JPH03183708A - 冷却プレート - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば熔鉱炉の場合において、その壁部が非
常な熱の流れを作用される冶金ユニットに使用されるが
、キルンによって放射される熱の流れを捕捉することか
、この同一型式のプレートの補助により制御される方法
において壁部を加熱することが所望される、キルンある
いは装置の部材に使用され得る冷却プレートに関するも
のである。

（発明の背景） 本発明の主題は、この型式のプレートを用いた冷却装置
である。

現代の熔鉱炉は、かなりの処理量と、放出された熱の流
れが、全体的に、局所的に、かつ、ランダムに考慮され
る圧力レベルにおいて、増加的に操作が行われており、
従って、特に、朝顔、本体、容器の下方、中間、及び上
方部分の領域において、それらを捕捉し、かつ、それら
を伝達する必要がある。特に、自己支持ユニットの場合
、鋳物は、温度レベルに達するべきではなく、また、機
械的応力下においてその特性に有害な影響を与え得る、
熱化学的な応力の形成を伴う熱の変化を受けるべきでな
いことが本質である。

熔鉱炉のいろいろな領域で放出される熱の流れは、冷却
要素の耐熱性のライニングから形成される異質なシステ
ムによって、捕捉されなければならない。換言すれば、
鋳造の冷却プレートは、冷却プレートが、耐熱物の馬力
のある冷却と、鋳物に向かう流れの通過に対する遮壁と
しての２つの役割を満たす。

鋳物の内部壁と耐熱性のライニングとの間に配設された
そのような冷却プレートの利用は、それらの変化が局所
的に、急速に、かつランダムに常に可能であるような、
現代の熔鉱炉の操作技術に固有である熱の流れの変更の
ために、要求されている。

もう一つの応用分野において、冷却プレートは、それら
の水の内容物を除去するため、あるいは、それらをそれ
らの使用のために要求される温度まで加熱するために、
粒度分析型の熱体で加熱し、または、保持する機能を満
たすために、一定の温度まで加熱され、そこで保持され
る。

冷却プレートは、−船釣に水である冷却流体が循環する
、それらを通過して延びる配管網を有する鋳鉄要素から
なる。

これらのプレートは、特に、ＦＲ−Ａ−２，４９３，８
７１１及びＦＲ−Ａ−２，５５２，１０５に記載されて
いる。

これらの冷却管は、冷却プレートの面上に現れ、かつ、
それらが相互に接続されるか、あるいは、近接する上方
または下方のプレートの冷却管に接続される外側で、鋳
物を通って通過する。従って、管は、流体用の循環ライ
ンを決定するように接続され、これらのラインは、熔鉱
炉の壁部に沿って実質的な垂直面に立ち上がり、そして
、これらのラインは、流体を循環させ、かつ、冷却する
ための外部循環系に接続される。

冷却プレートは、それらが、満足できる熱交換に、冷却
流体と耐熱性のライニングとを提供し、同時に、熔鉱炉
から鋳物に向かって伝搬する熱流に対する遮蔽を形成す
るように設計されなければならない。

さらに、それらは、大きな熱の流れによって生じる熱化
学的な応力及び変形を阻止し、耐熱性のライニングが部
分的または全体的に消滅する時に、摩滅を阻止しなけれ
ばならず、また、それらは、熔鉱炉のチャンバーの内部
を貫通する必要がないように、容易に変更が可能なよう
にされなければならない。

この事実の見地から、公知の冷却プレートは、常に完全
にこれらの条件に合致はしない。

実際、それらは、熔鉱炉の一定の感応領域に関して、熱
の流れの通過に対してより以上に有効的な遮壁を利用可
能にすることと、プレートの角度的な領域をより激しく
潤させることを可能にさせない。

さらに、それらは、熔鉱炉のチャージと接触して配設さ
れるプレートを結果として生じる耐熱性のライニングの
大体全部及び幾分急速な減損に導く欠点を有し、たった
数年後に、プレートが苛酷な条件を加えられたその後の
時間を実質的に延長することによって利用される耐熱物
の物理化学的な特性を十分に利用することができないで
、耐熱性のライニングは消滅する。

（発明の要旨） 冷却装置、特に、公知である溶鉱炉用であって、冷却プ
レートは、相互に平行に配列された長手方向の管が埋め
込まれている実質的に平行六面体形状からなる鋳鉄要素
からなり、これらの管が、冷却プレートの上方部分と下
方部分とにおいて、それぞれ同一の主要面に現れ、保護
スリーブにおいて、その独創的な特徴の一つが、冷却管
が現れるところから対向する面の波形形状にある。

冷却プレートは、熔鉱炉の組み立であるいは修理の間に
、冶金部位で直接的にそれらの耐熱性のライニング要素
に取り付けられ、これによって、この作業が、注意及び
品質管理を必要として達成されることを防止する。

本発明の目的は、より信頼性を有し、また、熔鉱炉から
鋳物に向かって通過する流れの通過に対する遮壁として
、同質的かつ有効的に機能し、さらに、耐熱性のライニ
ング要素が、作業場において直接取り付けられることを
可能にする、冷却装置を提供することを要求することに
よって、これらの欠点を直すことである。

従って、本発明の主題は、特に、熔鉱炉に使用される冷
却プレートであ−）て、冷却流体が、内部管によって循
環し、内部管が、Ｃ型形状を有し、そのアームが、耐熱
部材内のライニング要素が挿入される間に２つの連続的
な水平状のリップを画成することである。

本発明の他の特徴によれば、 リップの少なくとも一つは、耐熱部材内でライニング要
素を閉塞するためのアンダーカットを含み、 耐熱部材内のライニング要素は、形成された耐熱性のレ
ンガからなり、 耐熱部材内のライニング要素は、リップによって画成さ
れた空間内で耐熱性の固形物を鋳造することによって生
産される単一物であり、アンダーカット上で耐えている
レンガは、耐熱部材内でライニング要素の全てのレンガ
を閉塞しないレンガであり、 アンダーカットは、中一体のライニング要素を保持する
ためのノツチであり、 アンダーカットを含むリップは、冷却プレートの上方部
分に位置され、 各リップは、溶鉱炉内の位置の機能として、少なくとも
一つの冷却管の水平状の層を含み、各リップは、その加
熱面において、前記加熱面を補強するための適当な形状
の挿入物を含むことである。

本発明の主題は、特に、冷却プレート用で、前述された
ような冷却プレートの補助を有するものであって、前記
冷却プレートが、熔鉱炉の鋳物の内部壁に沿って重ねら
れた連続的なリングに配置され、かつ、冷却流体がそれ
らを通過して循環する内部管を有し、前記内部管の入口
と出口が、種々のレベルに配設され、垂直面内の２つの
近接するプレートの内部管が、流体用の垂直な循環ライ
ンの配管網を形成するために相互に結合され、外部の循
環系に接続されるものにおいて、各リングのプレートが
隣接するリングのプレートと相対関係にあり、前記プレ
ートの表面のより広い部分を覆い、同一の長さのライン
を形成するために、少なくとも一つの冷却管によって水
平面においてオフセットされることである。

本発明のその他の特徴及び利点は、添付された図面を参
照することによって与えられる以下の説明の中で明白に
なるであろう。

（実施例） 第１図に示されている装置は、冷却プレートが配設され
、内部導管が相互に結合されているのが示され、−船釣
な参照番号２で示される、内部壁に接する熔鉱炉１を含
む。実際には、冷却プレートは、後部の上方部分及び下
方部分の異なるレベルにおいて現れ、また、相互に結合
された全ての内部管からなる循環ラインを形成するため
に、垂直面において、直ぐ近接する上方プレートに結合
されると共に直ぐ近接する下方プレートに結合される、
内部管を含む。

その下方部分において熔鉱炉を取り囲む循環供給導管３
は、循環ライン２の入口５にそれぞれ結合される個々の
供給導管４の組立体からなる。また、その上方部分にお
いて熔鉱炉を取り囲む循環返還導管６は、循環ラインの
出口８に結合される個々の返還導管７の組立体からなる
。この垂直の循環ラインの組立体は、その下方部分にお
いて供給パスル（ｂｕｓｔｌｅ）バイブ３、その上方部
分において返還パスルバイブロにそれぞれ結合される、
熔鉱炉の鋳物に沿って配設された配管網を構成する。

この循環ラインの配管網は、その各端部において、供給
パスルバイブ３と返還パスルバイブロとによって、図示
されていない外部の循環系に接続されている。

簡潔に示された第１図は、循環冷却液のライン用に、１
つの供給パスルパイプと１つの返還パスルパイプだけを
示している。

実際には、非制限的用法において、説明の後の部分では
水と考えられる冷却液は、冷却プレートの異なる列にお
いて、同一の垂直面のさまざまなレベルで導入される。

第２図ないし第４図に示されるように、各冷却プレート
２０は、”Ｃ”形状を有する実質的に平行六面体形状か
らなる鋳鉄要素からなり、その中央部分が、プレートの
ボディ２１を構成し、かつ、その２つのアームが、上方
部分と下方部分とにおいて、それぞれ、連続的で水平状
のリップ２２及び２３を形成する。

垂直状で相互に平行に配置された長平方向の管２４ａ、
２４ｂ、２４ｃ、、、、　　は、プレート２０のボディ
２■内に埋め込まれ、例えば、全部で５つである（第３
図）。

冷却管２４ａ、２４ｂ、２４Ｃ，、、、の人口２５ａ、
２５ｂ、２５ｃ、、、、及び、出口２６ａｓ　２６ｂ、
２６ｃ、、、、は、プレート２０の背面に現れる。

入口２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、、、、及び、出口２６ａ
、２６ｂ、２６ｃ、、　０．は、ボディ２１内において
、短い管２４ａ、２４ｃ及び２４ｅと長い管２４ｂ及び
２４ｄとが交互に列をなすように、３つのレベルに渡っ
て分散されている。

各リップ２２及び２３は、例えば、それぞれが水平状に
配置された、２つの横断管２７ａ、２７ｂ及び２８ａ、
２８ｂによって冷却され、また、その人口２７０ａ、２
７０ｂ及び２８０ａ２８０ｂと、出口２７１ａ、２７１
ｂ及び２８１ａ、２８１ｂとは、冷却プレートの背面に
現れる。

水平管２５ａ、２７ｂ及び２８ａ、２８ｂは、それが冷
却プレート２０のコーナ一部をより激しく冷却すること
を可能にさせ、長平方向の管と共に、冷却プレート２０
のそれぞれと、それらに隣接するプレートの組立体とに
よる効率的な冷却によって、熱の流れの通過に対する遮
壁として同質的に機能する。

水平管の数は、溶鉱炉内の冷却プレート２０の配置に依
存する。

水平管２７　ａ、　２７　ｂ、　２８　ａ、及び２８ｂ
の横断面は、２　ｍ　／　ｓ以上の十分な循環速度につ
いて、かなりの流速を要求することも、異常に多きいチ
ャージ損失を発生させることもなく、放出された流れを
捕捉することが可能であるようなものである。

垂直管２４ａ１２４ｂｓ　２４ｃｓ　、、、内の冷却液
の循環速度は、冷却モジュールの機能として調整される
。

リップ２２と２３との間に配設されるプレート２０の前
面は、波形部分３０を含み（第２図）、その波形は、良
好な伝導体であり、かつ、小さな粒子の大きさである耐
熱性（ｒｅｆｒａｃｔｏｒｙ）の生産物３１が充填され
ている。

リップ２２及び２３の厚さは、２００ｍｍ程度である。

少なくとも１つのリップは、例えば、第２図に示される
例ではリップ２２は、例えば、窒化結合シリコンカーバ
イドから特に製造され、かつ、耐熱性のライニングを形
成するレンガ３２を閉塞することを可能にするアンダー
カット２２ａを含む。

アンダーカット２２ａにもたれかかるレンガ３２ａは、
耐熱性のレンガからなる組立体を閉塞するくさび形のレ
ンガである。

冷却プレート２０の”Ｃ”形状の作用によって、レンガ
３２は、製造に関する通常の期間、あるいは、冶金部位
上の熔鉱炉の耐熱性の壁部の修理の間に、全部が適用さ
れ得ない全ての要求される注意と品質管理とをもって、
プレートが製造される時に、作業場に直接取り付けられ
る。

耐熱性のライニング要素は、単体内、例えば、リップ２
２と２３との間の耐熱性の固体状の鋳型内にあり、また
、この場合、アンダーカット２２ａは、プレート２０上
で前記要素を保持するためのノツチを形成する。

従って、この新世代の冷却プレートは、耐熱物を使用し
た場合、鋳鉄と耐熱性と品質の確実性（ａｓｓｕｒａｎ
ｃｅ）との間のより良い接触を得ることと、組み立て操
作、あるいは、熔鉱炉の修理の間の時間の節約を得るこ
とを可能にする。各リップ２２及び２３は、その加熱面
において、例えば、シリコンカーバイド内に、前記加熱
面を強化するために、ｄｏｖｅｔａｉｌ　ｔｒａｐｉｚ
ｏｉｄａｌの横断面を特に有する挿入物３３を含む。

宙惚ｍ１６（笛にｍ１ｔ−リ■１プｆｒ亡ｈヱ愼仝　冷
却プレート２０は、熔鉱炉の鋳物の内部壁に沿って重ね
られた連続的なリングＡＳＢＳＣ１１９，に配置され、
また、垂直面内の２つの近接するプレートの内部管２４
は、垂直な循環ラインの配管網を形成するために相互に
結合され、外部の循環系に接続されることが明らかであ
る。

第５図から分かるように、全ての他のリングからなるプ
レート２０．例えば、リングＢとリングＤとからなるプ
レート２０は、前記冷却プレートによって決定された表
面のより広い部分に渡って、同一の長さを有するライン
４０を形成するような冷却流体の循環のために、管の近
接する上方リングＡ及びＣからなるプレート２０に関し
て、水平面内においてオフセットされる。

この規定は、冷却流体の均一な分配を得ることを可能に
する。

さて、第６図を参照すると、説明が、熔鉱炉の鋳物４１
上のプレート２０の固定についてなされている。

欠ゴ１ノー（９ｎｒ＋　　−士ｆ　　ａＡＩ−；ｌギ　
浦妨的ｆｒエラストマーのジヨイント４３と絶縁パッキ
ング部材４４とで制御された圧力を有する下方部分の固
定値Ｍ４２と、他方で、例えば、非連続的なエラストマ
ーのジヨイント４７と絶縁パッキング部材４４とで制御
された圧力を有する前記プレート２０の上方部分で、密
閉補償器４６を有する可動位置４５とからなる、補助器
具を有する鋳物４１に固定される。

くさび形のワッシャー４８が、固定位置４２のレベルで
、管２４の入口２５と鋳物４１との間に配設され、一方
、摺動ワッシャー４９が、可動位置４５のレベルで、管
２４の出口２６の間に配設されている。

これらの装置は、プレート２０の間の相対的な動きを許
容し、かつ、熔鉱炉の内部を貫通させる必要なく、非常
に短時間で、熔鉱炉の運動の終わりにおいて、後者の結
果としての変化を可能にする。

２つの近接する冷却プレート２０の間に、鋳物４１上に
前記プレートを位置決めした後に取り付けられるジヨイ
ント５０が設けられている。

本発明に従った装置は、熔鉱炉の一定の感応領域に関し
て、熱の流れの通過に対してより以上に有効的な遮壁を
利用可能にすることと、プレートの角度的な領域をより
激しく潤させることと、プレートと耐熱壁とによって形
成された組立体を経由して、熱の伝達及び伝導現象に有
害な多少の大きさの相互作用領域の発生を回避すること
とを可能にする。

さらに、冷却プレートの特有な形状は、その加熱面上の
支持からの耐熱性のライニングの分離を防止し、それは
、耐熱物の物理化学的な品質を十分に利用することを可
能にしている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、熔鉱炉に取り付けられた冷却装置の一般的な
概略図、 第２図は、冷却プレートの横方向からみた立面図、 第３図は、第１図における冷却プレートの背面図、 第４図は、第を図における冷却プレートの平面図、 第５図は、熔鉱炉の全周の部分にわたって冷却流体を循
環させるためのラインの配管網の部分的に展開された図
、 第６図は、熔鉱炉の鋳物上の２つの冷却プレートの固定
を示す横方向からみた立面の部分図である。 ｌ・・・熔鉱炉 ｌＯ・・・冷却プレート ２０・・・プレート ２２．２３・・・リップ ２２ａ・・・アンダーカット ２４ａ、２４ｂ、２４ｃｍ内部管 ２５ａ、２５ｂ、２５ｃ・−・入口 ２６ａ、２６ｂ、２６ｃｍ−−出口 ２７ａ、２７ｂ、２８ａ、２８ｂ−−−冷却管３２．３
２ａ・・・レンガ ４０・・・循環ライン ４１・・・鋳物 ２・・・固定位置 ３・・・ジヨイント ４・・・パッキング部材 ５・・・可動位置 Ｔ・・・ジヨイント ６・・・密閉補償器 （外斗名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、特に熔鉱炉に使用される冷却プレートであって、冷
   却流体が内部管（２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、．．．）に
   よって循環し、内部管がＣ型形状を有し、そのアームが
   耐熱部材内のライニング要素が挿入される間に２つの連
   続的な水平状のリップ（２２、２３）を画成することを
   特徴とする冷却プレート。 ２、リップ（２２、２３）の少なくとも一つが耐熱部材
   内でライニング要素を閉塞するためにアンダーカット（
   ２２ａ）を含むことを特徴とする請求項１記載の冷却プ
   レート。 ３、耐熱部材内のライニング要素が形成された耐熱性の
   レンガ（３２）からなることを特徴とする請求項１また
   は２記載の冷却プレート。 ４、耐熱部材内のライニング要素がリップ（２２、２３
   ）によって設定された空間内で耐熱性の固形物を鋳造す
   ることによって製造される単一体内にあることを特徴と
   する請求項１または２記載の冷却プレート。 ５、アンダーカット（２２ａ）を圧迫するレンガ（３２
   ａ）が耐熱部材内のライニング要素のレンガ（３２）か
   らなる組立体を閉塞するくさび形のレンガであることを
   特徴とする請求項１ないし３のいずれか１に記載の冷却
   プレート。 ６、アンダーカット（２２ａ）が単一体のライニング要
   素を保持するためのノッチであることを特徴とする請求
   項１、２、４のいずれか１に記載の冷却プレート。 ７、アンダーカット（２２ａ）を含むリップ（２２）が
   前記冷却プレート（１０）の上方部分に位置されること
   を特徴とする請求項２記載の冷却プレート。 ８、各リップ（２２、２３）が熔鉱炉（１）内の位置の
   機能としての少なくとも一つの冷却管（２７ａ、２７ｂ
   、２８ａ、２８ｂ）の水平状の層を含むことを特徴とす
   る請求項１記載の冷却プレート。 ９、各リップ（２２、２３）がその加熱面において前記
   加熱面を補強するための適当な形状の挿入物（３３）を
   含むことを特徴とする請求項１記載の冷却プレート。 １０、挿入物（３３）がシリコンカーバイト状であるこ
   とを特徴とする請求項９記載の冷却プレート。 １１、特に冷却プレートの補助を有する溶鉱炉のための
   冷却装置であって、前記冷却プレートが溶鉱炉（１）の
   鋳物（４１）の内部壁に沿って重ねられた連続的なリン
   グに配置され、かつ、冷却流体がそれらを通って通過し
   て循環する内部管（２４ａ、２４ｂ、２４ｃ）を有し、
   前記内部管の入口（２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、．．．）
   と出口（２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、．．．）が種々のレ
   ベルに配設され、垂直面内の２つの近接するプレートの
   内部管（２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、．．．）は、実質的
   に垂直な流体用の循環ライン（４０）の配管網を形成す
   るために相互に結合され、外部の循環系に接続されるも
   のにおいて、各リングのプレート（２０）が隣接するリ
   ングのプレート（２０）と相対関係にあり、同一長さの
   ライン（４０）と前記プレート（２０）の表面のより広
   い部分を覆うことを形成するために少なくとも一つの冷
   却管によって水平面においてオフセットされることを特
   徴とする請求項１ないし１０のいずれか１に記載の冷却
   装置。 １２、各プレート（２０）が一方で連続的なエラストマ
   ーのジョイント（４３）と絶縁パッキング部材（４４）
   の前記プレート（２０）の下方または上方部分における
   固定位置（４２）と、他方で非連続的なエラストマーの
   ジョイント（４７）と絶縁パッキング部材（４４）の前
   記プレート（２０）の上方部分または下方部分において
   密閉補償器（４６）を有する可動位置（４５）との補助
   を有する熔鉱炉の鋳物（４１）に対する制御された圧力
   に固定されることを特徴とする請求項１１記載の装置。