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JP6905480B2 - Tap hole structure of metal refining furnace - Google Patents
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Description

本発明は、金属精錬炉のタップホール構造に関し、さらに詳しくは、例えば、銅精錬における自溶炉をはじめとする金属精錬炉からマットやスラグ等の溶湯を抜き出すための金属精錬炉のタップホール構造に関する。 The present invention relates to a taphole structure of a metal smelting furnace. More specifically, for example, a taphole structure of a metal smelting furnace for extracting molten metal such as mats and slag from a metal smelting furnace such as a flash smelting furnace in copper smelting. Regarding.

金属精錬における金属精錬炉、例えば、銅精錬における自溶炉100は、図6に示すように、反応シャフト101、セットラ102及びアップテイク103から構成され、反応シャフト101には1〜3本の精鉱バーナ104,104が設けられている。そして、精鉱を酸素富化空気あるいは高温熱風と同時に吹き込んで瞬間的に化学反応を起こさせ、比重差によってマットとスラグに分離する。自溶炉100は精鉱の酸化反応熱を利用するため他の方法より燃料消費率が低いという特徴があるが、処理する原料の品位、組成によっては、酸化反応熱だけでは熱量が不足することもあるため、精鉱バーナ104,104から重油等で助燃することもある。 As shown in FIG. 6, a metal smelting furnace in metal smelting, for example, a flash smelting furnace 100 in copper smelting, is composed of a reaction shaft 101, a settler 102, and an uptake 103, and the reaction shaft 101 has 1 to 3 smelters. Mining burners 104 and 104 are provided. Then, the concentrate is blown at the same time as oxygen-enriched air or high-temperature hot air to cause a chemical reaction momentarily, and the concentrate is separated into mat and slag by the difference in specific gravity. Since the flash smelting furnace 100 utilizes the heat of oxidation reaction of the concentrate, the fuel consumption rate is lower than that of other methods. However, depending on the grade and composition of the raw material to be processed, the amount of heat may be insufficient only by the heat of oxidation reaction. Therefore, it may be fueled by heavy oil or the like from the concentrate burners 104 and 104.

マットには、通常、銅が60〜70%含まれており、このマットは自溶炉100の底部近傍に複数連設して設けられたマットタップホール105,105から抜き出される。一方、スラグには1%前後の銅が含まれているためアップテイク103の下部側に設けられたスラグタップホール106からスラグを抜き出して錬かん炉120へ送って錬かんし、スラグに含まれる銅をマットとして回収し、自溶炉100から抜き出されたマットとあわせて転炉で処理する。そして、電解精製によってさらに品位の高い電気銅が製造される。 The mat usually contains 60 to 70% of copper, and the mat is extracted from a plurality of mat tap holes 105 and 105 provided in series near the bottom of the flash smelting furnace 100. On the other hand, since the slag contains about 1% copper, the slag is extracted from the slag tap hole 106 provided on the lower side of the uptake 103 and sent to the smelting furnace 120 for smelting, and the copper contained in the slag. Is collected as a mat, and is processed in a converter together with the mat extracted from the flash smelting furnace 100. Then, electrolytic refining produces even higher quality electrolytic copper.

図7は従来のタップホール構造を示し、(a)は正常時のタップホール部のレンガの設置状態を示す断面図、(b)はタップホール部のレンガの配列が乱れた異常な状態を示す断面図である。図7(a)に示すように、自溶炉100の炉壁は、鋼材等で構成されたシェル107の内側に不定形耐火物108を介在させ、不定形耐火物108を挟んで内側に水冷ジャケット109を配置した構造とされている。そして、水冷ジャケット109の炉内側には炉内耐火物112が積層されて炉内壁が形成されている。また、水冷ジャケット109の中央には開口部が形成されており、この開口部に相対する位置のシェル107にも開口部が設けられている。そして、シェル107には開口部を囲繞するようにして鋼材等の金属材料によって形成された角筒状のタップホール枠110が取り付けられている。タップホール枠110の内部には耐火物111が充填され、この耐火物111を穿設するようにしてタップホール105が形成されている。 FIG. 7 shows a conventional tap hole structure, (a) is a cross-sectional view showing a normal state of installation of bricks in the tap hole portion, and (b) shows an abnormal state in which the arrangement of bricks in the tap hole portion is disturbed. It is a cross-sectional view. As shown in FIG. 7A, the furnace wall of the flash smelting furnace 100 has an amorphous refractory 108 interposed inside a shell 107 made of steel or the like, and water-cooled inside with the amorphous refractory 108 sandwiched between them. It has a structure in which the jacket 109 is arranged. Then, the refractory material 112 in the furnace is laminated on the inside of the furnace of the water-cooled jacket 109 to form the inner wall of the furnace. Further, an opening is formed in the center of the water-cooled jacket 109, and the shell 107 at a position facing the opening is also provided with the opening. A square tubular tap hole frame 110 formed of a metal material such as a steel material is attached to the shell 107 so as to surround the opening. The inside of the tap hole frame 110 is filled with a refractory material 111, and the tap hole 105 is formed so as to pierce the refractory material 111.

近年の自溶炉における銅精錬にあっては、1炉あたりの処理量が従来の約2倍の処理を行う高負荷操業へと移行してきている。自溶炉における高負荷操業においては、水冷ジャケットや耐火物の溶損進行が早く、水冷ジャケットや耐火物の取り替えを頻繁に行う必要が生じ、操業効率が低下する等の問題が生じている。そこで、水冷ジャケット及び耐火物の取り替えを長期にわたって不要とする炉体冷却構造や炉体冷却方法等が開発されている(特許文献1〜3)。 In recent years, copper refining in flash smelting furnaces has shifted to high-load operation in which the amount of processing per reactor is about twice that of the conventional one. In high-load operation in a flash smelting furnace, the water-cooled jacket and the refractory material are rapidly melted, and it is necessary to frequently replace the water-cooled jacket and the refractory material, which causes problems such as a decrease in operation efficiency. Therefore, a furnace body cooling structure, a furnace body cooling method, and the like that do not require replacement of the water-cooled jacket and the refractory for a long period of time have been developed (Patent Documents 1 to 3).

特許第5111473号公報Japanese Patent No. 5111473 特許第5441593号公報Japanese Patent No. 5441593 特許第5511601号公報Japanese Patent No. 551601

自溶炉をはじめとする銅精錬炉において高温条件での操業や冷間補修の実施が繰り返されると、耐火物の残存線膨張による経年的な膨張は避けられず、耐火物の膨張が進行する。耐火物の膨張が進行すると炉体の歪みや塑性変形の原因となる。特に、タップホール周辺は一定周期でマットやスラグ等の溶湯を炉内から取り出すため、溶湯の流れによる耐火物の損耗、溶損が進行しやすい。そして、管理範囲を超過して損耗、溶損が進行すると、湯漏れリスクが増大することとなる。 When operations and cold repairs are repeated in high-temperature conditions in copper smelting furnaces such as flash smelting furnaces, aging expansion due to residual line expansion of refractories is unavoidable, and expansion of refractories progresses. .. As the refractory expands, it causes distortion and plastic deformation of the furnace body. In particular, since the molten metal such as mats and slags is taken out from the furnace at regular intervals around the tap hole, the refractory material is easily worn and melted due to the flow of the molten metal. If the wear and tear progress beyond the control range, the risk of hot water leakage increases.

具体的には、炉内耐火物112の膨張によって、例えば、マットタップホール105の近傍で炉内耐火物112の膨張、変形、配置のズレ等が発生するとタップホール105を構成するレンガの配置が乱れ、シェル107とタップホール枠110の接合部分に大きな負荷が生じて変形し、部分的な破損(矢印A部)が生じる。部分的な破損が生じると、通常は、図7(a)に示すX方向に湯が流れるのに対して、図7(b)に示すB方向のように、マットタップホール105以外に湯の通り道が形成されてしまい、湯漏れのリスクが高くなる。尚、スラグタップホール106も同様である。 Specifically, when the refractory material 112 in the furnace expands, for example, when the refractory material 112 in the furnace expands, deforms, or displaces in the vicinity of the mat tap hole 105, the bricks constituting the tap hole 105 are arranged. The joint portion between the shell 107 and the tap hole frame 110 is disturbed and deformed due to a large load, resulting in partial damage (arrow A portion). When partial damage occurs, hot water usually flows in the X direction shown in FIG. 7 (a), whereas hot water other than the mat tap hole 105, as shown in the B direction shown in FIG. 7 (b), is used. A passage is formed, increasing the risk of hot water leakage. The same applies to the slag tap hole 106.

そこで、本発明は、かかる問題点に鑑みなされたもので、耐火物の膨張、変形、配置のズレ等によってシェルやタップホール枠が変形した場合であっても湯漏れのリスクを軽減することが可能な金属精錬炉のタップホール構造を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of such a problem, and it is possible to reduce the risk of hot water leakage even when the shell or the tap hole frame is deformed due to expansion, deformation, misalignment of the refractory, or the like. It is an object of the present invention to provide a taphole structure of a possible metal refining furnace.

上記課題を解決するため請求項1に記載の本発明は、マットやスラグ等の溶湯を炉内から取り出すための金属精錬炉のタップホール構造において、炉内壁を構成する耐火物を保持すると共に、内部に前記耐火物を冷却するための冷却水を循環させる冷却管が配置された水冷ジャケットに前記溶湯を抜き出すためのタップホールが形成されるタップホール枠を固定することより、前記水冷ジャケットと前記タップホール枠を一体構造とし、前記水冷ジャケット及び前記タップホール枠は前記金属精錬炉を形成するシェルとは直接接続しないようにしたことを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention according to claim 1 holds a refractory material constituting the inner wall of the furnace in a tap hole structure of a metal smelting furnace for taking out molten metal such as mats and slag from the inside of the furnace, and also holds the refractory material. By fixing the tap hole frame in which the tap hole for extracting the molten metal is formed to the water cooling jacket in which the cooling pipe for circulating the cooling water for cooling the refractory is arranged, the water cooling jacket and the said The taphole frame is an integral structure, and the water-cooled jacket and the taphole frame are not directly connected to the shell forming the metal smelting furnace.

上記課題を解決するため請求項2に記載の本発明は、請求項1に記載の金属精錬炉のタップホール構造において、前記水冷ジャケット及び前記タップホール枠は、前記シェルとは所定の間隔を有して配置されていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention according to claim 2 has a tap hole structure of the metal smelting furnace according to claim 1, wherein the water-cooled jacket and the tap hole frame have a predetermined distance from the shell. It is characterized in that it is arranged in a manner.

上記課題を解決するため請求項3に記載の本発明は、請求項1又は2に記載の金属精錬炉のタップホール構造において、前記タップホールの位置を監視するセンサを備えていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention according to claim 3 is characterized in that, in the tap hole structure of the metal smelting furnace according to claim 1 or 2, a sensor for monitoring the position of the tap hole is provided. do.

上記課題を解決するため請求項4に記載の本発明は、請求項1から3のいずれか1項に記載の金属精錬炉のタップホール構造において、前記タップホールを介して炉内から取り出された溶湯を案内する樋であって、当該タップホールの位置ズレに合わせて位置調整ができるように可動可能とした樋をさらに備えていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention according to claim 4 is taken out from the inside of the tap hole through the tap hole in the tap hole structure of the metal smelting furnace according to any one of claims 1 to 3. It is a gutter that guides the molten metal, and is further provided with a gutter that is movable so that the position can be adjusted according to the position deviation of the tap hole.

本発明に係る金属精錬炉のタップホール構造によれば、タップホール枠とシェルを固定せずに分離したことにより、タップホール枠に対する負荷の発生を抑制し、タップホールを構成するレンガの配置の乱れを防止してシェルとタップホール枠の部分的な破損やタップホール以外に湯の通り道が形成されるのを防止できるという効果がある。 According to the tap hole structure of the metal smelting furnace according to the present invention, the tap hole frame and the shell are separated without being fixed, so that the generation of a load on the tap hole frame is suppressed and the bricks constituting the tap hole are arranged. It has the effect of preventing disturbance and preventing partial damage to the shell and tap hole frame and formation of hot water passages other than tap holes.

(a)は本発明に係る金属精錬炉のタップホール構造の一実施形態の斜視図、(b)はその正面図である。(A) is a perspective view of an embodiment of the tap hole structure of the metal smelting furnace according to the present invention, and (b) is a front view thereof. 水冷ジャケットとその周辺構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the water-cooled jacket and its peripheral structure. 水冷ジャケットの詳細を示す正面図である。It is a front view which shows the detail of a water-cooled jacket. タップホール枠と水冷ジャケットの取り付け状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the attachment state of a tap hole frame and a water-cooled jacket. タップホールに対する変位センサの配置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the arrangement of the displacement sensor with respect to a tap hole. 従来の自溶炉の構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the conventional flash smelting furnace. 従来のタップホール構造を示し、(a)は正常時のタップホール部のレンガの設置状態を示す断面図、(b)はタップホール部のレンガの配列が乱れた異常な状態を示す断面図である。A conventional tap hole structure is shown, (a) is a cross-sectional view showing a normal state of brick installation in the tap hole portion, and (b) is a cross-sectional view showing an abnormal state in which the arrangement of bricks in the tap hole portion is disturbed. be.

以下、本発明に係る金属精錬炉のタップホール構造について、好ましい一実施形態に基づいて詳細に説明する。図1(a)は本発明に係る金属精錬炉のタップホール構造の一実施形態の斜視図、(b)はその正面図、図2は水冷ジャケットとその周辺構成を示す断面図、図3は水冷ジャケットの詳細を示す正面図、図4はタップホール枠と水冷ジャケットの取り付け状態を示す断面図である。以下においては、自溶炉1の構成の一部を示し、これに基づいてタップホール構造について説明する。 Hereinafter, the taphole structure of the metal smelting furnace according to the present invention will be described in detail based on a preferred embodiment. 1 (a) is a perspective view of an embodiment of a tap hole structure of a metal smelting furnace according to the present invention, FIG. 1 (b) is a front view thereof, FIG. 2 is a cross-sectional view showing a water-cooled jacket and its peripheral configuration, and FIG. A front view showing the details of the water-cooled jacket, and FIG. 4 is a cross-sectional view showing the attached state of the tap hole frame and the water-cooled jacket. In the following, a part of the configuration of the flash smelting furnace 1 will be shown, and the taphole structure will be described based on this.

図示されたタップホール構造は、概略として、自溶炉1の炉壁の外側を形成しているシェル(「缶体」ともいう。)2と、シェル2の内側に配設された水冷ジャケット3と、水冷ジャケット3の内側(炉内側)に配置されると共に水冷ジャケット3により冷却される炉内耐火物4と、水冷ジャケット3に設けられた開口部31の周囲を囲繞するようにして取り付けられた角筒状のタップホール枠5と、炉内に通じるようにしてタップホール枠5の内部に形成されたタップホール6を備えて構成されている。尚、図1においては、内部の水冷ジャケット3を示すためにシェル2を破線で示している。 The illustrated tap hole structure is roughly a shell (also referred to as a “can body”) 2 forming the outside of the furnace wall of the flash smelting furnace 1 and a water-cooled jacket 3 arranged inside the shell 2. The refractory material 4 in the furnace, which is arranged inside the water-cooled jacket 3 (inside the furnace) and is cooled by the water-cooled jacket 3, and the opening 31 provided in the water-cooled jacket 3 are attached so as to surround the periphery. It is configured to include a square tubular tap hole frame 5 and a tap hole 6 formed inside the tap hole frame 5 so as to communicate with the inside of the furnace. In FIG. 1, the shell 2 is shown by a broken line to show the water-cooled jacket 3 inside.

シェル2は、鋼材等の金属材料によって形成され、自溶炉1の炉体を構成する。シェル2の外壁面の所定箇所には、シェル2内の所定箇所に配置される後述する水冷ジャケット3に設けられた開口部31に対応する位置に開口部21が設けられている。そして、シェル2に設けられた開口部21から後述する水冷ジャケット3に一体に取り付けられたタップホール枠5がシェル2の外側に延伸される。この場合、図4に示すように、水冷ジャケット3及びタップホール枠5はシェル2に固定されることなく配置される。このように、水冷ジャケット3及びタップホール枠5とシェル2とを固定することなく相対的に可動可能とすることにより、後述する炉内耐火物4やタップホール枠5内の耐火レンガ50,50の膨張等による歪みや応力の発生によるタップホール枠の部分的な破損やタップホール以外に湯の通り道が形成されるのを防止している。尚、シェル2の開口部21はタップホール枠5が炉内耐火物4やタップホール枠5内の耐火レンガ50,50の膨張等による歪みによって移動することを許容する程度の大きさに開口されていることはいうまでもない。 The shell 2 is formed of a metal material such as a steel material and constitutes the furnace body of the flash smelting furnace 1. An opening 21 is provided at a predetermined position on the outer wall surface of the shell 2 at a position corresponding to an opening 31 provided in the water-cooled jacket 3 to be described later, which is arranged at a predetermined position in the shell 2. Then, the tap hole frame 5 integrally attached to the water-cooled jacket 3 described later is extended to the outside of the shell 2 from the opening 21 provided in the shell 2. In this case, as shown in FIG. 4, the water-cooled jacket 3 and the tap hole frame 5 are arranged without being fixed to the shell 2. In this way, by making the water-cooled jacket 3, the taphole frame 5, and the shell 2 relatively movable without being fixed, the refractory material 4 in the furnace and the refractory bricks 50, 50 in the taphole frame 5, which will be described later, are made relatively movable. It prevents the tap hole frame from being partially damaged due to the generation of strain and stress due to the expansion of the hot water, and the formation of a hot water passage other than the tap hole. The opening 21 of the shell 2 is opened to a size that allows the tap hole frame 5 to move due to distortion due to expansion of the refractory material 4 in the furnace or the refractory bricks 50, 50 in the tap hole frame 5. Needless to say, it is.

水冷ジャケット3は、内部に冷却水を循環させる複数の冷却管32,32を備えた本体30と、本体30の炉内側の表面に設けられた複数のリブ35,35を備えて構成されている。そして、水冷ジャケット3の中央には、図3に示すように、開口部31が形成されており、各冷却管32,32は開口部31の周囲を取り巻くようにして配置されている。各冷却管32,32の一端側にはそれぞれ冷却水を供給するための給水口33,33が設けられ、また、その他端側には冷却水を排出するための排水口34,34が設けられている。水冷ジャケット3の炉内側の表面に設けられた複数のリブ35,35(図1及び図2参照)はジャケット本体30と一体とされて所定間隔に配置されている。このリブ35,35に耐火レンガ等を積層して構成される炉内耐火物4が配置されている。炉内耐火物4によって水冷ジャケット3の表面が覆われており、炉熱により水冷ジャケット3が損傷するのを防止している。尚、水冷ジャケット3は熱伝導率の高い、例えば、銅のような金属で形成することが好ましい。 The water-cooled jacket 3 is configured to include a main body 30 having a plurality of cooling pipes 32, 32 for circulating cooling water inside, and a plurality of ribs 35, 35 provided on the inner surface of the furnace of the main body 30. .. As shown in FIG. 3, an opening 31 is formed in the center of the water-cooled jacket 3, and the cooling pipes 32, 32 are arranged so as to surround the opening 31. Water supply ports 33 and 33 for supplying cooling water are provided on one end side of each of the cooling pipes 32 and 32, and drainage ports 34 and 34 for discharging cooling water are provided on the other end side. ing. A plurality of ribs 35, 35 (see FIGS. 1 and 2) provided on the inner surface of the furnace of the water-cooled jacket 3 are integrated with the jacket body 30 and arranged at predetermined intervals. A refractory material 4 in the furnace, which is formed by laminating refractory bricks or the like on the ribs 35, 35, is arranged. The surface of the water-cooled jacket 3 is covered with the refractory material 4 in the furnace to prevent the water-cooled jacket 3 from being damaged by the heat of the furnace. The water-cooled jacket 3 is preferably made of a metal having high thermal conductivity, for example, copper.

タップホール枠5は、水冷ジャケット3に設けられた開口部31を取り囲むようにして取り付けられた内部が空洞の角筒状の部材である。タップホール枠5は、鋼材等の金属性材料によって形成され、タップホール枠5の先端側の周囲に形成された鍔部51を水冷ジャケット3の炉外側の表面に当接させ、且つ、図3に示す水冷ジャケット3の開口部31に合致させた後、複数のボルト7,7によって水冷ジャケット3に固定される。そして、タップホール枠5の内部には、複数の耐火レンガ50,50が充填され、その中心部に湯を抜き出すための貫通孔であるタップホール6が形成されている。尚、タップホール枠5の外形形状は角筒状に限定されるものではない。 The tap hole frame 5 is a square tubular member having a hollow inside, which is attached so as to surround the opening 31 provided in the water-cooled jacket 3. The tap hole frame 5 is formed of a metallic material such as a steel material, and a flange portion 51 formed around the tip end side of the tap hole frame 5 is brought into contact with the surface of the water-cooled jacket 3 on the outside of the furnace, and FIG. After matching with the opening 31 of the water-cooled jacket 3 shown in the above, the water-cooled jacket 3 is fixed to the water-cooled jacket 3 by a plurality of bolts 7 and 7. The inside of the tap hole frame 5 is filled with a plurality of refractory bricks 50, 50, and a tap hole 6 which is a through hole for extracting hot water is formed in the center thereof. The outer shape of the tap hole frame 5 is not limited to a square cylinder.

このように、タップホール枠5の一端を水冷ジャケット3に固定することによりタップホール枠5と水冷ジャケット3を一体構造とすることで、タップホール枠5をシェル2に固定することなく設置することが可能になる。そして、シェル2と水冷ジャケット3との間には不定形耐火物を介在させていないことから炉内耐火物4や耐火レンガ50,50が膨張しても水冷ジャケット3及びタップホール枠5はシェル2とは切り離された状態で移動(変形)するためタップホール枠5とシェル2との間に応力が発生することがないので、耐火レンガ50,50の割れやシェル2の変形に基づく湯漏れ等のトラブルの発生を防止することが可能となる。また、シェル2と水冷ジャケット3との間に不定形耐火物を介在させないことで放熱効果が高まり、水冷ジャケット3へ流すべき冷却水の水量を低減することができる。尚、タップホール6からはマットMまたはスラグが排出されるが、このマットMまたはスラグは、図5に示すように、タップホール6の近傍に配置された樋9を介して所定の場所へ移送される。また、水冷ジャケット3及びタップホール枠5とシェル2との間は若干の隙間を設けることが好ましいが、シェル2との間で相対的な移動が可能であれば水冷ジャケット3とシェル2とは接触していてもよい。 In this way, by fixing one end of the tap hole frame 5 to the water-cooled jacket 3, the tap hole frame 5 and the water-cooled jacket 3 are integrated, so that the tap hole frame 5 can be installed without being fixed to the shell 2. Becomes possible. Since no irregular refractory is interposed between the shell 2 and the water-cooled jacket 3, the water-cooled jacket 3 and the tap hole frame 5 are shells even if the refractory 4 and the refractory bricks 50 and 50 in the furnace expand. Since it moves (deforms) in a state of being separated from 2, no stress is generated between the tap hole frame 5 and the shell 2, so that the refractory bricks 50 and 50 are cracked and hot water leaks due to the deformation of the shell 2. It is possible to prevent the occurrence of troubles such as. Further, by not interposing an amorphous refractory between the shell 2 and the water-cooled jacket 3, the heat dissipation effect is enhanced, and the amount of cooling water to be flowed to the water-cooled jacket 3 can be reduced. The mat M or slag is discharged from the tap hole 6, and the mat M or slag is transferred to a predetermined place through a gutter 9 arranged in the vicinity of the tap hole 6 as shown in FIG. Will be done. Further, it is preferable to provide a slight gap between the water-cooled jacket 3 and the tap hole frame 5 and the shell 2, but if relative movement between the water-cooled jacket 3 and the tap hole frame 5 and the shell 2 is possible, the water-cooled jacket 3 and the shell 2 are separated from each other. It may be in contact.

ところで、上述のように、水冷ジャケット3及びタップホール枠5とシェル2を固定することなく分離させた状態で両者を配置した構成とした場合であっても、炉内耐火物4や耐火レンガ50,50の熱膨張の影響を回避することは困難である。そして、水冷ジャケット3及びタップホール枠5の移動(変形)によってタップホール6の位置が当初の場所から大幅に位置ズレしたような場合には溶湯が正しく樋9に流れ込まず、溶湯の飛散が発生することが考えられる。そのため、タップホール6(又は、タップホール枠5)の位置ズレを定期的に測定又は監視し、必要に応じて樋9とタップホール6の相対位置を適正に保つことが必要となる。そこで、本実施形態ではさらに図5に示すように、タップホール6に対向する所定の箇所に変位センサ8を設置してタップホール6の上下、左右の移動量を計測し、角度ズレや位置ズレを監視することとしている。変位センサ8は、自溶炉1が収容される建屋の床や柱などを利用することにより移動しない定点に設けることが好ましい。変位センサ8は角度ズレや位置ズレを検知し、その変化量を距離に変換するためのものであるが、本発明においては、高温雰囲気で使用可能なタイプを選択する必要がある。具体的には、レーザフォーカス式、超音波式、三角測距等の非接触式が推奨される。そして、タップホール6が横方向に位置ズレを起こすと溶湯が樋9に正しく流入せず、上方向に位置ズレを起こすと溶湯の飛沫が増加し、下方向に位置ズレを起こすと溶湯が安定して流れないことになるので、樋9は予め位置調整ができるように上下方向及び左右方向のいずれの方向にも可動可能に形成されており、タップホール6の位置ズレに対応することができるようになっている。 By the way, as described above, even when the water-cooled jacket 3, the tap hole frame 5, and the shell 2 are arranged in a separated state without being fixed, the refractory material 4 and the refractory brick 50 in the furnace are arranged. , 50 It is difficult to avoid the effects of thermal expansion. If the position of the tap hole 6 is significantly displaced from the initial position due to the movement (deformation) of the water-cooled jacket 3 and the tap hole frame 5, the molten metal does not flow correctly into the gutter 9 and the molten metal scatters. It is conceivable to do. Therefore, it is necessary to periodically measure or monitor the positional deviation of the tap hole 6 (or the tap hole frame 5) and maintain the relative positions of the gutter 9 and the tap hole 6 appropriately as necessary. Therefore, in the present embodiment, as further shown in FIG. 5, a displacement sensor 8 is installed at a predetermined position facing the tap hole 6 to measure the vertical and horizontal movement amounts of the tap hole 6, and the angle deviation and the positional deviation are displaced. Is to be monitored. The displacement sensor 8 is preferably provided at a fixed point that does not move by using the floor or pillar of the building in which the flash smelting furnace 1 is housed. The displacement sensor 8 is for detecting an angular deviation or a positional deviation and converting the amount of change into a distance. However, in the present invention, it is necessary to select a type that can be used in a high temperature atmosphere. Specifically, a non-contact type such as a laser focus type, an ultrasonic type, or a triangular ranging type is recommended. Then, if the tap hole 6 is displaced in the lateral direction, the molten metal does not flow correctly into the gutter 9, if the tap hole 6 is displaced upward, the droplets of the molten metal increase, and if the position is displaced downward, the molten metal is stable. Therefore, the gutter 9 is formed so as to be movable in both the vertical direction and the horizontal direction so that the position can be adjusted in advance, and it is possible to cope with the misalignment of the tap hole 6. It has become like.

以上のように、本実施形態に係る金属精錬炉のタップホール構造によれば、炉内壁を構成する炉内耐火物4を保持すると共に、内部に炉内耐火物4を冷却するための冷却水を循環させる冷却管32が内部に配置された水冷ジャケット3にタップホール枠5を固定して水冷ジャケット3とタップホール枠5を一体構造とし、水冷ジャケット3及びタップホール枠5はシェル2とは直接接続しないようしたので、炉内耐火物4の膨張、変形、位置のズレに伴う、タップホール内の耐火レンガ50やシェル2やタップホール枠5の損傷を防止でき、且つ、湯漏れの発生を防止することができるという効果がある。 As described above, according to the tap hole structure of the metal smelting furnace according to the present embodiment, the cooling water for holding the refractory in the furnace 4 constituting the inner wall of the furnace and cooling the refractory in the furnace 4 inside. The tap hole frame 5 is fixed to the water cooling jacket 3 in which the cooling pipe 32 is arranged to circulate the water cooling pipe 32, and the water cooling jacket 3 and the tap hole frame 5 are integrated. Since it is not directly connected, damage to the refractory brick 50, shell 2 and tap hole frame 5 in the tap hole due to expansion, deformation and misalignment of the refractory material 4 in the furnace can be prevented, and hot water leakage occurs. Has the effect of being able to prevent.

また、本実施形態に係る金属精錬炉のタップホール構造によれば、水冷ジャケット3及びタップホール枠5は、シェル2とは所定の間隔を有するように配置したので、炉内耐火物4や耐火レンガ50,50の膨張による歪みや応力の発生を防止することができるので、シェル2やタップホール枠5の損傷を防止でき、且つ、湯漏れの発生を防止することができるという効果がある。 Further, according to the tap hole structure of the metal smelting furnace according to the present embodiment, the water-cooled jacket 3 and the tap hole frame 5 are arranged so as to have a predetermined distance from the shell 2, so that the refractory in the furnace 4 and the fire resistance are fireproof. Since it is possible to prevent the occurrence of strain and stress due to the expansion of the bricks 50 and 50, it is possible to prevent damage to the shell 2 and the tap hole frame 5, and it is possible to prevent the occurrence of hot water leakage.

さらに、本実施形態に係る金属精錬炉のタップホール構造によれば、タップホール6の位置を変位センサ8で監視するようにしたことにより、樋9とタップホール6が適正位置からズレた場合には直ちに対応を取ることができるので湯漏れの発生を未然に防止することが可能となるという効果がある。 Further, according to the tap hole structure of the metal smelting furnace according to the present embodiment, when the position of the tap hole 6 is monitored by the displacement sensor 8, the gutter 9 and the tap hole 6 are displaced from the proper positions. Since it is possible to take immediate action, it is possible to prevent the occurrence of hot water leakage.

尚、本発明は、上記実施例に限定されず、本発明の技術思想を逸脱あるいは変更しない範囲内で種々な変形が可能である。 The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from or changing the technical idea of the present invention.

1 自溶炉
2 シェル
3 水冷ジャケット
4 炉内耐火物
5 タップホール枠
6 タップホール
7 ボルト
8 変位センサ
9 樋
21 開口部
30 本体
31 開口部
32 冷却管
33 給水口
34 排水口
35 リブ
50 耐火レンガ
51 鍔部
1 Flash smelting furnace 2 Shell 3 Water-cooled jacket 4 Refractory in the furnace 5 Tap hole frame 6 Tap hole 7 Bolt 8 Displacement sensor 9 Gutter 21 Opening 30 Main body 31 Opening 32 Cooling pipe 33 Water supply port 34 Drainage port 35 Rib 50 Fireproof brick 51 Furnace

Claims (4)

マットやスラグ等の溶湯を炉内から取り出すための金属精錬炉のタップホール構造において、
炉内壁を構成する耐火物を保持すると共に、内部に前記耐火物を冷却するための冷却水を循環させる冷却管が配置された水冷ジャケットに前記溶湯を抜き出すためのタップホールが形成されるタップホール枠を固定することより、前記水冷ジャケットと前記タップホール枠を一体構造とし、前記水冷ジャケット及び前記タップホール枠は前記金属精錬炉を形成するシェルとは直接接続しないようにしたことを特徴とする金属精錬炉のタップホール構造。
In the tap hole structure of a metal refining furnace for taking out molten metal such as mats and slag from the furnace.
A tap hole in which a tap hole for extracting the molten metal is formed in a water-cooled jacket in which a cooling pipe for circulating cooling water for cooling the refractory is arranged while holding the refractory constituting the inner wall of the furnace. By fixing the frame, the water-cooled jacket and the tap hole frame are integrated, and the water-cooled jacket and the tap hole frame are not directly connected to the shell forming the metal smelting furnace. Tap hole structure of metal refractory furnace.
請求項1に記載の金属精錬炉のタップホール構造において、
前記水冷ジャケット及び前記タップホール枠は、前記シェルとは所定の間隔を有して配置されていることを特徴とする金属精錬炉のタップホール構造。
In the tap hole structure of the metal smelting furnace according to claim 1,
The tap hole structure of a metal smelting furnace, characterized in that the water-cooled jacket and the tap hole frame are arranged at a predetermined distance from the shell.
請求項1又は2に記載の金属精錬炉のタップホール構造において、
前記タップホールの位置を監視するセンサを備えていることを特徴とする金属精錬炉のタップホール構造。
In the tap hole structure of the metal smelting furnace according to claim 1 or 2.
A tap hole structure of a metal smelting furnace, which comprises a sensor for monitoring the position of the tap hole.
請求項1から3のいずれか1項に記載の金属精錬炉のタップホール構造において、
前記タップホールを介して炉内から取り出された溶湯を案内する樋であって、当該タップホールの位置ズレに合わせて位置調整ができるように可動可能とした樋をさらに備えていることを特徴とする金属精錬炉のタップホール構造。
In the tap hole structure of the metal smelting furnace according to any one of claims 1 to 3,
It is a gutter that guides the molten metal taken out of the furnace through the tap hole, and is further equipped with a gutter that can be moved so that the position can be adjusted according to the positional deviation of the tap hole. Tap hole structure of metal smelting furnace.
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