１の下部のみを示しているが、上部は下部とほぼ対象になっていて、冷却水は下部の冷却水配管２６から給水口２３を経て流入し、上部の排水口を経で冷却水配管から流出する。
【０００４】
従来の銅製ステーブクーラーの構造として、例えば、特公昭６３−５６２８３号公報には、鍛造または圧延された銅または銅合金からなるステーブ本体にドリル加工により水路を穿ち、水路両端を栓溶接するとともに、冷却水配管をステーブ本体に溶接した構造が記載されている。
【０００５】
また、特開平１１−２９３３１２号公報には、鋳造された銅または銅合金からなるステーブ本体で、鋳造時に中子により水路を造形し、凝固後に複数の開口箇所から中子を破壊除去して水路を形成し、ステーブ本体に冷却水配管を溶接した構造が記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の銅ステーブ構造においては、
（１）銅母材の重量が重く、コスト高となる。
【０００７】
（２）高度な深孔ドリル加工技術や、鋳造技術および栓溶接技術と厳重な検査が要求される。
【０００８】
（３）水路はステーブ本体の母材により形成されていて伝熱性には優れる反面、万一、材質欠陥や使用中に発生する微細クラックから亀裂が進展すれば、直ちに水路の密封性は失われ、炉内への漏水をひきおこす。
【０００９】
（４）密閉水路形成時に図５に示すように栓２４の溶接を避けることができず、長期間の過酷な条件での信頼性に不安が残る。
【００１０】
（５）図５の例のように、冷却水配管２６はステーブ本体２１に直角に近い角度で溶接されることから、冷却水の流れ方向が急変するため、圧損の上昇や水路端部で冷却水の滞留を招くことが懸念される。
【００１１】
（６）図５の例のように、冷却水配管２６は給排水口２３に配管２６の端部を差込み、ステーブ本体２１の給排水口外縁部に開先をとってレ型隅肉溶接により接合されており、曲げや引張りに対する溶接強度は必ずしも十分とは言えない。このため、ステーブ本体の冷却水配管２６が鉄皮１２を貫通する箇所を密封接合する際に、伸縮管２５を介して行い、鉄皮炉外側にその為のスペースが必要であった、という問題があった。
【００１２】
そこで本発明が解決しようとする課題は、高炉炉壁等の冷却に使用される炉壁冷却装置において、ステーブクーラーに代わり、より軽量安価で製作が容易な高炉炉壁冷却パネルを提供するものである。また、冷媒径路上に溶接箇所がなく、漏水の危険性が極めて低く、冷却水の圧損も低く、滞留もなく、伸縮管を省略できて、冷媒の通る配管の長さを短縮できる高炉炉壁冷却パネルを提供するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の高炉炉壁用冷却パネルは、高炉炉壁内面に周設される炉壁冷却パネルにおいて、上下左右に隣接する高炉炉壁冷却パネルの板の外縁を互いに重なり合うように斜面で構成し、高炉炉壁冷却パネルの前面に縦横のリブを格子状に構成するとともに、背面に縦横のリブを格子状に設け、冷媒を通す銅、銅合金または鋼からなる冷媒配管を給水側から排水側まで１本の管材を曲げて炉内側に溶接箇所を設けることなく配置し、銅または銅合金の板に冷媒配管に合わせて切り抜いた切り抜き部に冷媒配管をはめ込んで、板との接線を溶接し、冷媒配管が板から立ち上がる部分を冷媒配管よりも径の大きい鋼管で２重管としたことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の高炉炉壁冷却パネルを図面に示す例に基づき説明する。図１は本発明の高炉用炉壁冷却パネルの一例を示す正面図、図２は高炉炉壁冷却パネルを炉壁に取り付けた状態を示す水平断面図、図３は冷媒配管が高炉炉壁冷却パネルから立ち上がる部分の二重管構造を示す断面図、図４は冷媒配管の別実施例を示す断面図である。
【００１６】
図１において、銅または銅合金の板１に冷媒を通す冷媒配管２をはめ込むために、冷媒配管に合わせて切り抜いた切り抜き部を形成し、切り抜き部に冷媒配管２をはめ込んで、冷媒配管２と板１との接線をアーク溶接、ガス溶接、ろう付け等の公知の溶接により接合することで高炉用炉壁冷却パネル（以下「冷却パネル」という。）を形成する。冷媒配管２は銅、銅合金または鋼からなり、１本以上のできるだけ少ない本数でパネル面積をむらなく冷却するために、１本以上の管を鉛直や水平に配置したり、鈎型状や蛇行状に曲げて配置する。
【００１７】
炉内面を形成する冷却パネル前面には、補強のために、横リブ３と縦リブ４を格子形状に配置する。また、冷却パネル背面にも横リブ９と縦リブ１０を格子形状に構成する。あるいはリブ３，４に変えて図４に示すようにスタッド５を配置してもよい。
【００１８】
また、冷却パネルの板の外縁を斜面６で構成して、隣接する冷却パネルの外縁の斜面６と互いに重なる構造とすることにより、外縁を垂直に形成するのに比べて伝熱を促進することができ、冷却効果の低下を防ぐことができる。
【００１９】
冷媒配管２が冷却パネルの板１から立ち上がる部分には、冷媒配管２よりも径の大きい鋼管７を外管にして２重管となし、２重管部の鋼管７にて鉄皮１２とシール部材８にて密封接合する。
【００２０】
格子形状のリブ３，４，９，１０またはスタッド５と冷媒配管２を避けた位置には冷却パネルを鉄皮１２に固定する取付ボルト１１が設けられている。冷却パネルを鉄皮１２にボルトで取付した後、鉄皮１２との隙間にキャスタブル１３を流し込む。
【００２１】
冷却パネル前面の格子形状のリブ３，４で形成される溝部またはスタッド５の間には、高炉稼働前にキャスタブル１４を吹き付け、火入れ当初の高熱負荷に対する緩衝効果を持たせる。この吹き付けたキャスタブル１４は、暫時後に脱落するが、すぐに炉内の溶融物等が付着し、前面を覆う。冷却パネル前面の格子形状のリブ３，４またはスタッド５はこの付着物層を安定保持するためにも配置されることが望ましい。
【００２２】
図４において、冷媒配管２を曲げ加工後にプレスし、冷媒配管２の断面形状を楕円形とした場合を示す。冷媒配管２の断面形状を楕円または長円形とすることで、パネル面積に占める管面積の割合を増やすことができ、冷却効果を高めることができる。なお、図４では冷却パネル前面にスタッド５を配置することによって、キャスタブル１３と冷却パネルとが強固に結合される。
【００２３】
【発明の効果】
本発明による高炉用炉壁冷却パネルにより以下の優れた効果が得られる。
【００２４】
（１）銅または銅合金の板と銅、銅合金または鋼からなる冷媒配管とから構成され、極めて軽量、安価に製作することができる。
【００２５】
（２）冷媒配管は給水側から排水側まで、１本の管材を曲げて使用し、炉内側に溶接箇所を設けることなく構成することができるので、長期間の使用に、十分耐えるものである。
【００２６】
（３）冷媒配管は適切な曲げ半径を選ぶことで断面形状の急激な変化なく曲げ加工できるので、冷却水の圧損の上昇や、滞留部をつくることがない。
【００２７】
（４）ゾンデ用開口や出銑口開口の近傍に冷却パネルを設置する場合にも任意の形状に設計・製作できる。また、冷却盤の鉄皮を流用して冷却パネルを設置する場合にも、既設の開口形状に応じて、設計・製作できる。
【００２８】
（５）管の断面形状を楕円または長円形とすることで、冷却パネル面積に占める管部分の面積の割合を増やすことができ、冷却効果を高めることができる。
【００２９】
（６）冷却パネル前面に縦横のリブを格子状に構成するか、またはスタッドを配置し、高炉稼働前にキャスタブルを吹き付け、火入れ当初の高熱負荷に対する緩衝効果を持たせ、稼働後には、炉内の溶融物等が付着保持し易くできる。
【００３０】
（７）冷却パネルの板の外縁を斜面で構成し、上下左右に隣接する冷却パネルの板の外縁斜面部が互いに重なり合うように周設できるので、冷却パネルの目地部での冷却効果の低下を防ぐことができる。
【００３１】
（８）冷媒配管が冷却パネルの板部から立ち上がる部分に冷媒配管よりも径の大きい鋼管を外管にして２重管となすことで補強効果を高めており、鉄皮貫通部の密封も簡単なものでよく、伸縮管を用いる必要はない。そのため、冷却水配管の鉄皮外側での長さを短縮でき、スペースを小さくできる。
【００３２】
（９）冷却パネル背面にも縦横のリブを格子状に構成して熱変形に対する補強効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の高炉用炉壁冷却パネルの一例を示すである。
【図２】  本発明の高炉炉壁冷却パネルを炉壁に取り付けた状態を示す水平断面図である。
【図３】  本発明の冷媒配管が高炉炉壁冷却パネルから立ち上がる部分の二重管構造を示す断面図である。
【図４】  本発明の冷媒配管の別実施例を示す断面図である。
【図５】  従来の銅製ステーブクーラーのステーブ下部拡大図である。
【符号の説明】
１：板、２：冷媒配管、３：横リブ、４：縦リブ、５：スタッド、６：外縁の斜面、７：二重管の外管、８：シール部材、９：背面横リブ、１０：背面縦リブ、１１：取付ボルト、１２：鉄皮、１３：背面のキャスタブル、１４：前面のキャスタブル、２１：ステーブ本体、２２：冷却水路、２３：給水口（排水口）、２４：栓溶接部、２５：伸縮管、２６：冷却水配管
【図１】
0004495330.tif 000002
【図２】
0004495330.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
0004495330.tif 000006