特許 6587488 ステーブクーラー

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6587488

(24)【登録日】2019年9月20日

(45)【発行日】2019年10月9日

(54)【発明の名称】ステーブクーラー

(51)【国際特許分類】

   C21B 7/10 20060101AFI20191001BHJP

【ＦＩ】

   C21B7/10 301

【請求項の数】4

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2015-197609(P2015-197609)

(22)【出願日】2015年10月5日

(65)【公開番号】特開2016-868(P2016-868A)

(43)【公開日】2016年1月7日

【審査請求日】2018年6月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】306022513

【氏名又は名称】日鉄エンジニアリング株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000637

【氏名又は名称】特許業務法人樹之下知的財産事務所

(72)【発明者】

【氏名】冨崎 真

【審査官】 印出 亮太

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−０４９３１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第４７４６２１６（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 国際公開第２０１１／１０５３４６（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２１Ｂ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

高炉の鉄皮の炉内側に配置されるステーブクーラーであって、
複数の冷却水路が内部に設けられる本体部と、前記本体部から炉内側に突出する複数の突出し部とを有し、
前記本体部および前記複数の突出し部は溝部を形成し、
前記溝部の上下方向における高さ寸法は、炉内原料の想定最大粒径４０ｍｍに対して２倍以上の寸法とされ、
前記突出し部の下面は、水平面に対して前記突出し部の上面よりも大きい仰角とされ、
前記突出し部の上面は、水平面に対して１０度以上の仰角とされる
ことを特徴とするステーブクーラー。

【請求項2】

請求項１に記載のステーブクーラーにおいて、
前記溝部の深さ寸法は、炉内原料の前記想定最大粒径に対して０．８倍以上の寸法とされる
ことを特徴とするステーブクーラー。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載のステーブクーラーにおいて、
前記突出し部の先端面における高さ寸法は、炉内原料の前記想定最大粒径以下の寸法とされる
ことを特徴とするステーブクーラー。

【請求項4】

請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のステーブクーラーにおいて、
前記本体部の炉内側表面であって前記複数の冷却水路間に位置する部分は、炉外側に窪んで形成される
ことを特徴とするステーブクーラー。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、高炉内壁面に設置されるステーブクーラーに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、高炉内の高温ガスから鉄皮を保護するためにステーブクーラーが鉄皮の内側に設置され、当該ステーブクーラーによって鉄皮を冷却する。
このステーブクーラーの内部には、冷却配管が配置され、冷却配管に冷却液が流れると、ステーブクーラーが冷却され、炉内側からの熱を遮断して鉄皮を保護する。ステーブクーラーの炉内面には、炉内からの抜熱量を抑えるために内張り耐火物が施工される。

【0003】

内張り耐火物は、炉内の温度変動や炉内を下降する炉内原料との摩擦などの影響を受けて徐々に剥離損耗し、やがては消失する。内張り耐火物が消失した場合には、ステーブクーラーが炉内に露呈することとなってしまう。そこで、断熱性能を維持するために、ステーブクーラーの炉内面には突出し部が複数形成され、各突出し部間に炉内原料堆積用の溝部が形成される。

【0004】

前述した突出し部を有するステーブクーラーとして、炉内側に突き出た棚状の突出し部を有する銅製のステーブクーラーが知られている（特許文献１参照）。
特許文献１に記載のステーブクーラーでは、各突出し部の上面に水平より１０度未満の迎角を持たせ、各突出し部の下面に水平より３０度を超える迎角を持たせている。これにより、ステーブクーラーの炉内側であって各突出し部間に形成される溝部に炉内原料を堆積させてセルフライナーとして機能させ、断熱性能を維持する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第４７４６２１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、特許文献１に記載のステーブクーラーでは、各突出し部間に形成される溝部に堆積した炉内原料が滞留し続ける。この場合、ステーブクーラーの炉内面に沿って下降する炉内原料は、前記滞留する炉内原料に影響されて速度減速されることなく下降する。
このため、下降する炉内原料と各突出し部の先端面との接触力は、滞留する炉内原料によって影響されることもなく、各突出し部が先端面から摩耗することを抑制することが困難である。各突出し部が摩耗すると、炉内原料を溝部に安定して堆積しにくくなり、断熱性能を維持することが困難となる。

【0007】

本発明の目的は、突出し部間に形成される溝部内に炉内原料を安定して堆積できるとともに、突出し部の摩耗を低減できるステーブクーラーを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明のステーブクーラーは、高炉の鉄皮の炉内側に配置されるステーブクーラーであって、複数の冷却水路が内部に設けられる本体部と、前記本体部から炉内側に突出する複数の突出し部とを有し、前記本体部および前記複数の突出し部は溝部を形成し、前記溝部の上下方向における高さ寸法は、炉内原料の想定最大粒径４０ｍｍに対して２倍以上の寸法とされ、前記突出し部の下面は、水平面に対して前記突出し部の上面よりも大きい仰角とされ、前記突出し部の上面は、水平面に対して１０度以上の仰角とされることを特徴とする。

【0009】

本発明のステーブクーラーによれば、前記突出し部の下面が水平面に対して前記突出し部の上面よりも大きい仰角とされるので、溝部の開口を底面側よりも広く形成できてコークスなどの炉内原料が溝部に入りやすくできる。
また、溝部の高さ寸法が炉内原料の想定最大粒径の２倍以上の寸法とされるので、溝部上側から入り込む炉内原料によって溝部下側の炉内原料を溝部から炉体内向きに押し出す流れを形成できる。
さらに、突出し部の上面が、水平面に対して１０度以上の仰角とされるので、溝部から炉体内向きに押し出す炉内原料の向きを斜め上向きにできる。この斜め上向き押し出しによってステーブクーラーの炉内面（各突出し部の先端面に沿った仮想の面）に沿って下降する炉内原料が各突出し部の先端面に向かう方向の接触力を低減できる。これにより、各突出し部の先端面からの摩耗を低減でき、断熱性能を維持できる。
加えて、炉内原料の溝部からの押し出しは斜め上向きであるので、炉内原料を溝部内で循環させつつも安定して堆積できる。

【0010】

本発明のステーブクーラーでは、前記溝部の深さ寸法は、炉内原料の前記想定最大粒径に対して０．８倍以上の寸法とされることが好ましい。
このような構成によれば、溝部の深さ寸法が炉内原料の想定最大粒径の０．８倍以上の寸法とされるので、溝部の開口から入り込んだ炉内原料を溝部に安定して堆積できる。

【0011】

本発明のステーブクーラーでは、前記突出し部の先端面における高さ寸法は、炉内原料の前記想定最大粒径以下の寸法とされることが好ましい。
このような構成によれば、溝部から押し出される炉内原料によって、ステーブクーラーの炉内面に沿って下降する炉内原料が当該突出し部の先端面に接触することを、より抑制でき、突出し部の摩耗をより低減できる。

【0012】

本発明のステーブクーラーでは、前記本体部の炉内側表面であって前記複数の冷却水路間に位置する部分は、炉外側に窪んで形成されることが好ましい。
このような構成によれば、本体部の炉内側表面であって複数の冷却水路間に位置する部分を炉外側に窪ませることで、当該部分の深さ寸法を増すことができて炉内原料をより安定して堆積できる。
さらに、本体部の炉内側表面から各冷却水路までの距離をほぼ一定にでき、これにより、本体部の炉内側表面の温度を均一に保って熱変形を抑制でき、熱変形による炉内原料の堆積状態の乱れを低減できる。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、突出し部間に形成される溝部内に炉内原料を安定して堆積できるとともに、突出し部の摩耗を低減できるステーブクーラーを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本実施形態に係るステーブクーラーを示す鳥瞰図。

【図2】前記実施形態に係るステーブクーラーを示す横断面図。

【図3】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った縦断面図。

【図4】図２のＩＶ−ＩＶ線に沿った縦断面図。

【図5】前記実施形態に係るステーブクーラーを示す縦断面図。

【図6】前記実施例に対する比較例１を示す縦断面図。

【図7】前記実施例に対する比較例２を示す縦断面図。

【図8】前記実施例、比較例１，２の接触力を示すグラフ。

【図9】前記実施形態に係るステーブクーラーの突出し部上面の仰角と接触力との関係を示すグラフ。

【図10】前記実施形態に係るステーブクーラーの溝部の高さ寸法と接触力との関係を示すグラフ。

【図11】前記実施形態に係るステーブクーラーの突出し部の先端面の高さ寸法と接触力との関係を示すグラフ。

【図12】前記実施形態に係るステーブクーラーの突出し部の深さ寸法と溝内の原料降下速度との関係を示すグラフ。

【発明を実施するための形態】

【0015】

［本実施形態の構成］
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図４に示す本実施形態に係るステーブクーラー１は、高炉鉄皮の炉内側に設置され、炉内側からの熱を遮断して鉄皮を保護するものである。
鉄皮とステーブクーラー１との間およびステーブクーラー１同士の間には、ステーブクーラー１を据え付けるための隙間が設けてあり、当該隙間にはキャスタブル等の充填材が充填される。

【0016】

ステーブクーラー１は、銅製であり、複数の冷却水路２が内部に設けられる本体部３と、本体部３の炉内側表面３１から炉内側に突出する複数の突出し部４とを有する。

【0017】

本体部３の内部には、上下方向に延びる複数の冷却水路２が高炉の周方向に所定間隔を隔てて配置される（図２参照）。

【0018】

複数の突出し部４は、図２に示すように、本体部３の水平な幅方向に沿って延びている。複数の突出し部４は、図３に示すように、本体部３の炉内面から炉内側に向かって突出して棚状に形成される。
本体部３および複数の突出し部４によって複数の溝部５が形成される。

【0019】

各突出し部４の上面４１は、水平面に対して１０度以上の仰角であって当該各突出し部４の下面４２よりも小さい仰角θ１に設定されている（図３参照）。突出し部４の上面４１の仰角θ１が突出し部４の下面４２の仰角θ２より小さい値に設定されているため、突出し部４の付け根部（基端部）が先端部よりも厚く形成されるので、付け根部の強度を確保できる。付け根部で十分な厚みを確保するために仰角θ１と仰角θ２とは１０度以上の差があることが望ましい。
また、各突出し部４の上面４１、下面４２が本体部３の炉内側表面３１に連続する部分は曲率を有して凹面状に形成されている。これにより、各突出し部４の付け根部分に応力が集中するのを抑制できる。
各突出し部４の下面４２は、炉内の原料を堆積させるために水平面に対して７０度よりも小さい角度であって水平面に対して上面４１よりも大きな仰角θ２に設定されている（図３参照）。下面４２の仰角は、炉内原料６の安息角以上の角度とされる。なお、鉱石や燃料であるコークス等の炉内原料６の安息角は一般に３０度から４０度である。

【0020】

各突出し部４の突出し長さ寸法Ｌは、炉内原料６の最大粒径φ（想定上の最大粒径）の０．８倍以上の寸法とされる。炉内原料６の最大粒径φは４０ｍｍ〜５０ｍｍ程度である。説明の便宜上、本実施形態では、炉内原料６の最大粒径φを４０ｍｍとする。従って、突出し長さ寸法Ｌは３２ｍｍ以上に設定される。突出し長さ寸法Ｌを過度に長くすると突出し部４の先端と冷却水路２との距離が長くなり、突出し部４の先端の温度が上昇し強度が低下するので、細粒径の１．５倍の６０ｍｍ以下に設定されることが望ましい。
各突出し部４間に位置する本体部３の炉内側表面３１の高さ寸法、すなわち、溝部５の底面の高さ寸法Ｈ１（溝部５の上下方向における最小高さ寸法）は、炉内原料６の最大粒径φの２倍以上である８０ｍｍ以上の寸法に設定される。なお、高さ寸法Ｈ１が炉内原料６の最大粒径φの１０倍以上である４００ｍｍを超えると、炉内原料６を溝部５内に保持する力が弱くなり、安定した堆積層を維持できなくなるので、高さ寸法Ｈ１は４００ｍｍ以下に設定されることが望ましい。また、溝部５の開口高さ寸法は、仰角θ２が仰角θ１よりも大きい角度であるので、高さ寸法Ｈ１よりも大きい寸法となる。各突出し部４の上下方向における先端面４３の高さ寸法Ｈ２は、炉内原料の最大粒径φ以下である４０ｍｍ以下の寸法に設定される。また、各突出し部４の先端面４３が上面４１、下面４２と連続する部分は曲率を有して凸面状に形成される。これにより、受熱面積を小さくして入熱量を抑制する。また、前記曲率を５ｍｍ以上に設定することにより、炉内原料６が溝部５から炉内に戻るときに角の部分に当たることを防止でき、先端面４３の角部の摩耗も防止できる。高さ寸法Ｈ２は上下の角に５ｍｍ以上の曲率を設けるため、１０ｍｍ以上であることが望ましい。

【0021】

前述した通り、各突出し部４の突出し長さ寸法Ｌが３２ｍｍ以上であるので、溝部５の底面から開口までの深さ寸法も炉内原料６の最大粒径φの０．８倍以上である３２ｍｍ以上の寸法となる。
さらに、本体部３の炉内側表面３１であって各冷却水路２間に位置する部分は、図２，図４に示すように炉外側に窪んで形成される。このため、当該部分における溝部５の深さ寸法は、突出し長さ寸法Ｌに対応した深さ寸法よりもさらに大きな寸法となる。

【0022】

［本実施形態の作用］
以下、本実施形態に係るステーブクーラー１の作用について説明する。
ステーブクーラー１よりも炉内側にある耐火物は、炉内の温度変動などの影響を受けて炉内側表層から徐々に剥離損耗して消失する。耐火物が消失すると、ステーブクーラー１が炉内側に露呈する。図５に示すように速度Ｖにて下降する炉内原料６は、安息角だけ傾いた向きの力Ｆを生じて矢印Ａ１に示すように溝部５に入り込む。溝部５に入り込んだ炉内原料６は、溝部５に堆積してセルフライナーとして機能する。これにより、耐火物が消失してもステーブクーラー１が炉内ガスと接触する面積を少なくし、ステーブクーラー１の断熱性能を維持して炉内からの抜熱量を抑制する。なお、各突出し部４の下面４２が炉内原料６の安息角以上の仰角に設定されるので、溝部５に入り込んだ炉内原料６と下面４２との隙間の発生を抑制でき、断熱性能を向上できる。また、ステーブクーラー１は、その内部の各冷却水路２冷却液が流されることによって冷却される。

【0023】

矢印Ａ１に沿って溝部５に入り込んだ炉内原料６は、力Ｆを受けて矢印Ａ２に示すように本体部３の炉内側表面３１（溝部５の底面）に沿って下降し、さらに矢印Ａ３に示すように各突出し部４の上面４１に沿って炉内側に押し出される。
ここで、上面４１は、前述したように水平面に対して１０度以上の仰角θ１を有しているため、炉内原料６は上面４１に沿って炉内側に向かって上斜め向きに押し出される。この向きに炉内原料６が押し出されることで、ステーブクーラー１の炉内面１１（各突出し部４の先端面４３に沿った仮想の面）に沿って下降する炉内原料６の本流の斜め下向きの力Ｆが各突出し部４の先端面４３付近で緩和される。前記溝部５から押し出された原料も炉内原料６の本流に沿って矢印Ａ４に示す方向に下降するようになるが、前記上面４１に沿って炉内側に向かって上ななめ向きに押し出されているため、突出し部４の先端面４３の間には一定の距離の間、接触力が弱い状態である。従って、各突出し部４の先端面４３の摩耗は、炉内原料６の本流が下降する速度Ｖと炉内原料６の本流の斜め下向きの力Ｆのうち先端面４３に対して直交する方向の接触力Ｆ０を低減し、各突出し部４の先端面４３からの摩耗を抑制する。

【0024】

このように、ステーブクーラー１は、炉内原料６を溝部５に堆積させつつも循環させることで、断熱性能を維持し、かつ、各突出し部４の先端面４３からの摩耗を抑制している。

【0025】

［本実施形態の効果］
（１）本実施形態に係るステーブクーラー１は、高炉の鉄皮の炉内側に配置されるステーブクーラー１であって、複数の冷却水路２が内部に設けられる本体部３と、本体部３から炉内側に突出する複数の突出し部４とを有し、本体部３および複数の突出し部４は溝部５を形成し、溝部５の上下方向における高さ寸法Ｈ１は、炉内原料６の最大粒の直径φの２倍以上の寸法とされ、突出し部４の下面４２は、水平面に対して突出し部の上面４１よりも大きい仰角θ２とされ、突出し部４の上面４１は、水平面に対して１０度以上の仰角θ１とされることを特徴とする。
上記構成を有するため、突出し部４の下面４２が水平面に対して突出し部４の上面４１よりも大きい仰角θ２とされるので、溝部５の開口を当該溝部５の底面側よりも広く形成できて炉内原料６が溝部５に入りやすくできる。
また、溝部５の高さ寸法Ｈ１が炉内原料６の最大粒径φの２倍以上の寸法とされるので、溝部５の上側から入り込む炉内原料６によって溝部５の下側の炉内原料６を溝部５から炉体内向きに押し出す流れを形成できる。
さらに、突出し部４の上面４１が、水平面に対して１０度以上の仰角θ１とされるので、溝部５から炉体内向きに押し出す炉内原料６の向きを斜め上向きにできる。この斜め上向き押し出しによってステーブクーラー１の炉内面１１に沿って下降する炉内原料６が各突出し部４の先端面４３に向かう方向の接触力Ｆ０を低減できる。これにより、各突出し部４の先端面４３からの摩耗を低減でき、断熱性能を維持できる。
加えて、炉内原料６の溝部５からの押し出しは斜め上向きであるので、炉内原料６を溝部５内で循環させつつも安定して堆積できる。
なお、前述した特許文献１では、炉内原料をステーブクーラーの溝部に堆積させることを課題として、各突出し部の上面、下面の仰角が設定されている。これに対し、本実施形態に係るステーブクーラー１は、炉内原料６を溝部５に堆積させつつも循環させ、しかも、炉内原料６を溝部５から炉内側に斜め上向きに押し出して突出し部４の先端面４３に負荷される接触力Ｆ０を低減することで各突出し部４の先端面４３からの摩耗を低減するという点で、本発明者の鋭意検討によって発見された新たな課題の下でなされた発明である。
さらに、本実施形態では、以下の各効果を発揮できる。
突出し部４の上面４１と下面４２と仰角θ１，θ２の差は１０度以上とされる。これにより、突出し部４の付け根部の厚みを十分確保でき、強度を確保できる。

【0026】

（２）溝部５の深さ寸法は、炉内原料６の最大粒径φの０．８倍以上の寸法とされる。突出し部４の上面４１の仰角θ１が１０度以上であるため、溝部５の開口から入り込んだ炉内原料６は溝部５から炉内に戻りにくく、溝部５の深さ寸法が炉内原料６の最大粒径φの０．８倍以上であれば溝部５内に安定して堆積できる。

【0027】

（３）前記突出し部の先端面における高さ寸法は、炉内原料の最大粒径以下の寸法とされる。このため、溝部５から押し出される炉内原料６によって、ステーブクーラー１の炉内面１１に沿って下降する炉内原料６が当該突出し部４の先端面４３に向かう方向の接触力Ｆ０を低減でき、突出し部４の摩耗をより低減できる。

【0028】

（４）本体部３の炉内側表面３１であって複数の冷却水路２間に位置する部分は、炉外側に窪んで形成される。このため、本体部３の炉内側表面３１であって複数の冷却水路２間に位置する部分の深さ寸法を増すことができて炉内原料６をより安定して堆積できる。
さらに、本体部３の炉内側表面３１から各冷却水路２までの距離をほぼ一定にでき、これにより、本体部３の炉内側表面３１の温度を均一に保って熱変形を抑制でき、熱変形による炉内原料６の堆積状態の乱れを低減できる。
加えて、ステーブクーラー１を構成する銅材料を削減できる。

【0029】

（５）突出し部４の下面４２に、炉内原料６の安息角以上の仰角θ２をもたせている。このため、炉内原料６が入り込みやすく、耐火物の消失後も炉内ガスとの接触面積を小さくでき、ステーブクーラー１への入熱量を抑制できる。

【0030】

［変形例］
本発明は、以上の実施形態で説明した構成のものに限定されず、本発明の目的を達成できる範囲での変形例は、本発明に含まれる。
例えば、前記実施形態では、溝部５の深さ寸法は、炉内原料６の最大粒径φの０．８倍以上の寸法とされるが、これに限らず、炉内原料６の最大粒径φの０．８倍未満の寸法としてもよい。

【0031】

前記実施形態では、突出し部４の先端面４３の高さ寸法Ｈ２が、炉内原料６の最大粒径φ以下の寸法とされるが、これに限らず、各突出し部４の上面４１に沿って溝部５から炉内側に押し出される炉内原料６によって炉内原料６の先端面４３に直交する方向の接触力Ｆ０を緩和できる高さ範囲に応じて設定されてもよく、例えば前記高さ範囲が１００ｍｍである場合には、先端面４３の高さ寸法Ｈ２を１００ｍｍ以下に設定してもよい。

【0032】

前記実施形態では、各突出し部４の突出し長さ寸法Ｌは３２ｍｍとされているが、これに限らず、炉内原料６の最大粒径φの０．８倍以上の寸法であればよく、例えば、炉内原料６の最大粒径φが５０ｍｍである場合には、突出し長さ寸法Ｌは４０ｍｍ以上とされてもよい。また、例えば、炉内原料６の最大粒径φが４０ｍｍ〜５０ｍｍである場合、突出し長さ寸法Ｌは６０ｍｍ〜７５ｍｍとされてもよい。

【0033】

前記実施形態では、本体部３の炉内側表面３１であって複数の冷却水路２間に位置する部分は、炉外側に窪んで形成されるが、これに限らず、前記部分が窪んで形成されずに本体部３の炉内側表面３１が平坦に形成されてもよい。

【0034】

前記実施形態では、ステーブクーラー１は銅製であるが、鋳鉄製であってもよい。

【実施例】

【0035】

以下、本発明の実施例を比較例１，２と対比して説明する。
図３，図５に示すように、ステーブクーラー１の実施例は、銅製ステーブクーラーであり、概略構成は前述した通りである。また、各寸法、角度は次の通りに設定される。
溝部５の高さ寸法Ｈ１ ：８０ｍｍ
突出し部４の突出し長さ寸法Ｌ ：４０ｍｍ
突出し部４の上面４１の仰角θ１ ：１０度
突出し部４の下面４２の仰角θ２ ：３０度
突出し部４の先端面４３の高さ寸法Ｈ２ ：４０ｍｍ
炉内原料６の最大粒径φ ：４０ｍｍ
炉内原料６の安息角 ：３０度

【0036】

図６に示すように、比較例１は、溝部５の高さ寸法Ｈ１が３０ｍｍに設定される点で実施例と異なる。
図７に示すように、比較例２は、突出し部４の上面４１の仰角θ１が５度に設定される点で実施例と異なる。

【0037】

図８は、実施例、比較例１，２のそれぞれにおいて、突出し部４の先端面４３に対する炉内原料６の接触力Ｆ０（ｋＮ）を、ステーブクーラー下端から所定距離（ｍ）ごとに示すグラフである。
実施例では、ステーブクーラー下端からの距離がいずれの距離にあっても、比較例１，２の接触力Ｆ０に対して低い接触力Ｆ０となる。

【0038】

実施例において接触力Ｆ０が比較例１，２よりも低くなるのは、特に、溝部５の高さ寸法Ｈ１を炉内原料６の最大粒径φの２倍以上の寸法とすることで、炉内原料６が、溝部５の上側から入り込み、溝部５の下側から炉内側に押し出される流れを形成し、そのうえ、炉内原料６が、仰角θ１が１０度に設定された各突出し部４の上面４１に沿って斜め上向きに炉内側に押し出されることで、炉内を下降する炉内原料６を押し返し、炉内原料６の斜め下向きの力Ｆを各突出し部４の先端面４３付近で緩和するためであると評価できる。

【0039】

比較例１において接触力Ｆ０が実施例よりも高くなるのは、溝部５の高さ寸法Ｈ１が炉内原料６の最大粒径φの２倍未満の寸法に設定されることで、炉内原料６が溝部５で鉛直方向に２つ以上並ぶことができず、溝部５に入り込んだ炉内原料６が当該溝部５に残ったままとなり、炉内を下降する炉内原料６を押し返すための炉内原料６が溝部５から押し出されることがないためであると評価できる。

【0040】

比較例２において接触力Ｆ０が実施例よりも高くなるのは、溝部５に入り込んだ炉内原料６が溝部５の下側から炉内側に押し出される際に、斜め上向きに向かう力が小さくなり、炉内を下降する炉内原料６をほとんど押し返していないためであると評価できる。

【0041】

図９は、実施例において突出し部４の上面４１の仰角θ１（度）を変化させた場合における接触力Ｆ０（ｋＮ）との関係を示すグラフである。
図９に示されるように、仰角θ１が、１０度未満とする場合に比べ、１０度以上とすることで接触力Ｆ０は大幅に小さくなる。

【0042】

図１０は、実施例において溝部５の高さ寸法Ｈ１（ｍｍ）を変化させた場合における接触力Ｆ０（ｋＮ）との関係を示すグラフである。
図１０に示されるように、高さ寸法Ｈ１を８０ｍｍ未満とする場合に比べ、８０ｍｍ以上とすることで接触力Ｆ０は大幅に小さくなる。

【0043】

図１１は、実施例において突出し部４の先端面４３の高さ寸法Ｈ２（ｍｍ）を変化させた場合における接触力Ｆ０（ｋＮ）との関係を示すグラフである。
図１１に示されるように、高さ寸法Ｈ２を４０ｍｍ超とする場合に比べ、４０ｍｍ以下とすることで接触力Ｆ０は大幅に小さくなる。

【0044】

図１２は、実施例において溝部５の深さ寸法Ｌ（ｍｍ）を変化させた場合における溝部５内の炉内原料６の降下速度Ｖ（ｍ/ｓ）との関係を示すグラフである。
図１２に示されるように、深さ寸法Ｌを３２ｍｍ超とする場合と比べ、３２ｍｍ以下とすることで降下速度Ｖは大幅に小さくなる。

【符号の説明】

【0045】

１…ステーブクーラー、１１…炉内面、２…冷却水路、３…本体部、３１…炉内側表面、４…突出し部、４１…上面、４２…下面、４３…先端面、５…溝部、６…炉内原料、Ａ１〜Ａ４…矢印、Ｆ…力、Ｆ０…接触力、Ｈ１，Ｈ２…高さ寸法、Ｌ…突出し長さ寸法、Ｖ…速度、θ１，θ２…仰角、φ…最大粒径。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】