JP2003500631A - 溶解炉内ガス流の冷却方法 - Google Patents

溶解炉内ガス流の冷却方法

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アンッティ ヤロネン、
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Outokumpu Oyj
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B3/00Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
    • F27B3/10Details, accessories, or equipment peculiar to hearth-type furnaces
    • F27B3/24Cooling arrangements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01DSEPARATION
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、フラッシュ溶解炉などの溶解炉内のアップテークを通って排出されるガス流を微粒子状に分散された液体スプレーを用いて冷却することにより、ガス流中に含まれる固体粒子の凝着と焼結を防ぐ方法に関するものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 本発明は、フラッシュ溶解炉などの溶解炉内のアップテークを通って排出され
るガス流を微粒子状に分散された液体スプレーを用いて冷却することにより、ガ
ス流中に含まれる固体粒子の凝着と焼結を防ぐ方法に関するものである。
【0002】 公知のように、フラッシュ溶解炉は反応シャフト、下炉およびアップテークか
ら構成される。溶解すべき濃縮物や混合物は反応シャフトに投入され、そこで溶
解されて下炉へ沈降し、濃縮物やフラックスから少なくともマットおよびスラグ
層を生成する。この過程で反応によって生成する排ガスはアップテーク内で除去
されるが、溶融物の液滴の中でも非常に粒径の小さい画分も煙道ダストとしてガ
スと共に排出されやすい。ガスは通常、アップテークの後段に置かれた廃熱ボイ
ラや静電集塵器で冷却・スクラブされる。廃熱ボイラーの放熱部はガスの冷却を
目的としているため、溶融物粒子はここで固化し、温度は該粒子の焼成温度より
低くなる。ただし、溶解炉から排出されるガスは、別の方法でも処理することが
できる。
【0003】 フラッシュ溶解炉のアップテークを通って排出されるガスの温度は、溶解され
る材料にもある程度よるが、1300℃台である。排ガスと共に流れる溶融物の液滴
は、しばしば凝集して焼結し、炉壁に付着し、また例えばアップテークから後処
理装置へと向かう出口、いわゆるアップテークのネックと呼ばれる部分に付着す
る。ネックから付着物を除去するためには、ノミで削り取るか破砕しか方法がな
いが、これでは生産体制が崩れてしまう。
【0004】 ここで、ある例として例えばニッケルのフラッシュ溶解プロセスでは、排ガス
と共に流れて来る煙道微粒子は酸化物であり、通常は鉄あるいはニッケルの酸化
物である。ここで、フラッシュ溶解炉内で生成した煙道ダストの融点は非常に高
くなる可能性がある。アップテークの温度はそこで燃料を余分に燃焼させればあ
る程度は上昇させることができるものの、煙道ダストをアップテーク外で溶融状
態に保つことは不可能である。このため、ダスト粒子は特にガスの出口地点に蓄
積してしまう。
【0005】 そこで今回、上述の問題を解決できる方法を開発した。即ち、ダスト粒子堆積
物を除去し、またかかる堆積物の形成を低減でき、堆積物の性質を変化させ得る
方法である。本発明の方法によれば、溶解炉から発生する排ガス流、およびその
中に含まれるダスト粒子の温度を、微粒子分散された液体スプレーを用いてアッ
プテーク段階で降下させることにより、粒子を、焼結することも互いに凝結する
こともなく、ガス流と共に炉外へと排出する。ネック部に沈降したダストは脆弱
で微粒子なので、プロセスの障害となることなく出口から容易に吹き払うことが
できる。本発明の必須要件は特許請求の範囲より明らかである。
【0006】 実施にあたっては、ダストの冷却は非常に細かい水滴をアップテーク内に噴霧
することによって行い、例えば、アップテークの壁に設けられた放射ノズルから
炉内に向かって噴霧を行う。たった1滴の水滴が溶融物表面の爆発を招くことが
ないよう、噴霧する水の量は十分に少なく設定して完全に蒸発させることが肝要
である。アップテーク・シャフト内のガス流1000Nm当たり40〜120kgの水を噴
霧すれば、ダストの十分な温度降下が達成されることが実証されている。
【0007】 図1に示す溶解炉1は、反応シャフト2、下炉3およびアップテーク4から構
成される。濃縮物、フラックス、煙道ダストおよび反応ガスは、反応シャフトの
上部の濃縮物バーナー5から炉内に供給される。反応シャフトに供給された固体
材料は溶解し、酸素を含有する反応ガスおよび該材料同士の両方と反応する。下
炉には少なくとも2層の溶解物層が生成され、上側はスラグ層6、下側はマット
層7である。反応で生じた排ガスは、炉から脱してアップテークを通過し、その
ネック8へ至る。非常に細かい溶融物粒子の画分もこのガスと共に流れて来る。
アップテークには噴霧ノズル9が装着されていて、ここから高温のガスに向けて
水を噴霧する。これにより、溶融物粒子の温度が確実にその融点より低くし、好
ましくはその焼結温度より低くする。このようにして、ガスを1000〜1150℃の温
度範囲に冷却する。ここで、噴霧ノズルのうちの少なくとも一部はアップテーク
のネック付近に配することが好ましく、これら噴霧ノズルは一重あるいは幾重に
も配してよい。かかる水噴霧によって、固形物粒子の一部は落下して下炉内の溶
融物層へ戻り、一部は脆弱な粒子のまま流れに乗ってガス後処理装置へと送られ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明を模式的に示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),EA(AM,AZ ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM),AE ,AL,AM,AT,AU,AZ,BA,BB,BG, BR,BY,CA,CH,CN,CU,CZ,DE,D K,EE,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM ,HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP,KE, KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS,L T,LU,LV,MD,MG,MK,MN,MW,MX ,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE, SG,SI,SK,SL,TJ,TM,TR,TT,U A,UG,US,UZ,VN,YU,ZA,ZW Fターム(参考) 4K045 AA00 AA04 BA03 CA02 RB00 4K056 AA05 BA02 BB01 CA04 DB22 DC00 EA00

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溶解炉の排ガス流に乗って流れる微粉状固形物が該溶解炉の
    排ガス出口に焼結することを防止する方法において、排ガス流が溶解炉から排出
    される前に炉内で冷却することを特徴とする方法。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の方法において、前記排ガス流は微細に分散
    された水スプレーによって冷却することを特徴とする方法。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の方法において、前記水スプレーの少なくと
    も一部は排ガス出口の近傍に配することを特徴とする方法。
  4. 【請求項4】 請求項1に記載の方法において、前記溶解炉はフラッシュ溶
    解炉とすることを特徴とする方法。
  5. 【請求項5】 請求項4に記載の方法において、前記排ガス流はフラッシュ
    溶解炉のアップテーク内で冷却することを特徴とする方法。
  6. 【請求項6】 請求項1に記載の方法において、前記ガス流に含まれる前記
    固形物をその融点より低い温度まで冷却することを特徴とする方法。
  7. 【請求項7】 請求項1に記載の方法において、前記ガス流に含まれる前記
    固形物をその焼結温度より低い温度まで冷却することを特徴とする方法。
  8. 【請求項8】 請求項1に記載の方法において、前記ガス流に含まれる前記
    固形物を1000〜1150℃の温度範囲に冷却することを特徴とする方法。
  9. 【請求項9】 請求項1に記載の方法において、冷却用のノズルから噴霧す
    る水の量を、アップテーク内のガス流1000Nm当たり40〜120kgとすることを特
    徴とする方法。
JP2001500179A 1999-05-26 2000-05-12 溶解炉内ガス流の冷却方法 Withdrawn JP2003500631A (ja)

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