(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉の炉壁に立設される鋼または銅の圧延板製ステーブクーラーにおいて、圧延板内に左右両辺に沿う２本の縦水路が穿孔され、また上下両辺に沿う４本の横水路が前記縦水路に接続して圧延板の両端から２本ずつ穿孔されて、互いに向合う１対のコ字形水路が形成され、該コ字形水路の圧延板端面の開ロがプラグにより閉塞され、該コ字形水路の向合う一方の両端部に、圧延板外側表面に通じる給水孔を隣接して設けると共に、該コ字形水路の向合う他方の両端部に、圧延板外側表面に通じる排水孔を隣接して設けていることを特徴とする圧延板製ステーブクーラー。
【請求項２】
高炉の炉壁に立設される鋼または銅の圧延板製ステーブクーラーにおいて、圧延板内に左右両辺に沿う２本の縦水路が穿孔され、また上下両辺に沿う２本の横水路が前記縦水路に接続して圧延板の両端から１本ずつ互いに逆方向に穿孔されて、互いに向合う１対のＬ字形水路が形成され、該Ｌ字形水路の圧延板端面の開口がプラグにより閉塞され、該Ｌ字形水路の端部から圧延板外側表面に通じる給水孔および排水孔が設けられていることを特徴とする圧延板製ステーブクーラー。
【請求項３】
高炉の炉壁に立設される鋼または銅の圧延板製ステーブクーラーにおいて、圧延板内に上端から２本の斜水路が互いに間隔を広げる方向に穿孔され、また下端からも２本の斜水路が互いに間隔を広げる方向に穿孔され、前記上端から穿孔された斜水路と接続して、互いに向合う１対のく字形水路が形成され、該く字形水路の圧延板端面の開口がプラグにより閉塞され、該く字形水路の端部から圧延板外表面に通じる給水孔および排水孔が設けられていることを特徴とする圧延板製ステーブクーラー。
【請求項４】
高炉の炉壁に立設される鋼または銅の圧延板製ステーブクーラーにおいて、請求項１における１対のコ字形水路および請求項３における１対のく字形水路が形成されて、該各水路の圧延板端面の開口がプラグにより閉塞され、該各水路の端部から圧延板外表面に通じる給水孔および排水孔が設けられていることを特徴とする圧延板製ステーブクーラー。
【請求項５】
高炉の炉壁に立設される鋼または銅の圧延板製ステーブクーラーにおいて、請求項２における１対のＬ字形水路および請求項３における１対のく字形水路が形成されて、該各水路の圧延板端面の開口がプラグにより閉塞され、該各水路の端部から圧延板外表面に通じる給水孔および排水孔が設けられていることを特徴とする圧延板製ステーブクーラー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高炉の炉壁に立設され、鋼または銅の圧延板内に冷却水路が形成された圧延板製ステーブクーラーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の高炉の炉壁冷却手段は、冷却盤による冷却とステーブクーラーによる冷却に大別される。冷却盤による冷却においては、高炉稼働後の煉瓦の損耗により炉内のプロフィルが悪化するために、高炉操業に悪影響を及ぼす。ステーブクーラーによる冷却では、その材質によって、鋳鉄、鋳鋼、鋼板等の鉄系材ステーブクーラーと、銅または銅合金材ステーブクーラーとに分類できる。
【０００３】
鋳鉄へ鋳込まれた管により冷却水路を形成したステーブクーラーは、特開平６−３０６４２１号公報や特開平８−８５８０８号公報により既に公知である。これらのステーブクーラーは鋳鉄の低い熱伝導率のため、また、酸化物層または空気断熱層によって生じる冷却管と鋳鉄との間の熱伝達抵抗のため、奪熱能が低く抑えられている。
【０００４】
稼働後に高炉煉瓦積みが損耗した場合、ステーブクーラーの炉内面は、炉内高温ガスに直接さらされる。鋳鉄製のステーブクーラーでは、熱伝達抵抗が大きいために、炉内面の冷却が不十分であり、炉内面の摩耗の促進は避けられず、それにより寿命が制限されている。
【０００５】
さらに鋳銅からなるステーブクーラーが公知であり、冷却水路は鋳込まれる管によって形成されるか、または中子による鋳抜きによって形成される。鋳銅の組織は、鍛造や圧延された銅と比較して粗く均質ではなく、鋳銅の熱伝導はやや劣り強度も低い。また、管が鋳込まれる場合には鋳込み管と鋳銅の間での熱伝達抵抗が問題になる。
【０００６】
特公昭６３−５６２８３号公報には、銅または銅合金の鍛造材または圧延材から製造されたステーブクーラーが開示されている。その冷却水路は鉛直に延びる盲穴であり、これらの盲穴は機械的深穴開けにより設けられる。鍛造銅や圧延銅の組織は、鋳銅と比較して緻密かつ均質である。そして鋳銅で発生するようなひけ巣もないため強度も強く、熱伝導率も高い。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記特公昭６３−５６２８３号公報の鍛造材や圧延材に穿孔したステーブクーラーでは、図７に示すように、冷却水路が長手方向に平行なＩ字形水路１０のみで形成され、各Ｉ字形水路１０のそれぞれに給水孔１２および排水孔１３が設けられていた。このため、該ステーブクーラーを冷却盤を使用していた高炉に取付ける場合、高炉の鉄皮には、給排水用の鉄皮開孔部１６を各給水孔１２および排水孔１３に合わせて、新たに設ける必要があった。
【０００８】
また上記特公昭６３−５６２８３号公報のステーブクーラーにおいては、冷却能力を向上させるため、材質として銅板や圧延材が採用されているが、いずれも材質に関する技術で、この材質を採用してさらに冷却能力を向上させるための冷却水路の形状については開示された技術がなかった。
【０００９】
そこで本発明が解決しようとする課題は、高炉の炉壁に立設され、緻密かつ均質な組織を有し熱伝導率が高く強度も高い圧延板製のステーブクーラーにおいて、圧延板内の冷却水路の形状によって冷却能力を向上させると共に、給排水用には鉄皮に開けられている既存の開孔を使用することのできるステーブクーラーを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の第１発明は、高炉の炉壁に立設される鋼または銅の圧延板製ステーブクーラーにおいて、圧延板内に左右両辺に沿う２本の縦水路が穿孔され、また上下両辺に沿う４本の横水路が前記縦水路に接続して圧延板の両端から２本ずつ穿孔されて、互いに向合う１対のコ字形水路が形成され、該コ字形水路の圧延板端面の開ロがプラグにより閉塞され、該コ字形水路の向合う一方の両端部に、圧延板外側表面に通じる給水孔を隣接して設けると共に、該コ字形水路の向合う他方の両端部に、圧延板外側表面に通じる排水孔を隣接して設けていることを特徴とする圧延板製ステーブクーラーである。
【００１１】
第２発明は、高炉の炉壁に立設される鋼または銅の圧延板製ステーブクーラーにおいて、圧延板内に左右両辺に沿う２本の縦水路が穿孔され、また上下両辺に沿う２本の横水路が前記縦水路に接続して圧延板の両端から１本ずつ互いに逆方向に穿孔されて、互いに向合う１対のＬ字形水路が形成され、該Ｌ字形水路の圧延板端面の開口がプラグにより閉塞され、該Ｌ字形水路の端部から圧延板外側表面に通じる給水孔および排水孔が設けられていることを特徴とする圧延板製ステーブクーラーである。
【００１２】
第３発明は、高炉の炉壁に立設される鋼または銅の圧延板製ステーブクーラーにおいて、圧延板内に上端から２本の斜水路が互いに間隔を広げる方向に穿孔され、また下端からも２本の斜水路が互いに間隔を広げる方向に穿孔され、前記上端から穿孔された斜水路と接続して、互いに向合う１対のく字形水路が形成され、該く字形水路の圧延板端面の開口がプラグにより閉塞され、該く字形水路の端部から圧延板外表面に通じる給水孔および排水孔が設けられていることを特徴とする圧延板製ステーブクーラーである。
【００１３】
第４発明は、高炉の炉壁に立設される鋼または銅の圧延板製ステーブクーラーにおいて、第１発明における１対のコ字形水路および第３発明における１対のく字形水路が形成されて、該各水路の圧延板端面の開口がプラグにより閉塞され、該各水路の端部から圧延板外表面に通じる給水孔および排水孔が設けられていることを特徴とする圧延板製ステーブクーラーである。
【００１４】
第５発明は、高炉の炉壁に立設される鋼または銅の圧延板製ステーブクーラーにおいて、第２発明における１対のＬ字形水路および第３発明における１対のく字形水路が形成されて、該各水路の圧延板端面の開口がプラグにより閉塞され、該各水路の端部から圧延板外表面に通じる給水孔および排水孔が設けられていることを特徴とする圧延板製ステーブクーラーである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明のステーブクーラーは、高炉の炉壁に立設される鋼または銅の圧延板製ステーブクーラーにおいて、圧延板内に形成される冷却水路の形状に特徴を有するものである。
本発明の第１発明ステーブクーラーを図１の例により説明する。図１（ａ）は高炉の炉壁に立設した状態の正面図、図１（ｂ）は側面図、図１（ｃ）は底面図であり、この状態で炉壁の周方向全周に並べ、また上下方向には所要段数にわたって設置される。また第２〜第５発明ステーブクーラーも、同様にして高炉に設置される。
【００１６】
第１発明ステーブクーラーは、図１（ａ）の例に示すように、圧延板１内に左右両辺に沿う２本の縦水路２a および２b が穿孔され、また上下両辺に沿う４本の横水路３a ，４a および３b ，４b が圧延板１の両端から穿孔されて、互いに向合う１対のコ字形水路７a ，７b が形成されている。すなわち、横水路３a および４a は縦水路２a に接続して一方のコ字形水路７a を形成し、横水路３b および４b は縦水路２b に接続してもう一方のコ字形水路７b を形成している。
【００１７】
そして図１（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、コ字形水路７a および７b の圧延板端面の開口はプラグ１１により閉塞されている。また、コ字形水路７a の端部には、圧延板外側表面に通じる給水孔１２a および排水孔１３a が設けられ、コ字形水路７b の端部には圧延板外側表面に通じる給水孔１２b および排水孔１３b が設けられている。
【００１８】
このような第１発明ステーブクーラーを製造するには、圧延板１の端面から図１（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すような縦水路２および横水路３，４を穿孔し、端面の開口をプラグ１１で閉塞してコ字形水路７とする。縦水路２は、図１の例では上下に貫通して穿孔した後、上端および下端の開口をプラグ１１で閉塞しているが、上端または下端を残して穿孔した後、開口をプラグ１１で閉塞してもよい。横水路３，４は、縦水路２と接続する位置に、左右両端から給水孔１２および排水孔１３の位置まで穿孔する。プラグ１１は圧延板端面の開口に捩じ込んでもよく、溶接してもよい。
【００１９】
そして、圧延板外側表面から横水路３，４の先端まで穿孔して給水孔１２および排水孔１３を形成し、給水パイプ１４および排水パイプ１５を取付ける。給水孔１２および排水孔１３の位置は、既存の鉄皮開孔部１６の位置に合わせて設ける。図１では圧延板１の幅方向中央部に設けているが、鉄皮開孔部１６の位置に合わせて、左右にずらせてあってもよい。
【００２０】
第２発明ステーブクーラーは、図２の例に示すように、圧延板１内に左右両辺に沿う２本の縦水路２a および２b が穿孔され、また上下両辺に沿う２本の横水路３a および４b が圧延板１の両端から互いに逆方向に穿孔されて、互いに向合う１対のＬ字形水路８a ，８b が形成されている。すなわち、横水路３a は縦水路２a に接続して一方のＬ字形水路８a を形成し、横水路４b は縦水路２b に接続してもう一方のＬ字形水路８b を形成している。
【００２１】
そして、Ｌ字形水路８a および８b の圧延板端面の開口はプラグ１１により閉塞されている。また、Ｌ字形水路８a の端部には、圧延板外側表面に通じる給水孔１２a および排水孔１３a が設けられ、Ｌ字形水路８b の端部には圧延板外側表面に通じる給水孔１２b および排水孔１３b が設けられている。
なお図２〜図６においては、側面図および底面図を省略しているが、図１におけると同様、圧延板１の内部に各水路が穿孔により形成されている。
【００２２】
このような第２発明ステーブクーラーを製造するには、圧延板１の端面から図２に示すような縦水路２および横水路３，４を穿孔し、端面の開口をプラグ１１で閉塞してＬ字形水路８とする。縦水路２は、図２の例では、２a は上端を残し２b は下端を残して穿孔し、開口をプラグ１１で閉塞しているが、上下に貫通して穿孔した後、上端および下端の開口を閉塞してもよい。横水路３a は、縦水路２a と接続する位置に左端から給水孔１２a の位置まで穿孔し、横水路４b は、縦水路２b と接続する位置に右端から排水孔１３b の位置まで穿孔する。プラグ１１は圧延板端面の開口に捩じ込んでもよく、溶接してもよい。
【００２３】
そして、圧延板外側表面から横水路３a および縦水路２b の先端までそれぞれ穿孔して給水孔１２a および１２b を形成し、縦水路２a および横水路４b の先端までそれぞれ穿孔して排水孔１３a および１３b を形成する。また、給水孔１２a および１２b に給水パイプ１４a および１４b を取付け、排水孔１３a および１３b に排水パイプ１５a および１５b を取付ける。給水孔１２および排水孔１３の位置は、第２発明においては圧延板１のコーナー部になる。
【００２４】
第３発明ステーブクーラーは、図３の例に示すように、圧延板１内に上端から２本の斜水路６a および６b が互いに間隔を広げる方向に穿孔され、また下端からも２本の斜水路５a および５b が互いに間隔を広げる方向に穿孔され、斜水路５a と６a が接続してく字形水路９a が形成され、斜水路５b と６b が接続してく字形水路９b が形成され、両く字形水路９a と９b は互いに向合っている。
そして、く字形水路９a および９b の圧延板端面の開口がプラグ１１により閉塞されている。また、く字形水路９a および９b の端部には、圧延板外表面に通じる給水孔１２a および１２b と排水孔１３a および１３b が設けられている。
【００２５】
このような第３発明ステーブクーラーを製造するには、圧延板１の端面から図３に示すような斜水路５，６を穿孔し、端面の開口をプラグ１１で閉塞してく字形水路９とする。斜水路５，６は、図３の例では圧延板１の縦方向中央部まで穿孔して接続させているが、いずれか一方または双方を圧延板１の側面まで貫通させた後、開口を閉塞してもよい。プラグ１１は、開口の形状により捩じ込んでもよく、また溶接してもよい。
【００２６】
そして、圧延板外側表面から斜水路５a および５b の先端までそれぞれ穿孔して給水孔１２a および１２b を形成し、斜水路６a および６b の先端までそれぞれ穿孔して排水孔１３a および１３b を形成する。また、給水孔１２a および１２b に給水パイプ１４a および１４b を取付け、排水孔１３a および１３b に排水パイプ１５a および１５b を取付ける。給水孔１２および排水孔１３の位置は、既存の鉄皮開孔部１６の位置に合わせて設ける。図３の例は圧延板１の幅方向中央部に設けているが、鉄皮開孔部１６の位置に合わせて左右にずらしてあってもよい。
【００２７】
第４発明ステーブクーラーは、図４の例に示すように、１対のコ字形水路７a ，７b および１対のく字形水路９a ，９b が形成されて、各水路７a ，７b ，９a ，９b の圧延板端面の開口がプラグ１１により閉塞され、各水路の端部から圧延板外表面に通じる給水孔１２a ，１２b および排水孔１３a ，１３b が設けられている。コ字形水路７a ，７b は第１発明におけると同様のもの、く字形水路９a ，９b は第３発明におけると同様のものである。給水孔１２および排水孔１３の位置は、図４のように圧延板１の幅方向中央部に集約して設けるほか、既設の鉄皮開孔部１６の位置に合わせて左右にずらしてあってもよい。
【００２８】
第５発明ステーブクーラーは、図５の例に示すように、１対のＬ字形水路８a ，８b および１対のく字形水路９a ，９b が形成されて、各水路８a ，８b ，９a ，９b の圧延板端面の開口がプラグ１１により閉塞され、各水路の端部から圧延板外表面に通じる給水孔１２a ，１２b および排水孔１３a ，１３b が設けられている。Ｌ字形水路８a ，８b は第２発明におけると同様のもの、く字形水路９a ，９b は第３発明におけると同様のものである。給水孔１２および排水孔１３の位置は、図５のように圧延板１のコーナー部に集約して設ける。
【００２９】
なお図６は第４発明ステーブクーラーの別の例を示し、図４のようなコ字形水路７a ，７b およびく字形水路９a ，９b のほか、Ｉ字形水路１０が形成され、Ｉ字形水路１０の両端に給水孔１２c および排水孔１３c が設けられている。また第１〜第３および第５発明各ステーブクーラーにおいても、同様にＩ字形水路１０が形成され、給水孔１２c および排水孔１３c が設けられていてもよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したような構成からなる本発明の各ステーブクーラーは、以下のような優れた効果を発揮する。
（１）ステーブクーラーの母材の材質としては、組織が緻密でかつ均質であり、強度も熱伝導率も高い圧延材を利用できる。
（２）給水パイプ群と排水パイプ群をまとめて設置できることにより、該ステーブクーラーを冷却盤を使用していた高炉内にその鉄皮を流用して取り付ける場合に、既設の鉄皮開孔部をそのまま使用することができ、新たな鉄皮開孔を必要としない。
（３）工事期間を大幅に短縮でき、高炉休止期間を短縮できる。
（４）鉄皮に新たな開孔を開けないので、鉄皮強度を低減することがない。
（５）ステーブクーラー外周を冷却できるので、ステーブクーラー外縁部からの損耗に対して耐力を発揮し、さらに長寿命が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１発明ステーブクーラーの例を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図である。
【図２】本発明の第２発明ステーブクーラーの例を示す正面図である。
【図３】本発明の第３発明ステーブクーラーの例を示す正面図である。
【図４】本発明の第４発明ステーブクーラーの例を示す正面図である。
【図５】本発明の第５発明ステーブクーラーの例を示す正面図である。
【図６】本発明の第４発明ステーブクーラーの別の例を示す正面図である。
【図７】従来のステーブクーラーの例を示す正面図である。
【符号の説明】
１…圧延板            ２…縦水路
３，４…横水路        ５，６…斜水路
７…コ字形水路        ８…Ｌ字形水路
９…く字形水路      １０…Ｉ字形水路
１１…プラグ          １２…給水孔
１３…排水孔          １４…給水パイプ
１５…排水パイプ      １６…鉄皮開孔部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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