WO1999020966A1

WO1999020966A1 - Structure de four metallurgique et procede d'exploitation utilisant ledit four metallurgique

Info

Publication number: WO1999020966A1
Application number: PCT/JP1998/004703
Authority: WO
Inventors: Mitsuhiro Yamanaka; Masayuki Watanabe; Takeshi Sekiguchi; Norihiko Taguchi; Katsuhiro Iwasaki; Shinichi Isozaki; Masahiro Kawakami; Terutoshi Sawada; Akishi Kimura
Original assignee: Nkk Corporation
Priority date: 1997-10-20
Filing date: 1998-10-19
Publication date: 1999-04-29
Also published as: CA2307090A1; KR100339261B1; CN1276862A; AU751764B2; CA2307090C; KR20010024276A; AU9462998A

Description

明細書冶金炉の構造及びその冶金炉による操業方法技術分野

本発明は、冶金炉の構造及びその冶金炉による操業方法に関する。背景技術

転炉、電気炉、溶融還元炉等の各種冶金炉の炉壁内面は、一般的には耐火物で構築される。しかし、この耐火物の炉壁は、溶鋼等の溶融金属に浸漬している部分では比較的損傷が少ないものの、溶融スラグと接触する部分や高温ガスにさらされる部分では損傷が激しく、短期間で取り替える必要が生じる。そのため、炉体の耐用性向上対策として、溶融金属に浸漬されない部分を、内部に冷却水を通す金属製の水冷パネルとして構築することが提案されている。

例えば、特開平 4一 3 1 6 9 8 3号公報は以下のような冶金炉の炉壁構造を開示している。

(A) 炉内側の耐火壁が耐火物ライニングと水冷パネルによって形成されること。

( B ) 水冷パネルとこれに隣接する耐火物ライニングとの間に仕切り材を介在させること。

( C ) 水冷パネルと炉体鉄皮との間に不定形耐火物層を設けること。

(D) 仕切り材は水冷パネルと炉体鉄皮との間に流し込まれる不定形耐火物の型枠になること。

( E) 水冷パネルが内張り煉瓦の過熱を防止するので、炉体の耐用性が向上すること。

特開平 4— 3 1 6 9 8 4号公報には、以下に示される冶金炉における水冷パネルの取り付け構造が開示されている。

( a ) 水冷パネルは精鍊炉の内壁に部分的に取り付けられること。

( b ) 水冷パネルと炉体鉄皮との間に耐火物が充填されること。 ( C ) 水冷パネルと炉体鉄皮の間の上下面、側面の全部又は一部が薄板で蔽われること。

( d ) 水冷パネルから漏水しても漏水が金属浴に侵入しないこと。

特開平 6— 5 0 6 6 9号公報は溶融金属を収納し、精鍊を行う溶融金属精鍊容器を開示している。精鍊中溶融金属に浸漬する範囲の耐火壁に耐火物が内張りされる。この耐火壁上端上方の耐火壁の一部又は全部が冷却機構を内蔵する冷却構造体により構成される。

以上述べたような従来の水冷パネルは、水冷パネルの下部に設けられた給水口、水冷パネルの上部に設けられた排水口、給水口と排水口との間の複数の水平方向の水路と水平方向の水路を結ぶ折り返し部から構成されていた。冷却水は給水口から入り、水平方向の水路を 1 8 0度折り返して上昇し、そして水冷パネルの上部に設けた排水口から排出されていた。従来の水冷パネルの冷却水の水路は、 1 8 0度の折り返し部を有するため、冷却水の圧力損失が増大し、冷却水循環用ポンプの圧力アツプが必要となり、設備費及び運転費が高くなるという問題点が発生していた。

特開平 4一 3 1 6 9 8 3号公報及び特開平 4一 3 1 6 9 8 4号公報は、炉壁の一部に 1個の水冷パネルを設置する場合については開示している。炉周全体に水冷パネルを設置する場合、多数の水冷パネルを並べて配置する必要があるが、しかし、前記 2つの公報は、水冷パネルを並べて配置することについては何ら記載していない。また、溶融状態の銑鉄を連続して保持し、製造する固定式の鉄のスクラップ溶解炉ゃ鉄鉱石の溶融還元炉では、炉内に保持される銑鉄ゃスラグの温度が高炉のそれらと比べて高く、且つ、反応速度を促進させるために銑鉄とスラグとを強攪拌する操業であるため、内張りした煉瓦の損耗が激しく、炉寿命は数週間ないしは数ケ月の短期間となる。そのため、これら炉体においては、操業の安定性ゃ耐火物コストの向上のため、操業中に、より精度良く煉瓦の残存厚みを把握することが極めて重要となる。

このような固定式の鉄のスクラップ溶解炉や鉄鉱石の溶融還元炉にて、内張りされた煉瓦の残存厚みを熱電対、同軸ケーブル或は放射性物質による方法で測定すると、以下の問題点が発生する。

熱電対による方法では、 1本の熱電対により残存厚みを推定できる範囲は限ら . れ、炉全体では多数の熱電対が必要になる。又、熱電対と煉瓦との接触状態により熱電対で検出される温度に変化が生じ、十分な測定精度が得られない。

同軸ケーブルによる方法では、精度良く残存厚みを測定できるが、同軸ケープルを埋め込んだ位置のみの情報であり、炉全体では熱電対に比べて、更に多くの同軸ケーブルが必要になる。

放射性物質による方法では、放射性物質の有無により測定するので、炉全体では多数の放射性物質を埋め込む必要がある。更に、放射性物質の取り扱いには安全衛生上の制約が多く、実用的ではない。

このように、固定式の鉄のスクラップ溶解炉や鉄鉱石の溶融還元炉に、従来の煉瓦残存厚みを推定する方法を用いて、炉全体で精度良く煉瓦の残存厚みを測定しょうとすると、測定機器の費用や、測定機器の炉への設置費用等で、極めて大きなコストアップとなり、経済的でない。更に、鉄の溶融還元製鍊においては、転炉型溶融還元炉と据置型溶融還元炉の

2つの型式の製鍊炉が提案されている。例えば、特開平 1— 1 9 8 4 1 4号公報には炉体中央部をトラニオン軸受で支持された転炉型溶融還元炉が、又、特開平 4 - 8 0 3 1 1号公報には炉底部に出湯孔を設けたシャフト状の据置型溶融還元炉が開示されている。

鉄の溶融還元製鍊は連続方式の製鍊であり、転炉型溶融還元炉のような傾動型製鍊炉を用いる必然性はないが、常に高温の溶銑と高温の溶融スラグとを保持するため、炉体底部の下部槽耐火物の損耗が激しく、その結果、下部槽鉄皮の熱変形等による損傷が激しくなる。そのため、溶融還元炉としては、製鋼用転炉のように下部槽の交換が可能な傾動型製鍊炉が有利となる。

しかし従来の下部槽の交換可能な傾動型製鍊炉では、炉殻が大型になるとトラ二オン軸等の傾動用支持部の支持重量が増大し、支持部の機械的強度確保のため設備が大型化して設備費の増大を招く。更に、大型化により炉廻りの他の付属機械の配置が困難となる。

又、据置型製鍊炉は炉殻の大型化に伴う設備費の増大は傾動型製鍊炉に比べて軽微であるが、従来の据置型製鍊炉では、特開平 4一 8 0 3 1 1号公報に示されるように、底吹きノズルの取り付け部等の炉底の一部は交換できるものの、下部槽全体の交換はできない。この状況下での炉の内張り煉瓦の補修には損耗煉瓦のこわし、損耗煉瓦の搬出、新しい煉瓦の搬入等で多大な時間がかかるために、現実的ではない。次に、溶融還元炉の操業開始のために種湯を装入する方法には、スクラップやナマコ等の冷鉄源を溶融還元炉内で酸素ジエツトにより溶解し、これを種湯とする方法がある。しかし、この方法は耐火物への浸食性が著しい F e 0を生成するために溶融還元炉内張り耐火物を損傷する恐れがある。

このため、傾動式炉体の場合と同様に、固定式炉体の炉頂に開口部を設け注湯する方法が考えられる。しかし、炉内は水冷パネルが全周に設置してあり、注湯時に水冷パネルの損傷が懸念される。また、溶融還元炉は 0. 2MPa以上の高圧で操業される設備であるため、開口部を設けた場合、その部分のシール性を維持する必要があり、溶銑装入後その凝固を防止するため数時間以内に開口部を閉塞し、気密確認後操業を開始することは非常に困難である。鉄浴を有する鉄鉱石の溶融還元方法は、石炭ゃコークス等炭材の酸素による燃焼熱にて、鉄浴上に装入した鉄鉱石と生石灰等フラックスとを溶融し、この溶融した鉄鉱石を炭材により還元して生成する溶銑及び溶融スラグを連続的又は間歇的に炉外に排出する方法である。この方法では、炉内の反応を促進させるために炉底から攪拌用ガスを吹き込み、又、鉄浴を常に炉内に確保する必要があり、排出の際も所定量の鉄浴を炉内に残留させている。そのため、一般に炉側壁に出湯口を設け、出湯口より下方に所定量の溶銑を残留させて操業を行っている。

溶融還元炉としては、製鋼用転炉のように回転可能な傾動式炉体と、高炉のような固定式炉体とが用いられており、ワーク煉瓦が損耗して炉寿命が尽きた場合、傾動式炉体であれば炉体を傾動して、炉内に残留する溶銑及び溶融スラグからなる残溶湯を炉ロ又は側壁の出湯口から排出可能であるが、固定式炉体では高炉と同様に放冷して残溶湯を凝固させた後、破砕 ·切断して炉外に排出しなければならない。そのため、長い放冷期間を必要とし、炉修が延長して稼働率が低減し、又、排出作業のための設備、要員により、製造コスト上昇の原因となっていた。この問題を解決する手段として、例えば特開平 2— 6 6 1 1 0号公報、及び、特開平 3— 2 5 3 5 0 8号公報に開示された炉底の出湯口から残溶湯を排出する方法がある。

特開平 2— 6 6 1 1 0号公報には、開閉ゲートにて開閉する出湯ロを炉底に設け、炉内を上下する上吹き酸素ランスを介して出湯口内に詰め砂を供給して出湯口の開閉を行う出湯口閉塞装置が開示されており、又、特開平 3— 2 5 3 5 0 8 号公報には、炉底に設けた出湯口の出口にスライディングノズルを設けると共に、この出湯口に連結して内部に出湯用流路を設けた煉瓦体を炉内に立設し、出湯口入口を炉床の上方に位置させて所定量の溶銑を炉内に残留させることが可能な出湯口構造が開示されている。

特開平 2— 6 6 1 1 0号公報では、炉底から出湯できるので、炉寿命となった際には炉内の残溶湯を出湯口から排出することができるが、通常の出湯時に炉内に所定量の鉄浴を残留させて出湯口を閉塞することは、極めて困難である。何故なら、スライディングノズルの耐火物はせいぜい 1 0回程度の耐用性しかないからである。又、出湯口内への詰め砂の供給ができないという問題もある。

特開平 3— 2 5 3 5 0 8号公報では、出湯口内への詰め砂の供給は可能であるが、炉内に立設する煉瓦体を設けているため、所定量の鉄浴が必ず残留する。又、立設する煉瓦体を壊せば、残溶湯の排出が可能となるが、この場合には立設する煉瓦体を容易に壊すことのできる材質及び構造とする必要があり、逆に、煉瓦体の損耗により通常操業中の所定量の鉄浴確保が達成されない虞が高い。

このように、固定式炉体の炉底に出湯口を設けても、通常操業中には所定量の鉄浴を安定して残留させ、又、炉寿命時には残溶湯を容易に排出させるという 2 つの機能を持たせることは、極めて困難である。発明の開示

本発明は、設備費及び運転費共に低減することが可能な冶金炉及びその冶金炉による操業方法を提供する。

上記目的を達成するために、第 1に、本発明は以下からなる冶金炉を提供する：炉体鉄皮；

該炉体鉄皮の内側に設けられた内張り煉瓦からなる底部壁：と

該炉体鉄皮の内側に設けられた金属製水冷パネルからなる側壁。

該金属製水冷パネルは、冷却水を通す渦巻き型構造を持つ水路を有するのが好ましい。

第 2に、本発明は以下からなる冶金炉の側壁に設けられる水冷パネルを提供する：

金属製水冷パネル；と

該金属製水冷パネル内に設けられた冷却水を通す渦巻き型構造を持つ水路。第 3に、本発明は以下からなる冶金炉を提供する：

炉体鉄皮：

該炉体鉄皮の内側に設けられた水冷パネルからなる炉壁；

水冷パネルと水冷パネルとの間に設けられ、炉体鉄皮に取り付けられた金属製の仕切り材；と

該水冷パネル、仕切り材と炉体鉄皮とで囲まれた部分に設けられた不定形耐火物層。

該仕切り材は炉体鉄皮側から炉内に向かってその断面が狭くなる楔型を有するのが好ましい。

第 4に、本発明は以下からなる冶金炉を提供する：

鉄を含有する溶融金属とスラグを保持し、製造するための炉体；

炉体の外郭を形成する鉄皮；

溶融金属及びスラグと接触する炉体の内周部に配置される、 M g〇、 A 1 2 〇₃、黒鉛、 S i C、又は S i〇₂を主成分とする内周煉瓦；と

前記内周煉瓦の外側に、溶融金属及びスラグに溶出しても操業上問題が無く、且つ、検出が容易な物質を検出用物質として 1 O w t %以上含有する検出用煉瓦。前記検出用物質は、 C r系酸化物、 S r系酸化物、 Z r系酸化物からなる群の中から選択された少なくとも 1つの物質であるのが好ましい。前記検出用煉瓦は少なくとも 3 0 mmの厚みを有するのが望ましい。

第 5に、本発明は以下からなる冶金炉を提供する：

上部槽と下部槽からなり、上部槽と下部槽とに分離可能な炉本体；前記炉本体の下方に前記下部槽に連結して設けられ、且つ上部槽と下部槽とが連結される場合には炉本体全体を支持する支持基盤；

前記支持基盤を昇降させて上部槽と下部槽とを分離、密着させる昇降手段；前記昇降手段にて上昇した支持基盤の鉛直方向の位置を調整して保持する位置調整手段；

前記位置調整手段により鉛直方向の位置を調整された支持基盤を固定する固定機構；と

前記昇降手段により炉本体を 2つに分離する場合に、上部槽を空中の所定位置で支持する上部槽支持手段。

第 6に、本発明は以下の工程からなる上部槽と下部槽とを有する冶金炉での下部槽交換方法を提供する：

上部槽と下部槽とに分離可能な炉本体と炉本体の下方に下部槽に連結して設けられた支持基盤を提供する工程；

前記支持基盤にて炉本体を支持しつつ上部槽と下部槽との連結を解く工程；連結の解除された支持基盤を下降させる工程；

前記の支持基盤を下降させる工程において、上部槽支持手段にて上部槽を空中の所定位置で支持させて上部槽と下部槽とを分離する工程；

分離された下部槽を上部槽直下から移動させる工程；

支持基盤と連結した新たな下部槽を上部槽直下に配備する工程；と

支持基盤を上昇させて上部槽と新たな下部槽とを密着させて連結する工程。第 7に、本発明は以下からなる冶金炉に使用されるフランジのシール装置を提供する：

一対のフランジ；前記一対のフランジの少なくとも一方のシール面に取り付けられたシール面部材；と

前記シール面部材とこれに対向するフランジのシール面又はシール面部材との間に両者間を気密に保持するためにフランジの径方向に列設された少なくとも 2つのシール部材。

前記シール部材がチューブシールであるのが好ましい。

本シール装置はフランジ部に設けられているがこれに限定されず、シール用部材溶接用部に設けても良い。

第 8に、本発明は以下からなる冶金炉を提供する：

炉体；

前記炉体の下部に設けられた出銑口；

予め製造した溶銑を錶込み鍋から受ける受皿；と

溶銑を冶金炉内に種湯として装入するために、前記受皿から出銑口へ溶銑を導入する溶銑導入路。

第 9に、本発明は以下の工程からなる冶金炉の操業方法を提供する：

炉底に設けられた少なくとも 1つ以上の底吹きノズルから攪拌用ガスを鉄浴に吹き込む工程；

炉側壁に設けられた出湯口から溶湯を排出する工程；

前記底吹きノズルの少なくとも 1つから、攪拌用ガスを酸素含有ガスに切り替えて吹き込み、底吹きノズル周囲の耐火物を溶融して穴径を拡大し、拡大した穴から炉内の残溶湯を排出する工程。

前記の攪拌用ガスは炉底近傍の側壁ノズルより鉄浴に吹き込んでもよい。前記の攪拌用ガスは少なくとも 1つ以上の底吹きノズルと側壁ノズルの両方より吹き込んでもよい。

上記の冶金炉の操業方法は、更に、前記底吹きノズルの残存長さを検出センサ一により検出する工程を有してもよい。図面の簡単な説明

第 1図は、本発明の実施の形態 1の例を示す水冷パネルの縦断面概要図である。第 2図は、本発明の実施の形態 1の他の例を示す水冷パネルの縦断面概要図である。

第 3図は、本発明の実施の形態 1の他の例を示す水冷パネルの縦断面概要図である。

第 4図は、本発明の実施の形態 1の他の例を示す水冷パネルの縦断面概要図である。

第 5図は、本発明の実施の形態 1の他の例を示す水冷パネルの縦断面概要図である。

第 6図は、本発明の実施の形態 1に基づく水冷パネルを設置した溶融還元炉の断面概要図である。

第 7図は、従来の水冷パネルの水路の構造を示す縦断面概要図である。

第 8図は、本発明の実施の形態 2に基づき水冷パネルを設置した溶融還元炉の断面概要図である。

第 9図は、第 8図の水冷パネル部を炉内側から見た概要図である。

第 1 0図は、第 8図の水冷パネル部の縦断面概要図である。

第 1 1図は、本発明の実施の形態 2による水冷パネルを有する冶金炉において、水冷パネルを取り外す直前の状態を示す縦断面図である。

第 1 2図は、本発明の実施の形態 2による水冷パネルを有する冶金炉において、水冷パネルを取り外した状態を示す縦断面図である。

第 1 3図は、本発明の実施の形態 2による水冷パネルを有する冶金炉において、新たに水冷パネルを設置する状態を示す縦断面図である。

第 1 4図は、本発明の実施の形態 3の 1例を示す固定式炉体の側断面概略図である。

第 1 5図は、本発明の実施の形態 3の実施例 1における炉体側壁部の煉瓦積み構造を示す平断面概略図である。

第 1 6図は、本発明の実施の形態 3の実施例 2における炉体側壁部の煉瓦積み構造を示す平断面概略図である。

第 1 7図は、本発明の実施の形態 4による据置型製鍊炉の実施の形態例を示す平面概略図である。第 1 8図は、第 1 7図における X— X面の縦断面概略図であり、上部槽と下部槽とが連結された状態を示す図である。

第 1 9図は、第 1 7図における X— X面の縦断面概略図であり、下部槽を取り外した状態を示す図である。

第 2 0図は、第 1 7図における Y— Y面の縦断面概略図である。

第 2 1図は、第 1 7図における Z— Z面の縦断面概略図である。

第 2 2図は、本発明の実施の形態 5の一実施の形態を示す断面図である。

第 2 3図は、本発明の実施の形態 5においてフランジが変形したときの状態を示す説明図である。

第 2 4図は、本発明の実施の形態 5において上フランジが変形したときの変形修正部材の取り替えを示す説明図である。

第 2 5図は、本発明の実施の形態 6の一例を示す溶融還元炉の説明図である。第 2 6図は、第 2 5図の A —A線に沿う溶銑導入路の構造を示す断面図である。第 2 7図は、本発明の実施の形態 6の出銑口の構造を示す斜視図である。

第 2 8図は、本発明の実施の形態 6の出銑口のスポーリング防止構造の一実施態様を示す斜視図である。

第 2 9図は、本発明の実施の形態 6の出銑口のスポ一リング防止構造の他の実施態様を示す斜視図である。

第 3◦図は、本発明の実施の形態 7の 1例を示す固定式炉体の側断面概略図である。

第 3 1図は、第 3 0図の底吹きノズル部の拡大図である。

第 3 2図は、本発明の実施の形態 7の実施例における底吹きノズル温度、底吹きノズル長さの減少量、及び吹き込み酸素の背圧の測定値を時系列的に示す図である。発明を実施するための最良の形態

実施の形態 1

実施の形態 1による水冷パネルの水路構造は、冶金炉側壁に設置され、内部の水路に冷却水を通す金属製水冷パネルの水路構造であって、前記水路が渦巻き型であることを特徴とするものである。

水冷パネルの給水口から排出口に至るまでの水路の圧力損失は（1) 式で表わされる。

Δ Ρ=[(ζ +λ XL/D) X r XV²]/(2XgX10000)- ( 1)

但し（1) 式において、 ΔΡは水路の圧力損失（kgf/cm²) 、 ζは水路の折り返し部の損失係数（一）、 λは水路の直線部の摩擦係数（一）、 Lは水路の直線部の総長さ（m) 、 Dは水路の相当直径（ra) 、ァは冷却水比重量（kgf/m³) 、 V は冷却水の流速（m/sec) 、 gは重力加速度（m/sec²) である。

ここで水路の折り返し部の損失係数 ζとは、各折り返し部の損失係数 ζ iの総和であり、そして、 1 80度の折り返し部の損失係数 ζ iは 1箇所当たり 2. 4 2、又、 90度の折り返し部の損失係数 ζ ₂は 1箇所当たり 0. 965であり、 180度の折り返し部における圧力損失の方が 90度の折り返し部に比べて約 2. 5倍大きくなる。又、折り返し部が増えると水路の圧力損失 ΔΡは、折り返し部での圧力損失に大きく左右されることになる。

実施の形態 1では、水冷パネルの水路構造を水冷パネルの外周側から中心側に向かう渦巻き型とするので、水路の折り返し部の個数は増加するが、折り返し部の大部分が損失係数の小さい 90度の折り返し部となって 180度の折り返し部が減少し、且つ、水路の直線部の総長さ Lは変わないので、全体では水路の圧力損失 ΔΡが低減する。実施の形態 1を図面に基づき説明する。第 1図〜第 5図は、実施の形態 1の例を示す水冷パネルの縦断面概要図である。

図において、金属製の水冷パネル 1は幅が W、高さが Hであり、第 1図から第 5図に示す水冷パネル 1は同一サイズを例示したものであり、又、水冷パネル 1 は熱伝導性の良好な銅製铸物とすることが好ましい。水冷パネル 1には給水口 3 と排水口 4とが設けられ、又、水冷パネル 1の内部には、水路 2が渦巻き型に設けられ、給水口 3から供給される冷却水は水路 2を通り排出口 4から排出される。尚、水路 2の幅 dは一定値となっている。

第 1図に示す水冷パネル 1は、水冷パネル 1の中心側に給水口 3と排出口 4とが設けられたもので、冷却水は水冷パネル 1の中心側から外周側に水路 2を渦巻き状に流れ、そして外周側で反転した後に外周側から中心側に水路 2を渦巻き状に戻る。この水冷パネル 1の折り返し部は、 2箇所の 1 8 0度折り返し部と 1 4 箇所の 9 0度折り返し部とから構成される。

第 2図に示す水冷パネル 1は、外周側下部に給水口 3と排出口 4とが並べて設けられたもので、冷却水は外周側から中心側に流れ、そして中心側で反転した後に中心側から外周側に戻る。この水冷パネル 1の折り返し部は、 2箇所の 1 8 0 度折り返し部と 1 6箇所の 9 0度折り返し部とから構成される。

第 3図に示す水冷パネル 1は、外周側下部に給水口 3が、中心側に排出口 4が設けられたもので、冷却水は水冷パネル 1の外周側から中心側に渦巻き状に流れる。この水冷パネル 1の折り返し部は、 1箇所の 1 8 0度折り返し部と 1 7箇所の 9 0度折り返し部とから構成される。

第 4図に示す水冷パネル 1は、外周側下部に給水口 3が、外周側上部に排出口 4が設けられたもので、冷却水は水冷パネル 1の外周側から中心側に渦巻き状に流れ、そして中心側で反転した後に中心側から外周側に渦巻き状に戻る。この水冷パネル 1の折り返し部は、 2箇所の 1 8 0度折り返し部と 1 5箇所の 9 0度折り返し部とから構成される。

第 5図に示す水冷パネル 1は、外周側下部の両端に給水口 3と排出口 4とが設けられたもので、折り返し部は、 2箇所の 1 8 0度折り返し部と 1 5箇所の 9 0 度折り返し部とから構成される。

これらの水冷パネル 1において、給水口 3と排出口 4とを逆にして冷却水を反対方向に流しても良く、又、水冷パネル 1の中心点を軸として 1 8 0度回転させたものや、鏡面対称としたものでも良い。そして、水路 2の圧力損失を低く抑えるために、 1 8 0度折り返し部は 1つの水冷パネル 1で 2箇所以内とすることが好ましい。

本発明の実施の形態 1では水路 2が渦巻き型であるので、水冷パネル 1の幅 W と高さ Hとを共に水路の幅 dの整数倍の長さとする必要があるが、水冷パネル 1 を取り付ける冶金炉寸法と設置範囲とから、予め最適な水冷パネル 1の幅 Wと高さ Hとを決めておけば良い。

第 6図は、本発明の実施の形態 1に基づく水冷パネル 1を鉄鉱石の溶融還元炉に設置した時の断面概要図であり、図において、炉体鉄皮 6の内面を内張り煉瓦 7と水冷パネル 1とで構築された溶融還元炉 5は、内部に溶銑 9と溶融スラグ 1 0とを有し、上吹きランス 8から酸素が吹き込まれて鉄鉱石を還元している。第 6図に示すように、水冷パネル 1は、溶銑 9と直接接触しないように、溶融スラグ 1 0の存在する位置の炉周全体に渡って並べて設けられている。又、水冷パネル 1はボルト（図示せず）で炉体鉄皮 6に取り付けられている。

このように本発明の実施の形態 1では、水冷パネル 1の水路 2が渦巻き型であるので、水路 2の圧力損失 Δ Pは低く抑えられて設備費及び運転費共に低減することができた。又、高温の溶融スラグ 1 0と接触する部位を水冷パネル 1にしたことで、溶融還元炉 5の耐用性を大幅に延長することができた。

尚、冶金炉としては溶融還元炉 5に限らず、電気炉や転炉でも本発明の実施の形態 1による水冷パネル 1を設置することができ、更に、水路 2の構造は上記に限るものではなく、渦巻き型であればどのようなものでも良い。

第 1図に示す水冷パネルを、第 6図に示す溶融還元炉に設置した実施例を説明する。水冷パネルは銅製铸物とし、 1つの水冷パネルの寸法は、幅 Wが 1 0 5 0 mm、高さ Hが 1 2 0 0 mm、厚みが 9 0 mmである。水路の寸法は、幅 dが 5 4 mmで深さが 4 0 mmの長方形断面であり、直線部の総長さ Lは 1 2 . 6 9 m、相当直径 Dは 0 . 0 4 5 6 mとなる。冷却水の水路内流速 Vは 7 mZ s e cで、流量は 5 4 m ³である。又、圧力損失を比較するために第 7図 7に示す従来の水路構造の水冷パネルを用い、同一条件で冷却水を流した。尚、従来型の水冷パネルは 1 1箇所の 1 8 0度折り返し部で構成される。

1 8 0度折り返し部の損失係数 ζ iを 1箇所当たり 2 . 4 2、又、 9 0度折り返し部の損失係数 ζ ₂を 1箇所当たり 0 . 9 6 5とし、更に、水路の直線部の摩擦係数 λ ; 0. 02386, 冷却水比重量ァ； 1000 kg f Zm³、重力加速度 g； 9. 8m/s e c ²を（1) 式に代入して圧力損失△ Pを算出した。本発明による水冷パネルでの算出式を（2) 式に、そして従来の水冷パネルでの算出式を（3) 式で示す。

Δ P=[(2.42X 2+0.965 X 1410.02386X 12.69/0.0456) XI 000X 7²]/(2X9.8X10 000)

=6.24 ( kgf/cm ² ) … （2)

厶 P=[(2.42 X 11+0.02386 X 12.69/0.0456) X 1000X 7²]/(2X 9.8X 10000)

=8.31 ( kgf/cm ² ) … （3) このように、本発明の実施の形態 1による水冷パネルでは圧力損失△ Pが 6. 24 k g f Zcm²となり、従来型の水冷パネルでは圧力損失 Δ Pが 8. 31 k g f cm²となる。

これにより、冷却水循環用ポンプの動力を 1つの水冷パネル当たりで 7 kW削減することができた。又、水冷パネルの耐用性は本発明品と従来品とで優位差は見られなかった。

本発明の実施の形態 1では、各種冶金炉の炉壁に取り付ける水冷パネルの水路の構造を渦巻き型とするので、水路の圧力損失を低減することが可能となり、その結果、設備費及び運転費共に低減することができる。

実施の形態 2

冶金炉における水冷パネルの取り付け構造は、冶金炉炉壁に複数の水冷パネルを並べて設ける際に、水冷パネルと水冷パネルとの間に、金属製の仕切り材を炉体鉄皮に取り付けて設けると共に、水冷パネルと仕切り材と炉体鉄皮とで囲まれる範 ϋに、不定形耐火物層を設けたことを特徴とするものである。

又、仕切り材の断面は、炉体鉄皮側から炉内に向かって狭くなる楔型であるのが好ましい。

各水冷パネルは炉体鉄皮に取り付けた金属製の仕切り材により隔離され、又、水冷パネルと炉体鉄皮との間に充填される不定形耐火物層も仕切り材で分離されるので、他の水冷パネル、及び他の水冷パネルと炉体鉄皮との間に設けた不定形耐火物層を共に損傷することなく、目的とする水冷パネルのみの交換が可能となる。又、仕切り材は金属製であるので、交換作業により破損することがない。そして、仕切り材を、その断面が炉体鉄皮側から炉内に向かって狭くなる楔型とすることで、不定形耐火物層の取り出しが容易になり、水冷パネルの交換作業が迅速に行われる。

本発明を図面に基づき説明する。第 8図は、本発明に基づき水冷パネルを設置した鉄鉱石の溶融還元炉の操業状態を示す断面概要図、第 9図は、第 8図の水冷パネル部を炉内側から見た概要図、第 1 0図は、第 8図の水冷パネル部の縦断面概要図である。

これらの図において、炉体鉄皮 1 0 2の内面を内張り煉瓦 1 0 3と銅製の水冷パネル 1 0 4とで構築された溶融還元炉 1 0 1は、内部に溶銑 1 0 6と溶融スラグ 1 0 7とを有し、上吹きランス 1 0 5から酸素が吹き込まれて鉄鉱石を還元している。

水冷パネル 1 0 4は、溶銑 1 0 6と直接接触しないように、溶融スラグ 1 0 7 の存在する位置の炉周全体に渡って並べて設けられ、そして、水冷パネル 1 0 4 の配置は縦方向に 4段として、各段毎に水冷パネル 1 0 4の幅（W) の半分づっずれた、所謂千鳥配置となっている。

水冷パネル 1 0 4は、溶接等により炉体鉄皮 1 0 2の内面に取り付けられた金厲製の仕切り材 1 0 8で周囲を囲まれた位置に、炉体鉄皮 1 0 2を貫通するポルト 1 1 0、 1 1 0とナット 1 1 1、 1 1 1とで固定されている。そして、水冷パネル 1 0 4と仕切り材 1 0 8と炉体鉄皮 1 0 2とに囲まれる範囲には、不定形耐火物が充填された不定形耐火物層 1 0 9が形成されている。水冷パネル 1 0 4は、炉体鉄皮 1 0 2を貫通する給水配管 1 1 2と排水配管 1 1 3とを介して内部に冷却水が通り、冷却される。不定形耐火物層 1 0 9は、注入孔栓 1 1 5を外した注入孔 1 1 4から、不定形耐火物が流し込まれて形成される。このようにして取り付けられることで、水冷パネル 1 0 4は上下の水冷パネル 1 0 4 a、 1 0 4 bと隔離され、又、不定形耐火物層 1 0 9も上下の不定形耐火物層 1 0 9 a、 1 0 9 bと分離される。

仕切り材 1 0 8は鋼やステンレス鋼製とし、その断面形状を炉体鉄皮 1 0 2側から炉内に向かって狭くなる楔型としている。第 1 0図では 2枚の平鋼板を組み合わせて楔型としているが、 1枚の平鋼板を折り曲げたものや、楔型の鋼片としても良い。仕切り材 1 0 8の炉体鉄皮 2からの突出長さ（L ) は、水冷パネル 1 0 4の炉体鉄皮 1 0 2側の面の位置を超える長さとして、不定形耐火物層 1 0 9 が上下左右で他の不定形耐火物層 1 0 9と連結することを防止する。しかし、突出長さ（L ) は水冷パネル 1 0 4の炉内側の面を超える長さは必要なく、水冷パネル 1 0 4の炉内側の面以内に抑えれば良い。尚、仕切り材 1 0 8を溶接により炉体鉄皮 1 0 2と取り付ける必要はなく、他の取り付け方法、例えばボルト等であっても良い。

内張り煉瓦 1 0 3と水冷パネル 1 0 4との境界にも仕切り材 1 0 8を設けるが、この仕切り材 1 0 8は、水冷パネル 1 0 4側の面のみに傾斜を付け、内張り煉瓦 1 0 3と接する面は平面として内張り煉瓦 1 0 3を支持する。

次に水冷パネル 1 0 4の交換方法を第 1 1図〜第 1 3図に従って説明する。第 1 1図は、水冷パネル 1 0 4を取り外す直前の状態を示す図であり、第 1 1図に示すように、先ず給水配管 1 1 2及び排水配管 1 1 3を炉体鉄皮 1 0 2の外側で切断すると共に、ナット 1 1 1 、 1 1 1、及び注入孔栓 1 1 5、 1 1 5を外し、次いで、エアーハンマー等に取り付けた工具 1 1 6を注入孔 1 1 4から挿入して不定形耐火物層 1 0 9を砕いて削り取る。その後、水冷パネル 1 0 4を炉内側へ外す。第 1 2図は、水冷パネル 1 0 4を取り外した後の状態を示す図であり、第 1 2 図に示すように、不定形耐火物層 1 0 9を仕切り材 1 0 8や炉体鉄皮 1 0 2から除去して、不定形耐火物層 1 0 9の残留量をできるだけ少なくする。残留量が多いと次回の不定形耐火物層 1 0 9が脆弱となり都合が悪い。

第 1 3図は、新たに水冷パネル 1 0 4を設置する状態を示す図であり、第 1 3 図に示すように、炉内側からポルト 1 1 0 、 1 1 0、及び給水配管 1 1 2、排水配管 1 1 3を炉体鉄皮 1 0 2に貫通させて水冷パネル 1 0 4を取り付ける。次いで、ナット 1 1 1 、 1 1 1で水冷パネル 1 0 4を固定させ、注入孔 1 1 4より不定形耐火物を流し込み、不定形耐火物層 1 0 9を形成する。その後、注入孔栓 1 1 5 , 1 1 5を取り付けると共に、給水配管 1 1 2及び排水配管 1 1 3を連結して交換作業を終了する。

このようにして水冷パネル 1 0 4の交換作業を行うことで、他の水冷パネル 1 0 4 a , 1 0 4 bや他の不定形耐火物層 1 0 9 a、 1 0 9 bに損傷を与えることなく、目的とする水冷パネル 1 0 4のみの交換が可能となる

尚、上記説明では、溶融還元炉 1 0 1に水冷パネル 1 0 4を設置した場合であるが、電気炉や転炉でも上記に説明した方法で本発明を適用することができ、又、水冷パネル 1 0 4の配置は千鳥配置としているが、千鳥配置に限らず他の配置、例えば碁盤目であっても、本発明は支障なく実施できる。更に、水冷パネル 1 0 4の形状や水冷パネル 1 0 4と炉体鉄皮 1 0 2との取り付け方法等は上記の説明に限るものではなく、機能が同一であれば本発明の適用に妨げとならないことはいうまでもない。

本発明では、水冷パネルと水冷パネルとの間に、炉体鉄皮に取り付けられた金属製の仕切り材を設けるので、水冷パネルの交換の際に、他の水冷パネルや他の不定形耐火物層を損傷することなく、目的とする水冷パネルのみの交換が可能となり、その結果、短時間で且つ安価に補修が可能となる。実施の形態 3

本実施の形態 3による炉体の煉瓦積み構造は、鉄を含有する溶融金属を連続して保持し、製造する固定式炉体の煉瓦積み構造であって、溶融金属及びスラグと接触する最内周に配置する煉瓦を、 M g O、 A 1 ₂0₃、黒鉛、 S i C、又は S i 〇₂を主成分とする煉瓦の 1種若しくは 2種以上とし、その外側に、溶融金属及びスラグに溶出しても操業上問題が無く、且つ、検出が容易な物質を検出用物質として 1 O w t %以上含有する煉瓦を配置することを特徴とするものである。検出用物質は、 C r系酸化物、 S r系酸化物、 Z r系酸化物の物質からなる群の中の 1つ若しくは 2つ以上の物質とするのが好ましい。検出用物質を含有する煉瓦は、 3 O mm以上の厚みを有するのが望ましい。また、炉体の煉瓦積み構造は、最内周に配置する煉瓦を 1層積みとし、検出用物質を含有する煉瓦を 1層積みとし、検出用物質を含有する煉瓦と炉体鉄皮との間に 1層の煉瓦を配置した 3 層の煉瓦積み構造とすることが好ましい。

本実施の形態 3では、鉄を含有する溶融金属を連続して保持し、製造する炉体として、固定式炉体を用いる。固定式炉体を用いることで、転炉のような傾動式炉体に比べて設備費を低く抑えることができ、製造コストの固定費軽減に寄与する。更に、スラグと接する炉壁部及びその上方の炉壁部を、耐火物より耐用性の高い金属製水冷パネルとすることができ、耐火物コス卜の低減に寄与する。

そして、炉体を少なくとも 2層以上の煉瓦積み構造とし、炉体内で保持される溶融金属及び溶融スラグと接触する最内周に配置する煉瓦（以下、「最内周煉瓦」と記す）として、一般に鉄を含有する溶融金属を保持する際に用いられる M g 0、 A 1 ₂〇₃、黒鉛、 S i C、又は S i 0₂を主成分とする煉瓦とする。最内周煉瓦は炉体の部位により、例えば M g〇を主成分とする煉瓦と、 S i Cを主成分とする煉瓦とで張り分けることが可能である。そして、その外側、即ち炉体鉄皮側に、検出用物質として、溶融金属及びスラグに溶出しても操業上問題が無く、且つ、検出が容易な物質を含有する煉瓦（以下、「検出用煉瓦」と記す）を配置する。尚、本発明における検出が容易な物質とは、鉄を含有する金属を製造する原料に不純物として殆ど含有されておらず、且つ、最内周煉瓦にも殆ど含有されていない物質である。

この煉瓦積み構造の炉体を用いて操業すると、最内周煉瓦が溶融金属又は溶融スラグにより損耗し、やがて、その外側の検出用煉瓦が露出する。露出した検出用煉瓦は、最内周煉瓦と同様に溶融金属又は溶融スラグにより損耗し、検出用物質が溶融金属中や溶融スラグ中に溶出する。溶融金属又は溶融スラグからサンプルを採取し、溶融金属又は溶融スラグの検出用物質の含有量を調査すると、最内周煉瓦が溶融金属及び溶融スラグを保持する期間には検出されない検出用物質が、検出用煉瓦の露出 '損耗により検出されるようになる。このように、溶融金属中又は溶融スラグ中に検出用物質が検出された時点で、炉体内の何れかで最内周煉瓦が損耗して無くなつたことを把握することができる。

検出用煉瓦の検出用物質の含有量を、 10w t %以上、望ましくは 20wt % 以上とする。通常、鉄を含有する金属及びこの金属を製造する際に発生するスラグの分析限界は 10_³w t %であるため、検出用物質が分析限界値以上に溶融金属中又は溶融スラグ中に溶出しないと検出できない。検出用煉瓦が 10\^ ％以上検出用物質を含有することで、検出用煉瓦の損耗量の少ない時期に、検出用物質の検出が可能となり、湯漏れ等の事故を未然に防止できる。検出用物質を 20 w t %以上含有すれば、一層検出が容易になる。

そして、検出用物質として、 C r系酸化物、 S r系酸化物、 Z r系酸化物とすることが好ましい。 C r ₂〇₃、 S r〇、 Z r〇₂等のこれら酸化物は、鉄を含有する溶融金属及び溶融スラグに溶出しても全く操業上の問題が無く、そして、鉄を含有する溶融金属を製造する原料には、不純物として殆ど含有されておらず、又、上記の最内周煉瓦にも殆ど含有されず、従って、これらの元素を溶融金属中又は溶融スラグ中で検出することにより、確実に最内周煉瓦が損耗して検出用煉瓦が露出したことを把握することができる。

更に、これらの酸化物は、鉄を含有する溶融金属の処理温度である 1200で〜1800での温度よりはるかに高い融点を有する安定化合物であり、 C r ₂〇₃ 及び Z r〇₂はすでに煉瓦材料として使われており、又、 3 1"0は^^80、 C a 〇、及び B a〇とほぼ同様の挙動をするアルカリ土類金属の酸化物であり、 B a 〇のような毒性が無く、且つ、安価である。これら酸化物の何れを煉瓦中に 10 w t %以上含有させても煉瓦の耐溶損性は高く、本発明で用いる最内周煉瓦と比ベても遜色ない耐溶損性を有し、検出用物質として最適である。

検出用煉瓦は、 3 O mm以上の厚みで配置することが好ましい。検出用煉瓦が露出しても、検出用煉瓦の耐溶損性は最内周煉瓦に比べて極端に劣るわけではなく、従って、炉体の耐用性が極端に低下することはないが、上記のように分析限界が 1 0一³ w t %であるため、ある程度の範囲で検出用煉瓦が露出しないと検出用物質を検出できない。その間の検出用煉瓦の損耗の余裕代として、 3 O mm以上、望ましくは 5 O mm以上の厚みで検出用煉瓦を配置する。

又、最内周煉瓦及び検出用煉瓦をそれぞれ 1層積みとし、そして、検出用煉瓦と炉体鉄皮との間に更に 1層の煉瓦を配置した 3層の煉瓦積み構造とすることが好ましい。最内周煉瓦及び検出用煉瓦をそれぞれ 1層積みとしているので、損耗によりこれら煉瓦の厚みが薄くなつても剥離 ·脱落することがなく、これら煉瓦の有する本来の耐用性を発揮するので、炉体の寿命が極端に短くなることがない。尚、本発明における鉄を含有する金属とは、銑鉄、鋼、鉄合金、及び、合金鉄である。

本実施の形態 3を図面に基づき説明する。第 1 4図は、本発明の実施の形態の 1例を示す鉄鉱石の溶融還元用固定式炉体の側断面の概略図である。

図において、外郭を炉体鉄皮 2 0 2とし、この炉体鉄皮 2 0 2内の下部に内側から炉体鉄皮 2 0 2に向かって最内周煉瓦 2 0 3、検出用煉瓦 2 0 4、及び永久煉瓦 2 0 5の順に、 3層の煉瓦積み構造とされた溶融還元炉 2 0 1力支持台 2 1 5にて基礎 2 1 6に固定されている。この 3層の煉瓦積み構造の部位で、溶銑 2 0 6及び溶融スラグ 2 0 7を保持する。そして、溶融還元炉 2 0 1の側壁となる炉体鉄皮 2 0 2の上部には、集塵機（図示せず）や予備還元炉（図示せず）と連結するダクト 2 1 3と、炉内に原料を供給するための原料投入口 2 1 4とが設けられている。又、天蓋の炉体鉄皮 2 0 2を貫通して上吹きランス 2 0 8が上下移動可能に設けられており、炉内に酸素を吹き込むことができる。

溶融還元炉 2 0 1の炉底には、不活性ガスや溶融還元炉 2 0 1の排ガス等を攪拌用ガスとして溶銑 2 0 6中に吹き込むガス吹き羽口 2 1 0力ガス供給管 2 1 1と連結して設けられ、又、側壁の 3層の煉瓦積み構造の位置には、マッド剤 2 1 7で充填された出銑口 2 1 2が設けられている。更に、溶融還元炉 2 0 1の側壁の 3層の煉瓦積み構造の上方には、銅及び銅合金等からなる金属製水冷パネル 2 0 9が、炉体鉄皮 2 0 2の内周に取り付けられている。金属製水冷パネル 2 0 9は、溶融スラグ 2 0 7に対する耐用性が高く、耐火物の代替として用いられている。

溶銑 2 0 6及び溶融スラグ 2 0 7と接する最内周煉瓦 2 0 3は、 M g〇、 A 1 ₂ 〇₃、黒鉛、 S i C、又は S i 0₂を主成分とする煉瓦とする。具体的には、 M g O—ドロマイト質煉瓦、 M g O—黒鉛質煉瓦、 A l ₂〇₃—黒鉛質煉瓦、高 A 1 ₂ 0₃質煉瓦、 A 1 ₂ 0₃— S i C—黒鉛質煉瓦、黒鉛質煉瓦、 S i C質煉瓦、ロー石質煉瓦、粘土質煉瓦、及び、けい石煉瓦等から使用目的に合致する材質を適宜選択して用いる。その際に、これら煉瓦の複数種類を設置場所により張り分けて設置しても、又、 1つの種類を全面に設置しても、どちらでも良い。鉄鉱石の溶融還元炉 1としては、耐用性から判断して、 A 1 ₂ 0₃— S i C— C質煉瓦や M g 〇一黒鉛質煉瓦等が好ましい。

検出用煉瓦 2 0 4は、溶銑 2 0 6及び溶融スラグ 2 0 7に溶出しても操業上問題が無く、且つ、最内周煉瓦 2 0 3にも、又溶銑 2 0 6の製造用原料にも殆ど含有されない物質を、検出用物質として、 1 0 w t %以上含有した煉瓦とする。尚、最内周煉瓦 2 0 3及び製造用原料が殆ど含有しないという意味は、不純物として微量含有しても良いということである。最内周煉瓦 2 0 3及び製造用原料が不純物として ¾量含有していても、検出用煉瓦 2 0 4の溶損により分析値に差が現れ、検出用煉瓦 2 0 4の損耗が把握できるからである。

この検出用物質としては、 C r系酸化物、 S r系酸化物、及び Z r系酸化物を用いることが好ましい。これらの酸化物を含む煉瓦としては、具体的には、 M g 0— C r ₂〇₃質煉瓦、 S r〇一 C r ₂0 ₃質煉瓦、 S r〇—黒鉛質煉瓦、 Z r〇₂ 一 S i〇₂煉瓦、 Z r〇₂— C r ₂ 0 ₃質煉瓦等を用いる。これら C r系酸化物、 S r系酸化物、 Z r系酸化物を含有する煉瓦を炉内で区分して設置すれば、最内周煉瓦 2 0 3の損耗部位により検出される検出物質が異なるため、最内周煉瓦 2 0 3の損耗部位を把握することができる。

永久煉瓦 2 0 5は、溶銑 2 0 6や溶融スラグ 2 0 7と直接接触することがないので、最内周煉瓦 2 0 3に比較して、耐溶損性が劣る材質としても良い。具体的には、 M g〇質煉瓦や粘土質煉瓦等を用い、煉瓦張り替えの際は再使用する。この溶融還元炉 1に鉄鉱石、石炭、生石灰、及び軽焼ドロマイトを原料投入口 2 1 4から供給し、そして、上吹きランス 2 0 8から酸素を吹き込み、ガス吹き羽口 2 1 0から窒素等の不活性ガスを吹き込んで鉄鉉石を溶融還元し、溶銑 2 0 6を製造する。溶銑 2 0 6力所定量確保され、且つ金属製水冷パネル 2 0 9に達する以前に、出銑口 2 1 2を開口して溶銑 2 0 6及び溶融スラグ 2 0 7を溶銑保持容器（図示せず）に排出する。排出後、再び出銑口 2 1 2にマツド剤 2 1 7 を充填して排出を停止し、操業を継続する。

そして、排出した溶銑 2 0 6及び溶融スラグ 2 0 7から分析用サンプルを採取し、溶銑 2 0 6中、又は溶融スラグ 2 0 7中の検出用物質を分析する。分析方法は、化学分析、又は、蛍光 X線分析や I C P等の機器分析で行う。溶銑 2 0 6中又は溶融スラグ 2 0 7中に検出用物質が検出されたら、溶融還元炉 2 0 1内の何れかで最内周煉瓦 2 0 3が損耗して無くなり、検出用煉瓦 2 0 4が露出したことが分かる。検出用物質が検出されたならば、溶融還元炉 2 0 1の操業を終了して、煉瓦張り替え作業を実施する。

このようにすることで、特別のセンサーを用いることなく、最内周煉瓦 2 0 3 が損耗して無くなつたことを確実に把握することができる。又、最内周煉瓦 2 0 3のどの部分が損耗しても、その損耗を検知することができる。

尚、上記説明は固定式炉体として鉄鉱石の溶融還元炉 2 0 1について説明した力固定式炉体は溶融還元炉 2 0 1に限るものではなく、酸素を吹き込み鉄スクラップを連続的に溶解する鉄のスクラップ溶解炉や、酸素を吹き込み、 N i鉱石や r鉱石をコークスで還元して溶融状態の F e - N i合金及び F e— C r合金を製造する製鍊炉にも同様に適用することができる。尚、 F e—C r合金を製造する際は、検出用物質として C r系酸化物を用いることはできないので、 S r系酸化物又は Z r系酸化物を用いるものとする。又、 3層の煉瓦積み構造で説明したが、最内周煉瓦 2 0 3と検出用煉瓦 2 0 4との 2層の煉瓦積み構造としても、更に、 3層以上の煉瓦積み構造としても、本発明の実施に何ら支障とならない。実施例 1 第 14図に示す溶融還元炉 20 1において、最内周煉瓦 203を MgO—黒鉛質煉瓦として 90 Ommの厚みに設置し、検出用煉瓦 204として厚みが 1 50 mmの Mg〇一 C r ₂〇₃質煉瓦 204 a、 S r〇—黒鉛質煉瓦 204 b、及び S r O-C r ₂〇₃質煉瓦 204 cを炉の円周方向に 3等分して張り分けた。その外側に厚みが 1 50 mmの Mg〇質煉瓦を永久煉瓦 20 5として設置した。炉体鉄皮 202の直径は 1 0mである。第 1 5図に、この煉瓦積み構造の炉体の側壁部の平断面概略図を示す。

そして、上吹きランス 208からの酸素供給量を 7 5000 NmVH r ,鉄鉱石供給量を 1 90 t◦ nZH r、石炭供給量を 1 00 t 0 nZH r、生石灰供給量を 4 t o nZH r、軽焼ドロマイ卜の供給量を 4 t o n/H rとして鉄鉱石の溶融還元を行った。その結果、溶銑 206は 1 25 t o nZH rで製造され、 2 時間毎に出銑口 2 1 2から生成する溶銑 206及び溶融スラグ 207を溶銑保持容器内に排出した。排出された溶銑 206及び溶融スラグ 207の C r含有量及び S r含有量の分析を I CP分析により行いつつ、操業を継続した。

操業開始から 70日後に、溶銑 206中の C r含有量が上昇して 0. 02w t %となったため操業を停止した。尚、溶銑 206中及び溶融スラグ 207中の S r含有量には変化が見られなかった。次いで、炉を解体して炉内の損耗状況を観察した。慷瓦の損耗状況を観察した結果を第 1 5図に破線で示す。

第 1 5図の破線で示すように、側壁部の最内周煉瓦 203が無くなり、 M g O 一 C r ₂0₃質煉瓦 204 aが 2 Om ²程度露出しており、その損耗量は約 2 0 m mであった。しかし、他の部位では最内周煉瓦 203が残存しており、 S r〇— 黒鉛質煉瓦 204 b及び S r O-C r ₂〇₃質煉瓦 204 cは未だ健全であった。実施例 2

第 14図に示す溶融還元炉 20 1において、最内周煉瓦 203を MgO—黒鉛質煉瓦として 90 Ommの厚みに設置し、検出用煉瓦 204として厚みが 1 50 mmの Z r〇₂質煉瓦 204 d、及び Z r 0₂— C r ₂〇₃質煉瓦 204 eを炉の円周方向に 2等分して張り分けた。その外側に厚みが 1 5 Ommの MgO質煉瓦を永久煉瓦 205として設置した。炉体鉄皮 202の直径は 1 Omである。第 1 6 図に、この煉瓦積み構造の炉体の側壁部の平断面概略図を示す。そして、上吹きランス 2 0 8からの酸素供給量を 7 5 0 0 O NmVH r ,鉄鉱石供給量を 1 9 0 t 0 n ZH r、石炭供給量を 1 0 0 t o n /H r、生石灰供給量を 4 t o n ZH r、軽焼ドロマイ卜の供給量を 4 t o n /H rとして鉄鉱石の溶融還元を行った。その結果、溶銑 2 0 6は 1 2 5 t o n ZH rで製造され、 2 時間毎に出銑口 2 1 2から生成した溶銑 2 0 6及び溶融スラグ 2 0 7を溶銑保持容器内に排出した。排出された溶銑 2 0 6及び溶融スラグ 2 0 7の Z r含有量及びじ r含有量の分析を I C P分析により行いつつ、操業を継続した。

操業開始から 7 0日後に、溶融スラグ 2 0 7中の Z r含有量が上昇して Z r〇₂ に換算して 0 . 0 2 w t %となったため操業を停止した。尚、溶銑 2 0 6中及び溶融スラグ 2 0 7中の C r含有量には変化が見られなかった。次いで、炉を解体して炉内の損耗状況を観察した。煉瓦の損耗状況を観察した結果を第 1 6図に破線で示す。

第 1 6図の破線で示すように、側壁部の最内周煉瓦 2 0 3が無くなり、 Z r〇₂ 質煉瓦 2 0 4 dが 1 O m²程度露出しており、その損耗量は約 1 5 mmであった。しかし、他の部位では最内周煉瓦 3が残存しており、 Z r 0 ₂— C r ₂〇₃質煉瓦 4 eは未だ健全であった。

本実施の形態 3によれば、鉄を含有する溶融金属を連続して保持し、製造する固定式炉体において、特別のセンサーを用いることなく、安価で、そして正確且つ容易に、炉内全体に内張りした煉瓦の損耗状況を把握することができ、工業上の効果は極めて高い。

実施の形態 4

実施の形態 4による下部槽の交換可能な据置型製鍊炉は、少なくとも上部槽と下部槽とに分離可能な炉本体と、前記炉本体の下方に前記下部槽と連結して設けられ、且つ上部槽と下部槽とが連結される操業中には炉本体全体を支持する支持基盤と、前記支持基盤を昇降させて上部槽と下部槽とを分離、密着させる昇降手段と、前記昇降手段にて上昇した支持基盤の鉛直方向の位置を調整して保持する位置調整手段と、前記位置調整手段により鉛直方向の位置を調整された支持基盤を固定する固定機構と、前記昇降手段により炉本体が 2つに分離された際には、上部槽を空中の所定位置で支持する上部槽支持手段と、を具備したものである。又、実施の形態 4による据置型製鍊炉での下部槽交換方法は、少なくとも上部槽と下部槽とに分離可能な炉本体と、炉本体の下方に下部槽と連結して設けられた支持基盤とを具備し、上部槽と下部槽とが連結される操業中には、前記支持基盤にて炉本体全体を支持する据置型製鍊炉における下部槽交換方法であって、前記支持基盤にて炉本体を支持しつつ上部槽と下部槽との連結を解き、次いで、支持基盤を下降させ、この下降中に上部槽を上部槽支持手段にて空中の所定位置で支持させて上部槽と下部槽とを分離し、分離された下部槽を上部槽直下から移動させ、その後、支持基盤と連結した新たな下部槽を上部槽直下に配備し、支持基盤を上昇させて上部槽と新たな下部槽とを密着させて連結することを特徴とするものである。

本実施の形態 4では、炉本体を少なくとも上部槽と下部槽との 2つに分離可能とし、上部槽と下部槽とが連結される製鍊時には、下部槽の下方に設けた支持基盤にて、上部槽及び下部槽からなる炉本体の重量と、炉本体内の原材料及び反応生成物の重量とを支持する据置型の製鍊炉として機能するので、傾動型製鍊炉に比べて機械的強度上有利となり、大型炉においても設備費の増大を抑えることができる。

又、下部槽を交換する場合には、上部槽と下部槽との連結を解いた後に、上部槽を下部槽の交換に差支えない空間の所定位置で上部槽支持手段にて支持した後、下部槽のみを下降させて上部槽と切り離すことができるので、上部槽に妨げられることなく、下部槽の交換を容易に実施することができる。そして、上部槽支持手段に作用する荷重は、上部槽側の重量のみであるので、上部槽支持手段の機械的強度を傾動型製鍊炉の支持装置に比べて格段に低減することができ、設備費の増大を抑えることができる。

本実施の形態 4を図面に基づき説明する。第 1 7図は、本発明による据置型製鍊炉の実施の形態例を示す平面概略図、第 1 8図及び第 1 9図、第 1 7図における X— X面の縦断面概略図であり、第 1 8図は上部槽と下部槽とが連結された状態を、又、第 1 9図は下部槽を取り外した状態を示す図、第 2 0図は、第 1 7図における Y— Y面の縦断面概略図、第 2 1図は、第 1 7図における Z— Z面の縦断面概略図である。

図において、炉本体 3 0 2は内壁を耐火物で構築された上部槽 3 0 3と下部槽 3 0 4とで構成され、上部槽 3 0 3と下部槽 3 0 4とは、上部槽 3 0 3の下端に設けたフランジ 3 1 6と、下部槽 3 0 4の上端に設けたフランジ 3 1 7とで分離可能に連結されている。炉本体 3 0 2の下方には支持基盤 3 0 5が設けられ、下部槽 3 0 4と支持基盤 3 0 5とは、支持基盤 3 0 5に設けた支持台 3 0 6を介してボルト（図示せず）等により分離可能に連結されている。

支持基盤 3 0 5の下には、基礎 3 2 6に固定された油圧シリンダー 3 0 9により、支持基盤 3 0 5と基礎 3 2 6との間隙へ挿入可能な移動式コッ夕一 3 0 8が合計 8箇所に設けられている。本実施の形態では、支持基盤 3 0 5の鉛直方向の位置を調整して保持する位置調整手段として、この移動式コッター 3 0 8を採用している。移動式コッター 3 0 8は断面が楔型であり、移動式コッ夕一 3 0 8の支持基盤 3 0 5と基礎 3 2 6との間隙への挿入深さを調整することで、支持基盤 3 0 5の鉛直位置、即ち、中間架台 3 1 2と支持腕 3 1 3との間の位置の調整が可能となる（中間架台 3 1 2及び支持腕 3 1 3の詳細説明は後述する）。

そして、支持基盤 3 0 5は、基礎 3 2 6に埋め込んだアンカ一ポルト 3 1 0とナット 3 1 1とにより、基礎 3 2 6と固定されている。本実施の形態では、移動式コッ夕一 3 0 8により鉛直方向の位置を調整された支持基盤 3 0 5を固定する固定機構として、このアンカーポルト 3 1 0を用いており、合計 6箇所に設けたアンカ一ポルト 3 1 0は、アンカーボルト設置用ピット 3 1 9内に設けられ、そして、ピン 3 2 5にてアンカーボルト 3 1 0の中央部で折曲り可能として、支持基盤 3 0 5の移動の際の障害物とならないようにしている。

支持基盤 3 0 5の下の 4角に対応する基礎 3 2 6には、ジャッキ設置用ピッ卜 3 2 0が設けられ、ジャッキ設置用ピッ卜 3 2 0内にはジャッキ 3ひ 7が設置されている。そして、ジャッキ 3 0 7の伸縮により支持基盤 3 0 5は、上部槽 3 0 3と下部槽 3 0 4若しくは下部槽 3 0 4を支持した状態で昇降する。本実施の形態では、このジャッキ 3 0 7を支持基盤 3 0 5を昇降させて上部槽 3 0 3と下部槽 3 0 4とを分離、密着させる昇降手段として採用した。尚、ジャッキ 3 0 7はジャッキ設置用ピット 3 2 0内に収縮し、支持基盤 3 0 5の移動の際の障害物とならないようにしている。

炉本体 3 0 2の下方にはピット 3 1 8が設けられ、ピット 3 1 8内を台車 3 1 4がレール 3 1 5上を移動可能となっている。台車 3 1 4は、下部槽 3 0 4を支持した状態の支持基盤 3 0 5を積載して移動することができる。本実施の形態では、下部槽 3 0 4を上部槽 3 0 3直下から移送する移送手段として、この台車 3 1 4を採用した。

上部槽 3 0 3の両側面には支持腕 3 1 3が設けられ、又、基礎 3 2 6に固定された中間架台 3 1 2が支持腕 3 1 3の鉛直方向下方直下に設けられている。ジャツキ 3 0 7により炉本体 3 0 2を下降させた場合には、ジャッキ 3 0 7の下降途中で支持腕 3 1 3が中間架台 3 1 2で支持され、それ以降上部槽 3 0 3は下降しないので、台車 3 1 4に積載された下部槽 3 0 4は、上部槽 3 0 3に邪魔されることなく移動することができる。本実施の形態では、この中間架台 3 1 2を上部槽 3 0 3を空中の所定位置で支持する上部槽支持手段として採用した。

そして上部槽 3 0 3には、上部槽 3 0 3の天板を貫通する上吹き酸素ランス 3 2 1と、排ガス流路及び原材料供給口となるダクト 3 2 4が設けられると共に、下部槽 3 0 4には、出湯孔 3 2 2と底吹き羽口 3 2 3とが設けられて製鍊炉 3 0 1が構成される。尚、この製鍊垆 3 0 1は溶融還元製鍊用のものであり、上部槽 3 0 3の昇降の際にもダクト 3 2 4を通る排ガスをシールするために、ダクト 3 2 4の上部に伸縮自在なダクト（図示せず）を設けている。

このような構成の製鍊炉 3 0 1における下部槽 3 0 4の交換方法を以下に説明する。先ず、アンカーボルト 3 1 0で固定された支持基盤 3 0 5の直下に台車 3 1 4を配備する。次いで、フランジ 3 1 6とフランジ 3 1 7との連結を解くと共に、ナット 3 1 1及びアンカーボルト 3 1 0を外した後、ジャッキ 3 0 7を上昇させて支持基盤 3 0 5の下面と接触させる。ジャッキ 3 0 7と支持基盤 3 0 5の下面との接触後も、更にジャッキ 3 0 7を上昇させて上部槽 3 0 3、下部槽 3 0 4、及び支持基盤 3 0 5をジャッキ 3 0 7にて支持して、支持基盤 3 0 5と移動式コッター 3 0 8との間に間隙を形成する。この状態で移動式コッ夕一 3 0 8を支持基盤 3 0 5と基礎 3 2 6との間隙から引抜く。移動式コッ夕一 3 0 8の引抜き後、ジャッキ 3 0 7にて上部槽 3 0 3、下部槽 3 0 4、及び支持基盤 3 0 5を徐々に下降させる。この下降の途中で、支持腕 3 1 3は中間架台 3 1 2で支持され上部槽 3 0 3は下降を停止するが、ジャッキ 3 0 7は更に下降を続けて台車 3 1 4上に、下部槽 3 0 4を支持した状態の支持基盤 3 0 5を積載させる。下部槽 3 0 4及び支持基盤 3 0 5を積載した台車 3 1 4は上部槽 3 0 3直下から下部槽交換位置（図示せず）へ移動し、下部槽交換位置においてクレーン（図示せず）等にて、整備済みの下部槽 3 0 4を取り付けた支持基盤 3 0 5を新たに台車 3 1 4に積載する。尚、使用済みの下部槽 3 0 4を支持基盤 3 0 5から外して整備済みの下部槽 3 0 4と交換しても良い。

次いで、台車 3 1 4を移動させ整備済みの下部槽 3 0 4を上部槽 3 0 3の直下に配備する。そして、ジャッキ 3 0 7にて整備済みの下部槽 3 0 4を支持した状態の支持基盤 3 0 5を上昇させて、下部槽 3 0 4のフランジ 3 1 7を上部槽 3 0 3のフランジ 3 1 6と密着させる。そして、フランジ 3 1 6とフランジ 3 1 7とを連結後、更にジャッキ 3 0 7を上昇させて上部槽 3 0 3が下部槽 3 0 4により押し上がる位置まで上昇させた後、ジャッキ 3 0 7を停止させる。この状態で移動コッ夕一 3 0 8を支持基盤 3 0 5と基礎 3 2 6との間隙に挿入した後、ジャッキ 3 0 7を下降させて支持基盤 3 0 5を移動式コッ夕一 3 0 8の上に載せる。移動式コッ夕一 3 0 8による支持基盤 3 0 5の鉛直方向の位置調整は、中間架台 3 1 2に炉本体 3 0 2の荷重が掛からないようにするため、中間架台 3 1 2と支持腕 3 1 3とが 1 0 mm程度の間隙を形成する位置を目安として調整すれば良い。次いで、アンカ一ボルト 3 1 0とナツト 3 1 1で支持基盤 3 0 5を固定して下部槽 3 0 4の交換を終了する。下部槽 3 0 4の取付完了後には、中間架台 3 1 2 と支持腕 3 1 3とが接触していることもある力製鍊炉 3 0 1内で製鍊を開始すると上部槽 3 0 3及び下部槽 3 0 4が共に熱膨張して中間架台 3 1 2と支持腕 3 1 3とは離れ、支持基盤 3 0 5が全体の重量を支えることになる。

このように、本発明の製鍊炉 3 0 1では据置型であっても、下部槽 3 0 4の交換が可能であり、特に溶融還元炉のように下部槽 3 0 4の交換を必要とする製鍊炉においても、設備費の増大をもたらすことなく、安価な製鍊炉として適用することができる。

尚、上記説明では炉本体 3 0 2が 2つに分割される型式の製鍊炉 3 0 1で説明したが、上部槽 3 0 3が更に 2以上に分割される型式でも、又、上部槽 3 0 3の内壁に耐火物が構築されていなくても、本発明の適用に何ら支障とならない。又、上部槽 3 0 3と下部槽 3 0 4とを分離、密着させる昇降手段、支持基盤 3 0 5の鉛直方向の位置を調整し保持する位置調整手段、支持基盤 3 0 5を固定する固定機構、上部槽 3 0 3を支持する上部槽支持手段、及び下部槽 3 0 4を支持した状態の支持基盤 3 0 5を移送する移送手段は上記に限るものではなく、それぞれの機能を有する慣用のものであっても本発明を実施できることはいうまでもない。本発明の製鍊炉は据置型であり且つ炉底部の下部槽が交換できるので、下部槽の交換ができる傾動型製鍊炉に比較して、大幅に設備費を低減することができる。又、従来の据置型製鍊炉では下部槽の交換ができず、下部槽の損傷が製鍊炉の寿命を決めており、その都度製鍊炉全体を改修する必要があつたが、本発明により下部槽のみの交換で製鍊炉を改修でき、その効果は多大である。

実施の形態 5

本実施の形態 5の冶金炉に使用されるフランジのシール装置は以下からなる： —対のフランジ；

前記一対のフランジの少なくとも一方のシール面に取り付けられたシール面部材；と

前記シール部材はチュ一ブシールであるのが好ましく、チューブシールはシール膨張用ガスを導入するためのガス経路を有する。更に、該シール装置は、シ一ル部材をシール面の所定位置に固定する押え部材と一対のフランジとの間に形成された空間内にパージガスを導入するガス経路とを有する。

第 2 2図は本実施の形態 5のシール装置の一実施の形態を示し、例えば、炉内圧 2 [kg f/cm² ] の炉体用大口径フランジのシール例を示す。この装置は、下面フランジ 4 0 1 (例えば外径寸法、 < ) 1 2000 mm) と上面フランジ 4 0 2との間をシールするもので、上面フランジ 4 0 2のシール面には、シール面部材 4 0 5

(例えば、断面寸法 300 X 30匪）が取り付けられている。このシール面部材 4 0 5は、ボルト 4 1 1 , 4 1 1により上面フランジに取り替え可能に取り付けられ、また、シール面部材の裏面と上面フランジとの間にはパッキンが介装され、シール面部材と上面フランジとの気密性を保持している。上面フランジのシール面、すなわちシール面部材 4 0 5と下面フランジ 4 0 1のシール面との間には、炉内側及び炉外側にそれぞれ膨張型シール 4 0 3 , 4 0 3 (例えば、断面寸法 40 X 40min ) が間隙を設けて介装されている。膨張型シール 4 0 3， 4 0 3は、内部にガスを導入可能なチューブ形状をなし、下面フランジ 4 0 1内に形成したシール膨張用ガス経路 4 0 7， 4 0 7とそれぞれ接続されている。これらガス経路は図示しないガス（通常は空気）供給源と接続され、膨張型シールに膨張用空気を供給し、その供給圧を調節して、両シール面の気密性を維持するようになっている。これら膨張型シールの両側にはそれぞれ押え部材 4 0 4， 4 0 4 (例えば、断面寸法 40 X 40mm) が下面フランジに固定されて設けられ、膨張型シールの横変位を拘束するようになつている。さらに下面フランジにはパージガス導入経路 4 0 8が形成され、その基端は図示しない不活性ガス（通常は窒素ガス）供給源と接続され、その先端は、膨張型シール間の押さえ部材を通って前記膨張型シール 4 0 3 , 4 0 3と上下シール面との間の空間に開口している。そしてこの空隙に、パージ用窒素ガスを導入するようになっている。下面フランジの炉内側には、上述したシ —ル構造を囲うように遮蔽板 4 1 0が取り付けられ、これにより炉内の熱からシ —ル構造を保護するようになっている。また、上下フランジ 4 0 1， 4 0 2には、フランジ冷却用の冷却水水路 4 1 2が形成されている。なお、 4 0 6は締結ボルト（例えば、 M80 X 72本）用の孔である。

この装置では、押え部材 4 0 4の上面とシール面部材 4 0 5を合わせ、下面フランジ 4 0 1と上面フランジ 4 0 2を締結ポルトで締結した後、二つの NBR製膨張型シール 4 0 3に圧力 3 [kg f/cm² ] の膨張用空気を 2個所のシール膨張用ガス経路 4 0 7より送り、膨張型シールを膨張させてシール面部材 4 0 5に押し付けることによりシールされる。また、下面フランジ 4 0 1に固定された押さえ部材の当り面も膨張型シール 4 0 3の膨張力によりシールされる。そして、二つの膨張型シール 4 0 3の中間部に 2個所のパージガス導入経路 4 0 8より圧力 2. 5 [kgf/cm² ] の窒素ガスを導入し、もしも炉内側の膨張側シール 4 0 3のシールが保てなくなった場合でも炉内の CO等の有毒ガスは外へ出ず、パージガス（窒素ガス）が炉内に入るだけであり、炉外の安全性は保たれる。また、炉内が高温雰囲気の場合にも遮蔽板 4 1 0により膨張型シール 4 0 3への直接の放射熱を遮蔽でき、冷却用水路 4 1 2により膨張型シール 4 0 3周囲の金物温度を下げることで膨張型シール 3の温度を耐熱温度（例えば、 80 ）以下に保つことができる。この構造では、第 2 3図のように下面フランジ 1と上面フランジ 4 0 2の隙間が 10mm程度以下ならば膨張型シール 4 0 3の膨張力でシールは可能であるが、フランジの締結、開放を繰り返す内にフランジが変形し、その隙間が 10mmを超えるような場合には上面フランジ 4 0 2とシール面部材 4 0 5の間にシール 4 0 9を揷入したり、第 2 4図のようにフランジの変形に合う別のシール面部材 4 0 5と交換すればシール性は保てる。また、フランジの締結、開放作業などでシール当り面に傷をつけた場合にもシール面部材 4 0 5だけを交換すればよい。以上のように本発明によれば、フランジのシール面を交換できるようにすることにより、フランジの補修を容易にし、またフランジの変形に対する矯正を可能として、シール性の維持を容易に行うことができる。また、フランジのシール部材に膨張型シールを複数使用することにより、シール性が向上し、さらにパージガスをシール部材間に導入することにより、たとえ気密性が低下してもガス渥れによる危険を防止し、安全性が向上するなど顕著な効果を発揮する。

実施の形態 6

本実施の形態 6の冶金炉は、炉体；前記炉体の下部に設けられた出銑口；予め製造した溶銑を铸込み鍋から受ける受皿；と溶銑を冶金炉内に種湯として装入するために、前記受皿から出銑口へ溶銑を導入する溶銑導入路とからなる。

上記の冶金炉は、溶銑が導入された時のスポ一リングを防止するために、更に、前記出銑口の内側に断熱性スリーブを有するのが好ましい。断熱性スリーブは、シャモット系煉瓦によるパイプとシャモット系キャス夕ブルにより成形されたパイブからなる群から選択された一つである。

また、上記の冶金炉は、更に、出銑口の内側に配置されたスポーリング防止用の断熱性ファイバー又はシ一卜と、このファイバ一又はシー卜の内側に配置された耐火物製パイプ部材とを有するのが望ましい。前記断熱性ファイバー又はシートは、岩綿系、グラス系、及び多孔質系の材質からなる群から選択された一つである。前記耐火物製パイプは、 A l ₂〇₃、 M g O— (：、 A l ₂〇₃— S i C— Cの、焼成耐火物及びプレキャストキヤス夕一から選択された一つである。以下、図面を参照して、本発明種湯装入装置の一実施の形態を説明する。この装置は、铸込み鍋 5 1 0から予め製造した溶銑 5 2 0を受ける受皿 5 3 0と、出銑口 5 4 0を備えた溶融還元炉 5 5 0と、前記受皿 5 3 0から溶融還元炉の出銑口 5 4 0へ溶銑を導入する溶銑導入路 5 6 0とを具備し、受皿内の溶銑を溶融還元炉の出銑口から種湯として装入するようにした溶融還元炉への種湯装入装置である。ここで溶銑は、製鉄所において既に高炉が存在する場合、製銑工程で生産された溶銑を種湯として利用できる。また、製鋼工程で電気炉が存在する場合、製鋼工程で銑鉄を溶解して生産された溶銑を種湯として利用できる。あるいは、スクラップを溶解し、加炭して生産された溶銑を種湯として利用できる。

受皿内の溶銑を出銑口に導く溶銑導入路 5 6 0は、第 2 6図に示すように、箱体 5 6 1内に銑鉄が通る耐火物パイブ 5 6 2を配置し、箱体と耐火物パイプとの間に砂 5 6 3を充填している。耐火物パイプは、種湯導入時のみに耐用性があればよいので、 S K 3 4材のように安価な材料を使用することができる。本発明では、出銑口耐火物の築造構造は、第 2 7図に示すように、外形が矩形で内側径が円形断面のセット煉瓦 5 4 4である。

ところで、溶融還元炉の出銑口耐火物の築造構造は基本的には高炉と同様な構造である。溶融還元炉の炉内では溶銑ゃスラグが流動しているため、高炉で見られるように出銑口 ^火物の厚さを超えてマツドが出銑口前部に堆積しない。従って、高炉での操業のように出銑口の深度を回復させるような操作は不可能である。出銑口の寿命は溶融還元炉炉体寿命の決定要因となるため、溶銑装入時にスポーリングにより出銑口耐火物が損傷しないような配慮が必要である。

この場合、溶銑受け入れ時の出銑口耐火物のスポーリングを防止するために、出銑口耐火物をガスパーナ等により予熱しておく方法も有るが、溶銑装入後に稼働準備のために必要な時間とその間の温度低下を見込んで装入時の種湯温度は

1400で以上が必要であるため、予熱のみで耐火物のスポーリングを防止することは難しい。このため、第 2 8図の実施態様に示すように、溶銑装入時にはその損傷を防止するためにセット煉瓦の内側に上記スリ一ブ内にスポーリング防止用断熱性スリーブ 5 4 1を設置することが望ましい。スリーブ 5 4 1は、例えば、シャモット系煉瓦によるパイプまたはシャモット系キャス夕ブルにより成形したパイブなどで構成されている。

また、第 2 9図に示す本発明の実施の態様では、出銑口の溶銑挿入時の損傷を防止するために、このセット煉瓦 5 4 4の内側にスポーリング止用の断熱性フアイバー又はシ一ト 5 4 2を配置し、さらにこのファイバー又はシートの内側に耐火物製パイプ部材 5 4 3を配置している。断熱性のファイバ一ゃシート 5 4 2 は、例えば、岩綿系、グラス系、多孔質系の材質で構成されている。耐火物製パィプ部材 5 4 3は、例えば、 Al ₂ 0 ₃、Mg O— C、 A 1 ₂ O ₃— S i C— Cの、焼成耐火物及びプレキャストキヤスターで構成されている。これらを配置することにより、出銑口の内径は、 5 0— 1 0 0 mm程度となる。

以上のように、本実施の形態 6では、溶融還元炉の出銑口を種湯用の装入口部として利用しているので、機械的なシールが不要となる。すなわち、溶融還元炉は 0. 2MPa以上の高圧で操業される設備であるため、種湯の装入口部を別途設けた場合、その部分のシール性を維持する必要がある。本発明のように出銑口を種湯用の溶銑の装入口に使用すると、装入後は通常の操業と同様にマツドガンで閉塞を行えば操業を開始可能であり、機械的なシール装置は不要である。また、出銑口の断熱性が向上し、出銑口耐火物を保護しながら種湯を受け入れることができるようになつている。

実施例

図示する種湯装入装置において、

皿]

高さ： 2000mm、溶銑量： 40 t on 、 x 4杯

[溶銑導入路（耐火物パイプ部材〉 ]

受皿側の高さ： 1 150mm、耐火物パイプ部材の長さ： 13m 、耐火物パイプの材質： SK 3 4

[出銑口]

高さ： 800mm

[スポーリング防止用断熱性スリーブ]

シャモット系煉瓦によるパイプ

[スポーリング防止用の断熱性ファイバー]

岩綿系材質

[耐火物製パイプ]

A! ₂ 0 ₃の焼成耐火物

以上の条件下で溶銑を種湯として出銑口から導入したが、溶銑挿入時に出銑口の損傷は観察されなかった。また、溶銑挿入後マッドガンで閉塞を行い、短時間以上のように、本発明によれば、出銑口を種湯の揷入口として利用しているので、出銑口を閉塞後迅速に操業を開始できる。また、出銑口耐火物のスポ一リングを防止する構造としたので、出銑口の炉耐火物を損傷することがない顕著な効果を発揮する。実施の形態 7

冶金炉の操業方法は以下の工程からなる：

炉側壁に設けられた出湯口から溶湯を排出する工程；

上記の冶金炉の操業方法は、更に、前記底吹きノズルの残存長さを検出センサ一により検出する工程を有するのが好ましい。底吹きノズルから吹き込むガスは、前記検出センサーが検出する底吹きノズルの残存長さが基準長さになった時点で、攪拌用ガスから酸素含有ガスへと切り替えられる。

本実施の形態 7では、鉄浴を残留させた操業を行う炉体として、固定式炉体を用いる。固定式炉体を用いることで、転炉のような傾動式炉体に比べて設備費を低く抑えることができ、製造コストの固定費軽減に寄与する。又、固定式炉体を用いることで、スラグと接する炉壁位置に、耐火物に代わり金属製の水冷パネルを設けることができ、炉体耐火物コス卜の低減に寄与する。

そして、この固定式炉体の側壁に出湯口を設け、出湯口より連続的又は間歇的に炉内で生成する銑鉄や溶融スラグを排出することで、出湯口より下方に所定量の鉄浴を常に確保することができる。又、炉底に設けた底吹きノズルから ]¾拌用ガスを吹き込み、鉄浴を IS拌することで、炉内の反応、例えば還元反応等を促進させることができる。

この固定式炉体に内張りした煉瓦の損耗又は底吹きノズルの損耗等により炉寿命となった際は、少なくとも 1つの底吹きノズルの吹き込みガスを、攪拌用ガスから酸素含有ガスに切り替え、酸素含有ガスを炉内に吹き込む。すると、酸素含有ガス中の酸素と鉄浴とが反応して F e Oを生成すると共に発熱する。この発熱と F e Oとにより、底吹きノズル及び底吹きノズル周囲の耐火物が溶融して、底吹きノズルを設置していた位置を中心軸として、拡大された穴が炉内側から炉外側に向かって形成される。やがて、拡大された穴は炉底を貫通し、炉内の残溶湯が拡大された穴を通って炉外に排出される

又、操業中に検出センサーにより底吹きノズルの残存長さを検出していれば、底吹きノズルの残存長さが寿命から決まる基準長さとなった時期に残溶湯の排出が可能になり、炉体耐火物を極限にまで使用することができ、炉体耐火物のコス卜が一層低減する。

尚、本発明における鉄浴とは、溶銑、溶鋼、及び溶融鉄合金の溶湯であり、又、攪拌用ガスとは、窒素や A r等の不活性ガスや、この固定式炉体から発生する排ガスであり、更に、酸素含有ガスとは、空気、酸素、及び空気と酸素との混合ガスである。

本発明を図面に基づき説明する。第 3 0図は、本発明の実施の形態の 1例を示す鉄鉱石の溶融還元用固定式炉体の側断面の概略図、第 3 1図は、第 3 0図の底吹きノズル部の拡大図である。

これらの図において、外郭を炉体鉄皮 6 0 2とし、この炉体鉄皮 6 0 2内の下部に内側からワーク慷瓦 6 0 3及び永久煉瓦 6 0 4の順に、 2層の煉瓦積み構造とされた溶融還元炉 6 0 1力支持台 6 2 2にて基礎 6 2 3に固定されている。この 2層の煉瓦積み構造の部位で、溶銑 6 0 6及び溶融スラグ 6 0 7を保持する。溶融還元炉 6 0 1の側壁となる炉体鉄皮 6 0 2の上部には、集塵機（図示せず ) や予備還元炉（図示せず）と連結するダクト 6 2 0と、炉内に原料を供給するための原料投入口 6 2 1とが設けられている。又、天蓋の炉体鉄皮 6 0 2を貫通して上吹きランス 6 1 8が上下移動可能に設けられており、炉内に酸素を吹き込むことができる。

溶融還元炉 6 0 1の炉底には、窒素や A r等の不活性ガス又は溶融還元炉 6 0 1の排ガスを攪拌用ガスとして溶銑 6 0 6中に吹き込むネ数個の底吹きノズル 6 0 8、 6 0 8 a , 6 0 8 bが設けられている。底吹きノズル 6 0 8の設置数は、溶融還元炉 6 0 1の内容積にもよるが、 1基の溶融還元炉 1で 6〜 2 0個程度とする。底吹きノズル 6 0 8、 6 0 8 a , 6 0 8 bは、内径が 1 0〜 3 0 mm φのステンレス鋼管製とし、その周囲をスリーブ煉瓦 6 1 0が囲い、ステンレス鋼管製の底吹きノズル 6 0 8、 6 0 8 a , 6 0 8 bの溶銑 6 0 6による溶損を防止している。底吹きノズル 6 0 8、 6 0 8 a、 6 0 8 bの炉底への取り付け方法は、例えば、底吹きノズル 6 0 8、 6 0 8 a、 6 0 8 b及びスリーブ煉瓦 6 1 0を押え金物 6 1 1と一体的に構築し、そして、炉外からワーク煉瓦 6 0 3内に嵌合して押え金物 6 1 1を溶接又はポルト等にて炉体鉄皮 6 0 2に取り付けることでできる。そして、底吹きノズル 6 0 8、 6 0 8 a , 6 0 8 bはガス洪給管 6 1 2と連結され、攪拌用ガスが吹き込まれる。尚、本実施の形態では、 S拌用ガスとして窒素を用いた例を示している。

本実施の形態では、炉底中心に設けた底吹きノズル 6 0 8に連結するガス供給管 6 1 2を、揿拌用ガス供給管 6 1 2 aと、酸素含有ガス供給管 6 1 2 bとに分離し、攪拌用ガス供給管 6 1 2 aに設けたバルブ 6 1 3、及び酸素含有ガス供給管 6 1 2 bに設けたバルブ 6 1 4にて、底吹きノズル 6 0 8から吹き込むガスを、攪拌用ガスと酸素含有ガスとに切り替えることができる構造としている。

又、この底吹きノズル 6 0 8内には、ステンレス鋼管製の内管 6 0 9が設置され、この内管 6 0 9の先端は炉内面にまで至り、そして、内管 6 0 9内には光フアイバ一 6 1 7がモルタル（図示せず）と共に嵌入されている。光ファイバ一 6 1 7の炉外側の先端は、検出装置 6 1 6に接続されており、こうして、検出装置 6 1 6と光ファイバ一 6 1 7とで、底吹きノズル 6 0 8の残存長さを検出する検出センサー 6 1 5を構成している。この検出センサー 6 1 5による底吹きノズル 6 0 8の残存長は以下のようにして測定する。尚、検出装置 6 1 6は、光パルスの発振及び受信と、信号処理演算機能とを備えた装置である。

検出装置 6 1 6から発信された光パルスは、光ファイバ一 6 1 7を通り、そして、光ファイバ一の炉内側先端で反射して検出装置 6 1 6に戻る。検出装置 6 1 6は、光パルスの発信から受信までの時間を測定し、この時間から光ファイバ一 6 1 7の炉内側先端までの距離を算出する。底吹きノズル 6 0 8の損耗に従って光ファイバ一 6 1 7も損耗するので、光ファイバ一 6 1 7の先端までの距離と底吹きノズル 6 0 8の炉内側先端までの距離とがー致し、こうして底吹きノズル 6 0 8の残存長さが測定される。

炉側壁の 2層の煉瓦積み構造の位置には、マツド剤 6 2 4で充填された出湯口 6 0 5が設けられ、又、溶融還元炉 6 0 1の側壁の煉瓦積み構造の上方には、銅及び銅合金等からなる金属製水冷パネル 6 1 9が、炉体鉄皮 6 0 2の内周に取り付けられている。金属製水冷パネル 6 1 9は、溶融スラグ 6 0 7に対する耐用性が耐火物よりも高く、耐火物の代替として用いられている。

この構成の溶融還元炉 6 0 1に、鉄鉱石、石炭、生石灰、及び軽焼ドロマイトを原料投入口 6 2 1から供給し、そして、上吹きランス 6 1 8から酸素を吹き込み、底吹きノズル 6 0 8、 6 0 8 a , 6 0 8 bから窒素を吹き込んで鉄鉱石を溶融還元し、溶銑 6 0 6を製造する。溶銑 6 0 6力所定量確保され、且つ金属製水冷パネル 6 1 9位置に達する以前に、出湯口 6 0 5を開口して溶銑 6 0 6及び溶融スラグ 6 0 7を溶銑保持容器（図示せず）に排出する。排出後、再び出湯口 6 0 5にマツド剤 6 2 4を充填して排出を停止し、操業を継続する。

操業中、検出センサー 6 1 5による底吹きノズル 6 0 8の残存長さが基準長さになった場合、又は、目視観察又は熱電対等によるワーク煉瓦 6 0 3の残存厚みが基準の厚みになった場合、底吹きノズル 6 0 8から吹き込むガスを酸素含有ガスに切り替える。その際、他の底吹きノズル 6 0 8 a、 6 0 8 bからの搅拌用ガスの吹き込みは必要がなく、停止しても良い。酸素含有ガスは、空気、酸素及び空気と酸素との混合ガスの中から適宜選択する。

尚、ワーク煉瓦 6 0 3の残存厚みの基準は、 4 0〜 8 0 mm程度とし、又、底吹きノズル 6 0 8の残存長さの基準は、ワーク煉瓦 6 0 3に嵌合する部分の長さが 4 0〜 8 0 mmとなる残存長さとする。但し、ワーク煉瓦 6 0 3及び底吹きノズル 6 O Sの損耗速度は、炉の使用目的により異なるので、残存長さ及び残存厚みの基準値も上記に限るものではなく、その炉の使用目的に沿った最適な値を決めれば良い。

底吹きノズル 6 0 8から酸素含有ガスを吹き込むと、溶銑 6 0 6が酸化して発熱すると共に F e Oが生成する。この発熱により、最初にステンレス鋼管製の底吹きノズル 6 0 8が溶融し、次いで、底吹きノズル 6 0 8周囲のスリーブ煉瓦 6 1 0が前記の F e Oと酸化熱とにより溶融し、底吹きノズル 6 0 8の先端に拡大した凹部が形成される。続けて酸素含有ガスを吹き込むことで、凹部は炉内側から炉体鉄皮 2側に漸次進行し、スリーブ煉瓦 6 1 0内に炉内側から炉体鉄皮 2側に至る拡大した穴が形成される。第 3 1図では、この拡大した穴をスリーブ煉瓦 6 1 0中に破線で、又、拡大した穴の内径を Dで示す。そして拡大した穴が押え金物 6 1 1の位置に到達すると押え金物 6 1 1は溶融し、炉内の溶銑 6 0 6及び溶融スラグ 6 0 7が予め炉底に配置した溶銑保持容器（図示せず）内に落下 ·流出して排出される。尚、光ファイバ一 6 1 7及びガス供給管 6 1 2の一部は同時に溶損する。

内径が 1 0〜3 0 mm φの底吹きノズル 6 0 8から吹き込む酸素含有ガスは、 1 0 0〜1 0 0 0 Nm³ZH rとすることが好ましい。 1 0 O Nn^ZH r未満では、溶融速度が遅くて排出までに時間がかかり過ぎ、又、 1 0 0 0 Nm ³ ZH r を越えると吹き込みガスによる冷却効果が生じてスリーブ煉瓦 1 0の溶融が遅くなり、同様に、排出までに時間がかかり過ぎるためである。

これらの条件では、拡大した穴の内径 Dは 1 0 0〜2 0 O mm ci)になり、炉内に残る溶銑 6 0 6は迅速に、例えば 5 0 0 トン程度であれば数分間で排出される。又、拡大した穴の内径 Dが 1 0 0〜2 0 O mm (/)であるので、通常の底吹きノズル 6 0 8の交換作業と同様の作業で容易に復旧が可能である。尚、通常の底吹きノズル 6 0 8の交換作業とは、押え金物 6 1 1を炉体鉄皮 6 0 2と切り離し、底吹きノズル 6 0 8をスリーブ煉瓦 6 1 0と共に抜き出し、新たにスリーブ煉瓦 6 1 0及び押え金物 6 1 1と一体的構築した底吹きノズル 6 0 8をワーク煉瓦 6 0 3に嵌合して交換する作業である。従って、穴の内径 Dは 2 0 O mm *以上とする必要はなく、例えば 4 0 0 mm φまで拡大すると復旧作業に時間がかかり過ぎて好ましくない。

このように、底吹きノズル 6 0 8を利用して炉内の溶銑 6 0 6及び溶融スラグ 6 0 7を排出することで、特別の装置を用いることなく、安価に且つ確実に残溶湯を排出することができる。

尚、上記説明は固定式炉体として鉄鉱石の溶融還元炉 6 0 1について説明したが、固定式炉体は溶融還元炉 6 0 1に限るものではなく、酸素を吹き込み鉄スクラップを連続的に溶解する鉄のスクラップ溶解炉や、酸素を吹き込み、 N i鉱石や C r鉱石をコータスで還元して溶融状態の F e - N i合金及び F e— C r合金を製造する製鍊炉にも同様に適用することができる。又、酸素含有ガスを吹き込む底吹きノズルの数やその位置は上記に限るものではなく、複数個の底吹きノズルから酸素含有ガスを吹き込んでも良い。検出センサー 6 1 5も上記に限るものではなく、スリーブ煉瓦 6 1 0内に光ファイバ一 6 1 7を埋め込む構造としても良く、光ファーバー 6 1 7に代えて同軸ケーブルないしは絶縁された 2本の電気的導通性を有する線を用いて、電磁気パルスを流して測定する方法でも良い。更に、底吹きノズル 608をステンレス鋼管製の代わりに耐火物製としても、本発明の適用に何ら支障とならない。

実施例

第 30図に示す溶融還元炉 60 1における実施例を以下に説明する。直径が 1 Omの炉体鉄皮の内面に、 Mg〇—黒鉛質煉瓦のワーク煉瓦を 90 Ommの厚みに、その外側に 1 5 Omm厚みの MgO質煉瓦を永久慷瓦として設置した。底吹きノズルは、外径が 29 、内径が 2 5ηιΐΏφのステンレス鋼管製である。直径 0. 2 mm </)の光ファイバ一を、外径 1 7mm<i)、内径 12mm<i)のステンレス鋼管製の内管にモルタルと共に嵌入させた。底吹きノズルの総数は 1 0本であり、そのうち酸素含有ガスを吹き込む底吹きノズルは炉中心の 1本である。そして、底吹きノズルからの窒素供給量の総量を 8000〜 1 2000 Nm ³ ZH r、上吹きランスからの酸素供給量を 7 500 ONm³ H r、鉄鉱石供給量を 1 90 t on/H r, 石炭供給量を 1 00 t o n/H r, 生石灰供給量を 4 t n/H r , 軽焼ドロマイ卜の供給量を 4 t o n/H rとして鉄鉱石の溶融還元を行った。その結果、溶銑は 1 25 t n/H rで製造され、 2時間毎に出湯口から生成した溶銑及び溶融スラグを溶銑保持容器内に排出しつつ、操業を継続した。

操業開始から 75日後に、底吹きノズルのワーク煉瓦に嵌合する長さが、検出センサ一による検出値で 50mmとなったため操業を停止し、底吹きノズルから酸素を 300 Nm³/H rで吹き込んだ。酸素吹き込み後、 33分経過時に溶銑の排出が開始し、極めて均一なストレート流で排出した。溶銑は約 3分間で全量排出して、溶銑保持容器内に溶銑 520トンを排出した。溶銑の排出後、溶融スラグの排出が開始したが、溶融スラグの排出と共に出湯速度が低下し、最終的には拡大した穴がスラグと損耗した煉瓦破片とで詰まり、排出が停止した。

第 32図は、ワーク煉瓦と永久煉瓦との境付近のスリーブ煉瓦外周部に埋め込んだ熱電対による底吹きノズル温度の測定値、検出センサーによる底吹きノズル長さの減少量、及び吹き込み酸素の背圧を、酸素吹き込み開始から時系列的に測定した結果を示す図である。第 3 2図に示すように、底吹きノズルの温度は 4 0 0 ~ 6 0 0でであり、温度的には全く問題の無い値であった。背圧は吹き込み時間と共に徐々に低下し、出湯時には 4 k g Z c m ²まで低下した。酸素吹き込み開始時、底吹きノズルの炉内側先端から押え金物までの距離は約 1 0 0 c mであつたが、検出センサーによる底吹きノズル長さの減少量も約 1 0 0 c mとなり、検出センサ一が精度良く測定していることが確認できた。

炉内の冷却後、炉の内外及び排出用に拡大した穴を観察した結果、炉内には炭材を主とする残留物が 3〜4 トン残るのみで、排出状況は極めて良好であった。又、排出穴は直径が 1 0 0〜 1 5 0 mm φにまで拡大していたが、スリーブ煉瓦内に治まっていた。そして、炉底周辺設備の損傷は全くないことを確認した。本発明では、固定式炉体において、揿拌用ガスを吹き込む底吹きノズルから酸素含有ガスを吹き込み、底吹きノズルの設置された穴を拡大して残溶湯を排出するので、安価に且つ確実に残溶湯を排出することができ、その結果、炉体稼働率を大幅に向上し、且つ炉内残留物の排出作業に要する費用を大幅に低減することができ、工業的効果は格別である。

Claims

請求の範囲

1 . 冶金炉は以下からなる：

炉体鉄皮；

該炉体鉄皮の内側に設けられた内張り煉瓦からなる底部壁；と

2 . 該金属製水冷パネルが冷却水を通す渦巻き型構造の水路を有する請求の範囲第 1項記載の冶金炉。

3 . 冶金炉の側壁に設けられる水冷パネルは以下からなる：

金属製水冷パネル；と

該金属製水冷パネル内に設けられた冷却水を通す渦巻き型構造を持つ水路。

4 . 冶金炉は以下からなる：

炉体鉄皮；

該炉体鉄皮の内側に設けられた水冷パネルからなる炉壁；

5 . 該仕切り材が炉体鉄皮側から炉内に向かってその断面が狭くなる楔型を有する請求の範囲第 4項記載の冶金炉。

6 . 冶金炉は以下からなる：

炉体の外郭を形成する鉄皮：溶融金属及びスラグと接触する炉体の内周部に配置される、 M g〇、 A 1 ₂ 〇₃、黒鉛、 S i C、又は S i 0₂を主成分とする内周煉瓦：と

前記内周煉瓦の外側に、溶融金属及びスラグに溶出しても操業上問題が無く、且つ、検出が容易な物質を検出用物質として 1 O w t %以上含有する検出用煉瓦。

7 . 前記検出用物質が、 C r系酸化物、 S r系酸化物、 Z r系酸化物からなる群の中から選択された少なくとも 1つの物質である請求項 6記載の冶金炉。

8 . 前記検出用煉瓦が少なくとも 3 0 mmの厚みを有する請求項 6記載の冶金炉。

9 . 更に、検出用煉瓦と鉄皮との間に配置された 1層積みの煉瓦を有する請求項 6記載の冶金炉。

1 0 . 冶金炉は以下からなる：

上部槽と下部槽からなり、上部槽と下部槽とに分離可能な炉本体；

前記炉本体の下方に前記下部槽に連結して設けられ、且つ上部槽と下部槽とが連結される場合には炉本体全体を支持する支持基盤；

前記支持基盤を昇降させて上部槽と下部槽とを分離、密着させる昇降手段；前記昇降手段にて上昇した支持基盤の鉛直方向の位置を調整して保持する位置調整手段：

1 1 . 上部槽と下部槽とを有する冶金炉での下部槽交換方法は以下の工程からなる：

分離された下部槽を上部槽直下から移動させる工程；

支持基盤と連結した新たな下部槽を上部槽直下に配備する工程：と支持基盤を上昇させて上部槽と新たな下部槽とを密着させて連結する工程。

1 2 . 冶金炉に使用されるフランジのシール装置は以下からなる：

一対のフランジ；

1 3 . 前記シール部材がチューブシールである請求項 1 2記載のシール装置。

1 4 . 前記チューブシールはシール膨張用ガスを導入するためのガス経路を有する請求項 1 3記載のシール装置。

1 5 . 更に、シール部材をシール面の所定位置に固定する押え部材と一対のフランジとの間に形成された空間内にパージガスを導入するガス経路とを有する請求項 1 2記載のシール装置。

1 6 . 冶金炉は以下からなる：

炉体；

前記炉体の下部に設けられた出銑口；予め製造した溶銑を铸込み鍋から受ける受皿；と

1 7 . 溶铣が導入された時のスポ一リングを防止するために、更に、前記出銑口の内側に断熱性スリーブを有する請求項 1 6記載の冶金炉。

1 8 . 断熱性スリーブが、シャモット系煉瓦によるパイプとシャモット系キャス夕ブルにより成形されたパイプからなる群から選択された一つである請求項 1 7 記載の冶金炉。

1 9 . 更に、出銑口の内側に配置されたスポ一リング防止用の断熱性ファイバー又はシートと、このファイバー又はシートの内側に配置された耐火物製パイプ部材とを有する請求項 1 6記載の冶金炉。

2 0 . 前記断熱性ファイバー又はシートが、岩綿系、グラス系、及び多孔質系の材質からなる群から選択された一つである請求項 1 9記載の冶金炉。

2 1 . 前記耐火物製パイプが、 A 1 ₂〇₃、 M g〇一 C、 A 1 ₂〇₃— S i C— Cの、焼成耐火物及びプレキャストキヤス夕一から選択された一つである請求項 1 9記載の冶金炉。

2 2 . 冶金炉の操業方法は以下の工程からなる：

炉底に設けられた少なくとも 1つ以上の底吹きノズルから攪拌用ガスを鉄浴に吹き込む工程：

炉側壁に設けられた出湯口から溶湯を排出する工程；

2 3 . 更に、前記底吹きノズルの残存長さを検出センサ一により検出する工程を有する請求項 2 2記載の冶金炉の操業方法。

2 4 . 前記検出センサーが検出する底吹きノズルの残存長さが基準長さになった時点で、底吹きノズルから吹き込むガスが、攪拌用ガスから酸素含有ガスへと切り替えられる請求項 2 2記載の冶金炉の操業方法。

2 5 . 前記 IS拌用ガスを鉄浴に吹き込む工程が少なくとも 1つ以上の底吹きノズルと炉底近傍の側壁ノズルから揿拌用ガスを鉄浴に吹き込むことからなる請求項 2 2記載の冶金炉の操業方法。