JPH0749180A - 銅精製炉 - Google Patents

銅精製炉

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JPH0749180A
JPH0749180A JP21111593A JP21111593A JPH0749180A JP H0749180 A JPH0749180 A JP H0749180A JP 21111593 A JP21111593 A JP 21111593A JP 21111593 A JP21111593 A JP 21111593A JP H0749180 A JPH0749180 A JP H0749180A
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furnace
refining furnace
copper
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Kozo Baba
孝三 馬場
Akihiko Akata
明彦 赤田
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Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 還元剤の使用、熱サイクルによるスポーリン
グが起き難い装入口等を具備する銅精製炉を提案する。 【構成】 装入口部、出湯口部、羽口部、バーナー口
部、排煙口部の少なくとも1つの内壁が高アルミナ質の
不定形耐火物で一体に形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は銅製錬の中間産出物であ
る粗銅又は電線用銅を精製する精製炉の炉体に関する。
【0002】
【従来の技術】銅の硫化精鉱を熔錬し得られる中間産出
物である粗銅は、精製炉に装入され燃料バーナーを用い
て熔解されるか又は熔融状態で受け入れるので目的とす
る温度まで昇温されて、熔融粗銅中に含まれる若干の硫
黄を除去するため空気を吹き込んだ後に液体又は気体又
は固体の還元剤(重質油又は灯油又はこれらをクラッキ
ングして気体状に改質したもの、もしくは、天然ガスや
アンモニアやプロパン又はコークス粉、微粉炭等のCや
Hを含むもの)を熔融粗銅中に羽口パイプ等を介して吹
き込んで、粗銅中に含まれるO(酸素)を目的とする濃
度まで還元調整する。また、電線等の素材を得る場合に
は、電気分解によって得られる電気銅を熔解炉に装入
し、熔解した後、前述と同様、熔解中に吸蔵された酸素
を還元除去するために、還元材が吹き込まれる。燃料バ
ーナーの燃焼や還元剤の吹込みによって発生する排ガス
は排煙口から排出され、所定のガス処理工程に導出され
る。また還元によって得られる精製粗銅や精製銅は、次
工程(精製粗銅では、アノード鋳造工程、精製銅では、
荒引電線製造工程等)へ供する為に出湯口から抜き出さ
れる。通常これらの工程は回分式に行なわれるので、精
製(粗)銅のタップが終了すると、再び、前述の工程が
くり返される。
【0003】さて、この様な工程を行うための炉は精製
炉と呼ばれる炉であって図3に示す如く円筒状の外形を
有するものが一般的に用いられるが、(例えば実公平2
−41161号公報参照)、反射炉型の炉が用いられる
場合もある。図3において、炉体1には装入口2と出湯
口3とバーナー4を差し込むバーナー口6と排煙口5が
設けてあり、出湯口3の対面側には羽口7が取りつけら
れている。図3では羽口7は炉内から見た状態で記載さ
れている。炉体1の内部の耐材物は煉瓦8を張りつめて
あり、これらは装入口2、出湯口3、バーナー口6、排
煙口5、羽口7にも連なっている。
【0004】煉瓦の施工状況を、一例としてバーナー口
6について図5に示した。これらの煉瓦はいずれも開口
部側へ煉瓦が抜け落ちない様、煉瓦の形を異形にして、
せりを持たせて積み合わさっている。
【0005】ところが、前述のとおり精製炉では、熔銅
中に含有される酸素の濃度をコントロールするために還
元剤が熔銅中に吹き込まれる。これらの還元剤は、高温
雰囲気でCやHに分解し、熔銅中のOとC+2O=CO
2 ,2H+O=H2 O,等の反応をして、これを熔銅か
ら取り除くが、炉体を形成する煉瓦の構成分子であるマ
グネシアスピネル(Fe2 O3 ・MgO)とも反応して
Fe2 O3 をFeOに還元する。このためFe2 O3 が
FeOに転化される時の体積膨張によって、煉瓦表面か
ら、あたかも膨れて割れが入った「センベイ」の様にス
ポーリングし脱落してしまう。この現象は、精製炉口内
のどの部位の煉瓦にも、観察されるが、特に羽口やバー
ナー口周辺の煉瓦に於て顕著であり、排煙口周辺では比
較的おだやかである。この様なスポーリング現象が発生
しても、精製炉の主な煉瓦である胴体部では、煉瓦が互
にせり合っているので、煉瓦の全長が抜け落ちることは
ないが、前述の装入口、出湯口、バーナー口、排煙口、
羽口の様に煉瓦の片方の側面に他の煉瓦が存在せずに煉
瓦同志のせり合いが十分に取れない部位では、前述のス
ポーリング現象が1つの煉瓦に発生すると、その隣の煉
瓦もせりを失なって簡単に脱落し、順次スポーリングが
連鎖して、ついには開口部周辺の煉瓦が広い範囲に亘っ
て崩落するに至る。
【0006】さらに、装入口、出湯口、バーナー口、排
煙口、羽口は、それらを構成する煉瓦が炉内雰囲気とは
異る周辺大気に開放されている部位であるため、大きな
熱サイクルを受け易い。つまり装入口であれば、原料粗
銅を受け入れる場合には装入口の蓋(記載されていな
い)を開放するのでこの際に装入口を構成する煉瓦は急
激に冷却され、次に昇温されて一気に高温雰囲気に暴露
される。この様なことも装入口、出湯口、バーナー口、
排煙口、羽口を構成する煉瓦のスポールを助長する大き
な要因であった。
【0007】煉瓦が崩落すると、操業を中断して煉瓦の
積み替え修理を行うことになるが、炉内煉瓦全体が高温
状態にあるためこれらが作業可能な温度に低下するま
で、冷却する必要があるので、操業の中断期間は長期に
亘り、その損失は甚大なものがあった。さらに、煉瓦の
補修費用も無視できない程大きなものであった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、還元剤の使
用および大きな熱サイクルによってもスポーリング現象
が起き難い装入口部、出湯口部、羽口部、バーナー口
部、排煙口部を具備する銅精製炉を提案することを課題
としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明による銅精製炉
は、水平な中心軸のまわりに回動可能な円筒型で、円筒
面には溶湯の装入口と出湯口及び羽口とが設けられ、且
つ一方の端面には保温用バーナーが、他方の端面には排
煙口が設けられている銅精製炉又は反射炉型の銅精製炉
において、装入口部、出湯口部、羽口部、バーナー口
部、排煙口部の少なくとも1つの内壁が高アルミナ質の
不定形耐火物で一体に形成された耐火物層である点に特
徴がある。
【0010】
【作用】この実施例を円筒型の銅精製炉のバーナー口を
例に挙げて、図1、2、4によって、さらに詳細に説明
する。図4は精製炉の炉本体の円筒部の一端に取りつけ
られているバーナー口を炉外から斜視した図であり、図
1はその断面図であり、図2はバーナー口部のみの断面
図である(耐火物を施工する為の型枠等も含む)。
【0011】図2において精製炉炉本体1の一端には、
バーナー口6を取りつける穴が設けられており、この穴
の直径に合わせて、バーナースリーブ押え鉄板9が円環
状に熔接により炉本体1に取りつけられている。バーナ
ースリーブ押え鉄板9にはバーナー(記載せず)を載置
する為の穴をあけた円板状鉄板(バーナータイル押え
板)10が熔接により取りつけられている。炉本体1の
炉内側は煉瓦8と煉瓦11が積み合わされており、これ
らは平面的には図7に示すとおり互にせり合っている。
煉瓦8は稼動煉瓦であり、煉瓦11は裏張り煉瓦であ
る。煉瓦8と煉瓦11のバーナー中心側にこれらの膨張
を押え込むための煉瓦押え鉄板12が炉本体1に直立す
る様円環状に熔接で取りつけられており、煉瓦押え鉄板
12がバーナー中心側へ押されて変形することを防ぐ為
に三角形状のリブ13が取りつけられている。前述の炉
本体1、バーナースリーブ押え鉄板9、バーナータイル
押え板10及び煉瓦押え鉄板12にはY字型のアンカー
14が取りつけてある。アンカー14はバーナー口部を
形成する耐火材の中心側表面から100mm以上後退す
る位置まで延長してあり、アンカー14の取付ピッチは
概め100mmである。これらは、バーナー口耐火材の
稼動面に露出せずに耐火材強度を保持し、かつバーナー
口耐火物が脱落しない様に取りつければ良く、前記寸法
を限定するものでは無い。
【0012】高アルミナ質の不定形耐火物で耐火物層を
一体に形成する時には、バーナー口6の形に合わせた型
枠15を取りつけ、煉瓦8、煉瓦押え鉄板12、炉本体
1、バーナースリーブ押え鉄板9、バーナータイル押え
鉄板10及び型枠15で囲まれる空間内に高アルミナ質
の不定形耐火物16を流し込んでバーナー口耐火物を成
形した。不定形耐火物は型枠の下部を取りつけた後に流
し込み、さらに型枠を増設して再び不定形耐火物を流し
込む方法を繰り返して成形し、最も高い位置の不定形耐
火物は炉本体1に穴17をあけ、ここから流し込んで成
形した後に、穴17を修復した。不定形耐火物は、アル
ミナが90%、クロミアが10%の高アルミナ不定形耐
火物に水を5%重量比添加し、5分間混錬機にて混錬し
て高粘質になったところで型枠内に流し込み、さらにバ
イブレーターを用いて細部まで流し込む様に施工した。
【0013】高アルミナ質不定形材はアルミナを90%
程度含むものであれば、精製炉の還元雰囲気に十分耐え
るので、前述のものに限定されずクロミアを含まずとも
良い。また混練水分も必ずしも限定しないが、混練しや
すい様水分を増すと成形後の耐熱強度や耐スポール性が
低下するので4.5〜6.5%が適当である。
【0014】この様にして、バーナー口を高アルミナ質
不定形耐火材で一体に成形することにより、従来の煉瓦
に於て観察された、膨れやスポールは全く発生せず、ま
た一体に成形してある為にバーナー口を掃除する際に惹
き起こされる耐火材の部分欠落により引き続いて周辺耐
火物が崩落することも無くなった。
【0015】従来の煉瓦では6ケ月間の耐用が限度であ
ったが15ケ月使用後もバーナー火炎による若干の熔損
が認められる以外は、欠損が観察されず、改善が確認さ
れた。
【0016】
【発明の効果】本発明の銅精製炉により、装入口部等の
寿命が伸び、さらには銅精製炉全体の寿命が伸び経済的
効果が大きい。さらに、装入口部等の耐火煉瓦は一個一
個が別々の形に造られており、これらを積み合わせて特
殊な部位の構造を形づくっているが、これら一個一個の
異形の煉瓦は通常、手打ちと称される方法で、熟練した
技能者が丕土を1つ1つつき固めた後に焼成し、さらに
寸法合せの為に切削成形して得られるが、熟練工の育成
不安や個人差による品質のバラツキを回避できる効果も
期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施した円筒型の銅精製炉のバーナー
口を含む一端の断面図である。
【図2】バーナー口部のみの断面図である(耐火物を施
行する為の型枠等も含む)。
【図3】円筒型の銅精製炉の概略図を示す。
【図4】銅精製炉の炉本体の円筒部の一端に取付られて
いるバーナー口を炉外より斜視した図である。
【図5】従来例の場合の円筒型の銅精製炉のバーナー口
を含む一端の断面図である。
【符号の説明】
1 炉本体 2 装入口 3 出湯口 4 バーナー 5 排煙口 6 バーナー口 7 羽口 8 煉瓦 9 バーナースリーブ押え鉄板 10 バーナータイル押え板 11 煉瓦 12 煉瓦押え鉄板 13 リブ 14 アンカー 15 型枠 16 不定形耐火物 17 穴

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水平な中心軸のまわりに回動可能な円筒
    型で、円筒面には溶湯の装入口と出湯口及び羽口とが設
    けられ、且つ一方の端面には保温用バーナーが、他方の
    端面には排煙口が設けられている銅精製炉又は反射炉型
    の銅精製炉において、装入口部、出湯口部、羽口部、バ
    ーナー口部、排煙口部の小なくとも1つの内壁が高アル
    ミナ質の不定形耐火物で一体に形成された耐火物層であ
    ることを特徴とする銅精製炉。
JP21111593A 1993-08-04 1993-08-04 銅精製炉 Expired - Lifetime JP3309512B2 (ja)

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