电解冶炼炉制造技术

电解冶炼炉具备：炉主体，其被导入铁矿石；炉底电极，其设置于该炉主体内的炉底；以及多个上部电极，其设置于该炉主体内的炉底电极的上方，且具有对熔融铁矿石进行电解冶炼的电极主体。上部电极中的至少一个是在电极主体的内部具有加热部的熔融用电极，该加热部将铁矿石加热熔融而得到熔融铁矿石。由此，能够顺畅地开始电解冶炼炉的运用。开始电解冶炼炉的运用。开始电解冶炼炉的运用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电解冶炼炉


[0001]本专利技术涉及电解冶炼炉。
[0002]本申请基于2019年6月21日在日本申请的特愿2019
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115566号主张优先权，并将其内容援用于此。

技术介绍

[0003]作为用于对例如铁矿石进行精炼的技术，目前为止广泛使用利用高炉、转炉进行的热处理。在该方法中，使作为金属材料的铁矿石、以及作为还原材料的焦炭在炉内燃烧。在炉内，焦炭中所含的碳从铁夺取氧而产生热和一氧化碳、二氧化碳。通过该反应热，铁矿石熔融，生成生铁。之后，从生铁去除氧及杂质而得到纯铁。
[0004]在此，上述的方法需要包括焦炭在内的大量的碳，因此一氧化碳、二氧化碳的产生量变大。伴随着近年来大气污染对策的严格化，谋求抑制这些含碳气体的产生量的精炼技术。作为这样的技术的一个例子，可以举出下述专利文献1中记载的电解冶炼法。
[0005]在电解冶炼法中，在具有平面状的炉底的炉的内部，在使熔融的铁矿石介于炉底电极与上部电极之间的状态下施加电压。由此，在上部电极侧析出包括熔渣成分在内的熔融电解质，在炉底电极侧析出熔融铁(纯铁)。作为上部电极，作为一例，使用包括铁、铬、钒、钽在内的金属材料。如图21所示，上部电极T以往一般是分别呈沿上下方向延伸的棒状，并且在水平面内隔开间隔地排列成格子状。作为炉底电极，作为一例而使用由钼形成的金属材料。
[0006]在先技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：美国专利第8764962号说明书

技术实现思路

[0009]专利技术要解决的课题
[0010]然而，在上述的电解冶炼法中，通过炉的壁面的散热量变大。另外，由于熔融前的铁矿石不通电，因此无法使用电解冶炼的电极。因此，在开始精炼时，有时难以使投入炉的铁矿石均匀地熔融。由此，电解冶炼炉的顺利的运用开始受阻。
[0011]本专利技术是为了解决上述课题而提出的，其目的在于，提供一种能够顺畅地进行运用开始的电解冶炼炉。
[0012]用于解决课题的方案
[0013]本专利技术的一方案的电解冶炼炉具备：炉主体，其被导入铁矿石；炉底电极，其设置于所述炉主体内的炉底；以及多个上部电极，其设置于所述炉主体内的炉底电极的上方，所述上部电极中的至少一个是具有电解冶炼用电极及加热部的熔融用电极，所述电解冶炼用电极通过与所述炉底电极之间通电，从而对熔融铁矿石进行电解冶炼，所述加热部设置于该电解冶炼用电极的内部，将所述铁矿石加热熔融而得到所述熔融铁矿石。
[0014]根据上述结构，在电解冶炼之前，能够通过熔融用电极的加热部使铁矿石加热熔融。由此，能够容易地生成熔融铁矿石。而且，由于该加热部设置于电解冶炼用电极的内部，因此也能够将熔融用电极的尺寸体格抑制得较小。由此，能够进一步提高上部电极的配置的自由度。
[0015]在上述电解冶炼炉中，也可以是，所述加热部具有：筒状的炬主体，其配置于在所述电解冶炼用电极形成的贯通孔的内周面；以及等离子炬电极，其插通于所述炬主体的内周侧，在所述铁矿石熔融前的状态下，通过在所述炬主体与所述等离子炬电极之间通电而形成的等离子流来使所述铁矿石熔融。
[0016]根据上述结构，在铁矿石熔融前的状态下，通过在炬主体与等离子炬电极之间通电而形成等离子流。通过该等离子流能够高效地使铁矿石熔融。
[0017]在上述电解冶炼炉中，也可以是，所述加热部在所述铁矿石开始熔融了的状态下，通过在所述等离子炬电极与所述炉底电极之间通电而形成的等离子流来对所述熔融铁矿石进行加热。
[0018]根据上述结构，在铁矿石开始熔融了的状态下，通过在等离子炬电极与炉底电极之间通电而形成等离子流。通过该等离子流，能够使开始熔融了的铁矿石进一步熔融，从而实现高温化及均质化。另外，即使在例如作业的中断等而使熔融铁矿石凝固的情况下，也能够利用加热部使其再次熔融。由此，能够立即重新开始电解冶炼作业。
[0019]在上述电解冶炼炉中，也可以是，所述电解冶炼炉还具备：精炼用电源部，其在所述炉底电极与所述上部电极之间施加电压；以及启动用电源部，其与所述精炼用电源部独立地设置，且在所述炉底电极与所述等离子炬电极之间施加电压。
[0020]在此，与精炼时相比，运用开始时(即，使铁矿石熔融时)所需的电压较大。根据上述结构，精炼用电源部与启动用电源部独立设置。因此，例如与精炼用电源部和启动用电源部不独立的结构相比，能够抑制各电源部产生的电压的变动。由此，能够更稳定地运用电解冶炼炉。
[0021]在上述电解冶炼炉中，也可以是，所述加热部在所述铁矿石熔融前的状态下，通过由包含氢的混合气体形成的火焰来使所述铁矿石熔融。
[0022]根据上述结构，通过从圆筒状的管供给包含氢的燃烧用气体，由该燃烧用气体形成火焰，从而能够容易且迅速地加热熔融矿石。
[0023]在上述电解冶炼炉中，也可以是，所述加热部在所述铁矿石开始熔融了的状态下，通过使包含氢的混合气体熄火并供给到所述熔融铁矿石，从而对所述熔融铁矿石进行搅拌。
[0024]根据上述结构，通过将用于使铁矿石熔融的混合气体以熄火的状态向熔融铁矿石供给，从而能够搅拌所述熔融铁矿石。由此，能够使熔融铁矿石均质化。另外，由于不需要设置用于搅拌的专用装置，因此能够简化装置的结构。由此，能够削减制造成本、运用成本。
[0025]在上述电解冶炼炉中，也可以是，在所述上部电极中的至少一个形成有投入孔部，所述投入孔部沿上下方向贯通所述上部电极以向所述炉主体导入所述铁矿石。
[0026]根据上述结构，能够通过投入孔部向炉主体内顺畅地投入铁矿石。另外，由于在上部电极的一部分形成有投入孔部，因此与另外设置用于投入铁矿石的投入口的情况相比，能够提高上部电极的个数、设置的密度。
[0027]在上述电解冶炼炉中，也可以是，所述炉主体还具备：排出用凹部，其从所述炉底进一步朝向下方凹陷；排出路，其使所述排出用凹部与外部连通；以及开闭部，其对所述排出路进行开闭。
[0028]根据上述结构，能够通过排出用凹部及排出路容易地将由电解冶炼生成的熔融铁取出到炉主体的外部。特别是，由于在排出路设置有开闭部，因此仅通过打开该开闭部就能够更容易地取出熔融铁。
[0029]在上述电解冶炼炉中，也可以是，所述排出路设置于比所述排出用凹部的底面靠上方的位置，在所述排出用凹部中的比所述排出路靠下方的部分设置有从外侧覆盖该靠下方的部分的外周加热装置。
[0030]根据上述结构，由于排出路设置于比排出用凹部的底面靠上方的位置，因此包含杂质的成分在底面侧沉淀，能够通过排出路仅将不包含杂质的成分取出到外部。而且，比该排出路靠下方的部分被外周加热装置从外侧覆盖。因此，能够使例如中断作业时在排出用凹部内凝固的成分在重新开始作业时立即熔融。由此，能够更顺畅地运用电解冶炼炉。
[0031]上述电解冶炼炉中，也可以是，所述电解冶炼炉还具备排出路加热部，所述排出路加热部设置于所述排出路，并对在所述排出路中流通的所述熔融铁矿石、或具有导电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电解冶炼炉，其中，所述电解冶炼炉具备：炉主体，其被导入铁矿石；炉底电极，其设置于所述炉主体内的炉底；以及多个上部电极，其设置于所述炉主体内的炉底电极的上方，且具有对熔融铁矿石进行电解冶炼的电极主体，所述上部电极中的至少一个是在所述电极主体的内部具有加热部的熔融用电极，所述加热部将所述铁矿石加热熔融而得到所述熔融铁矿石。2.根据权利要求1所述的电解冶炼炉，其中，所述加热部具有：筒状的炬主体，其配置于在所述电极主体中形成的贯通孔的内周面；以及等离子炬电极，其插通于所述炬主体的内周侧，在所述铁矿石熔融前的状态下，通过在所述炬主体与所述等离子炬电极之间通电而形成的等离子流来使所述铁矿石熔融。3.根据权利要求2所述的电解冶炼炉，其中，所述加热部在所述铁矿石开始熔融了的状态下，通过在所述等离子炬电极与所述炉底电极之间通电而形成的等离子流来对所述熔融铁矿石进行加热。4.根据权利要求3所述的电解冶炼炉，其中，所述电解冶炼炉还具备：精炼用电源部，其在所述炉底电极与所述上部电极之间施加电压；以及启动用电源部，其与所述精炼用电源部独立地设置，且在所述炉底电极与所述等离子炬电极之间施加电压。5.根据权利要求1所述的电解冶炼炉，其中，所述加热部在所述铁矿石熔融前的状态下，通过由包含氢的混合气体形成的火焰来使所述铁矿石熔融。6.根据权利要求5所述的电解冶炼炉，其中，所述加热部在所述铁矿石开始熔融了的状态下，通过使包含氢的混合气体熄火并供给到所述熔融铁矿石，从而对所述熔融铁矿石进行搅拌。7.根据权利要求1至6中任一项所述的电解冶炼炉，其中，在所述上部电极中的至少一个形成有投入孔部，所述投入孔部沿上下方向贯通所述上部电极以向所述炉主体导入所述铁矿石。8.根据权利要求1至7中任一项所述的电解冶炼炉，其中，所述炉主体还具备：排出用凹部，其从所述炉底进一步朝向下方凹陷；排出路，其使所述排出用凹部与外部连通；以及开闭部，其对所述排出路进行开闭。9.根据权利要求8所述的电解冶炼炉，其中，所述排出路设置于比所述排出用凹部的底面靠上方的位置，在所述排出用凹部中的比所述排出路靠下方的部分设置有从外侧覆盖该靠下方的部分的外周加热装置。10.根据权利要求8或9所述的电解冶炼炉，其中，
所述电解冶炼炉还具备排出路加热部，所述排出路加热部设置于所述排出路，并对在所述排出路中流通的所述熔融铁矿石、或具有导电性且形成流路的耐火材料进行加热，从...

【专利技术属性】
技术研发人员：宇多信喜，小城育昌，野间彰，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：