JP5726940B2 - 水冷ジャケットおよびその製造方法 - Google Patents

水冷ジャケットおよびその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP5726940B2
JP5726940B2 JP2013073354A JP2013073354A JP5726940B2 JP 5726940 B2 JP5726940 B2 JP 5726940B2 JP 2013073354 A JP2013073354 A JP 2013073354A JP 2013073354 A JP2013073354 A JP 2013073354A JP 5726940 B2 JP5726940 B2 JP 5726940B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
water
cooling jacket
copper
jacket
nozzle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2013073354A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2014196545A (ja
Inventor
勝弥 戸田
勝弥 戸田
竜也 本村
竜也 本村
博春 岡村
博春 岡村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pan Pacific Copper Co Ltd
Original Assignee
Pan Pacific Copper Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pan Pacific Copper Co Ltd filed Critical Pan Pacific Copper Co Ltd
Priority to JP2013073354A priority Critical patent/JP5726940B2/ja
Publication of JP2014196545A publication Critical patent/JP2014196545A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5726940B2 publication Critical patent/JP5726940B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/30Technologies for a more efficient combustion or heat usage

Landscapes

  • Gas Burners (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Furnace Charging Or Discharging (AREA)
  • Furnace Details (AREA)

Description

本発明は水冷ジャケットおよびその製造方法に関する。
銅製錬工程では、銅精鉱を酸素富化空気などと自溶炉に投入し、マットとスラグとに分離する。銅精鉱を酸化する際に熱の発生が避けられないため、自溶炉の耐火材の劣化進行を抑制する技術が望まれている。例えば、特許文献1,2は、精鉱バーナに水冷ジャケットを装着する技術を開示している。
特開平07−138666号公報 特開2003−160821号公報
しかしながら、精鉱バーナの外筒ジャケット部においては熱負荷の変動が大きく、熱負荷が小さくなった場合に硫酸雰囲気などに起因する外筒ジャケットの外面腐食によって水冷ジャケットに水漏れが発生するおそれがある。水漏れが発生すると、自溶炉内の反応の悪化、ボイラチューブの腐食などが発生するおそれがある。
本発明は上記の課題に鑑み、水漏れを抑制することができる水冷ジャケットおよびその製造方法を提供すること目的とする。
本発明に係る水冷ジャケットは、自溶炉の反応シャフトの頂部において、銅精鉱の通路を備えるノズルの外側に設けられることによって前記ノズルとの間に反応ガスの通路を構成する外筒として機能する筒状の水冷ジャケットであって、当該水冷ジャケットは、周方向に分割されており、分割した隣り合うジャケット同士を接続する接続箇所において段違いで噛み合う構造を有し、前記水冷ジャケットの外周が金属板により覆われて前記隣り合うジャケット同士が固定されており、冷却水の流路として、金属で鋳込まれた銅パイプを複数本備え、前記複数本の銅パイプは、互いに独立して冷却水供給手段に接続されていることを特徴とする。本発明に係る水冷ジャケットによれば、水漏れを抑制することができる。
記銅パイプは、前記ノズルの外周に対して複数に分割されて設けられていてもよい。前記銅パイプは、複数本設けられ、前記複数の銅パイプのうち少なくとも2本は、前記自溶炉の高さ方向において、互いに異なる位置に設けられていてもよい。前記銅パイプは、銅で鋳込まれていてもよい。
本発明に係る水冷ジャケットの製造方法は、自溶炉の反応シャフトの頂部において、銅精鉱の通路を備えるノズルの外側に設けられることによって前記ノズルとの間に反応ガスの通路を構成する外筒として機能する筒状の水冷ジャケットの製造方法であって、当該水冷ジャケットは、周方向に分割されており、分割した隣り合うジャケット同士を接続する接続箇所において段違いで噛み合う構造を有し、前記水冷ジャケットの外周が金属板により覆われて前記隣り合うジャケット同士が固定されており、冷却水の流路として機能する複数本の銅パイプを金属で鋳込むことによって、前記水冷ジャケット内に複数本の銅パイプを設けることを特徴とする。また、本発明に係る水冷ジャケットの製造方法は、自溶炉の反応シャフトの頂部において、銅精鉱の通路を備えるノズルの外側に設けられることによって前記ノズルとの間に反応ガスの通路を構成する外筒として機能する水冷ジャケットの製造方法であって、冷却水の流路として機能する銅パイプを当該銅パイプ内に水を流しながら金属で鋳込むことによって、前記水冷ジャケット内に銅パイプを設けることを特徴とする。本発明に係る水冷ジャケットの製造方法によれば、水冷ジャケットからの水漏れを抑制することができる。
本発明によれば、水漏れを抑制することができる水冷ジャケットおよびその製造方法を提供することができる。
銅製錬用の自溶炉の概略図である。 精鉱バーナの詳細を説明するための概略図である。 (a)は比較例に係る水冷ジャケットの平面図であり、(b)は当該水冷ジャケットの断面図である。 (a)は実施形態に係る水冷ジャケットの平面図であり、(b)および(c)は当該水冷ジャケットの断面図である。
以下、本発明を実施するための実施形態について説明する。
(実施形態)
図1は、銅製錬用の自溶炉100の概略図である。図1に示すように、自溶炉100は、反応シャフト10、セットラ20、およびアップテイク30が順に配置された構造を有する。反応シャフト10の頂部には、原料供給装置40が設けられている。原料供給装置40には、精鉱バーナ50が設けられている。
精鉱バーナ50を介して、銅精鉱(CuFeSなど)、溶剤、補助燃料、および反応用ガスが吹き込まれる。銅精鉱、溶剤、および補助燃料を固体原料と称する。本実施形態においては、一例として、溶剤に珪酸鉱を用い、補助燃料にコークスを用いる。また、反応用ガスとして、酸素富化空気を用いる。下記反応式(1)に従って、銅精鉱が反応用ガスを利用して酸化反応を起こし、反応シャフト10の底部でマット60およびスラグ70に分離する。下記反応式(1)で、CuS・FeSがマット60の主成分に相当し、FeO・SiOがスラグ70の主成分に相当する。
4CuFeS+2SiO+5O→2CuS・FeS+2FeO・SiO+4SO + 反応熱 (1)
図2は、精鉱バーナ50の詳細を説明するための概略図である。精鉱バーナ50は、反応シャフト10の外部から内部に延びるノズル51を備える。ノズル51は、ランス52と、ランス52と離間しつつランス52を覆う円筒53とを備える。ランス52と円筒53との間の空間は、固体原料通路54として機能する。ノズル51の外側には、ノズル51と離間してノズル51を覆う内筒55が設けられている。ノズル51と内筒55との間の空間は、反応用ガスが通るガス通路56として機能する。内筒55の外側には、内筒55と離間して内筒55を覆う水冷ジャケット80が設けられている。内筒55と水冷ジャケット80との間の空間は、反応用ガスが通るガス通路57として機能する。水冷ジャケット80の内径は、60〜70m程度である。また、内筒55は必ずしも設けられていなくてもよい。
ここで、比較例に係る水冷ジャケット80aについて説明する。図3(a)は、水冷ジャケット80aの平面図である。図3(b)は、水冷ジャケット80aの断面図である。図3(b)では、図3(a)の一点鎖線Aに沿った断面が描かれている。水冷ジャケット80aは、鋳造によって成型された銅ジャケットであり、内部の水路は砂型(中子)を用いて成型されている。図3(a)および図3(b)の例では、内筒55の外側を2周しているが、1系統(1本)の水路から構成されている。一例として、水路を流動する冷却水量は、2〜4t/hである。
鋳造によって成型された水冷ジャケット80aでは、欠陥部分が存在したとしても、使用してみないと欠陥が生じているか否か判断することが困難である。すなわち、水冷ジャケット80aを作製した後に初めて欠陥の存在を把握することができる。欠陥が生じていれば、硫酸雰囲気などに起因する外面腐食によってジャケット表面の腐食が進行し、水冷ジャケット80aの減肉が進行すると欠陥部から水漏れが発生する可能性がある。また、外面腐食対策としてジャケットの鋳造部の肉厚を厚くしてジャケットを寿命延長する方法も考えられるが、鋳造部の厚みが増すにつれて欠陥も生じやすいと考えられる。水漏れが発生すると、自溶炉内の反応の悪化、ボイラチューブの腐食などが発生するおそれがある。そこで、本実施形態においては、水漏れの発生を抑制することができる水冷ジャケットおよびその製造方法について説明する。
図4(a)は、本実施形態に係る水冷ジャケット80の平面図である。図4(b)および図4(c)は、水冷ジャケット80の断面図である。図4(b)では、図4(a)の一点鎖線Aに沿った断面が描かれている。図4(b)に示すように、水冷ジャケット80は、銅パイプ81,82が金属(例えば銅)で鋳込まれた構造を有する。銅パイプ81,82は、水路として機能する。鋳込みの前に銅パイプ81,82の欠陥の有無を容易に確認することができることから、水冷ジャケット80の作製前に欠陥の有無を確認することができる。また、水路として機能する銅パイプ81,82が鋳込まれていることから、水冷ジャケット80の肉厚を大きくすることができる。それにより、水冷ジャケット80の外面に腐食が発生しても、当該腐食が銅パイプ81,82まで届きにくい。その結果、水冷ジャケット80からの水漏れを抑制することができる。
図4(a)および図4(b)に示すように、複数本の銅パイプ81または複数本の銅パイプ82で内筒55の外周を1周している。このように銅パイプを内筒55の外周に対して複数に分割して構成することによって、銅パイプ単体の長さを抑えることができる。ここで、銅パイプを金属で鋳込む際には、銅パイプの融解を防止するために銅パイプに水を流しながら冷却することになる。銅パイプが長い場合、冷却水設備の能力が足りないと、銅パイプが割れるおそれがある。これに対して、銅パイプを内筒55の外周方向において分割して長さを抑えることによって、鋳込みの際に冷却水によって銅パイプを十分に冷却することができる。
銅パイプを金属で鋳込んだジャケット(以下銅パイプ鋳込みジャケットと称す)を分割して設置した場合、図4(a)に示すように、銅パイプ鋳込みジャケットの接続箇所において、ジャケットの鋳込み部が段違いに互いにかみ合っていてもよい。この場合、熱膨張等に起因する銅パイプ81,82の位置ズレを抑制することができる。 また、図4(c)に示すように、水冷ジャケット80の外周に耐食性の金属板83を設けることによって、銅パイプ81,82のズレをさらに抑制することができる。例えば、金属板83としてSUSなどのステンレスを用いることができる。
また、図4(b)に示すように、銅パイプ81,82の高さを異ならせることによって、銅パイプ81,82をそれぞれ内筒55の外周方向に設けることができる。銅パイプ81,82を互いに独立して冷却水供給手段に接続することによって、複数系統の水路を構成することができる。この場合、いずれかの系統で不具合が生じても、他系統による水冷を継続することができる。
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
10 反応シャフト
20 セットラ
30 アップテイク
40 原料供給装置
50 精鉱バーナ
51 ノズル
52 ランス
53 円筒
54 固体原料通路
55 内筒
56,57 ガス通路
60 マット
70 スラグ
80 水冷ジャケット
81,82 銅パイプ
83 金属板
100 自溶炉

Claims (6)

  1. 自溶炉の反応シャフトの頂部において、銅精鉱の通路を備えるノズルの外側に設けられることによって前記ノズルとの間に反応ガスの通路を構成する外筒として機能する筒状の水冷ジャケットであって、
    当該水冷ジャケットは、周方向に分割されており、分割した隣り合うジャケット同士を接続する接続箇所において段違いで噛み合う構造を有し、前記水冷ジャケットの外周が金属板により覆われて前記隣り合うジャケット同士が固定されており、
    冷却水の流路として、金属で鋳込まれた銅パイプを複数本備え、前記複数本の銅パイプは、互いに独立して冷却水供給手段に接続されていることを特徴とする水冷ジャケット。
  2. 前記銅パイプは、前記ノズルの外周に対して複数に分割されて設けられていることを特徴とする請求項1に記載の水冷ジャケット。
  3. 前記銅パイプは、複数本設けられ、
    前記複数の銅パイプのうち少なくとも2本は、前記自溶炉の高さ方向において、互いに異なる位置に設けられていることを特徴とする請求項1又は2のいずれか一項に記載の水冷ジャケット。
  4. 前記銅パイプは、銅で鋳込まれていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の水冷ジャケット。
  5. 自溶炉の反応シャフトの頂部において、銅精鉱の通路を備えるノズルの外側に設けられることによって前記ノズルとの間に反応ガスの通路を構成する外筒として機能する筒状の水冷ジャケットの製造方法であって、
    当該水冷ジャケットは、周方向に分割されており、分割した隣り合うジャケット同士を接続する接続箇所において段違いで噛み合う構造を有し、前記水冷ジャケットの外周が金属板により覆われて前記隣り合うジャケット同士が固定されており、
    冷却水の流路として機能する複数本の銅パイプを金属で鋳込むことによって、前記水冷ジャケット内に複数本の銅パイプを設けることを特徴とする水冷ジャケットの製造方法。
  6. 自溶炉の反応シャフトの頂部において、銅精鉱の通路を備えるノズルの外側に設けられることによって前記ノズルとの間に反応ガスの通路を構成する外筒として機能する水冷ジャケットの製造方法であって、
    冷却水の流路として機能する銅パイプを当該銅パイプ内に水を流しながら金属で鋳込むことによって、前記水冷ジャケット内に銅パイプを設けることを特徴とする水冷ジャケットの製造方法。
JP2013073354A 2013-03-29 2013-03-29 水冷ジャケットおよびその製造方法 Active JP5726940B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013073354A JP5726940B2 (ja) 2013-03-29 2013-03-29 水冷ジャケットおよびその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013073354A JP5726940B2 (ja) 2013-03-29 2013-03-29 水冷ジャケットおよびその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014196545A JP2014196545A (ja) 2014-10-16
JP5726940B2 true JP5726940B2 (ja) 2015-06-03

Family

ID=52357537

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013073354A Active JP5726940B2 (ja) 2013-03-29 2013-03-29 水冷ジャケットおよびその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5726940B2 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106702103B (zh) * 2017-01-16 2018-05-08 靖江宝丰冶金科技有限公司 一种高温水冷套
BE1026728B1 (fr) * 2018-10-25 2020-05-28 Soudobeam Sa Organe d'injection de gaz, four muni d'un tel organe et son utilisation
CN113639561B (zh) * 2021-07-29 2022-10-14 中国恩菲工程技术有限公司 旋涡喷嘴和冶炼炉

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4073925B2 (ja) * 1998-02-13 2008-04-09 Jfeスチール株式会社 冶金炉用ステーブ
JP4042818B2 (ja) * 2001-11-26 2008-02-06 日鉱金属株式会社 自溶炉の高温部隙間測定方法
JP2006343018A (ja) * 2005-06-08 2006-12-21 Osaka Gas Engineering Co Ltd 水冷ジャケット構造
JP4762172B2 (ja) * 2007-01-23 2011-08-31 Jx日鉱日石金属株式会社 自溶炉の炉体水冷構造

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014196545A (ja) 2014-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5726940B2 (ja) 水冷ジャケットおよびその製造方法
RU2259529C2 (ru) Труба, отлитая внутри блока, и холодильный блок
JP4499772B2 (ja) 自溶炉の点検孔構造体
JP5726614B2 (ja) 転炉の耐火レンガの冷却構造及びその方法
CN102109278B (zh) 冷却水套的制造方法和用于高温炉窑的冷却水套
JP5395972B2 (ja) 自溶炉のセットラ天井部におけるh鋼の冷却構造体、及び自溶炉のセットラ天井部におけるh鋼の冷却方法
JP5726941B2 (ja) 水冷ジャケット
JP6070637B2 (ja) Rh真空脱ガス装置の環流管及び浸漬管の煉瓦構造
CN101900491A (zh) 冷却水套及其制造方法和具有其的高温熔炼设备
JP6905480B2 (ja) 金属精錬炉のタップホール構造
JP4830514B2 (ja) Rh真空脱ガス装置の環流管煉瓦構造
JP5646935B2 (ja) ランス口の構造体
JP5395723B2 (ja) 自溶炉のセットラ天井部におけるh鋼の冷却構造体、及び自溶炉のセットラ天井部におけるh鋼の冷却方法
EP1957681B1 (en) Snorkels for vacuum degassing of steel
JP2008101233A (ja) 高炉炉体冷却設備
JP2017186596A (ja) 羽口構造
JP6453802B2 (ja) 浸漬管
JP5781385B2 (ja) 脱ガス装置の浸漬管
JP5219737B2 (ja) 浸漬管
JP4021857B2 (ja) Rh脱ガス装置浸漬管の冷却構造
JP6385778B2 (ja) H鋼の冷却構造体、及びh鋼の冷却方法
JP5369716B2 (ja) 高炉炉体冷却構造
CN203687587U (zh) 冲天炉余热回收装置
CN103045807B (zh) 真空循环脱气插入管
KR20160001549A (ko) 제강용 전로

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150210

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150306

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150331

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150401

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5726940

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250