排料口冷却结构制造技术

本发明专利技术提供一种排料口冷却结构，在高含铜的冰铜等级作业、高负荷作业中，可防止用于从炉内向炉外排出熔体的排料口周边砖的损耗以及变形，能维持自熔炉的稳定作业。排料口冷却结构具备在被贯穿设在炉壁（５ａ）上的开口部（５ｂ）中插入配置的中空状的套主体（１０），在套主体的内部设有使冷却水流动的水路（２３），并在套主体（１０）的周围设置有用于与炉壁（５ａ）相焊接接合的凸缘部（１３），凸缘部由和炉壁同质的材料形成。并且，在设成中空状的套主体的空间部（１０ａ）中填充耐火材料（３０），耐火材料形成用于向炉外排出熔体的排料口（２ａ、２ｂ），套主体（１０）通过接合铁制的内侧框体（１１）和铜制的外侧框体（１５）而形成。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种排料口 (tap hole)冷却结构，更详细地说是有关对于 从炼铜等方面所使用的自熔炉或者炼渣炉内排出冰铜(matte)、炉渣(slag) 等熔体的排料口以及其周边部分有效地进行冷却的排料口冷却结构。
技术介绍
首先关于炼铜的主要流程进行说明。从矿山直接采掘回来的矿石叫做 "粗矿"，除有用矿物质以外还含有大量的没用物质(脉石)，所以通过叫 做"选矿"的工序从粗矿里将脉石作为尾矿除掉，并将该除掉了尾矿的高 等级的精炼矿以供炼制。选矿是利用矿物质的物理性质或者物理化学性质 例如密度、硬度、磁性、导电率、湿润性等的差异而进行的。对于通过选矿而得到的精炼矿，为了节约被在炼制工序中使用的热 能、容易向炉内供给、搬运矿石等作业、并防止由于水分而造成的灵敏性 下降等这样的目的要进行加热干燥。干燥例如使用具有稍微倾斜的长筒型 炉的回转炉那样的旋转干燥机等进行。将得到的精炼矿向自熔炉内与富氧空气或者高温热风同时吹进发生 瞬间的化学反应，根据比重差分离成冰铜和炉渣。这里，自熔炉1如图7 所示，由反应轴3、沉淀器5 (settler)、上升烟道7 (uptake)构成，反应 轴3具备1 一3个精炼矿燃烧嘴9、 9。精炼矿从该精炼矿燃烧嘴9、 9吹进 炉内。自熔炉l因为利用精炼矿的氧化反应热，所以具有比其他方法的燃 料消耗率低的特征。此外，因为仅仅利用氧化反应热有可能导致热量不足， 所以有时从精炼矿燃烧嘴9、 9用重油等助燃。处于熔融状态下的冰铜，从多个连续设置在自熔炉1底部附近的排铜 口 2a排出来。这里得到的冰铜通常含铜60% 70%。另一方面，因为炉 渣里含有1%左右的铜，所以从在上升烟道7的下部侧设置的排渣口 2b排 出来，送到炼渣炉la处进行炼制，将铜作为冰铜回收并和从自熔炉1里出来的冰铜一起在回转炉内进行处理。然后，通过电解精炼，制造出更高 等级的电解铜。最近几年来，在自熔炉里炼制铜方面，倾向对于之前1炉一年约30 万吨左右这样的以往作业量大约2倍的量进行处理的高负荷作业。在高负 荷作业中，由于吹进的富氧空气量、炉内温度都比以前更加苛刻，所以炉 内的耐热砖等耐火材料的侵蚀劣化也比以前更加快速。特别是对于轴的下 部、轴和沉淀器的连接部位的热负荷显著增大。为此，有必要频繁地进行 炉内耐火材料的更换作业，所以为了抑制耐火材料劣化的进行而提出一种用于冷却炉体的冷却结构。(例如JP特开2006-71212号公报。)在自熔炉里炼制铜时进行大约原来2倍的量的处理的高负荷作业中， 从炉体排料口排出来的冰铜以及炉渣的量也理所当然是以前的2倍。可是， 原来自熔炉的排料口是由在用铁皮形成的框体里收容的耐火砖(排料口用 砖)形成的，该框体通常不被冷却。另外，即使关于炼渣炉排料口也是一 样的。为此，随着向高含铜的冰铜等级作业、高负荷作业的发展，对排料口 用砖本身及其周边耐火材料的负荷逐渐地增大，像原来那样的结构，会明 显产生框体的变形、耐火砖的损耗以及变形，最坏时，有可能产生熔体从变形的砖和砖的间隙中漏出的故障。
技术实现思路
为此，本专利技术的目的是提供一种排料口冷却结构，在高含铜的冰铜等 级作业、高负荷作业中，该排料口冷却结构对耐火砖以及其周边部有效地 进行冷却，防止用于从炉内向炉外排出熔体的排料口周边砖的损耗及变 形，可维持自熔炉以及炼渣炉的稳定作业。为实现上述目的，第1项专利技术提供一种冷却用于从炉体排出冰铜或者 炉渣等熔体的排料口的排料口冷却结构，其具有中空状的套主体，该套主 体插入配置在被贯穿设在炉壁上的开口部中，在该套主体的内部设有使冷 却水流动的水路，并且，在该套主体的周围设置用于与炉壁焊接接合的凸 缘部，该凸缘部是由与该炉壁同质的材料形成的，并且，在设置成中空状 的该套主体的空间部中填充耐火材料，在该耐火材料中形成用于向炉外排出熔体的排料口。为了实现上述目的，第2项专利技术，基于第1项所述的排料口冷却结构， 其中，套主体通过将位于炉内侧的铁制的内侧框体和位于炉外侧的铜制的 外侧框体一体接合而形成，并且，内侧框体具有凸缘部。为了实现上述目的，第3项专利技术，基于第2项所述的排料口冷却结构， 其中，水路被设置在该外侧框体的内部，且该水路环绕被形成在铜制的外 侧框体上的空间部。为了实现上述目的，第4项专利技术，基于第1一3中任一项所述的排料口冷却结构，其中，炉是自溶炉或者是炼渣炉。根据本专利技术的排料口冷却结构，因为在中空状套主体的内部设置了使 冷却水流动的水路，所以可抑制对于耐火砖本身及其周边部的耐火材料的 负荷，能有效防止耐火砖的损耗以及变形。其结果，能使自熔炉稳定作业， 避免熔体漏出的危险。另外，根据本专利技术的排料口冷却结构，由于作成套结构，所以不用对 于之前在排料口周边没有冷却结构的炉体进行很大的改造，就能以后加的 方式容易赋加有效的冷却结构。并且，根据本专利技术的排料口冷却结构，由于将套主体作成铁和铜的一 体接合体，所以由通过热传导率高的铜可有效的冷却，并且，在现场就能 很容易地对原有的炉体铁皮部分和铁制的凸缘部进行焊接接合。附图说明图1是本专利技术的排料口冷却结构中的套主体的优选实施方式的斜视图。图2是图1的套主体的正视图。图3是图1的套主体的仰视图。图4是图1的套主体的侧视图。图5是示出注入管和排水管的局部剖视图。图6是示出将套主体向开口部进行安装的状态的斜视图。图7是自熔炉以及炼渣炉的概要图。图中l一自熔炉，la—炼渣炉，2a—排铜口， 2b—排渣口， 3 —反应轴，5—沉淀器，5a—炉壁，5b —开口部，7—上升烟道，9一精炼矿燃烧 嘴，IO—套主体，10a—空间部，ll一内侧框体，13 —凸缘部，15 —外侧 框体，17—外框，20 —注入管，21 —排水管，23 —水路，30 —耐火材料。具体实施例方式以下，基于优选实施方式对本专利技术的排料口冷却结构进行详细的说 明。图1是本专利技术的排料口冷却结构中的套主体的优选实施方式的斜视图。 图2是其正视图。图3是其仰视图，图4是其侧视图。如图1 图4所示那样，套主体10大体上呈内部为空洞状的方筒形状， 在套主体10的外周面上形成向外侧方向突出的凸缘状的凸缘部13。且， 凸缘部13，如图6所示具有与形成在炉壁5a上的开口部5b的倾斜角相对 应的角度。另外，在套主体10的空间部10a填充耐火砖等耐火材料30。 并且，在空间部10a填充的耐火材料30的大致中央部位贯穿设有用于排 出冰铜、炉渣等熔体的排料口 2a。这里作为填充在空间部10a里的耐火材 料30，例如可列举出镁铬质砖、锆质砖等。如图4所示，套主体10通过将位于炉内侧的铁制的内侧框体11 (斜 线部)和位于炉外侧的铜制的外侧框体15接合成一体而形成，其中内侧 框体11具备凸缘部分13。具体来讲，内部有空洞的方筒状的内侧框体ll 与外侧框体15通过焊接而形成为一体。此外，外侧框体15上一体形成有 具备凹部17a的厚壁的外框17，这样更能提高冷却效果。这里，由于铜在700'C时的热传导率为354w/m'k，和铁的34w/m'k 相比，大约是铁的10倍，所以在焊接时热量会迅速扩散，而焊接部位的 亲合性变差，容易引起接合不良。为此，在铁制的内侧框体11和铜体的 外侧框体15焊接的时候，会将铜质材料充分加热，需要使用铜为主体的 专本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种排料口冷却结构，其冷却用于从炉体排出冰铜或者炉渣等熔体的排料口，其特征在于：具有中空状的套主体，该套主体插入配置在被贯穿设在炉壁上的开口部中，在该套主体的内部设有使冷却水流动的水路，并且，在该套主体的周围设置有用于与所述 炉壁焊接接合的凸缘部，该凸缘部是由与该炉壁同质的材料形成的，并且，在设置成中空状的该套主体的空间部中填充耐火材料，在该耐火材料中形成用于向炉外排出熔体的排料口。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：本村龙也，荒金孝行，高桥政晴，森部和德，铃木义昭，
申请(专利权)人：日矿金属株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]