JPS62224612A - 溶融還元炉用冷却装置 - 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、鉄鉱石等の酸化物系原料を溶融還元して鉄系
合金溶湯を製造する際に使用する溶融還元炉の冷却装置
に関する。

〔従来の技術〕

最近、高炉・転炉法に代わる製鋼技術として溶融還元製
錬法が注目を浴びている。この方法で使用する溶融還元
炉は、使用する原料に制約を受けることなく、より小規
模な設備により鉄系合金の溶湯を製造することを目的と
して開発されたものである。

このような溶融還元炉の一つとして、本発明者等は先に
第４図に示す形式の炉を提案した（特願昭６１−２２８
９５号）、この炉は、固定式の縦型炉部１と該縦型炉部
ｌに対して着脱可能に設けられた容器部２を備えている
。容器部２は、台車３に載置されており、別の容器部２
と容易に交換することを可能にしている。

容器部２は、主として溶融金属８等からなる溶融物を収
容するものであり、酸素ガス及びプロパン、微粉炭等の
燃料を溶融物に吹き込む底吹き羽口１１が底壁に設けら
れている。底吹き羽口１１を介して容器部２内に吹き込
まれたガスは、溶融金属８中を気泡１０となって上昇し
、投入原料に対する還元反応を進める。

また、容器部２の底壁にはタップホール１２或いはスラ
イディングゲートが設けられており、このタンプホール
１２或いはスライディングゲートを介して任意の時間に
溶融金属８．スラグ９等の？８融物が炉外に排出される
。

他方、縦型炉部１は、垂直円筒状或いは部分的に径大化
した円筒状の形状をもつ。該縦型炉部ｌの下部は容器部
２に密着・離脱自在にされており、その上部は排ガス１
３を排ガス利用系に送るためのダクトにつながっている
。該縦型炉部１の下部は、フォーミングしたスラグ９の
一部に９３−消されている。

この縦型炉部ｌには、垂直上方からランス４及び斜め上
方又は横方向から複数のランス５が挿入されるようにな
っている。これらランス４，５から、酸素ガス等のガス
及び／又は鉱石１石炭等の粉体が炉内に吹き込まれる。

更に、この縦型炉部ｌには、鉱石又はその成形物、塊状
炭材等の塊状物を投入するための塊状物投入装置６が設
けられている。

この溶融還元炉においては、二次燃焼率（ＣＯｆｆｉ／
ＣＯ＋ＣＯ□）を高め、製錬反応の促進を図っている。

そのため、炉内の温度がややもすれば上がり過ぎること
になり、炉壁を構成する耐火物の熱的負荷が大きく、炉
を損傷させる原因となる。

また、この溶融還元炉は、本来高炉に代わるものとして
開発されたものである。したがって、その溶融還元炉を
構築する耐火物にかかる費用を節減する必要があること
から、縦型炉部の内張り耐火物として高炉内張りと同様
に低級なものを使用することが望まれる。

このようなことから、先に開発した溶融還元炉において
は、縦型炉部に水冷パネルを挿入し、更にマグネシアレ
ンガによる内張り或いは付着したスラグによるセルフラ
イニングが施されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、このような溶融還元炉の容器部２は底吹ガス
の吹き込みによる強攪拌に曝される部分であるので、内
張耐火物の張替え、補修を数１０日に１回行っている。

他方、縦型炉部１の補修は、現在の高炉と同様に数年に
１回行うだけである。

したがって、この間に水冷構造部の劣化がおこる場合も
ある。たとえば、耐火物内張又はセルフライニングされ
たスラグ層が剥離すると、鉄皮部が高温ガス雰囲気に直
接さらされ、そこにピンホール、クラック等が生じるお
それがある。その結果、冷却水が炉内に漏れ出し、水ア
気爆発を起こす危険性がある。

そこで、本発明は、このような危険を未然に防止するこ
とを目的として開発されたものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の溶融還元炉用冷却装置は、その口約を達成すべ
り、溶融金属及びスラグを収納する容器部と、該容器部
の上方に密着・離脱可能に設置された縦型炉部を備えた
溶融還元炉において、炉内のガス圧力を測定する圧力測
定器を炉内に設け、該圧力測定器で測定された炉内のガ
ス圧に比較して前記縦型炉部に設けられた水冷配管に送
給する冷却水の水圧を常に低く維持する圧力調整器を冷
却水供給系に設けたことを特徴とする。

〔作用〕

溶融還元炉においては、高圧瓜業或いはその都度圧力を
変えて操業のいずれも採用される。そこで、この炉内圧
力データを冷却水供給システムにフィードバックし、水
圧を常に炉内圧力よりも低く保つようにする。

これにより、仮にピンホール等の欠陥が鉄皮に生じたと
しても、冷却水よりも炉内圧力の方が高いため、冷却水
が炉内に漏れ出すことがない。ただし、あまり冷却水の
水圧を落としてしまうと冷却効果がなくなるため、でき
れば炉内圧力の５０〜９８％ぐらいにすることが望まし
い。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明の特徴を具体的に説明する。

第１図は、本実施例におけるの冷却水制御系統を備えた
溶融還元炉を示す。同図において、第４図に対応する部
材等は同一の符番で示し、その説明を省略する。

本例は、溶融還元の経過に応して炉内圧が変動する場合
に適用した例を示す、その圧力変動のプログラムは予め
演算器１４に入力されており、このプログラムに従って
炉内圧制御用のダンパー１５の開度を調節することによ
り、炉内圧Ｐを製錬の各工程に適したように変動させる
。この変動が制御された炉内圧Ｐは圧力計ＩＧにより連
続的又は間欠的に測定される。その測定値は演算器１４
にフィードパ、りすることにより、炉内圧制御系の制御
精度の向上を図っている。

測定値はまた冷却水供給装置１７にも送られ、冷却水供
給装置１７から送出される冷却水の圧力をその測定値に
基づき制御する。送出された冷却水の水圧Ｗは水圧測定
系１８により実測される。測定された水圧Ｗは、演算器
１４にフィードバックされ、その水圧Ｗを炉内圧制御系
から入力された炉内圧Ｐの測定値と比較する。

そして、Ｐ＞Ｗの場合、その差に応じて冷却水圧Ｗをそ
のままのレヘルに維持するか、又は上昇させる。他方、
Ｐ＜Ｗの場合、冷却水圧Ｗを下げる。そして、炉内圧Ｐ
が冷却水圧Ｗより大きくなるまで、この検出、比較、水
圧降下を繰り返す。

このようにして、冷却水の水圧を炉内圧との関係におい
て所定の値に維持する。

また、第２図は、水冷配管及び耐火物内張り又はセルフ
ライニングが設けられた縦型炉部の下部を示すものであ
り、同図ｆａｔはそのＮＩ！ｌＴ面図、同図（１１１は
同じく水平断面図である。

溶融還元炉における固定式の縦型炉部１は、水冷配管１
９を流れる冷却水２０により冷却されている。

また、その内側には内張耐火物層又はフォーミングした
スラグが付着したことにより形成されたセルフライニン
グ５２１がある。この水冷配管１９を流れる冷却水２０
によって内張耐火物層又はセルフライニングＮ２１を保
護し、鉄皮２２が直接高温ガス雰囲気に曝されることを
防いでいる。

第３図は、このような溶融還元炉を炉内圧力３気圧の定
圧操業した際の冷却水の水圧と水温の関係を示すもので
ある。

第３図から明らかなように、炉内圧力の３５％に当たる
水圧Ｉｋｇ／ｃｒｉの冷却水を使用した場合、水冷配管
から排出される水の温度が７０℃以上になり、炉壁の冷
却が不十分なことが判る。しかし、炉内圧力の５０％に
当たる水圧１．５ｋｇ／ｃ＋１以上では、水冷配管から
排出される水の温度が５０℃前後に下がり、充分満足で
きる冷却効果が得られていることが判る。

また、炉内圧力を変化させる溶融還元炉の操業において
も、同様な効果が得られた。すなわち、変動する炉内圧
力に関する時系列的なデータを冷却水系にフィードバッ
クし、その変動に応じて炉内圧力の７０％程度に冷却水
の水圧を制御した。この水圧が制御された冷却水により
縦型炉部ｌの冷却を行ったところ、水冷配管から排出さ
れる水の温度は充分に低く、炉壁冷却上何等の問題も生
じなかった。ただし、この場合の炉内圧力の７０％に対
応する冷却水の水圧が１ｋｇ／ｃ＋＋ｌ以下になるとき
は、その下限を１ｋｇ／ｃａｌとした。また、排出水の
最高温度は、炉内圧力１．２ａ気圧の８３％に当たる１
ｋｇ／ｃｄ水圧のときに７５℃となったに過ぎない。

以上の定圧操業及び変圧操業いずれの場合においても、
冷却水が炉内に漏れ出すようなことはまったく生じなか
った。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明においては、冷却水の水
圧を炉内のガス圧よりも低く維持しているので、万一縦
型炉部の内張りが損傷し、鉄皮が炉内に露呈するような
場合があっても、冷却水が炉内に漏れ出すようなことは
ない。また、冷却水の水圧をある程度低下させても、そ
の冷却能が極端に劣化することがない。したがって、安
価な耐火物或いはフォーミングしたスラグそのものを縦
型炉部の内張り材として使用しても、溶融還元炉を安全
に操業することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例における冷却装置のブロック図で
あり、第２図は縦型炉部の下部における水冷構造を示し
、第３図は冷却水の水圧と水温の関係を示す。また、第
４図は本発明者等が先に提案した溶融還元炉を示す。 特許出願人　　　　　　新日本製鐵　株式台社代理人　
　　手掘　益（ほか２名） 第　　１　　図 第２図 ２２；１１反 第　３１２Ｉ 第４図 ニング層

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、溶融金属及びスラグを収納する容器部と、該容器部
   の上方に密着・離脱可能に設置された縦型炉部を備えた
   溶融還元炉において、 炉内のガス圧力を測定する圧力測定器を炉内に設け、該
   圧力測定器で測定された炉内のガス圧に比較して前記縦
   型炉部に設けられた水冷配管に送給する冷却水の水圧を
   常に低く維持する圧力調整器を冷却水供給系に設けたこ
   とを特徴とする溶融還元炉用冷却装置。