JP2003343810A - 精鉱バーナの内管の偏心検出方法および装置 - Google Patents
精鉱バーナの内管の偏心検出方法および装置Info
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- JP2003343810A JP2003343810A JP2002151884A JP2002151884A JP2003343810A JP 2003343810 A JP2003343810 A JP 2003343810A JP 2002151884 A JP2002151884 A JP 2002151884A JP 2002151884 A JP2002151884 A JP 2002151884A JP 2003343810 A JP2003343810 A JP 2003343810A
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Abstract
(57)【要約】
【課 題】 自溶炉炉内状況悪化の原因となる精鉱バー
ナの内管の偏心を速やかに検出してその是正を促し得る
精鉱バーナの内管の偏心検出方法をその実施に適した検
出装置とともに提供する。 【解決手段】 精鉱バーナ９の内外二重管構造部分にお
ける外管12の複数箇所に内管観測用孔14を設け、これら
内管観測用孔からレーザ距離計15で内管11を測距し、そ
の結果に基づいて精鉱バーナの内管の偏心を検出する。
個々の内管観測用孔と該孔に対応するレーザ距離計とは
測距用レーザ通光管16で連結されている。
ナの内管の偏心を速やかに検出してその是正を促し得る
精鉱バーナの内管の偏心検出方法をその実施に適した検
出装置とともに提供する。 【解決手段】 精鉱バーナ９の内外二重管構造部分にお
ける外管12の複数箇所に内管観測用孔14を設け、これら
内管観測用孔からレーザ距離計15で内管11を測距し、そ
の結果に基づいて精鉱バーナの内管の偏心を検出する。
個々の内管観測用孔と該孔に対応するレーザ距離計とは
測距用レーザ通光管16で連結されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、精鉱バーナの内管
の偏心検出方法および装置に関し、詳しくは、Cu，Niな
どのマットを産出する自溶炉で使用される精鉱バーナ
（鉱石燃焼用バーナ装置）の燃焼用酸素含有気体通路の
隙間を一様に保つために用いて好適な、精鉱バーナの内
管の偏心を検出する方法および該方法の実施に適した装
置に関する。
の偏心検出方法および装置に関し、詳しくは、Cu，Niな
どのマットを産出する自溶炉で使用される精鉱バーナ
（鉱石燃焼用バーナ装置）の燃焼用酸素含有気体通路の
隙間を一様に保つために用いて好適な、精鉱バーナの内
管の偏心を検出する方法および該方法の実施に適した装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】非鉄金属製錬に広く用いられている自溶
炉法は、粉末状の鉱石（CuまたはNiなどの精鉱、フラッ
クスその他の装入物および微粉炭、コークスなどの燃
料）の酸化反応熱あるいは燃焼熱を利用するため、他の
方法（溶鉱炉法、反射炉法）に比し燃料消費率が低く、
環境管理の強化にも対応できるなどの特徴を備えてい
る。
炉法は、粉末状の鉱石（CuまたはNiなどの精鉱、フラッ
クスその他の装入物および微粉炭、コークスなどの燃
料）の酸化反応熱あるいは燃焼熱を利用するため、他の
方法（溶鉱炉法、反射炉法）に比し燃料消費率が低く、
環境管理の強化にも対応できるなどの特徴を備えてい
る。
【０００３】例えば図２に示すように、自溶炉１の炉体
は、シャフト２、セットラー３、アップテイク４からな
る。操業にあたっては、シャフト２頂部から精鉱バーナ
９を用いて、鉱石20を、炉頂ダクト10に別途配送されて
きた燃焼用酸素含有気体（予熱された酸素富化空気）21
とともにシャフト２内に吹き込む。シャフト２内では鉱
石の酸化反応熱あるいは燃焼熱により鉱石の溶解および
酸化が進行し、マット５、スラグ６からなる溶体および
亜硫酸ガスが生成する。溶体はセットラー３内に蓄積
し、比重差により上下に分離した層をなす。マット５は
間欠的にマットホール７から抽出され、レードルを介し
て転炉工場に送られる。スラグ６は連続的あるいは間欠
的にスラグホール８から抽出され、錬かん炉（図示せ
ず）に送られたり、水砕処理などを施される。亜硫酸ガ
スはスラグ層の上空を流れ、アップテイク４を経て硫酸
工場へ配送され、硫酸製造の原料とされる。
は、シャフト２、セットラー３、アップテイク４からな
る。操業にあたっては、シャフト２頂部から精鉱バーナ
９を用いて、鉱石20を、炉頂ダクト10に別途配送されて
きた燃焼用酸素含有気体（予熱された酸素富化空気）21
とともにシャフト２内に吹き込む。シャフト２内では鉱
石の酸化反応熱あるいは燃焼熱により鉱石の溶解および
酸化が進行し、マット５、スラグ６からなる溶体および
亜硫酸ガスが生成する。溶体はセットラー３内に蓄積
し、比重差により上下に分離した層をなす。マット５は
間欠的にマットホール７から抽出され、レードルを介し
て転炉工場に送られる。スラグ６は連続的あるいは間欠
的にスラグホール８から抽出され、錬かん炉（図示せ
ず）に送られたり、水砕処理などを施される。亜硫酸ガ
スはスラグ層の上空を流れ、アップテイク４を経て硫酸
工場へ配送され、硫酸製造の原料とされる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記のような自溶炉シ
ャフト頂部に配設される精鉱バーナ９は、凡そ図３
（ａ）に示すような内外二重管構造を有し、内管（精鉱
シュートとも呼ばれる）11内に粉末状の鉱石20が、内管
11と外管（送風管とも呼ばれる）12との隙間13に酸素含
有気体21が通される。同気体の通路になる隙間を円周方
向で一様にするべく、内管は外管に対し同軸に取付けら
れる。なお、外管の下部は分散コーンと呼ばれる。
ャフト頂部に配設される精鉱バーナ９は、凡そ図３
（ａ）に示すような内外二重管構造を有し、内管（精鉱
シュートとも呼ばれる）11内に粉末状の鉱石20が、内管
11と外管（送風管とも呼ばれる）12との隙間13に酸素含
有気体21が通される。同気体の通路になる隙間を円周方
向で一様にするべく、内管は外管に対し同軸に取付けら
れる。なお、外管の下部は分散コーンと呼ばれる。
【０００５】ところが、操業中の炉内熱による取付け部
の熱膨張や、手入れ等による機械的衝撃によって、内管
に歪が生じ、例えば図３（ｂ）に示すように、内管11の
軸心が外管12の軸心位置からずれてしまう（偏心が発生
する）ことがある。このような偏心が発生した精鉱バー
ナでは、酸素含有気体流路である隙間13が広がった側
（Ａ側）では多くの酸素含有気体が流れて鉱石燃焼は過
酸化状態となり、逆に隙間13が狭まった側（Ｂ側）では
酸化不足状態となるから、シャフト内で互いの反応溶体
が平衡に達することが難しく、平衡に達するにはセット
ラーまで反応が持ち越されることとなる。しかし、セッ
トラーでの滞留時間が充分でない場合にはこの反応が平
衡に達せず、マット品位のばらつきやスラグロスの増大
を招き、また、鉱石粒子の過酸化によって二次ダストが
過剰に生成して煙灰発生量が増加する等、自溶炉炉内状
況悪化の原因となる。
の熱膨張や、手入れ等による機械的衝撃によって、内管
に歪が生じ、例えば図３（ｂ）に示すように、内管11の
軸心が外管12の軸心位置からずれてしまう（偏心が発生
する）ことがある。このような偏心が発生した精鉱バー
ナでは、酸素含有気体流路である隙間13が広がった側
（Ａ側）では多くの酸素含有気体が流れて鉱石燃焼は過
酸化状態となり、逆に隙間13が狭まった側（Ｂ側）では
酸化不足状態となるから、シャフト内で互いの反応溶体
が平衡に達することが難しく、平衡に達するにはセット
ラーまで反応が持ち越されることとなる。しかし、セッ
トラーでの滞留時間が充分でない場合にはこの反応が平
衡に達せず、マット品位のばらつきやスラグロスの増大
を招き、また、鉱石粒子の過酸化によって二次ダストが
過剰に生成して煙灰発生量が増加する等、自溶炉炉内状
況悪化の原因となる。
【０００６】本発明の目的は、前記のような自溶炉炉内
状況悪化の原因となる精鉱バーナの内管の偏心を速やか
に検出してその是正を促し得る精鉱バーナの内管の偏心
検出方法をその実施に適した検出装置とともに提供する
ことにある。
状況悪化の原因となる精鉱バーナの内管の偏心を速やか
に検出してその是正を促し得る精鉱バーナの内管の偏心
検出方法をその実施に適した検出装置とともに提供する
ことにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成した本発
明は以下のとおりである。 （１）内外二重管構造の内管内に鉱石、内管と外管との
隙間に燃焼用酸素含有気体を通してこれらを自溶炉に吹
き込む精鉱バーナの内管の偏心を検出する方法であっ
て、前記外管の複数箇所に内管観測用孔を設け、これら
内管観測用孔からレーザ距離計で前記内管を測距し、そ
の結果に基づいて前記偏心を検出することを特徴とする
精鉱バーナの内管の偏心検出方法。
明は以下のとおりである。 （１）内外二重管構造の内管内に鉱石、内管と外管との
隙間に燃焼用酸素含有気体を通してこれらを自溶炉に吹
き込む精鉱バーナの内管の偏心を検出する方法であっ
て、前記外管の複数箇所に内管観測用孔を設け、これら
内管観測用孔からレーザ距離計で前記内管を測距し、そ
の結果に基づいて前記偏心を検出することを特徴とする
精鉱バーナの内管の偏心検出方法。
【０００８】（２）内外二重管構造の内管内に鉱石、内
管と外管との隙間に燃焼用酸素含有気体を通してこれら
を自溶炉に吹き込む精鉱バーナの内管の偏心を検出する
装置であって、前記外管の複数箇所に開口する内管観測
用孔と、これら内管観測用孔から前記外管内へ測距用レ
ーザを通光する複数のレーザ距離計と、該レーザ距離計
を前記内管観測用孔に連結する測距用レーザ通光管とを
有することを特徴とする精鉱バーナの内管の偏心検出装
置。
管と外管との隙間に燃焼用酸素含有気体を通してこれら
を自溶炉に吹き込む精鉱バーナの内管の偏心を検出する
装置であって、前記外管の複数箇所に開口する内管観測
用孔と、これら内管観測用孔から前記外管内へ測距用レ
ーザを通光する複数のレーザ距離計と、該レーザ距離計
を前記内管観測用孔に連結する測距用レーザ通光管とを
有することを特徴とする精鉱バーナの内管の偏心検出装
置。
【０００９】（３）前記測距用レーザ通光管の途中に介
装された耐熱透明ガラスを有することを特徴とする
（２）記載の精鉱バーナの内管の偏心検出装置。
装された耐熱透明ガラスを有することを特徴とする
（２）記載の精鉱バーナの内管の偏心検出装置。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１は、 本発明の実施形態の一例
を示す精鉱バーナ要部の横断面図（ａ）及び縦断面図
（ｂ）である。精鉱バーナの一部をなす内外二重管構造
の外管12の複数箇所に内管観測用孔14が設けられてい
る。内管観測用孔14を設ける箇所の個数（孔点数）が１
点のみでは２次元変位を検出できないから、孔点数は２
点以上必要である。この例では孔点数を４点としている
が、これに限定されるものではなく、場合に応じて適宜
２点、３点あるいは５点以上としてもよい。
を示す精鉱バーナ要部の横断面図（ａ）及び縦断面図
（ｂ）である。精鉱バーナの一部をなす内外二重管構造
の外管12の複数箇所に内管観測用孔14が設けられてい
る。内管観測用孔14を設ける箇所の個数（孔点数）が１
点のみでは２次元変位を検出できないから、孔点数は２
点以上必要である。この例では孔点数を４点としている
が、これに限定されるものではなく、場合に応じて適宜
２点、３点あるいは５点以上としてもよい。
【００１１】各内管観測用孔14には測距用レーザ通光管
16の一端が接続され、各測距用レーザ通光管16の他端に
はレーザ距離計15がフランジ19で結合されている。測距
用レーザ通光管16の寸法やこれとレーザ距離計15との相
互位置関係等は、レーザ距離計15から出力された測距用
レーザ17が測距用レーザ通光管16内を支障なく通過して
外管12内の内管11で反射後レーザ距離計15に戻りうるよ
うに設定されている。レーザ距離計15は、距離計測精度
が±0.5 ｍｍ程度以内のものであればいかなる種類のも
のでもよい。
16の一端が接続され、各測距用レーザ通光管16の他端に
はレーザ距離計15がフランジ19で結合されている。測距
用レーザ通光管16の寸法やこれとレーザ距離計15との相
互位置関係等は、レーザ距離計15から出力された測距用
レーザ17が測距用レーザ通光管16内を支障なく通過して
外管12内の内管11で反射後レーザ距離計15に戻りうるよ
うに設定されている。レーザ距離計15は、距離計測精度
が±0.5 ｍｍ程度以内のものであればいかなる種類のも
のでもよい。
【００１２】このように配置された各レーザ距離計15
は、固有の原点から内管11の被測距点（測距用レーザ17
の到達点）までの距離を、常時あるいは随時、監視計測
することができる。よって、その監視計測距離データを
基に精鉱バーナの偏心（内管軸心の外管軸心位置からの
ずれ）を検出することができる。この検出方法として
は、例えば二重管の軸心調整が行われる精鉱バーナ新規
据付又は定期補修工事の直後の計測距離値を基準距離と
し、該基準距離に対するその後の操業中の監視計測距離
データの偏差が、複数のレーザ距離計の少なくともいず
れか１台について所定の許容範囲を超えた場合、偏心が
発生したと判定するといった方法が挙げられる。なお、
レーザ距離計相互の機差や設置位置差があるため、前記
基準距離は一般に各レーザ距離計ごとに異なる。
は、固有の原点から内管11の被測距点（測距用レーザ17
の到達点）までの距離を、常時あるいは随時、監視計測
することができる。よって、その監視計測距離データを
基に精鉱バーナの偏心（内管軸心の外管軸心位置からの
ずれ）を検出することができる。この検出方法として
は、例えば二重管の軸心調整が行われる精鉱バーナ新規
据付又は定期補修工事の直後の計測距離値を基準距離と
し、該基準距離に対するその後の操業中の監視計測距離
データの偏差が、複数のレーザ距離計の少なくともいず
れか１台について所定の許容範囲を超えた場合、偏心が
発生したと判定するといった方法が挙げられる。なお、
レーザ距離計相互の機差や設置位置差があるため、前記
基準距離は一般に各レーザ距離計ごとに異なる。
【００１３】偏心発生が検出された際の是正方法は本発
明では特に規定されず、公知の方法のうちから適宜のも
のを採用すればよい。例えば、偏心発生を検出したレー
ザ距離計の設置箇所（偏心検出箇所）及び当該箇所での
偏差の程度に応じて、該偏差が小さくなる方向に、ネジ
あるいはジャッキ等を用いて内管の位置を調整する等の
方法によればよい。この内管位置調整操作は手動、 自動
のいずれの方式で行ってもよい。
明では特に規定されず、公知の方法のうちから適宜のも
のを採用すればよい。例えば、偏心発生を検出したレー
ザ距離計の設置箇所（偏心検出箇所）及び当該箇所での
偏差の程度に応じて、該偏差が小さくなる方向に、ネジ
あるいはジャッキ等を用いて内管の位置を調整する等の
方法によればよい。この内管位置調整操作は手動、 自動
のいずれの方式で行ってもよい。
【００１４】また、この例では、好ましい実施形態とし
て、測距用レーザ通光管16の途中に耐熱透明ガラス18を
フランジ19で挟み込む形で介装した。これによれば、測
距用レーザ17の通光は妨げずに、酸素含有気体通路13に
高温（200 〜450 ℃程度）の酸素含有気体を流すことが
できる。また操業トラブル等に原因して酸素含有気体の
送風が停止して、腐食性の炉内ガスが上昇してきても、
測距用レーザ通光管16の途中で遮断できるから、レーザ
距離計が前記炉内ガスに直接曝されることがなくなっ
て、レーザ距離計の寿命が延長し、またその距離計測精
度（すなわちの偏心検出精度）の劣化も防止できる。
て、測距用レーザ通光管16の途中に耐熱透明ガラス18を
フランジ19で挟み込む形で介装した。これによれば、測
距用レーザ17の通光は妨げずに、酸素含有気体通路13に
高温（200 〜450 ℃程度）の酸素含有気体を流すことが
できる。また操業トラブル等に原因して酸素含有気体の
送風が停止して、腐食性の炉内ガスが上昇してきても、
測距用レーザ通光管16の途中で遮断できるから、レーザ
距離計が前記炉内ガスに直接曝されることがなくなっ
て、レーザ距離計の寿命が延長し、またその距離計測精
度（すなわちの偏心検出精度）の劣化も防止できる。
【００１５】
【実施例】銅製錬用自溶炉に用いている精鉱バーナに対
し、図１に示した形態で本発明を実施した。この実施例
では、４台のレーザ距離計はSick社製のDME2000 （距離
計測精度±0.5 ｍｍ）を用いた。レーザ距離計の基準距
離としては精鉱バーナオーバーホール据付直後の計測距
離値を採用した。この基準距離は、１台目：352.5ｍ
ｍ、２台目：334.5 ｍｍ、３台目：346.5 ｍｍ、４台
目：357.5 ｍｍであった。各台について、固有の基準距
離に許容差（±2.5 ｍｍとした。）を付した範囲を許容
範囲とし、操業中の監視計測距離データがこの許容範囲
を逸脱した場合、偏心が発生したものとして、直ちに、
偏差（監視計測距離データと基準距離との差）が許容差
以内に縮小する方向に内管の位置を調整するようにし
た。なお、内管の位置調整は、図４に示すように、外管
12の各内管観測用孔14の下方に設けた内管位置微調整用
ジャッキ22を手動で操作することにより行うものとし
た。
し、図１に示した形態で本発明を実施した。この実施例
では、４台のレーザ距離計はSick社製のDME2000 （距離
計測精度±0.5 ｍｍ）を用いた。レーザ距離計の基準距
離としては精鉱バーナオーバーホール据付直後の計測距
離値を採用した。この基準距離は、１台目：352.5ｍ
ｍ、２台目：334.5 ｍｍ、３台目：346.5 ｍｍ、４台
目：357.5 ｍｍであった。各台について、固有の基準距
離に許容差（±2.5 ｍｍとした。）を付した範囲を許容
範囲とし、操業中の監視計測距離データがこの許容範囲
を逸脱した場合、偏心が発生したものとして、直ちに、
偏差（監視計測距離データと基準距離との差）が許容差
以内に縮小する方向に内管の位置を調整するようにし
た。なお、内管の位置調整は、図４に示すように、外管
12の各内管観測用孔14の下方に設けた内管位置微調整用
ジャッキ22を手動で操作することにより行うものとし
た。
【００１６】その結果、自溶炉シャフトでの均一燃焼が
確保され、反応がセットラーに持ち越されなくなって、
従来に比べてマット品位が、撹拌偏差σで0.5 ％Cu程度
改善して安定化し、 スラグロスが約0.05％Cu低減し、ま
た、煙灰発生量が約１％減少した。
確保され、反応がセットラーに持ち越されなくなって、
従来に比べてマット品位が、撹拌偏差σで0.5 ％Cu程度
改善して安定化し、 スラグロスが約0.05％Cu低減し、ま
た、煙灰発生量が約１％減少した。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、自溶炉シャフトでの不
均一燃焼を有効に阻止でき、マット品位ばらつきの増
大、スラグロスの増大、煙灰発生量の増大といった炉内
状況の悪化を防止できるという優れた効果を奏する。
均一燃焼を有効に阻止でき、マット品位ばらつきの増
大、スラグロスの増大、煙灰発生量の増大といった炉内
状況の悪化を防止できるという優れた効果を奏する。
【図１】本発明の実施形態の一例を示す精鉱バーナ要部
の横断面図（ａ）及び縦断面図（ｂ）である。
の横断面図（ａ）及び縦断面図（ｂ）である。
【図２】自溶炉の概要を示す説明図である。
【図３】精鉱バーナの二重管構造の同軸状態（ａ）及び
偏心状態（ｂ）を示す説明図である。
偏心状態（ｂ）を示す説明図である。
【図４】内管位置調整方法の１例を示す説明図である。
１ 自溶炉
２ シャフト
３ セットラー
４ アップテイク
５ マット
６ スラグ
７ マットホール
８ スラグホール
９ 精鉱バーナ
10 炉頂ダクト
11 内管
12 外管
13 内管と外管との隙間（酸素含有気体通路）
14 内管観測用孔
15 レーザ距離計
16 測距用レーザ通光管
17 測距用レーザ
18 耐熱透明ガラス
19 フランジ
20 鉱石
21 酸素含有気体
22 ジャッキ
23 記録計
Claims (3)
- 【請求項１】 内外二重管構造の内管内に鉱石、内管と
外管との隙間に燃焼用酸素含有気体を通してこれらを自
溶炉に吹き込む精鉱バーナの内管の偏心を検出する方法
であって、前記外管の複数箇所に内管観測用孔を設け、
これら内管観測用孔からレーザ距離計で前記内管を測距
し、その結果に基づいて前記偏心を検出することを特徴
とする精鉱バーナの内管の偏心検出方法。 - 【請求項２】 内外二重管構造の内管内に鉱石、内管と
外管との隙間に燃焼用酸素含有気体を通してこれらを自
溶炉に吹き込む精鉱バーナの内管の偏心を検出する装置
であって、前記外管の複数箇所に開口する内管観測用孔
と、これら内管観測用孔から前記外管内へ測距用レーザ
を通光する複数のレーザ距離計と、該レーザ距離計を前
記内管観測用孔に連結する測距用レーザ通光管とを有す
ることを特徴とする精鉱バーナの内管の偏心検出装置。 - 【請求項３】 前記測距用レーザ通光管の途中に介装さ
れた耐熱透明ガラスを有することを特徴とする請求項２
記載の精鉱バーナの内管の偏心検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002151884A JP2003343810A (ja) | 2002-05-27 | 2002-05-27 | 精鉱バーナの内管の偏心検出方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002151884A JP2003343810A (ja) | 2002-05-27 | 2002-05-27 | 精鉱バーナの内管の偏心検出方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003343810A true JP2003343810A (ja) | 2003-12-03 |
Family
ID=29769340
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002151884A Pending JP2003343810A (ja) | 2002-05-27 | 2002-05-27 | 精鉱バーナの内管の偏心検出方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003343810A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102506712A (zh) * | 2011-11-04 | 2012-06-20 | 中国科学院微电子研究所 | 一种激光检测装置 |
| CN106164591A (zh) * | 2014-04-11 | 2016-11-23 | 奥图泰(芬兰)公司 | 用于监测悬浮熔炼炉喷嘴性能的方法和装置 |
| EP2705317B1 (en) | 2011-05-06 | 2017-12-27 | Hatch Ltd | Burner and feed apparatus for flash smelter |
| JP2020117784A (ja) * | 2019-01-25 | 2020-08-06 | 住友金属鉱山株式会社 | 精鉱シュートの昇降装置 |
| EP3631334A4 (en) * | 2017-05-29 | 2020-08-26 | Outotec (Finland) Oy | PROCEDURE AND ARRANGEMENT FOR CONTROL OF A BURNER OF A SUSPENSION FUSION OVEN |
-
2002
- 2002-05-27 JP JP2002151884A patent/JP2003343810A/ja active Pending
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