(57)【要約】【課題】中央構造体の前端部をより効果的に冷却することを可能にする改善された構造の提供。【解決手段】冶金用容器にガスを吹き込むための装置が開示される。この装置は、ガス流ダクト、ガス流ダクト内を延びる伸張形状の中央管状構造体、中央管状構造体の周りに配置された複数の流れ案内旋回羽根、及び中央管状構造体内の冷却水通路とを含む。中央構造体の前端部は、ドーム形状の外側シェルと、内側構成部品から構成されるノーズ部分を有する。内側構成部品は、外側シェル内に配置され、冷却水通路から水を受け、外側シェルの内側表面に対してジェットでその水を導くための内部ノズルを有し、それにより、外側シェルの内側表面の周りに外向き且つ後ろ向きに扇形に広がる水流を生じさせる。【選択図】図２
2008190031.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冶金工程を行う冶金用容器にガスを吹き込むための装置において、該装置が、
後端部から前端部まで延び、ガス流ダクトからのガスを前端部から放出する、ガス流ダクトと、
前記ガス流ダクト内で、前記ガス流ダクトの後端部から前記ガス流ダクトの前端部まで延びる伸張形状の管状中央構造体であって、該伸張形状の管状中央構造体の前端部が、前記ガス流ダクトの前端部に隣接して配置される、管状中央構造体と、
前記ガス流ダクトの前端部を通るガス流に旋回を付与するための複数の流れ案内羽根であって、該流れ案内羽根が、前記管状中央構造体の周りで前記ガス流ダクトの前端部に隣接して配置され、前記管状中央構造体の前端部と前記ガス流ダクトの前端部とが共同して、前記流れ案内羽根によって旋回を付与された前記ガス流ダクトからのガスを流すための環状ノズルを形成する、流れ案内羽根と、  
冷却水を後端部から前端部まで前記管状中央構造体を通って前方に流して前端部を内部冷却し、次いで前記管状中央構造体を通り後端部に戻すための前記管状中央構造体内の冷却水通路であって、該冷却水通路が、前記管状中央構造体の前端部へ水を流すための第１の水流通路と、前記管状中央構造体の前端部から前記管状中央構造体の後端部に向かって水流を戻すための、前記第１の水流通路に隣接して配置された第２の水流通路とを備える、冷却水通路と
を含み、
前記管状中央構造体の前端部は、ドーム形状の外側シェルから構成されたノーズ部分を有し、内側構成部品が、前記外側シェル内に配置されて、内部ノズルを有して形成され、前記内部ノズルが、前記第１の水流通路から水を受け、該水を前記外側シェルの内側面に対する噴流として導き、それにより、前記外側シェルの内側面の周りに外向き且つ後ろ向きに扇形に広がる水の流れを生じさせるようになっている、ガスを吹き込むための装置。
【請求項２】
前記第１の水流通路が、伸張形状の管状構造体からなる中央通路であり、前記内部ノズルが、前記ジェットを前記外側シェルの内側面の中央に導き、前記第２の水流通路が前記中央通路の周りに配置された環状通路である、請求項１に記載されたガスを吹き込むための装置。
【請求項３】
前記ドーム形状の外側シェルの中央部分が、前記内部ノズルと位置合わせされた内向きの隆起部を有して形成され、それにより、外向き且つ後ろ向きに扇形に広がる流れの形成を促進するようになっている、請求項１又は請求項２に記載されたガスを吹き込むための装置。
【請求項４】
前記ドーム形状の外側シェルの中央部分が、前記内部ノズルと位置合わせされた内向きに突起する概ね円錐形の隆起部を備え、それにより、前記内部ノズルから導かれた水が、前記隆起部の傾いた側壁に対して鋭角で衝突して、前記外側シェルのドーム形状の内側面上を、傾斜する表面に沿って外向きに流れるようになっている、請求項１又は請求項２に記載されたガスを吹き込むための装置。
【請求項５】
前記ドーム形状の外側シェルと前記内側構成部品との間の間隙が、前記ノーズ部分に沿って外向き且つ後ろ向きに延びるリブによって分割され、それにより、前記ドーム形状の外側シェルの内側面の周りを外向き且つ後ろ向きに扇形に広がる冷却水を流すための一連の別個の水流通路が形成されている、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載されたガスを吹き込むための装置。
【請求項６】
前記リブが前記ドーム形状の外側シェルの内側面上に形成されている、請求項５に記載されたガスを吹き込むための装置。
【請求項７】
前記リブが、前記外側シェルの中央部分に形成された前記隆起部から外向き且つ後ろ向きに放射状に広がる第１の系のリブと、第２の系のリブとを含み、該第２の系のリブが、前記外側シェルの中央部分から後方に間隔をあけて配置され、前記第１の系のリブの間に間隔をあけて配置され、水流通路が外向き且つ後ろ向きに内部シェルに沿って分岐するように、前記水流通路をより多数の通路に再分割している、請求項３又は請求項４に従属する請求項５又は請求項６に記載されたガスを吹き込むための装置。
【請求項８】
前記内側構成部品の後端部が、円周方向に間隔をあけて配置された長手方向リブを備え、前記長手方向リブが、前記内側構成部品の後端部と前記外側シェルの後部分との間の間隙を、前記管状中央構造体の外側環状通路内の水流が戻るための別個の水流通路に再分割する、請求項５から請求項７までのいずれか１項に記載されたガスを吹き込むための装置。
【請求項９】
前記長手方向リブが、前記外側シェルの内側面上のリブよりも多数存在して、前記外側環状通路に戻る冷却水の流れをさらに再分割できるようになっている、請求項８に記載されたガスを吹き込むための装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載された前記冶金用容器にガスを吹き込むための装置が取り付けられた直接精錬容器。
【請求項１１】
予熱されたガスを容器へ供給するランス内の予熱されたガス流に旋回を付与するための装置において、該装置が、
伸張形状の管状構造体と、
中央の前記管状構造体の周りで前記管状構造体の前端部に隣接して配設された複数の流れ案内羽根と、
管状構造体を後端部から前端部まで通って流れ、前端部を内部冷却し、次に管状構造体を通り、後端部に戻る冷却水の冷却水通路を含み、
前記冷却水通路が、前記管状構造体の前端部内へ水を流すための中央水流通路と、前記管状構造体の前端部から後端部に水流を戻すための、前記中央水流通路の周りに配置された環状水流通路とを含み、
前記管状構造体の前端部は、ドーム形状の外側シェルから構成されたノーズ部分を有し、内側構成部品が、前記外側シェル内に配置されて、内部ノズルを有して形成され、前記内部ノズルが、第１の水流通路から水を受け、前記水を前記外側シェルの内側面に対する噴流として導き、それにより、前記外側シェルの内側面の周りに外向き且つ後ろ向きに扇形に広がる水流を生じさせるようになっている、予熱されたガスの流れに旋回を付与するための装置。
【請求項１２】
容器にガスを供給するためのランス及び請求項１０に記載された前記ガスの流れに旋回を付与するための装置が取り付けられた直接精錬容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器にガスを吹き込むための装置を提供するものである。この装置は、限定ではないが、とりわけ高温状態の冶金用容器にガス流を吹き込むための装置に対して適用される。例えば、そのような冶金用容器は、溶融金属を直接精錬法によって製造する精錬容器であることができる。
【背景技術】
【０００２】
溶融金属層を反応媒体として利用する、一般にハイスメルト（ＨＩｓｍｅｌｔ）法と呼ばれる公知の直接精錬法は、米国特許第６０８３２９６号に開示されている。その特許に開示されるハイスメルト法は、
（ａ）容器内に溶融した鉄およびスラグからなる浴を形成させる段階と、
（ｂ）この浴に、（ｉ）金属を含有する供給材料（通常は金属酸化物）、および（ｉｉ）金属酸化物の還元剤として作用してエネルギ源となる固体炭素質材料（通常は石炭）を吹き込む段階と、
（ｃ）金属層内で、金属含有供給材料を金属に精錬する段階とを含む。
【０００３】
本明細書での用語「精錬（ｓｍｅｌｔｉｎｇ）」は、金属酸化物を還元して液体金属を製造する化学反応の行われる熱的処理工程を意味するものと理解される。
【０００４】
ハイスメルト法は、浴から放出されたＣＯ及びＨ２などの反応ガスを浴の上方の空間で酸素含有ガスによって後燃焼させ、この後燃焼により発生する熱を金属含有供給材料を精錬するために必要な熱エネルギとして使うために浴に伝達する段階も含む。
【０００５】
このハイスメルト法は、浴の名目上の静止表面の上方に遷移領域を形成する段階も含む。遷移領域では、溶融金属及び／又はスラグの小滴又は飛沫又は流れからなる好ましい質量体が、上昇してはその後下降して、それにより、浴の上方での後燃焼反応ガスによって発生された熱エネルギを浴に伝達するための効果的な媒体となる。
【０００６】
ハイスメルト法では、金属含有供給材料及び固体炭素質材料は、多数のランス／羽口を通り金属層に吹き込まれる。ランス／羽口は、鉛直方向に対して傾いており、精錬容器の側壁を貫通して下向き且つ内向きに延びて容器の下部領域まで延在し、それにより、容器底部の金属層内に固体物質を供給できるようになっている。容器上部での反応ガスの後燃焼を促進するために、（酸素富化された）高温空気が下向きに延びる高温空気吹き込みランスを通って容器の上部領域に吹き込まれる。容器上部でのガスの効果的な後燃焼を促進するために、入ってくる高温空気の流れが旋回運動してランスから放出されることが望ましい。これを達成するために、ランスの出口端部に適切な旋回運動を付与するための内部流れ案内部を嵌合することができる。容器の上部領域は２０００℃台の温度に到達する場合があり、高温空気はランスに１１００〜１４００℃程度の温度で供給され得る。したがって、ランスは、内部且つ外壁の両方で、とりわけ容器の燃焼領域に突き出すランスの供給端のところで、極めて高い温度に耐えることができなければならない。
【０００７】
米国特許第６４４０３５６号は、ハイスメルト法で直面するこの極限状態に対応するように設計されたガス吹き込みランスの構造を開示している。その構造では、流れ案内部は、ガス流ダクトの前端部のところで中央本体に取り付けられた螺旋形の羽根の形態をしている。これらの羽根は、ガス流ダクトの壁に結合され、ダクトの壁内の供給通路及び戻り通路を通って流れる冷却水によって内部水冷される。米国特許第６６７３３０５号は、螺旋形の流れ案内羽根が、ガス流ダクトの全長にわたって延びる管状中央構造体に取り付けられた代替のランス構造を開示している。この中央構造体は、一般にガス流ダクトの先端に配置された、中央構造体の前面部に冷却水の流れを供給する水流通路が設けられている。この構造では、流れ案内羽根は冷却されず、ダクトの先端部からダクトの耐火物でライニングされた壁領域に後退している。
【０００８】
米国特許第６６７３３０５号で開示された構造では、旋回羽根を取り付けられた中央構造体の前端部は、中央水流通路を通って中央構造体のドーム形状のノーズ部分（先端部）まで前方に流されて供給される冷却水によって内部から水冷される。このノーズ部分は、単一の螺旋冷却水通路が内部に設けられており、中央構造体の中央水流通路から水を受け、ノーズ周りおよびノーズに沿って後ろ向きの単一の流れとしてその水を流し、冷却水の単一の首尾一貫した流れによってノーズを冷却する。この冷却水は、環状の水戻り通路を介して中央構造体を通り、戻る。
【特許文献１】米国特許第６４４０３５６号明細書
【特許文献２】米国特許第６６７３３０５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、中央構造体の前端部をより効果的に冷却できる改善された構造を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、冶金工程用の冶金用容器にガスを吹き込むための装置が提供され、この装置は、
後端部から前端部まで延び、ガス流ダクトからのガスを前端部から放出する、ガス流ダクトと、
ガス流ダクト内で、ガス流ダクトの後端部からガス流ダクトの前端部まで延びる伸張形状の管状中央構造体であって、該伸張形状の管状中央構造体の前端部が、ガス流ダクトの前端部に隣接して配置される、管状中央構造体と、
ガス流ダクトの前端部を通るガス流に旋回を付与するための複数の流れ案内羽根であって、この流れ案内羽根が、管状中央構造体の周りでガス流ダクトの前端部に隣接して配置され、管状中央構造体の前端部とガス流ダクトの前端部が、前記流れ案内羽根によって旋回を付与されたガス流ダクトからのガスを流すための環状ノズルを形成するように共同する、流れ案内羽根と、
冷却水を後端部から前端部まで管状中央構造体を通って前方に流して前端部を内部冷却し、次いで管状中央構造体を通り後端部に戻すための管状中央構造体内の冷却水通路であって、冷却水通路が、管状中央構造体の前端部へ水を流すための第１の水流通路と、管状中央構造体の前端部から管状中央構造体の後端部に向かって水流を戻すための、第１の水流通路に隣接して配置された第２の水流通路を備える、冷却水通路と
を含み、
管状中央構造体の前端部は、ドーム形状の外側シェルから構成されたノーズ部分を有し、内側構成部品が、外側シェル内に配置されて、内部ノズルを有して形成され、内部ノズルが、第１の水流通路から水を受け、その水を外側シェルの内側面に対する噴流として導き、それにより、外側シェルの内側面の周りに外向き且つ後ろ向きに扇形に広がる水の流れを生じさせるようになっている。
【００１１】
第１の水流通路は、伸張形状の管状構造体からなる中央通路であることができ、内部ノズルは、ジェットを外側シェルの内側面の中央に導き、第２の水流通路は、中央通路の周りに配置された環状通路であることができる。
【００１２】
ドーム形状の外側シェルの中央部分は、内部ノズルと位置合わせされた内向きの隆起部を有して形成でき、それにより、外向き且つ後ろ向きに扇形に広がる流れを促進できる。より具体的には、ドーム形状の外側シェルの中央部分は、内部ノズルと位置合わせされた内向きに突起する概ね円錐形の隆起部を備えることができ、それにより、内部ノズルから導かれた水が隆起部の傾いた側壁に対して鋭角で衝突して、外側シェルのドーム形状の内側面上を、傾斜する表面に沿って外向きに流れる。
【００１３】
ドーム形状の外側シェルと内側構成部品との間の間隙は、ノーズ部分に沿って外向き且つ後ろ向きに延びるリブによって再分割することができ、それにより、ドーム形状の外側シェルの内側面の周りを外向き且つ後ろ向きで扇形に広がる冷却水を流すための一連の別個の水流通路が形成される。
【００１４】
このリブは、ドーム形状の外側シェルの内面上に形成することができる。
【００１５】
このリブは、外側シェルの中央部分に形成された隆起部から外向き且つ後ろ向きに放射状に広がる第１の系のリブと、第２の系のリブとを含むことができる。第２の系のリブは、外側シェルの中央部分から後方に間隔をあけて配置され、第１の系のリブの間に間隔をあけて配置され、水流通路が外向き且つ後ろ向きに内部シェルに沿って分岐するように、それらの通路をより多数の通路に再分割する。
【００１６】
内側構成部品の後端部は、円周方向に間隔をあけて配置された長手方向リブを備え、長手方向リブが、内側構成部品の後端部と外側シェルの後部分との間の間隙を、中央構造体の外側環状通路に入る戻り水流のための別個の水流通路に再分割する。環状通路に戻る冷却水の流れをさらに再分割できるように、外側シェルの内側面上のリブよりもさらに多数のそのようなリブを設置することができる。
【００１７】
本発明は、容器にガスを吹き込むための上記で説明された装置が取り付けられた直接精錬炉にも拡大される。
【００１８】
本発明は、予熱されたガスを容器へ供給するためのランス内の予熱されたガス流に旋回を付与するための装置にも拡張される。この装置は、
伸張形状の管状構造体と、
中央の管状構造体の周りで管状構造体の前端部に隣接して配置された複数の流れ案内羽根と、
管状構造体を後端部から前端部まで通って流れ、前端部を内部冷却し、次に管状構造体を通り、後端部に戻る冷却水の冷却水通路を含み、
冷却水通路が、管状構造体の前端部内へ水を流すための中央水流通路と、管状構造体の前端部から後端部に水流を戻すための、中央水流通路の周りに配置された環状水流通路とを備え、
管状構造体の前端部は、ドーム形状の外側シェルから構成されたノーズ部分を有し、内側構成部品が、外側シェル内に配置されて、内部ノズルを有して形成され、内部ノズルが、第１の水流通路から水を受け、その水を外側シェルの内側面に対する噴流として導き、それにより、外側シェルの内側面の周りに外向き且つ後ろ向きに扇形に広がる水流を生じさせるようになっている。
【００１９】
本発明は、容器にガスを供給するためのランス及びガスの流れに旋回を付与するための上記で説明した装置が取り付けられた直接精錬容器にも拡大される。
【００２０】
本発明をより完全に説明するために、１つの具体的な実施例が添付の図面を参照して詳細に説明される。
【実施例】
【００２１】
図１は、米国特許第６０８３２９６号に開示されたハイスメルト法による操業に適した直接精錬容器を示す。この冶金用容器は全体として１１により指示され、耐火物レンガから形成された底部１２及び側面１３を含む炉床、炉床の側面１３から上向きに延在する概ね円筒形の胴部を形成し上側胴部領域１５及び下側胴部領域１６を含む側壁１４、屋根１７、排出ガス用出口１８、溶融金属を連続的に排出するための前炉１９、並びに溶融スラグを排出するための栓孔２１を有する。
【００２２】
使用中は、この容器には、溶融金属の層２２及び金属層２２の上の溶融スラグの層２３を含む、鉄及びスラグの溶融浴が入っている。符号２４が付された矢印は、金属層２２の公称静止表面の位置を示しており、符号２５の付された矢印は、スラグ層２３の公称静止表面の位置を示している。用語「静止表面」は、容器へのガス及び固体の吹き込みが全くないときの表面を意味すると理解されたい。
【００２３】
この容器は、１２００℃程度の温度に加熱された空気流、いわゆる「高温空気風（ｈｏｔ  ａｉｒ  ｂｌａｓｔ）」（又は、ＨＡＢ）を容器の上側領域に供給するために下向きに延びる高温空気吹き込みランス２６、並びに下向き且つ内向きに側壁１４を貫通して延び、金属層２２内に酸素欠乏搬送ガスにより運ばれる鉄鉱石、固体炭素質材料、及びフラックスを吹き込むためにスラグ層２３に入る、２本の固体吹き込みランス２７が嵌合されている。ランス２７の位置は、操業中にランスの出口端部２８が金属層２２の表面よりも上方にあるように選択される。ランスがこの位置にあることにより、溶融金属との接触による損傷の危険性を低減させるとともに、水が容器内の溶融金属と接触するという重大な危険を回避して、強制内部水冷によってランスを冷却することも可能になる。
【００２４】
高温空気吹き込みランス２６の構造を図２〜図１４に示す。これらの図に示すとおり、ランス２６は、ガス入口構造体３２から高温ガスを受け、それを容器の上側領域に吹き込む伸張形状のダクト３１を備える。このランスは、ガス流ダクト３１内を、後端部から前端部まで延びる伸張形状の管状の中央構造体３３を有する。ダクトの前端部に隣接して、中央構造体３３には、ダクトを出るガス流に旋回を付与する一連の４つの旋回付与羽根３４が取り付けられている。中央構造体３３の前端部は、ダクト３１の先端部３６を超えて前方に突出するドーム形状のノーズ（先端部）３５を有し、中央本体の前端部及びダクト先端部によって、環状ノズルを形成して、そこを羽根３４によって旋回させられたダクトからのガスが広がって流れる。羽根３４は、４点開始螺旋構成（ｆｏｕｒ  ｓｔａｒｔ  ｈｅｌｉｃａｌ  ｆｏｒｍａｔｉｏｎ）で配置され、ダクトの前端部に滑り嵌めされる。
【００２５】
ガス入口３２から下流に延びるダクト３１の主要部分の壁は内部から水冷される。ダクトのこの領域は、一連の３つの同心状の鋼管３７、３８、３９から構成され、これらの鋼管はダクトの前端部まで延びて、そこでダクト先端部３６に接続される。このダクト先端部３６は、中空の環状構成であり、ダクト３１の壁内の通路を通って供給され且つ戻される冷却水によって内部から水冷される。具体的に言えば、冷却水は、入口４１及び環状入口マニホールド４２を通り、ダクト管３７、３８の間に形成された内側環状水流通路４３に入り、先端部の円周方向に間隔をあけて配置された開口部を通ってダクト先端部３６の中空内部に入る。水は、先端部から円周方向に間隔をあけて配置された開口部を通り後ろ向きに流れて、管３８、３９の間に形成された外側環状水戻り流通路４４に入り、ダクト３１の水冷領域の後端部の水出口４５に達する。
【００２６】
ダクト３１の水冷領域は、内側を耐火物ライニング４６によりライニングされており、耐火物ライニング４６は、ダクトの最内側の金属管３７に取り付けられる。ダクト先端部３６の内側は、この耐火物ライニングの内面と概ね同一平面になっており、この面によりダクトを通るガスにとっての有効な流れ通路が画定される。耐火物ライニングの前端部は、直径がわずかに減少した領域４７を有し、そこに旋回羽根３４がとまり滑り嵌め（ｓｎｕｇ  ｓｌｉｄｉｎｇ  ｆｉｔ）により受けられる。領域４７から後方に向かって、耐火物ライニングはわずかに直径が大きくなり、それにより、ランスの組み立てに際して、中央構造体３３をダクトが貫通して下向きに挿入され、旋回羽根３４が、ダクトの前端部に到達すると、そこでテーパの付いた耐火物ランド４８によって耐火物領域４７とのとまり係合に案内され、耐火物ランド４８は、旋回羽根を耐火物領域４７に配置し且つ案内する。
【００２７】
旋回羽根３４を備えた中央構造体３３の前端部は、冷却水によって内部から水冷される。冷却水は、ランスの後端部から前端部まで中央構造体を通り前方に供給され、次いで中央構造体に沿ってランスの後端部に戻される。これによって、中央構造体の前端部、とりわけランスが使用される際に非常に高温の熱流束に曝されるドーム形状のノーズ３５まで冷却水が非常に強く直接流れることが可能になる。
【００２８】
中央構造体３３は、内側及び外側の同心状鋼管５０、５１からなり、それらは、端同士をつき合わせ溶接された管セグメントによって形成される。内側管５０は中央水流通路を画成する。それを通り、水がランスの後端部の水入口５３から中央構造体の前端部のノーズ３５および環状水戻り通路５４まで前方に向けて流れる。環状水戻り通路５４は、２つの管の間に形成され、そこを通って冷却水がノーズ３５から中央構造体を通りランスの後端部の水出口５５に戻る。
【００２９】
中央構造体３３のノーズ３５は、６２のところで互いに溶接される２つの部品６１Ａ、６１Ｂから形成された銅でできたドーム形状の外側シェル６１と、中央構造体３３の内側管材の前端部に６４にねじ嵌めされた銅でできた内側構成部品６３とを備える。この内側構成部品６３は、内部収束ノズル６５を有して形成され、中央水流通路材から水を受け取り、その水を外側シェル６１の内面に対して中心に導き、噴流として、外側シェルの内面の周りに外向き且つ後ろ向きに扇形に広がる水の流れを生じさせる。
【００３０】
ドーム形状の外側シェル６１の中央部分は、ノズル６５に位置合わせされた内向きに向けられた円錐形隆起部６６を有して形成され、それにより、ノズルから導かれた水が、隆起部の傾斜した側壁６７に対して鋭角で衝突して、隆起部の傾斜面６７に沿って外側シェルのドーム形状の内面６８を外向きに流れることができる。
【００３１】
ドーム形状の外側シェル６１と内側構成部品６３との間の間隙７１は、ドーム形状の外側シェルの内面に形成されたリブ７２によって再分割される。リブ７２は、外側シェルの中央部分に形成された隆起部から外向きに且つ後ろ向きに放射状に広がる第１の系のリブ７２Ａと、外側シェルの中央部分から後ろ向きに間隔をあけて配置された第２の系のリブ７２Ｂとを含む。第２の系のリブ７２Ｂは、第１の系のリブ７２Ａとの間に間隔をあけて配置され、水流通路７０を、それらの通路が内側シェルに沿って外向きに且つ後ろ向きに広がるように、より多数の個別の通路に再分割している。
【００３２】
内側構成部品６３の後端部６３Ａは、円周方向に間隔をあけて配置された長手方向リブ７３を備え、内側構成部品の後端部部分と外側シェルの後方部分６１Ｂとの間の間隙７４を、中央構造体３３の外側環状通路５４へ水が戻るための別個の水流通路７５に再分割する。内側構成部品の後端部のリブ７３の数は、外側シェルの内面のリブ７２の数より多くなっており、冷却水が環状通路５４に戻ると、さらに流れを再分割できるようになっている。例えば、５４個のリブ７２（短いものが２７個、長いものが２７個）と７２個のリブ７３が存在することができる。
【００３３】
外側シェルの内面の周りに外向きに扇形に広がる冷却水の流れによって、及びその流れをノーズの周りに近接して間隔をあけて配置された極めて多数の個別の水流通路に再分割することによって、熱を効率的に抜き出すことが確実に行われ、ノーズに「熱地点（ｈｏｔ  ｓｐｏｔ）」が発生することが回避される。
【００３４】
図示された構造によって、「熱地点」の発生につながる可能性のある選択的な水流を発生させずに、中央構造体のノーズの全円周周りに水を均等に流れさせることを確実にするための、極めて多くの近接して間隔をあけて配置された同一の水流通路が形成できる。
【００３５】
内側構造体３３は、ダクト３１に入ってくる高温ガス流から中央構造体３３を流れる冷却水への熱伝達を遮蔽するための外側熱遮蔽体７９を備える。非常に高い温度に曝され、および大型の溶解設備で大きいガス流量が必要とされる場合、固体耐火物遮蔽体が短時間使用できる。図示された構造では、遮蔽体７９は、ＵＭＣＯの名前で市販されているセラミック材料の管状スリーブにより形成される。これらのスリーブは、遮蔽体と中央構造体の最外側チューブ５１との間の空隙８１を取り囲む連続的なセラミック遮蔽体を形成するように、端部と端部をつき合わせて配置される。特にこの遮蔽体は、重量％で０．０５〜０．１２％の炭素、０．５〜１％のシリコン、最大０．５〜１％のマンガン、０．０２％の燐、０．０２％の硫黄、２７〜２９％のクロム、４８〜５２％のコバルト、及び基本的に鉄から成る残部を含有するＵＭＣＯ５０の管状部品（セグメント）から作ることができる。この材料は、優れた熱遮蔽をもたらすが、高温でかなりの熱膨張を起こす。この問題点に対処するために、この熱遮蔽体の個々の管状部品は、米国特許第６６７３３０５号に開示されるように形成し、取り付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明による、一対の固体物吹き込みランス、及び高温空気吹き込みランスを組み込んだ直接精錬容器の垂直断面図。
【図２】高温空気吹き込みランスの長手方向横断面図。
【図３】ランスの中央構造体の前面部の拡大された長手方向横断面図。
【図４】中央構造体のノーズのドーム形状の外側シェルを示す図。
【図５】図４の線５−５を通る横断面図。
【図６】図４の線６−６を通る横断面図。
【図７】中央構造体の前面端部のドーム形状の外側シェル内に配置された内側構成部品の側面図。
【図８】図７に示す構成部品の端面図。
【図９】図８の線９−９を通る横断面図。
【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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【図８】
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【図９】
2008190031.tif 000011
【外国語明細書】
2008190031000001.pdf