JPH0754058A

JPH0754058A - 自熔炉の操業方法及びこれに用いる精鉱バーナー

Info

Publication number: JPH0754058A
Application number: JP22052993A
Authority: JP
Inventors: Nobumasa Iemori; 伸正家守; Okiyoshi Hondo; 起由本道; Masaru Takebayashi; 優竹林
Original assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date: 1993-08-13
Filing date: 1993-08-13
Publication date: 1995-02-28
Anticipated expiration: 2018-02-24
Also published as: JP3381241B2

Abstract

(57)【要約】【目的】硫化精鉱を原料とする非鉄金属製錬炉の自熔
炉において、反応塔の側壁に形成されるコーチング層の
厚さを、大幅な処理量の減少することなく、管理するこ
とができ、加えて熱効率の上昇とダスト発生率の低下す
る自熔炉の操業方法及び精鉱バーナーを提供する。【構成】反応塔の側壁に形成されるコーチング層の厚
さを管理するために、反応塔側壁の温度に応じて、反応
塔に設けられた精鉱バーナーにより形成される円錐状気
流を偏心させるか、または、精鉱シュートよりの粉状原
料の吹き込み方向を偏心させる自熔炉の操業方法及び精
鉱バーナー。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、硫化精鉱を原料とする
非鉄金属製錬炉に関し、特に当該製錬炉の一つである自
熔炉の操業方法及びこれに用いる精鉱バーナーに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】硫化精鉱を原料とする非鉄金属製錬炉の
一つに自熔炉がある。この自熔炉は、その頂部に精鉱バ
ーナーを有する反応塔と、反応塔の下部に一端が接続さ
れ、かつ側面にカラミ抜き口とカワ抜き口とが設けられ
たセトラーと、セトラーの他端に接続された廃煙道とか
ら基本的に構成される製練炉である。

【０００３】この自熔炉の操業について図１を参照して
説明する。まず、硫化精鉱、フラックス、補助燃料など
の製錬原料は予熱された反応用気体と共に精鉱バーナー
７から反応塔１内に吹き込まれる。反応塔１内におい
て、この製錬原料の可燃成分であるイオウと鉄とは高温
の反応用気体と反応し、セトラー４１内に溜められる。
セトラー４１内では熔体４２は比重差によりＣｕ₂ Ｓと
ＦｅＳの混合物であるカワと２ＦｅＯ・ＳｉＯ₂ を主成
分とするカラミに分けられる。カラミはカラミ抜き口４
６から排出され、電気錬かん炉に導入される。一方、カ
ワはカワ抜き口（図示せず）から次の工程である転炉の
要求に応じて抜き出される。また、反応塔１内に発生す
る高温の廃ガスはアップテーク４４から廃煙道（図示せ
ず）を通って廃熱ボイラーで冷却される。

【０００４】このような自熔炉４０においては、製錬原
料が反応塔１内を落下する間に反応が完結することが必
要であり、完結しない場合には未反応物の一部は廃ガス
と共に廃熱ボイラーへ持ち去られて煙灰となり、他の一
部は反応塔１の下の熔体表面上に落下し、未燃物として
浮遊し、いわゆるヒープを形成する。

【０００５】ところで、精鉱バーナー７より反応塔１内
に吹き込まれた製錬原料や反応用気体は、該反応塔１内
で円錐状の高温度の気流２１を形成し、反応するが、該
気流２１の温度はもっとも反応が活発ないわゆるフォー
カスとよばれる位置で１３５０℃にも達し、周辺部です
ら１３００℃に達する。このような気流の中心線が鉛直
線よりずれると、反応塔側壁２に形成されて、反応塔側
壁煉瓦の保護の役目を果たしているコーチング層１６に
気流２１が触れ、これを溶解し、ひいては側壁２の煉瓦
を熔損し、はなはだしい場合には炉の破壊を招く。加え
て、該気流２１が直接煉瓦に触れると、気流２１中の銅
やイオウや鉄等の成分が煉瓦中に拡散侵入し、煉瓦が変
質する。この煉瓦の変質部分は他の部分と熱膨張率が異
なるため、操業を停止して炉内点検する際など、反応塔
側壁温度に変化を来す場合に剥離し、セトラー４１内の
熔体表面上に落下し、浮遊し、カラミ抜き口４６を閉塞
するといった事態を生ずる。

【０００６】このような事態を防止する一つの方策とし
て側壁煉瓦内部に銅製の水冷ジャケットを設け、側壁２
の煉瓦とコーチング層１６とを強制冷却することが行わ
れている。しかしながら、この方法でも気流２１中の熔
体粒子が直接コーチング層１６に当たるとコーチング層
１６で製錬反応が生じ、コーチング層１６は速やかに消
失し、側壁２の煉瓦が侵食されるばかりか、水冷ジャケ
ット自体が熔損し水漏れを生じ、水蒸気爆発などの二次
的なトラブルを発生させる。

【０００７】また、別の方策の一つとして頂部に複数個
の精鉱バーナー７を設け、反応塔１の中心軸線より各精
鉱バーナー７の中心軸線に引いた水平線が側壁２と交差
する位置に温度計を設置し、該温度計の指示値より側壁
内面のコーチング層１６の厚さを推定し、コーチング層
１６が薄くなった側の精鉱バーナー７の、例えば精鉱や
フラックスの吹き込み量を増加し、例えば反応用空気量
を減少し、またあるいは重油量を減少して該精鉱バーナ
ー７での発熱量を減少し、前記コーチング層１６の厚み
を増加させることも行われている。しかし、この方法で
は、十分な効果を得るためには大幅な処理量の減少を覚
悟しなければならず、かつこのような場合、個々の精鉱
バーナー７の熱バランスを無視せざるを得ないため、往
々にしてヒープが発生する。

【０００８】また、別の方法の一つとして反応塔側壁２
の煉瓦の保護を重視し、反応塔１の直径を精鉱バーナー
７が形成する円錐状気流２１の反応塔出口位置での直径
よりかなり過剰に大きくして側壁内面に生成するコーチ
ング層１６を積極的に厚くするという方法も考えられ
る。しかし、この方法は熱効率が悪化するばかりか、コ
ーチング層１６が厚くなりすぎてコーチング層１６の表
面に無視できない凹凸部が生じ、その凹凸部の近傍を気
流が通過すると、精鉱と気流２１との混合状態が変化し
て精鉱の燃焼性が悪化したり、反応塔内で局部的な圧力
の変動が生じ、炉内の廃ガスが点検孔より炉外に吹き出
すという事態が発生する。さらにコーチング層１６があ
まり厚くなると、コーチング層１６自身の重さを側壁煉
瓦が支えきれず、煉瓦の一部を伴ってコーチング層１６
が側壁２より剥離落下するという問題を生ずる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】通常、適正なコーチン
グ層を得ることができ、かつ精鉱バーナーにより形成さ
れる気流をバーナー中心軸線を中心として円錐状とし、
該気流が直接コーチング層に触れないようにし、かつ適
切な熱効率が得られるように反応塔や精鉱バーナーの諸
元を決定し、かつ精鉱バーナーの位置決めを行うのが自
熔炉の操業開始時の常である。しかしながら、操業の継
続と共に精鉱バーナーの最下部に相当する反応塔天井部
に設けられたバーナーコーンの最下部（精鉱バーナー側
からみた場合には最先端部となる）に付着物が形成され
て肥大化し（アクリエーション）、前記気流の円錐状態
が崩され、気流が側壁のコーチング層に直接触れ、コー
チング層を熔損し、前記諸問題点を引き起こすことにな
る。

【００１０】以上述べたように、安定した自熔炉の長期
連続操業を可能とするためには、側壁に形成されるコー
チング層の厚さを適正に維持することが重要であり、こ
れを達成する方法の開発が求められていた。しかしなが
ら、前記したように未だ有効な方法は提案されていな
い。

【００１１】本発明は上記状況に鑑みなされたものであ
り、前記円錐状気流の中心軸が鉛直状態より振れること
による反応塔側壁のコーチング層の破壊を防止し、大幅
な処理量の減少をすることなく、長期間の連続操業を可
能とする操業方法とそれに用いる装置の提供を目的とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の方法は、ウインドボックスと精鉱シュートを有する
少なくとも１つの精鉱バーナーを反応塔の頂部に備えた
自熔炉の操業方法において、ウインドボックスより少な
くとも反応用気体の大部分を反応塔内に吹き込み、残部
の反応用気体と硫化精鉱、フラックス、煙灰等の粉状原
料を精鉱シュートより反応塔内に吹き込んで自熔炉を操
業し、反応塔の側壁の温度を、該側壁に設けられた温度
計の指示値が管理範囲の限界を越えた場合に、精鉱バー
ナーにより形成される円錐状気流を偏心させること及び
／または精鉱シュートよりの粉状原料の吹き込み方向を
偏心させることにより、当該温度計の指示値を管理範囲
内に復帰させることからなる。

【００１３】また、これを実現するために、自熔炉の反
応塔の側壁の全周にわたり等間隔で設けられた温度計の
指示値に従い、精鉱バーナーの吹き込み方法を調整する
ものであり、温度計の指示値が管理上限値を越えた場合
には、精鉱バーナーの吹き込み方向を反応塔側壁におい
て当該温度計の取り付け位置の方向に傾けたり、精鉱バ
ーナーにより形成される円錐状気流から粉状原料の流れ
がわずかに逸脱するように粉状原料の吹き込み方向を変
えたり、あるいは相隣接するバーナーによる円錐状気流
の交差領域の高さを下降させたりし、温度計の指示値が
管理下限値を下回った場合には、精鉱バーナーの吹き込
み方向を反応塔側壁において当該温度計の取り付け位置
から反応塔の中心方向に傾けたり、相隣接する精鉱バー
ナーにより円錐状気流の交差領域に向けて粉状原料の吹
き込み方向を傾けたり、前記交差領域の高さを上昇させ
るように円錐状気流の方向を変更したりする。

【００１４】さらに、円錐状気流や粉状原料の吹き込み
方向を傾けるには、精鉱バーナーのウインドボックス内
と精鉱シュート内に抵抗体を設け、あるいは垂設された
精鉱シュート自体をウインドボックスの中心軸線より偏
心させ、あるいは精鉱シュートの吹き込み方向を変更さ
せる。なお、この偏心の量は、わずかであっても所定の
効果が得られる。

【００１５】さらに、上記課題を解決する本発明は、前
記方法の発明の目的達成のために使用する精鉱バーナー
であり、下方にベンチュリー状の絞り部が設けられたウ
インドボックスと、該ウインドボックスの絞り部を貫通
し、先端が前記絞り部よりやや下方に突出するように垂
設された管状の精鉱シュートと、該精鉱シュートの中心
を貫通し、その先端が精鉱シュートの先端と同じ位置、
あるいは下方となるように設けられた補助燃料バーナー
と、補助燃料バーナーの先端部に設けられた分散コーン
と精鉱シュートの先端における外周部に設けられた風速
調整コーンとから基本的に構成される精鉱バーナーにお
いて、精鉱シュートとウインドボックスをたわみ継ぎ手
（自由継ぎ手ともいう）を介してフランジ止めとし、精
鉱シュートとたわみ継ぎ手の間、及びたわみ継ぎ手とウ
インドボックスの間のフランジを貫通するボルトをナッ
トにより固定可能とし、かつ締め付け程度で精鉱シュー
トを傾けるようにした精鉱バーナーである。

【００１６】この精鉱バーナーを前記自熔炉の操業方法
に使用することが好ましい。

【００１７】

【作用】本発明は、溶融粒子がコーチング層と衝突する
と、溶融粒子とコーチング層との間で製錬反応が進行し
てコーチング層は溶解するが、固体粒子がコーチング層
に衝突すれば、コーチング層の厚さは増加することを利
用し、以下のようなメカニズムにより溶融粒子・固体粒
子の量を制御して、コーチング層の厚さを調節する。

【００１８】精鉱バーナーによる円錐状の気流中の外周
よりの部分（外周部分という）に存在する粒子には反応
生成物である溶融粒子が多く、中心よりの部分（中心部
分）には未反応の、あるいは反応度の低い固体粒子が多
い。なお、実際には、中心部分は比較的細いが、その分
布範囲は粉状原料等の調整で変えられる。

【００１９】しかし、円錐状の気流や粉体の供給方向
が、わずかでも傾くと、前述のような分布が変化し、例
えば粉体の供給方向が傾いて円錐状気流からわずかでも
はみ出るようになると、そのところで反応度の低い固体
粒子が増大する。

【００２０】さらに、相隣接する精鉱バーナーは、気流
の相互関係によって溶融粒子と固体粒子の存在形態が異
なってくる。すなわち、相隣接する円錐状の気流が鉛直
方向に一定な場合、供給された固体粒子が隣接（交差）
領域に多く集まれば、溶融粒子の発生が多くなり、逆に
隣接領域から離れると、反応度の低い固体粒子が多くな
る。

【００２１】また、供給される固体粒子の流れを鉛直方
向に一定にして、気流の角度を変えた場合、相隣接する
気流が近寄る方向に傾くと、高い位置で気流が交差し、
隣接領域（交差領域）での反応がそれだけ活発になる。
その結果、溶融粒子が多く発生する。逆に、前記気流が
互いに離れる方向に傾くと、気流の交差位置が低くな
り、隣接（交差領域）での反応がそれだけ弱くなる。そ
の結果、溶融粒子の発生が少なくなる。

【００２２】本発明の方法の実施においては、具体的に
は自熔炉の反応塔側壁に設けられた温度計の指示値を管
理指標として用い、該指示値が管理限界を越えた場合に
必要な処置を採る。例えば、管理上限値を越えた場合に
は、コーチング層は薄くなりすぎているため、前記円錐
状気流中の固体粒子がコーチング層に直接衝突するよう
に精鉱バーナーの吹き込み方向、すなわち円錐状気流や
粉状原料の吹き込み方向を調節し、例えば管理下限値を
下回る場合には、コーチング層が厚くなりすぎているた
め、前記円錐状気流中の溶融粒子をコーチング層に直接
衝突するように精鉱バーナーの吹き込み方向を調節す
る。

【００２３】管理温度を何度にするか、側壁に設置すべ
き温度計の数と位置とをどうするかは用いる精鉱バーナ
ーの数や反応塔の大きさ、構造、そして煉瓦材質などの
諸元により大きく異なる。そして、煉瓦温度とコーチン
グ層の状況との定量関係は側壁に設置された温度計の数
や煉瓦の材質により異なる。このため、個々の反応塔の
構造や諸元、用いる精鉱バーナーの数などと操業条件と
を考慮し、側壁に設置すべき温度計の数や位置、そして
管理温度を決定することが望まれる。なお、図２、図３
に示すように通常自熔炉の反応塔側壁には縦断面円周の
４〜８等分位置（方位）に、１等分位置（方位）当たり
鉛直方向に３〜６段の割合で合計１２〜４８本程度の温
度計を埋設している。

【００２４】前記円錐状気流や粉状原料の吹き込み方向
を偏位させる方法として、ウインドボックス内部あるい
は精鉱シュートの内部に抵抗体を設ける方法と、精鉱シ
ュート自身を偏位させ、吹き込み方向を変更する方法が
ある。これらにより、反応塔中の反応度、すなわち溶融
粒子や未反応固体粒子の量を変える手法について、図６
〜図９を用いて説明する。

【００２５】図６（ａ）〜図９（ａ）はいずれも精鉱バ
ーナー７により形成される円錐状気流２１と固体粒子と
溶融粒子との関係を示したものであり、図６（ｂ）〜図
９（ｂ）は図６（ａ）〜図９（ａ）のｂ−ｂ断面図であ
る。

【００２６】図６は精鉱バーナーとして最も理想的な状
態を示したものであり、操業開始時の状態に対応してい
る。精鉱シュート１７とバーナーコーン１８は同心円上
に配され、中心軸線Ｙは鉛直になっている。図示のよう
に反応度の低い固体粒子で占められる中心部分が気流の
中央に細く分布し、その周囲に溶融粒子が分布する。

【００２７】図６より明らかなように未反応の固体粒子
１９、溶融粒子２０、そして反応用気体と燃焼ガスとで
形成される円錐状気流２１とは同心円上に、内側よりこ
の順で分布している。

【００２８】図７は精鉱シュート１７の位置をそのまま
とし、精鉱シュート１７内に向かって左側に抵抗体をい
れ、製錬原料の吹き出し方向を向かって左側に偏心させ
た状態を示している。前記円錐状気流２１の位置は図６
と同じであるが、粒子全体の分布は左側にずれ、左側に
気流２１から外れた結果、そこに固体粒子が分布するこ
とになる。このため、仮に左側に反応塔側壁２があった
場合、該側壁２のコーチング層１６は厚くなり、右側に
反応塔側壁２があった場合、固体粒子が少なくなる結
果、該側壁２のコーチング層１６は薄くなる。

【００２９】図８は精鉱シュート１７の位置をそのまま
とし、ウインドボックス２５内部の向かって左側に抵抗
体を入れて反応用空気の吹き出し方向を左に偏心させた
場合を示している。粒子全体の分布位置は図６と同じで
あるが、前記円錐状気流２１が左にずれるため、右側に
他の精鉱バーナーがある場合には、右側の精鉱バーナー
の円錐状気流２１と当該バーナーの円錐状気流２１とが
衝突（合流）する位置Ｘ（図３参照）が下方に低下す
る。その結果、当該バーナーの左に側壁２がある場合、
該側壁２のコーチング層１６は厚くなる傾向を示す。反
対に、当該の精鉱バーナー７の左側に他の精鉱バーナー
７が存在している場合には、各精鉱バーナー７による気
流２１同士が衝突（合流）する位置Ｘは上昇する。その
結果、当該精鉱バーナー７の右に側壁２がある場合、気
流２１の衝突により跳ね飛ばされた溶融粒子がコーチン
グ層１６に衝突し易くなりコーチング層１６は薄くな
る。

【００３０】図９は精鉱シュート１７の出口の位置は図
６のままとし、精鉱シュート１７の上端を向かって右に
移動させ、精鉱シュート１７の吹き出し方向を鉛直方向
から左斜め方向に変化させたものである。この結果、円
錐状気流２１も粒子全体の分布も左にずれることになる
が、粒子全体の分布のずれが大きい。この場合、粒子も
空気も左方へずれた点で、図７と図８とを重ね合わせた
状態となり、図７と図８との効果が一緒に得られるた
め、短時間でコーチング量の調整が可能となる。

【００３１】

【実施例】次に本発明の実施例に図１〜図５を用いて説
明する。なお、各図の同一の部品、物品は、同一の番号
を使用した。

【００３２】図１は、本発明の実施例に係る精鉱バーナ
ーを自熔炉の反応塔頂部に取り付けた中央縦断面図であ
る。

【００３３】図２は、精鉱バーナーの取付位置と側壁温
度計の取付位置を示す反応塔の細部概略平面図である。

【００３４】図３は、反応塔と精鉱バーナーの縦断面図
であって、反応塔内の円錐状気流の状態を示す図であ
る。

【００３５】図２、図３に示した反応塔１は、側壁２の
内径６．０ｍ、反応塔１の天井部４内面６ｂより反応塔
１の下端５までの高さが６．５ｍである。

【００３６】反応塔頂部６ａに、４基の精鉱バーナー７
を等間隔に設け、精鉱バーナー７の中心軸線８が反応塔
側壁２の内面より反応塔中心軸線１０方向に１．６ｍ離
れた位置になるように取り付ける（図２）。

【００３７】反応塔１の側壁２の煉瓦としてマグネシア
クロム系のセミリボンド煉瓦を用い、反応塔１の下半分
の位置の側壁２に７段の水冷ジャケット３を設けた。

【００３８】図２において、反応塔１の中心軸線１０と
各４基の精鉱バーナー７（Ｎｏ．１〜４）の中心軸線と
を結ぶ線と側壁２との各４つの交点１１と、各交点の同
一円周上４つの中間点１２とを８方位（Ａ〜Ｈ）とし、
各方位毎に図３に示すごとく、反応塔天井部４と最上段
の水冷ジャケット３との中間と、各水冷ジャケット３の
中間とに、上より５段、合計６段（〜）、総計４８
本の温度計１３を、温度計の検出端１４を側壁煉瓦の外
表面に位置するように設けた。

【００３９】該反応塔１を図１に示すごとく、自熔炉４
０のセトラー４１に取付けた。自熔炉４０は、反応塔
１、セトラー４１、アップテーク４４及び精鉱バーナー
７にて構成されている。なお、セトラー４１の底部には
熔体４２が形成されている。

【００４０】次に精鉱バーナー７について説明する。図
４は本発明の精鉱バーナーの１例を示した中央断面図で
ある。精鉱バーナー７は、ウインドボックス２５と、精
鉱シュート１７と、補助燃料バーナー２９と、分散コー
ン３０と、風速調整コーン３２と、たわみ継ぎ手３５と
からなっている。

【００４１】ウインドボックス２５は、下方にベンチュ
リー状の絞り部２２が設けられ、上部にフランジ２３付
きノズル２４が設けられている。精鉱シュート１７は管
状であって、その上方にフランジ２６が設けられ、その
先端２７が前記絞り部２２よりやや下方に突出するよう
に垂設されている。

【００４２】補助燃料バーナー２９は、該精鉱シュート
１７の中心を貫通し、その先端２８が精鉱シュート１７
の先端２７と同じ位置、あるいは下方となるように設け
られ、分散コーン３０は、補助燃料バーナー２９の先端
部に設けられている。

【００４３】風速調整コーン３２は、前記精鉱シュート
１７のフランジ２６に取り付けられた吊りロッド３１の
最下端に取り付けられ、吊りロッド３１によりコーン３
２は精鉱シュート１７の先端近傍でその外周部に上下可
動であり、これによりウインドボックス２５からの気流
の方向を変更できる。

【００４４】たわみ継ぎ手（自由継ぎ手ともいう）３５
は、その上下両側に、ベローズのような形で、精鉱シュ
ート１７とウインドボックス２５とを結合するフランジ
３３、３４を有する。精鉱シュート１７とウインドボッ
クス２５は、たわみ継ぎ手３５に対し、精鉱シュート１
７のフランジ２６とたわみ継ぎ手３５のフランジ３３の
間、そしてたわみ継ぎ手３５のフランジ３４とウインド
ボックス２５のフランジ２３との間を貫通するボルト３
６とナット３７とを用いて固定されている。本発明の精
鉱バーナーは、たわみ継ぎ手３５を介して精鉱シュート
１７とウインドボックス２５とを結合しているため、精
鉱シュート１７の吹き込み位置の変更や吹き込み方向の
変更は極めて容易に行うことができる。

【００４５】図５は、図４の精鉱バーナーのボルト３６
及びナット３７の取付状態を示す平面図である。前述の
ように上下のフランジ間を貫通するボルト３６に対する
ナット３７の締め付け具合により、たわみ継ぎ手のベロ
ーズ部分を伸縮して、精鉱シュート１７の傾斜や垂直度
を変更調整できる。

【００４６】以上説明した精鉱バーナーを使用して、自
熔炉を操業すると、各精鉱バーナー７より吹き込まれた
原料や反応用気体が、それぞれ頂角２５度とする円錐系
の気流２１を形成するように操業し、３３℃の冷却水を
ジャケットに３．８ｍ³ ／分の割合で流入しつつ操業す
る場合には、通常側壁温度が８０〜１００℃の範囲内で
あればコーチング層１６の厚さは良好と判断され、１５
０℃を越える場合にはコーチング層１６は薄くなり、２
００℃以上ではコーチング層１６は消失し、煉瓦が剥離
している部分も見受けられる。逆に８０℃を下回ると、
コーチング層１６は厚くなりすぎ、５０℃を下回るとコ
ーチング層１６の一部が剥離落下する。

【００４７】よって、このような場合の管理条件は、１
５０℃を上限警戒値とし、２００℃を管理上限値とし、
８０℃を下限警戒値とし、５０℃を管理下限値とする。
そしてこの管理条件に従いコーチング層１６の厚さを調
整すべく精鉱バーナーの円錐状気流や精鉱シュートから
の粉状原料の吹き込み方向を偏位にさせる。すなわち、
例えば、ある方位（側壁の等分位置）に取付けた温度計
の指示値が２００℃を越えた場合には、当該温度計に近
い精鉱シュートからの粉状原料の吹き込み方向を当該温
度計取付方向に偏位させ、粉状原料から反応不十分の固
体粒子が直接コーチング層に衝突するようにし、コーチ
ング層を成長させる。また、ある方位に取付た温度計の
指示値が５０℃を下回ったときには、精鉱バーナーの吹
き込み方向を反応塔の中心軸方向に偏位させ、反応を活
発にし、円錐状気流中の溶融粒子が直接コーチング層に
衝突するようにし、コーチング層を溶解除去する。

【００４８】そこで、図４に示した精鉱バーナーの４基
を図２、３に示したように配置した反応塔１を用い、精
鉱を８０ｔ／Ｈの割合で精鉱シュート７より炉内に装入
し、ウインドボックス２５より反応用気体として空気を
３１０００Ｎｍ³ ／Ｈの割合かつ吹込速度２３０ｍ／ｓ
ｅｃで炉内に吹き込んだ。精鉱バーナーの吹き込み状態
は図６に示したようになっており、各バーナーの円錐状
気流２１の頂角は２５度であった。

【００４９】操業開始１０日後に全温度計の平均温度は
１７０℃となっており、特に図２における方位ＦとＨの
、段目の温度は２２０℃となった。そこで精鉱バー
ナー７のたわみ継ぎ手３５のボルトナットの位置と間隔
とを調整し、各精鉱バーナー７の精鉱シュート１７の吹
き込み方向を垂直方向から、Ｎｏ．１は方位Ｂに角度を
約１秒、Ｎｏ．２は方位Ｄに角度を約１秒、Ｎｏ．３は
方位Ｆに角度を約２秒、Ｎｏ．４は方位Ｈに角度を約２
秒変更した（図２、３参照）。その結果、２日後には全
温度計の平均温度は８２℃となり、最高温度も１５０℃
まで低下した。さらに処置前に冷却ジャケットにより除
去されていた１２９０Ｍｃａｌ／Ｈの熱量も、処置後に
は５６０Ｍｃａｌ／Ｈに低下し、熱効率が改善されたこ
とがわかった。また、未反応の固体粒子が反応塔側壁２
に付着することにより煙灰発生率も４．９％から４．０
％に低下した。

【００５０】この状態で７日間操業を継続したところ方
位Ｄの、、、段目の温度計の指示値が５０℃を下
回り、目視点検でもコーチング層１６の厚さが異常とな
っていたので、Ｎｏ．２の精鉱バーナー７の精鉱シュー
ト１７の吹き込み方向を反応塔１の中心方向に角度を約
２秒変更した。その結果以後の４日間は方位Ｄの、
、段目の温度計の指示値は９０℃前後となってい
た。その後方位Ｄの、、段目の温度計の指示値が
上昇傾向を示したため、Ｎｏ．２の精鉱バーナーの精鉱
シュートの吹き込み方向を角度で約１秒方位Ｄの方向に
変更した。以後３カ月に渡る連続操業期間の間、側壁温
度はいずれも７０から９０℃になっていた。

【００５１】

【発明の効果】本発明の精鉱バーナーを用い、本発明の
操業方法に従えば、ボルト・ナットの調整だけで容易に
側壁に構成されたコーチングの厚さが管理でき、加えて
熱効率の上昇とダストの発生率も低下した。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例にかかる精鉱バーナーを自熔炉
の反応塔頂部に取り付けた中央縦断面図である。

【図２】反応塔の平面図であって、反応塔天井部に設け
た４基の精鉱バーナーと温度計の配置を示す。

【図３】反応塔と精鉱バーナーの縦断面図詳細図であっ
て、温度計の配置と精鉱バーナーにより形成される円錐
状気流の状態を示した図である。

【図４】本発明の実施例に係る精鉱バーナーの中央縦断
面図である。

【図５】図４の精鉱バーナーの平面図である。

【図６】（ａ）は、精鉱バーナーにより形成される円錐
状気流と固体粒子と溶融粒子との関係を示した中央縦断
面図であり、（ｂ）は、（ａ）のｂ−ｂ断面図である。

【図７】（ａ）は、精鉱バーナーにより形成される円錐
状気流と固体粒子と溶融粒子との関係を示した中央縦断
面図であり、（ｂ）は、（ａ）のｂ−ｂ断面図である。

【図８】（ａ）は、精鉱バーナーにより形成される円錐
状気流と固体粒子と溶融粒子との関係を示した中央縦断
面図であり、（ｂ）は、（ａ）のｂ−ｂ断面図である。

【図９】（ａ）は、精鉱バーナーにより形成される円錐
状気流と固体粒子と溶融粒子との関係を示した中央縦断
面図であり、（ｂ）は、（ａ）のｂ−ｂ断面図である。

【符号の説明】

１反応塔２側壁３水冷ジャケット４天井部５反応塔下端６反応塔頂部７精鉱バーナー９反応塔内壁１０反応塔中心軸１１反応塔中心と各精鉱バーナーを結ぶ半径の側壁と
の交点１２前記交点の中間点１３温度計１４検出端１６コーチング層１７精鉱シュート１８バーナーコーン１９固体粒子２０溶融粒子２１円錐状気流２２ウインドボックス絞り部２３ノズルのフランジ２４ウインドボックスのノズル２５ウインドボックス２６精鉱シュートのフランジ２７精鉱バーナー先端２８補助燃料バーナー先端２９補助燃料バーナー３０分散コーン３１吊りロッド３２風速調整コーン３３、３４たわみ継ぎ手のフランジ３５たわみ継ぎ手３６ボルト３７ナット４０自熔炉４１セトラー４２熔体４３セトラー空間４４アップテーク４６カラミ抜き口

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ウインドボックスと精鉱シュートを有す
る少なくとも１つの精鉱バーナーを反応塔の頂部に備え
た自熔炉を用い、ウインドボックスより少なくとも反応
用気体の大部分を反応塔内に吹き込み、残部の反応用気
体と硫化精鉱、フラックス、煙灰等の粉状原料を精鉱シ
ュートより反応塔内に吹き込む自熔炉の操業方法におい
て、反応塔の側壁の温度を、該側壁に設けられた温度計
の指示値が管理範囲の限界を越えた場合に、精鉱バーナ
ーにより形成される円錐状気流を偏心させること及び／
または精鉱シュートよりの粉状原料の吹き込み方向を偏
心させることにより、当該温度計の指示値を管理範囲内
に復帰させることを特徴とする自熔炉の操業方法。
【請求項２】円錐状気流を偏心させること及び／また
は精鉱シュートよりの粉状原料の吹き込み方向を偏心さ
せることが、反応塔の側壁に設けられた特定の温度計の
指示値が管理上限値を越えた場合には、当該温度計が設
けられた側の側壁に、円錐気流中の未反応固体粒子が吹
き当たるようにし、前記温度計の指示値が管理下限値を
下回った場合には、当該温度計が設けられた側の側壁
に、円錐気流中の溶融粒子が吹き当たるように行われる
ことを特徴とする請求項１に記載の自熔炉の操業方法。
【請求項３】反応塔内の円錐状気流を偏心させる方法
が、ウインドボックス内部に抵抗体を設けることである
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の自熔
炉の操業方法。
【請求項４】精鉱シュートより反応塔への粉状原料の
吹き込み方向を偏心させる方法が、精鉱シュート内部に
抵抗体を設けることであることを特徴とする請求項１〜
３の内の何れかの請求項に記載の自熔炉の操業方法。
【請求項５】精鉱シュートより反応塔への粉状原料の
吹き込み方向を偏心させる方法が、精鉱シュート自体を
鉛直方向から傾けることであることを特徴とする請求項
１〜３の内の何れかの請求項に記載の自熔炉の操業方
法。
【請求項６】円錐状気流を偏心させること及び／また
は精鉱シュートよりの粉状原料の吹き込み方向を偏心さ
せることが、精鉱バーナーにより形成される円錐状気流
と、精鉱シュートよりの粉状原料の吹き込み方向の相対
関係を一定にして行われることを特徴とする請求項１に
記載の自熔炉の操業方法。
【請求項７】円錐状気流を偏心させること及び／また
は精鉱シュートよりの粉状原料の吹き込み方向を偏心さ
せることが、精鉱バーナーにより形成される円錐状気流
と、精鉱シュートよりの粉状原料の吹き込み方向の相対
関係を変えて行われることを特徴とする請求項１に記載
の自熔炉の操業方法。
【請求項８】精鉱バーナーにより形成される円錐上記
流を一定に保ち、反応塔の側壁に設けられた特定の温度
計の指示値が管理下限値を下回った場合は、前記温度計
から遠ざかる方向に前記の粉状原料の吹き込み方向を傾
け、また前記温度計の指示値が管理上限値を上回った場
合には、前記温度計に近づく方向に前記粉状原料の吹き
込み方向を傾ける請求項７に記載の自熔炉の操業方法。
【請求項９】反応塔内の円錐状気流を偏心させる方法
が、ウインドボックス内部に抵抗体を設けることである
ことを特徴とする請求項６または請求項８に記載の自熔
炉の操業方法。
【請求項１０】反応塔内の円錐状気流を偏心させる方
法が、精鉱シュート自体を鉛直方向から傾けることであ
ることを特徴とする請求項６または請求項８に記載の自
熔炉の操業方法。
【請求項１１】精鉱シュートより反応塔への粉状原料
の吹き込み方向を偏心させる方法が、精鉱シュート内部
に抵抗体を設けることであることを特徴とする請求項６
〜１０の内の何れかの請求項に記載の自熔炉の操業方
法。
【請求項１２】精鉱シュートより反応塔への粉状原料
の吹き込み方向を偏心させる方法が、精鉱シュート自体
を鉛直方向から傾けることであることを特徴とする請求
項６〜１０の内の何れかの請求項に記載の自熔炉の操業
方法。
【請求項１３】複数の精鉱バーナーを使用し、反応塔
の側壁に設けられた特定の温度計の指示値が管理下限値
を下回った場合は、前記温度計に近い精鉱バーナー及び
これに隣接する精鉱バーナーにより形成される円錐状気
流の交差領域に、少なくとも前記温度計に近い精鉱バー
ナーからの粉状原料の吹き込み方向を近づけるように偏
心させることにより、精鉱バーナーの反応を促進する請
求項１に記載の自熔炉の操業方法。
【請求項１４】複数の精鉱バーナーを使用し、反応塔
の側壁に設けられた特定の温度計の指示値が管理上限値
を上回った場合は、前記温度計に近い精鉱バーナー及び
これに隣接する精鉱バーナーにより形成される円錐状気
流の交差領域から、少なくとも前記温度計に近い精鉱バ
ーナーからの粉状原料の吹き込み方向を離すように偏心
させることにより、精鉱バーナーの反応を弱める請求項
１に記載の自熔炉の操業方法。
【請求項１５】複数の精鉱バーナーを使用し、反応塔
の側壁に設けられた特定の温度計の指示値が管理下限値
を下回った場合は、前記温度計に近い精鉱バーナー及び
これに隣接する精鉱バーナーにより形成される円錐状気
流の交差領域の高さを上昇させるように前記精鉱バーナ
ーの少なくとも一方の円錐状気流を偏心させる請求項１
に記載の自熔炉の操業方法。
【請求項１６】交差領域内に向けて精鉱シュートより
の粉状原料の吹き込み方向を偏心させることを特徴とす
る請求項１５に記載の自熔炉の操業方法。
【請求項１７】複数の精鉱バーナーを使用し、反応塔
の側壁に設けられた特定の温度計の指示値が管理上限値
を上回った場合は、前記温度計に近い精鉱バーナー及び
これに隣接する精鉱バーナーにより形成される円錐状気
流の交差領域の高さを下降させるように前記精鉱バーナ
ーの少なくとも一方の円錐状気流を偏心させる請求項１
に記載の自熔炉の操業方法。
【請求項１８】自熔炉の反応塔頂部に設けた精鉱バー
ナーであって、下方にベンチュリー状の絞り部が設けら
れたウインドボックスと、前記ウインドボックスの絞り
部を貫通し、先端が前記絞り部よりやや下方に突出する
ように垂設された管状の精鉱シュートと、該精鉱シュー
トの中心を貫通し、先端が精鉱シュートの先端と同じ位
置、あるいは下方となるように設けられた補助燃料バー
ナーと、補助燃料バーナーの先端部に設けられた分散コ
ーンと、精鉱シュートの先端における外周部に設けられ
た風速調整コーンとから基本的に構成され、精鉱シュー
トとウインドボックスとをたわみ継ぎ手を介して結合し
たことを特徴とする精鉱バーナー。
【請求項１９】精鉱シュートとウインドボックスとの
結合が、精鉱シュートとウインドボックスとたわみ継ぎ
手とにフランジを設け、精鉱シュートのフランジと、こ
れと相対するたわみ継ぎ手の一方のフランジとを、ま
た、たわみ継ぎ手の他方のフランジと、これと相対する
ウインドボックスのフランジとをボルトナットにより締
結して行うものである請求項１８に記載の精鉱バーナ
ー。
【請求項２０】請求項１に記載の自熔炉の操業方法に
おいて、反応塔頂部に設けられた精鉱バーナーが請求項
１８に記載の精鉱バーナーであることを特徴とする自熔
炉の操業方法。