专利名称：冷却壁及高炉的制作方法
技术领域：
本申请基于2010年02月23日提出的日本申请特愿2010-036841来主张优先权，这里引用其内容。
背景技术：
现有的高炉多采用下述结构在铁皮(壳体)的内侧设置冷却壁，在其内侧设置耐火砖。高炉的内表面承受炉内的高温，同时暴露于沿炉内下降的装入料(炉料)下，从而承受机械性损耗。而且，在经过一定期间耐火砖损耗后，冷却壁的表面发生损耗。为了应对这样的损耗，开发了在冷却壁的炉内侧的表面形成凹部，在该凹部嵌入耐火材料等的结构(參照专利文献I)。
现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开2001-49316号公报
发明内容
发明所要解决的课题高炉中，在炉身部(从炉身中部到上部)，装入料为形成层状的粒状的焦炭及铁矿石(烧结、块矿石等)，此部位的冷却壁承受装入料粒子造成的机械性磨损。对于这样的机械性磨损，所述的嵌入耐火材料的耐久性不能说足够。本发明的目的在干，提供一种即使对于装入料粒子造成的机械性磨损也可得到足够的耐久性的冷却壁及高炉。用于解决课题的手段本发明基于由本发明者们的锐意研究的结果得到下述见识装入料粒子造成的机械性磨损取决于装入料粒子的形状、硬度及下降速度，通过抑制冷却壁表面处的装入料速度(形成停滞层)可大幅度缓和磨损。本发明基于所述见识，抑制冷却壁表面上的装入料的速度。作为用于形成停滞层(静止层)的构成，在高炉炉内侧的冷却壁的表面形成突起，容易发生覆盖冷却壁表面的装入料的停滞层。具体的构成如下。本发明为解决上述课题，达到上述目的，采用了以下的手段。即，(I)本发明的ー个方式的冷却壁，其是设在高炉的炉身部内周的冷却壁，其具备具有面向所述高炉的内部空间的基准面的冷却壁主体；和由所述基准面朝所述高炉的内侧突出的多个突起部。根据上述(I)所述的冷却壁，通过冷却壁主体的基准面构成高炉的炉内表面，而且通过从基准面向炉内侧突出的突起部使沿炉内下降的装入料減速，从而沿着基准面形成停滞层。停滞层相对于冷却壁主体的基准面相对速度减小，可减轻由装入料粒子造成的冷却壁主体的基准面的机械性磨损，即使对于沿着高炉炉身部降下的粒状的装入料也可得到足够的耐久性。
(2)根据上述(I)所述的冷却壁，优选所述突起部的突出尺寸为50 150mm，邻接的所述突起部的间隔为200 700mm。根据上述(2)所述的冷却壁，由于形成突起部(突出尺寸50 150mm、间隔200 700mm),因此装入料被减速,特别是装入料的一部分的运动被突起部止住,可形成停滞层。产生这样的停滞层的结果是，因为平面被停滞层覆盖，从而可强化对装入料的减速效果。此外，采用这样的本冷却壁，目前，对于一般的装入料即交替装入的8 25mm范围的粒度的矿石系装入料和20 55mm范围的粒度的焦炭系装入料来说，容易沿着冷却壁主体的基准面形成停滞层。由此，能够抑制突起部前端的表面上的装入料粒子的速度，能够发挥冷却壁整体的缓和磨损的效果。如果该间隔小于200_，通过沿着冷却壁主体的基准面邻接的突起部形成的凹部就失去效果，难挂住装入料。另一方面，如果该间隔大于700mm，则停 滞层的间隔扩大，不能充分显示被覆效果。(3)根据上述(I)所述的冷却壁，优选将所述突起部沿着所述高炉的圆周方向连续或断续地设置。根据上述(3)所述的冷却壁，通过在炉圆周方向的全周连续的突起部，容易适当维持炉内的圆周平衡，能够良好地维持作业实际成绩。此外，也可以将突起部断续地(间歇地)配置在炉圆周方向。在此种情况下，能够采用格子状、锯齿状等各式各样的几何学的图形，但必然优选规定为考虑到圆周平衡的点对称配置。 ( 4 )根据上述(I)所述的冷却壁，优选所述突起部的表面由高硬度材料形成。根据上述(4)所述的冷却壁，能够谋求防止突起部本身磨损。在本发明的一个方式的冷却壁中，冷却壁主体的基准面通过由突起部诱导的停滞层的形成(自衬)可谋求减轻磨损，但突起部本身从停滞层向炉内侧露出，有时继续承受没有减速的装入料粒子造成的磨损。在此种情况下,通过用高硬度材料形成突起部的表面,能够抑制突起部的磨损,而且可形成由突起部诱导的停滞层。由此，能够长期间稳定地维持利用停滞层减轻冷却壁主体的基准面的磨损的效果。(5)根据上述(4)所述的冷却壁，优选的是，在所述冷却壁主体上形成凹部，所述突起部为埋入所述凹部并从所述基准面突出的凸块，所述凸块由高硬度材料形成。根据上述(5)所述的冷却壁，在形成于冷却壁主体上的凹部上设置突起部的构成，即冷却壁主体和突起部为分开体，因此能够简单地形成与冷却壁主体的材质不同的高硬度材料的突起部。或者，(6)根据上述(4)所述的冷却壁，优选所述突起部与所述冷却壁主体一体地形成。根据上述(6)所述的冷却壁，能够容易实施由所述高硬度材料形成突起部表面，而且突起部与冷却壁主体一体地形成，因此容易制造。特别是，在突起部也穿过冷却用的管路的情况下，突起部和冷却壁主体为一体在加工中是非常有益的。(7)根据上述(I)所述的冷却壁，优选所述冷却壁主体为铜或铜合金。根据上述(7)所述的冷却壁，能够提高作为炉身部所用的冷却壁的冷却效率。铜制或铜合金制的冷却壁的冷却性能高，但容易受到装入料粒子造成的磨损，但通过基于本发明的ー个方式的停滞层能够缓和冷却壁主体的磨损。而且，能够长期间维持高的冷却性倉^:。(8)根据上述(I)所述的冷却壁，优选在所述突起部的内部设置用于冷却所述突起部的管路。根据上述(8)所述的冷却壁，除了设在冷却壁主体的通常的冷却用的管路外，还能够利用冷却突起部的管路直接进行冷却，因此能够较高地維持突起部表面的硬度，能够长期间维持防止磨损的效果。
(9)根据上述(I)所述的冷却壁，优选在设在所述基准面的两端侧上的所述突起部的对置的2个侧面中，所述突起部的下方侧的侧面与基准面形成的角度低于90度。根据上述(9)所述的冷却壁，由于突起部的下方侧的侧面与基准面形成的角度低于90度，因此容易通过倾斜的突起部阻挡装入料。由此，能够更加抑制装入料向下方下降，因此对于机械性磨损也可得到足够的耐久性。(10)本发明的ー个方式的高炉，其具备上述(I) 上述(9)中任一项所述的冷却壁。这里，优选将基于本发明的ー个方式的冷却壁设在高炉的炉身部及其周边中的装入料以粒状降下的部分上。对于这样的冷却壁，即使是以粒状降下的装入料，也可通过冷却壁的突起部形成停滞层，降低冷却壁主体的基准面的磨损。在高炉的炉身部，因粒状的装入料造成的磨损在发展，成为高炉难作业的原因，但通过在此部分设置耐磨损性的冷却壁，能够稳定地进行作业，而且还能够延长高炉寿命。
图I是表示本发明的第I实施方式的高炉的示意图。图2是表示所述第I实施方式的冷却壁的剖视图。图3是表示所述第I实施方式的冷却壁的主视图。图4A是表示所述第I实施方式的冷却壁的立体剖视图。图4B是表示所述第I实施方式的冷却壁的变形例的立体剖视图。图5是表示所述第I实施方式的冷却壁的背视图。图6是表示所述第I实施方式的作用的示意图。图7是表示所述第I实施方式的比较例的作用的示意图。图8是表示所述第I实施方式的比较例的作用的示意图。图9是表示所述第I实施方式的试验结果的曲线图。图10是表示所述第I实施方式的试验结果的曲线图。图11是表示本发明的第2实施方式的冷却壁的剖视图。图12是表示所述第2实施方式的冷却壁的主视图。图13是表示所述第2实施方式的冷却壁的背视图。图14是表示本发明的第3实施方式的冷却壁的剖视图。图15是表示所述第3实施方式的冷却壁的主视图。
图16是表示所述第3实施方式的冷却壁的背视图。图17是表示本发明的第4实施方式的冷却壁的剖视图。图18是表示所述第4实施方式的冷却壁的主视图。图19是表示所述第4实施方式的冷却壁的 背视图。
具体实施例方式以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。〔第I实施方式〕在图I中，高炉I具有构筑在基础地基上的筒状的炉体2。炉体2为筒状，从上部的气体捕集炉环梁壳3开始依次分为炉口部SI、炉身部S2、炉腹部S3、炉腰部S4、风口部S5、炉底部S6。一般来说，炉身部S2的内径朝下方逐渐扩张，炉腹部S3的内径为最大径，炉腰部S4的内径朝下方逐渐缩小。在炉体2中，通常在气体捕集炉环梁壳3上设置装入装置，从该装入装置向高炉I内装入粒状的装入料4。作为装入料4，交替地装入8 25_范围的粒度的矿石系装入料和20 55mm范围的粒度的焦炭系的装入料。其结果是，在炉内的炉口部SI及炉身部S2，形成由铁矿石和焦炭交替成层而成的块状带4A。在炉体2中，在炉底部S6的上部设置风口 5，从此处吹入热风5A。利用该热风5A，随着块状带4A中的焦炭沿着炉内降下而被依次升温，在风口 5附近形成由高温气体形成的回旋区5B(通过从风口 5吹入高速的气体而使风口 5前的焦炭流动化而成的空隙率高的空间)。通过回旋区5B的高温(高热量)，块状带4A中的铁矿石熔化。这些焦炭燃烧及铁矿石的熔化在块状带4A的下部依次进行，在高炉I内，从炉腰部S4朝炉身部S2的下部形成大致圆锥形的熔融粘合带4B。在熔融粘合带4B熔化的铁成分6A穿过滴下带4C，朝炉底部S6滴下，作为铁水6B贮存在炉底部S6。焦炭等穿过滴下带4C后降下，堆积在炉底部S6，在铁水6B上形成圆锥形的炉芯4D。在炉体2中，在炉底部S6设有出铁口 6，通过出铁口 6将贮存在炉底部S6的铁水6B取出到高炉I的外部。炉体2在最外周具有铁皮2A，在铁皮2A的内侧贴有冷却用的冷却壁及耐火砖2D。在从炉身部S2的上部面向中部的块状带4A的区域S7衬贴炉身用的冷却壁2B。在该区域S7，块状带4A中所含的粒状装入料4 一边与冷却壁2B的表面接触一边依次降下，因此有时在冷却壁2B的表面产生机械性磨损。从炉身部S2的下部到包含炉腹S3及炉腰部S4的区域S8的内周，衬贴炉腰部及炉腹部用的冷却壁2C。在该区域S8，熔融粘合带4B中所含的高温的装入料4(熔融粘合带根部)一边与冷却壁2C的表面接触一边依降下，因此有时在冷却壁2C的表面产生由高温造成的磨损。在这些冷却壁2B、2C的高炉I的内侧表面根据需要衬贴耐热砖2D。此外，在贮存高温的熔化铁的炉底部加厚地堆积耐热砖2E。在本实施方式中，作为图I所示的炉身用的冷却壁2B，采用图2所示的炉身用冷却壁10。
在图2、图3、图4A、图4B及图5的本实施方式中，炉身用冷却壁10具备具有面向高炉I的内部空间的基准面R的冷却壁主体11 ;和由基准面R朝高炉I的内侧突出的多个突起部12。在本实施方式中，突起部12与冷却壁主体11 一体地形成。此外，冷却壁主体11为从铜制或铜合金制的板材上切下的薄板状。炉身用冷却壁10为铜制或铜合金制，也可以为一体铸造的铸件或铸铁制品。如图2及图3所示，突起部12在冷却壁主体11的表面侧水平方向连续地形成多列。如图2所示，在该多个突起部12之间形成有低一级(低一个台阶)的平面13。在平面13上形成I个槽21，在该槽21中嵌入耐火砖15。此外，也可以采用可铸耐火材料来取代耐火砖15。此外，槽21的数量、部位并不限
定于此。如图4A所示，突起部12是在冷却壁主体11的表面侧水平方向连续地设有多个。再有，图4A是省略了槽21的图示。 平面13可通过从冷却壁主体11的表面的切削来形成，突起部12是通过在该切削时切削后残留的部分来形成。这里，平面13为炉身用冷却壁10的基准面R，突起部12从炉身用冷却壁10的基准面R突出。在将炉身用冷却壁10衬贴在高炉I内时，如图4A所示，突起部12沿着高炉I的圆周方向连续地设置，在高炉I中各个突起部12形成完整的圆环状。此外，如图4B所示，突起部12也可以沿着高炉I内的圆周方向间歇地(断续地)配置。在此种情况下，能够采用格子状、锯齿状等各式各样的几何学的图形，但必然优选设定为考虑到圆周平衡的点对称配置。再有，图4B是省略了槽21的图示。另外，在设在基准面R的两端侧的突起部12的2个侧面12a、12b中，突起部12的下方侧的侧面即侧面12a与基准面R形成的角度0低于90度。具体地说，侧面12a在设置高炉I时相对于设置场所的地面为水平状态。再有，如图2所示，在冷却壁主体11的背面侧，形成有用于安装在高炉I上的螺栓支承部11A。如图5所示，在冷却壁主体11的背面侧形成有冷却用的管路的连接口 16A、17A，在冷却壁主体11的内部形成有冷却用的管路16、17。管路16沿着平面13配置，通过从连接口 16A供给的冷却水可对炉身用冷却壁10的基准面R即平面13进行冷却。此外，在突起部12的内部设有用于冷却突起部12的管路17。根据该构成，通过从连接口 17A供给的冷却水可对突起部12进行冷却。优选用TiN、TiC、WC、Ti-Al-N系等高硬度材料涂敷突起部12的前端面。如图2所示，炉身用冷却壁10的突起部12从基准面R的突出量(突出尺寸)E为50 150mm(为平均粒度大的焦炭系装入料的最大粒径55mm的大致I 3倍),高度方向的厚度T为50 150mm，与邻接的其它突起部12的间隔D (相当于平面13的高度方向尺寸)为 200 700mm,优选为 250 350mm (300mm±50mm)。采用图6 图8，对邻接的突起部12的间隔D为200 700mm、超过700mm、低于200mm时的本实施方式的炉身用冷却壁10的作用进行说明。图6示意性地示出了本实施方式的炉身用冷却壁10的作业时的状态(突起部的突出量E :50 150mm、间隔D :200 700mm)。在图6的纸面上部示意性地示出了本实施方式的炉身用冷却壁10的放大形状。此外，在图6的纸面下部示出了在图6上部的横断位置Pl及横断位置P2的下降速度VI、V2的曲线。图7示出了突起部12的间隔D非常大(突起部12的间隔D > 700mm)时的情況。在图7的纸面上部示意性地示出了炉身用冷却壁10的放大形状。此外，在图7的纸面下部示出了在图7上部的横断位置P3及横断位置P4的下降速度V3、V4的曲线。图8示出了突起部12的间隔D小(突起部的间隔D < 200mm)时的情況。在图8的纸面上部示意性地示出了炉身用冷却壁10的放大形状。此外，在图8的纸面下部示出了在图8上部的横断位置P5的下降速度V5的曲线。在各图中，作业时在高炉I (參照图I)的内部装入料4下降。高炉I内的装入料4以大致恒定的速度下降。在炉身用冷却壁10的表面(基准面R)附近，通过与炉身用冷却壁10的摩擦，装入料4发生减速。由此，在炉身用冷却壁10附近的装入料4在冷却壁10与边界B之间产生低速区域。其结果是，装入料4的下降速度从边界B到炉内侧大致恒定(平 均下降速度为V0)，但从边界B到冷却壁10的基准面R，下降速度缓缓变慢。此时的下降速度的变化因炉身用冷却壁10的基准面R的形状，即突起部12的设置状态而大大地不同。如图6所示，在形成有基于本实施方式的突起部12 (突出量E :50 150mm、间隔D :200 700_)时，在从边界B到炉身用冷却壁10的基准面R的区域，装入料4发生减速，特别是装入料4的一部分的运动被突起部12止住，形成停滞层19、18。停滞层19、18产生在炉身用冷却壁10的突起部12的上面侧，沿着基准面即平面13向上方生长。里侧的停滞层19的运动几乎停止，高炉I的内侧的停滞层18被缓慢替换，同时停滞层18的下降速度为非常慢的状态。产生这样的停滞层19、18的结果是，因为平面13被停滞层19、18覆盖，从而对装入料4的减速效果被强化。如果看横断位置Pl处的下降速度VI，则在高炉I的内侧以平均下降速度VOl来看为大致恒定。边界B是与炉身用冷却壁10的基准面R相距距离BI的位置，从该边界B到基准面R下降速度Vl减小，在基准面R变为下降速度VWl。下降速度VWl因停滞层19、18的形成而变得非常慢，因此可抑制对炉身用冷却壁10的冷却壁主体11的磨损。如果看横断位置P2处的下降速度V2，则高炉I的内侧的平均下降速度V02与横断位置Pl处的平均下降速度VOl相同，从边界B到炉身用冷却壁10的基准面R下降速度减小。此时，下降速度V2和下降速度Vl相同。在突起部12的前端面Rl变为下降速度VL2。这里，从基准面R到前端面Rl的距离相当于突出部12的突出尺寸E。下降速度VL2与在横断位置Pl处的前端面Rl相当位置处的下降速度VLl相同。关于横断位置Pl上位置为前端面Rl的下降速度VL1，由于在通过突起部12形成的停滞层19、18的装入料4和下降的装入料4的边界部内部发生摩擦増大，从而下降速度减慢。下降速度VL2受下降速度VLl的影响，变为与下降速度VLl相同的下降速度。如图7所示，在炉身用冷却壁10的突起部12的间隔D非常大(突起部的间隔D >700mm)时，边界B是与炉身用冷却壁10的基准面R相距距离B3的位置，在从该边界B到基准面R的区域产生装入料4的減速。但是，关于图6这样的通过突起部12形成的停滞层19、18，不是在凹部的高度W的整个范围内形成，而只形成在其高度W的下端部位。
如果看横断位置P3处的下降速度V3，则高炉I的内侧的平均下降速度V03与横断位置Pl处的平均下降速度VOl相同，从边界B到炉身用冷却壁10的基准面R下降速度减小。此时，与下降速度Vl同样地发生下降速度减小，但因突起部12的间隔D非常大，而停滞层19、18对平面13的影响小，平面13处的下降速度为平面13和装入料4的摩擦力。其结果是，在炉身用冷却壁10的突起部12的间隔D非常大时，下降速度不太减小。如果看横断位置P4处的下降速度V4，则高炉I的内侧的平均下降速度V04与横断位置P3处的平均下降速度V03相同，从边界B到炉身用冷却壁10的基准面R下降速度减小。此时，与下降速度V3同样地发生下降速度减小，但在突起部12的前端面Rl变为下降速度VL4。这里，从基准面R到前端面Rl的距离相当于突出部12的突出尺寸E。下降速度VL4在横断位置P3处快于在相对位置的前端面Rl处的下降速度VL3。在从横断位置P3的边界B到基准面R的断面和从横断位置P4的边界B到前端面Rl的断面，横断位置P4的断面这一方小。也就是说，与从横断位置P3的边界B到基准面R的距离相比，从横断位置P4的边界B到前端面Rl的距离这一方短，因此如果相同的装入料4通过，则与下降速度VL3相比，下降速度VL4这一方的降下速度快。 在炉身用冷却壁10的基准面R，基准面R处的下降速度VW3与下降速度VWl相比显著增大，与图6的状态相比对冷却壁主体的基准面即平面13的磨损大幅度增加。这样，在冷却壁10的突起部12的间隔D非常大时，停滞层19、18的形成只形成在凹部的高度W的下端部位，因此在没有形成停滞层19、18的部分(高度W的上端部位)，对冷却壁主体11的基准面R即平面13的磨损大幅度增加。如图8所示，在突起部12的间隔D小(突起部的间隔D < 200mm)时，边界B是与炉身用冷却壁10的基准面R相距距离B5的位置，在从边界B到冷却壁主体的基准面R的区域，装入料4的速度减速。但是，因在突起部12的前端面Rl形成平坦的表面而成为装入料4与平坦表面的摩擦力，不能得到图6中所说明的减速效果。如果看横断位置P5处的下降速度V5，则在高炉I的内侧为平均下降速度V05，从边界B到冷却壁主体11的基准面R下降速度V5减小，但在突起部12的前端面Rl变为下降速度VL5。从该前端面Rl到冷却壁主体的基准面R变为停滞层19，因此下降速度几乎为0，但因在前端面Rl形成平坦的表面而成为装入料4与平坦表面的摩擦力，下降速度VL5快于下降速度VL2。这样，就图8的形状来说，在突起部12的前端面Rl形成平坦的表面，不能得到图6中所说明的减速效果。相对于突起部12的前端的下降速度VL5都大于图6中的下降速度VL2，对突起部12的前端的磨损增大。如以上所述，在本实施方式的炉身用冷却壁10中，与炉身用冷却壁10接触的装入料4的下降速度随着突起部12的配置即邻接的突起部12的间隔不同而发生变化。这里，根据由本实施方式的炉身用冷却壁10的十分之一模型得到的试验结果，对突起部12的间隔D的适当范围进行说明。图9是在所述图6的构成中，使炉身用冷却壁10的突起部12的间隔D从0到120mm变化，对各间隔D中的装入料4的基准面R处的下降速度VW (即与冷却壁主体的基准面即平面13表面接触的装入料4的速度)进行了测定的曲线。此外，图10是在所述图6的构成中，对前端面Rl处的下降速度VL(即与突起部12的前端接触的装入料4的速度)进行了測定的曲线。将炉身用冷却壁10的突起部12的厚度T规定为5mm，对突出量E为5mm时和IOmm时进行了測定。图中的水平虚线为高炉I内的平均下降速度VOI，在该试验中为2. 4mm /秒。在图9中，得知炉身用冷却壁10主体的基准面R处的下降速度VW在测定的全部设定中低于平均下降速度V0，特别是如果突起部12的间隔D达到IOOmm以下，则下降速度VW大大地减小。此外，在突出量E为15mm时，也与突出量E为IOmm时同样，下降速度VW减小。在图10中，炉身用冷却壁10的突起部12的前端面Rl处的下降速度VL，在突起部12的间隔D为80mm以下时低于平均下降速度V01，在间隔D为20 70mm的范围时为十分小的值，特别是，下降速度VL的最小速度时的突起部12的间隔D为30mm，在该30mm的前后各5mm的25 35mm时为最小的值。此外，突出量E为15mm时也为与突出量E为5mm、IOmm时同样的下降速度VL。
也就是说，突出量E为15mm时也能够在高炉I的内侧形成适当的附着物层。所以，即使在突出量E为IOmm以上时，只要为15mm以下，就能够得到自衬效果，可适当维持附着物，为低热负荷，低燃料，容易实现稳定作业。其结果是，可大幅度延长高炉I的寿命。由以上所述可以说，如果对由十分之一模型得到的试验结果进行实炉換算，则在配置炉身用冷却壁10的突起部12吋，突起部12的各个间隔D优选为200 700mm的范围，更优选为250 350mm的范围。根据以上所述的本实施方式，可得到以下的效果。在炉身用冷却壁10中，以冷却壁主体11的平面13作为基准面R来构成高炉I的炉内表面，因此沿高炉I内下降的装入料4減速，沿着基准面R形成停滞层19、18。由此，停滞层19、18的相对于基准面R的相対速度减小，在冷却壁主体11中由装入料4的粒子造成的基准面R的机械性磨损减轻。所以，通过在暴露于沿高炉I内降下的粒状装入料下的部位即炉身部S2上配置本实施方式的冷却壁，即使在从炉身部S2的上部到中部对于作为块状带4A降下的粒状的装入料也可得到足够的耐久性。通过将突起部12的相互间隔D规定为200 700mm，目前对于一般的装入料4，即交替装入的8 25mm范围的粒度的矿石系装入料和20 55mm左右的粒度的焦炭系装入料，容易沿着基准面R形成停滞层19、18。由此，能够降低基准面R处的下降速度VW，而且能够抑制突起部12前端上的装入料4的粒子的下降速度VL，能够使炉身用冷却壁10整体的缓和磨损的效果达到最佳的状态。突起部12因对其表面实施涂敷高硬度材料而能够防止突起部12本身的磨损。所以，能够长期间稳定地維持由突起部12诱导的停滞层19、18及由此形成的基准面R的减轻磨损的效果。因为突起部12与冷却壁主体11 一体地形成，因而容易制造，而且还能够简化用于向突起部12穿过冷却用的管路17的加工。此外，在本实施方式的炉身用冷却壁10中，将冷却壁主体11设定为铜制或铜合金制，但也不一定是铜或铜合金。因为通过将冷却壁主体11设定为铜制或铜合金制，能够提高作为炉身用冷却壁10的冷却效率，因此是优选的。通过规定为铜制或铜合金制的冷却壁，冷却性能高，但容易受到装入料4的粒子造成的磨损，但在本实施方式中能够通过停滞层19、18缓和磨损。由此，能够长期间维持高的冷却性能。由于在冷却壁主体11中设置管路16，同时也在突起部17中设置管路17，所以通过突起部12的冷却，能够较高地维持突起部12表面的硬度，能够长期间维持防止磨损的效果。在本实施方式中，高炉I通过采用基于本实施方式的炉身用冷却壁10作为炉身用的冷却壁2B，能够提高耐磨损性。特别是，由于将基于本发明的炉身用冷却壁10设置在作为高炉I的炉身部S2中装入料4以粒状状态的块状带4A的形式降下的区域S7的冷却壁2B，因此即使是以粒状状态降下的装入料4，通过炉身用冷却壁10的突起部12也可形成停滞层19、18，降低来自基准面R的磨损。 在炉身部S2中，因粒状的装入料4造成的磨损在发展，因此成为高炉I难作业的原因。但是，在本实施方式中，由于在该部分设置耐磨损性的炉身用冷却壁10，所以能够长期间稳定地进行高炉I的作业，而且能够延长高炉的寿命。对于高炉I来说，由于配置在高炉I内的炉身用冷却壁10的突起部12与炉圆周方向的全周相连接，因此容易适当地维持高炉I内的圆周平衡，能够良好地维持高炉I的作业。〔第2实施方式〕图11、图12及图13示出了本发明的第2实施方式。本实施方式的炉身用冷却壁20可作为所述第I实施方式的高炉I中的炉身用冷却壁2B使用。高炉I的构成与所述第I实施方式相同，本实施方式的炉身用冷却壁20的基本构成与所述第I实施方式的炉身用冷却壁10相同。所以，对于与所述第I实施方式的冷却壁10的共同部分省略说明，以下只对不同的部分进行说明。在图11、图12及图13中，炉身用冷却壁20具有与所述第I实施方式的炉身用冷却壁10同样的冷却壁主体11、螺栓支承部11A、突起部12、平面13、耐火砖15、管路16及连接口 16A。但是，在所述第I实施方式的炉身用冷却壁10中形成在突起部12的内部的管路17及其连接口 17A被省略。在这样的本实施方式中，能够得到与所述第I实施方式同等的效果。但是，由于没有形成于突起部12内部的管路17，因此不能得到对突起部12的局部的冷却。在这方面，可得到所述第I实施方式的炉身用冷却壁10对突起部12的局部冷却。由此，能够较高地维持突起部12的耐久性，因此对于在高炉I内的热或磨损方面具有高负荷的部位是最适合的。另一方面可以说，本实施方式的炉身用冷却壁20，能够以没有管路17的程度简化结构，且降低制造成本，因此认为在对突起部12的热或磨损方面不那么要求负荷的部位，优选使用炉身用冷却壁20。〔第3实施方式〕图14、图15及图16中示出了本发明的第3实施方式。本实施方式的炉身用冷却壁30可作为所述第I实施方式的高炉I中的炉身用的冷却壁2B使用。高炉I的构成与所述第I实施方式相同，本实施方式的冷却壁30的基本构成与所述第I实施方式的炉身用冷却壁10相同。所以，对于与所述第I实施方式的炉身用冷却壁10的共同部分省略说明，以下只对不同的部分进行说明。
在图14、图15及图16中，炉身用冷却壁30具有与所述第I实施方式的炉身用冷却壁10相同的冷却壁主体11、螺栓支承部11A、平面13、耐火砖15、管路16及连接ロ 16A。但是，本实施方式的炉身用冷却壁30不是像所述第I实施方式的炉身用冷却壁10那样突起部12与冷却壁主体11为一体，此外，与第I实施方式的突起部12内部的管路17及连接ロ 17A也不同。也就是说，设置有与冷却壁主体11为分开的突起部32及其内部的管路37。炉身用冷却壁30的突起部32为由TiN、TiC、WC、Ti_Al_N系等高硬度材料成形的方棒状的凸块。也可以用铜或铜合金等其它材料形成凸块，在其表面涂敷TiN、TiC, WC,Ti-Al-N系等高硬度材料。在成为冷却壁主体11的基准面R的平面13上形成有槽(凹部)32A，在该槽32A嵌入所述突起部32。通过该构成，突起部32从基准面R突出。在一部分的突起部32的内部穿过管路37。形成有管路37的突起部32在管路37的中间部分，如图16所示，通过从冷却壁主体11的背面侧(高炉I的外侧)旋入的螺栓32C来固定，并且在管路37的两端部，同样通过旋入的管路的连接ロ 37A来固定。
在其它突起部32，如图14及图15所示，从高炉I的内侧旋入螺栓32B，由此固定突起部32。再有，在嵌入冷却壁主体11中的状态下，突起部32的间隔D、突出量E、厚度T与所述第I实施方式相同。在这样的本实施方式中，能够得到与所述第I实施方式同等的效果。另外，在本实施方式中，炉身用冷却壁30的突起部32和冷却壁主体11为分开体，因此能够简单地形成与冷却壁主体11的材质不同的高硬度材料的突起部32，还能够进ー步提高突起部32的耐磨损性。〔第4实施方式〕图17、图18及图19中示出了本发明的第4实施方式。本实施方式的炉身用冷却壁40可作为所述第I实施方式的高炉I中的炉身用的冷却壁2B使用。高炉I的构成与所述第I实施方式相同，本实施方式的炉身用冷却壁40的基本构成与所述第I实施方式的炉身用冷却壁10相同。所以，对于与所述第I实施方式的炉身用冷却壁10的共同部分省略说明，以下只对不相同的部分进行说明。在图17、图18及图19中，炉身用冷却壁40具有与所述第I实施方式的炉身用冷却壁10同样的冷却壁主体11、螺栓支承部11A、平面13、耐火砖15、管路16及连接ロ 16A。但是，不是设置所述第I实施方式的炉身用冷却壁10中的与冷却壁主体11为一体的突起部12，而是设置与所述的第3实施方式同样的与冷却壁主体11分开的突起部32。这里，在本实施方式中，突起部32的内部的管路37及连接ロ 37A都没有，全部的突起部32都用从冷却壁主体11的背侧旋入的螺栓32C固定。在这样的本实施方式中，能够得到与所述的第3实施方式同等的效果。但是，由于没有形成在炉身用冷却壁40的突起部32的内部的管路37，所以得不到对突起部32的局部冷却。在这方面，可得到所述第3实施方式的炉身用冷却壁30的对突起部32的局部的冷却。由此，能够较高地维持突起部32的耐久性，因而对于在高炉I内的热或磨损方面具有高负荷的部位是最适合的。另ー方面可以说，本实施方式的炉身用冷却壁40能够以没有管路37的程度简化结构，且降低制造成本，在对突起部32的热或磨损方面不那么要求负荷的部位，优选使用炉身用冷却壁40。〔变形例〕再有，本发明并不限定于所述的实施方式，还包含能够达到本发明的目的的范围内的变形等。在所述实施方式中，在高炉I内排列冷却壁10 40时，使得各个炉身用冷却壁10 40的突起部12、32在高炉I内的炉圆周方向连续地形成圆环状，但也可 以是相互不连续的圆环状，也可以在不同的高度以锯齿状排列，也可以是高度依次变化地排列成螺旋状等。但是，在高炉I的作业上，圆周平衡是重要的，应考虑使得相对于高炉I的中心得到对称性。在所述实施方式中，规定为在炉身用冷却壁10 40的突起部12的表面涂敷高硬度材料，或者用高硬度材料成形突起部32本身，但高硬度材料的利用也不是必需的。但是，由于从炉身用冷却壁10 40的冷却壁主体11的基准面R突出，容易遭受由装入料4产生的磨损，因此希望确保由高硬度材料得到的耐磨损性。另外，突起部12的配置、截面形状、管路16、17的配置、炉身用冷却壁10 40的整体的形状、尺寸等在实施时可以适宜选择。符号说明I高炉，2炉体，2A铁皮，2B、2C冷却壁，2D、2E耐热砖，3气体捕集炉环梁壳，4装入料，4A块状带，4B熔融粘合带，4C滴下带，4D炉芯，5风口，5A热风，5B回旋区，6出铁口，6A铁成分，6B铁水，10 40炉身用冷却壁，11冷却壁主体，IlA螺栓支承部，12，32突起部，13平面，15耐火砖，16、17、37冷却用的管路，16A、17A、37A连接口，19、18停滞层，32八槽，328、32(螺栓，8边界，D间隔，E突出量，R基准面，Rl前端面，SI炉口部，S2炉身部，S3炉腹部，S4炉腰部，S6炉底部，S7炉身用冷却壁的设置区域，S8炉腰用冷却壁的设置区域，VOl V05平均下降速度，Vl V5下降速度，VL VL5在突起部前端的下降速度，Vff VW3在基准面的下降速度
权利要求
1.一种冷却壁，其是设在高炉的炉身部内周的冷却壁，其特征在于，具备具有面向所述高炉的内部空间的基准面的冷却壁主体；和由所述基准面朝所述高炉的内侧突出的多个关起部。
2.根据权利要求I所述的冷却壁，其特征在于，所述突起部的突出尺寸为50 150mm，邻接的所述突起部的间隔为200 700mm。
3.根据权利要求I所述的冷却壁，其特征在于，所述突起部沿着所述高炉的圆周方向连续或断续地设置。
4.根据权利要求I所述的冷却壁，其特征在于，所述突起部的表面由高硬度材料形成。
5.根据权利要求4所述的冷却壁，其特征在于，在所述冷却壁主体上形成凹部，所述突起部是埋入所述凹部并从所述基准面突出的凸块，所述凸块由高硬度材料形成。
6.根据权利要求4所述的冷却壁，其特征在于，所述突起部与所述冷却壁主体一体地形成。
7.根据权利要求I所述的冷却壁，其特征在于，所述冷却壁主体为铜或铜合金。
8.根据权利要求I所述的冷却壁，其特征在于，在所述突起部的内部设有用于冷却所述突起部的管路。
9.根据权利要求I所述的冷却壁，其特征在于，在设在所述基准面的两端侧的所述突起部的对置的2个侧面中，所述突起部的下方侧的侧面与所述基准面形成的角度低于90度。
10.一种高炉，其特征在于，具备权利要求I 9中任一项所述的冷却壁。
全文摘要
一种炉身用冷却壁，其是设在高炉的炉身部内周的冷却壁，其具备具有面向所述高炉的内部空间的基准面的冷却壁主体；和由所述基准面朝所述高炉内侧突出的多个突起部。
文档编号C21B7/10GK102770563SQ201180010340
公开日2012年11月7日 申请日期2011年2月22日 优先权日2010年2月23日
发明者中马俊之, 赤木一志, 门胁正具, 阿南邦义 申请人:新日本制铁株式会社