JPH0519326Y2

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Publication number: JPH0519326Y2
Application number: JP9257689U
Authority: JP
Priority date: 1989-08-08
Filing date: 1989-08-08
Publication date: 1993-05-21
Anticipated expiration: 2003-05-21
Also published as: JPH0334055U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は非鉄金属製錬に用いられる自熔炉に関
するものである。

［従来の技術］硫化精鉱を原料とする熔錬炉の一つに自熔炉と
呼ばれる自熔製錬炉がある。この自熔炉は、頂部
に精鉱バーナーが設けられた反応塔と、反応塔の
下部に一端が接続され、かつ側面にからみ抜き口
及びかわ抜き口が設けられたセトラーと、セトラ
ーの他端に接続された非煙道とから基本的に構成
されている。

このような従来の自熔炉には以下に述べるよう
な多くの問題点がある。

１反応塔内では不足熱量を補うため補助燃料が
用いられるが、原料精鉱の反応熱と補助燃料の
燃焼熱によつて、反応塔の内部はかなり高温雰
囲気となる。このため精鉱処理量を増加させよ
うとすると、反応塔の内壁煉瓦の溶損が激し
く、精鉱バーナーを経由する単位時間当りの精
鉱処理量は煉瓦の溶損が許容される程度に制限
される。この煉瓦の溶損は反応塔の熱負荷と密
接な関係があり、この熱負荷が例えば35万
Kcal／m³・ｈ以上となると煉瓦の溶損が著し
く、好ましくは25万Kcal／m³・ｈ以下が良い。

反応塔の内径及び高さを大きくすれば精鉱の
増加処理は可能となるが、反応塔の表面積が大
となり、放散熱が増加し、この熱損失を補うた
めにさらに補助燃料使用量が増加し、またこの
ような反応塔のみの拡大は既設の自熔炉にはか
なりの困難が伴うものである。

２精鉱バーナーでの精鉱処理量を増加させよう
とすると反応塔内での精鉱密度、分布、ガス流
速等の最適反応条件から外れるためにダスト発
生率が高くなる。このため精鉱バーナーを経由
する精鉱の処理量がダスト発生の観点からも上
限がある。

このような問題点を解消するものとして、従来
の自熔炉の種々の改良や操業方法の改良が提案さ
れている。例えば実願平１−44545号であり、実
願平１−54828である。

実願平１−44545号は、セトラー天井部に、精
鉱シユートと、その下部に冷却用ジヤケツトを設
けた酸素供給管とからなるセトラー天井精鉱バー
ナーを設けた自熔製錬炉である。この自熔炉は操
業に際して精鉱を酸素または工業用酸素とセトラ
ー天井精鉱バーナー内で予め混合させ、セトラー
内の上部空間部で反応させものであり、これによ
り反応塔内の熱負荷を高くすることなく精鉱処理
量の増加を図るものである。

又、実願平１−54828はセトラー天井部に水冷
ジヤケツトを備えた燃料・酸素バーナーを必須構
成要素とするセトラー天井精鉱バーナーを設けた
自熔炉である。この自熔炉は操業に際しては、前
記燃料・酸素バーナーにより形成されたフレーム
内に、精鉱を装入し、急速に昇温して純酸素又は
工業用酸素と反応させ、溶解させることにより低
煙灰発生率を維持したまま精鉱処理量を増加させ
るものである。

しかし、上記自熔炉はいずれも精鉱と、純酸素
若しくは工業用酸素を用いるものであり、この結
果、精鉱溶解量の増加や煙灰発生率の低下を期待
できるものの、セトラーに装入した精鉱の燃焼に
より発生する排ガス量が減少し、その結果、排ガ
ス持去り熱量が減少して自熔炉全体の熱バランス
を破壊することとなる。この結果、反応塔に装入
する製錬原料の調合を発生熱量が減少する方向で
修正せざるをえなくなり、かわ品位（マツト中の
銅品位以下MG品位と示す。）を高くすることが
できなくなる。

この問題点を解消する方法として、セトラー
に、硅石、鉄精粉、銅さい、煙灰等の非自燃性製
錬原料の１種以上と精鉱とを、所望のかわ品位と
所望のからみ品位を得つつ自熔炉全体の熱バラン
スを維持するように計算して求めた比で混合した
物を装入する操業方法が提案されている。

また、セトラー上部空間部に吹込む反応用気体
を純酸素あるいは工業用酸素とせず、酸素富化空
気とし、富化率を調節することにより熱バランス
を維持しつつMG品位を調節する方法がある。

［考案が解決しようとする課題］ところで、前者はセトラー上部空間部に供給す
る非自燃物の割合を増加させ、分解や吸熱反応に
要する熱量分と見合つた量の酸化反応をセトラー
上部空間部で生ぜしめることにより熱バランスを
変化させることなくMG品位を調節するものであ
る。しかし、この方法には供給する非自燃物が多
量になつたときには非自燃物が十分に溶解せず、
セトラー内の溶体表面に堆積してヒープを発生
し、あるいは高かわ品位化に伴いマグネタイトに
よるトラブルの多発をもたらすいう問題点があ
る。また、後者にあつては、酸素濃度の低下によ
り反応性が悪化し、精鉱等がセトラー上部空間部
で十分に反応しないうちにセトラー内の湯面上に
落下、堆積してヒープを発生するという問題点が
ある。

本考案は、これらの問題点を解消しうる自熔炉
の提供を目的とする。

［課題を解決するための手段］上記課題を解決する本考案の自熔炉は、頂部に
精鉱バーナーが設けられた反応塔と、反応塔の下
部に一端が接続され、かつ側面にカラミ抜き口及
びカワ抜き口が設けられたセトラーと、セトラー
の他端に接続された廃煙道と、セトラーの天井部
に設けられたセトラー天井精鉱バーナーと、前記
セトラーの相対する側壁に、該セトラー天井精鉱
バーナーの中心を通る鉛直線を対象軸とし、かつ
同一水平面上になるように相対して設けられた一
組の吹込み管を一組以上設けてなる自熔炉であ
る。

［作用］以下、本考案を実施の１例を用いて説明する。

第１図は本考案の実施例に用いたセトラー天井
精鉱バーナー１を示したものであり、管状の精鉱
シユート２と、該精鉱シユート２の中心を貫通し
て設けられた水冷ジヤケツト３を備えた燃料・酸
素バーナー４と、該燃料・酸素バーナー４の下部
外側に取り付けた分散コーン５とからなるもので
ある。

第２図は本考案の自熔炉の上面概略図であり、
頂部に精鉱バーナー６が設けられた反応塔７と、
反応塔７の下部に一端が接続され、かつ側面にカ
ラミ抜き口８及びカワ抜き口９が設けられたセト
ラー１０と、セトラー１０の他端に接続された廃
煙道１１と、セトラーの天井部１２に設けられた
第１図のセトラー天井精鉱バーナー１と、前記セ
トラー１０の側壁に、該セトラー天井精鉱バーナ
ー１の中心を通る鉛直線を対象軸とし、かつ同一
水平面上に相対して設けられた一組の吹込み管１
３を一組以上設けてなる自熔炉であり、第３図は
第２図の自熔炉のＡ−Ａ断面を示した概念図であ
り第４図は第２図Ｂ−Ｂ断面の概念図である。

本考案の自熔炉の使用に際しては、まず、硫化
精鉱、フラツクス、補助燃料等の製錬原料は酸素
富化用酸素、又は酸素富化された反応用空気の一
部と共に精鉱バーナーから炉の反応塔内に吹込ま
れる。反応塔内において、補助燃料の燃焼により
昇温されたこの製錬原料の可燃成分である硫黄と
鉄は、同様に昇温された反応用空気と反応し、セ
トラーに溜められる。この湯溜まりであるセトラ
ーでは熔体は比重差によりCu₂ＳとFeSの混合物
であるかわと、2FeO・SiO₂を主成分とするから
みに分けられる。からみはからみ抜き口から排出
され、電気錬かん炉に導入される。一方、かわは
かわ抜き口から次の行程である転炉の要求に応じ
て抜出される。また、セトラー天井精鉱バーナー
の燃料・酸素バーナーからは重油と工業用酸素ま
たは純酸素がセトラー内に吹込まれ、バーナー近
傍で激しく燃焼し、高温度領域を形成する。セト
ラー天井精鉱バーナーの精鉱シユートより装入さ
れた製錬原料は前記高温度領域を通過する際に昇
温され、反応し落下する。ところで、反応塔内で
発生する高温廃ガスはセトラーに流入し、廃煙道
を通つて廃熱ボイラーへ排出されるが、セトラー
上部空間部では比較的ガス速度が遅く、セトラー
天井精鉱バーナーより落下する製錬原料を充分攪
はんして分散させることはできない。そのため、
本考案では、セトラー側面に設けられた吹込に管
より反応用空気を、前記反応し落下する製錬原料
に吹き当てて、セトラー上部空間部内に溶解し、
反応しつつある製錬原料を拡散させ、かつ該製錬
原料と反応塔から排出される煙灰と衝突、融着さ
せて煙灰発生率を低下させる。この場合、一方の
側壁のみより反応用空気を吹込むとセトラー内の
ガスが偏流し、セトラー側壁レンガを溶損させる
ことになる。これを防止するために、本発明にお
いてはセトラーの相対する側壁に、該セトラー天
井精鉱バーナーの中心を通る鉛直線を対象軸と
し、かつ同一水平面上になるように相対して設け
られた一組の吹込み管を一組以上設ける。

なお、本考案では用いる反応用空気としては酸
素富化空気を用い、熱バランスを維持しつつ所望
のMG品位となるように酸素富化率や精鉱調合を
決定する。

なお、本考案に使用できる精鉱バーナーとして
は前記公知のセトラー天井精鉱バーナーがある。

［考案の効果］本発明では、セトラー天井精鉱バーナーよりセ
トラー内へ装入された製錬原料をセトラー上部空
間部に拡散することができ、その結果、ヒープの
発生や煙灰発生率の上昇を防止しつつ、反応用空
気の酸素富化率を変化させることにより熱バラン
スを維持しつつ任意のMG品位を得ることが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例に用いたセトラー天井
精鉱バーナーの断面図を示したものである。第２
図は本考案の自熔炉の上面概略図であり、第３図
は第２図の自熔炉のＡ−Ａ断面を示した概念図で
あり第４図は第２図のＢ−Ｂ断面の概念図であ
る。１……セトラー天井精鉱バーナー、２……精鉱
シユート、３……水冷ジヤケツト、４……燃料・
酸素バーナー、５……分散コーン、６……精鉱バ
ーナー、７……反応塔、８……カラミ抜き口、９
……カワ抜き口、１０……セトラー、１１……排
煙道、１２……天井部、１３……吹込み管。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

頂部に精鉱バーナーが設けられた反応塔と、反
応塔の下部に一端が接続され、かつ側面にカラミ
抜き口及びカワ抜き口が設けられたセトラーと、
セトラーの他端に接続された廃煙道と、セトラー
の天井部に設けられたセトラー天井精鉱バーナー
と、前記セトラーの相対する側壁に、該セトラー
天井精鉱バーナーの中心を通る鉛直線を対象軸と
し、かつ同一水平面上に相対して設けられた一組
の吹込み管を一組以上設けてなる自熔炉。