JPH093561A - 自熔炉用精鉱バーナーおよびこれを用いた操業方法 - Google Patents
自熔炉用精鉱バーナーおよびこれを用いた操業方法Info
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- JPH093561A JPH093561A JP15146495A JP15146495A JPH093561A JP H093561 A JPH093561 A JP H093561A JP 15146495 A JP15146495 A JP 15146495A JP 15146495 A JP15146495 A JP 15146495A JP H093561 A JPH093561 A JP H093561A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】気体の噴出孔の真下の分散コーン斜面上に溝が
形成されない様にして、分散コーンの寿命を延長させう
る精鉱バーナー。 【構成】気体噴出孔の下端と分散コーンの上端との距離
（気体噴出孔の取り付け位置）Ｉ（ｍｍ）、分散コーン
の斜面長さＬ（ｍｍ）、気体噴出孔の中心軸が重油バー
ナーの中心軸となす角度（気体噴出孔の傾斜角度）をα
（度）とし、αの最小角をα0とし、分散コーンの斜面
の傾斜角度をβ（度）とする時、Ｉが、０≦５０であ
り、α0が で求まり、αが、α0≦α≦９０となる。以上を満足す
るように気体噴出口が設けられ、バーナー本体に垂設さ
れる重油バーナーまたは重油バーナーを内包するように
配設された酸素吹き込み管の外側に密着して設けられた
分散コーンの表面を気体で覆う事ができる様に、重油バ
ーナの外筒または酸素吹き込み管に気体噴出孔を有する
自熔炉用精鉱バーナー。
形成されない様にして、分散コーンの寿命を延長させう
る精鉱バーナー。 【構成】気体噴出孔の下端と分散コーンの上端との距離
（気体噴出孔の取り付け位置）Ｉ（ｍｍ）、分散コーン
の斜面長さＬ（ｍｍ）、気体噴出孔の中心軸が重油バー
ナーの中心軸となす角度（気体噴出孔の傾斜角度）をα
（度）とし、αの最小角をα0とし、分散コーンの斜面
の傾斜角度をβ（度）とする時、Ｉが、０≦５０であ
り、α0が で求まり、αが、α0≦α≦９０となる。以上を満足す
るように気体噴出口が設けられ、バーナー本体に垂設さ
れる重油バーナーまたは重油バーナーを内包するように
配設された酸素吹き込み管の外側に密着して設けられた
分散コーンの表面を気体で覆う事ができる様に、重油バ
ーナの外筒または酸素吹き込み管に気体噴出孔を有する
自熔炉用精鉱バーナー。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、銅、ニッケル等の非鉄
金属製錬用自熔炉に用いる精鉱バーナーに関する。
金属製錬用自熔炉に用いる精鉱バーナーに関する。
【０００２】
【従来の技術】銅、ニッケル等の硫化精鉱を原料とする
非鉄金属製錬に用いられる精錬炉の一つに自熔炉があ
る。この自熔炉では製錬原料、補助燃料等と反応用気体
とを精鉱バーナーを介して反応塔内に吹き込み、反応塔
内で製錬反応を起こさせるものである。反応塔内での製
錬反応が完全に終結していない場合、未反応の製錬原料
等は煙灰として炉外に排出される。そして、自熔炉の後
工程として設けられた廃熱ボイラー等に沈積し、種々の
弊害を起こす。
非鉄金属製錬に用いられる精錬炉の一つに自熔炉があ
る。この自熔炉では製錬原料、補助燃料等と反応用気体
とを精鉱バーナーを介して反応塔内に吹き込み、反応塔
内で製錬反応を起こさせるものである。反応塔内での製
錬反応が完全に終結していない場合、未反応の製錬原料
等は煙灰として炉外に排出される。そして、自熔炉の後
工程として設けられた廃熱ボイラー等に沈積し、種々の
弊害を起こす。
【０００３】このため、精鉱バーナーには製錬原料等と
反応用気体とを完全に均一に混合できることが求められ
る。現在採用されている一般的な精鉱バーナーは、これ
に加えて省エネルギー及び増産を目的として反応用気体
として工業用酸素を用いるものとなっている。このよう
な精鉱バーナーの１例を図１に示した。
反応用気体とを完全に均一に混合できることが求められ
る。現在採用されている一般的な精鉱バーナーは、これ
に加えて省エネルギー及び増産を目的として反応用気体
として工業用酸素を用いるものとなっている。このよう
な精鉱バーナーの１例を図１に示した。
【０００４】しかし、図１に示されるような精鉱バーナ
ーを用いて製錬原料等と工業用酸素との混合を良好に
し、良好な反応状態を得るためには、反応用気体のベン
チュリー部での速度を２００〜２５０ｍ／ｓとしなけれ
ばならない。この結果、補助燃料バーナー、あるいは補
助燃料バーナーを内包するように設けられた酸素吹き込
み管の外側に密接して設けられる分散コーンに衝突する
製錬原料等の固体粒子の速度が増加し、分散コーンの摩
耗を著しく増加させ、分散コーンの寿命を大幅に低減す
るという問題を生じている。
ーを用いて製錬原料等と工業用酸素との混合を良好に
し、良好な反応状態を得るためには、反応用気体のベン
チュリー部での速度を２００〜２５０ｍ／ｓとしなけれ
ばならない。この結果、補助燃料バーナー、あるいは補
助燃料バーナーを内包するように設けられた酸素吹き込
み管の外側に密接して設けられる分散コーンに衝突する
製錬原料等の固体粒子の速度が増加し、分散コーンの摩
耗を著しく増加させ、分散コーンの寿命を大幅に低減す
るという問題を生じている。
【０００５】確かに、図１の精鉱バーナーでは分散コー
ン上部に気体噴出孔を設け、該噴出孔の中心軸と重油バ
ーナの中心軸となす角度が分散コーンの頂角 （すなわ
ち、分散コーンの斜面の傾斜角度）と等しくなる様にし
て、分散コーンの斜面を噴出気体で覆い精鉱の衝突を妨
げる様にしているため多少の延命効果はあるものの、な
お反応用気体として空気を用いる場合の旧来の分散コー
ンの６ヶ月という寿命には至らず、４ヶ月程度がやっと
である。
ン上部に気体噴出孔を設け、該噴出孔の中心軸と重油バ
ーナの中心軸となす角度が分散コーンの頂角 （すなわ
ち、分散コーンの斜面の傾斜角度）と等しくなる様にし
て、分散コーンの斜面を噴出気体で覆い精鉱の衝突を妨
げる様にしているため多少の延命効果はあるものの、な
お反応用気体として空気を用いる場合の旧来の分散コー
ンの６ヶ月という寿命には至らず、４ヶ月程度がやっと
である。
【０００６】加えて、分散コーンに衝突する精鉱の一部
が噴出孔からでる気体の流れに乗り、さらにその流れを
高温の反応用空気が上から押えつける結果、噴出孔の真
下の分散コーン斜面上に噴出孔の径とほぼ等しい幅の深
さの溝が形成され、この溝の深さが分散コーンの寿命を
決めるという問題点が出てきている。
が噴出孔からでる気体の流れに乗り、さらにその流れを
高温の反応用空気が上から押えつける結果、噴出孔の真
下の分散コーン斜面上に噴出孔の径とほぼ等しい幅の深
さの溝が形成され、この溝の深さが分散コーンの寿命を
決めるという問題点が出てきている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点の
解決を課題とするものであり、気体の噴出孔の真下の分
散コーン斜面上に溝が形成されない様にして、分散コー
ンの寿命を延長させうる精鉱バーナーの提供を課題とす
る。
解決を課題とするものであり、気体の噴出孔の真下の分
散コーン斜面上に溝が形成されない様にして、分散コー
ンの寿命を延長させうる精鉱バーナーの提供を課題とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の精鉱バーナーは、バーナー本体に垂設される重油バ
ーナーまたは重油バーナーを内包するように配設された
酸素吹き込み管の外側に密着して設けられた分散コーン
の表面を気体で覆う事ができる様に、重油バーナーの外
筒または酸素吹き込み管に気体噴出孔を有する自熔炉用
精鉱バーナーにおいて、下記（１）を満足するように気
体噴出口を設けるものである。
明の精鉱バーナーは、バーナー本体に垂設される重油バ
ーナーまたは重油バーナーを内包するように配設された
酸素吹き込み管の外側に密着して設けられた分散コーン
の表面を気体で覆う事ができる様に、重油バーナーの外
筒または酸素吹き込み管に気体噴出孔を有する自熔炉用
精鉱バーナーにおいて、下記（１）を満足するように気
体噴出口を設けるものである。
【０００９】（１）該気体噴出孔の下端と分散コーンの
上端との距離（以下気体噴出孔の取り付け位置と称す）
Ｉ（ｍｍ）、分散コーンの斜面長さＬ（ｍｍ）、気体噴
出孔の中心軸が重油バーナーの中心軸となす角度（以下
気体噴出孔の傾斜角度と称す）をα（度）とし、αの最
小角をα0とし、分散コーンの斜面の傾斜角度をβ
（度）とする時、Ｉが、０≦Ｉ≦５０ であり、 で求まり、 αが、α0≦α≦９０ となる。
上端との距離（以下気体噴出孔の取り付け位置と称す）
Ｉ（ｍｍ）、分散コーンの斜面長さＬ（ｍｍ）、気体噴
出孔の中心軸が重油バーナーの中心軸となす角度（以下
気体噴出孔の傾斜角度と称す）をα（度）とし、αの最
小角をα0とし、分散コーンの斜面の傾斜角度をβ
（度）とする時、Ｉが、０≦Ｉ≦５０ であり、 で求まり、 αが、α0≦α≦９０ となる。
【００１０】また、本第２の発明は上記本発明の精鉱バ
ーナーを用いることを特徴とする自熔炉の操業方法であ
る。
ーナーを用いることを特徴とする自熔炉の操業方法であ
る。
【００１１】
【作用】図２を用いて説明する。図２は本発明の精鉱バ
ーナーに用いられる酸素バーナーの１例を示したもので
あり、その外表面に分散コーンが設けられ、該バーナー
の外筒に気体噴出口が設けられたものである。図２にお
いて、線ｆ0は噴出口の中心を通り、噴出口の傾斜角と
一致する線である。一般に管あるいは孔から吹き出た気
体は、吹き出し口１を頂点とし、頂角３０°となる円錐
状気流ｆ1〜ｆ2を構成する。この円錐状気流の周囲に銅
精鉱の様な微粒子が存在すると、微粒子はこの円錐状気
流内に取り込まれ、２相混合気流を形成する。
ーナーに用いられる酸素バーナーの１例を示したもので
あり、その外表面に分散コーンが設けられ、該バーナー
の外筒に気体噴出口が設けられたものである。図２にお
いて、線ｆ0は噴出口の中心を通り、噴出口の傾斜角と
一致する線である。一般に管あるいは孔から吹き出た気
体は、吹き出し口１を頂点とし、頂角３０°となる円錐
状気流ｆ1〜ｆ2を構成する。この円錐状気流の周囲に銅
精鉱の様な微粒子が存在すると、微粒子はこの円錐状気
流内に取り込まれ、２相混合気流を形成する。
【００１２】従って上部から高速の反応用空気による押
しつけがない場合に、前記２相混合気流中の微粒子によ
り分散コーン斜面上に溝ができないようにするために
は、ｆ2で示される気流の外面が分散コーン斜面と交差
しないようにしなければならない。この条件を満たすた
めには、気体噴出孔の取り付け位置をＩ（ｍｍ）とし、
分散コーンの斜面長さをＬ（ｍｍ）とし、分散コーンの
斜面の傾斜角度をβ（度）としたときに、気体噴出孔の
傾斜角（ｆ0と外筒の外面とのなす角）の最小限α0を式
１で求まる値としなければならない。
しつけがない場合に、前記２相混合気流中の微粒子によ
り分散コーン斜面上に溝ができないようにするために
は、ｆ2で示される気流の外面が分散コーン斜面と交差
しないようにしなければならない。この条件を満たすた
めには、気体噴出孔の取り付け位置をＩ（ｍｍ）とし、
分散コーンの斜面長さをＬ（ｍｍ）とし、分散コーンの
斜面の傾斜角度をβ（度）としたときに、気体噴出孔の
傾斜角（ｆ0と外筒の外面とのなす角）の最小限α0を式
１で求まる値としなければならない。
【００１３】式１ 式１でＩ＝０ｍｍとすると式（１）の右辺はｔａｎβと
なることより、α0＝β＋１５となる。従ってＩ＝０の
時にαをβと等しくなる様に気体噴出孔を取りつける
と、上から反応用空気の押しつけがなくても、α＜α0
となる為、分散コーン斜面に溝がつくことが分かる。式
１で分散コーンの寸法をＬ＝５０．２ｍｍ、β＝１８°
とし、さらにα0 ＝１８°（＝β）となるＩを求めると
Ｉ＝２４８ｍｍとなる。つまり、α＝βの時、分散コー
ン斜面上に溝を作らない為には、上から反応用空気の押
しつけがない場合、気体噴出孔の取り付け位置はｌ＝２
４９ｍｍにすべきである。
なることより、α0＝β＋１５となる。従ってＩ＝０の
時にαをβと等しくなる様に気体噴出孔を取りつける
と、上から反応用空気の押しつけがなくても、α＜α0
となる為、分散コーン斜面に溝がつくことが分かる。式
１で分散コーンの寸法をＬ＝５０．２ｍｍ、β＝１８°
とし、さらにα0 ＝１８°（＝β）となるＩを求めると
Ｉ＝２４８ｍｍとなる。つまり、α＝βの時、分散コー
ン斜面上に溝を作らない為には、上から反応用空気の押
しつけがない場合、気体噴出孔の取り付け位置はｌ＝２
４９ｍｍにすべきである。
【００１４】しかしＩが大きくなりすぎ、分散コーンに
よる２相混合気流の均一分散化という機能が損なわれ
る。この分散コーンの機能を維持するためにはＩは５０
ｍｍ以下としなければならない。従ってＩの採りうる値
は５０ｍｍ≧Ｉ≧０ｍｍとなる。
よる２相混合気流の均一分散化という機能が損なわれ
る。この分散コーンの機能を維持するためにはＩは５０
ｍｍ以下としなければならない。従ってＩの採りうる値
は５０ｍｍ≧Ｉ≧０ｍｍとなる。
【００１５】上から高速の反応用空気による押しつけ作
用が加わる場合は、気体噴出孔の傾斜角度αをα0より
も大きくしなければ分散コーンの傾斜面に溝が入ること
になる。しかし、αが９０°を越えるとバーナーコーン
内で反応用空気と噴出口より吹き出した気体とが激しく
衝突する様になり、バーナーコーンの内壁に精鉱が固着
すると共に精鉱シュート内の圧力を負圧に保つことが困
難となり、操業上悪影響を及ぼすことになる。よって、
αは９０°以下でα0より大きくなければならない。こ
の範囲内でαをどう選択するかは、反応用空気の流量及
び流速、気体噴出孔の径、噴出気体の流量や流速に依存
し、試行錯誤的に決めることになるが、最も簡単な方法
はα＝９０°とすることである。
用が加わる場合は、気体噴出孔の傾斜角度αをα0より
も大きくしなければ分散コーンの傾斜面に溝が入ること
になる。しかし、αが９０°を越えるとバーナーコーン
内で反応用空気と噴出口より吹き出した気体とが激しく
衝突する様になり、バーナーコーンの内壁に精鉱が固着
すると共に精鉱シュート内の圧力を負圧に保つことが困
難となり、操業上悪影響を及ぼすことになる。よって、
αは９０°以下でα0より大きくなければならない。こ
の範囲内でαをどう選択するかは、反応用空気の流量及
び流速、気体噴出孔の径、噴出気体の流量や流速に依存
し、試行錯誤的に決めることになるが、最も簡単な方法
はα＝９０°とすることである。
【００１６】本発明の精鉱バーナーの使用例を以下に示
す。
す。
【００１７】精鉱バーナーの酸素バーナーに図２のもの
を用いた精鉱バーナーを用い、操業するに際し、精鉱バ
ーナー１本あたりの反応用空気を７５００Ｎｍ3／ｈと
し、バーナーコーン内への反応用空気の吹き込み速度を
２３０ｍ／ｓとした。
を用いた精鉱バーナーを用い、操業するに際し、精鉱バ
ーナー１本あたりの反応用空気を７５００Ｎｍ3／ｈと
し、バーナーコーン内への反応用空気の吹き込み速度を
２３０ｍ／ｓとした。
【００１８】この際に酸素吹き込み管にβ＝１８°、Ｌ
＝５０．２ｍｍの分散コーンとＩ＝３ｍｍ、α＝９０
°、ｄ＝３ｍｍφとなる気体噴出孔を等間隔で１６個設
け、この噴出孔から、１噴出口当たり工業用酸素５Ｎｍ
3／ｈを２１５ｍ／ｓの吹き出し速度で吹き出すように
した。
＝５０．２ｍｍの分散コーンとＩ＝３ｍｍ、α＝９０
°、ｄ＝３ｍｍφとなる気体噴出孔を等間隔で１６個設
け、この噴出孔から、１噴出口当たり工業用酸素５Ｎｍ
3／ｈを２１５ｍ／ｓの吹き出し速度で吹き出すように
した。
【００１９】この状態で６ヶ月間操業を行い、その後精
鉱バーナーを分解し、分散コーンを調べた。その結果、
分散コーンの斜面に溝は確認できなかった。また、６ヶ
月間の操業状態は良好であり、特に問題は発生しなかっ
た。
鉱バーナーを分解し、分散コーンを調べた。その結果、
分散コーンの斜面に溝は確認できなかった。また、６ヶ
月間の操業状態は良好であり、特に問題は発生しなかっ
た。
【００２０】（比較例１，２）αを９０゜（比較例
１）、１２０゜（比較例２）とした以外は実施例１と同
様にして試験操業を開始したが、いずれも精鉱シュート
内のドラフトが上昇し、精鉱と反応用気体とが均一混合
されないばかりか、αが１２０゜の場合には精鉱シュー
ト内に精鉱が詰まりやすくなり、安定操業が困難であっ
たので早々に試験操業を中止した。
１）、１２０゜（比較例２）とした以外は実施例１と同
様にして試験操業を開始したが、いずれも精鉱シュート
内のドラフトが上昇し、精鉱と反応用気体とが均一混合
されないばかりか、αが１２０゜の場合には精鉱シュー
ト内に精鉱が詰まりやすくなり、安定操業が困難であっ
たので早々に試験操業を中止した。
【００２１】（比較例３）αが１７゜とβより小さくな
るようにした以外は実施例と同様にして試験操業を行っ
た。その結果、分散コーンの寿命は２．５ヶ月と従来よ
り短寿命となった。
るようにした以外は実施例と同様にして試験操業を行っ
た。その結果、分散コーンの寿命は２．５ヶ月と従来よ
り短寿命となった。
【００２２】
【発明の効果】本発明の精鉱バーナーを用いれば、分散
コーンの斜面に何の損傷もなく、かつ良好な操業を６ヶ
月間継続することができた。このように本発明の精鉱バ
ーナーは安定操業の確保に有効である。
コーンの斜面に何の損傷もなく、かつ良好な操業を６ヶ
月間継続することができた。このように本発明の精鉱バ
ーナーは安定操業の確保に有効である。
【図１】従来の精鉱バーナーの１例を示した図である。
【図２】本発明の精鉱バーナーに用いられる酸素バーナ
ーの１例を示したものであり、その外表面に分散コーン
が設けられ、該バーナーの外筒に気体噴出口が設けられ
たものである。
ーの１例を示したものであり、その外表面に分散コーン
が設けられ、該バーナーの外筒に気体噴出口が設けられ
たものである。
１−−−バーナー本体 ２−−−重油バーナー ３−−−製錬原料導入口 ４−−−精鉱シュート ５−−−反応用酸素富化空気導入口 ６−−−ウインドボックス ７−−−バーナーコーン ８−−−ベンチュリー絞り部 ９−−−風速調整器 １０−−−分散コーン １１−−−酸素吹き込み管 １２−−−気体噴出口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹林 優 愛媛県 西条市 船屋 字新地乙 145− １ 住友金属鉱山株式会社別子事業所東予 工場内
Claims (2)
- 【請求項１】 バーナー本体に垂設される重油バーナ
ーまたは重油バーナーを内包するように配設された酸素
吹き込み管の外側に密着して設けられた分散コーンの表
面を気体で覆う事ができる様に、重油バーナーの外筒ま
たは酸素吹き込み管に気体噴出孔を有する自熔炉用精鉱
バーナーにおいて、下記（１）を満足するように気体噴
出口が設けられていることを特徴とする精鉱バーナー。 （１）該気体噴出孔の下端と分散コーンの上端との距離
（以下気体噴出孔の取り付け位置と称す）Ｉ（ｍｍ）、
分散コーンの斜面長さＬ（ｍｍ）、気体噴出孔の中心軸
が重油バーナーの中心軸となす角度（以下気体噴出孔の
傾斜角度と称す）をα（度）とし、αの最小角をα0と
し、分散コーンの斜面の傾斜角度をβ（度）とする時、
Ｉが、０≦Ｉ≦５０ であり、 で求まり、 αが、α0≦α≦９０ となる。 - 【請求項２】 上記本発明の精鉱バーナーを用いるこ
とを特徴とする自熔炉の操業方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15146495A JPH093561A (ja) | 1995-06-19 | 1995-06-19 | 自熔炉用精鉱バーナーおよびこれを用いた操業方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15146495A JPH093561A (ja) | 1995-06-19 | 1995-06-19 | 自熔炉用精鉱バーナーおよびこれを用いた操業方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH093561A true JPH093561A (ja) | 1997-01-07 |
Family
ID=15519112
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15146495A Pending JPH093561A (ja) | 1995-06-19 | 1995-06-19 | 自熔炉用精鉱バーナーおよびこれを用いた操業方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH093561A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002318075A (ja) * | 2001-04-17 | 2002-10-31 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 非鉄金属製錬炉 |
| US9285128B2 (en) | 2010-03-16 | 2016-03-15 | Mitsubishi Electric Corporation | Air-conditioning apparatus with multiple outdoor, indoor, and multiple relay units |
| RU2766115C2 (ru) * | 2019-04-03 | 2022-02-08 | Словацкие магнезитовые заводы, акционерное общество, Елшава (СМЗ, А.О. Елшава) | Горелка для сжигания газообразного топлива в шахтной печи, преимущественно для термической обработки минералов в гранулированной форме |
-
1995
- 1995-06-19 JP JP15146495A patent/JPH093561A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002318075A (ja) * | 2001-04-17 | 2002-10-31 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 非鉄金属製錬炉 |
| JP4736226B2 (ja) * | 2001-04-17 | 2011-07-27 | 住友金属鉱山株式会社 | 非鉄金属製錬炉 |
| US9285128B2 (en) | 2010-03-16 | 2016-03-15 | Mitsubishi Electric Corporation | Air-conditioning apparatus with multiple outdoor, indoor, and multiple relay units |
| RU2766115C2 (ru) * | 2019-04-03 | 2022-02-08 | Словацкие магнезитовые заводы, акционерное общество, Елшава (СМЗ, А.О. Елшава) | Горелка для сжигания газообразного топлива в шахтной печи, преимущественно для термической обработки минералов в гранулированной форме |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20050606 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20051013 |