JP5589830B2

JP5589830B2 - Vanadium pentoxide melting equipment

Info

Publication number: JP5589830B2
Application number: JP2010290244A
Authority: JP
Inventors: 陽一渡部
Original assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date: 2010-12-27
Filing date: 2010-12-27
Publication date: 2014-09-17
Anticipated expiration: 2030-12-27
Also published as: JP2012136393A

Description

本発明は、五酸化バナジウムの溶融設備に関する。さらに詳しくは、五酸化バナジウムを固化した製品形態とするため、その前工程で溶融するための溶融設備に関する。 The present invention relates to a melting facility for vanadium pentoxide. More specifically, the present invention relates to a melting facility for melting in the previous process in order to obtain a solidified product form of vanadium pentoxide.

バナジウムは、鋼や合金に添加されるとその抗張力や耐熱性を高める性質があり、建築構造材、橋梁、工具、航空機、ロケット向けに使用されている。また、触媒として石油の脱硫、アルコールの酸化、硫酸製造、プロピレン樹脂合成等にも利用されている。
日本は、バナジウム全量を、主にＶ_２Ｏ_５やフェロバナジウムの形態で輸入しているが、バナジウムは国家備蓄の対象となっていることもあって、リサイクル利用技術が開発され、バナジウムを石油精製用使用済触媒等からの回収という形での生産も行われている。 Vanadium, when added to steel and alloys, has the property of increasing its tensile strength and heat resistance, and is used for building structures, bridges, tools, aircraft, and rockets. It is also used as a catalyst for petroleum desulfurization, alcohol oxidation, sulfuric acid production, propylene resin synthesis, and the like.
Japan imports the entire amount of vanadium mainly in the form of V ₂ O ₅ and ferrovanadium, but because vanadium is subject to national stockpiling, recycling technology has been developed, and vanadium is converted into petroleum. Production in the form of recovery from used catalysts for purification is also performed.

従来の石油精製用使用済触媒を処理しバナジウムを回収する方法には、ソーダ焙焼と溶媒抽出法を用いたものがあるが、得られるバナジウムはＶ_２Ｏ_５の形態であって固液分離されたあとろ過材から剥離された固形堆積物（以下、ケーキという）、またはこれを乾燥させ造粒し成形した粒状物である。ところで、五酸化バナジウムは、有害物質であり、吸引したり、皮膚に付着すると人体に大きな悪影響を与える。そのため、微粉等の発塵は人体にとって危険が大きい。 Conventional methods for treating spent catalysts for petroleum refining and recovering vanadium include soda roasting and solvent extraction, but the obtained vanadium is in the form of V ₂ O _{5 and} is separated into solid and liquid. It is a solid deposit (hereinafter referred to as a cake) peeled off from the filter material after being formed, or a granulated product obtained by drying, granulating and molding the solid deposit. By the way, vanadium pentoxide is a harmful substance, and when it is inhaled or attached to the skin, it has a great adverse effect on the human body. Therefore, dust generation such as fine powder is very dangerous for the human body.

そこで、運搬時やバナジウム利用製品の製造工程における安全性を考えるとフレーク化等の製品化工程が必要とされ、フレーク化するには前工程として五酸化バナジウムを溶融することが必要となる。
しかるに、五酸化バナジウムは溶融したときの浸透腐食性が高く、溶融炉内で溶湯が炉壁に接触すると五酸化バナジウムが炉壁に浸透して損傷させる。そして、損傷した炉壁からの不純物が混入すると五酸化バナジウムの純度が落ちる、という問題がある。 Therefore, considering the safety in the manufacturing process of the product that uses vanadium at the time of transportation, a commercialization process such as flaking is required, and it is necessary to melt vanadium pentoxide as a pre-process for flaking.
However, vanadium pentoxide is highly osmotic and corrosive when melted. When the molten metal comes into contact with the furnace wall in the melting furnace, the vanadium pentoxide penetrates and damages the furnace wall. And there is a problem that the purity of vanadium pentoxide falls when impurities from the damaged furnace wall are mixed.

五酸化バナジウムの製品化技術としては、特許文献１，２の従来技術がある。
特許文献１の従来技術は、安価な低純度バナジウム原料を使用して高純度Ｖ_２Ｏ_５を製造する技術であり、製品形態としては、粉体のままか、これを成形器に入れて成形体とするものである。
したがって、粉体のままでは発塵の可能性が高く、成形体もハンドリング時に形が崩れて発塵する可能性が残ることから、人体被害の問題を未然に防ぐことはできない。 As a technique for commercializing vanadium pentoxide, there are conventional techniques disclosed in Patent Documents 1 and 2.
The conventional technology of Patent Document 1 is a technology for producing high-purity V ₂ O ₅ using an inexpensive low-purity vanadium raw material. As a product form, it is in a powder form or put in a molding machine and molded. It is intended for the body.
Therefore, if the powder remains as it is, there is a high possibility of dust generation, and the molded body will lose its shape during handling, and dust generation will remain. Therefore, the problem of human body damage cannot be prevented.

また、特許文献２の従来技術は、酸化バナジウムを溶液で得る技術であるが、製品化形態としては、酸化バナジウム溶液を乾燥して固形物化すると説明されている。
しかし、このようにして固形物化したものの形態の具体的な説明はなく、固形物の形が崩れることによる発塵防止については全く言及がなく、人体被害の防止を考慮したものとは考えられない。 Moreover, although the prior art of patent document 2 is a technique which obtains vanadium oxide with a solution, as a commercialization form, drying vanadium oxide solution and solidifying is demonstrated.
However, there is no specific description of the form of the solidified material in this way, there is no mention of prevention of dust generation due to the collapse of the shape of the solid material, and it is not considered to consider the prevention of human damage .

以上のごとく、特許文献１，２では五酸化バナジウムの発塵による人体被害の防止については、課題すら教示していない。
また、五酸化バナジウム固形物を溶融してフレーク化する工程については、特許文献１，２に限らず、他の公知文献にも言及したものは見当たらない。したがって、五酸化バナジウムを溶融する際に、その浸透腐食性に起因する溶融炉の損傷を防止する技術についても、課題の提示もないのが現状である。
このように、現状では五酸化バナジウムの実用的な溶融技術は確立されていないのである。 As described above, Patent Documents 1 and 2 do not teach even problems regarding prevention of human damage caused by vanadium pentoxide dusting.
Moreover, about the process of melt | dissolving a vanadium pentoxide solid substance and making it flakes, what mentions not only patent document 1, 2 but another well-known literature is found. Therefore, the present situation is that there is no presentation of a problem with respect to the technology for preventing damage to the melting furnace due to the penetration corrosion property when melting vanadium pentoxide.
Thus, at present, no practical melting technique for vanadium pentoxide has been established.

特開平１０−１１４５２５号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-114525 特開２００６−１６９０２５号公報JP 2006-169025 A

本発明は上記事情に鑑み、五酸化バナジウムの発塵を抑制し人体に悪影響を与えることなく、炉壁を保護すると共に製品化される五酸化バナジウムの純度を高く維持できる溶融設備を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, the present invention provides a melting facility capable of protecting the furnace wall and maintaining the purity of the commercialized vanadium pentoxide at a high level without suppressing the generation of vanadium pentoxide and adversely affecting the human body. With the goal.

第１発明の五酸化バナジウムの溶融設備は、五酸化バナジウムの堆積物を収容することができる溶融炉と、該溶融炉内に収容された五酸化バナジウムの堆積物の表面の限られた範囲のみを五酸化バナジウムの融点以上の温度となるよう火炎または熱風で直接加熱する当て吹きを行い、前記溶融炉の炉壁は五酸化バナジウムの融点以下の温度に保たれるよう直接加熱を行わない加熱器とを備えることを特徴とする。
第２発明の五酸化バナジウムの溶融設備は、第１発明において、前記加熱器は、前記溶融炉に投入された五酸化バナジウムの堆積物が山積み状態となってできた斜面を直接加熱できる位置に取付けられていることを特徴とする。
第３発明の五酸化バナジウムの溶融設備は、第１または第２発明において、前記加熱器は、完全燃焼して生成された火炎を放射するバーナであることを特徴とする。
第４発明の五酸化バナジウムの溶融設備は、第１または第２発明において、前記加熱器は、熱風炉で完全燃焼して生成された高温熱風を放射するノズルであることを特徴とする。
第５発明の五酸化バナジウムの溶融設備は、第１発明において、前記溶融炉は、炉底と炉側壁と炉蓋を有しており、該炉側壁の外周に冷却ジャケットを取付けており、該冷却ジャケットの取付高さは、溶融炉における溶湯溜りの高さに合わされていることを特徴とする。
第６発明の五酸化バナジウムの溶融設備は、第２または第３発明において、前記溶融炉は、五酸化バナジウムを炉内で１ヵ所に堆積するものであることを特徴とする。
第７発明の五酸化バナジウムの溶融設備は、第２または第３発明において、前記溶融炉は、五酸化バナジウムを炉内で隣接する複数ヶ所に堆積するものであることを特徴とする。
第８発明の五酸化バナジウムの溶融設備は、第２発明において、前記溶融炉は、内部の高温ガスを排出する排ガスダクトを備えていることを特徴とする。
第９発明の五酸化バナジウムの溶融設備は、第１発明において、前記溶融炉は、五酸化バナジウムの堆積物が溶融した溶湯を取り出す出湯口と、溶湯が該出湯口に集まるように当該溶融炉を傾転させる傾転機構とを備えることを特徴とする。
第１０発明の五酸化バナジウムの溶融設備は、第１発明において、前記溶融炉は、傾斜した炉底と傾斜が低い方の炉側壁に前記出湯口が形成されていることを特徴とする。 The melting equipment for vanadium pentoxide according to the first aspect of the present invention includes a melting furnace capable of accommodating a vanadium pentoxide deposit and a limited range of the surface of the vanadium pentoxide deposit accommodated in the melting furnace. Is heated directly with a flame or hot air so that the temperature is equal to or higher than the melting point of vanadium pentoxide, and the furnace wall of the melting furnace is not heated directly so as to be maintained at a temperature equal to or lower than the melting point of vanadium pentoxide. And a vessel.
The melting equipment for vanadium pentoxide according to the second invention is the first invention, wherein the heater is located at a position where the slope formed by the piled vanadium pentoxide charged in the melting furnace can be directly heated. It is characterized by being installed.
According to a third aspect of the present invention, there is provided the melting equipment for vanadium pentoxide according to the first or second aspect, wherein the heater is a burner that emits a flame generated by complete combustion.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the melting equipment for vanadium pentoxide according to the first or second aspect, wherein the heater is a nozzle that emits high-temperature hot air generated by complete combustion in a hot air furnace.
The melting facility for vanadium pentoxide according to a fifth aspect of the present invention is the melting apparatus according to the first aspect, wherein the melting furnace has a furnace bottom, a furnace side wall, and a furnace lid, and a cooling jacket is attached to the outer periphery of the furnace side wall. The mounting height of the cooling jacket is matched with the height of the molten metal pool in the melting furnace .
The melting facility for vanadium pentoxide according to a sixth aspect of the present invention is characterized in that, in the second or third aspect, the melting furnace deposits vanadium pentoxide in one place in the furnace.
A melting facility for vanadium pentoxide according to a seventh aspect of the present invention is characterized in that, in the second or third aspect, the melting furnace deposits vanadium pentoxide at a plurality of adjacent locations in the furnace.
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided the melting equipment for vanadium pentoxide in the second aspect, wherein the melting furnace is provided with an exhaust gas duct for discharging an internal high-temperature gas.
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided the melting facility for vanadium pentoxide according to the first aspect, wherein the melting furnace includes an outlet for taking out the molten metal in which the vanadium pentoxide deposit is melted, and the melting furnace so that the molten metal collects at the outlet. And a tilting mechanism for tilting.
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided the melting facility for vanadium pentoxide according to the first aspect, wherein the melting furnace is formed with the outlet at the inclined furnace bottom and the lower side wall of the furnace.

第１発明によれば、つぎの効果を奏する。
ａ）五酸化バナジウムの堆積物の表面の限られた範囲のみを融点以上の温度に当て吹きで直接加熱するので、溶融炉の炉壁は五酸化バナジウムの融点以下の温度に保たれ、五酸化バナジウムの溶湯が炉材に浸透し難くなる。この結果、炉壁の損傷による不純物混入がなくなり五酸化バナジウム製品を高純度に維持できる。
ｂ）同時に堆積物の表面が広く半熔融または焼結による結合物で覆われるため発塵することがない。このため、作業員の健康被害を防止できる。
ｃ）また、五酸化バナジウムの溶湯をフレーク状に固化させる際も、反射炉方式による場合よりも低い温度から開始できるので時間が短くてすみ容易に作業ができる。
第２発明によれば、五酸化バナジウム堆積物の斜面に対し、加熱領域が限定され、加熱領域以外の炉壁等は加熱されず高温とならない。このため、溶湯が炉壁に浸透して損傷することも防止しやすく、同時に炉壁からの不純物混入がなくなり五酸化バナジウム製品を高純度に維持できる。
第３発明によれば、バーナから完全燃焼した火炎を放射して五酸化バナジウム堆積物を加熱すれば、五酸化バナジウムが還元されないので低級酸化物の生成を抑制できる。
第４発明によれば、ノズルから完全燃焼した高温熱風を放射して五酸化バナジウム堆積物を加熱すれば、五酸化バナジウムが還元されないので低級酸化物の生成を抑制できる。
第５発明によれば、炉側壁より熱を逃がすことに加え、冷却ジャケットにより炉側壁を介して溶湯を強制冷却するので、五酸化バナジウムの溶湯のうち炉側壁に接する部分を冷却して固化して、固化部分を炉底や炉側壁の保護層とすることができる。また炉側壁の表面温度を下げ五酸化バナジウム溶湯の炉材への浸透を抑制することができる。
第６発明によれば、五酸化バナジウム堆積物が溶融炉内で１ヵ所の山積み状態に積み上げられるので、溶湯が流れ出る斜面を自然に形成することができ、五酸化バナジウム堆積物に直接加熱することも可能となる。
第７発明によれば、五酸化バナジウム堆積物が溶融炉内で複数ヶ所の隣接した山積み状態に積み上げ溶湯が流れ出る谷間を自然に形成することができ、溶湯が谷間を流れることにより炉壁に高温の溶湯を接触しないようにすることができ、かつ原料堆積物により炉側壁を保護することができる。
第８発明によれば、加熱器から放射され五酸化バナジウム堆積物を加熱した後の熱が五酸化バナジウム堆積物を貫流して排ガスダクトに向うので、熱と五酸化バナジウム堆積物との接触により予め乾燥させたり予備加熱ができるので、効率よく溶融させることができる。
第９発明によれば、傾転機構により溶融炉を傾斜させると出湯口から溶湯をバッチ式で取り出すことができる。
第１０発明によれば、溶け出た溶湯を傾斜した炉底に沿わせて最底部に集め、出湯口から連続して取り出すことができる。
According to the first invention, the following effects are obtained.
a) Since only a limited range of the surface of the vanadium pentoxide deposit is heated to a temperature above the melting point and directly heated, the furnace wall of the melting furnace is kept at a temperature below the melting point of vanadium pentoxide. It becomes difficult for the molten metal to penetrate into the furnace material. As a result, impurities are not mixed due to damage to the furnace wall, and the vanadium pentoxide product can be maintained at a high purity.
b) At the same time, the surface of the deposit is wide and covered with the combined material by semi-melting or sintering, so that no dust is generated. For this reason, it is possible to prevent the health hazard of workers.
c) Also, when the molten vanadium pentoxide is solidified in the form of flakes, it can be started from a lower temperature than in the case of the reflection furnace system, so that the time is short and the work can be done easily.
According to the second invention, the heating region is limited with respect to the slope of the vanadium pentoxide deposit, and the furnace walls and the like other than the heating region are not heated and do not reach a high temperature. For this reason, it is easy to prevent the molten metal from penetrating and damaging the furnace wall, and at the same time, impurities from the furnace wall are eliminated and the vanadium pentoxide product can be maintained in high purity.
According to the third aspect of the present invention, when vanadium pentoxide deposits are heated by radiating a flame completely burned from the burner, vanadium pentoxide is not reduced, so that generation of lower oxides can be suppressed.
According to the fourth aspect of the invention, if the vanadium pentoxide deposit is heated by radiating high-temperature hot air completely burned from the nozzle, vanadium pentoxide is not reduced, so that the production of lower oxides can be suppressed.
According to the fifth invention, since the molten metal is forcibly cooled through the furnace side wall by the cooling jacket in addition to releasing the heat from the furnace side wall, the portion of the molten vanadium pentoxide contacting the furnace side wall is cooled and solidified. Thus, the solidified portion can be used as a protective layer for the furnace bottom or the furnace side wall. Further, the surface temperature of the furnace side wall can be lowered to suppress the penetration of the molten vanadium pentoxide into the furnace material .
According to the sixth aspect of the invention, the vanadium pentoxide deposit is piled up in one place in the melting furnace, so that the slope from which the molten metal flows can be formed naturally, and the vanadium pentoxide deposit is directly heated. Is also possible.
According to the seventh aspect of the invention, the valley where the vanadium pentoxide deposit is piled up in a plurality of adjacent piles in the melting furnace and the molten metal flows can be formed naturally, and the molten metal flows through the valley, so that the furnace wall has a high temperature. It is possible to prevent the molten metal from coming into contact, and to protect the furnace side wall with the raw material deposit.
According to the eighth aspect of the invention, since the heat radiated from the heater and heated the vanadium pentoxide deposit flows through the vanadium pentoxide deposit toward the exhaust gas duct, the heat and the vanadium pentoxide deposit contact each other. Since it can be previously dried or preheated, it can be efficiently melted.
According to the ninth aspect, when the melting furnace is tilted by the tilting mechanism, the molten metal can be taken out in a batch manner from the outlet.
According to the tenth invention, the molten metal that has melted can be collected along the inclined furnace bottom at the bottom and continuously taken out from the hot water outlet.

本発明の第１実施形態に係る溶融設備の構造説明図である。It is structure explanatory drawing of the fusion equipment which concerns on 1st Embodiment of this invention. 図１の溶融設備の平面図である。It is a top view of the melting equipment of FIG. 図１の溶融設備の左側面図である。It is a left view of the melting equipment of FIG. 図１の溶融設備の右側面図である。It is a right view of the melting equipment of FIG. 五酸化バナジウム堆積物の溶融作業における初期状態の説明図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は平面図である。It is explanatory drawing of the initial state in the fusion | melting operation | work of a vanadium pentoxide deposit, (A) is a front view, (B) is a top view. 五酸化バナジウム堆積物の溶融作業の説明図であって、（Ｉ）は溶融作業中期の説明図、（II）は溶融作業終期の説明図、（III）は出湯作業の説明図である。It is explanatory drawing of the fusion | melting operation | work of a vanadium pentoxide deposit, Comprising: (I) is explanatory drawing of a melting work middle stage, (II) is explanatory drawing of a fusion | melting work final stage, (III) is explanatory drawing of a tapping work. 本発明の第２実施形態に係る溶融設備であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）はシュート５Ｃの説明図である。It is a melting equipment concerning a 2nd embodiment of the present invention, (A) is a top view and (B) is an explanatory view of chute 5C. 第２実施形態の溶融炉における五酸化バナジウム堆積物の溶融作業の説明図である。It is explanatory drawing of the fusion | melting operation | work of the vanadium pentoxide deposit in the melting furnace of 2nd Embodiment. 本発明の第３実施形態に係る溶融設備であって、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は平面図である。It is a melting equipment concerning a 3rd embodiment of the present invention, and (A) is a front view and (B) is a top view. 本発明の第４実施形態に係る溶融設備の正面図である。It is a front view of the fusion equipment which concerns on 4th Embodiment of this invention. 本発明の第５実施形態に係る溶融設備の平面図である。It is a top view of the fusion equipment which concerns on 5th Embodiment of this invention. 実施例１の実験結果を示すグラフである。4 is a graph showing experimental results of Example 1. 実施例２の実験結果を示すグラフである。6 is a graph showing experimental results of Example 2.

本発明の溶融設備により溶融する対象物は、五酸化バナジウムであるが、これには（ａ）狭義の五酸化バナジウムと（ｂ）バナジン酸アンモニウムと（ｃ）狭義の五酸化バナジウムとバナジン酸アンモニウムの混合物が含まれ、本明細書でいう「五酸化バナジウム」とは前記（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を含む広義の意味で用いられている。 The object melted by the melting equipment of the present invention is vanadium pentoxide, which includes (a) narrowly defined vanadium pentoxide, (b) ammonium vanadate, and (c) narrowly defined vanadium pentoxide and ammonium vanadate. In this specification, “vanadium pentoxide” is used in a broad sense including (a), (b), and (c).

（本発明の技術原理）
本発明の溶融設備は、固液分離されたケーキ、またはケーキを造粒成形した粒状物あるいはその乾燥物である五酸化バナジウムをフレーク状に成形するために、いったん溶融するための設備である。
既述のごとく、五酸化バナジウムは、人体に対し有害物質であり発塵性があるので、処理中に発塵を防止する必要があり、また、五酸化バナジウムが高い浸透性や腐食性を有することから、溶融炉の炉壁を保護し、また炉壁の損傷による不純物混入によるバナジウム製品の品質低下を防ぐ必要がある。
これらの課題に応えるものとして、本発明の溶融設備は、溶融炉の内部に堆積した五酸化バナジウムを加熱器で直接加熱し、直接加熱された部分（つまり、当て吹きされた部分）を中心に融点以上に昇温させて五酸化バナジウム堆積物の表面から溶融させて溶湯だまりに流下させると共に、この溶融過程において、溶湯あるいは焼結物によって五酸化バナジウム堆積物を覆うことによって発塵を防止し、また溶湯の一部を固化させて溶融炉の炉壁に対する保護層として機能させ、溶融炉の損傷とバナジウム製品の品質を高く維持するようにしたものである。 (Technical principle of the present invention)
The melting equipment of the present invention is equipment for melting once in order to form vanadium pentoxide, which is a solid-liquid separated cake, a granulated product obtained by granulating the cake, or a dried product thereof into flakes.
As described above, vanadium pentoxide is a harmful substance and dust generation for the human body, so it is necessary to prevent dust generation during processing, and vanadium pentoxide has high permeability and corrosivity. For this reason, it is necessary to protect the furnace wall of the melting furnace and to prevent the quality of the vanadium product from being deteriorated due to the contamination of the furnace wall.
In response to these problems, the melting equipment according to the present invention directly heats the vanadium pentoxide deposited inside the melting furnace with a heater and focuses on the directly heated portion (that is, the blown portion). The temperature is raised above the melting point and melted from the surface of the vanadium pentoxide deposit and allowed to flow down into the molten metal pool. In this melting process, dust generation is prevented by covering the vanadium pentoxide deposit with the molten metal or sintered product. In addition, a part of the molten metal is solidified to function as a protective layer for the furnace wall of the melting furnace so that the damage of the melting furnace and the quality of the vanadium product are maintained at a high level.

本発明と異なる技術原理の炉として反射炉がある。反射炉は炉内空間に熱を供給することにより炉内温度を全体的に上げて炉壁の反射熱で原料を溶かす方式である。この反射炉方式で炉内全体の温度を原料である五酸化バナジウムの溶融温度の直上あるいは近傍まで高くすると、五酸化バナジウムが有する高浸透性により炉壁に五酸化バナジウム溶湯が浸透して炉壁を損傷させたり、損傷した炉壁から不純物が五酸化バナジウム溶湯を混入する等の不具合が発生する。また、炉内温度が高いとフレーク状に固化させる際に時間がかかることになる。
これに対し、本発明では、当て吹きしている溶融部分こそ五酸化バナジウムの溶融温度（690℃）に達しているが、それ以外の部分は融点以下にできるので、五酸化バナジウムが炉壁に浸透することを防止できる。このため、溶融炉の炉壁を保護でき、かつ損傷した炉壁からの不純物混入も防止できる。また、五酸化バナジウムの溶湯をフレーク状に固化させる際も、反射炉方式による場合よりも低い温度から開始できるので、時間が短くてすみ容易に作業ができる、という利点がある。 There is a reflection furnace as a furnace having a technical principle different from that of the present invention. The reflection furnace is a method in which the temperature inside the furnace is raised as a whole by supplying heat to the interior space of the furnace, and the raw material is melted by the reflected heat of the furnace wall. When the temperature inside the furnace is increased to just above or near the melting temperature of the raw material vanadium pentoxide by this reflection furnace method, the vanadium pentoxide melt penetrates the furnace wall due to the high permeability of vanadium pentoxide. Such as damage to the furnace or impurities from the damaged furnace wall mixed with molten vanadium pentoxide. Further, if the furnace temperature is high, it takes time to solidify into flakes.
On the other hand, in the present invention, the melted part being blown has reached the melting temperature of vanadium pentoxide (690 ° C.), but other parts can be made below the melting point, so that vanadium pentoxide is brought into the furnace wall. Infiltration can be prevented. For this reason, the furnace wall of a melting furnace can be protected and the contamination from the damaged furnace wall can also be prevented. In addition, when the molten vanadium pentoxide is solidified in the form of flakes, it is possible to start from a lower temperature than in the case of the reflection furnace method, so that there is an advantage that the work can be done easily with a short time.

（第１実施形態）
以下、上記の技術原理に基づく溶融設備の第１実施形態Ａを、図１〜図４に基づき説明する。
本実施形態の溶融設備Ａは、溶融炉１と、この溶融炉１に収容された五酸化バナジウムＶの堆積物（以下、五酸化バナジウム堆積物Ｖｈという）を直接加熱する加熱器６を備えている。
溶融炉１は、直接加熱により溶融する五酸化バナジウム堆積物Ｖｈを収容するための炉であり、炉自体は直接加熱を受けない。換言すれば、内部に五酸化バナジウム堆積物Ｖｈを収容し、これを当て吹きできる炉であれば、とくに制限なく、どのような炉であってもよい。したがって、後述する炉底２、炉側壁３、炉蓋４を用いたものと異なる構造の溶融炉であってもよい。 (First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment A of a melting facility based on the above technical principle will be described with reference to FIGS.
The melting equipment A of this embodiment includes a melting furnace 1 and a heater 6 that directly heats a deposit of vanadium pentoxide V (hereinafter referred to as a vanadium pentoxide deposit Vh) accommodated in the melting furnace 1. Yes.
The melting furnace 1 is a furnace for accommodating the vanadium pentoxide deposit Vh that is melted by direct heating, and the furnace itself is not directly heated. In other words, any furnace may be used without any particular limitation as long as it contains the vanadium pentoxide deposit Vh inside and can blow it. Therefore, a melting furnace having a structure different from that using the furnace bottom 2, the furnace side wall 3, and the furnace lid 4 described later may be used.

図示の溶融炉１は、その一例であって、つぎのように構成されている。
図１〜図４において、２は炉底、３は４面を囲む炉側壁、４は炉蓋である。なお、本明細書では、炉底２、炉側壁３および炉蓋４を総称して炉壁という。これらの炉壁は、いずれも内壁耐火材９ａと外壁耐火材９ｂと構造材としての鉄皮９ｃとからなり、鉄皮９ｃは最外側に配置され外壁耐火材９ｂと内壁耐火材９ａを保持している。
そして、内壁耐火材９ａは五酸化バナジウムへの耐食性の高い材料、たとえばSiCレンガ9yを用い、外壁耐火材９ｂは、後述する冷却ジャケット７の無い部分では温度を下げやすい材料、たとえば断熱ボード９ｘを用いて、鉄皮９ｃを高温による強度低下から保護し溶融炉の耐久性を確保するようにしている。
なお、後述する冷却ジャケット７の取付部分では、内壁耐火材９ａも外壁耐火材９ｂも、伝熱性が良く五酸化バナジウムへの耐食性も高い炉材、例えば内壁側がSiCレンガ9y、外壁側における断熱材9xに挟まれた部分はSiCモルタル9zを用いて冷却ジャケット７による強制冷却の効果が高まるようにされている。 The illustrated melting furnace 1 is an example thereof and is configured as follows.
1-4, 2 is a furnace bottom, 3 is a furnace side wall surrounding four surfaces, and 4 is a furnace lid. In the present specification, the furnace bottom 2, the furnace side wall 3, and the furnace lid 4 are collectively referred to as a furnace wall. Each of these furnace walls is composed of an inner wall refractory material 9a, an outer wall refractory material 9b, and an iron shell 9c as a structural material. The iron shell 9c is disposed on the outermost side and holds the outer wall refractory material 9b and the inner wall refractory material 9a. ing.
The inner wall refractory material 9a is made of a material having high corrosion resistance to vanadium pentoxide, for example, SiC brick 9y, and the outer wall refractory material 9b is made of a material that can easily lower the temperature in a portion without the cooling jacket 7 described later, for example, a heat insulating board 9x. By using this, the iron skin 9c is protected from a decrease in strength due to a high temperature and the durability of the melting furnace is ensured.
Note that in the mounting portion of the cooling jacket 7 described later, both the inner wall refractory material 9a and the outer wall refractory material 9b are furnace materials having good heat conductivity and high corrosion resistance to vanadium pentoxide, for example, the inner wall side is SiC brick 9y, and the outer wall side heat insulating material. The portion sandwiched between 9x is made to increase the effect of forced cooling by the cooling jacket 7 using SiC mortar 9z.

内壁耐火材９ａと外壁耐火材９ｂの具体的構成を例示すると、以下のとおりである。
炉底２：外壁耐火材９ｂが耐火レンガ、内壁耐火材９ａがSiCレンガ
炉側壁３：外壁耐火材９ｂが断熱ボード、内壁耐火材９ａがSiCレンガ
炉蓋４：外壁耐火材９ｂが断熱キャスタブル、内壁耐火材９ａがSiCキャスタブル
上記炉壁のうち、「SiC」は炭化ケイ素（Silicon Carbide 化学式SiC）を示しており、これは組織が緻密であって、硬度、耐熱性、化学的安定性に優れているという特徴がある。加えて、各種材質の溶融五酸化バナジウムへの耐食性評価試験の結果、炭化ケイ素質純分の高い炉材が最も五酸化バナジウムへの耐食性・耐浸透性に優れているという知見が得られたため、五酸化バナジウムの溶湯に直接接触する内壁耐火材９ａにはSiC(純分90％以上のもの)を用いて、五酸化バナジウムの浸透、腐食に対する耐性を高めている。
外壁耐火材９ｂには、伝熱性のある種々の耐熱材や耐火レンガが用いられるが、これは炉壁２，３，４を熱が伝わる間に放冷できるよう厚さが伝熱計算により調整されており、最外側の鉄皮９ｃを200℃以下、好ましくは150℃以下位の温度に維持できるようにしている。このレベルの温度になると、鉄皮９ｃがその強度を維持し、シェルとしての機能を発揮させることができる。 A specific configuration of the inner wall refractory material 9a and the outer wall refractory material 9b is exemplified as follows.
Furnace bottom 2: Outer wall refractory material 9b is refractory brick, inner wall refractory material 9a is SiC brick Furnace side wall: Outer wall refractory material 9b is heat insulation board, inner wall refractory material 9a is SiC brick Inner wall refractory material 9a is SiC castable Among the above furnace walls, "SiC" indicates silicon carbide (Silicon Carbide chemical formula SiC), which is dense in structure and excellent in hardness, heat resistance, and chemical stability. There is a feature that. In addition, as a result of the corrosion resistance evaluation test for molten vanadium pentoxide of various materials, it was found that the furnace material with high silicon carbide pure content is the most excellent in corrosion resistance and penetration resistance to vanadium pentoxide. The inner wall refractory material 9a that is in direct contact with the molten vanadium pentoxide is made of SiC (with a pure content of 90% or more) to increase the resistance to vanadium pentoxide penetration and corrosion.
For the outer wall refractory material 9b, various heat-resistant heat-resistant materials and refractory bricks are used, but the thickness is adjusted by heat transfer calculation so that the furnace walls 2, 3, and 4 can be cooled while the heat is transmitted. Thus, the outermost iron skin 9c can be maintained at a temperature of 200 ° C. or lower, preferably 150 ° C. or lower. At this level of temperature, the iron skin 9c maintains its strength and can function as a shell.

図示の例では、炉底２が分厚く、炉側壁３と炉蓋４は薄いが、それぞれの炉壁の厚さは、採用した炉壁の熱伝導率により必要な温度低下、すなわち炉内表面温度が五酸化バナジウムの融点以下が得られるように算定すればよい。
なお、上記の材料例示に示す「キャスタブル」は不定形な材料であって任意の形や厚さに施工できる材料であることを意味している。また、「レンガ」は定形の材料であることを意味している。
なお、レンガを用いるかキャスタブルを用いるかは任意であって、設計や施工上の都合でいずれか一方を採用してよい。ただし、レンガの方が組織が緻密であるので、一般的にはレンガの方が破損防止には好ましい。 In the illustrated example, the furnace bottom 2 is thick and the furnace side wall 3 and the furnace lid 4 are thin. However, the thickness of each furnace wall is a necessary temperature drop due to the adopted thermal conductivity of the furnace wall, that is, the furnace surface temperature. May be calculated so as to obtain a melting point of vanadium pentoxide or lower.
The “castable” shown in the above material examples means an amorphous material that can be constructed in any shape or thickness. In addition, “brick” means a regular material.
In addition, it is arbitrary whether a brick or a castable is used, and either one may be adopted for convenience of design or construction. However, since brick has a finer structure, brick is generally preferable for preventing damage.

溶融炉１の炉蓋４には、五酸化バナジウムＶを１ヵ所に堆積するためのシュート５が設けられている。図示のシュート５は円筒状の原料投入筒であるが、原料を溶融炉１内に投入することができるならば、どのような形状、構造のものを用いてもよい。なお、五酸化バナジウムを山積みするためには、シュート５を炉蓋４に設けるのが好ましいが、これに限ることなく、山積みができるのであれば炉側壁３などに設けてもよい。 The furnace lid 4 of the melting furnace 1 is provided with a chute 5 for depositing vanadium pentoxide V in one place. Although the illustrated chute 5 is a cylindrical raw material charging cylinder, any shape and structure may be used as long as the raw material can be charged into the melting furnace 1. In addition, in order to pile up vanadium pentoxide, it is preferable to provide the chute 5 on the furnace lid 4, but the present invention is not limited to this, and it may be provided on the furnace side wall 3 or the like as long as it can be stacked.

図示のシュート５の取付位置は、炉蓋４の幅方向中央であり、後述する加熱器６からは遠く離間した位置である。シュート５までの五酸化バナジウムの搬送は、コンベヤその他任意の手段を用いることができ、シュート５から溶融炉１内に投入された五酸化バナジウムは、シュート５直下を頂点として円錐形に堆積される。この堆積物が五酸化バナジウム堆積物Ｖｈである。
炉蓋４に設けたシュート５から五酸化バナジウムＶを投入して、五酸化バナジウム堆積物Ｖｈを溶融炉１内で１ヵ所の山積み状態に積み上げると、後述するように溶湯が流れ出る斜面を自然に形成することができる。 The mounting position of the illustrated chute 5 is the center in the width direction of the furnace lid 4 and is a position far away from the heater 6 described later. For conveying the vanadium pentoxide to the chute 5, a conveyor or any other means can be used. The vanadium pentoxide charged into the melting furnace 1 from the chute 5 is deposited in a conical shape with the point immediately below the chute 5 as a vertex. . This deposit is the vanadium pentoxide deposit Vh.
When the vanadium pentoxide V is introduced from the chute 5 provided in the furnace lid 4 and the vanadium pentoxide deposit Vh is stacked in one place in the melting furnace 1, the slope from which the molten metal flows naturally as will be described later. Can be formed.

溶融炉１には加熱器６が設置されている。この加熱器６は、溶融炉１内に投入された五酸化バナジウム堆積物Ｖｈの斜面を直接加熱できる位置に取付けられる。図示の実施形態では、五酸化バナジウム堆積物Ｖｈに近い炉側壁３と加熱器６を取付けた炉側壁３は対向した位置関係となっている。
そして、加熱器６は溶融炉１内に収容した五酸化バナジウム堆積物Ｖｈを直接加熱できるもの、すなわち当て吹きできるものであれば、どのような加熱手段であってもよい。代表的には、火炎を噴射するバーナや熱風を放射する熱風ノズルなどが挙げられる。 A heater 6 is installed in the melting furnace 1. The heater 6 is attached at a position where the slope of the vanadium pentoxide deposit Vh charged into the melting furnace 1 can be directly heated. In the illustrated embodiment, the furnace side wall 3 close to the vanadium pentoxide deposit Vh and the furnace side wall 3 to which the heater 6 is attached are in an opposing positional relationship.
The heater 6 may be any heating means as long as it can directly heat the vanadium pentoxide deposit Vh accommodated in the melting furnace 1, that is, can blow it. Typically, a burner that injects a flame, a hot air nozzle that radiates hot air, and the like can be given.

上記のように配置した加熱器６は、五酸化バナジウム堆積物Ｖｈの斜面に対向した位置から火炎や熱風を放射して直接的に加熱することができるので加熱効率が高くなる。
また、溶け出してくる溶湯に対して間接的に熱を与えるので溶湯が出湯するまでの間の流動性を保持でき、出湯作業を容易にできる。 Since the heater 6 arranged as described above can be directly heated by radiating a flame or hot air from a position facing the slope of the vanadium pentoxide deposit Vh, the heating efficiency is increased.
In addition, since heat is indirectly applied to the molten metal that is melted, the fluidity until the molten metal is discharged can be maintained, and the hot water work can be facilitated.

加熱器６としてのバーナは、燃料が油等の液体燃料でもよく、ガス等の気体燃料でもよい。バーナから噴射する火炎は、完全燃焼したものにする必要があり、そのため燃料の燃焼量とそれに適応する空気量との比が常に一定となるように調整しておかれる。
火炎が完全燃焼している場合、五酸化バナジウムが還元されないので、Ｖ低級酸化物の生成を抑制することができる。 In the burner as the heater 6, the fuel may be a liquid fuel such as oil or a gaseous fuel such as gas. The flame injected from the burner must be completely burned, so that the ratio between the amount of fuel burned and the amount of air adapted thereto is always adjusted to be constant.
When the flame is completely burned, vanadium pentoxide is not reduced, so that generation of V lower oxide can be suppressed.

また、火炎には、内側の還元炎と外側の酸化炎とがあるが、火炎先端の酸化炎の部分を五酸化バナジウム堆積物Ｖｈに当てる、当て吹きが行われる。酸化炎で当て吹きすると、Ｖ低級酸化物の生成を抑制することができるからである。 In addition, the flame includes an inner reducing flame and an outer oxidizing flame, and hitting is performed in which the portion of the oxidizing flame at the front end of the flame is applied to the vanadium pentoxide deposit Vh. This is because the formation of V-lower oxide can be suppressed by blowing with an oxidizing flame.

加熱器６としての熱風ノズルは、溶融炉１とは別に設けた熱風炉で生成した完全燃焼した高温の熱風を放射するものである。この熱風ノズルから放射される熱風も五酸化バナジウム堆積物Ｖｈの表面に当て吹きされる。この場合も、完全燃焼させて得た熱風であれば、五酸化バナジウムが還元されずＶ低級酸化物を生成しないこと、上記と同様である。 The hot air nozzle as the heater 6 radiates hot air of completely burned temperature generated in a hot air furnace provided separately from the melting furnace 1. Hot air radiated from this hot air nozzle is also blown against the surface of the vanadium pentoxide deposit Vh. Also in this case, if the hot air is obtained by complete combustion, the vanadium pentoxide is not reduced and no V-lower oxide is formed, as described above.

ノズルを用いた加熱器６もバーナを用いた加熱器６も五酸化バナジウム堆積物Ｖｈの外表面を必要な範囲で当て吹きできる放射角（水平面での開き角度）をもつものを用いるか、あるいは開き角を広狭に調整できるものが好ましい。放射角が広ければ五酸化バナジウム堆積物Ｖｈの斜面を広い面積で溶融することができ、溶融作業の効率を高め、かつ五酸化バナジウム堆積物Ｖｈの外表面を溶湯で広く覆うことにより、発塵を抑制しやすくなる。 Either the heater 6 using a nozzle or the heater 6 using a burner has a radiation angle (open angle in a horizontal plane) that can blow the outer surface of the vanadium pentoxide deposit Vh within a necessary range, or What can adjust an opening angle widely is preferable. If the radiation angle is wide, the slope of the vanadium pentoxide deposit Vh can be melted in a wide area, increasing the efficiency of the melting operation, and covering the outer surface of the vanadium pentoxide deposit Vh with molten metal to generate dust. It becomes easy to suppress.

また、垂直面での放射角は五酸化バナジウム堆積物Ｖｈの山の高さと五酸化バナジウム堆積物Ｖｈとの間の距離の遠近に合わせて可変に調整できることが好ましい。こうすることにより、加熱器６と五酸化バナジウム堆積物Ｖｈとの距離が長くなったり、堆積物の山の高さが低くなっても、確実に原料堆積物Ｖｈの斜面に火炎や熱風を届かせて、当て吹きを続けることができる。
このような水平面および垂直面内での角度調整を可能とすることにより、五酸化バナジウム堆積物Ｖｈの表面加熱の範囲を広げたり、溶融速度を適正に維持することができる。 Moreover, it is preferable that the radiation angle on the vertical plane can be variably adjusted according to the distance between the height of the peak of the vanadium pentoxide deposit Vh and the vanadium pentoxide deposit Vh. By doing so, even if the distance between the heater 6 and the vanadium pentoxide deposit Vh becomes long or the height of the pile of the deposit becomes low, the flame and hot air surely reach the slope of the raw material deposit Vh. And you can continue to blow.
By enabling such angle adjustment in the horizontal and vertical planes, the range of surface heating of the vanadium pentoxide deposit Vh can be expanded, and the melting rate can be properly maintained.

上記のように火炎や熱風を放射する加熱器６を用いて五酸化バナジウム堆積物Ｖｈの斜面をスポット状に融点（690℃）以上まで加熱しても、五酸化バナジウムの溶融部分から離れている炉壁は融点まで昇温せず、より低い温度に保たれるので、五酸化バナジウムの炉壁に対する浸透を防止することができる。 Even when the slope of the vanadium pentoxide deposit Vh is heated to a melting point (690 ° C.) or higher using the heater 6 that emits flame or hot air as described above, it is separated from the melted portion of vanadium pentoxide. Since the furnace wall is not heated to the melting point and is kept at a lower temperature, the penetration of vanadium pentoxide into the furnace wall can be prevented.

溶融炉１には、その炉側壁３の外周に冷却ジャケット７が取付けられており、冷却ジャケット７の取付高さは、溶融炉１における溶湯溜りの高さに合わされている。冷却ジャケット７は、水や空気その他の冷媒を通すジャケットであり、４面の炉側壁３のそれぞれに独立したジャケットを取付けた個別タイプでもよく、一連につながった連続タイプであってもよい。図示のタイプは個別タイプであり、それぞれ入側導入パイプ７ａと出側導入パイプ７ｂが接続されている。なお、矢印は冷媒の出入り方向を示している。 In the melting furnace 1, a cooling jacket 7 is attached to the outer periphery of the furnace side wall 3, and the mounting height of the cooling jacket 7 is matched with the height of the molten metal pool in the melting furnace 1. The cooling jacket 7 is a jacket through which water, air, and other refrigerants pass, and may be an individual type in which independent jackets are attached to each of the four furnace side walls 3 or may be a continuous type connected in series. The type shown is an individual type, and an inlet side introduction pipe 7a and an outlet side introduction pipe 7b are connected to each other. In addition, the arrow has shown the exit / entry direction of a refrigerant | coolant.

既述した加熱器６で五酸化バナジウム堆積物Ｖｈを当て吹きした場合、その五酸化バナジウム堆積物Ｖｈの表面から五酸化バナジウムＶの溶湯が溶け出してくる。この溶湯炉底２上に流れ落ちた溶湯のうち上層部分は高温のまま製品として取り出しつつ、接触部分の近傍を冷却ジャケット７で強制冷却して固化すれば、五酸化バナジウムＶの固化部分が炉壁の保護層となるので炉壁の損傷を防止できる。つまり、本発明では固化した五酸化バナジウムＶを溶湯状態の五酸化バナジウムＶに対する保護層として用いるセルフコーティングを採用している。固化した五酸化バナジウムＶは浸透性を有しないので、炉壁と溶湯との間に固化した五酸化バナジウムＶを介在させることで、五酸化バナジウム溶湯の炉壁への浸透を防止し、炉壁の損傷を防止できるのである。
つまり本実施形態では、五酸化バナジウムのスポット状の溶融部分から離れた炉壁を融点以下に保持することに加え、溶湯溜り部分の炉側壁を冷却して保護層ｃを作ることによっても、五酸化バナジムの浸透から炉壁を保護しているのである。 When the vanadium pentoxide deposit Vh is blown by the heater 6 described above, the molten vanadium pentoxide V melts from the surface of the vanadium pentoxide deposit Vh. If the upper layer portion of the molten metal that has flowed down on the molten metal furnace bottom 2 is taken out as a product at a high temperature and the vicinity of the contact portion is forcibly cooled and solidified by the cooling jacket 7, the solidified portion of the vanadium pentoxide V becomes the furnace wall. As a protective layer, damage to the furnace wall can be prevented. That is, the present invention employs self-coating in which solidified vanadium pentoxide V is used as a protective layer against molten vanadium pentoxide V. Since the solidified vanadium pentoxide V does not have permeability, by interposing the solidified vanadium pentoxide V between the furnace wall and the molten metal, the penetration of the molten vanadium pentoxide into the furnace wall is prevented. This can prevent damage.
That is, in this embodiment, in addition to keeping the furnace wall away from the spot-like melted portion of vanadium pentoxide below the melting point, cooling the furnace side wall of the molten metal reservoir portion to form the protective layer c also allows It protects the furnace walls from the penetration of vanadium oxide.

なお、上記のセルフコーティングによる保護層を用いない場合でも、炉内壁の表面温度を五酸化バナジウムの融点以下に下げさえすれば、五酸化バナジウムの溶体の炉材への浸透を防止できる。つまり、溶湯が接触する場合でも、炉壁を冷却ジャケットで強制冷却してレンガの温度を熔融温度より下げてやれば、炉壁表面の極く近傍で溶湯は固化し、それ以上浸透しないため、溶湯と接触する部分でもこの方法で炉壁の損傷を防ぐことができる。 Even when the protective layer by self-coating is not used, it is possible to prevent the vanadium pentoxide solution from penetrating into the furnace material as long as the surface temperature of the furnace inner wall is lowered below the melting point of vanadium pentoxide. In other words, even if the molten metal comes into contact, if the furnace wall is forcibly cooled with a cooling jacket and the brick temperature is lowered below the melting temperature, the molten metal will solidify in the immediate vicinity of the furnace wall surface and will not penetrate further. In this way, damage to the furnace wall can be prevented even at the part that comes into contact with the molten metal.

溶融炉１は溶湯の出湯口８を備えており、出湯口８は、五酸化バナジウム堆積物Ｖｈから溶け出した溶湯が溜る部位に設けられている。出湯口８は炉側壁３に孔を開けただけのものでもよく、孔に溶湯導出用の樋を付けたものでもよい。
出湯口８の取付け位置は、溶湯取り出しのために溶融炉１を傾転したときに、溶湯が集まる部位であればよい。図示の溶融炉１では、五酸化バナジウム堆積物Ｖｈの山から遠い位置であり、かつ加熱器６の下方の部位に設けられている。 The melting furnace 1 is provided with a molten metal outlet 8, and the outlet 8 is provided at a portion where the molten metal melted from the vanadium pentoxide deposit Vh accumulates. The hot water outlet 8 may be a hole having a hole in the furnace side wall 3 or a hole with a molten metal outlet.
The position where the hot water outlet 8 is attached may be a portion where the molten metal collects when the melting furnace 1 is tilted to take out the molten metal. In the illustrated melting furnace 1, the melting furnace 1 is provided at a position far from the mountain of the vanadium pentoxide deposit Vh and below the heater 6.

図示の溶融炉１では五酸化バナジウム堆積物Ｖｈは加熱器６により当て吹きする面積を広く確保できるよう、堆積物Ｖｈの頂上が加熱器６から遠くなるようにシュート５の位置を設定しており、この位置関係からは加熱器６で加熱されると溶融した溶湯が堆積物Ｖｈの斜面を流れ落ちてくるのが加熱器６の下方であるため、前記した位置に設けられたものである。
このように、溶湯が溜る部位に出湯口８があるので、溶湯の排出が短時間で行え、溶湯が炉側壁３に浸透して損傷することも防止しやすく、同時に炉側壁３からの不純物混入がなくなり五酸化バナジウム製品を高純度に維持できるようになる。 In the melting furnace 1 shown in the figure, the position of the chute 5 is set so that the top of the deposit Vh is far from the heater 6 so that a large area can be secured for the vanadium pentoxide deposit Vh to be blown by the heater 6. From this positional relationship, since the molten metal flows down the slope of the deposit Vh when heated by the heater 6 is below the heater 6, it is provided at the aforementioned position.
As described above, since the outlet 8 is located at the portion where the molten metal accumulates, the molten metal can be discharged in a short time, and it is easy to prevent the molten metal from penetrating and damaging the furnace side wall 3. The vanadium pentoxide product can be maintained at a high purity.

溶融炉１は、図１および図４に示すように、溶湯を排出するため溶融炉１を傾転する傾転機構を備えている。この傾転機構は、出湯口８近傍における炉側壁３に取付けられた傾転軸部１１と、傾転軸部１１を支点として溶融炉１を傾転させる傾転手段１４とからなる。
傾転軸部１１は、溶融炉１の炉側壁３に取付けた傾転軸１２と、この傾転軸１２を回転自在に支持する軸受１３とからなる。なお、軸受１３は溶融炉１を全体的に支えている基台１０に固定されている。 As shown in FIGS. 1 and 4, the melting furnace 1 includes a tilting mechanism that tilts the melting furnace 1 to discharge the molten metal. This tilting mechanism comprises a tilting shaft portion 11 attached to the furnace side wall 3 in the vicinity of the tap 8 and tilting means 14 for tilting the melting furnace 1 with the tilting shaft portion 11 as a fulcrum.
The tilt shaft portion 11 includes a tilt shaft 12 attached to the furnace side wall 3 of the melting furnace 1 and a bearing 13 that rotatably supports the tilt shaft 12. The bearing 13 is fixed to a base 10 that supports the melting furnace 1 as a whole.

一方、溶融炉１の出湯口８から遠い炉側壁３には傾転手段１４としてのジャッキ１４が取付けられている。このジャッキ１４には、モータ駆動でネジ棒が伸縮するものや、油圧シリンダで構成したものなど、溶融炉１の一端を上げ下げできるものであれば、とくに制限なく種々の手段を採用できる。また、傾転手段としては、図示のものの外、工場建屋の天井などから吊下げたチェーンやロープ等を巻上げ装置で上げ下げする手段などを用いてもよい。 On the other hand, a jack 14 as a tilting means 14 is attached to the furnace side wall 3 far from the outlet 8 of the melting furnace 1. Various means can be used for the jack 14 as long as it is capable of raising and lowering one end of the melting furnace 1 such as a screw rod that expands and contracts when driven by a motor or a hydraulic cylinder. Further, as the tilting means, means other than those shown in the figure, such as means for raising and lowering a chain or rope suspended from the ceiling of the factory building by a hoisting device may be used.

図示の実施形態では、ジャッキ１４が基台１０と炉側壁３との間に取付けられているので、このジャッキ１４を伸長させれば、溶融炉１を傾斜軸部１１を中心として傾斜させることができ、傾斜させると出湯口８から溶湯を取り出すことができる。 In the illustrated embodiment, since the jack 14 is attached between the base 10 and the furnace side wall 3, if the jack 14 is extended, the melting furnace 1 can be inclined with the inclined shaft portion 11 as the center. If it is inclined, the molten metal can be taken out from the outlet 8.

溶融炉１は、図２および図３に示すように、炉内で高温ガスを循環させるため排ガスダクト１６を備えている。排ガスダクト１６は、上方の可動ダクト１７と下方の固定ダクト１８と、それらをつなぐ縦ダクト１９とからなる。可動ダクト１７は溶融炉１の炉側壁３の開口部に接続されており、固定ダクト１８は図示しないブロアなどに接続されている。このため、縦ダクト１９は溶融炉１の傾転に合わせて揺動するので、溶融炉１の静置中も傾転動作中も、溶融炉１内の高温排ガスを外部に排出することができる。 As shown in FIGS. 2 and 3, the melting furnace 1 includes an exhaust gas duct 16 for circulating hot gas in the furnace. The exhaust gas duct 16 includes an upper movable duct 17, a lower fixed duct 18, and a vertical duct 19 that connects them. The movable duct 17 is connected to the opening of the furnace side wall 3 of the melting furnace 1, and the fixed duct 18 is connected to a blower (not shown). For this reason, since the vertical duct 19 swings in accordance with the tilting of the melting furnace 1, the high-temperature exhaust gas in the melting furnace 1 can be discharged to the outside even when the melting furnace 1 is stationary or tilting. .

固定ダクト１８の軸心と前記傾転軸１２の軸心とは同心状に設置されており、縦ダクト１９の下端部は固定ダクト１８のまわりを回動できるようになっている。また、排ガスダクト１６の可動ダクト１７は、炉側壁３における傾転軸１２の上方に接続されているので、溶融炉１を傾転したときの可動ダクト１７の揺動距離は小さくなり、これを吸収することは容易であるので、排ガス漏えい等の不都合が生じない。しかも、仮に蛇腹状のダクトを設けた場合は、バナジウムによる損傷が生じやすく、ダクトにもSiCライニングが必要となるが、そのようなコスト高につながる手当ても必要なくなる。 The axis of the fixed duct 18 and the axis of the tilting axis 12 are installed concentrically, and the lower end portion of the vertical duct 19 can rotate around the fixed duct 18. Further, since the movable duct 17 of the exhaust gas duct 16 is connected above the tilt shaft 12 in the furnace side wall 3, the swing distance of the movable duct 17 when the melting furnace 1 is tilted becomes small. Since it is easy to absorb, there is no inconvenience such as leakage of exhaust gas. Moreover, if an accordion-shaped duct is provided, damage due to vanadium is likely to occur, and the duct also requires SiC lining, but such care that leads to high costs is also unnecessary.

つぎに、上記実施形態に係る溶融設備Ａにおける溶融方法を説明する。
図５は溶融作業開始直後の状況を示している。五酸化バナジウムＶはシュート５から投入されて山積み状態に堆積している。五酸化バナジウム堆積物Ｖｈの頂点はシュート５付近にあり、堆積物の加熱器６に向き合う斜面が長い緩斜面となっている。 Next, a melting method in the melting facility A according to the embodiment will be described.
FIG. 5 shows a situation immediately after the start of the melting operation. Vanadium pentoxide V is introduced from the chute 5 and accumulated in a piled state. The top of the vanadium pentoxide deposit Vh is in the vicinity of the chute 5, and the slope facing the heater 6 of the deposit is a long gentle slope.

五酸化バナジウム堆積物Ｖｈは、固液分離された後の未だ水分を含んだウエットケーキの状態、またはそれを造粒成形した粒状物、あるいはその乾燥物の状態で投入されたものである。
また、これらの原料物は、水分を含んだままのものであれば、含んでいる水分により投入作業時の発塵を抑制しやすくなる。 The vanadium pentoxide deposit Vh is input in the state of a wet cake still containing water after being subjected to solid-liquid separation, or in the form of granules formed by granulation or dried.
Moreover, if these raw materials contain moisture, it becomes easy to suppress dust generation during the charging operation due to the contained moisture.

図５に示すように、五酸化バナジウム堆積物Ｖｈの長斜面を加熱器６から放射した火炎ｆで当て吹きすれば、その一部の斜面から五酸化バナジウムＶが溶けて溶湯ｍとして流れ出し、斜面の上から下に向けてハの字状に溶湯ｍが広がりながら流れ落ちていく。なお、図５ではこの溶湯ｍは溶融炉１の炉底表面を覆ってない状態を示している。 As shown in FIG. 5, if the long slope of the vanadium pentoxide deposit Vh is blown by the flame f radiated from the heater 6, the vanadium pentoxide V melts from a part of the slope and flows out as a molten metal m. The molten metal m flows down from the top to the bottom while spreading in a letter C shape. In FIG. 5, the molten metal m does not cover the furnace bottom surface of the melting furnace 1.

溶湯ｍが覆っていない状態で炉底表面に見えるのは、保護層ｃである。この保護層ｃは既述のごとく溶融していた五酸化バナジウムＶがいったん冷却して固化したセルフコーティング層である。この保護層ｃは、炉底２の全面を覆い、かつ４面の炉側壁３に沿って若干高く立ち上っており、保護層ｃは浅皿状の形状をしている。なお、保護層ｃは、操業中に自然に形成されていくが、操業初めに予め保護層ｃを形成しておいてもよい。 It is the protective layer c that is visible on the furnace bottom surface when the molten metal m is not covered. This protective layer c is a self-coating layer in which vanadium pentoxide V, which has been melted as described above, is once cooled and solidified. This protective layer c covers the entire surface of the furnace bottom 2 and rises slightly higher along the four side walls 3 of the furnace, and the protective layer c has a shallow dish shape. The protective layer c is naturally formed during operation, but the protective layer c may be formed in advance at the beginning of operation.

続いて図６に基づき、溶融作業の手順を説明する。
同図（Ｉ）は、五酸化バナジウム堆積物Ｖｈの長斜面での溶融が進み、五酸化バナジウムＶの溶融物である溶湯ｍが下方に流れ出て、保護層ｃの上面に溜りつつある状態である。
上記の溶融は、加熱器６が噴射した火炎ｆや熱風が五酸化バナジウム堆積物Ｖｈの表面に直接当る、いわゆる当て吹きを行い溶融エリアを作る。こうすることにより溶融エリア以外の五酸化バナジウム堆積物Ｖｈの表面が全体的に加熱され、五酸化バナジウム堆積物Ｖｈの全体表面が溶湯または焼結物で覆われるので、五酸化バナジウムＶの発塵を防止することができる。 Subsequently, the procedure of the melting operation will be described with reference to FIG.
FIG. 11 (I) shows a state in which the melting of the vanadium pentoxide deposit Vh progresses on the long slope, and the molten metal m, which is the vanadium pentoxide V melt, flows downward and accumulates on the upper surface of the protective layer c. is there.
In the above-described melting, a flame f or hot air sprayed by the heater 6 is directly applied to the surface of the vanadium pentoxide deposit Vh to form a melting area. By doing this, the entire surface of the vanadium pentoxide deposit Vh other than the melting area is heated and the entire surface of the vanadium pentoxide deposit Vh is covered with the molten metal or sintered product. Can be prevented.

上記の加熱器６で当て吹きした部分の温度が五酸化バナジウムの融点である690℃を超えると五酸化バナジウム堆積物Ｖｈには溶融部分が生じ、この部分は融点直上まで至っているが、溶融部分以外の部分、たとえば炉側壁３や炉蓋４は直接加熱されていないので融点以下に保たれる。また、五酸化バナジウム堆積物Ｖｈで覆われている炉側壁３や炉底２の内壁面は高温の炎や吹き込み熱風とも直接接触しないことと、炉壁自体が伝熱し、更に冷却ジャケット（図１および図２の符号７参照）で冷却されることから、やはり融点以下に保たれることになる。 When the temperature of the portion blown by the heater 6 exceeds 690 ° C. which is the melting point of vanadium pentoxide, a melted portion is generated in the vanadium pentoxide deposit Vh, and this portion reaches just above the melting point. The other portions, for example, the furnace side wall 3 and the furnace lid 4 are not directly heated and are kept below the melting point. Further, the inner wall surface of the furnace side wall 3 and the furnace bottom 2 covered with the vanadium pentoxide deposit Vh is not in direct contact with a high-temperature flame or hot air blowing, and the furnace wall itself conducts heat, and further a cooling jacket (FIG. 1). In addition, since it is cooled by the reference numeral 7 in FIG.

図６（II）は、同図（Ｉ）から更に溶融が進んだ状態を示している。五酸化バナジウム堆積物Ｖｈの山は高さが低くなりながら頂上が少しづつ後退していき、減少した体積に相当する分の溶湯ｍが増えている。
この間、溶湯ｍは溶融時の高温から少しづつ温度低下していくが、溶融温度を維持しつつ流動性を保っている。
既述したように各炉壁は外側断熱材の伝熱により放冷しているが、これに加え冷却ジャケット７による強制冷却で内壁温度（とくに溶湯が接触する内壁面）を融点（690℃）以下に冷却されている。
そして、下層部の溶湯ｍは、伝熱による放冷及び冷却ジャケット７により冷却されて、固化していき、その部分は既述したように保護層ｃとなる。 FIG. 6 (II) shows a state where the melting has further progressed from FIG. 6 (I). The peak of the vanadium pentoxide deposit Vh is gradually lowered while the height is lowered, and the molten metal m corresponding to the reduced volume is increased.
During this time, the temperature of the molten metal m gradually decreases from the high temperature during melting, but the fluidity is maintained while maintaining the melting temperature.
As described above, each furnace wall is cooled by heat transfer from the outer heat insulating material, but in addition to this, the inner wall temperature (particularly the inner wall surface in contact with the molten metal) is melted (690 ° C) by forced cooling by the cooling jacket 7. It is cooled below.
And the molten metal m of the lower layer part is cooled by the cooling by the heat transfer and the cooling jacket 7 and solidifies, and the part becomes the protective layer c as described above.

図６（III）は溶融炉１を傾転させて溶湯ｍを取り出している状態を示している。
図示のように五酸化バナジウム堆積物Ｖｈがある程度残り、斜面が形成されている状態で、出湯作業にかかる方が、原料堆積物Ｖｈがほとんどなくなるまで加熱するよりも効率的に溶融作業を進めることができる。 FIG. 6 (III) shows a state where the melting furnace 1 is tilted and the molten metal m is taken out.
As shown in the figure, in the state where the vanadium pentoxide deposit Vh remains to some extent and the slope is formed, it is more efficient to proceed with the melting operation than the heating until the raw material deposit Vh is almost exhausted in the hot water discharge operation. Can do.

また、溶融後は速やかに出湯させることが好ましい。そうすれば、溶湯ｍが炉壁に接触する時間を可及的に短くして炉壁への五酸化バナジウムの浸透を防止しやすくなるからである。しかも、溶湯の冷却による流動不良を起こすことなく出湯させることができる。
溶融炉１の傾転は傾転ジャッキ１４を伸長させ、出湯口８が下になるように傾けると、溶湯ｍを出湯口８から取り出すことができる。
このようにして取り出された溶湯ｍは、フレーク化工程にまわされ製品化される。 Moreover, it is preferable that the hot water is discharged immediately after melting. By doing so, it is easy to prevent the penetration of vanadium pentoxide into the furnace wall by shortening the time for the molten metal m to contact the furnace wall as much as possible. Moreover, the hot water can be discharged without causing poor flow due to cooling of the molten metal.
The tilting of the melting furnace 1 extends the tilting jack 14 and tilts the pouring gate 8 downward so that the molten metal m can be taken out from the pouring tap 8.
The molten metal m taken out in this way is subjected to a flaking process to be commercialized.

（第２実施形態）
第２実施形態の溶融設備では、溶融炉１内に五酸化バナジウムＶを複数ヵ所に堆積するようにした設備である。
堆積ヶ所は２ヵ所以上であれば、とくに制限されない。本実施形態の溶融設備では、図７（Ａ）に示すように、炉蓋４には２個のシュート５Ａ，５Ｂが設けられている。各シュート５Ａ，５Ｂに１基づつのフィーダ２０を配置してもよく、図示のように伸縮自在の１基のフィーダ２０で２ヵ所のシュート５Ａ，５Ｂを選択して原料投入するようにしてもよい。また、フィーダ２０の配置位置は、溶融炉１の側方でもよく、加熱器６に対向する方向から接近離間するように配置してもよい。
さらに、溶融炉１との傾動時の干渉を避けるため、フィーダ２０を進退式にしたり、旋回式にする等の設計は任意に採用できる。 (Second Embodiment)
In the melting equipment of the second embodiment, vanadium pentoxide V is deposited in a plurality of locations in the melting furnace 1.
There are no particular restrictions on the number of deposits as long as it is two or more. In the melting facility of the present embodiment, as shown in FIG. 7A, the furnace lid 4 is provided with two chutes 5A and 5B. One feeder 20 may be arranged for each chute 5A, 5B, and two chutes 5A, 5B may be selected and charged with one feeder 20 as shown in the drawing. Good. Further, the feeder 20 may be disposed on the side of the melting furnace 1 or may be disposed so as to approach and separate from the direction facing the heater 6.
Furthermore, in order to avoid the interference at the time of tilting with the melting furnace 1, a design such as making the feeder 20 forward and backward or turning it can be arbitrarily adopted.

溶融炉１内に五酸化バナジウムを２ヵ所に堆積することは、１個のシュートでも可能である。たとえば、図７（Ｂ）に示すように、２連型のシュート５Ｃを用いるとよい。このシュート５Ｃは投入口５１が１ヵ所で排出口５２が２個有するものである。投入口５１と排出口５２の間に切換え板５３を付けておけば、排出口５２，５２のうち一方を選択して使用することができ、切換え板５３が無い場合は、２ヵ所の排出口５２，５２から同時に原料を投入することができる。もちろん、このシュートＣを用いた場合、フィーダは１基でも足りる。 It is possible to deposit vanadium pentoxide at two locations in the melting furnace 1 with a single chute. For example, as shown in FIG. 7B, a double chute 5C may be used. This chute 5C has one input port 51 and two discharge ports 52. If a switching plate 53 is provided between the inlet 51 and the outlet 52, one of the outlets 52 and 52 can be selected and used. If there is no switching plate 53, two outlets are provided. The raw materials can be charged simultaneously from 52 and 52. Of course, when this chute C is used, even one feeder is sufficient.

上記実施形態の溶融炉１を用いれば、図８に示すように、五酸化バナジウム堆積物Ｖｈの山が２ヵ所に隣接してできる。このため、二つの山の間が谷間ｖとなる。この谷間ｖは、五酸化バナジウム堆積物Ｖｈを当て吹きしたとき溶湯ｍが流れ出る谷間ｖを自然に流れ落ちるので、高温状態の溶湯ｍが炉側壁３に近寄らず、しかも炉壁は五酸化バナジウム堆積物Ｖｈで囲まれるので、炉壁の損傷を防止しやすくなる。
なお、五酸化バナジウムを３ヵ所以上に堆積した場合も、谷間ｖを当て吹きでき、炉壁の損傷を防止できることは同様である。 If the melting furnace 1 of the said embodiment is used, as shown in FIG. 8, the peak of the vanadium pentoxide deposit Vh will be adjacent to two places. For this reason, the space between the two mountains is the valley v. The valley v naturally flows down through the valley v from which the molten metal m flows when the vanadium pentoxide deposit Vh is blown, so that the molten metal m in the high temperature state does not approach the furnace side wall 3, and the furnace wall has vanadium pentoxide deposit. Since it is surrounded by Vh, it becomes easy to prevent damage to the furnace wall.
In addition, even when vanadium pentoxide is deposited in three or more places, the valley v can be blown and the damage to the furnace wall can be prevented.

（第３実施形態）
図９は前記第２実施形態と同様に溶融炉１内に五酸化バナジウム堆積物Ｖｈを２山に堆積する実施形態である。
本実施形態では、フィーダ２１が溶融炉１の炉側壁であって、加熱器６に対向する側の炉側壁３に固定されている。このフィーダ２１はスクリュー式やベルト式など任意の機構を採用できる。
また、フィーダ２１の上面にはホッパ２２が設けられ、このホッパ２２から原料をフィーダ２１に投入できるようになっている。なお、ホッパ２２には図示しないフィーダで原料を投入すればよい。 (Third embodiment)
FIG. 9 shows an embodiment in which vanadium pentoxide deposits Vh are deposited in two peaks in the melting furnace 1 as in the second embodiment.
In this embodiment, the feeder 21 is a furnace side wall of the melting furnace 1 and is fixed to the furnace side wall 3 on the side facing the heater 6. The feeder 21 can employ any mechanism such as a screw type or a belt type.
Further, a hopper 22 is provided on the upper surface of the feeder 21 so that raw materials can be fed into the feeder 21 from the hopper 22. The raw material may be put into the hopper 22 with a feeder (not shown).

本実施形態では、フィーダ２１により五酸化バナジウムを加熱器６に向って押し出して堆積させることができるので、加熱器６で加熱しやすい斜面を作りやすくなる。また、フィーダ２１とホッパ２２が溶融炉１に固定されたタイプなので、溶融炉１の傾転時に一々フィーダ２１を回避させる手間が不要になるという利点がある。
そして、本実施形態においても、図９（Ｂ）に示すように、五酸化バナジウム堆積物Ｖｈの山が２ヵ所に隣接してできるため、二つの山の間が谷間ｖとなる。この谷間ｖは、五酸化バナジウム堆積物Ｖｈを当て吹きしたとき溶湯ｍが流れ出る谷間ｖを自然に流れ落ちるので、高温状態の溶湯ｍが炉側壁３に近寄らず、炉壁の損傷を防止しやすくなる。 In the present embodiment, vanadium pentoxide can be pushed out and deposited toward the heater 6 by the feeder 21, so that it is easy to make a slope that can be easily heated by the heater 6. Further, since the feeder 21 and the hopper 22 are fixed to the melting furnace 1, there is an advantage that it is not necessary to avoid the feeder 21 one by one when the melting furnace 1 is tilted.
Also in this embodiment, as shown in FIG. 9B, since the peaks of the vanadium pentoxide deposit Vh are formed adjacent to two places, the gap between the two peaks is a valley v. The valley v naturally flows down the valley v from which the molten metal m flows when the vanadium pentoxide deposit Vh is blown, so that the molten metal m in a high temperature state does not approach the furnace side wall 3 and it is easy to prevent damage to the furnace wall. .

（第４実施形態）
上記第１〜第３実施形態の溶融設備は、溶湯が一定量溜ると出湯させるバッチ式であったが、本発明では、連続して出湯させる連続式の溶融設備に構成することも可能である。
図１０に示す第４実施形態の溶融設備における溶融炉１は、炉底２が一方が高く他方が低くなるように傾斜して設けられている。このように構成するには、炉底２を構成する耐火レンガやSICキャスタブルの厚さを連続的に変化させることで可能である。そして、傾斜が低い方の炉側壁３には出湯口８が形成されている。 (Fourth embodiment)
Although the melting equipment of the first to third embodiments is a batch type in which the molten metal is discharged when a certain amount of molten metal is accumulated, in the present invention, it is also possible to constitute a continuous melting equipment in which the molten metal is continuously discharged. .
The melting furnace 1 in the melting facility of the fourth embodiment shown in FIG. 10 is provided so as to be inclined such that one of the furnace bottoms 2 is high and the other is low. Such a configuration can be achieved by continuously changing the thickness of the refractory bricks and SIC castables constituting the furnace bottom 2. And the hot water outlet 8 is formed in the furnace side wall 3 with a lower inclination.

なお、３は炉側壁、４は炉蓋である。炉底２が高い方の炉側壁３にはフィーダ２１が設けられ、ホッパ２２も接続されている。このホッパ２２とフィーダ２１で炉内に送りこまれた五酸化バナジウム堆積物Ｖｈは傾斜した炉底２の上で山積み状に堆積される。
そして、山積み状に堆積した五酸化バナジウム堆積物Ｖｈの斜面に火炎または熱風が当るように加熱器６が炉側壁３と炉蓋４を介して取付けられている。本実施形態では、加熱器６が２個取付けられており、五酸化バナジウム堆積物Ｖｈの斜面の上方からと斜面に対向する側からの２方向から加熱できるようにしている。このように２方向から加熱すれば、溶融を効率的に行いうるが、１個の加熱器６で加熱するかは任意である。 In addition, 3 is a furnace side wall and 4 is a furnace lid. A feeder 21 is provided on the furnace side wall 3 having the higher furnace bottom 2, and a hopper 22 is also connected thereto. The vanadium pentoxide deposit Vh fed into the furnace by the hopper 22 and the feeder 21 is piled up on the inclined furnace bottom 2.
And the heater 6 is attached via the furnace side wall 3 and the furnace cover 4 so that a flame or a hot air may hit against the slope of the vanadium pentoxide deposit Vh deposited in piles. In the present embodiment, two heaters 6 are attached so that the heater 6 can be heated from above the slope of the vanadium pentoxide deposit Vh and from two directions from the side facing the slope. Thus, if it heats from two directions, it can melt | dissolve efficiently, but it is arbitrary whether it heats with the one heater 6. FIG.

本実施形態では、炉底２が傾斜していることによって、五酸化バナジウム堆積物Ｖｈの斜面から溶け出た溶湯は溶融炉１の最底部に溜り続けるので、この最底部に設けた出湯口８から溶湯を連続して取り出すことができる。このような連続式であると、溶融炉１を傾転する作業を省略できるので、稼働率が向上する。 In the present embodiment, since the furnace bottom 2 is inclined, the molten metal that has melted from the slope of the vanadium pentoxide deposit Vh continues to accumulate at the bottom of the melting furnace 1, so the tap 8 provided at the bottom is provided. The molten metal can be continuously taken out from. Since the operation | work which inclines the melting furnace 1 can be abbreviate | omitted in such a continuous type, an operation rate improves.

（第５実施形態）
前記第１実施形態では、排ガスダクト１６は加熱器６に近い位置に設けたが、図１１で実線図示するように、排ガスダクト１６を加熱器６を設けた炉側壁３に対向する炉側壁３に接続してもよい。図示では排ガスダクト１６を２本設けたが、本数は任意である。また、同図で鎖線図示するように、加熱器６に対向する炉側壁３ａにつながる側方の炉側壁３ｂに排ガスダクト１６を取付けてもよい。 (Fifth embodiment)
In the first embodiment, the exhaust gas duct 16 is provided at a position close to the heater 6, but as shown by a solid line in FIG. 11, the exhaust gas duct 16 is opposed to the furnace side wall 3 provided with the heater 6. You may connect to. Although two exhaust gas ducts 16 are provided in the drawing, the number is arbitrary. Further, as shown by a chain line in the figure, the exhaust gas duct 16 may be attached to the side furnace side wall 3b connected to the furnace side wall 3a facing the heater 6.

上記のような配置にした場合、加熱器６によって五酸化バナウジウム堆積物Ｖｈを溶融した後の熱が、その内部を貫流して排ガスダクト１６に引かれるので、熱と五酸化バナジウムＶとの接触による熱交換が行われ効率よく予備乾燥し溶融させることができる。 In the case of the arrangement as described above, the heat after melting the vanadium pentoxide deposit Vh by the heater 6 flows through the inside and is drawn to the exhaust gas duct 16, so that the heat and the vanadium pentoxide V contact with each other. The heat exchange by is performed, and it can be efficiently pre-dried and melted.

（各実施形態の利点）
上記各実施形態の溶融設備の利点をまとめると、つぎのとおりである。
（１）原料の五酸化バナジウムを水分含有状態または成形固化状態で溶融炉内に装入でき、かつ五酸化バナジウム堆積物Ｖｈの表面を当て吹きで直接加熱するので、五酸化バナジウム堆積物Ｖｈの表面が溶融物または焼結物で覆われるため、装入、溶融過程を通じて発塵することがない。このため、作業員の健康被害を防止できる。
（２）五酸化バナジウム堆積物Ｖｈを溶融炉内で直接当て吹きして溶融させるものであり、炉内全体を高温にしなくてよい。このため、五酸化バナジウムの溶湯が炉壁に浸透して損傷することも抑制しやすく、同時に炉壁の損傷によるＳｉやＡｌ等の不純物混入がなくなり五酸化バナジウム製品を高純度に維持できる。
（３）溶融炉１内の五酸化バナジウム堆積物Ｖｈの中央部分から溶融させることができ、炉側壁に近い部分を溶融することが避けられるので、炉壁溶損の影響を小さくすることができる。
（４）溶湯が溜る部位に出湯口８があるので、出湯が短時間で行え、溶湯が炉壁に浸透して損傷することも抑制しやすく、同時に炉壁からの不純物混入がなくなり五酸化バナジウム製品を高純度に維持できる。
（５）五酸化バナジウム溶湯のうち上層部分を製品として取り出しつつ、底層部分を冷却して固化すれば、固化部分が炉底の保護層となるので炉壁の損傷を抑制できる。
（６）上記実施形態において、五酸化バナジウムＶの堆積にウエットケーキをそのまま直投した場合は、投入前に乾燥工程を入れなくてよいので工程が簡略となる。また、ウエットケーキは水分を含んでいるので、投入時の発塵を抑制することができる。
（７）五酸化バナジウムＶの堆積に、ウエットケーキから造粒した粒状物を投入したときは、堆積した粒状物の間に隙間ができるので、加熱時に堆積物の中まで予熱される。このため、溶融効率が高くなる。また、堆積物の水分蒸発・予備乾燥が早く進行し、炉内における溶解時間も短縮できる。 (Advantages of each embodiment)
The advantages of the melting equipment of each of the above embodiments are summarized as follows.
(1) Since the raw material vanadium pentoxide can be charged into the melting furnace in a moisture-containing state or in a solidified state, and the surface of the vanadium pentoxide deposit Vh is directly heated by spraying, the surface of the vanadium pentoxide deposit Vh Is covered with a melt or a sintered product, so that no dust is generated during the charging and melting processes. For this reason, it is possible to prevent the health hazard of workers.
(2) The vanadium pentoxide deposit Vh is directly blown and melted in the melting furnace, and the entire furnace need not be heated to a high temperature. For this reason, it is easy to suppress the molten vanadium pentoxide from penetrating into the furnace wall, and at the same time, impurities such as Si and Al due to the damage to the furnace wall are eliminated, and the vanadium pentoxide product can be maintained in high purity.
(3) Since it is possible to melt from the central portion of the vanadium pentoxide deposit Vh in the melting furnace 1 and avoid the melting of the portion close to the furnace side wall, the influence of the furnace wall melting damage can be reduced. .
(4) Since the outlet 8 is located at the location where the molten metal accumulates, the molten metal can be discharged in a short time, and it is easy to prevent the molten metal from penetrating and damaging the furnace wall, and at the same time, there is no contamination from the furnace wall and vanadium pentoxide The product can be maintained with high purity.
(5) If the bottom layer portion is cooled and solidified while taking out the upper layer portion of the molten vanadium pentoxide as a product, the solidified portion serves as a protective layer for the furnace bottom, so that damage to the furnace wall can be suppressed.
(6) In the above embodiment, when the wet cake is directly thrown on the deposition of vanadium pentoxide V, the process is simplified because the drying process does not have to be performed before the deposition. Moreover, since the wet cake contains moisture, dust generation at the time of charging can be suppressed.
(7) When the granular material granulated from the wet cake is put into the deposition of the vanadium pentoxide V, a gap is formed between the accumulated granular materials, so that it is preheated into the deposited material during heating. For this reason, melting efficiency becomes high. In addition, moisture evaporation and pre-drying of the deposit proceeds quickly, and the melting time in the furnace can be shortened.

（他の実施形態）
上記各実施形態では好ましい実施形態を挙げたが、本発明の本質を変更しない範囲で種々の実施形態が可能である。
たとえば、加熱器６は火炎や熱風を照射するもの以外でもよく、加熱器６の設置数も任意である。設置数が多い場合、加熱面積が広がり、溶融効率が高くなる。
溶融炉１の傾転機構も昇降機構や吊下げ式以外であっても、傾転さえできればどのような機構であってもよい。排ガスダクトの構造や設置場所も任意である。 (Other embodiments)
In the above embodiments, preferred embodiments have been described, but various embodiments are possible without departing from the essence of the present invention.
For example, the heater 6 may be other than the one that irradiates a flame or hot air, and the number of heaters 6 installed is arbitrary. When the number of installations is large, the heating area increases and the melting efficiency increases.
Even if the tilting mechanism of the melting furnace 1 is other than the lifting mechanism or the hanging type, any mechanism can be used as long as it can tilt. The structure and installation location of the exhaust gas duct are also arbitrary.

また、上記各実施形態では、五酸化バナジウム溶湯の炉壁への浸透防止に固化した五酸化バナジウムを保護層（いわゆるセルフコーティング層）として用い、かつ冷却ジャケット７による溶湯の冷却によっても浸透防止を図っているが、冷却ジャケット７を用いず五酸化バナジウム保護層のみを用いたものや、逆に五酸化バナジウム保護層を形成しないで冷却ジャケット７による強制冷却のみを用いたものも、本発明の溶融設備に含まれる。このような保護層のみを用いたり強制冷却にのみによる場合も、炉壁の表面温度を五酸化バナジウムの融点以下に下げることさえできれば、五酸化バナジウム溶湯の炉材への浸透を抑制することができ、操業条件を適宜に選択することで、五酸化バナジウムの浸透から炉壁を保護することができる。 In each of the above embodiments, vanadium pentoxide solidified to prevent penetration of molten vanadium pentoxide into the furnace wall is used as a protective layer (so-called self-coating layer), and the molten metal is cooled by the cooling jacket 7 to prevent penetration. Although only the vanadium pentoxide protective layer is used without using the cooling jacket 7, the one using only the forced cooling by the cooling jacket 7 without forming the vanadium pentoxide protective layer is also used. Included in melting equipment. Even if only such a protective layer is used or only forced cooling is used, as long as the surface temperature of the furnace wall can be lowered below the melting point of vanadium pentoxide, the penetration of molten vanadium pentoxide into the furnace material can be suppressed. The furnace wall can be protected from penetration of vanadium pentoxide by appropriately selecting the operating conditions.

本発明の利点を実証するため、つぎの実験を行った。実験に供した溶融炉は、図１および図２に示す型式のバッチ処理用溶融炉であって、つぎの条件のものである。
（実施例１）
・炉側壁の内壁耐火材９ａはSiCレンガであり、炉床面積は0.053m²である。
・加熱器６はLPGガスを用いたバーナー１基であり、この加熱器６が炉側壁３ｃの中央に１基備えられている。
・セルフコーティング層としての五酸化バナジウムの保護層は炉壁側にも炉床にも形成されていない。
（比較例１）
加熱器６を炉側壁３ｃの左端に１基備えた以外は、実施例１と同様である。
（実験要領）
実験要領は、つぎのとおりである。
・原料として、炉蓋４に形成したシュート５より五酸化バナジウムのウエットケーキを直投して、一山の堆積物を築いた。
・加熱器６により五酸化バナジウム堆積物Ｖｈの斜面を加熱した。このとき炉床温度が200〜800℃の範囲で変化するように加熱量を加減調整した。
・炉床温度に対応するフレークＳｉ品位を測定した。フレークＳｉ品位とは五酸化バナジウムフレーク中の不純物珪素含有率であり、測定はＩＣＰ発光分光分析法で行った。
Ｓｉ品位が高いことは炉内壁ＳiＣレンガの溶損進行を意味し、低いことは炉内壁ＳiＣレンガの溶損抑制を意味する。 In order to demonstrate the advantages of the present invention, the following experiment was conducted. The melting furnace used in the experiment is a batch processing melting furnace of the type shown in FIGS. 1 and 2 and has the following conditions.
Example 1
The inner wall refractory material 9a on the furnace side wall is SiC brick, and the hearth area is 0.053m ² .
The heater 6 is one burner using LPG gas, and one heater 6 is provided at the center of the furnace side wall 3c.
-The protective layer of vanadium pentoxide as a self-coating layer is not formed on the furnace wall side or the hearth.
(Comparative Example 1)
Example 1 is the same as Example 1 except that one heater 6 is provided at the left end of the furnace side wall 3c.
(Experiment procedure)
The experimental procedure is as follows.
-As a raw material, a wet cake of vanadium pentoxide was directly thrown from the chute 5 formed on the furnace lid 4 to build a pile of deposits.
-The slope of the vanadium pentoxide deposit Vh was heated by the heater 6. At this time, the heating amount was adjusted so that the hearth temperature changed in the range of 200 to 800 ° C.
-The flake Si quality corresponding to the hearth temperature was measured. The flake Si quality is the content of impurity silicon in vanadium pentoxide flakes, and the measurement was performed by ICP emission spectroscopy.
High Si quality means progress of erosion of the furnace inner wall SiC brick, and lower Si means suppression of erosion of the furnace inner wall SiC brick.

実験結果１
実験結果を図１２に示す。図中の菱形の点は実施例１を示し、四角の点は比較例１を示す。
全体的な傾向としては、炉床温度が高くなるほど、フレーク中のＳｉ品位が高くなっているので、炉床温度により五酸化バナジウムの溶損が進行することを意味している。そして、炉床温度が同じでも、側壁温度が高いと、そこから五酸化バナジウム溶損が進行していると見ることができる。
（比較例１）
比較例１では、炉壁に沿って熱風を循環させ炉壁温度が高い状況となっている。フレークSi品位は、図示のごとく高い数値となっている。これは炉側壁の左端に加熱器６を取付けた結果、炉壁温度が上昇したことが原因と考えられ、五酸化バナジウムによる溶損防止には高温を回避すべきことが分かる。
（実施例１）
実施例１では比較例１に比較してフレークSi品位を示す数値は低かった。これは、加熱位置が中央の方が五酸化バナジウム堆積物Ｖｈに高温域が向けられ、炉壁温度が下がったためと考えられる。したがって、加熱器６の取付位置は、側壁中央が好ましく、五酸化バナジウムによる溶損防止には炉壁温度を低下させることが有効であることが分かる。 Experimental result 1
The experimental results are shown in FIG. Diamond points in the figure indicate Example 1, and square points indicate Comparative Example 1.
As an overall trend, the higher the hearth temperature, the higher the Si quality in the flakes, which means that vanadium pentoxide erosion proceeds with the hearth temperature. And even if the hearth temperature is the same, if the side wall temperature is high, it can be seen that vanadium pentoxide melting progresses from there.
(Comparative Example 1)
In Comparative Example 1, the hot air is circulated along the furnace wall so that the furnace wall temperature is high. The flake Si quality is high as shown in the figure. This is considered to be caused by an increase in the furnace wall temperature as a result of attaching the heater 6 to the left end of the furnace side wall, and it can be seen that high temperature should be avoided to prevent melting damage caused by vanadium pentoxide.
Example 1
In Example 1, the numerical value indicating the flake Si quality was lower than that in Comparative Example 1. This is probably because the high temperature region was directed to the vanadium pentoxide deposit Vh at the center of the heating position, and the furnace wall temperature was lowered. Therefore, it is understood that the attachment position of the heater 6 is preferably the center of the side wall, and it is effective to lower the furnace wall temperature in order to prevent melting damage due to vanadium pentoxide.

実験結果２
炉内温度が高くなるように加熱器６へのLPG量を上げ溶融炉１内への入熱を増やした場合は、実施例１も比較例１も製品フレークの不純物Si品位が上昇した。これは、入熱を増やしたため、反射炉の状態に少し近づいたためと考えられる（反射炉は加熱器による熱を炉壁に反射させて熔融すべき対象物を加熱する。従って炉壁温度は熔融物温度より常に高いという特徴を有す）。
このように、比較例１、実施例１とも、炉壁温度によってフレークＳｉ品位が大きく異なることが見出された。したがって、バッチ処理で溶湯を溜める場合には、溶湯に接する側壁温度及び炉床温度が溶損進行に及ぼす影響が大きいと考えられるので、本発明が採用した炉壁構造による放熱や冷却ジャケット７による強制冷却、さらには五酸化バナジウム固化物によるセルフコーティングが有効であることが分かる。 Experimental result 2
When the amount of LPG to the heater 6 was increased and the heat input to the melting furnace 1 was increased so that the furnace temperature was increased, the impurity Si quality of the product flakes increased in both Example 1 and Comparative Example 1. This is thought to be due to the fact that the heat input was increased and the state of the reflection furnace was approached slightly (the reflection furnace heats the object to be melted by reflecting the heat from the heater to the furnace wall. It has the characteristic that it is always higher than the object temperature).
Thus, it was found that both the comparative example 1 and the example 1 have greatly different flake Si quality depending on the furnace wall temperature. Therefore, when the molten metal is stored by batch processing, it is considered that the side wall temperature and the hearth temperature in contact with the molten metal have a great influence on the progress of the erosion loss. Therefore, the heat dissipation by the furnace wall structure adopted by the present invention and the cooling jacket 7 It can be seen that forced cooling and self-coating with vanadium pentoxide solidified are effective.

（実施例２）
実施例２は図１０に示すような連続処理型式の溶融炉で行った。セルフコーティングとしての五酸化バナジウムの保護層は炉壁側にも炉床にも形成されていない。
炉側壁３が五酸化バナジウム堆積物Ｖｈに覆われている状態を保ち、溶湯が滞留なく流出する連続式で運転し、炉床温度を500〜800℃の範囲で変化させてフレーク品位を測定した。結果を図１３に示す。菱形の点は空冷なし、四角の点は冷却ジャケット７による空冷が弱、三角の点は空冷が強の場合を示す。
図示のごとく、フレークへの炉材Siの混入はほとんど見られなかった。これは溶湯が滞留無く流出し、耐火物が溶湯に接する機会がほとんどないため溶損が進行し難いこと、炉側壁が五酸化バナジウム堆積物Ｖｈで覆われており、五酸化バナジウムの浸透がなかったためと考えられる。
さらに連続処理の効果として、熔体の炉内滞留時間が短く、かつ溶湯自体の温度も溶融直後であり熔融温度よりあまり上昇することが無いためバッチ処理の場合に比較して低くなり、炉材の影響がバッチ処理の場合よりも小さくなるという事もあり、加熱器の入熱を増やしても製品フレークの不純物Si品位が上昇しないことによる。したがって、連続処理では、加熱負荷を大きくして処理速度を上げることが可能と考えられる。要するに、五酸化バナジウム溶湯を溜めないで炉壁に接触させないようにした工夫が五酸化バナジウムによる溶損防止に効果的であることが分かる。 (Example 2)
Example 2 was carried out in a continuous processing type melting furnace as shown in FIG. The protective layer of vanadium pentoxide as a self-coating is not formed on the furnace wall side or the hearth.
The furnace side wall 3 was kept covered with the vanadium pentoxide deposit Vh, operated in a continuous mode in which the molten metal flowed out without stagnation, and the flake quality was measured by changing the hearth temperature in the range of 500 to 800 ° C. . The results are shown in FIG. Diamond points indicate no air cooling, square points indicate that air cooling by the cooling jacket 7 is weak, and triangular points indicate that air cooling is strong.
As shown in the figure, the furnace material Si was hardly mixed into the flakes. This is because the molten metal flows out without stagnation, and the refractory hardly touches the molten metal, so that the erosion is difficult to proceed, the furnace side wall is covered with the vanadium pentoxide deposit Vh, and there is no penetration of vanadium pentoxide. It is thought that it was because of.
Furthermore, as a result of continuous processing, the residence time of the melt in the furnace is short, and the temperature of the molten metal itself is just after melting and does not rise much above the melting temperature. This is because the influence of this is smaller than in the case of batch processing, and even if the heat input of the heater is increased, the impurity Si quality of the product flakes does not increase. Therefore, in continuous processing, it is considered possible to increase the heating load and increase the processing speed. In short, it can be seen that the idea of preventing the molten vanadium pentoxide from contacting the furnace wall without accumulating molten vanadium pentoxide is effective in preventing melting damage caused by vanadium pentoxide.

１溶融炉
２炉底
３炉側壁
４炉蓋
５シュート
６加熱器
７冷却ジャケット
８出湯口
１１傾転軸部
１４ジャッキ
１６排ガスダクト
２０フィーダ
Ｖｈ五酸化バナウジウム堆積物
ｍ溶湯 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Melting furnace 2 Furnace bottom 3 Furnace side wall 4 Furnace lid 5 Chute 6 Heater 7 Cooling jacket 8 Outlet 11 Tilting shaft part 14 Jack 16 Exhaust gas duct 20 Feeder Vh Vanadium pentoxide deposit m Molten metal

Claims

五酸化バナジウムの堆積物を収容することができる溶融炉と、
該溶融炉内に収容された五酸化バナジウムの堆積物の表面の限られた範囲のみを五酸化バナジウムの融点以上の温度となるよう火炎または熱風で直接加熱する当て吹きを行い、前記溶融炉の炉壁は五酸化バナジウムの融点以下の温度に保たれるよう直接加熱を行わない加熱器とを備える
ことを特徴とする五酸化バナジウムの溶融設備。 A melting furnace capable of accommodating a deposit of vanadium pentoxide;
Only a limited range of the surface of the vanadium pentoxide deposit contained in the melting furnace is directly blown with a flame or hot air so that the temperature is equal to or higher than the melting point of vanadium pentoxide. A furnace for melting vanadium pentoxide, characterized in that the furnace wall includes a heater that does not directly heat so as to be maintained at a temperature equal to or lower than the melting point of vanadium pentoxide.

前記加熱器は、前記溶融炉に投入された五酸化バナジウムの堆積物が山積み状態となってできた斜面を直接加熱できる位置に取付けられている
ことを特徴とする請求項１記載の五酸化バナジウムの溶融設備。 2. The vanadium pentoxide according to claim 1, wherein the heater is attached to a position where a slope formed by a pile of vanadium pentoxide charged in the melting furnace can be directly heated. Melting equipment.

前記加熱器は、完全燃焼して生成された火炎を放射するバーナである
ことを特徴とする請求項１または２記載の五酸化バナジウムの溶融設備。 The said heater is a burner which radiates | emits the flame produced | generated by complete combustion, The melting equipment of the vanadium pentoxide of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned.

前記加熱器は、熱風炉で完全燃焼して生成された高温熱風を放射するノズルである
ことを特徴とする請求項１または２記載の五酸化バナジウムの溶融設備。 3. The vanadium pentoxide melting facility according to claim 1, wherein the heater is a nozzle that emits high-temperature hot air generated by complete combustion in a hot air furnace.

前記溶融炉は、炉底と炉側壁と炉蓋を有しており、該炉側壁の外周に冷却ジャケットを取付けており、該冷却ジャケットの取付高さは、溶融炉における溶湯溜りの高さに合わされている
ことを特徴とする請求項１記載の五酸化バナジウムの溶融設備。 The melting furnace has a furnace bottom, a furnace side wall, and a furnace lid, and a cooling jacket is attached to the outer periphery of the furnace side wall. The mounting height of the cooling jacket is the height of the molten metal pool in the melting furnace. The melting equipment for vanadium pentoxide according to claim 1, wherein the melting equipment is combined .

前記溶融炉は、五酸化バナジウムを炉内で１ヵ所に堆積するものである
ことを特徴とする請求項２または３記載の五酸化バナジウムの溶融設備。 Before SL melting furnace, melting facilities vanadium pentoxide of claim 2 or 3, wherein it is intended to deposit in one place vanadium pentoxide in a furnace.

前記溶融炉は、五酸化バナジウムを炉内で隣接する複数ヶ所に堆積するものである
ことを特徴とする請求項２または３記載の五酸化バナジウムの溶融設備。 4. The melting equipment for vanadium pentoxide according to claim 2, wherein the melting furnace deposits vanadium pentoxide at a plurality of adjacent locations in the furnace.

前記溶融炉は、内部の高温ガスを排出する排ガスダクトを備えている
ことを特徴とする請求項２記載の五酸化バナジウムの溶融設備。 The melting equipment for vanadium pentoxide according to claim 2, wherein the melting furnace is provided with an exhaust gas duct for discharging an internal high-temperature gas.

前記溶融炉は、五酸化バナジウムの堆積物が溶融した溶湯を取り出す出湯口と、溶湯が該出湯口に集まるように当該溶融炉を傾転させる傾転機構とを備える
ことを特徴とする請求項１記載の五酸化バナジウムの溶融設備。 The melting furnace is provided with an outlet for taking out a molten metal in which a deposit of vanadium pentoxide is melted, and a tilting mechanism for tilting the melting furnace so that the molten metal collects at the outlet. The melting equipment for vanadium pentoxide according to 1.

前記溶融炉は、傾斜した炉底と傾斜が低い方の炉側壁に前記出湯口が形成されている
ことを特徴とする請求項１記載の五酸化バナジウムの溶融設備。 2. The melting facility for vanadium pentoxide according to claim 1, wherein the melting furnace has the pouring gate formed on an inclined furnace bottom and a lower side wall of the furnace.