(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自溶炉のアップテイク（５）と廃熱ボイラ（11）を結ぶ水平連結部（10）用水冷ジャケットであって、水平連結部（10）下面に載置される水平ジャケット（20、21）と、この水平ジャケット（20、21）の廃熱ボイラ（11）寄り端部にガス流と稜線が直角方向に載置される棒状体の断面略三角形の三角ジャケット（30）よりなり、前記水平ジャケット（20、21）の頂面はアップテイク（５）に向かって連続するゆるやかな下り勾配であり、前記三角ジャケット（30）は断面の三角形斜辺に対する頂点により形成される稜線を境としてアップテイク（５）寄りと廃熱ボイラ（11）寄りの２つの急峻な斜面を有することを特徴とする自溶炉のアップテイク出側水平連結部用水冷ジャケット。
【請求項２】
前記水平ジャケット（20、21）が複数個に分割されている請求項１に記載の自溶炉のアップテイク出側水平連結部用水冷ジャケット。
【請求項３】
前記水平ジャケット（20、21）の下り勾配が角度にして 3〜10度の範囲である請求項１または２に記載の自溶炉のアップテイク出側水平連結部用水冷ジャケット。
【請求項４】
前記三角ジャケット（30）の斜面の角度が水平面に対して30〜60度の範囲である請求項１、２または３に記載の自溶炉のアップテイク出側水平連結部用水冷ジャケット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、銅、ニッケルなどの金属製錬を行う自溶炉のガス排出部であるアップテイク出側水平連結部用の水冷ジャケットに関し、さらに詳しくは、付着、成長した固着煙灰（ベコ）の大塊が廃熱ボイラ側に落下することを防止するようにした前記水冷ジャケットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
銅、ニッケルなどの非鉄金属用の１次製錬炉としては、一般に自溶炉が使用される。自溶炉の一例を図３により説明する。１は自溶炉、２は精鉱や燃料等が装入されるシャフト、３は精鉱バーナ、４は炉床であるセットラ、５は排ガスの排出路であるアップテイク、６はスラグホール、７はマットホール、Ｓはスラグ、Ｍはマット、８は自溶炉１に付属するスラグの２次製錬炉である錬かん（かん＝スラグ）炉、９は電極で、錬かん炉８では自溶炉１で抜き出したスラグＳ中に含まれるマットＭを再度分離する。なお、自溶炉１に直接電極を取り付けるなどして、錬かん炉を付設しない自溶炉（これを特に自電炉と呼ぶ）もある。10はアップテイクと出側の廃熱ボイラ11とを連結する水平連結部である。
【０００３】
銅の製錬の例で説明すると、精鉱（選鉱によって高品位とした微粉状の鉱石）は燃料や酸素富化空気、フラックス、熱風等と混合されてシャフト２頂部の精鉱バーナ３からシャフト２内に装入され、精鉱は瞬時に酸化溶融して溶融分はセットラ４に溜まり、亜硫酸ガスを主体とする排ガスはアップテイク５から水平連結部10を経て廃熱ボイラ11で熱回収された後硫酸工場に送られて硫酸の原料となる。溶融分はセットラ４内で比重差によりスラグＳが上、マットＭが下の２層に分離し、スラグＳはスラグホール６から連続的に抜き出されるのに対し、マットＭの抜き出し（かわ抜きともいう）は数時間毎にマットホール７からバッチで行われる。
【０００４】
セットラ４内で発生する排ガスは窒素ガス、亜硫酸ガスと炭酸ガスを主成分とし、多量のダストを含んでいる。このダストがアップテイク５等に設置された水冷ジャケットに接触すると、硫化銅、硫化鉄、酸化鉄、フェライト等を主成分とする固着煙灰（以下これを「ベコ」という）と称される固形物が表面に凝着し、操業にともなってこれが成長して煙道を塞いだり、塊状のものが突然剥離して落下するなどのトラブルの原因となるので、スートブロワを頻繁に運転して圧力空気によって吹き飛ばしているが、余りに強固に付着した場合には、発破をかけて破砕するなどの作業が必要となる。
【０００５】
図４はアップテイク周辺を示す自溶炉の部分平面図、図５はそのＸＸ矢視による部分断面図である。アップテイク５の立ち上がり部分と廃熱ボイラ11とを結ぶ水平連結部10の下側面では、自重による自然落下がないこともあってベコの堆積が甚だしい。そこであまり成長しないうちにこれを削ったり割ったりして除去することが必要であるが、炉の稼働中に除去を行うことは高熱、かつ手探りで行う作業であるため作業者の負荷が甚だしく、といって炉を止めてこれを行うことは稼働率の低下につながり好ましくなかった。
【０００６】
なお、水平連結部10のベコがアップテイク５側に落ちた場合、溶融スラグ中で再溶解するから銅分はマット層に吸収されるので問題がないが、廃熱ボイラ11側に落ちた場合でも、底部に設けたダスト排出用のチェーンコンベヤ12等により外部に排出し、再利用を図ることは可能である。しかし、チェーンコンベヤ12の能力を超える大きい塊がボイラ側に落下すると、これを排出することがきわめて困難となる。
【０００７】
特開平8-159663号公報によれば、煙道水平部分に水平方向に進退自在の掻き取り手段を設けてベコを掻き取ることが提案されている。図６によりこれを簡単に説明する。
50はこのベコ掻き機、51はその架台、52は架台51を矢印Ａ方向に出入させる油圧の出入シリンダ、53は架台51に取り付けられた油圧の掻き取りシリンダ、54はこの掻き取りシリンダに接続するアーム、55はアーム54先端に取り付けられた爪である。
【０００８】
通常の操業状態のときは、このベコ掻き機50は煙道の外側にあるが、ベコ掻きを行う場合はまず煙道の扉Ｈを開いて出入シリンダ52によりベコ掻き機50の頭部を煙道内に進入させ、掻き取りシリンダ53を作動させてアーム54を介して先端の爪55をＢ方向に往復させると、爪55は煙道の水平部Ｄの直上にあるので堆積したベコを掻き落とすことができる。さらに出入シリンダ52を作動させて掻き取る位置をいろいろと変えてやることもできる。このほか図示を省略するが、掻き落としたベコを煙道内に吹き飛ばすための加圧空気配管等も設けられている。
【０００９】
このようにして、機械的にベコを掻き取り、煙道内に吹き飛ばしてやることが可能であるが、設備コストがかかる上、ボイラ内に入った塊は抜き出して別処理が必要となり、かつ煙道の扉を開けて作業を行うため、操業にも影響があるなどの問題点がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記ベコ掻き機などのような機械設備を必要とせず、特に操作を行わなくてもベコの堆積、成長が抑制され、成長したベコの大部分がアップテイク側に落ち、ボイラ側にほとんど落ちないように、水平連結部分に設置する水冷ジャケットを実現することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、自溶炉のアップテイクと廃熱ボイラを結ぶ水平連結部用水冷ジャケットであって、水平連結部下面に載置される水平ジャケットと、この水平ジャケットの廃熱ボイラ寄り端部にガス流と稜線が直角方向に載置される棒状体の断面略三角形の三角ジャケットよりなり、前記水平ジャケットの頂面はアップテイクに向かって連続するゆるやかな下り勾配であり、前記三角ジャケットは断面の三角形斜辺に対する頂点により形成される稜線を境としてアップテイク寄りと廃熱ボイラ寄りの２つの急峻な斜面を有することを特徴とする自溶炉のアップテイク出側水平連結部用水冷ジャケットであって、望ましくは前記水平ジャケットが複数個に分割されており、また、前記水平ジャケットの下り勾配が角度にして 3〜10度の範囲、前記三角ジャケットの斜面の角度が水平面に対して30〜60度の範囲である前記の自溶炉のアップテイク出側水平連結部用水冷ジャケットである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を図面により説明する。図１は本発明の水冷ジャケットを設置した水平連結部付近を示す自溶炉の部分平面図、図２は同じ部分の正面図で、20、21は水平連結部10の下面に載置する水平ジャケット、30は水平ジャケット21の廃熱ボイラ寄り端部に載置する三角ジャケット、40は側壁金物である。
【００１３】
水平ジャケット20、21は鋼製で、内部には一般の水冷ジャケットと同様、適宜邪魔板等を設け、冷却水配管を接続して水冷を行う。アップテイク５が円筒状であるから、全体の平面形状は正方形を縦に半分に切って、内接する半円を切り取ったものとなる。なお図１に示すように、この実施例では、交換などのメンテナンスや冷却能力等を勘案してアップテイク５寄りの部分（20a 、20b ）とボイラ寄りの部分（21）とに３分割してある。これら全体の頂面は、アップテイク５に向かって連続するゆるやかな下り勾配である。勾配は、余り角度が少ないとベコをアップテイク側に落とすという作用が不足するし、余り角度が大きいと煙道の有効断面が減少したり、ジャケット内水路の断面においてアップテイク側とボイラ側とで水流の厚みの差が大きくなり冷却能力に問題を生じるので、 3〜10度の範囲が適当である。ちなみに本実施例のものの勾配は、約 6度である。
【００１４】
一方の三角ジャケット30は同じく鋼製で、形状は断面略三角形の棒状体である。水平ジャケット21の廃熱ボイラ11寄りの端部、すなわち水平ジャケット20、21の勾配の頂部に三角形の斜辺を下向きにしてガスの流れ方向と直角に向けて載置され、内部は水平ジャケット20、21と同様に水冷されている。
この三角ジャケット30は、断面の三角形の斜辺に対する頂点によって形成される稜線を境として、アップテイク寄りと廃熱ボイラ寄りの２つの水平ジャケットよりも急峻な斜面を有することになるが、図２に示したように稜線から廃熱ボイラ寄りの斜面に付着、成長したベコのみが廃熱ボイラ内に落下し、付着面積の大部分を占める稜線からアップテイク側の部分については成長してもボイラ側に落下することがなく、アップテイク内に落下してセットラで溶融してしまうので、放置しておくことも可能であるが、ベコは非常に落としやすいので時々ベコ掻きを行うのが望ましい。三角ジャケット30の廃熱ボイラ寄りの斜面についてはほとんどベコの成長はなく、たまに成長しても自重で落下するので、メンテナンスは不要である。
【００１５】
三角ジャケットの斜面の角度は、ベコの自然落下等を期待して水平ジャケットの角度よりも当然大きいことが必要であるが、余り高さが高くなるのも好ましくないから、30〜60度の範囲が適当である。ちなみに本実施例のものの角度はアップテイク側、廃熱ボイラ側いずれも水平面に対して45度である。
なお、何かの理由で三角ジャケット31を取り外しても、操業には何ら支障はない。
【００１６】
【発明の効果】
本発明によれば、廃熱ボイラにおけるベコ落下のトラブルが大幅に減少し、メンテナンス負荷が軽減されるとともに自溶炉の稼働率が向上するという、優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す水平連結部付近の部分平面図である。
【図２】本発明の実施例を示す水平連結部付近の部分正面図である。
【図３】本発明に係わる自溶炉の概念図である。
【図４】本発明に係わる自溶炉のアップテイク出側付近を示す平面図である。
【図５】図４のＸＸ矢視による部分断面図である。
【図６】従来の技術を示すベコ掻き機の正面図である。
【符号の説明】
１    自溶炉
２    シャフト
３    精鉱バーナ
４    セットラ
５    アップテイク
６    スラグホール
７    マットホール
８    錬かん炉
９    電極
10    水平連結部
11    廃熱ボイラ
12    チェーンコンベヤ
20、21    水平ジャケット
30    三角ジャケット
40    側壁金物
50    ベコ掻き機
51    架台
52    出入シリンダ
53    掻き取りシリンダ
54    アーム
55    爪
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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