JPH0740513Y2 - 自熔製錬炉 - Google Patents

自熔製錬炉

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JPH0740513Y2
JPH0740513Y2 JP1989054828U JP5482889U JPH0740513Y2 JP H0740513 Y2 JPH0740513 Y2 JP H0740513Y2 JP 1989054828 U JP1989054828 U JP 1989054828U JP 5482889 U JP5482889 U JP 5482889U JP H0740513 Y2 JPH0740513 Y2 JP H0740513Y2
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concentrate
settler
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oxygen
smelting furnace
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伸正 家守
康裕 近藤
明彦 赤田
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Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、非鉄金属の製錬に用いられる自熔製錬炉に関
するものである。
〔従来の技術〕
硫化精鉱を原料とする製錬炉の一つに自熔炉と呼ばれる
自熔製錬炉がある。第5図に示したように、この自熔製
錬炉1は、頂部に精鉱バーナー2が設けられた反応塔3
と、反応塔3の下部に一端が接続され且つ側面にカラミ
抜き口4及びカワ抜き口5が設けられたセトラー6と、
セトラー6の他端に接続された廃煙道7とから基本的に
構成されている。そして、これによる操業方法は次の様
である。まず、硫化精鉱,フラックス,補助燃料等を混
合して成る製錬原料8は、酸素富化用酸素又は酸素富化
された反応用空気9の一部と共に精鉱バーナー2から炉
の反応塔3内に吹き込まれる。反応塔3内において、補
助燃料の燃焼により昇温されたこの製錬原料8の可燃性
分である硫黄と鉄は、同様の昇温された反応用空気9と
反応し、セトラー6に溜められる。この湯溜まりである
セトラー6では熔体は比重差によりCu2 SとFeSの混合物
であるカワ10と、2FeO・SiO2を主成分とするカラミ11と
に分けられる。そして、カラミ11はカラミ抜き口4から
排出され、電気錬カン炉12に導入される。一方、カワ10
はカワ抜き口5から次の工程である転炉の要求に応じて
抜き出される。
又、反応塔3内で発生する高温廃ガス13は、セトラー6
及び廃煙道7を通って廃熱ボイラー14で冷却される。電
気錬カン炉12に入ったカラミ11は電極15によって通電さ
れた電熱により加熱保持され、必要によって電気錬カン
炉12に装入された塊状鉱石や塊状フラックス等と混合さ
れる。そのうちの銅分は更に炉底に沈降し、僅かに残っ
た銅分を含んだカラミのみが抜き口16から炉外に排出さ
れる。
〔考案が解決しようとする課題〕
従来の自熔製錬炉には、以下に述べるような多くの問題
点があった。
(1)反応塔3内では不足熱量を補うため補助燃料が用
いられるが、原料精鉱の反応熱と補助燃料の燃焼熱によ
って、反応塔3の内部はかなり高温雰囲気となる。この
ため精鉱処理量を増加させようとすると、反応塔3の内
部の温度が上昇して内壁煉瓦の溶損が激しくなる。従っ
て、精鉱バーナー2を経由する単位時間当りの精鉱処理
量は、煉瓦の溶損が許容される程度に制限される。この
煉瓦の溶損は反応塔3の熱負荷と密接な関係があり、こ
の熱負荷が例えば35万kcal/m3h以上となると煉瓦の溶損
が著しく、好ましくは25万kcal/m3h以下が良い。
又、反応塔3の内径及び高さを大きくすれば精鉱の増加
処理は可能となるが、そうすると、反応塔3の表面積が
大となって放散熱が増加し、この熱損失を補うためにさ
らに補助燃料使用量が増加せざるを得ない。又、このよ
うな反応塔3のみの拡大は既設の自熔炉にとってはかな
りの困難が伴うものである。
(2)精鉱バーナー2での精鉱処理量を増加させようと
すると反応塔3内での精鉱密度,分布,ガス流速等が最
適反応条件から外れるために煙灰発生率が高くなる。こ
のため精鉱バーナー2を経由する精鉱の処理量は煙灰発
生の観点からも上限がある。
このような問題点を解消するものとして、従来の自熔炉
の種々の改良や操業方法の改良が提案されている。
例えば、自熔製錬炉の一種であるインコ炉では、反応用
気体として純度90〜98%の工業用酸素を使用することに
より、精鉱の着火を容易にして精鉱と酸素との反応性を
高め、炉内での精鉱処理量の増加と煙灰発生率の低下を
図っている。この炉では排ガス量も少なく煙灰発生率も
3%程度と低く、それなりに精鉱処理量の増加も図れる
ものの、炉内温度が高くなり易く、内壁煉瓦の保護の面
から精鉱処理量の増加は制限される。更に、工業用酸素
を使用して補助燃料を用いていないため、精鉱の酸化度
を調節するためには精鉱を予めばい焼したり、非自然物
を添加したりしなければならないという操業上の欠点が
ある。
又、例えば、反応塔3の側壁に送風ノズルを設け、反応
用気体として酸素富化空気を用いて酸素富化用酸素の少
なくとも大部分を反応塔頂部の精鉱バーナー2より吹込
み、反応用気体の残部を前記送風ノズルより吹き込む方
法がある。この方法は、精鉱バーナー2により形成され
るジェット流に反応用気体の残分を送風ノズルより吹き
当て、反応塔内全域に広がる乱流を形成することにより
製錬原料を反応用気体中に均一に分散させて反応用気体
の酸素利用効率をあげ、その結果、精鉱処理量の増加と
煙灰発生率の低下を図るものである。この方法は、確か
に煙灰の発生率を4%程度まで低下させることができ、
またそれなりに精鉱処理量も増加させることはできるも
のの、やはり反応塔3内の温度が高くなり易く、内壁煉
瓦の保護の面から精鉱処理量の増加は制限される。
以上のように、従来の自熔炉や操業方法の改良は、煙灰
発生率の低下を可能にするものの、炉内内壁煉瓦の保護
の面から精鉱処理量の増加は制限され、大幅な精鉱処理
量の増加を可能とするものではなかった。
更に、本考案者らは、セトラー6の天井部に、精鉱シュ
ートと下部に冷却用ジャケットを設けた酸素供給管とか
らなるセトラー天井精鉱バーナーを設けた自熔製錬炉を
提案している。これは、製錬原料等を酸素又は工業用酸
素とセトラー天井精鉱バーナー内で予め混合させてから
セトラー6内の上部空間部で反応させるものであり、こ
れにより反応塔3内の熱負荷を高くすることなく精鉱処
理量の増加を図るものである。ところが、精鉱処理量を
増加させるために、前記改良された自熔炉にこのセトラ
ー天井精鉱バーナーを適用しようとすると、精鉱処理量
は増加するもののセトラー天井精鉱バーナー自身の煙灰
発生率が約10%と高いため、自熔製錬炉全体の煙灰発生
率を大幅に増加させてしまうという問題があった。
本考案は、上記問題点に鑑み、低煙灰発生率を維持しつ
つ大幅に精鉱処理量を増加させることを可能とする自熔
製錬炉を提供することを目的としている。
〔課題を解決するための手段〕
上記課題を解決するための本考案による自熔製錬炉は、
頂部に精鉱バーナーが設けられた反応塔と、前記反応塔
の下部に一端が接続され、且つ側面にカラミ抜き口及び
カワ抜き口が設けられたセトラーと、前記セトラーの他
端に接続された廃煙道とから成る自熔製錬炉において、
前記セトラーの天井部に対し、精鉱原料を導入する管状
の精鉱シュートと、該精鉱シュートの中心を貫通して設
けられ、且つ外周囲に水冷ジャケットを備えると共に、
工業用酸素を吹き込む酸素吹き込み管を配して形成され
た補助燃料を供給する補助燃料バーナーと、該補助燃料
バーナーの下部外側に取り付けられて、精鉱シュートに
導入される精鉱原料を分散する分散コーンとで構成した
セトラーバーナーを設けたものである。又、精鉱シュー
トのまわりに、管状の酸素吹込み管を設けて成るもので
ある。更に、セトラー天井部に、前記セトラーバーナー
と、該セトラーバーナーの外側の同心円上に等間隔に位
置し且つその吹込み方向がセトラーバーナーの吹込み方
向と交差するような複数個の酸素吹込みノズルとを設け
て成るものである。
〔作用〕
従って、上記構成によれば、セトラーバーナーの補助燃
料バーナーから補助燃料が酸素と共にセトラー天井部に
吹き込まれるので、これらの反応が極めて短い時間で起
き、その結果反応塔と比べて落下距離の短いセトラー内
上部空間部においても十分な反応率が得られ、煙灰発生
率が極めて低くなる。又、分散コーンの存在により落下
した製錬原料の分散が促進されて、更に一層良い反応率
が得られる。
〔実施例〕
以下、図示した実施例に基づき上記従来例と同一の部材
には同一符号を付して本考案を詳細に説明する。
第1図は本案自熔炉の第1実施例全体の概略断面図、第
2図は第1実施例のセトラーバーナー部の断面図であ
る。即ち、セトラー6の天井部には精鉱原料を導入する
管状の精鉱シュート17と、該精鉱シュート17の中心を貫
通して設けられ且つ水冷ジャケット18を備えた補助燃料
バーナー(燃料供給管と酸素供給管とから成る)19と、
該補助燃料バーナー19の下部外側に取り付けられて精鉱
シュート17に導入される精鉱原料を分散する分散コーン
20とからなるセトラーバーナー21が設けられている。こ
のバーナー21において水冷ジャケット18を設けたのはセ
トラー天井部に設置したときに炉内の高温反応ガスや熔
体の副射熱によりバーナー本体の温度が上昇し、バーナ
ー本体と吹き込まれた酸素とが反応することを防止する
ためである。
本実施例は上述の如く構成されているから、補助燃料を
混合して成る製煉原料8は酸素富化用酸素又は酸素富化
された反応用空気9の一部と共に精鉱バーナー2から炉
の反応塔3内に吹き込まれる。反応塔3内において、補
助燃料の燃焼により昇温されたこの製錬原料8の可燃性
分である硫黄と鉄は、同様に昇温された反応用空気9と
反応し、セトラー6内に溜められる。又、反応塔3内で
発生する高温廃ガス3はセトラー6内流入する。一方、
セトラー6内に吹き込まれた補助燃料24は、共に吹き込
まれた純酸素又は工業用酸素25の一部と反応してセトラ
ーバーナー21の先端部に炎を形成する。精鉱シュート17
を介して供給された製錬原料8は分散コーン20により分
散されつつ該炎により急速に昇温され、前記純酸素又は
工業用酸素25の残部と反応し、熔解しつつ落下してセト
ラー6に溜められ、この時発生する廃ガスは前記反応塔
内で発生する高温廃ガスと共に廃煙道7を通って廃熱ボ
イラー14で冷却される。ところが、この反応は極めて短
時間に起きるので、反応塔と比べて落下距離の短いセト
ラー内上部空間部においても十分な反応率が得られ、そ
の結果、セトラー湯面上への未熔解物の堆積を防止で
き、且つ煙灰発生率を極めて低いものとすることができ
る。
従って、本実施例によれば、低煙灰発生率を維持しつつ
大幅に精鉱処理量を増加させることが可能である。
第3図は、第2実施例のセトラーバーナー部の断面図で
あって、このセトラーバーナー21は、精鉱シュート17の
まわりに管状の酸素吹込み管22が設けられている。
本実施例は上述の如く構成されているから、セトラーバ
ーナー21の使用に際しては、補助燃料24の燃焼用の酸素
25を補助燃料バーナー19より吹込み、製錬原料用の酸素
25を酸素吹込み管22より吹き込む。本実施例は、製錬原
料の処理量をより増加させた場合や低圧酸素を用いる場
合に有効である。
第4図は第3実施例のセトラーバーナー部の概略断面図
であって、このセトラーバーナー21の外側の同心円上に
等間隔に位置し且つその吹込み方向がセトラーバーナー
21の吹込み方向と交差するような複数個の酸素吹込みノ
ズル26が設けられている。本実施例は製錬原料の処理量
をより一層の増加させた場合や多量の低圧酸素の使用に
有効である。
〔考案の効果〕
上述の如く、本考案の自熔製錬炉を用いれば、セトラー
上部空間内で製錬原料を完全に反応させることができる
ため、低煙灰発生率を維持したまま精鉱処理量を増加さ
せることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案による自熔製錬炉の第1実施例全体の概
略断面図、第2図は第1実施例のセトラーバーナー部の
断面図、第3図及び第4図は夫々第2及び第3実施例の
セトラーバーナー部の断面図、第5図は従来例の概略断
面図である。 1……自熔製錬炉、2……精鉱バーナー、3……反応
塔、4……カラミ抜き口、5……カワ抜き口、6……セ
トラー、7……廃煙道、8……製錬原料、9……反応用
空気、10……カワ、11……カラミ、12……電気錬カン
炉、13……高温廃ガス、14……廃熱ボイラー、15……電
極、16……抜き口、17……精鉱シュート、18……水冷ジ
ャッケト、19……補助燃料バーナー、20……分散コー
ン、21……セトラーバーナー、22……酸素吹込み管、24
……補助燃料、25……酸素、26……酸素吹込みノズル。

Claims (3)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】頂部に精鉱バーナーが設けられた反応塔
    と、前記反応塔の下部に一端が接続され、且つ側面にカ
    ラミ抜き口及びカワ抜き口が設けられたセトラーと、前
    記セトラーの他端に接続された廃煙道とから成る自熔製
    錬炉において、前記セトラーの天井部に対し、精鉱原料
    を導入する管状の精鉱シュートと、該精鉱シュートの中
    心を貫通して設けられ、且つ外周囲に水冷ジャケットを
    備えると共に、工業用酸素を吹き込む酸素吹き込み管を
    配して形成された補助燃料を供給する補助燃料バーナー
    と、該補助燃料バーナーの下部外側に取り付けられて、
    精鉱シュートに導入される精鉱原料を分散する分散コー
    ンとで構成したセトラーバーナーを設けたことを特徴と
    する自熔製錬炉。
  2. 【請求項2】前記精鉱シュートのまわりに、管状の酸素
    吹き込み管を設けて成る実用新案登録請求の範囲第1項
    に記載の自熔製錬炉。
  3. 【請求項3】前記セトラーバーナーの外側の同心円上に
    等間隔で位置されて、その吹き込み方向がセトラーバー
    ナーの吹き込み方向と交差するような複数個の酸素吹き
    込みノズルを設けて成る実用新案登録請求の範囲第1項
    に記載の自熔製錬炉。
JP1989054828U 1989-05-12 1989-05-12 自熔製錬炉 Expired - Lifetime JPH0740513Y2 (ja)

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JPH02146152U JPH02146152U (ja) 1990-12-12
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JPS6342126Y2 (ja) * 1985-03-05 1988-11-04
JPS6256538A (ja) * 1985-09-05 1987-03-12 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 自溶製錬炉の操業方法
JPS63199829A (ja) * 1987-02-13 1988-08-18 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 自溶製錬炉の操業方法

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