特許 7188130 精鉱シュートの昇降装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-12-05

(45)【発行日】2022-12-13

(54)【発明の名称】精鉱シュートの昇降装置

(51)【国際特許分類】

   C22B 15/00 20060101AFI20221206BHJP

   F27D 99/00 20100101ALI20221206BHJP

   F27D 3/18 20060101ALN20221206BHJP

【ＦＩ】

C22B15/00 102

F27D99/00 A

F27D3/18

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2019010845

(22)【出願日】2019-01-25

(65)【公開番号】P2020117784

(43)【公開日】2020-08-06

【審査請求日】2021-09-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000183303

【氏名又は名称】住友金属鉱山株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001704

【氏名又は名称】弁理士法人山内特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】鈴江 晃也

(72)【発明者】

【氏名】東 司

(72)【発明者】

【氏名】森 勝弘

【審査官】國方 康伸

(56)【参考文献】

【文献】特開２００１－０６４７１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－３４３８１０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ２２Ｂ １／００－６１／００

Ｆ２７Ｄ ３／００－ ５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ウインドボックス内に配置された精鉱シュートの昇降装置であって、
前記精鉱シュートに固定されたアームと、
ジャッキと、
前記ジャッキを駆動する駆動装置と、を備え、
前記ジャッキは、
前記ウインドボックスに対して固定された基部と、
前記アームと連結され、前記基部に対して移動する可動部と、を備え、
前記アームは棒状の鉛直部を有し、
前記鉛直部は前記ウインドボックスの天板に形成された貫通孔に通されており、
前記鉛直部の上端と前記可動部とが結合されており、
前記基部に対して前記可動部が上下動することで、前記精鉱シュートが昇降する
ことを特徴とする精鉱シュートの昇降装置。

【請求項2】

前記駆動装置は前記天板の上面に設けられた支持台に載せられている
ことを特徴とする請求項１記載の精鉱シュートの昇降装置。

【請求項3】

前記鉛直部は前記精鉱シュートを中心として回転対称な複数の位置のそれぞれに設けられており、
前記ジャッキは前記鉛直部のそれぞれに設けられている
ことを特徴とする請求項１または２記載の精鉱シュートの昇降装置。

【請求項4】

前記鉛直部と前記天板との間が封止部材で封止されている
ことを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の精鉱シュートの昇降装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、精鉱シュートの昇降装置に関する。さらに詳しくは、本発明は、精鉱バーナーに備えられた精鉱シュートの高さを調整するための昇降装置に関する。

【背景技術】

【0002】

銅硫化物、ニッケル硫化物などの非鉄金属硫化物を原料とする熔融製錬には自熔製錬炉が用いられる。自熔製錬炉には製錬原料と反応用ガスとを炉内に供給する精鉱バーナーが備えられている。

【0003】

自熔製錬炉の操業においては、炉内の熔融製錬反応を制御し、安定した操業を行なうことが求められる。熔融製錬反応は製錬原料に含まれる金属硫化物の酸化反応である。この酸化反応は製錬原料と反応用ガスとの接触によって生じる。そのため、製錬原料と反応用ガスとがしっかりと混合しているほど、酸化反応は急激に進行する。このことから、精鉱バーナー内では製錬原料と反応用ガスとを混合しておく予混合が行われる。一方で、予混合の度合いが大きいと、精鉱バーナー内で反応が進みすぎ、精鉱バーナーの損耗が激しくなる。

【0004】

特許文献１には、精鉱バーナーに備えられた精鉱シュートの位置を調整することで、製錬原料と反応用ガスとの予混合の度合いを管理することが開示されている。予混合の度合いを管理することで、自熔製錬炉の安定操業が可能となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００７－４６１２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

製錬原料と反応用ガスとの予混合の度合いを適切に調整するには、精鉱シュートの位置を頻繁に調整する必要がある。これに加え、以下に説明するように、点検口を開く場合にも精鉱シュートを昇降させる必要がある。

【0007】

予混合の度合いを高くするには、精鉱シュートを上昇させればよい。しかし、精鉱シュートを上昇させすぎると、精鉱バーナーの点検口を開けた際に点検口から精鉱が吹き出すことがある。そこで、精鉱シュートを上昇させた状態で操業を行なっている場合には、点検口から精鉱が吹き出ない程度に精鉱シュートを下降させた後、点検口を開いて作業を行い、作業終了後に再び精鉱シュートを上昇させる。点検口を開ける頻度は比較的高い。例えば、精鉱バーナーのライナーに付着する鋳付き（ベコ）を落とすために、定期的に点検口を開けて作業を行なう。このような点検口を用いた作業のたびに、精鉱シュートを昇降させる必要がある。

【0008】

しかし、従来の設備では、精鉱シュートの位置を調整する作業に手間がかかり、作業員にとって負担が大きい。また、作業場所は温度が高い環境であり、長時間の作業は熱中症などのリスクもある。

【0009】

本発明は上記事情に鑑み、手間をかけることなく精鉱シュートの高さを調整できる昇降装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

第１発明の精鉱シュートの昇降装置は、ウインドボックス内に配置された精鉱シュートの昇降装置であって、前記精鉱シュートに固定されたアームと、ジャッキと、前記ジャッキを駆動する駆動装置と、を備え、前記ジャッキは、前記ウインドボックスに対して固定された基部と、前記アームと連結され、前記基部に対して移動する可動部と、を備え、前記アームは棒状の鉛直部を有し、前記鉛直部は前記ウインドボックスの天板に形成された貫通孔に通されており、前記鉛直部の上端と前記可動部とが結合されており、前記基部に対して前記可動部が上下動することで、前記精鉱シュートが昇降することを特徴とする。
第２発明の精鉱シュートの昇降装置は、第１発明において、前記駆動装置は前記天板の上面に設けられた支持台に載せられていることを特徴とする。
第３発明の精鉱シュートの昇降装置は、第１または第２発明において、前記鉛直部は前記精鉱シュートを中心として回転対称な複数の位置のそれぞれに設けられており、前記ジャッキは前記鉛直部のそれぞれに設けられていることを特徴とする。
第４発明の精鉱シュートの昇降装置は、第１～第３発明のいずれかにおいて、前記鉛直部と前記天板との間が封止部材で封止されていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

第１発明によれば、駆動装置によりジャッキを動作させることで精鉱シュートが昇降するので、手間をかけることなく精鉱シュートの高さを調整できる。また、アームとジャッキとで精鉱シュートを懸垂させた単純な構成であるので、設備費用を抑えることができる。
第２発明によれば、駆動装置が支持台に載せられているので、駆動装置をウインドボックスの熱から保護できる。
第３発明によれば、複数の鉛直部が精鉱シュートの周りに配置されているので、各鉛直部の昇降量を調整することで、精鉱シュートの傾きを調節できる。
第４発明によれば、鉛直部と天板との間が封止されているので、ウインドボックスから反応用ガスが漏れることを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の第１実施形態に係る昇降装置の正面図である。

【図2】図１の昇降装置のジャッキ部分の拡大図である。

【図3】自熔製錬炉の縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
（自熔製錬炉）
まず、自熔製錬炉ＦＦの全体構成を説明する。
図３に示すように、自熔製錬炉ＦＦはセトラー１１を備えている。セトラー１１の一端の上面には反応塔１２が立設している。セトラー１１の他端の上面には排煙道１３が立設している。反応塔１２の上端には精鉱バーナー２０が設けられている。セトラー１１の側壁には、カラミの高さにカラミ抜き口１４が、カワの高さにカワ抜き口１５が、離れて設けられている。

【0014】

自熔製錬炉ＦＦを用いた銅製錬操業は以下のように行なわれる。
精鉱バーナー２０から粉状の製錬原料と、反応用ガス（例えば酸素富化空気）とが反応塔１２内に吹き込まれる。製錬原料には少なくとも硫化銅精鉱（以下、単に「銅精鉱」と称する。）とフラックスとが含まれている。フラックスは良質のカラミを製造するために添加されるものであり、例えば珪砂である。また、製錬原料には必要に応じて冷材などが含まれている。

【0015】

反応塔１２内に吹きこまれた製錬原料は、補助バーナーの熱、反応塔１２の炉壁内の輻射熱などにより昇温され、銅精鉱中の硫黄分および鉄分が燃焼することで熔融する。製錬原料が熔融した熔体はセトラー１１内に溜められる。セトラー１１内において熔体はカラミとカワとに比重分離する。

【0016】

熔体上部のカラミはカラミ抜き口１４から排出され、電気錬かん炉で処理される。熔体下部のカワは、次工程の転炉の要求に応じて適量がカワ抜き口１５から抜き出される。反応塔１２およびセトラー１１内で発生した製錬ガスは、排煙道１３を通って自熔製錬炉ＦＦから排出され、排熱ボイラーで熱が回収される。

【0017】

（精鉱バーナー）
つぎに、精鉱バーナー２０の構成を説明する。
図１に示すように、精鉱バーナー２０は反応用ガスが導入されるウインドボックス２１を備えている。ウインドボックス２１の下部は下方に絞られたコーン状に形成されており、その下端に円筒状のバーナーコーン２２が接続されている。バーナーコーン２２は反応塔１２の上端に立設している。また、バーナーコーン２２には点検口２３が設けられている。

【0018】

精鉱バーナー２０は補助バーナー２４を備えている。補助バーナー２４はウインドボックス２１およびバーナーコーン２２の内部を貫き、鉛直に配置されている。補助バーナー２４はバーナーコーン２２の軸心に配置されている。補助バーナー２４の炎が噴射される下端はバーナーコーン２２の下端付近に位置している。

【0019】

補助バーナー２４の外周を囲むように精鉱シュート２５が設けられている。精鉱シュート２５は補助バーナー２４と同軸の筒部材である。精鉱シュート２５はウインドボックス２１内に配置されており、ウインドボックス２１内で昇降可能となっている。製錬原料は精鉱シュート２５を通して自熔製錬炉ＦＦ内に供給される。

【0020】

精鉱シュート２５の外周を囲むように風速調整器２６が設けられている。風速調整器２６はウインドボックス２１内に配置されており、精鉱シュート２５とは独立してウインドボックス２１内で昇降可能となっている。風速調整器２６を昇降させることで、ウインドボックス２１からバーナーコーン２２に供給される反応用ガスの流路幅を調整できる。これにより、反応用ガスの流速を調整できる。

【0021】

（昇降装置）
つぎに、本発明の一実施形態に係る昇降装置Ａを説明する。
昇降装置Ａは精鉱シュート２５を昇降させる装置である。昇降装置Ａにより精鉱シュート２５の下端部の高さを調整することで、製錬原料と反応用ガスとの予混合の度合いを調整できる。

【0022】

昇降装置Ａは精鉱シュート２５に固定されたアーム３０と、アーム３０に連結したジャッキ４０とを有する。本実施形態では精鉱シュート２５に２つのアーム３０が固定されている。また、２つのアーム３０のそれぞれにジャッキ４０が連結されている。アーム３０およびジャッキ４０の数は特に限定されず、１セットでもよいし、複数セットでもよい。

【0023】

アーム３０は全体としてＬ字形をしており、水平部３１と鉛直部３２とからなる。水平部３１は精鉱シュート２５の横断面の半径方向に沿って、水平に配置されている。水平部３１の一端は精鉱シュート２５の外表面に固定されており、他端は鉛直部３２に接続している。

【0024】

水平部３１は風速調整器２６に形成された縦孔２６ｈに通されている。これにより、水平部３１と風速調整器２６とが干渉することなく、精鉱シュート２５と風速調整器２６とを個別に昇降できるようになっている。

【0025】

鉛直部３２は棒状の部材であり、鉛直方向に沿って配置されている。鉛直部３２の下部（下端）は水平部３１と接続している。ウインドボックス２１の天板２１ａには縦方向の貫通孔２１ｈが形成されている。鉛直部３２はこの貫通孔２１ｈに通されており、上端が天板２１ａより上方に突出している。

【0026】

ジャッキ４０は天板２１ａの上方に配置されている。ジャッキ４０によりアーム３０が支持されている。このように、昇降装置Ａはアーム３０とジャッキ４０とで精鉱シュート２５を懸垂させた比較的単純な構成であるので、設備費用を抑えることができる。

【0027】

図２に示すように、本実施形態のジャッキ４０はスクリュージャッキと称されるタイプのものであり、機構部４１とネジ軸４２とを有している。機構部４１に設けられたウォームシャフト４３を正逆回転させることで、ネジ軸４２を機構部４１に対して上下動させることができる。

【0028】

機構部４１は天板２１ａの上面に固定された支持台４４に支持されている。これにより、機構部４１はウインドボックス２１に対して固定されている。一方、ネジ軸４２の先端部は結合部材４５により鉛直部３２の上端と結合されている。したがって、機構部４１に対してネジ軸４２が移動することで精鉱シュート２５が昇降する。支持台４４を介してジャッキ４０を固定することで、ジャッキ４０をウインドボックス２１の熱などから保護できる。

【0029】

なお、本実施形態の機構部４１およびネジ軸４２が、それぞれ特許請求の範囲に記載の「基部」および「可動部」に相当する。ジャッキ４０としてはスクリュージャッキに限定されず、種々のジャッキを採用できる。ジャッキ４０は、例えば、スクリュージャッキなどの機械式ジャッキでもよいし、油圧ジャッキなどの液圧式ジャッキでもよい。ジャッキの構成部材のうち、ウインドボックス２１に対して直接的にまたは間接的に固定される部材が基部であり、アーム３０と連結される部材が可動部である。ジャッキ４０の動作により精鉱シュート２５が昇降すればよく、アーム３０とジャッキ４０の可動部とは何らかの機構を介して間接的に連結されてもよい。

【0030】

ジャッキ４０には駆動装置５０が接続されている。駆動装置５０によりジャッキ４０が駆動される。ジャッキ４０がスクリュージャッキの場合、駆動装置５０として電動機を用いることができる。この場合、ジャッキ４０のウォームシャフト４３と電動機の回転軸とが、直接または減速機などを介して接続される。ジャッキ４０が油圧ジャッキの場合、駆動装置５０として油圧ポンプ、各種の切換弁などからなる油圧回路を用いることができる。

【0031】

駆動装置５０は支持台４４に載せることが好ましい。そうすれば、駆動装置５０をウインドボックス２１の熱などから保護できる。機構部４１と駆動装置５０とを一つの支持台４４に載せてもよいし、別々の支持台に載せてもよい。機構部４１を支持する支持台と駆動装置５０を支持する支持台とを別に設けることで、機構部４１に対する駆動装置５０の高さ調整ができるようになる。そのため、機構部４１と駆動装置５０とを容易に（必要に応じて水平に）接続できる。

【0032】

駆動装置５０には図示しない操作手段が接続される。操作手段を操作することにより駆動装置５０のＯＮ／ＯＦＦの切り替え、正逆回転の切り替えなどが行なわれる。操作手段は例えば各種のスイッチで構成される。操作手段は、駆動装置５０の近傍に設けてもよいし、遠隔地に設けてもよい。操作手段を遠隔地に設ければ、作業員は温度が高い環境での作業が不要となるので、作業員の熱中症などのリスクを低減できる。

【0033】

昇降装置Ａは以上のような構成であるので、駆動装置５０によりジャッキ４０を動作させるだけで、精鉱シュート２５を昇降させることができる。そのため、手間をかけることなく精鉱シュート２５の高さを調整できる。その結果、作業員の負担を軽減できる。

【0034】

鉛直部３２と天板２１ａ（貫通孔２１ｈの内壁）との間には隙間がある。この隙間を封止部材６０で封止することが好ましい。封止部材６０として、例えばグランドパッキンを用いることができる。この場合、天板２１ａにスタッフィングボックスを設け、その内部にグランドパッキンを挿入すればよい。このように、鉛直部３２と天板２１ａとの間を封止することで、ウインドボックス２１から反応用ガスが漏れることを抑制できる。

【0035】

複数のアーム３０を設ける場合、精鉱シュート２５の中心軸を中心として回転対称な複数の位置のそれぞれに鉛直部３２を設けることが好ましい。例えば、精鉱シュート２５の周りに１８０°間隔で２つの鉛直部３２を設けてもよい。精鉱シュート２５の周りに１２０°間隔で３つの鉛直部３２を設けてもよい。

【0036】

複数の鉛直部３２のそれぞれにジャッキ４０が設けられる。したがって、各ジャッキ４０により、それに対応する鉛直部３２を昇降できる。なお、複数のジャッキ４０のそれぞれに駆動装置５０を設けてもよい。複数のジャッキ４０を一つの駆動装置５０で駆動する構成としてもよい。

【0037】

複数の鉛直部３２を精鉱シュート２５の周りに配置した構成とすれば、各鉛直部３２の昇降量を調整することで、精鉱シュート２５の傾きを調節できる。基本的には、精鉱シュート２５はその中心軸が鉛直方向に沿うよう維持される。しかし、バーナーコーン２２の内壁に設けられたライナーの摩耗状況に応じて、銅精鉱の噴出方向を調整したいことがある。このような場合に、精鉱シュート２５の傾きを調整することが行なわれる。

【符号の説明】

【0038】

Ａ 昇降装置
３０ アーム
３１ 水平部
３２ 鉛直部
４０ ジャッキ
４１ 機構部
４２ ネジ軸
４３ ウォームシャフト
４４ 支持台
４５ 結合部材
５０ 駆動装置
６０ 封止部材

【図1】

【図2】

【図3】