專利名稱：熔化爐的風(fēng)口結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熔化爐的風(fēng)口結(jié)構(gòu)，該熔化爐的風(fēng)口結(jié)構(gòu)在風(fēng)口周邊沒有損傷，
而且具有充分的強度、能夠延長風(fēng)口的壽命。 本申請以日本特愿2007-233630號作為基礎(chǔ)申請，在此列入其內(nèi)容。
背景技術(shù)：
以往，作為用于礦石等熔化的熔化爐或化鐵爐等的熔化爐的風(fēng)口結(jié)構(gòu)，有在形成 在風(fēng)口磚上的孔部內(nèi)安裝風(fēng)口主體，將其周圍利用作為間隙填充材料的耐火性的碎料進行 了填埋來進行固定的方式(參照下述專利文獻l)。上述風(fēng)口是用于向爐內(nèi)吹入高溫氣體的 部件，風(fēng)口主體由銅或銅合金構(gòu)成并形成為筒狀。 該風(fēng)口處于高溫的熔融金屬或礦渣滴落的環(huán)境中，由于風(fēng)口前方的火焰溫度為
200(TC以上，發(fā)生磨耗與熔損會極大地縮短風(fēng)口壽命。因此，為了延長風(fēng)口壽命，提出并采
用了下述各種對策將風(fēng)口的冷卻室進行了分割的風(fēng)口結(jié)構(gòu)、將內(nèi)部冷卻水通道形成為螺
旋狀的風(fēng)口結(jié)構(gòu)、埋入了耐磨金屬的風(fēng)口結(jié)構(gòu)、在前端部進行硬化加厚或利用耐火物覆蓋
了其表面的風(fēng)口結(jié)構(gòu)、以及利用耐熱、耐磨性的布進行了覆蓋的風(fēng)口結(jié)構(gòu)等。 另外，在高爐的風(fēng)口中，采用了在形成在風(fēng)口磚上的孔部內(nèi)配置有風(fēng)口主體，將該
風(fēng)口主體的周圍(約90mm)埋入碎料來進行固定的結(jié)構(gòu)。然而，在高爐的情況下，因為風(fēng)口
前方的溫度較低，大約為IIO(TC，沒有出現(xiàn)碎料的熔損，只要在10 20年的定期性的爐改
修時進行必要的補修、更換等即可。 進一步，在熔化爐中，采用了從風(fēng)口貼掛鐵皮并進行內(nèi)襯耐火物的結(jié)構(gòu)，但當(dāng)應(yīng)用 的耐火物損傷時，鐵皮剝落，存在絕熱性被破壞、熱損失變大的缺點。 另一方面，在熔化爐的風(fēng)口中，風(fēng)口前方的火焰溫度為200(TC以上，在與高爐同樣 地利用碎料進行了填埋來進行固定的情況下，不能避免在風(fēng)口周邊部的磨耗或熔損，需要 以大約30天為一次的比例來頻繁地更換、修補風(fēng)口以及該周邊部。另外，在風(fēng)口周邊部發(fā) 生局部性的熔損時，鐵皮剝落，絕熱性被破壞，由此而引起的熱損失所帶來的操作負擔(dān)的增 加成為了問題。 基于這樣的情況，非常需要開發(fā)一種能夠延長風(fēng)口壽命的新型的風(fēng)口結(jié)構(gòu)。
專利文獻1 :日本特開2003-17106號公報 因此，本發(fā)明者對在風(fēng)口周邊部發(fā)生局部性的熔損的原因進行了研究，研究結(jié)果 為，在風(fēng)口周圍的大約100mm的部分中，碎料即使在干燥后也存在沒有氧化變色的部分，而 在其它的己氧化變色的碎料的部分中卻沒有發(fā)生熔損，所以對在該沒有變色的部分中所發(fā) 生的局部性的熔損進行了查明。于是查明了，該沒有變色的部分是，與被冷卻保護的風(fēng)口主 體直接接觸的碎料沒有充分地干燥，結(jié)果造成強度沒有充分地表現(xiàn)出來，因此造成了該部 分局部性的熔損。 圖3是表示以往例的風(fēng)口結(jié)構(gòu)的剖面圖。 圖3中，符號ll表示風(fēng)口主體，符號13表示碎料，符號14表示鐵皮。得知了在碎料13中，在風(fēng)口主體ll的周邊部的某部分(周圍大約100mm的部分)上存在局部性的熔 損部12a和干燥后的強度不足部12b。 另外，對碎料的燒成溫度與強度之間的關(guān)系進行了調(diào)查，調(diào)查結(jié)果得知了如圖4 所示那樣，以不足12(TC的溫度燒成的情況下，強度小于18MPa，不能獲得所期待的強度。因 此，判明了有必要更加可靠地表現(xiàn)碎料的強度。另外也預(yù)測到，如果碎料的強度足夠，則直 接關(guān)聯(lián)到能夠防止在風(fēng)口周邊部發(fā)生局部性的熔損。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種熔化爐的風(fēng)口結(jié)構(gòu)，解決上述那樣的問題點，在風(fēng)口 周邊沒有局部性的熔損等的損傷，而且具有充分的強度、能夠大幅度地延長風(fēng)口壽命，而且 也能夠消除由局部性的熔損引起的鐵皮露出進而因絕熱效果降低的熱損失而帶來的操作 負擔(dān)的增加。 為了解決上述課題，本發(fā)明采用了以下的方法。 (1) g卩，在本發(fā)明的熔化爐的風(fēng)口結(jié)構(gòu)中，在形成于風(fēng)口磚上的孔部內(nèi)配置有風(fēng)口 主體，該風(fēng)口主體的外周被預(yù)先燒成的環(huán)部件覆蓋，并利用碎料填充了該環(huán)部件的周圍來
固定該環(huán)部件。 (2)在12(TC以上的條件下燒成上述環(huán)部件，上述環(huán)部件的強度被預(yù)先燒成為 18MPa以上。 (3)上述環(huán)部件也可以沿圓周方向被分割。
(4)上述環(huán)部件也可以采用與上述碎料相同的材質(zhì)來構(gòu)成。 在上述(1)所述的熔化爐的風(fēng)口結(jié)構(gòu)中，采用了在形成在風(fēng)口磚上的孔部內(nèi)，配
置有由預(yù)先燒成的環(huán)部件覆蓋著其外周的風(fēng)口主體，將該環(huán)部件的周圍利用碎料進行了填
埋來進行固定的結(jié)構(gòu)。因此，雖然直接接觸被冷卻保護的風(fēng)口主體，但由于是預(yù)先燒成且具
有足夠的耐磨性以及強度的環(huán)部件，因此，不會產(chǎn)生以往那樣的碎料的局部性的熔損部或
干燥后的強度不足部。結(jié)果，能夠發(fā)現(xiàn)充分的強度、發(fā)揮出色的耐久性。 上述(2)所述的熔化爐的風(fēng)口結(jié)構(gòu)的情況下，環(huán)部件以12(TC以上被燒成，強度預(yù)
先被燒成為18MPa以上，因此，環(huán)部件的強度變高，能夠牢固地支撐風(fēng)口主體。 上述(3)所述的熔化爐的風(fēng)口結(jié)構(gòu)的情況下，上述環(huán)部件沿圓周方向被分割，因
此風(fēng)口主體的安裝容易進行。 上述(4)所述的熔化爐的風(fēng)口結(jié)構(gòu)的情況下，環(huán)部件是由與碎料同等的材質(zhì)而構(gòu) 成的，兩者的膨脹系數(shù)相互間相等，即使升溫，在它們之間也不發(fā)生間隙。


圖1是表示本發(fā)明的熔化爐的風(fēng)口結(jié)構(gòu)的一實施方式的剖視圖。 圖2A是表示同風(fēng)口結(jié)構(gòu)的環(huán)部件的主視圖。 圖2B是表示同風(fēng)口結(jié)構(gòu)的環(huán)部件的剖視圖。 圖3是表示熔化爐的風(fēng)口結(jié)構(gòu)的以往例的剖視圖。 圖4是表示碎料的燒成溫度與強度之間的關(guān)系的曲線圖。 符號說明
4
1、風(fēng)口主體 2、環(huán)部件 3、碎料 4、鐵皮
具體實施例方式
下面參照附圖，對本發(fā)明所涉及的熔化爐的風(fēng)口結(jié)構(gòu)的一實施方式進行說明。
圖1是表示本實施方式的風(fēng)口結(jié)構(gòu)的剖視圖，符號1表示由銅或者銅合金構(gòu)成的 筒狀的風(fēng)口主體，符號3表示以氧化鋁作為主要成分的陶瓷而構(gòu)成的碎料，符號4表示鐵 皮。再者，風(fēng)口主體1是向爐內(nèi)吹入高溫氣體的部件的，這一點與以往相同。
在本發(fā)明中，采用了在形成在風(fēng)口磚上的孔部內(nèi)，配置有風(fēng)口主體1 ，由預(yù)先燒成 的環(huán)部件2覆蓋著風(fēng)口主體1的外周，將該環(huán)部件2的周圍是利用碎料3進行了填埋來進 行固定的結(jié)構(gòu)。這里，所謂"預(yù)先燒成"是預(yù)制(precast)的意思，是將陶瓷原料預(yù)先燒成， 做成具有預(yù)定形狀且預(yù)定強度的陶瓷成形體的意思。該環(huán)部件2的厚度為100mm左右。
接著，將在風(fēng)口主體1的外周安裝了該預(yù)先燒成的環(huán)部件2的部件配置到形成在 風(fēng)口磚上的孔部內(nèi)，然后，將該環(huán)部件2的周圍利用碎料3進行埋入從而固定在預(yù)定位置 上。 上述環(huán)部件2以120°C以上被燒成，強度預(yù)先被燒成(預(yù)制)為18MPa以上。
g卩，由具有一定強度的環(huán)部件2來支撐風(fēng)口主體1，因此，能夠防止產(chǎn)生以往那樣 在風(fēng)口周邊的局部性的熔損等的損傷，并且能夠確保足夠的強度、大幅度地延長風(fēng)口的壽 命。 再者，當(dāng)燒成溫度超過60(TC時，碳氧化變得顯著，在70(TC以上時表層開始劣化。 如果考慮到生產(chǎn)效率，以燒成溫度上限為30(TC左右，能夠確保達到足夠作為風(fēng)口結(jié)構(gòu)的 18MPa 30MPa左右的強度。 圖4是表示碎料的燒成溫度與強度之間的關(guān)系的曲線圖。從該曲線圖明顯可知， 在以不足12(TC的溫度燒成的情況下，強度小于18MPa，不能獲得所期待的強度。S卩，如以往 那樣，在風(fēng)口主體1的周圍填充碎料，根據(jù)爐的操作溫度來燒成碎料的情況下，風(fēng)口主體1 由于水冷等而處于低溫狀態(tài)，直接接觸該風(fēng)口主體1的碎料沒有被加熱到120°C以上。由此 查明了，由于此原因而不能夠表現(xiàn)足夠的強度，結(jié)果會產(chǎn)生碎料的局部性的熔損部或干燥 后的強度不足部。 因此，在本發(fā)明中認識到有必要更可靠地表現(xiàn)碎料的強度，另外也預(yù)測到，如果碎
料的強度充分，則能夠防止在風(fēng)口周邊部產(chǎn)生局部性的熔損，從而完成了本發(fā)明。 環(huán)部件2如圖2所示那樣，沿圓周方向被分割(圖示的例子中為3等分)，從而容
易進行風(fēng)口主體l的安裝。當(dāng)然，對于分割形式，可以采用對應(yīng)于風(fēng)口主體l的外形的任意
的形狀、分割數(shù)。另外，環(huán)部件2的與其軸線垂直的剖面形狀為環(huán)狀，因此，優(yōu)選該剖面形
狀，與采用多邊形形狀(例如四角形等)的情況相比，環(huán)狀的剖面形狀在其圓周方向上的耐
磨性以及強度更加均勻。 環(huán)部件2由與碎料3相同的材質(zhì)而構(gòu)成。如果舉出一例，環(huán)部件2由重量百分比 為A1203 :69%、 Si02 :0. 3%、 SiC :23%、 C :3%的陶瓷原料構(gòu)成。優(yōu)選將環(huán)部件2的材質(zhì)與碎料3相同的材質(zhì)來構(gòu)成，由此能夠極力避免產(chǎn)色由熱膨脹引起的兩者之間的間隙。
以往，與被冷卻保護的風(fēng)口主體直接接觸的碎料沒有充分地干燥，強度沒有得到 充分地表現(xiàn)，因此成為造成了該部分局部性的熔損的原因。對此，在如上述那樣構(gòu)成的本實 施方式的風(fēng)口結(jié)構(gòu)中，由具有一定強度的環(huán)部件來支撐風(fēng)口主體，因此能夠防止在風(fēng)口周 邊產(chǎn)生局部性的熔損，并且能夠發(fā)揮充分的強度、大幅度地延長風(fēng)口的壽命。而且，由于沒 有局部性的熔損，鐵皮也不露出，因此能夠消除伴隨絕熱效果的降低的熱損失所帶來的作 業(yè)負擔(dān)的增加。 再者，在以上說明的風(fēng)口結(jié)構(gòu)中，使用90天之后也沒有出現(xiàn)局部性的熔損等的損 傷，并且具有充分的強度，與以往使用大約30天就被迫更換的情況相比，的確能夠大幅度 地延長壽命。 根據(jù)以上說明可知，本發(fā)明構(gòu)成為，在形成在風(fēng)口磚上的孔部內(nèi)，配置有由預(yù)先燒 成的環(huán)部件覆蓋著其外周的風(fēng)口主體，將該環(huán)部件的周圍利用碎料進行了填埋來進行固 定，因此，在風(fēng)口周邊沒有局部性的熔損等的損傷，具有充分的強度、能夠大幅度地延長風(fēng) 口的壽命。另外，也能夠防止由局部性的熔損為引起的熱損失所帶來的操作負擔(dān)的增加。
工業(yè)實用性 在本發(fā)明的熔化爐的風(fēng)口結(jié)構(gòu)中，采用了在形成在風(fēng)口磚上的孔部內(nèi)，配置有由 預(yù)先燒成的環(huán)部件覆蓋著其外周的風(fēng)口主體，將該環(huán)部件的周圍利用碎料進行了填埋并固 定的結(jié)構(gòu)。因此，雖然直接接觸被冷卻保護的風(fēng)口主體，但由于是預(yù)先燒成并具有充分的耐 磨性以及強度的環(huán)部件，因此，消除了以往那樣碎料產(chǎn)生局部性的熔損部或干燥后的強度 不足部的情況。結(jié)果，能夠表現(xiàn)出足夠的強度、發(fā)揮出色的耐久性。
權(quán)利要求
一種熔化爐的風(fēng)口結(jié)構(gòu)，其特征在于，在形成于風(fēng)口磚上的孔部內(nèi)配置有風(fēng)口主體，該風(fēng)口主體的外周被預(yù)先燒成的環(huán)部件覆蓋，并利用碎料填充了該環(huán)部件的周圍來加以固定。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔化爐的風(fēng)口結(jié)構(gòu)，其特征在于，在12(TC以上的條件下燒成上述環(huán)部件，上述環(huán)部件的強度被預(yù)先燒成為18MPa以上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔化爐的風(fēng)口結(jié)構(gòu)，其特征在于， 上述環(huán)部件沿圓周方向被分割。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔化爐的風(fēng)口結(jié)構(gòu)，其特征在于， 上述環(huán)部件由與上述碎料相同的材質(zhì)構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種熔化爐的風(fēng)口結(jié)構(gòu)，在該熔化爐的風(fēng)口結(jié)構(gòu)中，在形成在風(fēng)口磚上的孔部內(nèi)配置有風(fēng)口主體，并且由預(yù)先燒成的環(huán)部件覆蓋著該風(fēng)口主體的外周，將該環(huán)部件的周圍利用碎料進行了填埋，從而固定該環(huán)部件。
文檔編號C21B11/02GK101796362SQ200880105439
公開日2010年8月4日 申請日期2008年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月10日
發(fā)明者松村康成, 田岡幸二 申請人:新日本制鐵株式會社