JP5610694B2 - 吹き込みノズル - Google Patents

Description

本発明は、転炉または精製炉に粉状原料を吹き込むための吹き込みノズルに関する。

銅製錬用の転炉または精製炉においては、羽口から空気および原料が吹き込まれる。この場合、原料によって羽口が損傷するおそれがある。そこで、羽口における損傷を抑制するための技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１においては、吹き込んだ精鉱による羽口パイプの損傷を抑制することを目的として、羽口パイプの耐摩耗性を向上させている。

特開平８−４１５５７号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、転炉または精製炉に粉状原料を吹き込むための吹き込みノズルの損傷を抑制することはできない。

本発明は、転炉または精製炉に粉状原料を吹き込む際の損傷が抑制された吹き込みノズルを提供することを目的とする。

本発明に係る吹き込みノズルは、銅製錬用の転炉または精製炉に取り付けられ、貴金属含有リサイクル原料の粉状原料を炉内に吹き込むノズルであって、粉状原料が供給される第１配管と、第１配管よりも小さい径を有し転炉または精製炉に粉状原料を供給するための第２配管と、第１配管と第２配管とを接続し第１配管から第２配管にかけてテーパ状に縮径されるレデューサ部と、を備え、レデューサ部におけるテーパ角度θは、ｔａｎθ≦１５／１００を満たすことを特徴とするものである。本発明に係る吹き込みノズルにおいては、レデューサ部におけるテーパ角度が小さいため、レデューサ部の出口付近における流れの乱れが抑制される。この場合、レデューサ部の損傷が抑制される。それにより、転炉または精製炉に粉状原料を吹き込む際の損傷を抑制することができる。

レデューサ部におけるテーパ角度θは、ｔａｎθ≦７／１１０以下であってもよい。この場合、レデューサ部の出口における流れの乱れをより抑制することができる。レデューサ部は、一般構造用圧延鋼材（ＳＳ４００）あるいはステンレスからなるものであってもよい。この場合、吹き込みノズルのコストを抑制することができる。レデューサ部の肉厚は、第１配管の肉厚よりも大きくてもよい。この場合、吹き込みノズルの寿命を延ばすことができる。

本発明によれば、転炉または精製炉に粉状原料を吹き込む際の損傷が抑制された吹き込みノズルを提供することができる。特にＰＳ転炉において、原料タンクからの原料の供給をＰＳ転炉羽口から行う際に、その配管部の大きさが相違する管部と管部との調整に好ましく用いることが出来る。管部のライフサイクルが伸びることにより、ＰＳ転炉或は精製炉の操業が円滑に行われることにより、稼働率も伸びる。安価な管を提供できること、ライフサイクルが伸びることにより、年間で、１０００万円のコストダウンとなる。

本発明の実施形態に係る吹き込みノズルの構成を説明するための図である。 比較例に係る吹き込みノズルの構成を説明するための図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。

（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係る吹き込みノズル１００の構成を説明するための図である。吹き込みノズル１００は、第１配管１０と第２配管２０とがレデューサ部３０によって接続された構造を有する。それにより、第１配管１０は、レデューサ部３０を介して第２配管と連通している。第２配管２０は、第１配管よりも小さい径を有する。レデューサ部３０は、第１配管１０から第２配管２０にかけてテーパ状に縮径された構造を有する。

吹き込みノズル１００は、銅の製錬行程において炉２００（転炉または精製炉）に粉状原料を吹き込むためのノズルである。粉状原料は、第１配管１０に供給され、レデューサ部３０および第２配管２０を介して、炉２００内に吹き込まれる。

転炉においては、吹き込みノズル１００を介して、貴金属あるいはその他有価物含有リサイクル原料等の粉状原料が吹き込まれる。精製炉においては、吹き込みノズル１００を介して、転炉に吹き込むよりも銅製錬に対して悪影響を及ぼす元素の含有率が少ない貴金属あるいはその他有価物含有リサイクル原料等の粉状原料が吹き込まれる。

この吹き込みノズル１００においては、粉状原料の流動によってレデューサ部３０の出口付近が摩耗等に起因して損傷するおそれがある。この場合、レデューサ部３０に穴あきが発生するおそれがある。そこで、本実施の形態においては、レデューサ部３０のテーパ角度θを、ｔａｎθ≦１５／１００を満たす値とする。この場合、レデューサ部３０における径の変化が緩やかになる。それにより、レデューサ部３０の出口付近における流れの乱れを小さくすることができる。その結果、レデューサ部３０の出口付近における摩耗等に起因した損傷を抑制することができる。

なお、レデューサ部３０のテーパ角度θは、ｔａｎθ≦７／１１０を満たすことが好ましい。この場合、レデューサ部３０の出口付近における流れの乱れをより小さくすることができる。その結果、レデューサ部３０の出口付近における摩耗等に起因した損傷をより抑制することができる。

レデューサ部３０の損傷を抑制できることから、レデューサ部３０に用いる材料にかかる制約を回避することができる。例えば、レデューサ部３０の縮径部の内壁をＷ溶射等によって補強する必要がなくなる。また、一般構造用圧延鋼材（ＳＳ４００）あるいはステンレス等の安価な材料を用いることができる。それにより、レデューサ部３０のコストを抑制することができる。

また、レデューサ部３０の肉厚は、第１配管１０の肉厚よりも大きいことが好ましい。例えば、図１に示すように、レデューサ部３０の外径を第１配管１０の外径よりも大きくしてもよい。この場合、吹き込みノズル１００の寿命を延ばすことができる。

実施例においては、上記実施形態に係る吹き込みノズル１００を作製し、粉状原料の流動に起因する損傷について調べた。

（実施例）
実施例においては、第１配管１０の内径を４１．６ｍｍとし、外径を４８．６ｍｍとした。第２配管２０の内径を２７．６ｍｍとし、外径を３４．０ｍｍとした。レデューサ部３０の内径を４１．６ｍｍから２７．６ｍｍに徐々に低下させ、テーパ角度θを、ｔａｎθ＝７／１１０とした。レデューサ部３０の外径を６０．０ｍｍとした。第１配管１０、第２配管２０を圧力配管用炭素鋼鋼管で作製し、レデューサ部３０を一般構造用圧延鋼材（ＳＳ４００）で作製した。

（比較例）
比較例においては、図２に示すように、第１配管の内径を４１．６ｍｍとし、外径を４８．６ｍｍとした。第２配管の内径を２７．６ｍｍとし、外径を３４．０ｍｍとした。レデューサ部の内径を４１．６ｍｍから２７．６ｍｍに徐々に低下させ、テーパ角度θを、ｔａｎθ＝７／３０とした。レデューサ部の外径を第１配管から第２配管にかけて徐々に減少させた。第１配管、第２配管を圧力配管用炭素鋼鋼管で作製し、レデューサ部を圧力配管用炭素鋼鋼管で作製し、レデューサ部の内壁にＷ溶射を施した。

（分析）
実施例および比較例に係る吹き込みノズルを介して炉内に粉状原料を所定の流量で吹き込み、ノズル寿命を調べた。表１にその結果を示す。なお、吹き込みノズルに粉状原料を供給する際の流量を３ｔ／ｈとした。表１に示すように、比較例においては、ノズル寿命が吹き込み重量で３ｔであった。これに比較して、実施例においては、ノズル寿命が吹き込み重量で１０ｔであった。したがって、レデューサ部３０におけるテーパ角度を緩めることによって、粉状原料を吹き込む際の損傷が抑制されることが確認された。また、比較例に比較して実施例の製造コストが大幅に低減された。

１０ 第１配管
２０ 第２配管
３０ レデューサ部

Claims (4)

1. 銅製錬用の転炉または精製炉に取り付けられ、貴金属含有リサイクル原料の粉状原料を炉内に吹き込むノズルであって、
   前記粉状原料が供給される第１配管と、
   前記第１配管よりも小さい径を有し、前記転炉または前記精製炉に前記粉状原料を供給するための第２配管と、
   前記第１配管と前記第２配管とを接続し、前記第１配管から前記第２配管にかけてテーパ状に縮径されるレデューサ部と、を備え、
   前記レデューサ部におけるテーパ角度θは、ｔａｎθ≦１５／１００を満たすことを特徴とする吹き込みノズル。
2. 前記レデューサ部におけるテーパ角度θは、ｔａｎθ≦７／１１０を満たすことを特徴とする請求項１記載の吹き込みノズル。
3. 前記レデューサ部は、一般構造用圧延鋼材（ＳＳ４００）あるいはステンレスからなることを特徴とする請求項１または２記載の吹き込みノズル。
4. 前記レデューサ部の肉厚は、前記第１配管の肉厚よりも大きいことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の吹き込みノズル。

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