[发明专利]排料口冷却结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种排料口(tap hole)冷却结构，更详细地说是有关对于从炼铜等方面所使用的自熔炉或者炼渣炉内排出冰铜(matte)、炉渣(slag)等熔体的排料口以及其周边部分有效地进行冷却的排料口冷却结构。

背景技术

首先关于炼铜的主要流程进行说明。从矿山直接采掘回来的矿石叫做“粗矿”，除有用矿物质以外还含有大量的没用物质(脉石)，所以通过叫做“选矿”的工序从粗矿里将脉石作为尾矿除掉，并将该除掉了尾矿的高等级的精炼矿以供炼制。选矿是利用矿物质的物理性质或者物理化学性质例如密度、硬度、磁性、导电率、湿润性等的差异而进行的。

对于通过选矿而得到的精炼矿，为了节约被在炼制工序中使用的热能、容易向炉内供给、搬运矿石等作业、并防止由于水分而造成的灵敏性下降等这样的目的要进行加热干燥。干燥例如使用具有稍微倾斜的长筒型炉的回转炉那样的旋转干燥机等进行。

将得到的精炼矿向自熔炉内与富氧空气或者高温热风同时吹进发生瞬间的化学反应，根据比重差分离成冰铜和炉渣。这里，自熔炉1如图7所示，由反应轴3、沉淀器5(settler)、上升烟道7(uptake)构成，反应轴3具备1-3个精炼矿燃烧嘴9、9。精炼矿从该精炼矿燃烧嘴9、9吹进炉内。自熔炉1因为利用精炼矿的氧化反应热，所以具有比其他方法的燃料消耗率低的特征。此外，因为仅仅利用氧化反应热有可能导致热量不足，所以有时从精炼矿燃烧嘴9、9用重油等助燃。

处于熔融状态下的冰铜，从多个连续设置在自熔炉1底部附近的排铜口2a排出来。这里得到的冰铜通常含铜60％～70％。另一方面，因为炉渣里含有1％左右的铜，所以从在上升烟道7的下部侧设置的排渣口2b排出来，送到炼渣炉1a处进行炼制，将铜作为冰铜回收并和从自熔炉1里出来的冰铜一起在回转炉内进行处理。然后，通过电解精炼，制造出更高等级的电解铜。

最近几年来，在自熔炉里炼制铜方面，倾向对于之前1炉一年约30万吨左右这样的以往作业量大约2倍的量进行处理的高负荷作业。在高负荷作业中，由于吹进的富氧空气量、炉内温度都比以前更加苛刻，所以炉内的耐热砖等耐火材料的侵蚀劣化也比以前更加快速。特别是对于轴的下部、轴和沉淀器的连接部位的热负荷显著增大。为此，有必要频繁地进行炉内耐火材料的更换作业，所以为了抑制耐火材料劣化的进行而提出一种用于冷却炉体的冷却结构。(例如JP特开2006-71212号公报。)

在自熔炉里炼制铜时进行大约原来2倍的量的处理的高负荷作业中，从炉体排料口排出来的冰铜以及炉渣的量也理所当然是以前的2倍。可是，原来自熔炉的排料口是由在用铁皮形成的框体里收容的耐火砖(排料口用砖)形成的，该框体通常不被冷却。另外，即使关于炼渣炉排料口也是一样的。

为此，随着向高含铜的冰铜等级作业、高负荷作业的发展，对排料口用砖本身及其周边耐火材料的负荷逐渐地增大，像原来那样的结构，会明显产生框体的变形、耐火砖的损耗以及变形，最坏时，有可能产生熔体从变形的砖和砖的间隙中漏出的故障。

发明内容

为此，本发明的目的是提供一种排料口冷却结构，在高含铜的冰铜等级作业、高负荷作业中，该排料口冷却结构对耐火砖以及其周边部有效地进行冷却，防止用于从炉内向炉外排出熔体的排料口周边砖的损耗及变形，可维持自熔炉以及炼渣炉的稳定作业。

为实现上述目的，第1项发明提供一种冷却用于从炉体排出冰铜或者炉渣等熔体的排料口的排料口冷却结构，其具有中空状的套主体，该套主体插入配置在被贯穿设在炉壁上的开口部中，在该套主体的内部设有使冷却水流动的水路，并且，在该套主体的周围设置用于与炉壁焊接接合的凸缘部，该凸缘部是由与该炉壁同质的材料形成的，并且，在设置成中空状的该套主体的空间部中填充耐火材料，在该耐火材料中形成用于向炉外排出熔体的排料口。

为了实现上述目的，第2项发明，基于第1项所述的排料口冷却结构，其中，套主体通过将位于炉内侧的铁制的内侧框体和位于炉外侧的铜制的外侧框体一体接合而形成，并且，内侧框体具有凸缘部。

为了实现上述目的，第3项发明，基于第2项所述的排料口冷却结构，其中，水路被设置在该外侧框体的内部，且该水路环绕被形成在铜制的外侧框体上的空间部。

为了实现上述目的，第4项发明，基于第1-3中任一项所述的排料口冷却结构，其中，炉是自溶炉或者是炼渣炉。