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公開番号2025076370
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-15
出願番号2024189135
出願日2024-10-28
発明の名称垂直型製錬システム
出願人国立成功大学,NATIONAL CHENG KUNG UNIVERSITY
代理人個人
主分類C22B 5/02 20060101AFI20250508BHJP(冶金;鉄または非鉄合金;合金の処理または非鉄金属の処理)
要約【課題】垂直型製錬システムを提供する。
【解決手段】高温加熱装置1と、この高温加熱装置と着脱可能に連結されて、高温加熱装置から下向きに延びて設けられる反応試料載置装置2と、この反応試料載置装置と着脱可能に連結されて、反応試料載置装置の下方に位置する反応生成物受け装置3と、高温加熱装置の下方に位置する冷却装置4と、反応試料載置装置及び反応生成物受け装置にそれぞれ連結され、反応試料載置装置を高温加熱装置に対して移動させるとともに、反応生成物受け装置を反応試料載置装置に対して移動させるための伝動装置5、6と、を含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
反応試料を加熱するための高温加熱装置と、
前記高温加熱装置と着脱可能に連結され、前記高温加熱装置から下向きに延びて設けられる反応試料載置装置であって、前記反応試料載置装置の底部に孔を有し、前記反応試料を載置するための反応試料載置装置と、
前記反応試料載置装置と着脱可能に連結されて、前記反応試料載置装置の下方に位置し、前記反応試料を加熱させて得られた反応生成物を受けるための反応生成物受け装置と、
前記高温加熱装置の下方に位置し、前記反応試料又は前記反応生成物を冷却するための冷却装置と、
前記反応試料載置装置及び前記反応生成物受け装置にそれぞれ連結され、前記反応試料載置装置を前記高温加熱装置に対して移動させるとともに、前記反応生成物受け装置を前記反応試料載置装置に対して移動させるための伝動装置と、を含む垂直型製錬システム。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記伝動装置は、前記反応試料載置装置に連結されて、前記反応試料載置装置を前記高温加熱装置に対して移動させるための第１伝動部材と、前記反応生成物受け装置に連結されて、前記反応生成物受け装置を前記反応試料載置装置に対して移動させるための第２伝動部材と、を含む請求項１に記載の垂直型製錬システム。
【請求項３】
前記第１伝動部材は、前記反応試料載置装置を前記高温加熱装置に対して垂直に移動させるためのものである請求項２に記載の垂直型製錬システム。
【請求項４】
前記第１伝動部材は、第１ガイドレール及び第１スライドブロックを含み、前記第１スライドブロックが前記第１ガイドレールに摺動可能に設けられ、前記第１スライドブロックが前記反応試料載置装置に連結され、前記反応試料載置装置が前記第１スライドブロックの前記第１ガイドレールに沿う摺動を介して垂直方向に移動する請求項３に記載の垂直型製錬システム。
【請求項５】
前記第２伝動部材は、前記反応生成物受け装置を前記反応試料載置装置に対して水平に移動させるためのものである請求項２に記載の垂直型製錬システム。
【請求項６】
前記第２伝動部材は、第２ガイドレール、第２スライドブロック及び第２担体を含み、前記第２スライドブロックが前記第２ガイドレールに摺動可能に設けられ、前記反応生成物受け装置が前記第２担体に設けられ、前記第２担体が前記第２スライドブロックに連結され、前記反応生成物受け装置が前記第２スライドブロックの前記第２ガイドレールに沿う摺動を介して水平方向に移動する請求項５に記載の垂直型製錬システム。
【請求項７】
前記伝動装置は、前記高温加熱装置に隣接する加熱位置から、前記冷却装置に隣接する冷却位置まで前記反応試料載置装置を移動させるためのものである請求項１に記載の垂直型製錬システム。
【請求項８】
前記冷却装置はガス冷却装置である請求項１に記載の垂直型製錬システム。
【請求項９】
前記反応試料載置装置は、一端が前記高温加熱装置に着脱可能に連結され、他端が反応生成物受け装置に着脱可能に連結される管状装置である請求項１に記載の垂直型製錬システム。
【請求項１０】
前記反応生成物受け装置は、本容器と、前記本容器に設けられる複数の反応生成物回収部材とを有する請求項１に記載の垂直型製錬システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、製錬システムに関し、特に垂直型製錬システムに関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
一般的な高温製錬炉は、比較的現実的な現場製鉄状況での鉱材軟化収縮率、ガス透気性、スラグ相溶融温度などの情報を得るために、鉱材の積み重ねによるペレットの重さを考慮する必要があり、垂直型炉体を設計するのが一般的である。同時に炉体の上方に荷重加圧、軟化変形変位計とガス差圧計などの装置が取り付けられ、適当な物理化学的指標を定義することにより、例えば軟化温度は、常に鉄鉱の収縮体積変化が（変位計で測定する）５％超である温度と定義し、製錬過程の高温変化の形態を間接的に定性的に記録する。しかしながら、垂直型の高温製錬炉の炉体外部が保温材で覆われているため、通常、るつぼの内部での反応状況を直接観測することはできず、そして、るつぼが冷えるまでに半日を要することもあり、時間がかかる場合だけでなく、反応過程における材料の形態変化への直接観察検討には不利である。
【０００３】
また、垂直型炉体の他に、水平型の高温製錬炉も複数ある。水平型の高温製錬炉は水平方向に電荷結合素子（Ｃｈａｒｇｅ－ｃｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ，ＣＣＤ）カメラが設けられ、材料の高温形態の変化及び急速冷却（例えば、軟化温度は、常に鉄鉱の収縮体積変化（ＣＣＤカメラを利用して鉄鉱の輪郭変化を監視する）が５％超である温度と定義する）をリアルタイムに監視することによって、高温製錬行為を理解するのを助ける。しかし、水平型の設計は炉体に荷重加圧装置を設けることが困難であり、鉱材の積み重ねの重さを模擬する効果が失われ、したがって真の金属製錬の気流反応状況に近づくことができず、高温軟化形態に対する影響が非常に大きく、この方式で得られたデータ結果は、直接比較したり、参考したりする価値に欠ける。
【０００４】
以上のことから、従来の高温製錬炉にはその改良が必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の主な目的は、高温の試験試料を急速に冷却することができないという技術的問題、及び製錬過程にスラグ相が持続的に反応して変化すると、反応の進行経路を明らかにすることが難しいという技術的問題を解決するために、垂直型製錬システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明の一実施形態において、製鉄、アルミニウム製錬、銅製錬及び水素冶金を含む金属製錬のための垂直型製錬システムを提供する。前記垂直型製錬システムは、反応試料を加熱するための高温加熱装置と、前記高温加熱装置と着脱可能に連結されて、前記高温加熱装置から下向きに延びて設けられる反応試料載置装置であって、前記反応試料載置装置の底部に孔を有し、前記反応試料を載置するための反応試料載置装置と、前記反応試料載置装置と着脱可能に連結されて、前記反応試料載置装置の下方に位置し、前記反応試料を加熱させて得られた反応生成物を受けるための反応生成物受け装置と、前記高温加熱装置の下方に位置するとともに、前記反応試料又は前記反応生成物を冷却するための冷却装置と、前記反応試料載置装置及び前記反応生成物受け装置にそれぞれ連結され、前記反応試料載置装置を前記高温加熱装置に対して移動させるとともに、前記反応生成物受け装置を前記反応試料載置装置に対して移動させるための伝動装置と、を含む。
【０００７】
本発明の一実施形態において、前記伝動装置は、前記反応試料載置装置に連結されて、前記反応試料載置装置を前記高温加熱装置に対して移動させるための第１伝動部材と、前記反応生成物受け装置に連結されて、前記反応生成物受け装置を前記反応試料載置装置に対して移動させるための第２伝動部材と、を含む。
【０００８】
本発明の一実施形態において、前記第１伝動部材は、前記反応試料載置装置を前記高温加熱装置に対して垂直に移動させるためのものである。
【０００９】
本発明の一実施形態において、前記第１伝動部材は、第１ガイドレール及び第１スライドブロックを含み、前記第１スライドブロックが前記第１ガイドレールに摺動可能に設けられ、前記第１スライドブロックが前記反応試料載置装置に連結され、前記反応試料載置装置が前記第１スライドブロックの前記第１ガイドレールに沿う摺動を介して垂直方向に移動する。
【００１０】
本発明の一実施形態において、前記第２伝動部材は、前記反応生成物受け装置を前記反応試料載置装置に対して水平に移動させるためのものである。
（【００１１】以降は省略されています）

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