JP3967735B2

JP3967735B2 - 金属水冷ジャケットの水漏れ処置方法

Info

Publication number: JP3967735B2
Application number: JP2004135464A
Authority: JP
Inventors: 竜也本村; 信二阿部; 政晴高橋
Original assignee: Nippon Mining and Metals Co Ltd
Current assignee: Nippon Mining Holdings Inc
Priority date: 2004-04-30
Filing date: 2004-04-30
Publication date: 2007-08-29
Anticipated expiration: 2024-04-30
Also published as: JP2005314763A

Description

本発明は、金属水冷ジャケットの水漏れ処置方法に関する。
特に銅精鉱及び銅原料を自溶炉により製錬する銅製錬方法において行われる方法に関する。特に、自溶炉の炉体冷却に用いる金属水冷ジャケットの水漏れを、操業中に対処する方法に関するものである。

一般に、銅製錬に用いる自溶炉の炉体は、水冷ジャケットで冷却されている。
（特公平０３−５７１６９：特許文献１）

この場合、水冷ジャケットの水漏れが生じると、炉体への水の浸入による操業への悪影響、炉体レンガ及びキャスターの劣化が問題となる。最悪の場合、炉内の溶湯が炉外へ漏出することになる。

ジャケットの修復方法としては、コーキング、肉盛り等があるが、従来技術では操業中に炉体水冷ジャケットを修復することは不可能である。交換のために、長時間にわたる操業停止を余儀なくされる。
又このような水冷ジャケットは、銅の製錬の転炉、精製炉、更には鉄鋼製錬の高炉、転炉、電炉等にも使用され水漏れ対策に苦慮している。

特公平０３−５７１６９

この発明は以上の事情を背景としてなされたもので、
水漏れした水冷ジャケットに止水液及び金属粉末を用いることで操業中の止水処置を可能とすることを目的とするものである。

本発明者らは、止水液を1.0〜2.0mass%水に溶解し、更に銅粉を0.1〜0.5mass%添加し、水漏れのある炉体水冷銅ジャケットに循環させることで、操業中に水冷銅ジャケットの水漏れを停止させることができることを見出した。

：
即ち本発明は、
（１）金属水冷ジャケットの水漏れ処置に際して、
水84〜85mass%、アレイン酸樹脂6〜8mass%、植物性樹脂2〜3mass%、植物性繊維1〜2mass%、ホウ酸ナトリウム3〜4mass%、リン酸0.2〜0.5mass%、トリエチルアミン0.5〜1mass%、メチルｐ−安息香酸エステル0.05〜0.15mass%、ポリジメチルシリコンエマルジョン0.1〜0.3mass%、染料0.01〜0.03mass%である、
止水液を0.5〜5.0mass%水に溶解し、更に金属粉を0.1〜0.5mass%添加し、水漏れのあるジャケットに流し込むことを特徴とする金属水冷ジャケットの水漏れ処置方法。
（２）上記（１）記載の金属水冷ジャケットを、銅製錬における自溶炉において使用することを特徴とする金属水冷ジャケットの水漏れ処置方法。
（３）上記（１）〜（２）記載の金属粉が、銅であることを特徴とする銅水冷ジャケットの水漏れ処置方法。
である。

本発明によれば、
（１）金属水冷ジャケットの水漏れを早期に対処できることで、操業への悪影響、炉体レンガ、キャスターの劣化を処置できる。
更に、加熱炉等の水冷ジャケットの水漏れ対策における応急処置に極めて有効である。
（２）炉体冷却銅ジャケット交換のための操業停止時間を削減できる。

（３）また、銅粉等を添加した場合、ジャケット水漏れ孔に粉が入り込むため、大きな水漏れ孔にも効果的である。
（４）炉体水冷ジャケットに複数個の水漏れ孔が存在する場合にも、同時に対応できる。

以下本発明に関して、詳細に説明する。
本発明に関する対象の炉は、加熱炉或いは製錬用の炉である。特に非鉄製錬に於ける自溶炉、ＰＳ転炉、精製炉、連続製銅炉等である。
金属ジャケットは、金属製であり特に熱伝導性の良い銅製が好ましい。又アルミニウム、鋳鉄等も考えられる。
止水液を添加する溶液は、工業用水等である。水漏れを確認後、通常の炉体冷却水とは、別系統とし、止水対策がなされる。
冷却水は、ポンプによる循環利用のため、液温が上昇するが、止水効果を保つための冷却媒体として、氷等を使用し液温上昇を抑制する。
なお、通常の炉体冷却水は、冷却塔を介して循環し、温度コントロールされている。

止水液は、ラジエータ水漏れ処置に供される市販品等（例えば、輸入販売元：武蔵ホルト株式会社、製造元：ホルトロイドリミテッド（HOLT LLOYD LTD）製のラドウェルド（RADOWELD）である。）が、使用できる。
止水液の組成は、主にレジン（接着性を有するもの。）、ファイバー（ガラス状のもの）と溶剤である水からなるものである。
更に詳細な組成としては、例えば水84〜85mass%、アレイン酸樹脂6〜8mass%、植物性樹脂2〜3mass%、植物性繊維1〜2mass%、ホウ酸ナトリウム3〜4mass%、リン酸0.2〜0.5mass%、トリエチルアミン0.5〜1mass%、メチルｐ−安息香酸エステル0.05〜0.15mass%、ポリジメチルシリコンエマルジョン0.1〜0.3mass%、染料0.01〜0.03mass%である。
冷却水に対して、0.5〜5.0mass%であることが好ましい。
この程度であれば、水漏れ処置に好適であるからである。
止水液を添加した冷却水は、ジャケット内を循環させるため液温が上昇するが、液温を下げるために氷等を使用し冷却効果を高める。
液温は、40〜80℃の範囲に保持することが好ましい。液温は使用する止水液の止水効果の高い温度範囲で使用する。

冷却水に、止水液を投入すると同時に、金属粉を投入することにより、水漏れが、完全になくなる。
金属粉の添加量は、0.1〜0.5mass%であることが好ましい。
前記金属粉を0.5mass%より多く添加しすぎても、効果が無く好ましくない。また前記金属粉が0.1mass%より少ないと、水漏れ処置効果が低くなるため好ましくない。

また、銅粉であると電解銅粉等容易に、安価に、細かい粉が得られやすいため好ましく、更に銅粉は、延性があり、銅粉同士の密着性も良いからである。また、異種金属同士の電池作用等の相互作用を避けるため、炉体水冷ジャケットと同一素材を使用することが望ましいため、銅製のジャケットに対しては、銅粉を用いる。
また、銅粉は、例えば、粒径が10〜80μｍであることが好ましい。これは水漏れ個所に、密着し、水漏れを処置しやすいからであり、余り大きいと早期に沈降してしまい目的の水漏れ個所に、到達しないことがあるからである。
銅粉には、電解銅粉、アトマイズ粉等があるが、電解銅粉は、孔を塞ぐ為に、針状部分を有するため孔に止まりやすく好ましいと思われる。

以下図１〜図３に則して、具体例を説明する。
止水液、銅粉を含む液体を、水漏れしている自溶炉の水冷ジャケット（図２（３））に循環させる方法として以下の方法を実施してきた。
ドラム缶等の容器に、水、止水液1.5mass%、銅粉0.3 mass%を適量混合させる。止水液は、輸入販売元：武蔵ホルト株式会社、製造元：ホルトロイドリミテッド（HOLT LLOYD LTD）製のラドウェルド（RADOWELD）を使用した。

ジャケットの具体的な一態様は、図１に示すような一体物であって、銅の鋳物に穴を開け、水路としている物が使用されている。
対象の自溶炉は、図３に示すように、ジャケット設置位置（３）が耐火煉瓦の外側に設置される。また自溶炉内の溶体は、１２００から１２５０℃のマットの上部に１２５０から１３００℃のスラグが存在する。スラグの炉内溶体レベル上限を（４）に示す。
ドラム缶内の液体(水＋止水液)を、対象とする水冷ジャケットに循環させる為のルートを作製する。循環にはポンプを使用する。
炉体水冷ジャケットへの冷却水の出入口（図１（１）、（２））を、ドラム缶内の液体を循環させるルートに切り替える。炉体水冷ジャケット内の水を切らさないよう切替えは素早く行うことが重要である。

ポンプにより液体の循環を開始する。
循環中、循環液の温度が上昇するため（ジャケットが高温溶体及び、ガスと接しているため）、氷をドラム缶内に投入し、循環液温度を下げる操作を実施する。液温は、40〜80℃の範囲に保つように氷を投入する。

氷の添加により、止水液濃度が薄くなるため、氷の溶解に見合った量の止水液及び銅粉を追加する。
上記方法により、操業中に炉体水冷ジャケットの水漏れを停止させること
が可能であった

図３に、本発明の一態様である止水効果の推定像を示す。
第1段階は、ピンホール又はクラックから水が漏れている状態を示す。
第２段階において、止水液粒子が母材表面に付着し、止水効果をもたらす。
但し、孔が0.3mmφ以上の場合止水液のみでは、止水できない。
第３段階は、母材に付着した止水液粒子に金属粉が捕集され、孔が狭くな
り、第４段階に於いて、止水液粒子に捕集された金属粉間の間隙に、止水液
粒子が詰まり、水の通り道が無くなり止水が完全に行われる。

ジャケット溶体側の最薄部は、作製時に23mmである。定修時にジャケッ
トにPT検査（浸透探傷試験（liquid penetrant testing））を適用したところ、
ピンホール型及びクラック型の欠陥を確認できた。両タイプの欠陥とも最大
幅1mm以下であった。
（比較例）

銅粉を投入せずに、止水液のみを使用し他の条件は、実施例と同一の条件
とした時は、水漏れ処置が、完全に行われず、直ちに炉を止めざるを得なか
った。

本発明が適用される自溶炉ジャケットに於ける一態様である。本発明が適用される自溶炉の概略断面図本発明による止水効果の推定像

符号の説明

１．ジャケット給水口
２．ジャケット排水口
３．ジャケット設置位置
４．炉内溶体上限レベル（点線で示す）
５．ジャケット母材
６．水の流れ
７．止水液粒子
８．金属粉

Claims

金属水冷ジャケットの水漏れ処置に際して、
水84〜85mass%、アレイン酸樹脂6〜8mass%、植物性樹脂2〜3mass%、植物性繊維1〜2mass%、ホウ酸ナトリウム3〜4mass%、リン酸0.2〜0.5mass%、トリエチルアミン0.5〜1mass%、メチルｐ−安息香酸エステル0.05〜0.15mass%、ポリジメチルシリコンエマルジョン0.1〜0.3mass%、染料0.01〜0.03mass%である、止水液を
0.5〜5.0mass%水に溶解し、更に金属粉を0.1〜0.5mass%添加し、水漏れのあるジャケットに流し込むことを特徴とする金属水冷ジャケットの水漏れ処置方法。
請求項１記載の金属水冷ジャケットを、銅製錬における自溶炉において使用することを特徴とする金属水冷ジャケットの水漏れ処置方法。
請求項１〜２記載の金属粉が、銅であることを特徴とする銅水冷ジャケットの水漏れ処置方法。