JPH0625762A

JPH0625762A - 羽口インジェクタ

Info

Publication number: JPH0625762A
Application number: JP4013995A
Authority: JP
Inventors: David E Hall; デイビッド、エリック、ホール; Robert C Francki; ロバート、クリストファー、フランキ
Original assignee: Vale Canada Ltd
Current assignee: Vale Canada Ltd
Priority date: 1991-02-01
Filing date: 1992-01-29
Publication date: 1994-02-01
Anticipated expiration: 2010-08-23
Also published as: CA2035542A1; CA2035542C; AU1068392A; AU640095B2; JPH0778261B2; US5173245A

Abstract

(57)【要約】【目的】現存の羽口を介して、微粒子物質を乾式冶金
容器のバスへ導入するインジェクタを提供すること。【構成】現存の機械的パンチャを除去して、現存の送
風連結を妨げないように現存の羽口本体に取り付けられ
るインジェクタと交換する。インジェクタパイプを空間
を置いて取り囲み間に環状空間を形成するハウジングを
有するインジェクタを、羽口内に挿入する。羽口を開い
ている環状空間内に圧縮流体を吹き入れることにより、
微粒子材料をパイプを介して導入することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般に転炉の操業に関
し、特に、転炉のバス内に微粒子物質を注入する装置に
関する。

【０００２】

【従来技術及び発明が解決しようとする課題】ニッケル
−銅ベスマーマットは、一般には、羽口を介してバス内
に空気／酸素混合気の送風を行うペアーススミス転炉に
おいて、初期溶解炉から溶融マットを変換することによ
り形成される。ペアーススミス転炉は、この用途に最も
一般的な転炉であって、その頂部にフード付き開口部を
有する水平シリンダを備えており、約１８０度の円弧内
で回転可能である。送風位置にあるとき、複数の羽口は
溶融マットの通常の作業水準より低い位置にある。転炉
が回転する結果、羽口はバスの上方にあり注入と保持を
行う。

【０００３】転換法の目的は、マット内の硫化鉄を酸化
して鉄酸化物を形成し、二酸化硫黄を遊離し、少量であ
るが可変量のコバルト、貴金属及び溶存酸素と共にニッ
ケル及び銅硫化物より成るマットを残存させることであ
る。これは、酸素含有気体（空気、豊酸素空気、或いは
酸素）を羽口を介してマット内に吹き入れすることによ
り行われる。酸素は鉄及び硫黄と結合して酸化鉄及び二
酸化硫黄を形成する。二酸化硫黄は気体として通過した
後、一時的な放散を防ぐように処理される。鉄酸化物
は、添加されたシリカ融剤と結合し、ニッケルと銅に富
み鉄が極めて少ないマットの上部に浮遊する鉄シリケー
トスラグを形成する。酸化工程は、放熱工程であり、生
成した熱は通常、操業を自動的に維持するのに十分なも
のである。燃料の追加は、一般には必要とされない。

【０００４】吹き入れ及びスラグの垢取りにより鉄の実
質的に全てを除去した後、マットは冷却され、鋳造され
て価値のある卑金属及び貴金属を回収するために更に処
理される。冷却すると、マット内の銅及びニッケルは、
硫化銅（Ｃｕ２Ｓ），硫化ニッケル（Ｎｉ３Ｓ２）、及
び微量の溶存硫黄を含有する金属成分を形成する。羽口
に転じると、圧縮（即ち吹き入れ）空気は、転炉の背部
に沿って配設されたヘッダを介して搬送される。このヘ
ッダは一般に平方インチ当たり約１５ポンド（１０３ｋ
Ｐａ）で吹き入れ空気を搬送し、各羽口に供給する。複
数の水平の羽口は、転炉ライニングを介して転炉の内部
に連通する直接空気路を形成する。

【０００５】転炉を所望の材料で適当な作業水準まで満
たした後に、羽口は充填物の水準の上方に位置してい
る。吹き入れ空気の供給が開始されると、転炉が回転し
て羽口を充填物の表面から所定の距離だけ下方に沈潜さ
せる。羽口の空気が充填物を通って浮上すると、所望の
酸化工程が行われる。時間の経過につれ、各羽口内に固
体の堆積が増大し、やがて羽口を詰まらせる。羽口を開
口した状態にするために、往復ロッドを羽口内に挿入す
る。ロッドは空気式弁に接続されており、この弁により
ロッドが羽口を横断し堆積した物質を転炉の後方に文字
通り抜き出す。ロッド及び弁本体を有する自動空気式羽
口パンチは、羽口の上部の転炉外延部に取り付けられて
いる。規則正しい間隔で、弁は励起されて先ずロッドを
羽口内に押し込み、次にそれを後退させる。この工程を
反復することにより、羽口は開口状態に維持され吹き入
れ空気が転炉内に進入できるようにしている。

【０００６】生産工程を浄化し、廃棄物と汚染を減少
し、効率と回収速度を高める必要が増すに連れて、別の
工程に必要な場合には、転炉内に戻したある種の材料を
再循環させることが提案されている。銅及びニッケル濃
縮物、静電気沈殿ダスト、触媒変換ダスト、及び他の材
料を転炉に供給して効率を高めてもよい。しかしなが
ら、充填物に添加される物質は全てバッチ単位で行う必
要があるので、安定且つ連続した流れの中で材料を転炉
に導入することができない。更に、材料を作動中の転炉
に投下することにより、この材料が冷し金として機能
し、バスの温度に悪影響を与える。又、吹き入れ作用の
ため、ダスト等の軽量材料を転炉内に均一にしかも吹き
飛ばすことなく導入することが困難である。

【０００７】燃料を転炉に導入する試みの例は、米国特
許第４７１１４３３号に開示されている。吹き入れパイ
プ組立体は、充填物を転炉内に導入する前に、除去する
ようになっている。転炉が回転して垂直／吹き入れ位置
にくると、吹き入れパイプ組立体は物理的に羽口に再び
取り付けられる。定期的に取り付けと取り外しを必要と
する他には、羽口の詰まりに関する問題の明確な知見は
見られない。気体をアルゴン−酸素脱炭容器（ＡＯＤ）
内に導入する試みの別の例は、米国特許第４７９５１３
８号に開示されている。内部及び外部の同心管を有する
羽口により、酸素が中央管に、不活性気体が外部管に流
入できるようにして、容器内に入ってくる気体の流量を
調節している。従って、微粒子物質を転炉内、特にバス
内に迅速且つ連続して直接導入する技術が必要となる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、現存の羽口に
取り付け可能な羽口インジェクタに関する。このインジ
ェクタは、微粒子材料を直接転炉に導入するものであ
る。

【０００９】

【実施例】図１を参照すると、羽口インジェクタ１０が
部分断面図で示されている。インジェクタ１０は、転炉
シェル１２に取り付けられて一部が羽口１４に挿入され
ている。羽口１４は、一般にはマットとスラグより成る
充填物１８と接触する耐熱層１６を通って延びている。
説明の便宜上、一個の羽口のみを示しているが、転炉が
複数の羽口１４を備えていることは理解されよう。イン
ジェクタ１０はハードウエアを搭載した現存の羽口１４
を利用している。実際には空気式羽口パンチ（図示せ
ず）を除去して、実質的にインジェクタ１０と交換され
ている。

【００１０】羽口１４の外延部は、一般には直径約２イ
ンチ（５１ｍｍ）の羽口パイプ２２に螺合された羽口本
体２０を有する。一部破断して示したクランプ２４によ
り、羽口本体２０を転炉取り付け板２６に固定してい
る。羽口１４は通常、送風降下管２８と連絡している。
一方向逆止め弁５６により高圧空気が送風源５８に逆流
するのを防いでいる。２つの平行なトラック３２（一つ
のみを示す）の間に自由に動くように取り付けた羽口ボ
ール３０が、一方向ゲートとして機能している。リング
３４により、ボール３０が本体２０から逃げないように
している。

【００１１】インジェクタ１０（即ち、空気式パンチ）
が羽口本体２０に挿入されると、ボール３０は（図示し
たように）押し上げられる。インジェクタ１０（即ち、
空気式パンチ）が除去されると、ボール３０は降下して
リング３４と当接し、降下管２８からの送風が漏れない
ようにしている。通常運転の間、ボール３０は実質的に
妨害しないようになっている。

【００１２】インジェクタ１０は、羽口パイプ２２より
若干直径が小さい、好ましくは直径約１インチ（２５ｍ
ｍ）のパイプ３６を有する。パイプ３６は、パイプ３６
を羽口１４内に中心決めするための複数のスペーサ（図
示せず）を有する。インジェクタパイプ３６は微粒子／
搬送空気源と連通しており、迅速接続カプリング４０と
径違い継ぎ手４２により、インジェクタ１０を微粒子／
搬送空気源３８に直接接続している。寸法が大きい溶接
Ｔ継ぎ手ハウジング４４がパイプ３６を囲んでおり、そ
の間に環状の空間４６を形成している。断面積が異なる
環状空間４６はハウジング４４から本体２０を通って羽
口１４内に連続的に延びている。Ｔ継ぎ手４４は、カプ
リング４０と類似した迅速接続カプリング（図示せず）
を介して、高圧流体源４８にも接続されている。空気が
好ましい流体であるが、可能な範囲で他の媒体を利用し
てもよい。

【００１３】継ぎ手４４の一方の端部は、パイプ３６を
継ぎ手４４内で堅固に保持し且つ間隔を置いて配設する
ためのアダプタ５０を有する。Ｔ継ぎ手４４の反対側端
部はには、対応する羽口本体面板５４にボルト固定され
たインジェクタ面板５２を備えている。容易に理解され
るように、羽口インジェクタ１０は現存の羽口１４に容
易に取り付けられるように設計されており、必要に応じ
て容易に除去できるが実質的に永久的に設置することが
可能である。空気式羽口パンチャは、羽口本体面板５４
から取り外すことにより除去できる。パンチャを除去す
ると、ボール３０が降下して開口部を封止する。その
後、羽口インジェクタ１０を羽口本体２０に挿入してボ
ール３０を押し上げる。インジェクタ面板５２は、羽口
本体面板５４にボルト固定される。インジェクタ１０を
固定した後、微粒子／搬送空気源３８と高圧空気源４８
を接続する。空気降下管２８の送風及びクランプ２４を
妨げる必要のないことに留意されたい。

【００１４】転炉の作動の間に、送風降下管２８は、一
般に、平方インチ当たり約１５ポンド（１０３ｋＰａ）
の空気又は富酸素空気を羽口１４に供給する。微粒子／
搬送空気源３８は、搬送される材料及び搬送手段に応じ
て、平方インチ当たり１５乃至２０ポンド（１０３乃至
１３８ｋＰａ）から平方インチ当たり８０乃至９０ポン
ド（５５１乃至６２０ｋＰａ）搬送する。平方インチ当
たり約２５乃至３０ポンド（１７２乃至２０７ｋＰａ）
の高圧空気は、ハウジング４４の底部に導入されて環状
空間４６に沿って導かれる。風量は普通、毎分６００乃
至７００立方フィート（１７乃至２０立方メートル／
分）である。環状４６空気流の目的は、吹き入れ中及び
転炉１２が送風モードにある間、羽口を機械的に開き続
けることができないので、固体が羽口１４内に堆積する
のを防ぐことである。空気源３８からの搬送空気及び固
体材料は、インジェクタ１０の端部に直接導入してパイ
プ３６に沿って搬送することが望ましく、それによりそ
れらが溶融バス１８に入るとき環状４６空気流と結合し
ている。搬送空気流及び圧力は、注入される材料及び使
用される上流空気／材料混合装置のタイプにより決定さ
れる。吹き入れ材料としては、１０メッシュの寸法範囲
の煙塵、乾燥コンクリート、又は乾燥回復材料がある。
装填量低減剤としてコークスを導入する試みは、うまく
いかなかった。

【００１５】空気源３８は送風タンクでもよい。搬送さ
れる材料は、強化タンク内に導入される。このタンクに
平方インチ当たり約８０乃至９０ポンド（５５１乃至６
２０ｋＰａ）の圧力をかけて、カプリング４０を介して
材料を搬送する。図２は、羽口インジェクタ１０を採用
した別の工程の概略図を示す。転炉６０に導入される固
体微粒子材料は、先ずコンテナ６２に供給され、（ブー
ス）空気搬送システム６４を介してサージホッパ６６に
供給される。可変回転フィーダ６８が材料の量を正確に
計量し、（フラー−キンヨン）高速ダストポンプ７０に
搬送する。背圧現象を解決するために、少なくとも５０
馬力（３７ｋｗ）のモータ７２を必要とすることが経験
上分かっている。低減ピッチのねじ山を有する内部スク
リューを備えたダストポンプ７０により、微粒子粒子を
ウインドボックス７４内に搬送している。搬送空気の供
給器７６は、ウインドボックス７４と連通し、粒子を転
炉６０の方へ搬送している。この場合、ウインドボック
ス７４は、一般に図１の微粒子／搬送空気源３８として
機能している。

【００１６】材料をヘッダ７８に搬送した後、幾つかの
方向（図では３つ）に分岐し、対応する数の羽口インジ
ェクタ１０に接続してもよい。上述したように高圧空気
源４８が羽口インジェクタ１０と連通している。羽口イ
ンジェクタ１０は、現存の羽口１４に迅速に取り付け可
能に設計されている。特定の羽口１４を選定すれば、空
気式パンチを除去してそれを羽口インジェクタ１０と交
換することは容易である。更に、現存の送風降下管２８
システムを妨げることは全くない。羽口１４もまた、設
計されているように機能し得る。実際、微粒子物が転炉
に導入されない場合でも、高圧空気源４８が羽口を開い
たままにして予備の空気を送風に加える。実験を継続し
た結果、羽口インジェクタ１０が全ての期待に添うもの
であることが分かった。より微細な粉体に固有の粉体圧
縮、逆流、及びインジェクタ速度が一定しない等の問題
は、図２に示した最初の実験的な処理工程全体、及び特
に出願人により所有されるダストポンプに係る条件に伴
う困難に起因すると思われる。より粗い材料は十分な速
度でインジェクタ１０に導入されるが、より微細な材料
に関しては背圧が影響すると考えられる。より構造の簡
単な上述した送風タンクは微細な材料にも適している。
法令の定めるところに従い、これまで発明の特定の実施
例を示してきたが、当業者には、各請求項で限定した発
明の形態に変更を成し得ること、及び発明のある特徴を
他の特徴を対応して用いることなく有利に使用し得るこ
とは理解されよう。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を一部断面図で示した正面
図。

【図２】本発明の実施例を利用した非限定的な処理シス
テムの概略図。

【符号の説明】

１０羽口インジェクタ１２転炉シェル１４羽口１６耐熱層１８充填物２０羽口本体２２羽口パイプ２４クランプ２８送風降下管３０ボール３４リング３６インジェクタパイプ４０カプリング４２径違い継ぎ手４４Ｔ継ぎ手５６一方向逆止め弁５８送風源６０転炉６２コンテナ６４空気搬送システム６６サージホッパ６８フィーダ７０ダストポンプ７２モータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】微粒子物質を容器の壁に沿って延びる羽口
に導入するインジェクタにおいて、羽口に挿入されるパ
イプと、パイプの一部を取り囲み、パイプに隣接した羽
口内に延びる環状の空間をその間に形成するハウジング
と、インジェクタを羽口に係る羽口本体に取り付けるた
めの手段と、圧縮流体源をハウジングを介して環状空間
に導通させるための手段と、前記パイプを微粒子物質の
供給源に接続するための手段とを備えたことを特徴とす
るインジェクタ。
【請求項２】ハウジングが空間を置いてパイプを取り囲
むと共に羽口に取り付けられ、更に、このハウジングが
圧力流体源にハウジングを連結する手段を有することを
特徴とする請求項１記載のインジェクタ。
【請求項３】シェル壁と、このシェル壁を通って延びる
外部羽口本体を有する少なくとも一つの羽口とを有する
乾式冶金容器との結合体であって、この結合体が羽口本
体に接続されるハウジングと、前記ハウジング内に空間
を置いて配設されハウジングから延出するパイプであっ
て、ハウジングとの間に羽口内に延びる環状空間を形成
するパイプと、前記羽口本体と連通する送風源と、前記
ハウジングと環状空間とに連通する圧縮流体源と、微粒
子物質をパイプ内に導入する手段とを備えたことを特徴
とする結合体。
【請求項４】前記ハウジングが、パイプの直径より大き
い直径を有するＴコネクタであることを特徴とする請求
項３記載の結合体。
【請求項５】前記Ｔコネクタが羽口本体に取り付けられ
ていることを特徴とする請求項４記載の結合体。
【請求項６】スペーサがパイプを取り囲み、Ｔコネクタ
の一方の端部を封止していることを特徴とする請求項４
記載の結合体。
【請求項７】羽口インジェクタを羽口内に挿入して維持
し、羽口の内部壁とインジェクタとの間に環状空間を形
成し、吹き入れ空気を環状空間に導入し、圧縮流体を、
羽口インジェクタを介して環状空間内に導入して、実質
的に羽口における堆積が増大することのないようにし、
微粒子物質を、羽口への羽口インジェクタを介して転炉
内へ導入する、ことを特徴とする微粒子物質を羽口を介
して転炉バスに供給する方法。
【請求項８】前記羽口内に配設された羽口インジェクタ
の羽口インジェクタパイプの少なくとも一部を空間を置
いて取り囲むハウジングにより、圧縮流体を環状空間内
に導入したことを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項９】前記環状空間を、ハウジングから羽口まで
連続させたことを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１０】圧縮空気が送風源へ逆流するのを弁で止
めたことを特徴とする請求項７記載の方法。