JP4499772B2 - 自溶炉の点検孔構造体 - Google Patents

Description

本発明は、自溶炉の反応シャフト天井部に設置され、炉内点検孔を形成する点検孔構造体に関し、特に、水冷ジャケット構造とされる自溶炉点検孔構造体に関するものである。

従来、硫化精鉱を原料とする非鉄金属製錬炉の一つに自溶炉がある。図４に示すように、自溶炉１００は、反応シャフト１０１、セットラ１０２、アップテイク１０３から構成され、反応シャフト１０１には天井部１０４に精鉱バーナ１０５が設置されている。

精鉱は、この精鉱バーナ１０５から炉内に吹き込まれる。自溶炉１００は、精鉱の酸化反応熱を利用しているが、酸化反応熱だけでは熱量が不足している場合には、精鉱バーナ１０５から重油等で助燃することもある。

自溶炉１００の反応シャフト天井部１０４には、精鉱バーナ１０５の先端点検及び掃除用の点検孔１０６が設置されている。

しかし、精鉱バーナ１０５の先端より、点検孔１０６を形成する点検孔枠体１０７にベコ３００が付着成長する。これにより、点検孔１０６を利用して、精鉱バーナ１０５の先端点検及び掃除等の炉内点検作業を行った際に、点検孔蓋１０８が閉まらないことがあった。また、点検孔枠体１０７に付着したベコ３００を剥離させることもまた困難であった。

本発明者らは、この問題を解決するべく多くの研究実験を行った。その結果、
（１）精鉱バーナ先端より点検孔枠体へのベコの付着は、鋼板製とされる点検孔枠の最下部が高温により溶損することにより、枠の外側にあるキャスタブルが露出し、このキャスタブルにベコが付着し成長すること、
（２）上記（１）のために、点検孔枠体に付着したベコを剥離させることが困難であること、更には、
（３）この付着したベコが障害となり、点検孔蓋が閉まらず、隙間よりガス漏れが生じること、また、
（４）上記隙間を塞ぐため、保温材などでの処理が必要であること、
が分かった。

自溶炉の反応シャフト天井部の点検孔は、バーナ先端の点検及び手入れなどに利用されるものであって、バーナの燃焼に関連する非常に重要な点検孔である。また、点検頻度も多く、良好な視界を保つこと、また、バーナを清掃するに十分なスペースを保つことが非常に重要である。

特許文献１には、反応シャフトの側壁の周囲に水冷ジャケットを設け、側壁内面に形成されるコーチング層を制御することを開示している。
特許第３３８１２４１号公報

しかしながら、本発明者らの研究実験では、特許文献１の技術では、点検孔枠体にベコが付着する問題を解決し得ないことが分かった。

本発明者らは、この点検孔の枠体を水冷ジャケット化することで、ベコの付着成長を抑制し、且つ、付着したベコは容易に落とすことができ、バーナの点検、手入れが容易となることを見出した。

本発明は、本発明者らの斯かる新規な知見に基づき成されたものである。

本発明の目的は、自溶炉の天井部に設けた点検孔近傍で発生するベコの成長を抑制することのできる自溶炉の点検孔構造体を提供することである。

本発明の他の目的は、付着したベコを容易に落とすことができ、精鉱バーナの先端点検、手入れなどを容易に行うことのできる自溶炉の点検孔構造体を提供することである。

本発明の他の目的は、点検孔蓋の締まりが良好とされ、ガス漏れの発生をなくした自溶炉の水冷ジャケット式とされる点検孔構造体を提供することである。

上記目的は本発明に係る自溶炉の点検孔構造体にて達成される。要約すれば、本発明は、自溶炉の反応シャフト天井部に設置され、炉内点検孔を形成する点検孔構造体であって、
中央部に開口部を備えた下段水冷ジャケットと中央部に開口部を備えた上段水冷ジャケットで構成され、
前記上段水冷ジャケットは、前記下段水冷ジャケットの上部に一体に接続され、前記下段水冷ジャケットと協働して、前記下段水冷ジャケットの開口部と前記上段水冷ジャケットの開口部によって前記炉内点検孔を形成し、
前記下段水冷ジャケットの前記開口部を開閉するために前記下段水冷ジャケットの内側には底蓋水冷ジャケットが設置されている、
ことを特徴とする自溶炉の点検孔構造体である。

本発明の一実施態様によれば、前記下段水冷ジャケット及び前記上段水冷ジャケットは、鋼板製の環状中空体とされ、前記下段水冷ジャケットの上部と、前記上段水冷ジャケットの下部とは、接続される面同士が同一平面形状とされて、互いに上下方向に接続され、前記反応シャフト天井部から上方へと延在した一体の筒状とされる。

本発明の他の実施態様によれば、前記点検孔の上部開口部を開閉するために取り外し自在とされた上蓋を備えている。

本発明によれば、
（１）自溶炉の天井部に設けた点検孔近傍で発生するベコの成長を抑制することができる。
（２）点検口を介して、付着したベコを容易に落とすことができ、精鉱バーナの先端点検、手入れなどを容易に行うことができる。
（３）点検孔蓋の締まりが良好とされ、ガス漏れの発生をなくすことができる。

以下、本発明に係る自溶炉の点検孔構造体を図面に則して更に詳しく説明する。

実施例１
図１〜図３に、本発明に係る自溶炉の点検孔構造体の一実施例の概略構成を示す。

本実施例によれば、自溶炉の炉内点検孔を形成する点検孔構造体１は、反応シャフトの天井部１０４に設置された精鉱バーナ１０５に隣接して設けられる。

点検孔構造体１は、取付枠体２００などにて形成された反応シャフトの天井部１０４に設けた取付開口部２０１に取り付けられる。点検孔構造体１の天井部１０４への取付け態様は、従来と同様であるので、詳細は図示されていない。

本実施例によると、点検孔構造体１は、全体形状は、中央部に貫通開口部（即ち、自溶炉点検孔）２が形成された筒状の、例えば、円筒形状の水冷ジャケット３（３Ａ、３Ｂ）にて構成される。水冷ジャケットの下方端は炉内に露出しており、上方端は天井部１０４より外方へと出ている。

つまり、円筒形状の水冷ジャケット３は、精鉱バーナ１０５の先端を点検し易いように、その軸線が炉内側に設置した点検孔２の下方開口部２ａから、点検孔２の上方開口部２ｂへと傾斜して形成されている。また、円筒形状の水冷ジャケット３は、本実施例では、作業性の観点から、底蓋４が設置された下方開口部２ａから、上蓋５が設置された上方開口部２ｂへと次第に大きくなるように形成されている。しかし、水冷ジャケット３の形状は、上記形状に限定されるものではなく、例えば、矩形状などとすることもできる。水冷ジャケットを形成するのに好適な形状とすることができる。

本実施例にて、点検孔構造体１にて、水冷ジャケット３は、下段水冷ジャケット３Ａと、上段水冷ジャケット３Ｂとの２段構成の水冷ジャケットとされる。下段水冷ジャケット３Ａの開口部２ａには、開閉自在に底蓋水冷ジャケット４が設置され、上段水冷ジャケット３Ｂの上部開口部２ｂには、閉鎖手段としての上蓋５が開閉自在に設置されている。

つまり、図１、図３を参照するとより良く理解されるように、点検孔構造体１は、反応シャフト天井部１０４の取付開口部２０１に設置された中央部に開口部３Ａａを有する下段水冷ジャケット３Ａを備えている。下段水冷ジャケット３Ａの開口部３Ａａは、点検孔２の下方開口部２ａを形成する。

この下段水冷ジャケット３Ａの上部には、下段水冷ジャケットの開口部３Ａａと協働して中央部に点検孔２を形成する開口部３Ｂａを有する上段水冷ジャケット３Ｂが一体に接続されている。上段水冷ジャケット３Ｂの開口部３Ｂａは、点検孔２の上方開口部２ｂを形成する。

また、下段水冷ジャケット３Ａの内側には、下段水冷ジャケット３Ａの開口部３Ａａ（即ち、点検孔２の下方開口部２ａ）を開閉するために底蓋水冷ジャケット４が取り外し自在に、即ち、開口部２ａに対し開閉自在に、設置されている。また、上段水冷ジャケット３Ｂの開口部３Ｂａの上部開口部（即ち、点検孔２の上方開口部２ｂ）の上部には、該開口部２ｂを開閉するために上蓋５が配置されている。

更に説明すると、下段水冷ジャケット３Ａ及び上段水冷ジャケット３Ｂは、鋼板にて、例えば矩形断面とされる環状中空体とされ、下段水冷ジャケット３Ａの上部と、上段水冷ジャケット３Ｂの下部とは、同一形状とされて、互いに上下方向に連続した一体構成として接続される。即ち、下段水冷ジャケット３Ａと上段水冷ジャケット３Ｂとは、その軸線が天井枠体側から上方へと延在した一体の円筒形状とされる。ただし、本実施例では、上段水冷ジャケット３Ｂは、軸線方向において下段水冷ジャケット３Ａより大きくされ、本実施例では、全体の点検孔２の軸線方向長さの８０〜８５％程度とされる。

具体的寸法の一例を挙げれば、図３にて、点検孔構造体１は、円筒形状の水冷ジャケットとした場合に、内径Ｄ１が２５〜３９ｃｍ、外径Ｄ２が４０〜５７ｃｍ、垂直方向高さＨ１は、５３ｃｍ、下段水冷ジャケット３Ａの高さＨ２は、７〜１０ｃｍとされる。勿論、この寸法に限定されるものではない。

上述にて理解されるように、下段水冷ジャケット３Ａは、底蓋水冷ジャケット４の外周囲に位置した領域とされる。即ち、下段水冷ジャケット３Ａの主目的は、点検孔構造体１の自溶炉内に位置した領域を冷却し、炉側に発生するベコの成長を抑制することにある。つまり、点検孔２の下部閉鎖手段、即ち、水冷ジャケットとされる底蓋４が、炉側に発生するベコにより開閉不能になるのを防止するためのものである。本発明では、底蓋４もまた水冷ジャケット構造とされるので、炉側に発生するベコの成長を大幅に抑制することができる。底蓋水冷ジャケット４は、内部に冷却水の循環を可能とするために中空の形状とされる。

図２及び図３に最も良く示されるように、底蓋水冷ジャケット４には、冷却水流入導管４１と流出導管４２が、上蓋５を貫通して設置されている。また、下段水冷ジャケット３Ａには、冷却水流入導管２１と流出導管２２が接続され、上段水冷ジャケット３Ｂには、冷却水流入導管３１と流出導管３２が接続されている。

なお、各水冷ジャケット３Ａ、３Ｂ、４に対する冷却水流入導管２１、３１、４１と流出導管２２、３２、４２の接続態様は、上記態様に限定されるものではなく、適宜、種々の態様が採用可能である。ただ、本実施例では、下段水冷ジャケット３Ａ、上段水冷ジャケット３Ｂ、底蓋水冷ジャケット４の冷却水出口温度が４０℃〜５５℃と成るように、冷却水の流量を制御した。一例を挙げれば、次の通りである。

下段水冷ジャケット３Ａ
流入冷却水温度：３５℃〜４０℃
流出冷却水温度：４５℃〜５０℃
上段水冷ジャケット３Ｂ
流入冷却水温度：３５℃〜４０℃
流出冷却水温度：４０℃〜４５℃
底蓋水冷ジャケット４
流入冷却水温度：３５℃〜４０℃
流出冷却水温度：４５℃〜５０℃

従来、高温度により点検孔最下部の点検孔枠体が溶損し、点検孔枠体の炉側にあるキャスタブルが露出し、ベコの付着成長を促進させていたが、上記構成とされる本発明の点検孔構造体１は、従来の点検孔枠体を水冷ジャケット化することにより、つまり、下段水冷ジャケット３Ａ及び上段水冷ジャケット３Ｂを備えた構成とすることにより、ベコの付着成長を大幅に抑制することができる。

また、底蓋４自体も、水冷ジャケットとされ、下段及び上段水冷ジャケット３Ａ、３Ｂの水冷効果と相俟って、ベコの付着成長が防止され、底蓋４の開閉動作ができなくなることもない。従って、底蓋が閉まらないことに起因した、炉側からのガス漏れもなくなる。

更に、本発明の点検孔構造体１を備えた自溶炉では、底蓋水冷ジャケット３Ａは、ベコの付着もなく、そのために、底蓋水冷ジャケット４を点検孔２より上方へと容易に除去することが可能である。従って、上蓋５及び底蓋水冷ジャケット４を点検孔２より上方へと引き出して取り外すことにより、バーナ１０５の手入れができ、また、必要に応じて、精鉱バーナ近傍に付着したベコ３００を、点検孔２を介して容易に落とすことができる。

また、従来の点検孔枠体を、下段水冷ジャケット３Ａと上段水冷ジャケット３Ｂとの２段構成の水冷ジャケット化したことにより、下側の水冷ジャケット３Ａが仮に水漏れ等を起こしたとしても、上側の水冷ジャケット３Ｂで保護することができ、点検孔構造体１の寿命延長を図ることができる。

本発明に係る点検孔構造体の断面図である。 本発明に係る点検孔構造体を上方より見た図であり、上蓋が取り外された状態を示す。 本発明に係る点検孔構造体の断面図であり、冷却水の流動態様を説明する図である。 自溶炉の概略構成断面図である。

符号の説明

１ 点検孔構造体
２ 点検孔
３ 水冷ジャケット
３Ａ 下段水冷ジャケット
３Ｂ 上段水冷ジャケット
４ 底蓋水冷ジャケット
５ 上蓋
２１、３１、４１ 冷却水流入導管
２２、３２、４２ 冷却水流出導管
１００ 自溶炉
１０４ 自溶炉天井部
１０５ 精鉱バーナ

Claims (3)

1. 自溶炉の反応シャフト天井部に設置され、炉内点検孔を形成する点検孔構造体であって、
   中央部に開口部を備えた下段水冷ジャケットと中央部に開口部を備えた上段水冷ジャケットで構成され、
   前記上段水冷ジャケットは、前記下段水冷ジャケットの上部に一体に接続され、前記下段水冷ジャケットと協働して、前記下段水冷ジャケットの開口部と前記上段水冷ジャケットの開口部によって前記炉内点検孔を形成し、
   前記下段水冷ジャケットの前記開口部を開閉するために前記下段水冷ジャケットの内側には底蓋水冷ジャケットが設置されている、
   ことを特徴とする自溶炉の点検孔構造体。
2. 前記下段水冷ジャケット及び前記上段水冷ジャケットは、鋼板製の環状中空体とされ、前記下段水冷ジャケットの上部と、前記上段水冷ジャケットの下部とは、接続される面同士が同一平面形状とされて、互いに上下方向に接続され、前記反応シャフト天井部から上方へと延在した一体の筒状とされることを特徴とする請求項１に記載の自溶炉の点検孔構造体。
3. 前記点検孔の上部開口部を開閉するために取り外し自在とされた上蓋を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の自溶炉の点検孔構造体。

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