(57)【要約】【課題】炉内の溶滴の影響を受けることなく、羽口先端の開口面積を変化させる。【解決手段】溶解炉１内に臨む羽口４の先端の内側に、羽口４の内面４ａに接触しない栓状部材２０を配置し、溶解炉１内へ供給される熱風が、栓状部材２０の外面と羽口４の内面４ａとの間の隙間を通る溶解炉１の羽口構造とした。羽口４の先端の開口面積が、栓状部材２０の断面積の分だけ減少するから、送風量に合わせて適切な隙間を設定することで開口面積を調整し、熱風の流速が変化しないように設定できる。また、栓状部材２０は、羽口４の内面４ａとの間に隙間をもって配置されているから、羽口４の内面４ａと栓状部材２０の外面とが溶滴によって固着する恐れがない。【選択図】図１
2014185374.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶解炉内に臨む羽口先端の内側に、羽口の内面に接触しない栓状部材を配置し、前記溶解炉内へ供給される熱風が、前記栓状部材の外面と前記羽口の内面との間の隙間を通る溶解炉の羽口構造。
【請求項２】
前記栓状部材は、前記羽口内に配置された燃料吹き込み管の外周に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の溶解炉の羽口構造。
【請求項３】
前記栓状部材を、前記羽口の先端側と後端側とを結ぶ方向に進退可能とし、その栓状部材の進退により、前記羽口先端の開口面積を可変としたことを特徴とする請求項１又は２に記載の溶解炉の羽口構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、キュポラや高炉等の溶解炉の羽口構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉄スクラップや銑鉄などの鉄源を溶解するために、例えば、図３に示すような、キュポラ（溶解炉）１が用いられる。
【０００３】
キュポラ１では、炉底から一定の高さまでコークスを詰めてベッドコークス層１０を形成する。ベッドコークス層１０の部位に対向する炉壁の下部に、周方向に沿って複数の羽口４を設けている。羽口４から吹き込まれる熱風（通常の空気の他に酸素富化したものも含む。以下、まとめて「熱風」という。）によりコークスを燃焼させる。この燃焼熱で、ベッドコークス層１０上部に装入した鉄スクラップ、銑鉄などの鉄源Ｓを溶解して、炉底に設けた出湯口３から溶銑（溶湯）を取り出している。なお、図中の符号５は、冷却装置である。
【０００４】
溶銑は、ベッドコークス層１０内のコークスの間隙を滴下する際に、そのコークスから炭素が供給されている。また、そのベッドコークス層１０は燃焼により徐々に消耗していくため、これを補う目的で、図３に示すように、追込コークス１１と、新たな鉄源Ｓとをキュポラ１内に交互に装入している。
【０００５】
ところで、従来から使用されている羽口４は、耐火物や金属からなる円筒形部材が使用されている。キュポラ１の炉内に臨む羽口４の先端部の開口面積は、常に一定である。このため、キュポラ１の出銑量を調整するために送風量を変えると、羽口４の先端から吹き出す熱風の流速も変化してしまう。
【０００６】
流速が変化すると、例えば、図４（ａ）（ｂ）に示すように、炉内で熱風が到達する位置（図中の符号Ａで示す濃い色で表した部分）が変わり、炉内の燃焼状態が安定しないという問題がある。図４（ａ）は熱風が炉心部まで到達していない状態、図４（ｂ）は熱風が炉心部に到達している状態を示している。
【０００７】
送風量が変化しても、炉心部の燃焼状態を安定させる技術として、例えば、図５に示すように、羽口４の内面４ａに接触する絞り用のスリーブ６を設けて、羽口４の先端開口部の内径を調整する技術がある。また、そのスリーブ６の内側に金属薄板からなる絞り体を装入し、絞り体を羽口４の伸びる方向に沿って進退操作することで、羽口４の先端開口部の内径を拡縮させる技術もある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平５−２３９５２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、キュポラ内では溶滴が飛散するので、羽口にもその溶滴が付着する。このため、羽口内のスリーブが、溶滴の付着（ノロ）によって羽口に固着し、着脱できなくなる恐れがある。また、スリーブの固着によって、絞り体の操作が不能となってしまう恐れもある。
【００１０】
そこで、この発明は、炉内の溶滴の影響を受けることなく、羽口先端の開口面積を変化させることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、この発明は、溶解炉内に臨む羽口先端の内側に、羽口の内面に接触しない栓状部材を配置し、前記溶解炉内へ供給される熱風が、前記栓状部材の外面と前記羽口の内面との間の隙間を通る溶解炉の羽口構造とした。
【００１２】
これにより、羽口先端の開口面積が、栓状部材の断面積の分だけ減少するから、送風量に合わせて適切な隙間を設定することで開口面積を調整し、熱風の流速が変化しないように設定できる。
また、栓状部材は、羽口の内面との間に隙間をもって配置されているから、羽口の内面と栓状部材の外面とが溶滴によって固着する恐れがない。
【００１３】
この構成において、栓状部材は、例えば、羽口内に配置した軸部材等で保持することができるが、特に、羽口内に燃料吹き込み管（ランスパイプ）が配置されている場合は、その燃料吹き込み管の外周に栓状部材を設けた構成とすることができる。
これにより、栓状部材を支持する新たな部材を設ける必要がなく、羽口内部の構造を簡素化することができる。
【００１４】
これらの各構成において、前記栓状部材を、前記羽口の先端側と後端側とを結ぶ方向に進退可能とし、その栓状部材の進退により、前記羽口の開口面積を可変とした構成を採用することができる。これにより、羽口内の栓状部材を大きさや形状の異なるものに取り替えることなく、栓状部材を動かすだけで羽口の開口面積を可変とすることができる。すなわち、キュポラ内の燃焼状態を操業中に容易に調整することができる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明は、羽口先端の内側に、羽口の内面に接触しない栓状部材を配置したので、送風量に合わせて、羽口の内面と栓状部材との間に適切な隙間を設定することで開口面積を調整し、流速が変化しないように設定できる。また、栓状部材は、羽口の内面との間に隙間をもって配置されているから、羽口の内面と栓状部材の外面とが溶滴によって固着することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明の一実施形態を示し、（ａ）は要部拡大縦断面図、（ｂ）は（ａ）の右側面図
【図２】この発明の他の実施形態を示し、（ａ）は栓状部材が後退した状態の要部拡大縦断面図、（ｂ）は（ａ）の右側面図、（ｃ）は栓状部材が前進した状態の要部拡大縦断面図、（ｄ）は（ｃ）の右側面図
【図３】溶解炉の断面図
【図４】（ａ）（ｂ）は、溶解炉の羽口付近における断面図
【図５】従来例の要部拡大断面図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
この発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。図１は、この発明の一実施形態を示す溶解炉の羽口構造である。この実施形態では、溶解炉をキュポラとしているが、キュポラ以外の溶解炉、例えば、高炉等にも採用できる。以下、溶解炉をキュポラ１として説明する。キュポラ１の全体構造は、羽口４を除いて、従来例の説明で用いた図３と同じものを採用できる。
【００１８】
羽口構造は、図１に示すように、キュポラ１内に臨む羽口４の先端の内側に、羽口４の内面４ａに接触しない栓状部材２０が配置されている。
【００１９】
栓状部材２０は、羽口４内に配置された燃料吹き込み管（ランスパイプ）７の先端部７ａの外周に取付けられている。栓状部材２０と燃料吹き込み管７とは一体であり、その栓状部材２０と燃料吹き込み管７が、羽口４の後端側から羽口４に対して着脱可能である。栓状部材２０は、燃料吹き込み管７と同様に、金属等の耐熱性の素材で構成されている。
【００２０】
燃料吹き込み管７は、酸素やコークスブリーズ吹き込み用に配置されたものである。燃料吹き込み管７の軸心は、羽口４の軸心に一致するように配置される。
【００２１】
栓状部材２０の外径は、燃料吹き込み管７の一般部（栓状部材２０を設けた部分以外の場所）の外径よりも太くなっている。また、栓状部材２０は、先端側に外径一定の円筒部２０ｂを、後端側に先端から後端に向かうにつれて縮径するテーパ部２０ａを備えている。
【００２２】
栓状部材２０の外面と、羽口４の内面４ａとの間には隙間が設定されている。図１では、円筒部２０ｂの外面と羽口４の内面４ａとの間に、全周に亘って符号Ｗ１で示す隙間が設定されている。送風手段によって、キュポラ１内へ供給される熱風は、全てこの隙間を通るようになっている。
【００２３】
栓状部材２０を配置したことにより、羽口４の先端の開口面積が、栓状部材２０の断面積の分だけ減少する。したがって、送風量に合わせて配置する栓状部材２０を変更し、適切な隙間を設定することで開口面積を調整することができる。すなわち、送風量が変化しても、熱風の流速が変化しないように設定できる。このとき、栓状部材２０として、予め、形状や大きさ、外径の異なる複数のものを用意しておけば、それらを選択的に用いることで、開口面積を適宜変更することができる。
【００２４】
なお、それら仕様の異なる栓状部材２０を、それぞれ燃料吹き込み管７に固定したものを用意しておけば、開口面積を変更する際に、その都度、栓状部材２０を燃料吹き込み管７に着脱する必要がなく便利である。
【００２５】
また、栓状部材２０は、羽口４の内面４ａとの間に隙間をもって配置されているから、栓状部材２０と羽口４の内面４ａとは接触していない。このため、羽口４の内面４ａと栓状部材２０の外面２０ａ，２０ｂとが溶滴によって固着する恐れがない。
【００２６】
図２に他の実施形態を示す。この実施形態は、栓状部材２０を、羽口４の軸方向（羽口４の先端側と後端側とを結ぶ方向）に沿って進退可能としたものである。栓状部材２０は、羽口４の後端側からの操作により、燃料吹き込み管７とともに軸方向へ進退し、軸方向任意の位置で固定できるようになっている。
【００２７】
栓状部材２０の進退により、栓状部材２０の外面と、羽口４の内面４ａとの間の隙間が変化する。図２（ａ）（ｂ）に示す後退状態（燃料吹き込み管７の先端が羽口４の先端から距離Ｌ１だけ後退した位置）では、栓状部材２０の外面と羽口４の内面４ａとの間に、全周に亘って符号Ｗ２で示す隙間が設定されている。また、図２（ｃ）（ｄ）に示す前進状態（燃料吹き込み管７の先端が羽口４の先端から距離Ｌ２（Ｌ１＞Ｌ２）だけ後退した位置）では、栓状部材２０の外面と羽口４の内面４ａとの間に、全周に亘って符号Ｗ３で示す隙間が設定されている。すなわち、羽口４の内面４ａが先端に向かうにつれて縮径するテーパ面であるので、符号Ｗ３で示す隙間は符号Ｗ２で示す隙間よりも小さくなる（Ｗ２＞Ｗ３）。
【００２８】
この隙間の変化により、羽口４の開口面積を調整することができる。調整は無段階で可能である。これにより、羽口４内の栓状部材２０を大きさや形状、外径の異なるものに取り替えることなく、栓状部材２０を動かすだけで羽口４の開口面積を可変とすることができる。すなわち、キュポラ１内の燃焼状態を操業中に容易に調整することができる。例えば、送風量が操業中に変化した際に、容易に熱風の流速を調整できる。
【００２９】
この実施形態では、栓状部材２０として、先端から後端に向かうにつれて縮径するテーパ部２０ａをその全長に備えたものを採用している。これに代えて、前述の実施形態と同様、先端側に外径一定の円筒部２０ｂを、後端側に先端から後端に向かうにつれて縮径するテーパ部２０ａを備えたものを採用してもよい。
【００３０】
また、この実施形態では、栓状部材２０として、燃料吹き込み管７を構成する管体を先端部７ａでラッパ状に拡径したものを採用している。これに代えて、前述の実施形態と同様、別部材からなる栓状部材２０を、一定の管径からなる燃料吹き込み管７の先端部７ａの外周に固定してもよい。いずれの実施形態においても、栓状部材２０は、羽口４の開口の一部を遮るものであればよく、その部材は、中実であってもよいし、中空であってもよい。
【００３１】
さらに、これらの実施形態では、栓状部材２０を燃料吹き込み管７に設けたが、栓状部材２０は、例えば、羽口４内に配置した軸部材で保持してもよい。軸部材は、例えば、羽口４の軸心に沿って、あるいは同心に配置することができる。
【００３２】
このとき、軸部材を羽口４の軸方向に進退可能とし、栓状部材２０の羽口４に対する軸方向位置を可変とすることで、前述の場合と同様、羽口４の開口面積を容易に調整できる構成とできる。
【符号の説明】
【００３３】
１  溶解炉（キュポラ）
２  投入口
３  出湯口
４  羽口
４ａ  内面
５  冷却装置
６  スリーブ
７  燃料吹き込み管（ランスパイプ）
７ａ  先端部
２０  栓状部材
２０ａ  テーパ部
２０ｂ  円筒部
１０  ベッドコークス層
１１  追込コークス
Ｓ  鉄源
【図１】
2014185374.tif 000003
【図２】
2014185374.tif 000004
【図３】
2014185374.tif 000005
【図４】
2014185374.tif 000006
【図５】
2014185374.tif 000007