(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自溶炉のアップテイクと廃熱ボイラとを結ぶ煙道の水平連結部に設置された水冷ジャケットの少なくとも一部の水冷ジャケットを炉外へと取り出すためのアップテイク部水冷ジャケット取出し装置であって、
自溶炉の外側にて回転可能に設置された垂直支柱と、前記垂直支柱に対して水平方向に延在し、前記垂直支柱の回りに水平方向に揺動自在とされる関節アーム手段と、を備え、
前記関節アーム手段は、少なくとも、一端が前記垂直支柱に固定して取り付けられ、前記垂直支柱の回転により水平方向に揺動自在とされた第１アームと、第１アームの他端に取り付けた枢軸により、一端が回転自在に取り付けられ、水平方向に揺動自在とされた第２アームとを備え、
前記水冷ジャケットの少なくとも一部の水冷ジャケットが取り付けられ、且つ、自溶炉煙道部の壁体に形成された開口部を開閉する蓋部材に、前記第２アームの他端を回転自在に連結し、
前記垂直支柱を駆動して前記関節アーム手段を水平方向に揺動させることにより、前記蓋部材、及び、蓋部材に一体に取り付けられた水冷ジャケットを、自溶炉煙道部の前記開口部を介して自溶炉に対し出し入れ可能とする、
ことを特徴とする自溶炉のアップテイク部水冷ジャケット取出し装置。
【請求項２】
前記水冷ジャケットは、前記水平連結部下側面に配置された水平ジャケットと、廃熱ボイラに隣接した端部にガス流と直角方向に設置された三角ジャケットと、前記三角ジャケットの両端にてアップテイク寄りに設置された端部ジャケットとを有することを特徴とする請求項１に記載の自溶炉のアップテイク部水冷ジャケット取出し装置。
【請求項３】
前記蓋部材には、前記蓋部材に隣接配置された前記端部ジャケットが一体に取り付けられていることを特徴とする請求項２に記載の自溶炉のアップテイク部水冷ジャケット取出し装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自溶炉のアップテイクにおける排ガス出側における廃熱ボイラとの水平連結部に設けた水冷ジャケットの取出し装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、硫化精鉱を原料とする非鉄金属製錬炉の一つに自溶炉がある。図６に示すように、自溶炉１００は、反応シャフト１０１、セットラ１０２、アップテイク１０３から構成され、反応シャフト１０１には天井部１０４に精鉱バーナ１０５が設置されている。
【０００３】
精鉱は、この精鉱バーナ１０５から炉内に吹き込まれる。自溶炉１００は、精鉱の酸化反応熱を利用しているが、酸化反応熱だけでは熱量が不足している場合には、精鉱バーナ１０５から重油等で助燃することもある。
【０００４】
セットラ１０２内で発生した排ガスは、アップテイク１０３から水平連結部１０６を経て廃熱ボイラ１０７で熱回収された後硫酸工場に送られ、硫酸の原料となる。
【０００５】
セットラ１０２内で発生する排ガスは、窒素ガス、亜硫酸ガス、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１０３など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、「ベコ」という。）と言われる固形物が表面に凝着し、操業に伴って成長して煙道を塞いだり、塊状のものが剥離して落下し、トラブルの原因となることが知られている。
【０００６】
特に、アップテイク１０３と廃熱ボイラ１０７とを結ぶ水平連結部１０６の下側面１０６ａには、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。
【０００７】
また、水平連結部１０６のベコがアップテイク１０３側に落ちた場合には、溶融スラグ中で再溶融するので、問題はない。一方、廃熱ボイラ１０７側に落ちた場合には、底部に設けたダスト排出用のチェーンコンベア１０８等により外部に排出し、再利用を図ることは可能であるが、チェーンコンベア１０８の能力を超える大きい塊がボイラ１０７側に落下すると、これを排出することが極めて困難となる。
【０００８】
そこで、特許文献１には、図７及び図８に示すように、水平連結部１０６に水冷ジャケット１が設けられる。水冷ジャケット１は、水平連結部下側面１０６ａに配置された水平ジャケット１Ａと、廃熱ボイラ１０７に隣接した端部に、ガス流と直角方向に設けられた三角ジャケット１Ｂとにて構成されている。特許文献１に記載の水平ジャケット１Ａは、その頂面がアップテイクに向かって緩やかな傾斜面とされ、また、三角ジャケット１Ｂは、アップテイク１０３寄りと廃熱ボイラ１０７寄りとが急峻な斜面Ｂ１、Ｂ２とされている。
【０００９】
上記特許文献１に記載する水平連結部用水冷ジャケット１は、その表面に付着、成長したベコの大部分がアップテイク１０３側に自然落下し、廃熱ボイラ１０７におけるベコ落下によるトラブルを大幅に減少させることができる。
【特許文献１】特開平１１−３３７２７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、本発明者らの実験、研究によれば、特許文献１の水冷ジャケットであっても、水冷ジャケット表面に付着するベコを完全になくすことはできないことが分かった。
【００１１】
特に、水平連結部にて三角ジャケットの両端に位置してアップテイク寄りに設置された水冷ジャケットには、ベコが付着し、そのために、煙道の一部に扉付きの開口を設け、該開口を介してアイヨンブレーカ等にてベコ除去作業を行うことが必要とされている。
【００１２】
上記ベコ除去作業を効率よく行うためには、少なくとも水冷ジャケットを高温環境にある自溶炉煙道部（炉体）から、遠くに離れた場所まで移動させることが必要であるが、この作業は容易ではない。そのために、水冷ジャケットの運搬及びベコ除去作業を容易に行うことができ、作業効率を向上させる手段の開発が要望されていた。
【００１３】
本発明の目的は、自溶炉のアップテイクと廃熱ボイラとを結ぶ水平連結部に設置された水冷ジャケットの少なくとも一部を炉体から離れた位置に容易に移動し、付着ベコ除去作業を容易に行うことのできる自溶炉のアップテイク部水冷ジャケット取出し装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的は本発明に係る自溶炉のアップテイク部水冷ジャケット取出し装置にて達成される。要約すれば、本発明は、自溶炉のアップテイクと廃熱ボイラとを結ぶ煙道の水平連結部に設置された水冷ジャケットの少なくとも一部の水冷ジャケットを炉外へと取り出すためのアップテイク部水冷ジャケット取出し装置であって、
自溶炉の外側にて回転可能に設置された垂直支柱と、前記垂直支柱に対して水平方向に延在し、前記垂直支柱の回りに水平方向に揺動自在とされる関節アーム手段と、を備え、
前記関節アーム手段は、少なくとも、一端が前記垂直支柱に固定して取り付けられ、前記垂直支柱の回転により水平方向に揺動自在とされた第１アームと、第１アームの他端に取り付けた枢軸により、一端が回転自在に取り付けられ、水平方向に揺動自在とされた第２アームとを備え、
前記水冷ジャケットの少なくとも一部の水冷ジャケットが取り付けられ、且つ、自溶炉煙道部の壁体に形成された開口部を開閉する蓋部材に、前記第２アームの他端を回転自在に連結し、
前記垂直支柱を駆動して前記関節アーム手段を水平方向に揺動させることにより、前記蓋部材、及び、蓋部材に一体に取り付けられた水冷ジャケットを、自溶炉煙道部の前記開口部を介して自溶炉に対し出し入れ可能とする、
ことを特徴とする自溶炉のアップテイク部水冷ジャケット取出し装置である。
【００１５】
本発明の一実施態様によれば、前記水冷ジャケットは、前記水平連結部下側面に配置された水平ジャケットと、廃熱ボイラに隣接した端部にガス流と直角方向に設置された三角ジャケットと、前記三角ジャケットの両端にてアップテイク寄りに設置された端部ジャケットとを有する。
【００１６】
本発明の他の実施態様によれば、前記蓋部材には、前記蓋部材に隣接配置された前記端部ジャケットが一体に取り付けられている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、自溶炉のアップテイクと廃熱ボイラとを結ぶ水平連結部に設置された水冷ジャケットの少なくとも一部を炉体から離れた位置に容易に移動し、付着ベコ除去作業を容易に行うことができる。特に、水平連結部にてベコ付着が著しい、三角ジャケットの両端にてアップテイク寄りに設置された端部ジャケットを容易に移動して付着ベコを除去することができ、作業効率を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係る自溶炉のアップテイク部水冷ジャケット取出し装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００１９】
実施例１
図１〜図５に、本発明に係る自溶炉のアップテイク部水冷ジャケット取出し装置の一実施例の概略構成を示す。自溶炉の構成は、先に図６を参照して説明した自溶炉６と同様の構成とされる。
【００２０】
本実施例の自溶炉１００においても、図３〜図５に示すように、アップテイク１０３と廃熱ボイラ１０７とを結ぶ水平連結部１０６には、特許文献１に記載されると同様に、水冷ジャケット１が配置される。
【００２１】
先ず、水冷ジャケット１の構成について説明する。
【００２２】
本実施例にて、水冷ジャケット１は、水平連結部下側面１０６ａに配置された水平ジャケット１Ａと、廃熱ボイラ１０７に隣接した端部に、ガス流と直角方向に設置された三角ジャケット１Ｂと、三角ジャケット１Ｂの両端にてアップテイク１０３寄りに設置された端部ジャケット１Ｃとにて構成される。勿論、水冷ジャケット１の構成はこれに限定されるものではない。
【００２３】
本実施例によれば、端部ジャケット１Ｃが設置された位置に相当する自溶炉煙道部（炉体）の壁体（側壁）には、端部ジャケット１Ｃを、水平ジャケット１Ａ上を摺動して水平方向に出し入れ可能とするための開口部１１０が形成される。即ち、本実施例では、少なくとも端部ジャケット１Ｃは、開口部１１０を介して炉体に着脱可能とされる。
【００２４】
端部ジャケット１Ｃは、図３〜図５に示すように、鋼製の箱状とされ、適宜、内部に仕切り板等を設け、冷却水配管２を接続した水冷ジャケットとされる。また、その頂面１Ｃ１は、矢印Ａ（図３、図４）で示されるように、アップテイク１０３に向かって急傾斜面とされている。この頂面の傾斜角αは、出来るだけ急傾斜が望ましく、本実施例では、４４°とされた。端部ジャケット１Ｃは、このような急傾斜面とされる頂面１Ｃ１を有することにより、端部ジャケット１Ｃの表面に付着したベコを重力によりアップテイク側に落とすことができる。
【００２５】
一方、三角ジャケット１Ｂは、アップテイク寄りと廃熱ボイラ寄りとが、矢印Ｂ１、Ｂ２（図３、図５）で示されるように、急峻な斜面１Ｂ１、１Ｂ２とされている。
【００２６】
三角ジャケット１Ｂも又鋼製の箱状とされ、冷却水配管２が接続された水冷ジャケットとされ、断面が略三角形にて、アップテイク１０３の直径方向に煙道の幅に亘って、即ち、自溶炉煙道部（炉体）の両壁体（両側壁）の間に延在して設置されている。上述のように、三角ジャケット１Ｂは、アップテイク寄りと廃熱ボイラ寄りとが急峻な斜面とされている。通常、この傾斜面の角度βは、３０°〜６０°とされる。本実施例では、４５°とした。
【００２７】
この構成により、三角ジャケット１Ｂの廃熱ボイラ寄りの斜面１Ｂ２にはベコの付着、成長は全くなく、例え成長しても自重で落下する。そのため、メンテナンスは不要である。一方、アップテイク１０３寄りの斜面１Ｂ１に付着し、成長したベコは、成長してもアップテイク側に落下する。
【００２８】
上記構成の水冷ジャケット１（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ）において、上述したように、本発明者らの研究実験の結果によれば、特に、水平連結部１０６にて三角ジャケット１Ｂの両端に位置してアップテイク寄りに設置された端部ジャケット１Ｃには、ベコが付着することが分かった。また、この斜面に付着したベコは極めて除去し易いので、時々、ベコ掻きを行うのが好ましいことが分かった。
【００２９】
そこで、本実施例によれば、自溶炉１００の外側であって、自溶炉壁体２００に隣接して、アップテイク部水冷ジャケット取出し装置（以下、単に「水冷ジャケット取出し装置」という。）１０を設置し、特に、水平連結部１０６の水冷ジャケット１の少なくともその一部のジャケットを人手ではなく、機械操作により容易に炉外へと取り出し得るように構成した。本実施例では、端部ジャケット１Ｃを取り出す構成とされた。
【００３０】
図１及び図２を参照して、本実施例の水冷ジャケット取出し装置１０を説明する。
【００３１】
水冷ジャケット取出し装置１０は、図１及び図２では、自溶炉１００の手前側に設けられているが、自溶炉１００の手前側のみならず、奥側にも、手前側と同様に設けることができる。
【００３２】
本実施例にて、水冷ジャケット取出し装置１０は、自溶炉１００の外側にて、装置枠体２００、本実施例では、機台２０１と天井枠体２０２との間に垂直に設置された垂直支柱１１を備えている。垂直支柱１１は、その上下両端がそれぞれ機台２０１と天井枠体２０２とに支承手段１２、１３にて回転可能に支持されている。垂直支柱１１は、本実施例では、作業者が操作することにより回転駆動するものとしたが、電動モータなどの駆動手段を併設することにより回転駆動することもできる。
【００３３】
垂直支柱１１に対して水平方向に延在し、垂直支柱１１の回りに全体として水平方向に揺動自在とされる関節アーム手段１５を備えている。
【００３４】
関節アーム手段１５は、複数のアームより構成され、本実施例では、第１アーム１６と第２アーム１７とを備えている。第１アーム１６は、その一端１６ａが垂直支柱１１に固定して取り付けられ、垂直支柱１１の回転により水平方向に揺動自在とされる。第１アーム１６の他端１６ｂには、第２アーム１７の一端１７ａが枢軸１８により回転自在に取り付けられ、従って、第２アーム１７は、水平方向に揺動自在とされる。上述のように、必要に応じて、同様の構成にて、更に多くのアームを備えていても良い。
【００３５】
上述したように、本実施例の自溶炉１００は、端部ジャケット１Ｃが設置された位置に相当する自溶炉煙道部壁体に開口部１１０を備えており、従って、端部ジャケット１Ｃは、水平ジャケット１Ａ上を摺動して開口部１１０を介して水平方向に出し入れ可能とされる。
【００３６】
この開口部１１０は、蓋部材１２０により開閉自在とされる。また、本実施例によると、この蓋部材１２０は、少なくとも水冷ジャケット１の一部、本実施例では、この蓋部材１２０に隣接配置された端部ジャケット１Ｃが一体に取り付けられている。従って、蓋部材１２０は、端部ジャケット１Ｃの側面を構成する一体の部材とすることもできる。
【００３７】
蓋部材１２０は、蓋部材１２０に設けられた支持部材１２１を介して上記第２アーム１７の他端１７ｂに取り付けた枢軸１９により、第２アーム１７に回転自在に取り付けられている。従って、第２アーム１７を揺動させることにより、蓋部材１２０、及び、蓋部材１２０に一体に取り付けられた端部ジャケット１Ｃは、自溶炉煙道部（炉体）の垂直壁体２００に形成した開口部１１０から外部へと水平状態に維持されて引き出される。
【００３８】
つまり、人手により、又は、駆動モータを駆動することにより、垂直支柱１１が回転し、第１アーム１６及び第２アーム１７からなる関節アーム手段１５が水平方向に揺動する。これにより、関節アーム手段１５は、蓋部材１２０が垂直壁体開口部１１０を閉鎖した第１の位置（閉鎖位置Ｐ１）から、第２の位置（Ｐ２）を経て、第３の位置（作業位置Ｐ３）へと移動する。これにより、第２アーム１７に接続された蓋部材１２０、及び、蓋部材１２０に一体に取り付けられた端部ジャケット１Ｃは、垂直壁体開口部１１０から外部へと引き出され、炉体２００から離れた作業位置Ｐ３へと移動される。通常、第１アーム１６は、９０°〜１８０°の範囲で回転し、第２アーム１７は、第１アームに対して２７０°の範囲で揺動可能とされる。従って、蓋部材１２０、及び、蓋部材１２０に一体に取り付けられた端部ジャケット１Ｃは、垂直壁体開口部（即ち、炉体）１１０から略１８０°回転した作業位置Ｐ３へと移動される。そこで、ベコ除去作業が行われる。
【００３９】
端部ジャケット１Ｃに付着したベコは、蓋部材１２０を開口部１１０から移動させた時に、剥離し、水平ジャケット１Ａ上に付着したそのままの形状で残る。よって、容易にアップテイク１０３へ落とすことができる。
【００４０】
また、自溶炉１００のアップテイク１０３の三角ジャケット１Ｂ及びその周辺に付着している場合は、開口部１１０を介して、アイヨンブレーカにより容易に除去することができる。５０ｍｍ〜１００ｍｍ厚保のベコを簡単に除去することができる。
【００４１】
端部ジャケット１Ｃ、並びに、上述したように、必要に応じて、自溶炉１００のアップテイク１０３の三角ジャケット１Ｂ及びその周辺に付着したベコの除去作業が終わると、人手により、又は、駆動モータを駆動することにより垂直支柱１１及び関節アーム手段１５を上記とは逆方向に揺動し、蓋部材１２０及び端部ジャケット１Ｃを、垂直壁体開口部１１０から水平連結部１０６内へと挿入し、所定位置に設置する。
【００４２】
本実施例によると、自溶炉１００のアップテイク１０３と廃熱ボイラ１０７とを結ぶ水平連結部１０６に設置された水冷ジャケット１の少なくとも一部を炉体２００から離れた位置に容易に移動し、付着ベコ除去作業を容易に行うことができる。特に、水平連結部１０６にてベコ付着が著しい、三角ジャケット１Ｂの両端にてアップテイク寄りに設置された端部ジャケット１Ｃを、炉体２００から離れた作業位置へと容易に移動して付着ベコを除去することができ、作業効率を向上することができる。
【００４３】
本実施例の水冷ジャケット取出し装置１によると、装置は、１２時間に１回〜２回の割で駆動し、また、ベコ除去作業は１０分程度で完了し、ベコ除去作業を極めて効率よく行うことができた。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係る自溶炉のアップテイク部水冷ジャケット取出し装置の一実施例の概略構成を示す横断面図である。
【図２】本発明に係る自溶炉のアップテイク部水冷ジャケット取出し装置の一実施例の概略構成を示す正面図である。
【図３】蓋部材と水平ジャケットと三角ジャケットと端部ジャケットの配置関係を説明するアップテイク部及び水平連結部の横断面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面図で、端部ジャケットの頂面を説明する図である。
【図５】水平ジャケット、三角ジャケット及び端部ジャケットと、自溶炉煙道部の垂直壁体に形成された開口部との配置関係を説明する自溶炉煙道部の正面図である。
【図６】自溶炉の概略構成断面図である。
【図７】自溶炉のアップテイク部水冷ジャケットを説明する概略構成断面図である。
【図８】自溶炉のアップテイク部水冷ジャケットを説明する概略構成断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１                    水冷ジャケット
１Ａ                  水平ジャケット
１Ｂ                  三角ジャケット
１Ｃ                  端部ジャケット
１０                  アップテイク部水冷ジャケット取出し装置
１１                  垂直支柱
１５                  関節アーム手段
１６                  第１アーム
１７                  第２アーム
１００                自溶炉
１０３                アップテイク
１０６                水平連結部
１０７                廃熱ボイラ
１１０                開口部
１２０                蓋部材
【図１】
0004856112.tif 000002
【図２】
0004856112.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0004856112.tif 000008
【図８】
0004856112.tif 000009