(57)【要約】      （修正有）【課題】還元炉内部の密封状態を破壊しない状況下で、新しい混合原料の添加作業を完成させることができる冶金炉の自動連続原料投入装置を提供する。【解決手段】冶金炉の自動連続原料投入装置は、外筒１内に、複数の内筒２を収容設置可能な収容設置空間１１を設置し、収容設置空間１１底部には還元炉と通じる出原料通路１２を設置し、出原料通路１２上には開放或いは閉鎖動作を制御可能な出原料ゲート１３を設置し、複数の内筒２上には進原料開口２１及び出原料開口２２をそれぞれ設置し、進原料開口２１は外筒１を通過して外へと通じ、開放可能な封鎖蓋機構により封鎖され、各出原料開口２２上には開放を操作される内筒下蓋２３をそれぞれ設置する。各内筒下蓋２３を開放することで、各内筒２に収容される原料は出原料通路１２を通ってそれぞれ還元炉内に入り、定温定圧環境下で多数回の原料投入操作を行う機能を達成する。【選択図】図２
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
冶金炉の自動連続原料投入装置は、外筒、内部に原料を収容設置する内筒を備え、
前記外筒は、収容設置空間を備え、前記収容設置空間底部には、還元炉内部と通じる出原料通路を設置し、
前記内部に原料を収容設置する内筒は、前記外筒の収容設置空間内にそれぞれ設置し、前記各内筒には、少なくとも１個の出原料開口を設置し、しかも前記各出原料開口上には、開放を操作される内筒下蓋をそれぞれ設置することを特徴とする冶金炉の自動連続原料投入装置。
【請求項２】
前記各内筒にはさらに、少なくとも前記外筒を通過し外へと通じる進原料開口を設置し、しかも前記各進原料開口は、開放可能な封鎖蓋機構により封鎖されることを特徴とする請求項１に記載の冶金炉の自動連続原料投入装置。
【請求項３】
前記封鎖蓋機構は、前記外筒上に設置される上蓋で、しかも前記上蓋は、操作により、前記各内筒の進原料開口を同時に封鎖することを特徴とする請求項２に記載の冶金炉の自動連続原料投入装置。
【請求項４】
前記封鎖蓋機構は、前記各内筒の進原料開口上の内筒上蓋に設置することを特徴とする請求項２に記載の冶金炉の自動連続原料投入装置。
【請求項５】
前記出原料通路上には、出原料ゲートを設置することを特徴とする請求項１或いは２或いは３或いは４に記載の冶金炉の自動連続原料投入装置。
【請求項６】
前記外筒と前記出原料通路との間には、原料導入部を設置することを特徴とする請求項１或いは２或いは３或いは４に記載の冶金炉の自動連続原料投入装置。
【請求項７】
前記外筒と前記出原料通路との間には、原料導入部を設置することを特徴とする請求項５に記載の冶金炉の自動連続原料投入装置。
【請求項８】
前記原料導入部は、ロート状を呈することを特徴とする請求項６に記載の冶金炉の自動連続原料投入装置。
【請求項９】
前記原料導入部は、ロート状を呈することを特徴とする請求項７に記載の冶金炉の自動連続原料投入装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は冶金炉の自動連続原料投入装置に関し、特に還元炉内部の密封状態を破壊しない状況下で、新しい混合原料の添加作業を完成させることができる原料投入装置である冶金炉の自動連続原料投入装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリコン原料を、シリカサンド(石英砂)中から還元する従来の装置としては、グラファイトアークの加熱還元炉が多く用いられる。
それは、シリカサンド、コークス(Coke)、石炭(Coal)及び木屑(wood)等混合原料を加熱する。
【０００３】
その際には、炉の温度を環境温度に近い温度から、徐々に1500℃〜2500℃の高温まで加温しなければ、該各被還元材料を還元させることはできない。
さらに、還元作業の完成後は、該還元炉の温度を徐々に約250℃(すなわち、環境温度に比較的近い温度)まで低下させる必要があり、さもなくばその内部の還元生成物を取り出すことはできない。
また、温度の急激な変化を避け、設備、生成物の品質、或いは作業環境に対して悪影響を及ぼさないようにする必要もある。
一方、次の被還元材料を還元炉中に入れるには、該生成物(シリコン)を還元炉から取り出さなければならず、新たな被還元材料を還元炉に入れた後は、該還元炉を上記したように環境温度に近い状態から、徐々に1500℃〜2500℃まで加温し還元を行う。
【０００４】
上記した作業プロセスにおいては、還元炉に対して、温度上昇と温度低下を繰り返し行わなければならない。
それは、1500℃〜2500℃もの高温状態にある時に還元炉を開けば、炉本体と環境温度との差が大きすぎることで、爆発が発生する危険があるばかりか、大量の高温の液体が作業環境中に流れ込み、操作環境及び現場の人員に対して、熱汚染及び傷害を引き起こす恐れがあるからである。
しかも、さらに深刻な場合には、精錬還元が完成した高温のシリコン材料生成物が、急劇な温度低下により、構造上の破壊を起こし、同時に環境中の雑質の汚染を受け、次の段階の運用に用いることができなくなってしまう可能性が極めて高い。
【０００５】
しかし、実際に計算してみると、シリコン還元にかかる一行程(原料投入→加温→還元→温度低下→取り出し)の時間は、およそ32時間にもなり、その間、還元炉の温度を約250℃から1500℃〜2500℃まで上げ、次に徐々に約250℃まで下げ(還元後の生成物を取り出す際の便のため)なければならず、熱エネルギーを大量に浪費する結果となっている。
すなわち、この種の従来の冶金還元方法は、非常に長い時間をプロセスに費やす必要があり、作業行程全体において環境を傷つけ、しかも大量のエネルギーを浪費するため、経済効率は最悪で、かつ環境保護の理念に背く工業技術であるといえる。
【０００６】
上記した問題点に対して、本考案者は、特許文献１の「冶金の分隔式還元方法及びその設備」を提出した。
それは、還元炉に、段階を分けることができる冷卻装置を結合し、これにより分隔式還元冶金設備を形成するものである。
該各設備により、冶金還元過程の精錬及び冷卻過程全体は、異なる空間内に分かれ、それぞれ同時に進行されるため、冶金還元炉の精錬と冷卻過程は、必ずしも還元炉内で行う必要はなくなる。
これにより、待機時間があまりにも長すぎ、生産能力を効果的に上げることができず、大量のエネルギーを浪費する等の従来の方式の欠点を改善することができる。
【０００７】
上記した特許文献１は、精錬と冷卻の過程において、還元炉内部を、密封等圧空間に保持するメカニズムを開示している。
しかし、実際の応用時には、精錬過程を一回完了する毎に、新しい混合原料の添加を新たに開始する必要があるため、該各混合原料を還元炉に注入する過程では、還元炉内の密封状態を破壊せざるを得ない。
これにより、該還元炉内部の温度及び圧力は共に降下し、余計な待機時間とエネルギーの浪費が起きることは避けられない。
【０００８】
よって、上記した還元炉構造に対応した新たな原料投入装置をいかにして提供し、これにより還元炉内の密封状態を破壊しないという前提の下、新しい混合原料の添加作業を完成し、こうして作業時間をさらに短縮し、精錬効率と生産量を上げ、エネルギーの浪費を減らすかは、業界関係者にとって重大な課題である。
すなわち、本考案は、従来の還元炉原料投入装置の上記した欠点に鑑みてなされたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】台湾特許第１００１０９８２０号
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【００１０】
本考案が解決しようとする第一の課題は、還元炉内の温度と圧力を変化させないという条件の下、多数回の原料投入作業を行うことができ、全体の生産効率を高めることができる冶金炉の自動連続原料投入装置を提供することである。
本考案が解決しようとする第二の課題は、原料投入を待つ時間を効果的に減らすことができ、さらに温度低下、加温を繰り返すことによるエネルギーの浪費を避けることができる冶金炉の自動連続原料投入装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本考案は下記の冶金炉の自動連続原料投入装置を提供する。
冶金炉の自動連続原料投入装置は、外筒、内部に原料を収容設置する内筒を備え、
該外筒は、収容設置空間を備え、該収容設置空間底部には、還元炉内部と通じる出原料通路を設置し、
該内部に原料を収容設置する内筒は、該外筒の収容設置空間内にそれぞれ設置し、該各内筒には、少なくとも１個の出原料開口を設置し、しかも該各出原料開口上には、開放を操作される内筒下蓋をそれぞれ設置し、
上記構造において、該各内筒にはさらに、少なくとも該外筒を通過し外へと通じる進原料開口を設置し、しかも該各進原料開口は、開放可能な封鎖蓋機構により封鎖され、
上記構造において、該封鎖蓋機構は、該外筒上に設置される上蓋で、しかも該上蓋は、操作により、該各内筒の進原料開口を同時に封鎖し、
上記構造において、該封鎖蓋機構は、該各内筒の進原料開口上の内筒上蓋に設置し、
上記構造において、該出原料通路上には、出原料ゲートを設置し、
上記構造において、該外筒と該出原料通路との間には、原料導入部を設置し、
上記構造において、該原料導入部は、ロート状を呈する。
【考案の効果】
【００１２】
本考案の冶金炉の自動連続原料投入装置は、確実に作業時間を短縮し、精錬効率と生産量を高めることができ、しかもエネルギーの浪費を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本考案第一実施例の立体構造模式図である。
【図２】本考案第一実施例の全体構造断面図である。
【図３】本考案第一実施例の原料補充状況を示す模式図である。
【図４】本考案第一実施例の注料状況を示す模式図(一)である。
【図５】本考案第一実施例の注料状況を示す模式図(二)である。
【図６】本考案第二実施例の立体構造模式図である。
【考案を実施するための形態】
【００１４】
以下に図面を参照しながら本考案を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
【実施例】
【００１５】
図１、２に示すように、本考案第一実施例の原料投入装置Ａ構造は、外筒１、内筒２を備える。
【００１６】
外筒１内部には、収容設置空間１１を備え、収容設置空間１１底部には、出原料通路１２を設置する。
外筒１と出原料通路１２との間には、ロート状の原料導入部１５を設置し、出原料通路１２上には、開放或いは閉鎖動作を制御可能な出原料ゲート１３を設置する。
【００１７】
複数の内筒２は、外筒１の収容設置空間１１内に設置し、各内筒２上には、それぞれ進原料開口２１を設置する。
しかも、各進原料開口２１は、外筒１を貫通し、外に通じるため、外部から被処理加工原料Ｄを直接補充することができる。
また、各進原料開口２１上には別に、開放可能な封鎖蓋機構(本実施例中において、封鎖蓋機構は外筒１上に可動状態で設置する上蓋１４である)を設置する。
封鎖蓋機構は、各進原料開口２１を同時に開放或いは封鎖することができる。
また、複数の各内筒２には、出原料通路１２の片側に対応し、出原料開口２２を設置し、各出原料開口２２上には、開放を操作される内筒下蓋２３をそれぞれ設置する。
【００１８】
本考案第一実施例の原料投入装置Ａにおいて、図３〜５に示すように、実際の応用時には、出原料ゲート１３は、原料投入管１３１を経由して還元ポット５上方まで延伸する。
還元ポット５は、還元炉Ｂの内壁３に形成する炉内空間３１内に設置する。
還元炉Ｂは、内壁３外周側に別に外壁３０を設置し、炉内空間３１内には、加熱装置４を設置する。
撹拌装置Ｃは、外部から伸縮可能状態で還元炉Ｂを通過し還元ポット５内へと延伸する。
還元炉Ｂ底部には、外へと通じる出原料通路３２を設置し、出原料通路３２上には、出原料ゲート３３を設置する。
【００１９】
操作の際に、封鎖蓋機構(上蓋１４)の開放時には、被処理加工原料Ｄは、外部より進原料開口２１を通過して、各内筒２内部へとそのまま補充される(図３参照)。
続いて、封鎖蓋機構(上蓋１４)を閉鎖し、同時に、各進原料開口２１を封鎖する。
次に、外筒１を、適当な操作温度まで加熱し、圧力も上げた後、内筒２の内筒下蓋２３及び出原料ゲート１３を先ず開放する。
これにより、内筒２内部の原料Ｄは、還元ポット５内にそのまま導入され(図４参照)、必要な加工プロセスが行われる。
【００２０】
上記した加工プロセスの完成後は、出原料ゲート３３を開放する。
すると、還元ポット５は、加工後の原料Ｄを出原料通路３２に入れ、これにより特許文献１の「冶金の分隔式還元方法及びその設備」に開示する方式に基づき、外へと送り出される。
【００２１】
この後、別の内筒２の内筒下蓋２３及び出原料ゲート１３をさらに開放し、また別の還元加工のプロセスを進める(図５参照)。
こうして、外筒１は、還元炉Ｂ内の温度と圧力の条件を改変しない状態で、多数回の原料投入作業(各内筒２内の原料Ｄを還元ポット５内に導入)を行うことができる。
これにより、全体の生産効率を高めることができるばかりか、原料投入を待つ時間を効果的に減らすことができ、さらに温度低下、加温を繰り返すことによるエネルギーの浪費を避けることができる。
【００２２】
図６に示すように、本考案第二実施例の原料投入装置Ａ’は、外筒１０、内筒２０を備える。
【００２３】
外筒１０内部には、収容設置空間１０１を備え、収容設置空間１０１底部には、出原料通路１０２を設置する。
外筒１０と出原料通路１０２との間には、ロート状の原料導入部１０５を設置する。
【００２４】
複数の内筒２０は、外筒１０の収容設置空間１０１内に設置する。
各内筒２０上には、進原料開口２０１をそれぞれ設置し、しかも各進原料開口２０１は、外筒１０を通過し外へと通じるため、外部から被処理加工原料Ｄを直接補充することができる。
各進原料開口２０１上には、開放可能な封鎖蓋機構(本実施例中において、封鎖蓋機構は、各進原料開口２０１にそれぞれ可動状態で設置する複数の内筒上蓋２０４)を設置する。
これにより、各進原料開口２１の開放或いは封鎖を操作することができる。
また、各内筒２０の進原料開口２０１上には、封鎖蓋を密封可能な内筒上蓋２０４をそれぞれ設置する。
さらに、各複数の内筒２０には、原料投入通路１０２の片側に対応し、出原料開口２０２を設置する。
各出原料開口２０２上には、開放を操作される内筒下蓋２０３をそれぞれ設置する。
【００２５】
上記した第二実施例の原料投入装置Ａ’において、実際の応用時には、その外筒１０と関連の還元炉５０との間の結合組成及び操作方式は、第一実施例と完全に相同である。
第二実施例の第一実施例との差異は、各進原料開口２１上に設置する封鎖蓋機構が、各進原料開口２０１に設置する複数の内筒上蓋２０４である点である。
内筒上蓋２０４は、各進原料開口２０１をそれぞれ開放或いは封鎖でき、これにより外部より内筒２０へと原料Ｄを補充することができる。
【００２６】
上記した本考案構造は、実際の応用においては、多くの変化を派生させることができる。
例えば、外筒１内部には、複数の内筒２の操作と固定が容易なサポートフレームを設置し、さらに外筒１頂点側に貫通した開口を設置し、これにより該貫通開口に上蓋１４で蓋をし封鎖する。
これにより、内筒２は、出原料開口２２及び内筒下蓋２３等の設計を備えたまま、内筒２に先に原料Ｄを充填(進原料開口２１は必要ではなく、内筒２はそこで直接出原料開口２２より内部へと原料Ｄを補充する)し、次に、外筒１の収容設置空間１１内に入れ、これにより上記した本考案が達成しようとする効果を同様に実現することができる。
【００２７】
上記の本考案名称と内容は、本考案技術内容の説明に用いたのみで、本考案を限定するものではない。本考案の精神に基づく等価応用或いは部品(構造)の転換、置換、数量の増減はすべて、本考案の保護範囲に含むものとする。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
上記したように、本考案冶金炉の自動連続原料投入装置は、確実に作業時間を短縮し、精錬効率と生産量を高めることができ、しかもエネルギーの浪費を減らすことができ、新規性と進歩性を備えた考案である。
すなわち、本考案は実用新案登録の要件である新規性を備え、従来の同類製品に比べ十分な進歩を有し、実用性が高く、社会のニーズに合致しており、産業上の利用価値は非常に大きい。
【符号の説明】
【００２９】
１、１０  外筒
１１、１０１  収容設置空間
１２、１０２  出原料通路
１３  出原料ゲート
１３１  原料投入管
１４  上蓋
１５、１０５  原料導入部
２、２０  内筒
２１、２０１  進原料開口
２２、２０２  出原料開口
２３、２０３  内筒下蓋
２０４  内筒上蓋
３  内壁
３１  炉内空間
３２  出原料通路
３３  出原料ゲート
３０  外壁
４  加熱装置
５  還元ポット
Ａ、Ａ'  原料投入装置
Ｂ  還元炉
Ｃ  撹拌装置
Ｄ  原料
【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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