JPH0639996B2 - 製錬用竪形炉 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、長期操業の実現を図るのに有利な高炉ある
いは溶融還元炉の如き製錬用竪形炉に関するものであ
る。

（従来の技術） 一般に、金属酸化物含有鉱石を還元して溶融金属を回収
する炉としては高炉あるいは電気炉等が広く知られてい
る。

近年、酸化鉄の如き金属酸化物を含有する鉱石原料は塊
状のものが少なくなり粉状もしくは小粒状鉱石への使用
比率が上昇しているのが実状であり、こうした粉状鉱石
原料を直接使用できる溶融還元炉の実用化が活発に進め
られている。

そうした溶融還元炉としては例えば特開昭57-198205号
公報に開示のものなどがある。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、上述した従来の高炉あるいは粉鉱石を直接利
用するのに好適な溶融還元炉の如き製錬用竪形炉では次
のような問題があった。

すなわち、これらの竪形炉は、その炉腹に複数の羽口を
備えており、この羽口より炉内に熱風を吹き込むことに
より予め充てんしたコークス等の炭材を燃焼させ、その
時発生した高温の還元ガスにより鉱石を還元する形式の
ものである。ところが、この炉の場合、装入物や操業状
況等に起因して、炉腹に設けた羽口の溶損や破損が頻繁
に発生するという問題点を抱えていた。

このように溶損等が生じた場合には設備を一旦停止しな
ければならず、炉の稼働率や生産性の向上を図るのに非
常に困難があった。

例えば、以下にこのあたりの事情につき粉鉱石等を用い
る溶融還元炉として２段羽口式コークス充てん層形溶融
還元炉を例にとって説明する。

すなわち２段羽口式コークス充てん層形溶融還元炉は、
竪形炉の下方に羽口を上下２段設けた形式のもので、該
羽口より熱風を吹き込んで、コークスを充てんした炉内
に高温還元ガスを発生させる。

そして前記炉本体の上羽口には、粉状鉱石等を炉内へ吹
き込むための吹き込みノズルが設けてあり、このノズル
を介して鉱石原料を炉内のレースウェイに向けて吹き込
む。

炉内に供給された粉状鉱石は上段羽口のレースウェイ内
で溶融し、上下の羽口間でコークスにより還元されメタ
ルとスラブに分離して炉床に溜める。その後炉床に溜っ
たメタル、スラグは出銑孔より排出する。

しかしながら、このような形式の竪形炉では、上下羽口
のレースウェイ間で溶融還元が行われているため、鉱石
原料を直接利用できる点非常に有利である。しかし、そ
のために溶融物が羽口炉壁等に接触し易くなりとりわけ
下段に配設した下羽口には炉内で反応生成した上記溶融
物の接触等による溶損、破損等が発生し、羽口内を循環
している冷却水が炉内に漏洩する等の問題があり、長期
連続操業の実現が不可能だった。

この発明の目的は、高炉あるいは溶融還元炉の如き炉腹
に複数の羽口を備えた竪形炉において生じる上述した問
題を極力解消し、長期連続操業の実現を図るのに有利な
製錬用竪形炉を提案するところにある。

（問題点を解決するための手段） この発明は炉腹に、複数の羽口を備えた製錬用竪形炉に
おいて、先端部から後方に向って互いに独立した複数の
冷却水路を設け、かつ各冷却水路にはそれらに対応した
冷却水供給系統を個々に接続してなる羽口を設け、この
羽口をその先端部から起る溶損あるいは破損の程度に応
じて、炉芯方向に順次繰り出し可能に配設したことを特
徴とする製錬用竪形炉である。

以下この発明の製錬用竪形炉を２段羽口式コークス充て
ん層形溶融還元炉に適用した場合につき詳細に説明す
る。

第１図は、この発明に適合する２段羽口式コークス充て
ん層形溶融還元炉の縦断面を模式的に示したものであ
る。図において１は溶融還元炉本体、２は炉本体１の炉
腹に設けた上羽口、３は下羽口であり、４は羽口を保持
するための羽口フレーム、５はブローパイプ、６はブロ
ーパイプ５のスライドガイド、７はブローパイプ５に連
続してそのスライドを可能にしたシリンダー、８は送風
支管で、この送風支管８にはフレキシブルジョイント8a
を設けてある。９は環状管、10はコークス、11はレース
ウェイ、12は溶融スラブ、13はメタル、そして14はメタ
ル13や溶融スラグ12を排出するための排出口である。

また15はコークス10を炉本体１内に供給するためのコー
クスホッパー、16は鉱石ホッパー、17は鉱石供給管、18
は鉱石供給管17にて供給された粉状の鉱石を炉本体１内
に吹き込む吹き込みノズルであり、19は排ガス供給管、
そして20は排ガス処理設備である。

この製錬用竪形炉は、炉本体１内にはコークス10を充て
んして環状管９送風管８を通じて上羽口２および下羽口
３により熱風を吹き込む。炉本体１内に吹き込まれた熱
風によりコークス10は燃焼して高温還元ガスを発生す
る。ここで上羽口２に設けた吹き込みノズル18からは鉱
石ホッパー16の切り出し装置16aにて切り出された所定
量の粉鉱石を炉本体１内のレースウェイ11中へ吹き込
む。

吹き込まれた粉状鉱石はレースウェイ11内で溶融し上羽
口２、下羽口３の間で還元されメタルとスラグに分離す
る。

このような竪形炉は、粉鉱石を溶融還元する際、とくに
下羽口３に溶融物が接触して溶損し易いので、この羽口
にはその先端部から後方すなわち炉内から炉外に向って
互いに独立した複数の冷却水路を設け、これらの冷却水
路には各水路に対応した冷却水供給系統を個々に接続し
ておく。

そしてこの羽口３の本体の後端部はシリンダー６の作動
によってスライドするブローパイプ５の先端に連結して
おき、下羽口３の先端域が溶損あるいは破損した場合に
は、その領域における冷却水の供給を遮断する。そして
シリンダ７を所定量作動させ、その羽口先端の破損状況
に応じて下羽口３の進入深さを一定に保つべく羽口本体
を炉心方向に繰り出す構造にする。

第２図は、第１図における炉本体１の要部を拡大して示
したものである。

図において、上羽口２及び下羽口３はそれぞれ縦断面で
示した。図に示す如きとくに下羽口３には少なくとも２
以上の冷却水路3a,3b,3c,3dおよび3eを設けてあり、上
述したようにこれらの水路はそれぞれ別個に冷却水を供
給できる仕組みなっている。また下羽口３の羽口本体
と、羽口フレーム４との間には、羽口保持シール装置を
設けてあり、羽口が炉芯に向けて繰り出す際、炉内ガス
の噴出を完全に防止してスムーズにスライドできる構造
になっている。

第３図に、この発明の竪形炉に配設するのに好適な羽口
の冷却水の供給系統を模式で示す。

（作用） この発明による竪形炉は炉腹の周囲に冷却水の循環系統
を個別に調節できる複数の流路を有し、炉芯に向けてス
ライド可能な羽口を配設してあり、操業中に羽口の溶損
等が生じた場合には、その領域における流路の冷却水を
遮断し、そしてこの羽口をスライドさせて挿入深さを一
定に保つ仕組になっているので羽口の溶損等による影響
が非常に小さく、長期間安定して操業することができ
る。

（発明の効果） この発明によれば、炉腹の周囲に複数の羽口を備えた高
炉あるいは溶融還元炉の如き、製錬用竪形炉において、
従来不可能であった長期連続操業が可能となり、炉を含
む設備の稼働率及び生産性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に好適な竪形炉の模式図、 第２図は、第１図の要部拡大図、 第３図は、冷却水の供給系統を示す図である。 １……溶融還元炉本体、２……上羽口 ３……下羽口、４……羽口フレーム ５……ブローパイプ、６……スライドガイド ７……シリンダー、８……送風支管 ９……環状管、10……コークス 11……レースウェイ、12……溶融スラグ 13……メタル、14……排出口 15……コークスホッパー、16……鉱石ホッパー 17……鉱石供給管、18……吹き込みノズル 19……排ガス送給管、20……排ガス処理設備

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】炉腹に、複数の羽口を備えた製錬用竪形炉
   において、 先端部から後方に向って互いに独立した複数の冷却水路
   を設け、かつ各冷却水路にはそれらに対応した冷却水供
   給系統を個々に接続してなる羽口を設け、この羽口をそ
   の先端部から起る溶損あるいは破損の程度に応じて、炉
   芯方向に順次繰り出し可能に配設したことを特徴とする
   製錬用竪形炉。