(57)【要約】  容器１１と、樽状容器１６の壁の開口を通して容器内に伸長する固形物注入ランス２７ａとを含む製錬装置。ランス２７ａは、固体粒子材料を製錬容器内に入れる中心コアチューブ３１と、中心コアチューブ３１を大部分の長さに亘って囲む環状冷却ジャケット３２とを含む。ランス２７ａは、装着構造体６１を有し、これは、冷却ジャケット３２の周囲に延在し且つ冷却ジャケットの直径の約２倍の直径の管状部分６０を含む。管状部分６０は、容器から外方へ伸長するように樽状容器１６の外殻１６ａに溶接されたランス装着管状ブラケット６２内に嵌合する。ランスは、管状部分６０と管状ブラケット６２上の鍔６３，６５間に働く締着ボルト６６によって、装着ブラケット６２内に保持され、管状部分６０の前端が、樽状容器１６の耐火裏張り１６ｂの内面と同一面になる。締着ボルトを解放しかつフランジ６３，６５間のスペーサリング６７を除去した時、ランス２７ａが、スラグ付着物を破壊してランスの引き抜きを可能にするために、管状ブラケット６２内で摺動することによって、若干の距離に亘って内方へ動かされる。
2008507627.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
製錬容器の内部空間を囲む外殻と、製錬容器の外殻における開口を通して製錬容器の内部空間内へ延び入る固形物注入ランスとを有する製錬容器炉を含む製錬装置において、
前記固形物注入ランスが、製錬容器内に固体粒子材料を通過させて入れるための中心コアチューブと、該中心コアチューブをその長さの大部分に亘って包囲し、かつ、中心コアチューブを貫通して冷却水を流すための内部水流路を有する環状冷却ジャケットとを含み、
さらに、前記固形物注入ランスが、ランスの前端から後方側に離れた位置で、前記環状冷却ジャケットの周囲に延在して、その位置から前方に伸長するランスの部分に比して大きな横断面積を有するランス部分を形成する環状ランス装着部分を含み、
前記製錬容器の外殻が、前記開口の近くで前記製錬容器から外方へ伸長するランス装着チューブを具備し、
前記環状ランス装着部分が、前記ランス装着チューブ内に受容され、前記外殻中における前記開口内に、または、該開口を通して貫通して伸長して成る製錬装置。
【請求項２】
前記製錬容器の外殻は、該製錬容器の内面を形成する耐火性材料で内部ライニングが施されており、また、前記ランス装着部分の前端は、前記内面の耐火材料とほぼ同一面となる前端まで前記外殻の開口を貫通して伸長している請求項１に記載された製錬装置。
【請求項３】
前記製錬容器の内面が、該製錬容器の壁に装着された水冷耐火性パネルの表面である請求項２に記載された製錬装置。
【請求項４】
前記ランス装着チューブは、前記製錬容器の壁の直立部分から外側、上方へ向かって伸長し、また、前記ランス装着部分の前端は、前記製錬容器の直立した内面と同一面になるように、前記ランスの中心長手方向軸線に対して或る角度をなして傾斜している請求項２または請求項３に記載された製錬装置。
【請求項５】
前記ランス装着部分の前端が耐火材料によって覆われている請求項２から請求項４までのいずれか１項に記載された製錬装置。
【請求項６】
前記耐火材料が、前記ランス装着部分の前端に装着された予備成形されたディスク内にある請求項５に記載された製錬装置。
【請求項７】
前記ランス装着チューブに前記ランスを固定するための解放可能な固定手段をさらに含む請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載された製錬装置。
【請求項８】
前記解放可能な固定手段が、前記ランス装着部分の前端が前記外殻の前記開口を通って伸長する状態で、前記ランス装着チューブに前記ランスを固定するために有効である請求項７に記載された製錬装置。
【請求項９】
前記解放可能な固定手段は、解放された時に、前記ランスが、前記ランス装着チューブ内での装着部分の滑りによって、或る距離に亘って前記製錬容器の内側に向かって動くことができるようになっている請求項７または請求項８に記載された製錬装置。
【請求項１０】
前記ランス装着チューブの外端が、半径方向外側に向かって突出する装着鍔を有し、前記環状ランス装着部分が、半径方向外側に向かって突出する鍔を有し、前記解放可能な固定手段が、前記ランス装着チューブ上の前記鍔と、前記ランス装着部分との間に締め付け作用を与えるために有効な締め付けボルトを含む請求項７から請求項９までのいずれか１項に記載された製錬装置。
【請求項１１】
前記解放可能な固定手段が、さらにスペーサを含み、該スペーサは、前記締め付けボルトを締め付けた時に前記両フランジを離隔させて保持するために、前記両フランジ間に配置可能であり、締め付けボルトを緩めた時に該スペーサを取り除くことができ、前記装着チューブ内での前記ランス装着部分の滑りによって前記両フランジ間の当初の距離だけ前記製錬容器の内方へ向けて前記ランスを動かすことができるようになっている請求項１０に記載された製錬装置。
【請求項１２】
前記環状装着部分が、前記ランスの前記環状冷却ジャケットの直径の少なくとも１．５倍の外径を有する請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載された製錬装置。
【請求項１３】
前記環状装着部分の外径が前記冷却ジャケットの直径の約２倍である請求項１２に記載された製錬装置。
【請求項１４】
冶金容器と、冶金容器に固体材料を注入するための１つ以上の固形物注入ランスとを含む直接製錬プラントを操業する方法において、
開口を通して冶金容器内に伸張するように各ランスを位置づけること、
冶金容器内で製錬作業を行うこと、および
製錬作業の終了時に、前記固形物注入ランスを取り除くことを含み、
前記各固形物注入ランスの位置づけは、前記開口に適合する寸法のランス装着部によって、前記固形物注入ランスの前記冶金容器内にある部分の横断面よりも大きな寸法の開口を通して前記冶金容器内に前記固形物注入ランスを伸張させるようにして行ない、
前記製錬作業は、前記固形物注入ランスと前記冶金容器の内壁にスラグが付着するように行い、また、
前記固形物注入ランスの取り除きは、前記開口の近傍のスラグ付着物を破壊するために前記固形物注入ランスをその装着部と共に前記冶金容器内へ動かすこと、および、前記開口から前記固形物注入ランスを引き抜くことを含む操作によって行なうことを含む直接製錬プラントの操業方法。
【請求項１５】
前記冶金容器が内面を有する容器壁を含み、前記開口が、前記容器壁を貫通して延在するとともに、前記ランス装着部に対応する寸法を有し、かつ、少なくとも１つのランスが、前記ランス装着部に比して小さな横断面寸法の前端部分を有し、かつ
冶金容器内に前記ランスを配置する工程が、前記前端部分の少なくとも一部が前記容器壁の内面を越えて前記冶金容器内に入るように前記開口を通して前記ランスの前記前端部分を通過させて、前記ランス装着部を前記開口内に位置づけ、整合させることを含む請求項１４に記載された直接製錬プラントの操業方法。
【請求項１６】
前記ランス装着部が、前記ランスの長手方向中心軸線に対して予め規定された角度だけ傾斜した装着前端部分を含み、かつ
前記冶金容器内に前記ランスを装着する工程が、さらに、前記ランスの長手方向軸線が前記冶金容器内の下向き内方へ向かって伸長するように、前記ランスに前記開口を通過させて、前記ランス装着部が前記容器壁の内面と平行になるかまたは事実上同一面になるように、前記ランスを前記開口内に位置決めすることを含む請求項１５に記載された直接製錬プラントの操業方法。
【請求項１７】
製錬作業の間、前記ランス装着部が、前記開口付近で前記冶金容器から外側に向かって伸長するランス装着チューブ内に嵌装される請求項１４から請求項１６までのいずれか１項に記載された直接製錬プラントの操業方法。
【請求項１８】
前記ランス装着部が、製錬作業の間、解放可能な固定手段によって前記ランス装着チューブに固定されて保持され、かつ
解放可能な固定手段が、前記ランス装着チューブ内で前記ランス装着部を摺動運動させることによって、前記ランスを前記冶金容器の内側に向かって動かすことができるように、製錬作業の終了時に解放される請求項１７に記載された直接製錬プラントの操業方法。
【請求項１９】
前記解放可能な固定手段を解放することが、前記ランス装着部の端部と前記ランス装着チューブの端部との間に配置されたスペーサ部材を取り除いて、前記ランス装着チューブ内で前記冶金容器の内側に向かって前記スペーサ部材と事実上一致する距離だけ前記ランスを動かすことを含む請求項１７または請求項１８に記載された直接製錬プラントの操業方法。
【請求項２０】
前記ランスの前記ランス装着部と前記ランス装着チューブとの間に持ち運び可能な液圧動力装置を設けることによって、内方へ向かって、前記ランスが動かされる請求項１４から請求項１９までのいずれか１項に記載された直接製錬プラントの操業方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体粒子材料を容器に注入するために炉内に伸張する冶金ランスを提供するものである。この種の装置は、例えば直接製錬プロセスによって、溶融金属を製造するために製錬容器の溶融浴に冶金装入材料を注入するために使用可能である。
【背景技術】
【０００２】
反応媒体として溶融金属層に依存し、かつ、Ｈｉｓｍｅｌｔ法と通称される既知の直接製錬プロセスは、本出願人名義で国際出願ＰＣＴ／ＡＵ９６／００１９７(ＷＯ ９６／３１６２７)に記載されている。
【０００３】
前記国際出願に記載されているＨｉｓｍｅｌｔ法は以下の作業を含む：
（ａ）溶融した鉄とスラグから成る浴を炉内に形成すること、
（ｂ）浴中への下記材料の注入
１．冶金装入材料（典型的には金属酸化物）、および
２．金属酸化物の還元剤およびエネルギー源として作用する固体炭素質材料（典型的には石炭）、
（ｃ）含金属装入材料を金属層中で金属に製錬すること。
【０００４】
本明細書において、用語「製錬」は、液体金属を作るために金属酸化物を還元する化学反応が起こる熱処理過程を意味する。
【０００５】
また、Ｈｉｓｍｅｌｔ法は、前記浴上の空間に浴から放出されたＣＯおよびＨ２等の反応ガスを、酸素含有ガスと共に後燃焼させ、後燃焼によって生じた熱を、冶金装入材料を製錬するために必要な熱エネルギーとして利用するために、浴に伝達させることを含む。
【０００６】
また、Ｈｉｓｍｅｌｔ法は、浴の公称静止表面の上に遷移帯域を形成することを含み、該遷移帯域には、溶融金属および／またはスラグの、上昇し且つ下降する小滴、飛沫または流れから成る有効な集合体（ｍａｓｓ）が存在し、これらが、前記浴上の後燃焼反応ガスによって発生した熱エネルギーを浴に伝達する。
【０００７】
Ｈｉｓｍｅｌｔ法では、含金属装入材料と固体炭素質材料は、多数のランスおよび／または羽口を通して金属層内へ注入される。これらのランスおよび／または羽口は、製錬炉の側壁を通して下向き内方へ向かい、容器底の金属層中に固体材料を供給するように容器の下部領域内に伸長するように、鉛直方向に対して傾斜している。ランスは製錬容器内の１４００℃程度の操業温度に耐えなければならない。従って、各ランスは、この苛酷な環境で首尾よく作動する内部強制冷却系を有しなければならず、また実質的な局部温度変化に耐えなければならない。
【０００８】
米国特許第６３９８８４２号は、これらの条件下で有効に作動できるランスの一形式を開示している。その構造では、固体粒子材料が、外側の環状冷却ジャケット内に密嵌された中心コアチューブを通して送られ、中心コアチューブの前端は冷却ジャケットの先端を貫通して更に伸長して冶金容器内に入る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
操業で判ったのは、製錬作業後のプラント休止時に、冶金容器内のランスおよび隣接する冶金容器壁領域に対するスラグの付着がランスの引き抜きを極めて困難にするということである。特に、スラグはランスと冶金容器壁間の結合部を作り、ランス上のスラグ付着物が引き抜くべきランスを貫通する開口よりも大きくなることがあり、冶金容器内へのスラグ破壊装置の持ち込みができるように、冶金容器が十分に冷えるまで待つ必要がある。本発明は、ランスの引き抜きを容易にする改良装置と方法を提供するものである
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、以下の製錬装置を提供するものである。
製錬容器の内部空間を囲む外殻と、製錬容器の外殻における開口を通して製錬容器の内部空間内へ延び入る固形物注入ランスとを有する製錬容器炉を含む製錬装置において、
前記固形物注入ランスが、製錬容器内に固体粒子材料を通過させて入れるための中心コアチューブと、該中心コアチューブをその長さの大部分に亘って包囲し、かつ、中心コアチューブを貫通して冷却水を流すための内部水流路を有する環状冷却ジャケットとを含み、
さらに、前記固形物注入ランスが、ランスの前端から後方側に離れた位置で、前記環状冷却ジャケットの周囲に延在して、その位置から前方に伸長するランスの部分に比して大きな横断面積を有するランス部分を形成する環状ランス装着部分を含み、
前記製錬容器の外殻が、前記開口の近くで前記製錬容器から外方へ伸長するランス装着チューブを具備し、
前記環状ランス装着部分が、前記ランス装着チューブ内に受容され、前記外殻中における前記開口内に、または、該開口を通して貫通して伸長して成る製錬装置。
【００１１】
前記ランス装着部分の前端が前記外殻における前記開口を貫通して伸長した状態で、ランス装着チューブにランスを固定するための解放可能な固定手段があってよい。
【００１２】
前記製錬容器の外殻は、該製錬容器の内面を形成する耐火性材料で内部ライニングを施すことができ、また、前記ランス装着部分の前端は、前記内面の耐火材料とほぼ同一面となる前端まで前記外殻の開口を貫通して伸長できる。
【００１３】
前記容器の内面は、前記容器の壁に装着された水冷耐火性パネルの表面であってよい。
【００１４】
前記ランス装着チューブは、前記容器の壁の直立部分から外側、上方へ向かって伸長することができ、また、前記ランス装着部分の前端は、前記容器の直立した内面と同一面になるように、前記ランスの中心長手方向軸線に対して或る角度をなして傾斜することができる。
【００１５】
環状装着部分は、ランスの環状冷却ジャケットの外径の少なくとも１．５倍の外径を有することができる。環状装着部の外径は、冷却ジャケットの直径の２倍程度であってもよい。
【００１６】
解放可能な固定手段は、解放された時に、ランスが、装着チューブ内での装着部分の滑りによって、或る距離に亘って前記容器の内側に向かって動くことができるようになっている。
【００１７】
さらに、本発明は、冶金容器と、冶金容器に固体材料を注入するための１つ以上の固形物注入ランスとを含む直接製錬プラントを操業する方法を提供するものである。
この操業方法は、
開口を通して冶金容器内に伸張するように各ランスを位置づけること、
冶金容器内で製錬作業を行うこと、および
製錬作業の終了時に、前記固形物注入ランスを取り除くことを含み、
前記各固形物注入ランスの位置づけは、前記開口に適合する寸法のランス装着部によって、前記固形物注入ランスの前記冶金容器内にある部分の横断面よりも大きな寸法の開口を通して前記冶金容器内に前記固形物注入ランスを伸張させるようにして行ない、
前記製錬作業は、前記固形物注入ランスと前記冶金容器の内壁にスラグが付着するように行い、また、
前記固形物注入ランスの取り除きは、前記開口の近傍のスラグ付着物を破壊するために前記固形物注入ランスをその装着部と共に前記冶金容器内へ動かすこと、および、前記開口から前記固形物注入ランスを引き抜くことを含む操作によって行なう。
【００１８】
前記ランス装着部は、冶金容器から外方へ伸張するランス装着チューブ内に嵌入可能であり、また、固形物注入ランスは、ランス装着部と装着チューブの間に持ち運び可能な液圧動力装置を設けることによって、冶金容器内に動かすことができる。
本発明の十分な説明のために、添付図面を見ながら具体例について詳細に説明する。
【実施例】
【００１９】
図１は、国際特許出願第ＰＣＴ／ＡＵ９６／００１９７号に記載されているＨｉｓｍｅｌｔ法による操業に適する直接製錬炉を示す。この冶金容器は、全体として符号１１で示されており、かつ、耐火レンガで形成された基底部１２と側部１３を含む炉床、炉床の側部１３から上方に向かって延在するとともに上部樽状部分１５および下部樽状部分１６を含む概ね円筒形の樽状部分を形成する側壁１４、屋根状部分１７、排出ガス用の出口１８、溶融金属を連続的に排出するための前床１９、および、溶融スラグを排出するための抽出口２１を有する。
【００２０】
使用に当って、冶金容器は、溶融金属層２２と、該溶融金属層２２上の溶融スラグ層２３とを含む鉄と溶融スラグの溶融浴を入れている。符号２４で指示した矢印は、溶融金属層２２の公称静止表面の位置を示し、符号２５で指示した矢印は、溶融スラグ層２３の公称静止表面の位置を示す。用語「静止表面」は、ガスと固形物が冶金容器内へ注入されていないときの表面を意味するのは言うまでもない。
【００２１】
冶金容器、熱空気衝風を冶金容器の上部領域に供給するために下方へ伸張する熱空気注入ランス２６と、鉄鉱石、固体炭素質材料、および酸欠搬送ガスに担持されたフラックスを溶融金属層２２中に注入するために側壁１４を通して下向き内方へ向かい、かつ、溶融スラグ層２３中に伸張する一連の固形物注入ランス２７とを具備する。固形物注入ランス２７の位置は、その出口端２８が、製錬作業の間、溶融金属層２２の表面よりも上にあるように選択される。固形物注入ランスの、この位置は、溶融金属との接触による損傷の危険性を減らし、また、水が冶金容器内の溶融金属と接触するという重大な危険性なしに、強制内部水冷によるランスの冷却を可能にする。
【００２２】
固形物注入ランス２７は、２種類を使用でき、その第一のものは、加熱された鉱石材料を注入するために使用され、他方のものは、石炭等の炭素質材料を注入するために使用される。例えば、８つの固形物注入ランス２７が存在してもよく、これらのランスは、冶金容器の周囲を巡って離隔配置され、かつ、一連の４つの加熱鉱石注入ランスと、該４つの加熱された鉱石注入ランスの間に離隔配置された４つの石炭注入ランスとから成っている。全てのランスは、普通の構造の外部ハウジング内に嵌入可能であるが、２種類のランスは異なる内部構造を有する。これは、注入される、加熱された鉱石の温度と、石炭の温度が大きく違うからである。
【００２３】
２７ａで指示される炭素質材料用の注入ランスの構造が、図２〜図４に示されている。これらの図面に示されるように、注入ランス２７ａは、固形材料を供給するための中心コアチューブ３１と、中心コアチューブ３１の全長の大部分を包囲する環状冷却ジャケット３２とを含む。中心コアチューブ３１は、その全長の大部分に亘って、低炭素鋼管材３３で形成されるが、その前端に、環状冷却ジャケット３２の前端からノズルとして突出する交換可能な延長部またはノズルチューブ３４が嵌着されている。
【００２４】
中心コアチューブ３１は、前端部分３４に至るまで、一連の鋳造セラミックチューブによって形成されたセラミック裏張り材３７で内部を裏張りされている。中心コアチューブ３１の後端は、継手３８によって石炭供給系に連結され、該石炭供給系によって、加圧された流動化用搬送ガス（例えば、窒素）中に粒状石炭が供給される。
【００２５】
環状冷却ジャケット３２は、長い中空の環状構造体４１を含み、この環状構造体は外側および内側のチューブ４２，４３から成り、これらのチューブは、前端コネクタ部片４４と細長い管状構造体４５とによって相互連結されており、前記細長い管状構造体は、環状構造体４１の内部を、内側の細長い環状の水流路４６と、外側の細長い環状の水流路４７とに分割するように、中空環状構造体４１内に配置される。細長い管状構造体４５は、機械加工された炭素鋼製前端部片４９に溶接された細長い炭素鋼チューブ４８によって形成され、この前端部片は、中空管状構造体４１の前端コネクタ４４内に嵌入されて、環状の端部流路５１を形成し、この端部流路が内外水流路４６，４７を互いに連結する。環状冷却ジャケット３２の後端に水入口５２が設けられ、この水入口を通じ、内側環状水流路４６と水出口５３に向けて冷却水流を送ることができ、水出口を通じて、ランス後端の外側環状通路４７から水が抽出される。従って、ランスの使用に際して、冷却水は、内側環状水流路４６を通ってランス前方に流れ、次いで、前部の環状端部流路５１を巡って外側かつ戻り方向で外側環状水流路４７に入り、外側環状水流路４７を通り、ランスに沿って後方に流れ、出口５３を通って外部に流れる。このことは、最も冷たい水が、入来する固形材料と熱伝達関係になり、ランスの中心コアを通して注入される両固形材料の有効な冷却と、ランスの前端および外表面の有効な冷却とを可能にすることを保証する。
【００２６】
チューブ４２の外表面は、機械加工で、方形の突出ボス５４の規則正しい模様を付与されており、該突出ボスの各々は、アンダーカット形または鳩尾形横断面形状を有し、また、外側に向かって発散する形状体であり、それによって、ランスの外表面でスラグが凝固するための鍵留め形状体として働くようになっている。ランス上へのスラグの凝固は、ランスの金属部品の温度を極小化する助けになる。ランスの前端または先端におけるスラグの凝固は、ランスの延長部分として働く固体材料から成る延長パイプを形成するための基部になることが、使用して判った。前記延長部は、さらに、冶金容器内の厳しい操業条件に曝されるランスの金属部品を保護する。
【００２７】
ランスは装着構造体６１を介して冶金容器１１の壁に装着され、該装着構造体６１は管状部分６０を含み、この管状部分は冷却ジャケットの周囲に延在するとともに二重壁構造を有し、二重の壁の間に環状空間を作っている。管状部分６０は、冶金容器から上向き外方へ突出するように冶金容器１１の外殻に溶接されたランス装着管状ブラケット６２内に嵌合しており、該ランス装着管状ブラケット６２の上端に端部フランジ６３が付されている。ランス装着構造体６１は、環状リング６４を介して環状冷却ジャケット３２の外側チューブ４２の後端に結合され、また、ランス装着構造体６１は環状装着フランジ６５を含み、この環状装着フランジ６５は、締め付けボルト６６によって、装着チューブ６２の端部で端部フランジ６３に締着可能である。分割型スペーサリング６７がフランジ６３と６５間に介挿され、締め付けボルト６６を締めつけた時に、フランジ６３と６５が互いに離れた状態で保持される。この構成では、装着構造体６１の外側スリーブ６０の前部が冶金容器壁の内部まで貫通して伸張する。この箇所の冶金容器壁は、図２に見られるとおり、鋼製樽状外殻１６ａと内部耐火性裏張り１６ｂとで形成されており、外側スリーブ６０の前端が、内側の耐火材表面と同一面となるように、ランスの長手方向中心軸線に対して或る角度をなして傾斜している。
【００２８】
装着構造体６１の管状部分６０は水冷されており、冷却水は水入口６８を通って内部空間７０へ供給され、そして装着スリーブの後端にある水出口６９を通って戻る。内部空間７０は、その中に延長した冷却水流路を提供するために仕切られることができる。
【００２９】
装着構造体６１の装着リング６４から後方に向かって伸張する管状ハウジング７１は、ジャケット３２の中間チューブ４８の後端と、ランスのコアチューブ３１の後端を収容している。ハウジング７１は、ランス冷却ジャケット３２に対して冷却水を入排出するために、冷却水の入口５２と出口５３を有する。可撓性の環状連結構造体８１は、水ジャケットの中間チューブ４８の後端をハウジングチューブ７１と連結して、ハウジング内で内側と外側の水流路を分離し、また、ランス構成部品の熱膨張と収縮の差に起因する、内側および外側チューブと水ジャケットの中間チューブとの間の相対的な長手方向の動きを許容する。
【００３０】
管状ハウジング７１の後端は、環状冷却ジャケットの内側チューブ４３の後端用の装着部分になっている。
【００３１】
コアチューブ３１は、中心コアチューブから外側に突出する一連のスペーサ鍔８３によって、環状冷却ジャケット３２内に離間関係で保持されており、該一連のスペーサ鍔８３は、中心コアチューブに沿って長さ方向で互いに間隔を置いて配置され、環状冷却ジャケットの内側チューブの内周と係合して、中心コアチューブと環状冷却ジャケットとの間に環状ガス流路８４を形成する。ガス流路８４内に入れられる窒素等のパージガス（一掃ガス）を受け入れるために、パージガス入口８５がランス後端に設けられており、パージガスが、中心コアチューブと環状冷却ジャケットとの間でランスを通って前方へ流れ、環状冷却ジャケットの前端でランスを出るようになっている。
【００３２】
冷却ジャケットの前端の領域で、中心コアチューブに球根状突出部８６が嵌装されて、中心コアチューブと環状水ジャケットとの間に制御されたノズル開口が設けられ、それによって、パージガスの流速を制御するようになっている。冷却ジャケットの外周と内周の間に周方向で離間した間隙を残すように、スペーサ鍔８３が形成され、環状のパージガス流路８４を通って、パージガスが自由に流れるようになっている。端部スペーサ鍔８３の１つが球根状突出部８６に近接して設置され、外側冷却ジャケットの前端内に該球根状突出部の正確な位置を定め、もって、パージガス出口ノズル用の制御された環状間隙を作っている。パージガスの流れは、中心コアチューブと外側水ジャケットとの間で、ノズルの前端をスラグが貫通できないことを保証するために維持される。もしも、この領域でスラグがランスを貫通するとすれば、水冷式外側ジャケットと冷たいパージガスのために、スラグは直ちに凝固するだろう。
【００３３】
ランス作業の間に、ランスの外面と冶金容器の内面上にスラグが蓄積するだろう。操業の休止時、スラグが凝固して、冶金容器にランスが接合する傾向がある。しかしながら、図示した装着構造では、ランスの引き抜きを容易にするために、この接合を容易に破壊することができる。このことは、分割型スペーサリング６７の引き抜きを可能にするために、締め付けボルト６６を十分に弛めることによって、達成可能である。次いで、このことは、装着チューブ６２内におけるランス装着スリーブの、限定された内方への動きを可能になし、そのためランス装着スリーブの前端が冶金容器の壁から内方に動かされて、あらゆるスラグ付着物が破壊される。このことが、外側チューブ４２上に凝固したスラグと共に管状装着体６０のために設けた大きな開口を通して容易にランスを引き抜くことを可能にする。
【００３４】
加熱された鉱石用の注入ランスは、石炭注入ランスとほぼ同様の構造であってよい。しかしながら、図５、図６に示すように、加熱された鉱石用の注入ランス２７ｂは、裏張りのない厚壁の回転鋳造チューブ３１ｂとして形成された内側コアチューブを有する。このチューブ３１ｂは、分割型接合スリーブ９１によって接合される複数部分で作らなければならない。隣接する複数のチューブは、スティッチ溶接により、接合スリーブを介して整合、連結され得る。コアチューブ３１ｂの前端は、パージガス出口ノズルの寸法を設定するための突出部８６ｂを有する。加熱された鉱石用の注入ランス内のノズルチューブは厚肉であるため、この突出部は石炭供給ランスの大きな球根状突出部よりもずっと小さい。
【００３５】
別の変形例では、加熱された鉱石用の注入ランスが、ハウジングチューブ７１ｂの過熱を止めるために水冷フランジ９２を有する。このフランジは、ランスハウジングの水冷端フランジと鉱石注入系の端部にあるフランジ（水冷可能である）との間に挟まれる。
【００３６】
熱鉱石注入ランスの内部コアチューブは、石炭ランス構造の場合と同様に中心コアチューブから外側に突出する一連のスペーサ鍔によって、冷却ジャケット内に離間した関係で保持される。石炭ランスの場合と同様に、内部コアチューブと水ジャケットとの間の空間は、パージガス流用の環状通路になり、該パージガス流は冷却ジャケットの前端でランスを出る。
【００３７】
２種類の注入ランスのための外側装着台は、両種類の注入ランスが共通のデザインのハウジング内に挿入されることができるように、同じである。
【００３８】
図７は、冶金容器１１の管状ランス装着ブラケット６２の１つ嵌装された固形物注入ランス２７ｃの模式図である。固形物注入ランス２７ｃは図２〜図６について前述したものと同じ一般構造のものであってよい。冶金容器の壁１６は、水冷式耐火材パネル１００が内側に裏張りされており、固形物注入ランス２７ｃはパネル１００の開口を通して冶金容器内に伸長している。固形物注入ランス２７ｃは変形されており、その外側管状部分６０の前端に耐火材料から成るカバー用環状ディスク１０１が装着され、冶金容器内にスラグが蓄積する前の始動およびランス交換状態にある間、その前面を保護して過剰温度に曝されないようになっている。環状部分６０は、耐火ディスク１０１が水冷式パネル１０１の内面と同一面になるように冶金容器の壁内に伸長しており、前記パネルを貫通する開口の耐火プラグとして働く。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に従って構成した固形物注入ランスを備えた冶金容器の鉛直断面図。
【図２】石炭を冶金容器に注入するための固形物注入ランスの１つの長手方向断面図。
【図３】図２に示すランスの後部断面図。
【図４】図２に示すランスの内部コアチューブ組立体の一部の長手方向断面図。
【図５】加熱された鉱石材料を冶金容器に注入するためのランスの長手方向断面図。
【図６】図５に示すランスの後部断面図。
【図７】冶金容器壁の内面に装着された水冷パネルを貫通して伸長する変形注入ランスを示す図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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