JP4912758B2 - 三相交流電極式円形電気炉とその冷却方法 - Google Patents
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Description
三相交流電極により炉内に発生する高温雰囲気下で、熱負荷が大きくなる炉側壁の領域内に、炉側壁を構成する耐火物層の局所的な熔損を防止するに十分な程度に冷却できる高効率熱伝導媒体を局所的に配置し、該高効率熱伝導媒体を局所的に配置する場所は、電気炉に垂直に設けられる各電極位置に対応して、水平断面上では、電極からの水平距離が最も短い円周上の範囲であり、かつ垂直断面上では、炉底から炉内熔融物層の上面に渡る範囲であり、さらに、
電気炉の炉側壁外鉄板に沿ってシャワー冷却水を流す冷却手段を併用することを特徴とする三相交流電極式円形電気炉の冷却方法が提供される。
本発明の三相交流電極式円形電気炉とその冷却方法は、外周部に炉側壁耐火物層が敷設された原料鉱石の熔解処理に用いるための三相交流電極式円形電気炉において、三相交流電極により炉内に発生する高温雰囲気下で、熱負荷が大きくなる炉側壁の領域内に、炉側壁を構成する耐火物層の局所的な熔損を防止するに十分な程度に冷却できる高効率熱伝導媒体を局所的に配置することを特徴とする。これにより、炉側壁の熱負荷が大きい領域で、炉側壁内周部に形成するコーティングの生成状態を制御することができるので、局所的な炉側壁の熔損の進行を防止することができ、さらに、電気炉の電力負荷変動、又は原料鉱石の組成変動に適切に対応することができる。
[3次元熱流体シミュレーションによるコーティング厚みの算出]
酸化ニッケル鉱石の還元熔解処理に用いるフェロニッケル製錬用の三相交流電極式円形電気炉において、電気炉の電力負荷及び冷却構造による熱移動を設定して、3次元熱流体シミュレーションにより、炉側壁内周部に形成されるコーティングの状態を求め、これより、コーティング厚みを算出した。
例えば、図3に示すように炉側壁外表面から炉内溶融物に至る炉側壁内部の温度分布を求めた。その後、炉内熔融物温度と炉側壁耐火物先端温度との温度差範囲を求め、そのうち、炉内熔融物の融点(凝固点)温度以下となっている範囲をコーティング厚みとして算出した。
酸化ニッケル鉱石の還元熔解処理に用いるフェロニッケル製錬用の三相交流電極式円形電気炉において、図1に表すように、高効率熱伝導媒体を電気炉の円周部の炉側壁に局所配置した。
このとき、炉内熔融物としては、メタル温度で1400℃、及びスラグ温度で1600℃まで加熱され、メタル抜出し口10とスラグ抜出し口11より、炉外へ排出されるが、炉内熔融物からの伝導伝熱は炉側壁の内周部に形成されるコーティングと耐火物を通じて、炉側壁外鉄板に伝わるが、この間に耐火物中に局所的に配置された高効率熱伝導媒体により熱移動がなされる。
炉床電力密度を180%まで増大したこと以外は、実施例1と同様に行なった。このとき、比較例1と同じ厚さのコーティングが形成され、耐火物の熔損を抑制できることが、上記シミュレーションにより確認された。結果を、表1に示す。
酸化ニッケル鉱石の還元熔解処理に用いるフェロニッケル製錬用の三相交流電極式円形電気炉において、電気炉の冷却方法として、図1に表すように、従来のシャワー冷却水による炉側壁の保護方法を用いた。
2 三相交流電極式円形電気炉
3 炉内熔融物
4 コーティング
5 炉側壁耐火物
6 炉側壁外鉄板
7 シャワー冷却水配管
8 シャワー冷却水
9 高効率熱伝導媒体
10 メタル抜出し口
11 スラグ抜出し口
Claims (6)
- 外周部に炉側壁耐火物層が敷設された原料鉱石の熔解処理に用いるための三相交流電極式円形電気炉において、
三相交流電極により炉内に発生する高温雰囲気下で、熱負荷が大きくなる炉側壁の領域内に、炉側壁を構成する耐火物層の局所的な熔損を防止するに十分な程度に冷却できる高効率熱伝導媒体を局所的に配置し、該高効率熱伝導媒体を局所的に配置する場所は、電気炉に垂直に設けられる各電極位置に対応して、水平断面上では、電極からの水平距離が最も短い円周上の範囲であり、かつ垂直断面上では、炉底から炉内熔融物層の上面に渡る範囲であり、さらに、
電気炉の炉側壁外鉄板に沿ってシャワー冷却水を流す冷却手段を併用することを特徴とする三相交流電極式円形電気炉の冷却方法。 - 前記高効率熱伝導媒体を配置する炉側壁の割合は、円周長さ全体の30〜40%であることを特徴とする請求項1に記載の三相交流電極式円形電気炉の冷却方法。
- 前記高効率熱伝導媒体は、炉側壁の内周部に沿って、炉側壁を構成する耐火物層の内部に埋設されることを特徴とする請求項1に記載の三相交流電極式円形電気炉の冷却方法。
- 前記高効率熱伝導媒体は、冷却水を通水する銅製冷却部品であることを特徴とする請求項1に記載の三相交流電極式円形電気炉の冷却方法。
- 前記電気炉は、酸化ニッケル鉱石の還元熔解処理に用いるフェロニッケル製錬用であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の三相交流電極式円形電気炉の冷却方法。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の冷却方法を実施する三相交流電極式円形電気炉。
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