JPH0697137B2 - 製錬炉 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は製錬炉に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に、連続製銅プロセスにおける製錬炉においては、
気体、粉体等をランスを通して高速で吹き込んでいるた
め、湯面上は波が立つている。しかも、貯留されている
溶湯は高温である。このため、炉本体側壁のバスライン
位置が最も激しく浸食される。そこで、従来の製錬炉に
おいては、バスライン位置の側壁部にその全面に亘つて
冷却用のブロックジヤケツトを埋設し、側壁部内面の溶
損を抑制するようにしている。

従来この種の製錬炉としては第３図に符号１で示すもの
が知られている。この製錬炉１は、その炉底部に底壁煉
瓦11が設けられており、この底壁煉瓦11の周囲には下部
周壁煉瓦12が上方に立ち上つて積載されている。この下
部周壁煉瓦12の上面には、その内周側にバスライン煉瓦
13が載置されている。このバスライン煉瓦13は、電鋳煉
瓦製であつて、溶損を見込んで厚めに形成されており、
炉本体の径方向における厚さを190mmになされている。
また、バスライン煉瓦13の外周側には、このバスライン
煉瓦13を冷却し溶損を抑制するためのバスラインブロツ
クジヤケツト14が設けられている。このバスラインブロ
ツクジヤケツト14は、銅ケークジヤケツトからなるもの
であつて、前記バスライン煉瓦13と同一高さに形成され
ており、その内周面を前記バスライン煉瓦13の外周面に
接触させて配設されている。このバスラインブロツクジ
ヤケツト14と前記バスライン煉瓦13の上面には、おさえ
ブロツクジヤケツト15が載置されている。このおさえブ
ロツクジヤケツト15も銅ケークジヤケツトからなるもの
であつて、その前記バスライン煉瓦13と当接する下面
は、内周側に向うに従い下方へ傾斜して形成されてい
る。このように傾斜させることにより、下面に当接する
バスライン煉瓦13とバスラインブロツクジヤケツト14と
の間に熱膨張差による間隙が生ずるのを防止するように
している。

〔この発明が解決しようとする問題点〕

ところが、上記の製錬炉１にあつては、長期間使用する
と、バスライン煉瓦13が大きく溶損するととともに、そ
の下方の下部周壁煉瓦12に割れが発生し、剥離、脱落が
生ずるという問題点があつた。さらに、このような溶損
および剥離脱落によつて溶湯が炉外に洩れるようなこと
があれば、炉を停止、冷却して炉修を実施しなければな
らず、多大の費用と人手を必要とし、莫大な損失をこう
むることになるという問題点ががあつた。

ちなみに、上記の製錬炉１を２年間使用した結果、バス
ライン煉瓦13は、第４図中矢印Ａで示すように溶損して
しまつた。また、その下方に積載された下部周壁煉瓦12
も図中矢印B,Cに示すように剥離脱落してしまつた。

〔発明の目的〕

この発明は、長期間使用しても、バスライン煉瓦の溶損
が少なく、その下側に設けられた下部周壁煉瓦に剥離、
脱落等が生ぜず、溶湯洩れ等の可能性のない製錬炉を提
供することを目的としている。

〔発明に至る径過〕

上記のような問題点を解決するために、従来の製錬炉１
を分折した結果、その原因が次のような点にあることが
判明した。

すなわち、製錬炉１にあつては、バスライン煉瓦13は、
その溶損を見込んで炉本体の径方向における厚さを厚め
に設定している。このため、溶湯と接触する炉内側の側
面まで充分に冷却されず、その結果、長期間使用してい
るうちに炉内側が大きく溶損してしまうのである。ま
た、バスライン煉瓦13の溶損によつて、バスライン煉瓦
13による下方への押圧力が減少するため、下部周壁煉瓦
12には、バスラインブロツクジヤケツト14による下方へ
の押圧と底壁煉瓦11からの上方への反力とが、それぞれ
第４図中矢印P,Qで示すように外周側と内周側とにずれ
て加わる。このため、下部周壁煉瓦11に割れが発生し、
その部分から剥離脱落が生ずることになるのである。

そこで、前記バスライン煉瓦について、炉内側の壁面ま
で充分に冷却させることを考え、炉本体の径方向におけ
る厚さを薄くしたところ、溶損が減少することがわかつ
た。一方、この厚さをあまり薄くすると、バスライン煉
瓦に上下方向に加わる押圧力によつて割れが発生すると
いうことが判明した。

このようなことから、バスライン煉瓦の溶損を防止し、
ひいては下部周壁煉瓦の剥離脱落を防止するには、バス
ライン煉瓦の炉本体の径方向における厚さをある一定範
囲内に設定する必要があることがわかつた。

〔発明の構成〕

この発明は、上記の知見に基づいてなされたもので、炉
本体の径方向における前記バスライン煉瓦の厚さを、前
記バスライン煉瓦の高さ方向の寸法をＨとすると、0.3H
〜150mmと設定した構成としている。

〔作用〕

本発明に係る製錬炉によれば、バスライン煉瓦の厚さ
（径方向における厚さ）の上限を、150mm以下としたの
で、バスライン煉瓦の下部に配置された下部周壁煉瓦の
剥離や割れを飛躍的に低減することができる。これは、
次のような事情に基づく。すなわち、この種の製錬炉に
おいては、バスライン煉瓦の厚さが90mm以上に厚い場
合、バスラインブロツクジャケットやおさえブロックジ
ャケットの冷却能力を変化させても、バスライン煉瓦の
内側の温度にはほとんど変化を生じないことが知られて
いる。また、製錬炉の内部に収納される銅の溶体の温度
も、1200℃〜1260℃前後で一定である。さらに、用いら
れるバスライン煉瓦の材質は電鋳煉瓦であって、断熱性
能や強度等の性質はほぼ一定である。このため、通常の
操業条件では、バスライン煉瓦は、残厚が90mm前後とな
るまで、溶湯によって溶損してしまい、残厚が90mm前後
となると、冷却の効果によってバスライン煉瓦の溶損が
ほぼ停止し、安定状態となる。ここで、仮に、バスライ
ン煉瓦の初期厚さを150mmとすると、溶損がほぼ停止し
た状態においては、バスライン煉瓦の下部にある下部周
壁煉瓦の上面の露出量は、径方向寸法において60mm程度
となる。そして、この露出量がこの寸法を超えると、第
４図に示したＰ方向およびＱ方向の力や、熱応力などに
より、下部周壁煉瓦が割れたり剥離するという現象が急
激に増加することが判っている。この現象は、周囲の冷
却条件とほとんど相関しないことも判っている。このた
め、本発明によれば、バスライン煉瓦の厚さを前記上限
値以下としたことにより、下部周壁煉瓦の露出量を60mm
以下に押えて、前記の通りの作用を果すことができる。

一方、本発明の製錬炉では、バスライン煉瓦の厚さの下
限を、0.3Hに設定したので、昇温時に上下の煉瓦やジャ
ケットが膨張することに起因する圧縮応力や、操業時の
熱応力がバスライン煉瓦に加わっても、これに割れを生
じにくく、折損等の問題を減少させることができる。こ
こで、0.3Hとは、実施例中で後述する通り、通常は、最
小値で75mmの数値となる。この数値あれば、冷却条件な
どの条件によらず、バスライン煉瓦の折損等の問題を大
幅に低減することができる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例について、第１図および第２図
を参照して説明する。なお、これらの図において、従来
例と同一構成の部分には同一符号を付してその説明を省
略する。

第１図は、この発明に係る製錬炉２を示す図である。こ
の製錬炉２において、バスライン煉瓦21は、電鋳煉瓦か
らなるものであつて、炉本体の径方向における厚さが13
0mm、高さが300mmになされている。そして、このバスラ
イン煉瓦21の外周側に設けられたバスラインブロツクジ
ヤケツト14もバスライン煉瓦21と同一高さに形成されて
いる。また、バスラインＬは、前記バスライン煉瓦21の
下端からバスライン煉瓦21の高さの70〜80％の位置に設
定されている。

上記のように、この製錬炉２にあつては、バスライン煉
瓦21の炉本体の径方向における厚さを130mmとしている
から、その厚さが厚すぎてバスライン煉瓦の炉内側の壁
面が充分に冷却されないようなことがないばかりか、そ
の厚さが薄すぎて上下方向に加わる煉瓦の厚みによつて
割れが発生するようなこともなく、炉内側の壁面まで充
分に冷却される。したがつて、バスライン煉瓦の溶損を
少ない範囲にとどめることがきる。

また、上記の製錬炉２にあつては、バスラインＬをバス
ライン煉瓦21の下端からバスライン煉瓦21の高さの70〜
80％の位置に設定しているから、最も溶損の激しいバス
ライン位置を、おさえブロツクジヤケツト15による冷却
の及び範囲内に位置させることができ、したがつてバス
ライン煉瓦21の溶損を少ない範囲におさえることができ
る。また、侵食が最も激しいバスラインＬの位置を、バ
スライン煉瓦21の下面から遠い位置に設定しているた
め、バスライン煉瓦21の下部周壁煉瓦12と接触している
部分まで溶損が及ぶことがなく、したがつて下部周壁煉
瓦12の割れやそれに伴う剥離脱落を防止することができ
る。また、侵食が最も激しいバスラインＬの位置をバス
ライン煉瓦21の上端から少し下方の位置に設定している
から、おさえブロツクジヤケツト15にまで侵食が到達す
ることがなく、おさえブロツクジヤケツト15の破損を防
止することができる。

ちなみに、上記製錬炉２を２年間使用した結果、バスラ
イン煉瓦21は、第２図中矢印Ｄで示すように少ない範囲
しか溶損せず、その下側に設けられた下部周壁煉瓦12に
は割れは発生せず、剥離、脱落等も生じなかつた。

なお、上記実施例においては、バスライン煉瓦21の炉本
体の径方向における厚さを130mmとしているが、これに
限る必要はなく、バスライン煉瓦の高さをＨとした場
合、0.3H〜50mmの範囲に設定していればよい。また、上
記バスライン煉瓦21の厚さの下限値0.3Hについては、バ
スライン煉瓦21の高さは通常250mm〜350mmであるから、
厚さの下限値0.3Hは75mm〜105mmの値となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明にあつては、炉本体の径
方向における前記バスライン煉瓦の厚さを、前記バスラ
イン煉瓦の高さ方向の寸法をＨとすると、0.3H〜150mm
と設定しているから、バスライン煉瓦の溶損を少ない範
囲におさえることができるとともに、その周囲の煉瓦の
破損を防止することができるという効果が得られ、その
結果、炉修に伴う多大な費用と人手を節減することがで
き、溶湯洩れによる莫大な損失を防止することができる
という効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を示す断面図であり、第
２図は第１図に示す製錬炉を２年間使用した後の状態を
示す断面図であり、第３図は従来の製錬炉の一例を示す
断面図であり、第４図は第３図に示す製錬炉を２年間使
用した後の状態を示す断面図である。 14……バスラインブロツクジヤケツト、 Ｌ……バスライン、 ２……製錬炉、 21……バスライン煉瓦。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】炉本体の側壁内のバスライン位置に、その
   側壁の内周側から外周側へ向けて順次、内側面が炉内に
   露出し電鋳煉瓦からなるバスライン煉瓦とこのバスライ
   ン煉瓦の外側面に接するバスラインブロックジャケット
   とをそれぞれ前記炉本体の側壁の全周に亙って環状に設
   け、前記バスライン煉瓦とバスラインブロックジャケッ
   トとの上下端の位置をほぼ同じ高さに設定し、前記バス
   ライン煉瓦およびバスラインブロックジャケットの下面
   を、これらの下方に配置された環状の下部周壁煉瓦によ
   って支持し、この下部周壁煉瓦の内周面の位置と、前記
   バスライン煉瓦の内周面の位置をほぼ同じ位置に設定
   し、前記バスライン煉瓦の上面に、このバスライン煉瓦
   を上方から冷却する環状のおさえブロックジャケットを
   載置してなる製錬炉において、炉本体の径方向における
   前記バスライン煉瓦の厚さを、前記バスライン煉瓦の高
   さ方向の寸法をＨとすると、0.3H〜150mmと設定したこ
   とを特徴とする製錬炉。