JP2578821Y2 - 自熔製錬炉 - Google Patents

自熔製錬炉

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JP2578821Y2
JP2578821Y2 JP1991100218U JP10021891U JP2578821Y2 JP 2578821 Y2 JP2578821 Y2 JP 2578821Y2 JP 1991100218 U JP1991100218 U JP 1991100218U JP 10021891 U JP10021891 U JP 10021891U JP 2578821 Y2 JP2578821 Y2 JP 2578821Y2
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克彦 永井
康裕 近藤
多喜男 青野
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は、銅又はニッケルの硫化
精鉱を製錬するための自熔製錬炉に関し、特に操業中に
煙灰等がセトラー側壁に付着堆積して形成されるベコを
効率良く除去し得る自熔製錬炉に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の銅製錬のための自熔製錬炉1は、
図2に示すように反応塔2と、反応塔2の下部に一端を
接続して設けたセトラー3と、セトラー3の他端に接続
し立ち上がった排煙道4とを備えている。反応塔2の頂
部に設けた精鉱バーナー5から粉状の精鉱とフラックス
等からなる製錬原料6が予熱空気等の反応用空気7と共
に吹き込まれ、反応塔2内において粉状精鉱中の可燃成
分である硫黄と鉄が高温の反応用空気7と反応し、精鉱
は熔解してセトラー3内に溜られる。
【0003】セトラー3内の熔体溜まり部に溜られた熔
体は、比重差によって銅と鉄の硫化混合物である下層の
マット9と、鉄やケイ素の酸化物を主成分とする上層の
スラグ10とに分離する。マット9はマット抜口11か
ら次の工程である転炉の要求に応じて抜き出される。
又、スラグ10はスラグ抜口12から排出され、電気錬
かん炉で更に銅分とスラグとに分けられる。一方、高温
の排ガスはセトラー3内の熔体溜まり部上方を通り、排
煙道4から排熱ボイラー8に導かれて冷却された後、ガ
ス精製系又は硫酸製造工場に導かれる。
【0004】かかる従来の自熔製錬炉では、排ガス中の
煙灰が反応塔2の下部より下流のセトラー3の側壁に付
着し、徐々に厚く堆積して巨大化し、いわゆるベコ13
となる。ベコ13が側壁に多量に固着すると、セトラー
3の熔体溜まり部(マット9とスラグ10の溜まる部
分)上の空間、即ち排ガス流路が狭くなって排ガスの通
過が阻害されたり、排ガス流路が閉塞される危険があっ
た。更にベコ13の堆積を放置すると、熔体溜まり部内
まで成長してマット9やスラグ10を保有し得る容積を
減少させ、操業が継続不能となる危険性すらあった。
【0005】ベコ13によるトラブルの対策としては、
反応用空気7の温度を必要とされる以上に高くして炉内
温度を上昇させて熔解したり、重油バーナー等のフレー
ムを直接当てたり又はフレームの輻射熱を利用して熔解
することが一般に行われている。しかし、ベコ13は融
点の高い酸化物や過酸化物等を含み、熔解除去するため
には高温を必要とするので、単に炉内温度を上げる方法
では炉内全体の温度が上昇してベコ13が固着していな
い炉壁の煉瓦が損傷する欠点があるほか、バーナーのフ
レームを用いる方法では排ガスの温度が極めて高くな
り、排熱ボイラー8や排ガスファン(図示せず)等の劣
化を招く危険が高かった。
【0006】又、重油バーナーのフレームを用いる方法
では、フレームを直接ベコに当てる方法又はフレームの
輻射熱を利用する方法のいずれであってもバーナーから
遠い場所のベコを熔解除去することが出来ず、例えば輻
射熱を利用する方法ではバーナーの周囲約50cmの範
囲のベコ13しか熔解出来ないので、総てのベコ13を
除去するためにはセトラー3の両側壁に多数のバーナー
を設置する必要があった。しかも商業用自熔炉は、例え
ばセトラー3の内側寸法が例えば幅7m及び長さ20m
もあるから、側壁に固着したベコ13を反対側の側壁に
設けたバーナーのフレームを当てて熔解するためにはフ
レームを5〜6mも延ばすことが必要となり、この為に
は多量の重油を消費しエネルギー的に極めて不利である
うえ、炉内温度や排ガス温度を必要以上に高めてしまう
欠点があった。
【0007】更に、セトラー側壁に付着したベコを除去
する方法として、粗粒コークス等の粗粒炭材を窒素ガス
等の非酸化性ガスで搬送し、側壁や天井部に設けた複数
の噴き出し口から斜めにベコに吹き付ける方法(特公平
2−53493号公報参照)も提案されている。しか
し、この方法は排煙道4下部のセトラー3の側壁に付着
したベコ13には効果があると思われるが、反応塔2下
部の側壁に付着したベコ13の除去には適していない。
即ち、反応塔2の近傍で粗粒炭材をベコ13に吹き付け
ると、スラグ抜口12から炉外に流出するまで熔体表面
に粗粒炭材が長時間浮遊することになるので、炉壁を保
護するコーチングを熔解し又煉瓦を侵食する等の不都合
があるからである。
【0008】
【考案が解決しようとする課題】本考案はかかる従来の
事情に鑑み、セトラーの側壁に付着するベコ、特に反応
塔の下部近傍のセトラー側壁に付着するベコを、炉壁の
煉瓦等を損傷せずに、簡単な装置で効率良く除去でき、
セトラー内の排ガス流路を狭め又は閉塞する等のベコに
よるトラブルを解消した自熔製錬炉を提供することを目
的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本考案は、上記目的を達
成するため、頂部に精鉱バーナーを備えた反応塔と、反
応塔の下部に一端を接続して設けたセトラーと、セトラ
ーの他端に接続し立ち上がった排煙道とを備えた自熔精
錬炉において、セトラーの長手方向に沿う両側壁の反応
塔下部でその中心より排煙道側のセトラー内の熔体溜ま
り部より上方に、該各側壁を水平に貫通した2重管を備
え、これら2重管がセトラー内に大部分の粒子の粒径が
1mm以下の微粉炭材を搬送用気体により導入する内管
と、内管を取り巻きセトラー内に空気を噴き出す外管と
からなる点に特徴を有するものである。
【0010】
【作用】本考案では、セトラーの両側壁にほぼ水平に設
けた2重管のうち、内管から供給される微粉炭材が外管
から噴き出される空気によりセトラー内のマットとスラ
グが溜まる熔体溜まり部上方の空間に送り込まれ、分散
して排ガスの流れに沿って下流に移動しながら側壁のベ
コ全体に均等に到達し、ベコに含まれる過酸化物等を還
元して熔解するので、側壁に付着したベコを効率良く残
らず熔解除去することが出来る。
【0011】ベコに含まれる過酸化物を還元熔解する反
応は吸熱反応であるから、燃焼して発熱しやすい炭材を
供給する必要があり、この為には大部分の粒子が1mm
以下の粒径である微粉炭材、例えば微粉炭やコークス炉
の排ガスから回収した微粉コークス等を用いることが好
ましい。粒径1mm以上の粒子がかなりの割合を占める
粗粒コークス等は好ましくない。
【0012】上記の微粉炭材を搬送する搬送用気体は空
気であって良い。しかし、燃焼し易い微粉炭の場合は内
管内を搬送中に異常燃焼しやすく、又は微粉炭以外の微
粉炭材であってもセトラー内に供給直後に燃焼すること
があり、これらの場合にはベコ中の過酸化物を還元熔解
する目的を充分に達成することが難しくなる。この事態
を防止するため、微粉炭材がベコに到達する前に燃焼し
ないように、空気に窒素ガスを添加して酸素濃度を低下
させた搬送用気体を用いることが好ましい。添加する窒
素ガスとしては、精鉱燃焼に用いる酸素の製造プラント
から発生する廃窒素ガスを利用するのが経済的である。
【0013】又、微粉炭材を搬送用気体により2重管か
らセトラー内に供給するだけでは、2重管のすぐ下流の
ベコのみに微粉炭材が集中してその個所のベコのみを急
激に還元除去するので、その個所の煉瓦だけが露出して
侵食される危険がある。従って、本考案では微粉炭材を
供給する内管の外側に外管を設け、外管から空気を噴き
出すことにより微粉炭材をセトラーの側壁近くより更に
内側に送り込み、均一に分散させるようにしている。外
管からの空気量は、微粉炭材が適切な位置に吹き込まれ
るように、ベコの位置や大きさや微粉炭材の供給量等に
応じてコントロールする。
【0014】2重管はベコより上流の両側壁に設ける必
要があるが、ベコはセトラー側壁の反応塔下部でその中
心より下流(排煙道側)の側壁に付着するので、2重管
も反応塔下部の両側壁であって反応塔の中心より排煙道
側に、対向して又は位置をずらせて設ける。即ち、2重
管の位置は、セトラーの反応塔側の内壁端より反応塔の
内径の1/2を越え且つ反応塔の内径の長さまでの範囲
が好ましく、反応塔の中心より反応塔の内径の1/2だ
け排煙道側に寄った位置が最も好ましい。ただし、ベコ
は初期においてはセトラー内に溜まったスラグやマット
の内部には堆積しないので、2重管は熔体溜まり部より
上方の側壁に設ける。
【0015】尚、2重管から微粉炭材等を導入してセト
ラー側壁のベコを熔解除去する操作は、硫化精鉱の連続
製錬と並行して連続的に行い、ベコの熔解と同時にその
成長を抑制することが好ましい。しかし、連続製錬の途
中で定期的にのみベコの熔解除去操作を行うことによっ
ても、その間に付着したベコを除去して支障なく製錬操
業を続けることが可能である。
【0016】
【実施例1】図1に示すごとく、自熔製錬炉のセトラー
3の反応塔2側の内壁端より反応塔2の内径の3/4だ
け排煙道側に寄った位置に相当する両側の側壁でセトラ
ー3内の熔体溜まり部より上方に、側壁を貫通して2つ
の2重管14を水平に取り付けた。これら2重管14は
内径65mmの内管15と、内管15の外側に同心円状
に配置された内径200mmの外管16とからなってい
る。内管15にはコンプレッサー17と酸素濃度計18
を備えた搬送用気体を圧送するラインが接続され、酸素
製造プラント19からの窒素ガス20を空気に混合した
搬送用気体を内管15からセトラー3内に供給するよう
になっている。又、このラインの途中に粉体供給機21
が接続してあり、定量切出装置22により一定量の微粉
炭材が搬送用気体中に混入される。一方、外管16は別
のコンプレッサー(図示せず)に接続され、セトラー3
内に空気を噴き出すようになっている。
【0017】図1の自熔製錬炉を用いて硫化精鉱を連続
製錬した結果、2重管14より下流で熔体溜まり部より
上方のセトラー3の側壁に、幅約2m×長さ約2mで厚
さが約1.5mのベコ13が固着した。そこで更に連続
製錬を行いながら、下記の条件の下に、内管15を通し
て搬送用気体に搬送された微粉炭を外管16からの空気
でセトラー3内に連続的に吹き込んだ。
【0018】 微 粉 炭:平均粒径 40μm 粒径147μm以上の粒子の割合 0.2% 揮発分31.7%、灰分13.4%、固定炭素52.4
% 発熱量 6920Kcal/kg 供給量 150kg/時間 搬送用気体:空気+窒素ガス(酸素濃度9%) 流量 30Nm3/時間(4kg/cm2) 外管の空気:流量 500Nm3/時間(4kg/c
2) 微粉炭の理論燃焼空気量の約50%に相当する。
【0019】上記の条件で微粉炭を72時間連続的に吹
き込んだところ、2重管より下流の両側壁に固着してい
たベコ(幅約2m×長さ約2m、厚さ約1.5m)がほ
ぼ完全に消失していた。この間、連続製錬を何等の支障
なく並行して実施でき、排熱ボイラー及び集塵機にも何
のトラブルも発生しなかった。
【0020】
【実施例2】実施例1と同じ自熔製錬炉を使用し、連続
製錬により同様にセトラー3の側壁に固着した幅約2m
×長さ約3mで厚さが約1.5mのベコ13を、連続製
錬を行いながら下記の条件の下に、コークス炉の排ガス
から回収した微粉コークスを連続的に吹き込んで熔解除
去した。
【0021】 微粉コークス:平均粒径 50μm 粒径147μm以上の粒子の割合 10% 揮発分1%、灰分12%、固定炭素85% 発熱量 6500Kcal/kg 供給量 150kg/時間 搬送用気体:空気 流量 30Nm3/時間(4kg/cm2) 外管の空気:流量 1000Nm3/時間(4kg/c
2
【0022】上記の条件で微粉コークスを72時間連続
的に吹き込んだところ、2重管より下流の両側壁に固着
していたベコ(幅約2m×長さ約3m、厚さ約1.5
m)の厚さが約40%減少していた。この間、連続製錬
を何等の支障なく並行して実施できた。又、排熱ボイラ
ーではアフターバーニングを生じている気配が認められ
たがトラブルには至らなかった。
【0023】
【考案の効果】本考案によれば、自熔製錬炉のセトラー
の側壁に煙灰が付着して成長固着するベコ、特に反応塔
近傍の側壁に固着し従来は簡単に除去することが難しか
ったベコを、炉壁の煉瓦等を損傷させることなく、簡単
な装置で効率良く熔解させて除去することができ、ベコ
によりセトラー内の排ガス流路が狭められたり又は閉塞
される等のトラブルが解消され、安定した操業が可能に
なる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案による自熔製錬炉の一具体例を示す概略
の平面図である。
【図2】従来の自熔製錬炉を示す概略の側面図である。
【符号の説明】
1 自熔製錬炉 2 反応塔 3 セトラー 4 排煙道 5 精鉱バーナー 6 製錬原料 7 反応用空気 8 排熱ボイラー 9 マット 10 スラグ 11 マット抜口 12 スラグ抜口 13 ベコ 14 2重管 15 内管 16 外管 17 コンプレッサー 18 酸素濃度計 19 酸素製造プラント 20 窒素ガス 21 粉体供給機 22 定量切出装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−87728(JP,A) 実開 平3−34055(JP,U) 実開 平2−29452(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C22B 1/00 - 61/00

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 頂部に精鉱バーナーを備えた反応塔と、
    反応塔の下部に一端を接続して設けたセトラーと、セト
    ラーの他端に接続し立ち上がった排煙道とを備えた自熔
    精錬炉において、セトラーの長手方向に沿う両側壁の反
    応塔下部でその中心より排煙道側のセトラー内の熔体溜
    まり部より上方に、該各側壁を水平に貫通した2重管を
    備え、これら2重管がセトラー内に大部分の粒子の粒径
    1mm以下の微粉炭材を搬送用気体により導入する内
    管と、内管を取り巻きセトラー内に空気を噴き出す外管
    とからなることを特徴とする前記自熔精錬炉。
JP1991100218U 1991-11-08 1991-11-08 自熔製錬炉 Expired - Fee Related JP2578821Y2 (ja)

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JPH0229452U (ja) * 1988-08-18 1990-02-26
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