(57)【要約】【課題】後面フードの先端が転炉の炉体との間に隙間を生じさせることなく、エプロンのシール性を確保することが可能であり、鋳付の落下による後面フード先端部の変形や羽口部品の損傷を防止することが可能な転炉の後面フード及びその開閉方法を提供する。【解決手段】  転炉３の上部に配置される排ガスフード１０の後面を構成する転炉３の後面フードフード１０は、固定部２０と、固定部２０の前方に可動可能に取り付けられた可動部３０であって、先端側が転炉３の炉体３ａに当接する位置と、転炉３の炉体３ａとの間に開口部を形成する位置との間を可動する可動部３０とを備えて構成されている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
転炉の上部に配置される排ガスフードの後面を構成する転炉の後面フードにおいて、
前記後面フードは、
固定部と、
前記固定部の前方に可動可能に取り付けられた可動部と、
を備え、
前記可動部は、前記固定部に設けられた２つの連結部に支持固定され、
２つの前記連結部は、それぞれ回動軸に回動可能に軸止されると共に、伸縮自在に配置されたエアシリンダのシャフトが２つの前記連結の部の間に取り付けられて構成され、
前記エアシリンダの伸縮によって前記回動軸を中心に前記可動部を回動させることによって、前記可動部を当該可動部の先端側が前記転炉の炉体に当接する位置と、前記可動部の内側面と前記転炉の炉体との間に形成される間隔が最大となる開放位置との間で可動可能としたことを特徴とする転炉の後面フード。
【請求項２】
請求項１に記載の転炉の後面フードにおいて、
前記可動部は、転炉の炉体表面から少なくとも４００ｍｍ以上の間隙を形成可能としたことを特徴とする転炉の後面フード。
【請求項３】
転炉の上部に配置される排ガスフードの後面を構成する転炉の後面フードであって、固定部と、前記固定部の前方に可動可能に取り付けられた可動部を備えて構成される転炉の後面フードの開閉方法において、
前記可動部を前記固定部に設けられた２つの連結部に支持固定し、
２つの前記連結部をそれぞれ回動軸に回動可能に軸止させると共に、伸縮自在に配置されたエアシリンダのシャフトを２つの前記連結の部の間に取り付け、前記エアシリンダの伸縮によって前記回動軸を中心に前記可動部を回動させることによって、前記可動部を当該可動部の先端側が前記転炉の炉体に当接する位置と、前記可動部の内側面と前記転炉の炉体との間に形成される間隔が最大となる開放位置との間で可動させることを特徴とする転炉の後面フードの開閉方法。
【請求項４】
請求項３に記載の転炉の後面フードの開閉方法において、
前記可動部は、前記転炉の炉体表面から少なくとも４００ｍｍ以上の間隙を形成可能としたことを特徴とする転炉の後面フードの開閉方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転炉の後面フード及びその開閉方法に関し、さらに詳しくは、転炉の表面とのシール性を確保することが可能な転炉の後面フード及びその開閉方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
銅の製錬は、例えば、以下のようにして行われる。まず、乾燥した微粉末の精鉱を酸素富化空気又は高温熱風と同時に精鉱バーナによって自溶炉内に吹き込み、瞬間的に酸化反応を起こさせてマットとスラグに分離する。このとき、酸化反応熱だけでは熱量が不足する場合があるので重油等の燃料によって助燃する。マットには約５０〜７０％の銅が含まれ、これを自溶炉のタップホールから抜き出して回収する。一方、スラグにも約１％前後の銅が含まれるのでさらに錬かん炉で錬かんし、スラグ中の銅をマットとして回収し、自溶炉からのマットとあわせて転炉で処理する。
【０００３】
自溶炉で得られたマットを転炉に収容し、複数の羽口から空気又は酸素富化空気を吹き込んでマットの処理を行う。操業は回分で造かん期と造銅期に分けられ、造かん期ではマット中の硫化鉄を酸化して溶融状態のカラミ（スラグ）として分離除去する。カラミを排出した後の転炉には、新たに自溶炉からのマットが装入され、上記の操業が繰り返される。この造かん期を２〜３回繰り返し、生成したマット（白かわ）が、ある量に達したのち造銅期に入り粗銅を得る。尚、造かん期で得られるスラグには３〜５％の銅を含んでおり、銅分を分離濃縮してさらに銅分の回収を行う。造かん期及び造銅期とも熱源は硫化物の酸化熱を利用し、燃料は全く用いない。特に、造銅期には反応熱が過剰となるため、電解に際して発生するアノード鋳返し材料（電解残基銅）、製錬所内の繰り返し物、銅スクラップ等の冷材を必要に応じて装入し、温度上昇を調節する。また、操業中に発生する排ガスにはＳＯ２が７〜１２％含まれており、硫酸の回収が行われる。
【０００４】
転炉の正面には排ガスフードが設けられており、操業中の転炉から発生する排ガスの拡散を防止して、回収した排ガスを硫酸製造設備へ案内する。一方、自溶炉で生成されたマットや冷材を転炉に装入する場合には排ガスフードの前面フードを開け、装入・排出口が手前側になるように転炉を傾倒してマットや冷材の装入が行われる。そして、装入が終了したら今度は転炉の装入・排出口が排ガスフードの内側に位置するように転炉を逆方向に回転させ、前面フードを閉めて操業を行う（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、前面フードの反対側には後面フードが設けられており、この後面フードの先端は転炉の炉体に接するようにして形成され、転炉の表面とのシール性を確保して排ガスが漏えいしないように形成されている。そして、後面フードの表面に付着した鋳付は特許文献２に示すような装置によって定期的に除去される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１５８５６４号公報
【特許文献２】特開２００９−８５４９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
転炉の後面フードは、その先端側が炉体と当接するように配置することでシール性を確保してフリーエアの吸引量を低減している。しかしながら、後面フードの先端側は、度重なる鋳付の落下や転炉からのスプラッシュによる熱負荷により変形しやすい箇所であり、その結果、後面フードの先端側と炉体との間には隙間が生じやすいという問題がある。密着性が阻害されるとフリーエアの混入が増加し吸気効率が低下すると共に排ガスが外部に漏えいするだけではなく、後面フード上部には三角ジャケットが位置しているが、三角ジャケットに付着していた鋳付が剥がれ落ちた場合に、剥がれ落ちた鋳付がこの隙間を介して落下して設備に損傷を与えるおそれがあるという問題もある。
【０００８】
さらに、転炉には酸素富加空気を吹き込むための数十本の羽口が設けられているが、落下した鋳付が炉体と後面フード間に挟まり、羽口部品を損傷するという問題もあった。炉体と後面フード間に流れ出た鋳付が存在することによって転炉を傾転させた場合のバランスが失われるおそれがあるという問題もある。
【０００９】
そこで、本発明は、上記の問題に鑑み、後面フードの先端と転炉の炉体、特にエプロンとの間に隙間を生じさせることなく、炉体とのシール性を確保することが可能な転炉の後面フード及びその開閉方法を提供することを目的とする。
【００１０】
また、本発明は、鋳付の落下による後面フード先端部の変形や羽口部品の損傷を防止することが可能な転炉の後面フード及びその開閉方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため請求項１に記載の本発明は、転炉の上部に配置される排ガスフードの後面を構成する転炉の後面フードにおいて、前記後面フードは、固定部と、前記固定部の前方に可動可能に取り付けられた可動部とを備え、前記可動部は、前記固定部に設けられた２つの連結部に支持固定され、２つの前記連結部は、それぞれ回動軸に回動可能に軸止されると共に、伸縮自在に配置されたエアシリンダのシャフトが２つの前記連結の部の間に取り付けられて構成され、前記エアシリンダの伸縮によって前記回動軸を中心に前記可動部を回動させることによって、前記可動部を当該可動部の先端側が前記転炉の炉体に当接する位置と、前記可動部の内側面と前記転炉の炉体との間に形成される間隔が最大となる開放位置との間で可動可能としたことを特徴とする。
【００１２】
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に記載の転炉の後面フードにおいて、前記可動部は、転炉の炉体表面から少なくとも４００ｍｍ以上の間隙を形成可能としたことを特徴とする。
【００１３】
上記課題を解決するため請求項３に記載の本発明は、転炉の上部に配置される排ガスフードの後面を構成する転炉の後面フードであって、固定部と、前記固定部の前方に可動可能に取り付けられた可動部を備えて構成される転炉の後面フードの開閉方法において、前記可動部を前記固定部に設けられた２つの連結部に支持固定し、２つの前記連結部をそれぞれ回動軸に回動可能に軸止させると共に、伸縮自在に配置されたエアシリンダのシャフトを２つの前記連結の部の間に取り付け、前記エアシリンダの伸縮によって前記回動軸を中心に前記可動部を回動させることによって、前記可動部を当該可動部の先端側が前記転炉の炉体に当接する位置と、前記可動部の内側面と前記転炉の炉体との間に形成される間隔が最大となる開放位置との間で可動させることを特徴とする。
【００１４】
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３に記載の転炉の後面フードの開閉方法において、前記可動部は、前記転炉の炉体表面から少なくとも４００ｍｍ以上の間隙を形成可能としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、後面フードを固定部と可動部により構成し、可動部の先端側を炉体に接触する位置と可動部と炉体との間に隙間を形成する位置との間で可動部を可動可能に形成したので、後面フードの先端と転炉の炉体との間に隙間を生じさせることなく、炉体とのシール性を確実に確保することができるという効果がある。
【００１６】
また、本発明によれば、後面フードを固定部と可動部により構成し、可動部と炉体との間に形成される隙間を落下する鋳付よりも大きく、すなわち、転炉の炉体表面から少なくとも４００ｍｍ以上の間隙を形成可能としたので可動部と炉体との間に形成される隙間に鋳付が挟まることが防止され、後面フード先端部の変形や羽口部品の損傷を防止することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】転炉と排ガスフード及びその他の設備の配置を示す側面図である。
【図２】本発明に係る後面フードの一実施形態を示すものであり、（ａ）は可動部を閉塞位置とした状態を示す側面図、（ｂ）は可動部を開放位置とした状態を示す側面図である。
【図３】可動部の背面図である。
【図４】可動部の開閉状態を示す説明図であり（ａ）は可動部を閉塞位置とした状態を示す説明図、（ｂ）は可動部を開放位置とした状態を示す説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明に係る転炉の後面フード及びその開閉方法について図面を参照しつつ詳細に説明する。初めに、転炉と排ガスフード及びその他の設備の概要について説明する。図１は転炉と排ガスフード及びその他の設備の配置を示す側面図である。
【００１９】
［転炉関連設備の構成］
図１に示すように、転炉３は、概略として内部が耐熱材によって内張りされた円筒横型の炉体３ａを備えており、その上面部には装入・排出口（図示せず）が設けられている。炉体３ａの上部側の中央部分には炉体３ａを包囲するようにしてエプロン３ｂが配置されている。そして、図示しない電動機によって正逆回転するローラ３ｃ，３ｃが炉体３ａの側面に接するように配置されており、このローラ３ｃ，３ｃによって炉体３ａの傾倒復帰が可能とされている。炉体３ａの側面には羽口（図示せず）が多数設けられており、羽口から酸素富加空気又は加圧空気を直接マットの中に吹き込むことができるようになっている。
【００２０】
一方、転炉３の上方には排ガスフード１が配置されており、排ガスフード１の正面には排ガスフード１に沿うようにスライドしつつ開閉する前面フード１ａが配置されている。また、排ガスフード１の後方にはチャンバ５が配置され、さらにその後方には廃熱ボイラが配置されている。操業中は炉体３ａに設けられた図示しない装入・排出口が排ガスフード１の内側に位置するように炉体３ａを位置させた状態で前面フード１ａを閉じ、炉内で発生する排ガスを排ガスフード１と繋がった廃熱ボイラ７へ送るようになっている。そして、排ガスは廃熱ボイラ７を経て硫酸工場に運ばれ、硫酸の製造に供せられる。そして、処理が終了したら前面フード１ａを開き、炉体３ａを手前側に傾転させて粗銅を回収する。
【００２１】
［排ガスフード１の構成］
排ガスフード１は、略角筒形状に形成されて転炉３の上部に配置されており、前面側には可動可能な前面フード１ａが設けられている。後面フード１０とチャンバ５との接続部分には略三角形に形成されたジャケット部を備えた三角ジャケット９が配置されている。そして、前面フード１ａと反対側位置する後方側に後面フード１０が位置している。後面フード１０は排ガスフード１の後部側を構成する部分であり、三角ジャケット９側から転炉３側に延伸するようにして配置されている。
【００２２】
［後面フード１０の構成］
後面フード１０は、図２（ａ）（ｂ）に示すように、概略として、三角フード９側に配置された固定部２０と、固定部２０の前方側、すなわち、エプロン３ｂ側、すなわち炉体３ａ側に向かって連続するようにして配置された可動部３０を備えて構成されている。固定部２０は２箇所に連結部２５，２５を備えており、可動部３０は、互いに直交するようにして配置されたフレームを備えた略四角形状の板状部材であり、固定部２０から炉体３ａ側に向かって延伸するようにして配置され、図３に示すように、固定部２０に設けられた２つの連結部２５，２５に支持固定されている。そして、連結部２５，２５は、固定部２０にそれぞれ設けられた回動軸２６，２６を中心として回動可能とされている。後面フード１０は、図２（ａ）に示すように、垂直方向に対して傾斜角度α°をもって傾斜した状態でチャンバ５に接続されている。尚、本実施形態では、傾斜角度α°は３０°とされている。
【００２３】
可動部３０の外側面にはエアシリンダ４０の本体４１に伸縮自在に配置されたシャフト４２の先端が取付部４５を介して取り付けられており、可動部３０はシャフト４２の伸縮によって図２（ａ）に示すような可動部３０の先端が炉体３ａに当接する位置（閉塞位置）と、図２（ｂ）に示すような可動部３０と炉体３ａとの間に開口部を形成する位置（開放位置）との間を可動するように形成されている。可動部３０をその先端が炉体３ａと接触する閉塞位置に位置させることで排ガスフード１を密閉して排ガスの外部への漏出を防止すると共に、排ガスフード１内にフリーエアが混入しないようにシール性を付与している。
【００２４】
また、可動部３０の内側面３１と円弧状に湾曲するエプロン３ｂとの間に形成される間隔が最大となる開放位置に可動部３０を位置させることでエプロン３ｂと可動部３０の先端との間に溜まった鋳付を排出できるようになっている。尚、可動部３０を可動させる駆動手段はエアシリンダ４０に限定されるものではなく、例えば電動アクチュエータ等を用いることが可能であるが、設置される場所が高温に晒される場所であるため油圧シリンダ等では発火の危険があることからそのようなおそれのない駆動手段を用いることが必要である。
【００２５】
また、図４（ａ）（ｂ）に示すように、固定部２０の可動部３０と対向する側の端面は、内側面３１が外側面３２よりも前方に突出するようにして形成されており、可動部材３０の固定部材２０と対向する側の端面は外側面２２が内側面２１よりも後方に突出して形成されて、互いの形状に倣った形状とされている。固定部材２０と可動部材３０の互いに対向する端面をこのように形成することで、可動部３０を図４（ａ）に示す閉塞状態としたときのシール性をより高めることができる。
【００２６】
ところで、可動部３０を開放位置とした状態（図４（ｂ）に示す状態）で可動部３０の先端側とエプロン３ｂとに間に溜まった鋳付の排出が行われるが、鋳付５０が開放位置における隙間よりも大きい場合には鋳付５０の排出時に、鋳付５０が可動部３０とエプロン３ｂとの間に挟まるおそれがある。鋳付５０が挟まった状態で可動部３０を閉塞位置に位置させると可動部３０が変形して可動部３０とエプロン３ｂとの間に隙間が生じ、排ガスの吸引時にフリーエアを吸い込んでしまうおそれがある。また、可動部３０とエプロン３ｂとの間に隙間が生じるとこの隙間を通過して鋳付が落下してくるおそれがある。鋳付の落下は羽口部品の破損や作業員の安全に大きな懸念を生じさせる。この点、これまでの操業経験における落下する鋳付のサイズからみて、開放位置における可動部３０の内側面３１とエプロン３ｂとの間の距離を少なくとも４００ｍｍ以上とすれば鋳付が可動部３０とエプロン３ｂとの間に挟まることを防止することができる。
【００２７】
また、可動部３０は操業時間の経過により鋳付やその他固形重量物の落下の衝撃や温度等に起因して徐々に変形する。変形は、特に、可動部３０の先端側が後方へ湾曲する方向に多く発生する。そのため、可動部３０の先端側までの長さを予めエプロン３ｂとの距離の最短距離で接触可能な長さよりも長く形成することにより可動部３０の先端のエプロン３ｂとの接触位置が最短距離で接触する場合の接触位置よりも下方側となり、可動部３０の先端側が変形した場合であっても少なくとも最短距離で接触する場合の接触位置に至るまでには可動部３０の先端をエプロン３ｂと接触させることができるのでシール性及び安全性を確保することが可能となる。
【００２８】
次に、本発明に係る転炉の後面フードの開閉方法について上述した転炉の後面フードの動作と併せて簡単に説明する。転炉３の操業中は駆動手段であるエアシリンダ４０のシャフト４２を伸長させて可動部３０の先端側を、図４（ａ）に示すように、エプロン３ｂ、すなわち炉体３ａに当接する閉塞位置に位置させて転炉３から排気される排ガスを排ガスフード１から排気する。そして、鋳付５０の排出を行う場合には、エアシリンダ４０のシャフト４２を引き込んで可動部３０を図４（ｂ）に示す開放位置に位置させてエプロン３ｂとの間に開口部を形成し、この開口部をから鋳付５０を排出する。このように、可動部３０を閉塞位置と開放位置との間で可動させることによって後面フード１０の開閉を行う。
【００２９】
以上のように、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は詳述した特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００３０】
１      排ガスフード
１ａ      前面フード
３      転炉
３ａ      炉体
３ｂ      エプロン
３ｃ      ローラ
５      チャンバ
７      廃熱ボイラ
９      三角ジャケット
１０      後面フード
２０      固定部
２１      内側面
２２      外側面
２５      連結部
２６      回動軸
３０      可動部
３１      内側面
３２      外側面
４０      エアシリンダ
４１      本体
４２      シャフト
４５      取付部
５０      鋳付
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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