JPS5993180A - 自溶炉々出口煙道装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は非鉄製錬排ガス特に高温亜硫酸ガスを含む自溶
炉排ガスより廃熱を回収する廃熱ボイラー人口と該排ガ
スを排出する自溶炉々出口とを連結する炉出口煙道装置
に関する。

一般に非鉄金属製錬に於ては、溶鉱炉、自溶炉、反射炉
並びに流動焙焼炉等が用いられており、これらの炉によ
り非鉄金属の鉱石一般に銅、亜鉛、鉛、ニッケル等の硫
化物を焙焼成は溶錬する方法が用いられＣいる。この際
、これら硫化物の焙焼成は溶錬において発生するガスの
燃焼排ガス顕熱を、廃熱ボイラーを使用して蒸気みして
回収づ°”ることも一般に行なわれている。

これら廃熱ボイラーを作動させるに際して次の様な問題
があった。即ち非鉄金属製錬において発生ずる排ガスは
９００〜１６００℃と高温であり、かつ排ガス中の亜硫
酸ガス濃度も、高く更にＣｕ　。

ＰＩ）、Ｚｎ等からなる低溶融点化合物をダストとして
高濃度に含んでいるために排ガスを廃熱ボイラーに導入
した際に、これら低溶融点ダストが廃熱ボイラーの伝熱
管に伺着し、かつ排ガスの温度が高温でありまたフリー
エアによるダストの酸化等により伝熱管に融着する。低
溶融点化合物のダストが粘着性に重み除去が困難なため
伝熱管の熱伝導率を低下せしめ長期間操業すれば、ダス
トの溶着が進み遂には伝熱管間隙が閉塞しガス通過圧力
損失が増大し、ボイラー操業を維持するため操業を休止
しボイラーダストの掃除をおこなったり、また操業度を
低く抑える等の操作をおこなわざるを得なくなり、経済
的損失を招く結果となっている。

特に銅またはニンケル製錬に用いる自溶炉は、他の製錬
炉例えば反射炉、溶鉱炉に比べて粉状鉱石を瞬間的に懸
垂製錬するため熱効率が良く、そのため重油等の補助燃
料の使用量も少くて済み、亜硫酸ガス濃度が高いので硫
黄の回収も容易である利点を有するが、他方自溶炉排ガ
スはダスト含有量が約ｉ　ｏ　ｏ　ｇ７Ｈ，がと多く、
かつ１２５０〜１６００″Ｃの高温であるため炉出口煙
道装置並びにボイラー内の伝熱管にダストが融着し、通
常のスートブローイングあるいはハンマリング等では融
着ダストを除去できず、そのため排ガス通路を狭クシ、
通風抵抗を増大したり、伝熱不良等の現象を惹き起し、
遂には、このようなボイラーのダストによるトラグルの
ため操業度が低下したり、遂には製錬操業を休止せざる
を得ない等の欠点を有していた。この自溶炉出口と廃熱
ボイラー人口とを連結づ−る炉出口煙道装置は一般に上
向き式（アップティク）が採用されており、耐火煉瓦例
えばマグクロ、マグネシア等の塩基性煉瓦より作ら１１
゜て居り、廃熱ボイラー人口では煙道に付着したダスト
を溶解さぜるためバーナをたくので１２５０〜１３００
℃もの高温となり、上記のような欠点を引き起こ丈こと
が著しい。

叙十の欠点ヲ解消するだめの炉出口煙道装置としては、
実公昭５３−６８６４４に示さ１１．る炉出［１水冷煙
道装置がある。第１図ならびに第２図に上Ｈ［つ水冷煙
道装＠を示す。本方式は本質的には水冷ジーＶケット方
式を採用したものであり、鋳鋼又は鋼板より成る内壁７
と鋼板製外壁８とにより画定さ３１．る冷却水導水路を
有する複数個の水冷煙道部拐から成り、各外壁８は湾曲
部から成る膨張余裕部を有しかつスートブロワー又はエ
アランシング用ポールを有することを特徴とした炉出口
水冷煙道装置Ｎである。木装置灯を導通する冷却水によ
りガスｒＲ度を低下せしめ、ボイラーへのダスト付着に
よるトラブルを避け、ｔたジャ）１ット面に付着したダ
ストは壁面からの冷却と、スートブロワ−の運転により
容易に除去し得るものである。本考案装爵はボ・ｆラー
のダストトラブル回避には非常に有効であるが、反面、
ボイラー人口のガス温度を低下させるので、廃熱回収を
犠牲にせざるを得ないことが大きｌ、（欠点であった。

本発明の目的は前述の従来技術における問題点を解決し
、ダストトラブルがなく廃熱回収率の高い自溶炉々出１
．：１煙道装置と提供するにある。

即ち本発明者は自溶炉々出「Ｉ煙道装置のボイラー化を
図るために種々試験を繰り返した結果、接ガス面を平滑
にし、旧つ接ガス面の表面湯度を測定管理し、従来のス
ートブロワ又はエアランシングに加えてハンマリング装
置１゛ヲ設けるごとにより、本発明の目的である付着ダ
ストの除去を容易にし、熱回収を従来より向上仕しめる
ことを見出し本発明を完成したものである。

本発明の要旨は自溶炉セラトラ一部の開口に装架された
垂ｉσ上向き煙道装置において、該セ゛ノトラ一部出口
に接しＣ炉に取付けられた冷却水管部材よりなる水冷部
と、該水冷部と同心軸状で垂直上向きに１５Ａ熱ボイラ
ーと連通慣る炉出口煙道の全部又は−”−’ＲＩＳがボ
、イラ５部イＮとダスト除去装伐とよ（）成るボイラー
ＬｉＳから構成されたことを特徴と４−る自溶・；戸々
出口鶏ちｉｉ装［６４である１つ７ＪＣ？１７ジヤ・ｒ
゛ノド面ボ・イラ一部ｖ１（面（ｆＪＡ　ｉｌｌを比べ
ると前行の、１湯１１が１００〜１５０°Ｃであるのに
対し後者は２６０〜．５５　［Ｊ”Ｃであり、壁面から
の付着タースＩ・の冷肩ｊ効兇としては、水冷ジャ′ｒ
ットに比べ？）とボ・「ラー化した場合は小さいが、表
面の平滑なボイラーチューブ（例えばオメガ形７−　＝
−−ブ）僧を溶接等の手段？二接イア、（、、，３１７
滑な１ｌｉｊを出し適切な前述のダスト除去ｖｆｌｕｆ
ｆを設面ずれば、水冷ジャケットとほぼ同様にｆ＝ｊ着
ダストヲ除去し得る。

効果的な方法としては、例えばボイラー伝熱面を小区画
に分ν１１　Ｌ　、その区画の間をスートブロワ等のダ
、スト除去装置〆］、”ａ：”ｒ：’！置した水冷ジャ
ケット方式とすればき水冷ジャ１７一ツト部分の付着ダ
ストは冷却効果によりボイラ一部より除去し易いため、
土ず水冷ジャケット面に付着したダストが除去され、低
融点タストの均一な付着成長を防雨し、さらに小区画に
分割したボイラ一部に７−ンマリング装置＾１を設し、
しＣタスト除去を強化し得るものＣある１、本発明の目
的を達成するために重要７よことは、タストの付着状況
を把握しこイ１．を効果的に除去することであイ）。ぞ
のための方法とし゛Ｃ本発明にＡ６いては、ボイラ一部
のボイラーチューブのフィン部（こ、先１／ｈｌｉ’ｊ
ｊボイラー用銅板、ステンレス鋼宿の面１熱金属Ｃ保ｔ
ｄｋ　Ｌ）たシース熱４対（たとえばＣＡ）＋Ｆｉ＋埋
め込むことにより、接ガス面側の表面温度を測定し管理
している。その場合ダストが殆んど伺着していない場合
表面温ｉｆは約３５　（）　’Ｃ厚ぐ付着している場６
は約２６０℃みｌ′エリ、この得度範囲で変化し、適確
にタストの目着状況を１１［定Ｃきる。

従来の水冷ジーヤケツト方式にＳいＣは、冷却水の排水
乏人水の温度差てダストυ、〕イζＪ着状況を推定しＣ
ｂＮたが、ｔ１１却水爪の夏ｍ；１による胆差父、１′
島度差そのものの変化が小さい点等より正確に把握でき
なかったが、不法を採用することによりボイラ一部の付
着状況を把握できるので、炉出口煙道装置全体のダスト
付着状況を検知し得てダスト除去を従来の水冷ジャケン
ト方式と同様の効果をあげうるものである。表面温度測
定点は適宜設置しこれら測定温度と設定温度とを対比し
、スートブロワ及びハンマリング装置の運転をコンピュ
ーターコントロールにより作ル１１ぜしめ効果的にダス
ト除去を行なうことができる。

次に図面を参照して本発明の一実施例を説明する。

第６図は本発明の炉出口煙道装置の実施態様例の正面断
面β；１であり第４図は第６図のＩ−Ｉ部からの展開図
であり第５図は第４図の■部からの部分的拡大断面図で
ある。

１は自溶炉（２ノトラ一部、２は自溶炉セラトラ一部の
開口に装架された垂直上向きの炉出口煙道装置であり、
炉セットラ一部１と廃熱ボイラーＡとを連通ぜしめでい
る。炉出口煙道装置２は煙道入口即ち炉出口に接しご取
付けられた銅製の炉冷却水管部利５よりなる水冷部と該
冷却水管乙の上端に取付けられ冷却水管６と同心軸状で
垂直上向きに延在する水冷煙道４，５．６と更に同心軸
状で垂直上向きにボイラ一部７，８．９（９は天井）か
ら成る。水冷煙道４，５．６は従来の水冷ジャケット型
の煙道でボイラ一部７，８．９の構造は接ガス面１６の
平滑なボイラーチューブ（例えばオメガ形チューブ）部
材１５を平面状あるいは湾曲状に溶接４合し、接ガス面
１６をグラインダー等により機械加工しＣ平滑さを出し
、灰抜ガス面１７の側を鋼板１８で覆い、皮接ガス面１
７と鋼板１８の間に耐火断熱キャスタブル１９を充填し
て断熱を強化したものとスートブロワ１０、ランシング
ホール及び点検孔１１５：設置した水冷ジャケット１２
とを組み合わせた構造である。土だボイラ一部７，８．
９には効果的にダスト除去を行なうためハンマリング装
＠１６を設けた。

またボイラ一部の接ガス側１６の表面温度を測定するた
め、ボイラーチューブ部材１５のフィン部２０の継材を
中心に８０１ｍφの穴を切りあけ、ここに先端を耐熱金
属例えばボイラー用鋼材あるいはステンレス鋼でできた
保護キャップ２２２つけたメ夛ルシースのＣＡ熱電対２
１を埋め込み溶接固定する。シース熱・戒対の周囲２５
にはハンマリング装置の振動等で起る振動による熱ル対
の破損を避けるため耐火断熱キャスタグルの代りに綿状
の保温断熱材を充填した。ボイラ一部７，８゜９の小区
画を連結する水冷ジャ・ｒソト部１２は、水冷煙道部材
４，５．６と同じくその内壁が鋳鋼または鋼板等の耐熱
拐料で、その外壁が鋼板により構成され、外壁と内壁と
は溶接等適当な方法で固定され−に下端部は径方向外方
へ突出してフランジ部を形成している。外壁の各端部近
傍には湾曲部分を設は熱応力の膨張余裕部乏なり、外壁
の破損を防止する。ボイラ一部７の水冷ジャケット部は
水冷煙道４，５．６の排水の一部を通水し、ボイラ一部
８の水冷ジャケットは廃熱ボイラーＡ及びボイラ一部７
，８．９用の給水を通し予熱している。

１４は炉出口煙道装置２の上端側方に設けられた開口で
あり、該開口１４は廃熱ボイラーＡと作動上連通しでい
る。

以上本実施例では、ボイラーと連通ずる炉出「」煙道の
一部をボイラー化したものであるが、冷却水管部材より
なる水冷部に直結して同心軸状で垂直上向きに前述のボ
イラ一部を形成し廃熱ボイラーチューブしてよいことは
勿論であり本実施例に限定はされない。

自溶炉による銅製錬に本発明の実施態様例である第４〜
６図の如き装置を適用した場合、ボイラ一部７．８．９
から発生した蒸気は従来の廃熱ボイラーＡの蒸気の系統
へ統合されて、タービンに供給され、その発鑞浦は約１
０チ増加した。

本発明によるボイラ一部の仕様ならびに成績を示すと次
の通りである。

最高使用圧力　　　５２に！１１／ｃｍ２　　　常用圧
力　　４８　　ＫＪ７．、−＊給水温度　１１０　　℃
　　蒸気温度　２６２．．７　　℃伝熱面積　　　４４
　ｍ２　　　蒸気発生量３．．２　　’／ｈ以上詳述し
た如く、本発明による自溶炉々出口煙道・１４１ｆｑｉ
ま自溶炉の順調７了稼動を可能にし、かつエネルギーの
有効利用の面Ｃも優れた成績を示し、甚だ有Ｊ旧ヨ発明
、と云うべきである。

４、　　（，２１面”　Ｉ預”ｌ’−’Ｉ；ｉ　５Ｑ明
（れ１図は従来の・枦１１冒」煙道装置の正面断面図で
あり、第２図は第１図１１−１１部分の部分的拡大図面
であり、第６図は本発明の炉出口煙道装置の実施７！！
Ｉ様例の正面１’ｉＪｉ面図であ、）、第４図は第６図
のＩ−Ｉ部からの展開図Ｃあり第５図は第４図の計部か
らの部分的拡大断ｉｉｉ図である。

１・・・炉ヒントラ一部、２・・・炉出１コ水冷煙道装
置、６・・・炉出口水冷管、４　＊　５　ｔ　６・・・
水冷煙道、７゜８．９・・・水７４ｈ煙道ボイラ一部、
１０・・・スートブ【］ソー、１１・・・ランリングホ
ール及び点検孔、１２・・・水冷ジャ・′Ｔノド部、１
６・・・ハンマ装置、１４・・・煙道用に１．１５・・
・ボイラーチューブ、１６・・・接ガス曲、１７・・・
灰抜ガス面、１８・・・ボイラ一部外板、１９・・・耐
火断熱キャスクプル、ン〔Ｊ・・・フィン部、２１・・
・ンース熱醒、対、２２・・・保護管、２６・・・保温
イ、４　。

第１図 東　２　図 第３図 ■

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）自溶炉セラトラ一部の開口に装架された垂直上向き
   煙道装置においで、該セラトラ一部出口に接して炉に数
   句けられた冷却水管部材よりなる水冷部と、該水冷部と
   同心軸状で垂直上向きに廃熱ボイラーと連通ずる炉出口
   煙道の全部又は一部がボイラ一部利とダスト除去装置と
   より成るボイラ一部から構成されたことを特徴とする自
   溶炉々出口煙道装置。 ２）前記ボイラ一部材が、接ガス面が平滑に機械加工さ
   れたボイラー管を平面状或は湾曲状に溶接４合し、該ボ
   イラー管の灰抜ガス面を鋼板で覆い、鋼板と灰抜ガス面
   との間に断熱材を充填したことからなることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の自溶炉々出口煙道装置。 ６λ前ｈＣボイラ一部拐のボイラー管フィン部に接ガス
   面の表面温度を測定するための熱電対を埋設したことを
   特徴とする特許請求の範囲第２項記載の自溶炉々出口煙
   道装置。 ４）前記セラトラ一部用口に接して炉に取付けられた冷
   却水管部材からなる水冷部と、該水冷部と接して同心軸
   状で垂直上向きに、鋳鋼又は鋼板よりなる内壁と鋼板製
   外壁とにより画定された冷却水用導水路を有する複数の
   水冷煙道部材と、該水冷煙道部材に当接しボイラ一部材
   とダスト除去装置とより成るボイラ一部から構成された
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の自溶炉々
   出口煙道装置。 ５）前記ボイラ一部が、ボイラ一部材とダスト除去装置
   ならびに鋳鋼又は鋼板よりなる内壁と鋼板製外壁とによ
   り画定された冷却水用導水路を有する水冷部拐より構成
   されたことを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の自
   溶炉々出口煙道装置。