JP2001509245A - パネル式スプレー冷却炉ルーフ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 別々のスプレー冷却システムを各々有する別体の金属製中空区分からなるアッセンブリの形態の、冶金学的炉用スプレー冷却式ルーフ。

Description

【発明の詳細な説明】 パネル式スプレー冷却炉ルーフ 発明の分野 本発明は、冶金学的炉(metallurgical furnace)、詳細には、チタニウム鉱等 の金属酸化物を含む鉱石を還元するためのサブマージド−アーク炉(submerged a rc furnace)用のスプレー冷却式ルーフに関する。 発明の背景 冶金学的ベッセルのルーフのスプレー冷却は、一体の即ち一部品のルーフ構造 を記載した、ヘガート等に付与された米国特許第４，７１５，０４２号、Ｗ．Ｈ ．バーウェルに付与された米国特許第４，８１５，０９６号、及びＭ．Ｔ．アー サー及びＦ．Ｈ．マイナーに付与された米国特許第５，１１５，１８４号に開示 されているように、十分な効果を以て実施されてきた。場合によっては、ルーフ セクタを別々に製造し、これらを接合して最終的に一体のルーフにする。このよ うなルーフは、電気アーク式溶鉱炉及び他の設備に関して非常に効果的であった 。 例えば金属を含有する鉱石を含む炉の装入材料に電極を挿し込むサブマージド −アーク式の冶金学的炉をスプレー冷却することが重要である。炉の装入材料の 内部にある電極は、金属を含有する鉱石、例えばチタニウムを含有する鉱石を還 元するのに必要な高温を発生する。サブマージド−アーク炉に露呈された炉ルー フの熱条件は、位置によって大幅に変化し、このため、一体のスプレー冷却式の ルーフの設計は困難であった。更に、サブマージド−アーク炉のルーフは、鋼屑 溶融炉のルーフよりも直径が大きくなりがちであった。本発明は、サブマージド −アーク式の冶金学的炉の特定の必要条件に関する。 発明の概要 本発明は、ぴったりと隣接するように配置されており且つ電極を垂直方向下方 に冶金学的炉内に通すことができる内開口部を形成する、複数の別体の金属製中 空区分で形成された截頭円錐形形状のアッセンブリを持つ冶金学的炉用のルーフ に関する。金属製中空区分の最も外側の部分は、炉の円形の側壁によって支持さ れるカバーアッセンブリの円形の外周を画成する。金属製中空区分の各々は取り 外し及び設置を別々に行うことができ、各金属製中空区分は、炉によって加熱さ れた金属製中空区分の表面、詳細には金属製中空区分の底面上に液体冷却材をス プレーするため、金属製中空区分内でヘッダに連結されたスプレー手段を含む。 各金属製中空区分のヘッダは、冷却材供給導管によって冷却材源が別個に設けら れており、金属製中空区分の内部から使用済の冷却材を受け入れるため、少なく とも一つのドレン導管が設けられている。金属製中空区分の最も下にある部分に は、冶金学的炉の円形の周囲側壁の一部と取り外し自在に係合するため、支持部 材が設けられている。これらの支持部材は、金属製中空区分の各々に個々に垂直 方向支持を与えるために設けられている。 図面の簡単な説明 第１図は、本発明によるスプレー冷却式ルーフアッセンブリの部分断面正面図 であり、 第１（Ａ）図は、第１図のルーフアッセンブリの一部の概略正面図であり、 第２図は、本発明によるルーフアッセンブリの平面図であり、 第２（Ａ）図は、第２図のルーフアッセンブリの一部の概略図であり、 第３図は、図２のアッセンブリの正面図であり、 第３（Ａ）図は、図３のルーフアッセンブリと関連して使用できるベンチュリ 型ポンプの部分断面図であり、 第４図は、本発明によるスプレー連結式ルーフアッセンブリの金属製中空サブ アッセンブリの部分平面図である。 発明の詳細な説明 第１図を参照すると、金属を含有する鉱石、スラグ形成体、及び還元剤を含む 固体状装入材料１２が入ったサブマージド−アーク電気炉に参照番号１０が附し てある。電極１４の下端が装入材料１２内に挿し込まれており、アーク１６を発 生し、これにより装入材料１２を高温に加熱し、還元反応を促し、これにより鉱 石から金属を回収し、カバースラグを形成する。炉内の温度状態は、第１図にお いて参照番号２０を附したルーフアッセンブリの下側に極端であり且つ様々に変 化する応力を及ぼす。 第１図では、冶金学的装入材料１２を包囲するための円形の周囲側壁２８を持 つ冶金学的サブマージド−アーク炉１０用の截頭円錐形形状の上方に傾斜したカ バーアッセンブリ２０は、別々に取り外すことができる複数のぴったりと隣接し た金属製中空区分２２−２２（ｅ）を含み、これらの区分は、内周開口部１７を 画成し、この開口部を通して電極１４を冶金学的炉１０内に垂直方向下方に通す ことができる。金属製中空区分の最も下の部分８６は、カバーアッセンブリ２０ の外周１９を画成し、この外周は、サブマージド−アーク炉１０の円形の側壁２ ８によって支持される。参照番号１１を附した従来の取り外し自在の「デルタ」 は、電気炉とともに使用される。 第１図を更に参照し、これに加えて第４図を参照すると、本発明のスプレー冷 却式炉ルーフアッセンブリは、複数の、適当には４つ又はそれ以上の別々の金属 製中空区分２２−２２（ｅ）を含み、これらの区分は、上方に傾斜した截頭円錐 形形状をなして炉１０とぴったりと隣接して配置される。金属製中空区分２２− ２２（ｅ）の各々には、下方に垂下した金属製支持部材２４が設けられており、 この部材は、炉１０の円形の側壁２８の頂部にある円形の周囲チャンネル２６内 に着座する。金属製中空区分２２−２２（ｅ）は、例えば、頭上クレーン（図示 せず）を持ち上げブラケット３０と関連して使用し、支持部材２４を炉１０の周 囲チャンネル２６に着座させ、炉１０の側壁２８と取り外し自在に係合させるこ とによって、別々に設置できる。第１図に示す実施形態では、各金属製区分２２ には、回転自在の片持ち式支持アーム３２が設けられている。このアームは、炉 壁２８に取り付けられたシェルフ部材３３に取り付けられる。支持アーム３２は 、第１図に示すように、金属製中空区分２２（ｂ）に取り付けられたブラケット ３４で金属製中空区分２２（ｂ）を垂直に支持する。例として、金属製中空区分 、例えば２２（ｂ）を頭上クレーン又は他の装置で第１図に示す位置に設置し、 片持ち式のアーム３２を図示の位置まで揺動し、図示のように３４のところで金 属製中空区分２２（ｂ）と係合させ、頭上クレーンを取り外すことができる。残 りの金属製中空区分２２を同様に設置する。金属製中空区分２２−２２（ｅ）は 、例えば検査又は交換を行うため、設置手順と逆の手順で個々に及び別々に取り 外すことができる。金属製中空区分２２−２２（ｅ）の各々は、截頭円錐形形状 のカバーアッセンブリ２０の所定の部分を形成するように形成された上方に傾斜 した金属製内ベース部材４０と、この金属製内ベース部材から間隔が隔てられて おり且つ向き合っており且つ平行な金属製外カバー部材４２と、この外カバー部 材を金属製内ベース部材に接合し、前記間隔が隔てられたベース部材４０と前記 カバー部材４２との間に実質的に密閉された空間４６を形成するための手段４４ とを含み、一つ又はそれ以上の外液体ドレン開口部４８が密閉空間４６の最も下 の部分に配置されている。第４図を参照すると、液体冷却材のスプレーを液滴５ ２の形態で金属製内ベース部材に、炉によって加熱された前記エレメントを適当 な温度に維持するのに十分な量で差し向けるため、複数のスプレー手段５０が、 前記金属製内ベース部材４０と隣接しており且つ離間された所定位置で密閉空間 ４６内に配置されている。 液体冷却材供給ヘッダ導管５４が密閉空間４６内に符号５６のところで設けら れている。この導管は、金属製内ベース部材４０に亘って延びており、ヘッダ導 管５４と連通した導管５８から冷却材を受け入れるノズル５０等のスプレー手段 に冷却液を供給するために設けられている。 液体冷却材供給源７２から取り外し自在の金属製中空区分２２−２２（ｅ）の 各々に液体を直接的に且つ独立に供給するための液体冷却材供給導管７０は、密 閉空間４６の外側に配置されており、密閉空間４６内の液体冷却材供給ヘッダ導 管５４に連結されている。少なくとも一つの液体冷却材ドレン導管８０が前記密 閉空間の外側にこの密閉空間と隣接して配置されており、密閉空間４６の内側か ら液体冷却材８７の流れを受け入れて排出するための一つ又はそれ以上のドレン 開口部８２と連通している。支持部材２４は、冶金学的炉１０の円形の周囲側壁 ２８と取り外し自在に係合するように、金属製中空区分の下部分８６に取り付け られている。 第１（Ａ）図に示すように、液体冷却材供給導管７０は可撓性ホース７１に取 り外し自在に連結されており、このホースは、炉の側壁２８にブラケット７５の ところで固定された冷却材供給パイプ７３に連結されている。同様に、冷却材ド レン導管８０は、可撓性ホース８１に取り外し自在に連結されており、このホー スは、炉の側壁２８にブラケット８５で固定された冷却材ドレンパイプ８３に連 結されている。この構成は、金属製中空区分２２−２２（ｅ）の各々に設けられ ており、これにより、金属製中空区分２２−２２（ｅ）の設置及び取り外しを迅 速に且つ便利に行うことができる。 第３図を参照すると、スプレー冷却式ルーフアッセンブリ２０には、上方に延 びる側壁９２を持つ金属製リング状部材９０が設けられており、この金属製部材 は、金属製中空区分２２−２２（ｅ）の最上部分９４の上方に位置決めされてお り、金属製区分２２−２２（ｅ）の金属製外カバー部材４２の各々は、参照番号 ９６で示すように、金属製リング状部材９０の側壁９２と取り外し自在に係合し 、 これに圧縮力を及ぼす。第２図及び第２（Ａ）図に示すように、金属製中空区分 ２２−２２（ｅ）の金属製外カバー部材に取り付けられたブラケット１０１は、 金属製リング状部材９０の底フランジ１０５に取り付けられたブラケット１０３ に連結される。金属製リング状部材９０は、垂直なチャンネル側壁９７、９９が 画成する環状チャンネル９３を有する。圧縮力１０６がリング状部材９０に加わ ると、金属製中空区分２２−２２（ｅ）は、全て、リング状部材９０との協働に より垂直方向に支持され、片持ち式に支持することが不要になる。金属製中空区 分２２−２２（ｅ）の設置及び取り外しは、第１図と関連して上文中に説明した ように行うことができる。リング状部材９０の環状チャンネル９３は、例えば第 １図で参照番号１１を附したリング等の取り外し自在の従来の「デルタ」リング の支持に使用でき、セラミックファイバ及び砂を使用することによってリングの 周りで炉をシールする手段を提供する。 第２図で参照番号１１０を附したように、金属製中空区分を互いに取り外し自 在にクランプでき、例えば参照番号１１４を附した耐熱性ファブリック及び砂で 継ぎ目１１２をシールできる。 第３（Ａ）図に示すように、廃水１２７を炉の別の領域から遠ざかるように搬 送するベンチュリ１２４をパイプ１２６内に備えたポンプ手段１２０を使用し、 使用済の液体冷却材８７を金属製中空区分２２−２２（ｅ）から受け取ってこれ を排出することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ， ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，Ｆ Ｉ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ， ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，Ｍ Ｗ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ， ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 金属含有鉱石を含む冶金学的装入材料を包囲するための円形の周囲側壁 を持つ冶金学的サブマージド−アーク炉用の上方に傾斜した截頭円錐形形状のカ バーアッセンブリであって、別々に取り外すことができる複数のぴったりと隣接 した金属製中空区分を含み、これらの区分は、電極を前記冶金学的炉内に垂直方 向下方に通すことができる内開口部を構成し、前記金属製中空区分の下部分は、 サブマージド−アーク炉の前記円形の側壁によって支持される前記カバーアッセ ンブリの外周を構成し、前記取り外し自在の金属製中空区分は、 （ａ）前記截頭円錐形カバーアッセンブリの所定の部分を形成する形状を持つ上 方に傾斜した金属製内ベース部材と、 （ｂ）前記金属製内ベース部材から間隔が隔てられた金属製外カバー部材と、 （ｃ）前記外カバー部材を前記金属製内ベース部材に接合し、前記間隔が隔てら れたベース部材と前記カバー部材との間に実質的に密閉された空間を画成し、一 つ又はそれ以上の外液体ドレン開口部が前記密閉空間の前記下部分に配置された 手段と、 （ｄ）液滴の形態の液体冷却材のスプレーを、前記金属製内ベース部材の温度を 適当な値に維持するのに十分な量で前記金属製内ベース部材に差し向けるため、 前記金属製内ベース部材と隣接しており且つこれから間隔が隔てられた所定の位 置で前記密閉空間内に配置された複数のスプレー手段と、 （ｅ）冷却用液体を前記スプレー手段に供給するため、前記密閉空間内に取り付 けられており且つ前記金属製内ベース部材に亘って延びる液体冷却材供給ヘッダ 導管と、 （ｆ）前記密閉空間の外側に配置された液体冷却材供給源から、前記密閉空間内 の前記液体冷却材供給ヘッダ導管、前記取り外し自在の金属製区分に、直接且つ 独立に液体を供給するための液体冷却材供給導管と、 （ｇ）前記密閉空間の外側と隣接して配置されており、前記密閉空間の内側から 液体冷却材の流れを受け入れるため前記一つ又はそれ以上のドレン開口部と連通 した少なくとも一つの液体冷却材ドレン導管と、 （ｈ）前記冶金学的炉の円形の周囲側壁と取り外し自在に係合するように前記金 属製中空区分の下部分に取り付けられた支持部材と、 （ｉ）前記金属製中空区分に垂直方向支持を提供するための手段とを有する、こ とを特徴とするカバーアッセンブリ。 ２． 前記液体冷却材を前記金属製中空区分から積極的に除去するため、前記 液体冷却材ドレン導管と連通したポンプ手段が設けられている、請求項１に記載 のカバーアッセンブリ。 ３． 前記ポンプ手段は、ベンチュリを含む、請求項２に記載のカバーアッセ ンブリ。 ４． 前記冶金学的炉の前記周囲側壁には、頂部が開放したチャンネルが設け られており、前記支持部材は、前記チャンネルに載止した前記金属製中空区分の 下部分に取り付けられている、請求項１に記載のカバーアッセンブリ。 ５． 上方に延びる側壁を持つ金属製リング状部材が、前記金属製中空区分の 最上部分の上方に位置決めされており、前記金属製外カバー部材の各々が前記金 属製リング状部材の前記側壁と取り外し自在に係合し、前記側壁に圧縮力を加え る、請求項１に記載のカバーアッセンブリ。 ６． 前記炉の前記側壁と係合した回転自在の片持ち式支持アームが、前記金 属製中空区分の各々を支持するために設けられている、請求項１に記載のカバー アッセンブリ。