JP2008501924A

JP2008501924A - 多段炉床炉

Info

Publication number: JP2008501924A
Application number: JP2007513893A
Authority: JP
Inventors: ロナルディ，エミール
Original assignee: Paul Wurth SA
Current assignee: Paul Wurth SA
Priority date: 2004-06-02
Filing date: 2005-04-13
Publication date: 2008-01-24
Anticipated expiration: 2025-04-13
Also published as: US7735434B2; EP1754010B1; DE602005002952D1; TW200540385A; JP4662560B2; WO2005119153A1; RU2006146614A; TWI314638B; EP1754010A1; CA2567508C; CN100465563C; ES2296172T3; RU2365841C2; BRPI0511653A; LU91080B1; AU2005250591B2; CA2567508A1; PL1754010T3; CN1961189A; ZA200609602B

Abstract

本発明の多段炉床炉は、垂直軸線（１１）を有する円筒型空間を区切る炉壁（１０）と、該円筒型空間の内部を複数の段に区切る複数の炉床（１２）と、炉壁掻取り手段（２０，２０’，３２）を備え、炉の垂直軸線（１１）周りを回転可能に炉床（１２，２２）に関連付けられる少なくとも１つの撹拌棒（１６，１６’，２６，２６’）とを含む。撹拌棒（１６，１６’，２６，２６’）が回転している間、前記炉壁掻取り手段（２０，２０’，３２）は、炉壁（１０）の内面に掻取り領域（５２，５２’）を規定し、該炉壁（１０）は、掻取り領域（５２，５２’）に一連のアクセス口（５６，５６’）を形成する複数の壁キャビティ（５４，５４’）を含み、これによって、炉壁（１０）の内面（４２）に付着する材料が硬化して外皮が形成されないようにし、かつ撹拌棒（１６，１６’，２６，２６’）に制動の衝撃が生じないようにする。

Description

発明の詳細な説明

技術分野
本発明は、多段炉床炉に関する。

背景技術
多段炉床炉は、垂直軸線を有する円筒型空間を区切る炉壁を含む。この空間の内部において、複数の炉床が上下に重ねられ、炉を複数の段に区切る。各炉床には、炉の垂直軸線と同軸の中心軸によって回転する撹拌棒が設けられる。これらの撹拌棒は、炉床掻取り手段を備え、該炉床掻取り手段は、処理材料を反転させ、第１型の炉床においては炉床の外周に向かって、第２型の炉床においては炉床の中心に向かって、該材料を移動させる。第１型の炉床は、下段の第２型の炉床に処理材料を落下させる周辺落下穴を有する。第２型の炉床は、下段の第１型の炉床に処理材料を落下させる中央落下穴を有する。

また、炉の各段において少なくとも１つの撹拌棒が炉壁掻取り手段を備えることも公知の慣行である。この炉壁掻取り手段の機能は、炉壁のすぐ近くに堆積する材料を、第１型の炉床では周辺穴に押入れ、第２型の炉床では炉の中心に向けて移動する材料の流れに沿わせるようにして回収することである。炉の運転開始時には、炉壁掻取り手段と炉壁の内面との間に半径方向間隙が存在するが、炉の運転が進むと、この機能的な間隙にはすぐに処理材料が詰まってしまう。材料の層が炉壁の内面に形成され、「ペースト」状に塗りつけられて次第に炉壁掻取り手段の目が詰まり、最終的には非常に硬い外皮となって炉壁の内面に付着する。炉壁掻取り手段が周辺のこの外皮を掻取るので、撹拌棒には相当大きな制動モーメントがさらにかかることになる。なお、外皮の硬さおよび抵抗が通常は均一でないということに起因して、状況は悪化することに注目すべきである。したがって、炉壁掻取り手段にかかる制動力の値は不規則に変化し、撹拌棒を振動させる。この振動は、撹拌棒が多数破砕する原因である疲労効果を生じさせる動的応力になる。

発明の目的
本発明の目的は、上述の効果を減少させる多段炉床炉を提供することである。本発明によれば、この目的は、請求項１に係る多段炉床炉によって達成される。

発明の概要
本発明に係る多段炉床炉は、様式自体は公知であるが、垂直軸線を有する円筒型空間を区切る炉壁と、該円筒型空間の内部を複数の段に区切る複数の炉床と、炉壁掻取り手段を備えた少なくとも１つの撹拌棒とを含む。この炉壁掻取り手段は、炉床の１つに関連付けられ、炉の垂直軸線周りを回転する。この撹拌棒がその垂直軸線周りを回転する間、その炉壁掻取り手段は、炉壁の内面に掻取り領域を規定する。本発明によれば、炉壁は、炉壁掻取り手段によって掻取られる領域に、一連のアクセス口を形成する複数の壁キャビティを含む。当然のことながら、これらの壁キャビティによって、炉壁の内面に付着する材料が硬化して外皮が形成される危険性が大幅に減少する。掻取り領域におけるこれらのアクセス口を通じて壁キャビティに材料を詰めるが、炉壁の内面に付着する材料が硬化して外皮を形成する原因である「ペースト」状に固める作用が働くことはほとんどない。壁キャビティに堆積する材料は、相対的に軟質のままであるので、制動時に振動することは実質的になくなる。

炉壁は、概ね、外部シールドと耐火性の内部ライナとを含む。上述の壁キャビティは、耐火ライナに形成され、好適な実施形態においては、壁キャビティに到達可能な清掃口がシールドに備えられる。したがって、壁キャビティに堆積した材料を炉床に押戻すために、容易に壁キャビティに到達することが可能である。これらの清掃口を通じて、利用する工具によるが、半径方向に一定の深度まで炉床を清掃することさえも可能である。端部が一定の角度折曲がった工具を使用し、清掃口を通じて耐火ライナの内面を清掃することも可能である。

炉壁の安定性、密閉性および断熱性の理由から、壁キャビティに関連付けられる清掃口は、掻取り領域において壁キャビティが形成するアクセス口よりもその断面が実質的に小さい。同様の理由から、壁キャビティの断面は、清掃口の方向に向かうにつれて次第に小さくなっていることが好ましい。

連続する２つのアクセス口間の残余面の周方向の長さは、かかるアクセス口の周方向の長さよりも短い。連続する２つのアクセス口は、尖った縁によって互いに分離されることが理想的であるが、摩耗および安定性の理由から、通常、２個のアクセス口間には残余面が形成されることになる。この残余面の周方向の長さは、一方のアクセス口の周方向の長さの５０％未満であることが好ましい。垂直方向に見て、アクセス口は、掻取り領域の上限をわずかに超えて延びる。

壁キャビティは、特殊な工具を装備した作業者によって、外部シールドの清掃口を通じて容易に清掃可能であるが、１もしくは１以上の、またはすべての壁キャビティに流体注入装置を装備し、注入する液体によって、壁キャビティに堆積した材料を炉床に排出することができるようにすることも想定可能である。また、１もしくは１以上の、またはすべての壁キャビティに機械的プッシャを装備し、壁キャビティに堆積した材料を炉床に押出すことができるようにしてもよい。

各清掃口は、上述の外部シールドの相フランジに固定された鋼製の閉止フランジと、清掃口を貫通する耐火材料から成る中心コアとを含む栓体に関連付けられていても有利である。

本発明のさらなる特性および特徴は、添付の図面を参照し、図解を介して、以下に記述するいくつかの好適な実施形態の詳細な説明から明らかになるであろう。

好適な実施形態の詳細な説明
図１は、本発明に係る多段炉床炉の第１の断面を示す。炉壁１０は、（図面の紙面に垂直な）垂直軸線１１を有する円筒型空間を半径方向に区切る。この空間の内部において、複数の炉床が上下に重ねられ、垂直方向に炉を複数の段に区切る。図１は、第１型の炉床１２を示す。これは、周辺落下穴１４を備えた炉床１２である。この炉床１２には、駆動軸１７によって垂直軸線１１周りを回転するように駆動される２つの撹拌棒１６，１６’が関連付けられる。各撹拌棒１６，１６’は一連の炉床掻取り手段１８，１８’を担持し、炉床１２において処理材料を反転させ、炉床１２の周辺に向かって該材料を移動させ、該材料は周辺落下穴１４を通って下方の炉床の周辺部上に落下する。参照符号２０，２０’は、炉壁掻取り手段を示し、この機能は、炉壁１０のすぐ近くに堆積する材料を回収し、周辺落下穴１４に押入れることである。

図２は、第２型の炉床２２を示す。これは、駆動軸１７を囲む中央落下穴２４を備えた炉床２２である。炉床２２には、駆動軸１７によって同様に回転する２つの撹拌棒２６，２６’が関連付けられる。各撹拌棒２６，２６’は一連の炉床掻取り手段３０，３０’を担持し、この場合、炉床２２において処理材料を反転させ、炉床２２の中央部に向かって該材料を移動させ、該材料は中央落下穴２４を通って下方の炉床の中央部に落下する。参照符号３２は、撹拌棒２６の炉壁掻取り手段を示し、この目的は、炉壁１０のすぐ近くに堆積する材料を回収し、炉床２２の中心に向けて移動する材料の流れに押入れることである。

多段炉床炉の炉床は、図１に示す第１型と図２に示す第２型とを交互に設置して形成される。第１型の炉床１２の中央部に落下する処理材料は、撹拌棒１６，１６’によって、該炉床１２の周辺部に移動させられて、周辺落下穴１４を通って第２型の炉床２２の周辺部に落下し、ここで該炉床２２の撹拌棒２６，２６’が該処理材料を取上げる。これら撹拌棒２６，２６’は、該処理材料を炉床２２の中央部に移動させ、該材料は、中央落下穴２４を通って図１に示す第１型の別の炉床上に落下する。

図３は、図２の炉床２２についての炉壁１０の縦断面図であり、参照符号４２は、炉壁１０の内面を示し、参照符号４４は炉壁１０の外面を示す。この炉壁１０は、様式自体は公知であるが、鋼製の外部シールド４６と耐火性の内部ライナ４８とを含む。また、図３は、撹拌棒２６の端部と、その炉壁掻取り手段３２と、終端ブレード５０とを示す。撹拌棒２６が垂直軸線１１周りを回転するとき、終端ブレード５０は炉壁１０の内面４２から距離「Ｘ」離れた位置を通過する。この距離「Ｘ」は、撹拌棒２６および炉壁１０が様々な大きさに熱膨張しようとも熱収縮しようとも、炉壁掻取り手段３２と耐火性の内部ライナ４８とが直接接触しないように計算されていなければならない。垂直軸線１１周りを回転する終端ブレード５０の両端が炉壁１０の内面４２に投影された場合、該内面４２上に２つの円が規定され、該２つの円は当該炉床２２において炉壁１０の掻取り領域５２を示す環状領域５２を定める。

本発明によれば、炉壁１０は、連続するアクセス口５６を掻取り領域５２に形成する複数の壁キャビティ５４を含む。当然のことながら、炉壁１０の内面４２に付着する材料であって、炉壁掻取り手段３２の通過に対して抵抗を有する材料が硬化して外皮が形成される危険性は、耐火性の内部ライナ４８に形成されるこれらの壁キャビティ５４によって、大幅に減少する。掻取り領域５２におけるこれらのアクセス口５６を通じて炉壁１０の壁キャビティ５４に材料を詰めるが、炉壁の内面に付着した非常に硬い材料が外皮を形成する原因である「ペースト」状に固める作用が働くことはほとんどない。壁キャビティ５４に堆積する材料は、炉壁掻取り手段３２の通過によって固められることはほとんどないので、相対的に軟質のままであり、制動時に振動することは実質的になくなる。

外部シールド４６の清掃口５８は、壁キャビティ５４に通じている。これらの清掃口５８によれば、壁キャビティ５４に堆積する材料を炉床２２に押戻すために、または、利用する工具によるが半径方向に一定の深度まで炉床を清掃するためにも、棒、ランス、その他の清掃器具を外部から導入しやすい。端部が一定の角度折曲がった工具を使用すれば、清掃口５８を通じてアクセス口５６周辺の耐火ライナの内面４２を清掃することも可能である。

炉壁１０の安定性、密閉性および断熱性の理由から、壁キャビティ５４に関連付けられる清掃口は、掻取り領域５２において該壁キャビティが形成するアクセス口５６よりもその断面が実質的に小さい。したがって、壁キャビティ５４の断面は、清掃口の方向に向かうにつれて次第に小さくなる。図面に示した好適な実施形態において、壁キャビティ５４は、たとえば、ピラミッド型であり、該ピラミッドの頂点の軸線上に清掃口が円筒型に形成される（図２および図３参照）。ピラミッド型の壁キャビティ５４の断面は、長方形または正方形が最も多いが、三角形でも多角形でもよく、通常は、炉壁に組込まれる、たとえばバーナ、煙道、プローブなどの他の物体が適合する形である。壁キャビティは、線対称の円錐形であってもよく、該円錐の頂点の軸線上に清掃口５８を形成してもよい。

図２において、掻取り領域５２において連続する２つのアクセス口５６₁，５６₂間の残余面６０の周方向の長さは、かかるアクセス口５６の周方向の長さよりもかなり短い。図２の例において、掻取り領域５２において連続する２つのアクセス口５６₁，５６₂間の残余面６０の周方向の長さは、たとえば、アクセス口５６の周方向の長さの２０％に過ぎない。残余面６０の周方向の長さが短ければ短いほど、炉壁１０の内面４２に付着する外皮が形成される危険性が低くなる。極論すれば、材料が硬化して外皮が形成される表面が掻取り領域５２に事実上なくなるように、掻取り領域５２において連続する２つのアクセス口５６₁，５６₂は、尖った縁によって互いに分離されてもよい。また、垂直方向に見て、アクセス口５６は、掻取り領域５２を定める境界線の上限をわずかに超えて延びる。

図４は、図１の炉床１２についての炉壁１０の縦断面図である。参照符号５２’は、該炉床１２についての炉壁１０の「掻取り領域」の範囲を示す。炉床２２についての掻取り領域５２の場合と同様、掻取り領域５２’は、耐火ライナ４８の壁キャビティ５４’が形成する一連のアクセス口５６’によって細分される。唯一顕著な相違は、該路床１２の周辺落下穴１４について、耐火ライナ４８に壁凹部７０があることであり、その目的は、周辺落下穴１４の断面を大きくすることである。炉壁の該壁凹部７０は、掻取り領域５２’を定める下方の境界線をわずかに超えて延びるので、アクセス口５６’は、掻取り領域５２’を定める下方の境界線まで延びることはなく、該凹部７０の上縁７２の上方で途切れる。

耐火ライナの内面におけるアクセス口５６，５６’の配列は、炉壁１０の三次元図を示す環状部図５を参照すると、より理解されるであろう。図５には炉床は示していない。斜線が付された長方形７４は、図１の炉床、すなわち周辺排出穴１４を有する炉床の支持ブロックの位置を示す。支持ブロック７４間の壁凹部７０がはっきりと見える。この組立多段炉床炉は、中央排出口を有する炉床が、図示した環状部の下縁の直下に配置される。上のアクセス口５６’の列は、周辺排出穴１４を有する炉床１２に関連付けられる一連のアクセス口であり、下のアクセス口５６の列は、中央排出口２４を有する炉床２２に関連付けられる一連のアクセス口である。外部シールド４６が見える側からは、壁キャビティ５４’に通じる清掃口５８’と、壁キャビティ５４に通じる清掃口５８とが見える。

図６は、密閉型の栓体によって密封された清掃口を有する壁キャビティ５４の詳細を縦断面図で示す。いわゆる清掃口は、外部シールド４６に穴９２を含む。この穴９２は、金属スリーブ９４に向かって開き、該金属スリープ９４は、耐火ライナ４８に向けて一定の長さ延びる。密閉型の栓体９０は、外部シールド４６の相フランジ９８に固定された鋼製の閉止フランジ９６と、金属スリーブ９４を貫通する耐火材料から成る中心コア１００とを含む。耐火リング１０２は、中心コア１００を囲う。閉止フランジ９６は、回転軸上に実装されたキーによって相フランジ９８に固定されるので、閉止フランジ９６は迅速に取外しおよび再取付けが可能である。ハンドグリップ１０４は、密閉型の栓体９０の取扱いを容易にするために備えられる。

第１型の炉床についての多段炉床炉の断面図である。第２型の炉床についての多段炉床炉の断面図である。図２の線３−３’についての縦断面図である。図３の線４−４’についての縦断面図である。本発明に係る多段炉床炉の炉壁の環状部の三次元図である。栓体を備えた清掃口を有する壁キャビティについての炉壁の縦断面図である。

Claims

垂直軸線（１１）を有する円筒型空間を区切る炉壁（１０）であって、内面（４２）および外面（４４）を含む炉壁（１０）と、
該円筒型空間の内部を複数の段に区切る複数の炉床（１２，２２）と、
炉壁掻取り手段（２０，２０’，３２）を備えた少なくとも１つの撹拌棒（１６，１６’，２６，２６’）であって、該撹拌棒（１６，１６’，２６，２６’）が炉床（１２，２２）の１つに関連付けられ、垂直軸線（１１）周りを回転可能であり、撹拌棒（１６，１６’，２６，２６’）が回転すると、炉壁掻取り手段（２０，２０’，３２）が炉壁（１０）の内面（４２）に掻取り領域（５２，５２’）を規定する、撹拌棒（１６，１６’，２６，２６’）とを含む多段炉床炉において、
炉壁（１０）が、掻取り領域（５２，５２’）に一連のアクセス口（５６，５６’）を形成する複数の壁キャビティ（５４，５４’）を含むことを特徴とする多段炉床炉。
炉壁（１０）は、外部シールド（４６）と耐火性の内部ライナ（４８）とを含み、壁キャビティ（５４，５４’）が耐火性の内部ライナ（４８）に形成され、外部シールド（４６）は壁キャビティ（５４，５４’）に到達可能な清掃口（５８，５８’）を備えることを特徴とする、請求項１に記載の多段炉床炉。
壁キャビティ（５４，５４’）に関連付けられる清掃口（５８，５８’）は、掻取り領域（５２，５２’）において壁キャビティ（５４，５４’）が形成するアクセス口（５６，５６’）よりも断面が実質的に小さいことを特徴とする、請求項２に記載の多段炉床炉。
壁キャビティ（５４，５４’）の断面は、清掃口（５８，５８’）の方向に向かうにつれて次第に小さくなることを特徴とする、請求項３に記載の多段炉床炉。
掻取り領域（５２，５２’）において連続する２つのアクセス口（５６₁，５６₂）間の残余面（６０）の周方向の長さは、アクセス口（５６，５６’）の周方向の長さよりも短いことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の多段炉床炉。
掻取り領域（５２，５２’）において連続する２つのアクセス口（５６₁，５６₂）間の残余面（６０）の周方向の長さは、アクセス口（５６，５６’）の周方向の長さの５０％未満であることを特徴とする、請求項５に記載の多段炉床炉。
掻取り領域において連続する２つのアクセス口は、尖った縁によって互いに分離されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の多段炉床炉。
掻取り領域（５２，５２’）におけるアクセス口（５６，５６’）は、垂直方向に見て、掻取り領域（５２，５２’）の上限をわずかに超えて延びることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の多段炉床炉。
壁キャビティ（５４，５４’）に堆積した材料を炉床（１２，２２）に排出するために、少なくとも１つの壁キャビティ（５４，５４’）に関連付けられる流体注入装置を含むことを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の多段炉床炉。
壁キャビティ（５４，５４’）に堆積した材料を炉床（１２，２２）に押出すために、少なくとも１つの壁キャビティ（５４，５４’）に関連付けられる機械的プッシャを少なくとも１つ含むことを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の多段炉床炉。
各清掃口（５８，５８’）に関連付けられる栓体（９０）を含むことを特徴とする、請求項２〜１０のいずれか１項に記載の多段炉床炉。
栓体（９０）は、
外部シールド（４６）の相フランジ（９８）に固定された鋼製の閉止フランジ（９６）と、
清掃口（５８，５８’）を貫通する耐火材料から成る中心コア（１００）とを含むことを特徴とする、請求項１１に記載の多段炉床炉。