CN100570231C

CN100570231C - 自熔炉的炉体水冷构造

Info

Publication number: CN100570231C
Application number: CNB2006101531889A
Authority: CN
Inventors: 安田丰; 铃木义昭; 高桥政晴; 森部和德; 荒金孝行; 本村龙也
Original assignee: Nippon Mining and Metals Co Ltd
Current assignee: JX Nippon Mining and Metals Corp
Priority date: 2006-03-31
Filing date: 2006-12-11
Publication date: 2009-12-16
Anticipated expiration: 2026-12-11
Also published as: CN101046323A; JP2007271173A; JP4187752B2

Abstract

本发明提供一种即使在高负荷作业中也能够发挥充分的冷却性能、并且不会阻碍炉身反应气体的流动的自熔炉的炉体水冷构造。在炉身(2)与沉降槽(3)的连结部(A)或上风道(4)与沉降槽(3)的连结部(B)上配置随着从上方向下方侧前进一边逐渐弯曲一边扩开的喇叭状的水冷套(10)，水冷套(10)被分割为多个，并且被悬挂支撑而使其能够随着热量带来的膨胀收缩而移动，由此来控制相对水冷套(10)的热量产生的负荷。

Description

自熔炉的炉体水冷构造

技术领域

本发明涉及自熔炉的炉体水冷构造，更详细地讲，涉及用来将在铜炼制等中使用的自熔炉的炉身与沉降槽的连结部以及上风道与沉降槽的连结部有效地冷却的自熔炉的炉体水冷构造。

背景技术

作为用来冷却自熔炉的炉体的构造，已知有在铸入了流过冷却水的钢管的铸铁体的面向炉内一侧形成有凹凸的炉套(特许文献1(特公昭63-19793号公报))，而作为炼制铜的自熔炉的炉身与沉降槽的连结部的冷却构造，主流的方法是在炉身下部用多个形成水冷铜管形成圆周，通过将其层叠多级，随着从上方向下方一侧前进一边逐渐弯曲一边扩展而形成为喇叭状，将其与沉降槽部连结。同样，沉降槽与上风道的连结部的冷却构造主流是通过多根水冷铜管形成为半圆形而进行冷却。并且，作为冷却这样的炉壁的水冷套，主要使用铜(特许文献2(特公平3-57169号公报))。

另一方面，在特许文献1中，提出了通过在突出到炉内的冷却散热片上使灰尘等成长而形成的自包覆层将比炉垫及炉渣的熔液面靠上方的耐热砖冷却的方法。此外，作为在面向炉内侧形成有凹凸的炉体水冷套，有特许文献3(实开昭62-25798号公报)及特许文献4(实开昭61-159790号公报)。

这里，作为炉身下部及炉身与沉降槽的连结部的热负荷增大对策，作为最近的实施例，有特开平8-127825号公报(特许文献5)所示的冷却构造。该冷却构造是，在与沉降槽顶部连结的炉身的下端部上设有与炉身同心圆状地环状配置的水冷套，该水冷套的炉内侧侧壁整面与沉降槽顶部的内壁通过铸造耐火物将该炉内侧侧壁覆盖以使其成为大致垂直，与沉降槽顶部一体地接合而形成。

【特许文献1】特公昭63-19793号公报

【特许文献2】特公平3-57169号公报

【特许文献3】实开昭62-25798号公报

【特许文献4】实开昭61-159790号公报

【特许文献5】特开平8-127825号公报

自熔炉的铜精炼为了将每1炉1年进行约30万吨的铜精炼的能力增大到其约1.5倍的1年约45万吨、将来处理目前的约2倍的量而逐渐向高负荷作业转移。在高负荷作业中吹入的富氧空气的量及炉内温度也变得比目前恶劣，特别是对炉身下部及炉身部与沉降槽的连结部的热负荷增大。但是，在上述那样的以往的冷却构造中，有可能在进行高负荷作业时因冷却能力的不足而发生管的损坏所带来的漏水故障等。同样，在沉降槽与上风道的连结部中，也有可能因伴随着高负荷作业的热负荷增大造成的冷却能力不足而产生管损坏等的故障。

此外，特许文献5所示的炉身与沉降槽的连结部的构造不是以往那样的喇叭形状，而是直角构造。在这样将炉身下部做成直角构造的情况下，与以往的喇叭形状的情况相比，担心有可能不能确保炉身下部的炉身反应气体的良好的流动而使炉身反应本身变差。即，反应气体在从炉身向沉降槽移动时，碰撞到直角的角部而产生紊流，有可能妨碍反应气体向沉降槽的良好的流动。此外，由于高温的反应气体碰撞到直角的角部，所以担心向配置在该部分上的耐热砖施加的热负荷，并且将角部可靠地冷却是不容易的。当然，对于上风道与沉降槽的连结部也产生同样的问题。

发明内容

所以，本发明的目的是提供一种在炉体与沉降槽的连结部以及上风道与沉降槽的连结部的自熔炉的炉体水冷构造中、即使在高负荷作业中也能够发挥充分的冷却性能、并且不会阻碍炉身反应气体的流动的自熔炉的炉体水冷构造。具体而言，目的是提供一种在采用了保持以往那样的喇叭形状的水冷套的同时、能够控制水冷套的热收缩、热膨胀带来的负荷而维持良好的炉身反应的自熔炉的炉体水冷构造。

此外，目的是提供一种在上述炉体水冷构造中的水冷套热收缩、热膨胀时能够容易地进行其移动的自熔炉的炉体水冷构造。

为了达到上述目的，技术方案1所述的本发明是一种自熔炉的炉体水冷构造，用来将自熔炉的炉身与沉降槽的连结部或上风道与沉降槽的连结部冷却，其特征在于，在炉身与沉降槽的连结部或上风道与沉降槽的连结部、即随着从上方侧向下方侧前进一边逐渐弯曲一边扩开的喇叭状的该连结部上覆盖配置截面圆弧状的水冷套，水冷套被分割为多个，并且被悬挂支撑以使其能够随着热量带来的膨胀收缩而移动，由此来控制相对水冷套的热量产生的负荷。

为了达到上述目的，技术方案2所述的本发明是在技术方案1所述的自熔炉的炉体水冷构造中，其特征在于，水冷套至少在上下方向上被2分割，并且在配置于下侧的水冷套的下部侧端缘部与沉降槽的壁面部之间配置有锥状的辅助部件。

为了达到上述目的，技术方案3所述的本发明是在技术方案1或2所述的自熔炉的炉体水冷构造中，其特征在于，在水冷套的面向炉内的一侧形成有凹凸，并且在该凹部中填充有耐火物，在耐火物被侵蚀或被除去后，进行炉渣的自包覆。

为了达到上述目的，技术方案4所述的本发明是在技术方案1至3中任一项所述的自熔炉的炉体水冷构造中，其特征在于，配置在炉身与沉降槽的连结部上的水冷套在上下方向上被2分割，并且在圆周方向上被32分割。

为了达到上述目的，技术方案5所述的本发明是在技术方案1至3中任一项所述的自熔炉的炉体水冷构造，其特征在于，配置在上风道与沉降槽的连结部上的水冷套在上下方向上被2分割，并且在水平方向上被12分割。

根据本发明的自熔炉的炉体水冷构造，由于在做成喇叭状的自熔炉的炉身与沉降槽的连结部或者上风道与沉降槽的连结部上配置有形状符合该连结部的形状的水冷套，所以除了能够在维持炉身反应气体的良好的流动及良好的炉身反应的同时、即使在高负荷作业中也能够可靠地进行冷却以外，由于将水冷套分割为多个并且可移动地悬挂支撑，所以能够随着水冷套的热膨胀及热收缩而移动，由此，具有能够进行减轻相对水冷套的热量产生的负荷等的控制的效果。

附图说明

图1是自熔炉的剖视图。

图2是图1所示的自熔炉的俯视图。

图3是水冷套的立体图。

图4是表示对炉身与沉降槽的连结部配置水冷套的状态的俯视图。

图5是从上方侧观察配置在炉身与沉降槽的连结部上的水冷套的放大俯视图。

图6是从水平方向观察配置在炉身与沉降槽的连结部上的水冷套的放大正视图。

图7是从面向炉内侧观察配置在炉身与沉降槽的连结部上的水冷套的后视图。

图8是从上方侧观察配置在上风道与沉降槽的连结部上的水冷套的放大俯视图。

图9是从面向炉内侧观察配置在上风道与沉降槽的连结部上的水冷套的后视图。

图10是表示热膨胀时的水冷套的悬挂构造的侧面剖视图。

图11是表示热收缩时的水冷套的悬挂构造的侧面剖视图。

具体实施方式

以下，根据优选的一实施方式详细地说明本发明的自熔炉的炉体水冷构造。图1是具备本发明的炉体水冷构造的自熔炉的优选的一实施方式的剖视图，图2是其俯视图。

图1及图2所示的自熔炉1大体上具备在其顶部上设置有1～3条精矿喷枪5的大致圆筒形状的炉身2、沉降槽3及上风道4。如果通过精矿喷枪5将干燥的微粉精矿与富氧空气或高温热风同时取入而瞬间发生氧化反应，则精矿在自熔状态下在自熔炉1内下落，在炉身2的正下部以层状分离为炉渣6及炉垫7。如果从这样的自熔炉1的炉壁进行炉渣6及炉垫7的析取，则随之会发生液深变动，所以炉内温度的变化变大，会对铸造物或耐火砖等的炉壁耐火物施加剧烈的热负荷。此外，炉身2的正下方也是通过精矿的氧化反应而成为高温的反应气体最先通过的地方，另一方面，如果不再有精矿的投入则是温度降低后的反应气体最先通过的位置，所以是在环境气体温度中也施加了热负荷的地方。

本发明的自熔炉的炉体水冷构造的水冷套10配置在炉身2与沉降槽3的连结部A(参照图1)以及上风道4与沉降槽3的连结部B(参照图1)上。由于炉身2如上述那样做成了大致圆筒形状，所以与沉降槽3的连结部A呈大致圆形状，定位为使其将炉身2的下部完全地以圆形状包围。另一方面，上风道4与沉降槽3的连结部B如图2所示，沿着沉降槽3的宽度方向定位为直线状。

配置在炉身2与沉降槽3的连结部A上的水冷套10如图3所示，大致上由铜制的弯曲的圆弧状的板状体在面向炉内的一侧交替地排列凸部11和凹部13而形成。凸部11通过与配设在自熔炉1的内部中的铸造物等的炉壁耐火物直接接触来进行炉体的冷却。另一方面，凹部13经由填充在其内部中的耐火物间接地将炉壁耐火物冷却。

如果炉壁体耐火物的侵蚀随着自熔炉1的作业而发展，则填充在水冷套10的凹部13中的耐火物脱落，炉渣进入到凹部13中而进行自包覆。另外，填充在凹部13中的耐火物优选为对粉状耐火物添加适量的水而捣实填充，但通过嵌入烧制成与凹部13相同形状的尺寸的耐火块也可以。这里，作为向凹部13填充的耐火物，优选为与炉渣相比熔点高、热膨胀系数小的物质，有主成分为MgO的物质(例如株式会社ヨ一タイ制：ヨ一タイスタンプ(R-MP)。凹部13截面的形状可以是三角形、四边形、矩形、梯形、U字形、盘形等各种形状，但从上述耐火物脱落的观点出发，优选为在向炉内侧打开的梯形形状。此外，凹部13的表面可以是平坦面、较细的凹凸面等形态，还可以设置销状突起，以使填充的耐火物与凹部13牢固地卡合，但为了良好定时地进行填充的耐火物的脱落而优选地做成通过铸造或切削等得到的平坦面。

水冷套10如图4所示，在炉身2与沉降槽3的连结部A上，以在圆周方向上32等分、沿上下方向2等分地分割的状态配置有共计64个。这里，图4是表示对炉身2与沉降槽3的连结部A配置水冷套10的状态的俯视图，图5是表示从上方侧观察配置在连结部A上的水冷套10的放大俯视图，图6是从水平方向观察配置在连结部A上的水冷套10的放大正视图。此外，图7是从面向炉内的一侧观察配置在炉身与沉降槽的连结部上的水冷套10的后视图。如图示那样，凸部11与凹部13在水平方向上交替地配设，由此能够有效地将炉渣捕捉到凹部13中。

另一方面，如图5及图6所示，在水冷套10中，在其内部往复地内设有冷却水流路17。由此能够将炉壁有效地冷却。在冷却水流路17的端部上，分别设有用来供给、排出冷却水的供给口15及排出口16，从供给口15供给的冷却水在水冷套10内循环而从排出口16排出。另外，也可以将相邻的水冷套10的排出口16与供给口15连结而使冷却水循环。

并且，上述水冷套10在随着从上方侧向下方侧前进一边逐渐弯曲一边展开的喇叭状的炉身2与沉降槽3的连结部A上，沿着其形状而以在圆周方向上32分割、高度方向上2分割、合计64分割的状态配置。由此，能够在确保连结部A的喇叭形状的同时确保炉身反应气体的良好的流动以及良好的炉身反应，并且能够维持高负荷作业时的可靠的冷却。

另一方面，在上风道4与沉降槽3的连结部B上也配置有具备与配置在连结部A上的水冷套10大致同样结构的水冷套10。但是，配置在上风道4与沉降槽3的连结部B上的水冷套10如图8所示，与配置在连结部A上的水冷套10不同，做成了沿着沉降槽3的宽度方向以直线状配置的形状。另外，为了在上风道4与沉降槽3的连结部B上也保持下部侧扩开的喇叭形状，也将配置在连结部B上的水冷套10做成了其截面以圆弧状弯曲的板状体。该水冷套10以在水平方向上12等分、在上下方向上2等分地分割的状态下配置有合计24个。

上述水冷套10分别配置在炉身2与沉降槽3的连结部A及上风道4与沉降槽3的连结部B上，而在从炉体对水冷套10施加的热量的作用下发生热膨胀及热收缩。因此，如果在将水冷套10以完全固定的状态下配置在连结部A及连结部B上，则有可能在通过热膨胀向推扩水冷套10整体的方向上作用的力的作用下，水冷套10将与其接触的铸造物等的炉壁耐火物破坏、或者水冷套10自身被破坏。

因此，在本发明构造中，为了吸收伴随着热膨胀或热收缩的水冷套10的伸缩而将上下方向上2分割的水冷套10分别可移动地悬挂支撑。其构造如图10所示。如图示那样，配置在上下2级配置的水冷套10中的下级侧的水冷套10受卡止在安装于支撑炉身2的H钢45上的支撑部件43上的悬挂部件31悬挂支撑。同样，配置在上下2级配置的水冷套10中的上级侧的水冷套10受卡止在安装于炉身2上的支撑部件41上的悬挂部件31悬挂支撑。悬挂部件31通过将上部侧杆31a与端部上具备挂钩的下部侧杆31b经由缓冲部件31c连结而构成，该悬挂部件31可在上下方向上伸缩。

并且，通过将设在下部侧杆31b的端部上的挂钩卡止在形成于水冷套10的表面上的环19上而将炉身2与沉降槽3的连结部A沿圆周方向完全包围，将水冷套10上下2级地配置。由此，在水冷套10在炉内的热量的作用下热膨胀时，水冷套10能够向上方侧滑动移动而改变其位置。另一方面，在水冷套10因热收缩而收缩时，再次向原来的位置滑动移动。这样，水冷套10即使发生热膨胀及热收缩带来的形状变化，也随之使其位置适当变化，来有效地防止自熔炉1的炉壁耐火物的破坏及水冷套10自身的破坏。另外，上下及左右的水冷套10彼此相邻的水冷套10的侧面也可以做成不阻碍水冷套10彼此的相对滑动的平滑的平面、或做成锥状。

进而，在水冷套10与沉降槽3的壁面部之间配置有锥状的辅助部件20。辅助部件20形成为，下方侧的宽度较窄，随着向上方前进而宽度变大，水冷套不会随意地向上方侧移动。此外，辅助部件20能够滑动以使其辅助伴随着热膨胀及热收缩的水冷套10的形状变化的移动。由此，防止因水冷套10热收缩而在与相邻的沉降槽3的壁面部之间产生间隙。进而，水冷套10能够以与辅助部件20的相邻部为支点使倾斜角度变化，能够对用来冷却连结部A的适合位置配置水冷套10。另一方面，在水冷套10因热收缩而收缩时，如图11所示，水冷套10向下方侧移动，防止在水冷套10的下侧端缘部与沉降槽3之间产生间隙。辅助部件20优选地由例如耐热砖等具备耐热性的部件形成。另外，配置在上风道4与沉降槽3的连结部B上的水冷套10也做成上述那样的悬挂构造，来发挥同样的作用、效果。

【实施例】

在利用具备上述的炉体水冷构造的自熔炉进行作业后，证实了对于自熔炉的高负荷作业造成的向炉身2与沉降槽3的连结部A及上风道4与沉降槽3的连结部B的热负荷增大，能够发挥足够的冷却能力而进行稳定作业。

此外，由于采用了以往那样的喇叭形状，所以确保了炉身中的顺利的反应气体的流动，能够维持良好的反应。

Claims

1、一种自熔炉的炉体水冷构造，用来将自熔炉的炉身与沉降槽的连结部或上风道与沉降槽的连结部冷却，其特征在于，

在上述炉身与上述沉降槽的连结部或上述上风道与上述沉降槽的连结部、即随着从上方侧向下方侧前进一边逐渐弯曲一边扩开的喇叭状的该连结部上覆盖配置截面圆弧状的水冷套，上述水冷套被分割为多个，并且被悬挂支撑以使其能够随着热量带来的膨胀收缩而移动，由此来控制相对上述水冷套的热量产生的负荷。

2、如权利要求1所述的自熔炉的炉体水冷构造，其特征在于，

上述水冷套至少在上下方向上被2分割，并且在配置于下侧的上述水冷套的下部侧端缘部与上述沉降槽的壁面部之间配置有锥状的辅助部件。

3、如权利要求1所述的自熔炉的炉体水冷构造，其特征在于，

在上述水冷套的面向炉内的一侧形成有凹凸，并且在该凹部中填充有耐火物，在上述耐火物被侵蚀或被除去后，炉渣进入到该凹部中而进行自包覆。

4、如权利要求2所述的自熔炉的炉体水冷构造，其特征在于，

5、如权利要求1至4中任一项所述的自熔炉的炉体水冷构造，其特征在于，

配置在上述炉身与上述沉降槽的连结部上的上述水冷套在上下方向上被2分割，并且在圆周方向上被32分割。

6、如权利要求1至4中任一项所述的自熔炉的炉体水冷构造，其特征在于，

配置在上述上风道与上述沉降槽的连结部上的上述水冷套在上下方向上被2分割，并且在水平方向上被12分割。