JP2000199019A - 銅製錬自溶炉の保温・昇温方法 - Google Patents

銅製錬自溶炉の保温・昇温方法

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JP2000199019A JP11000792A JP79299A JP2000199019A JP 2000199019 A JP2000199019 A JP 2000199019A JP 11000792 A JP11000792 A JP 11000792A JP 79299 A JP79299 A JP 79299A JP 2000199019 A JP2000199019 A JP 2000199019A
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武男 斉藤
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(57)【要約】 【課題】 銅製錬自溶炉において、操業中の装入物装入
停止時の保温あるいは炉修後の炉の昇温に際し、炉内全
体の保温あるいは昇温を効率よく行う。 【解決手段】 シャフト2頂部の1箇所に配置した精鉱
バーナ9から粉コークスを空気または酸素富化空気と共
にシャフト内に供給し、粉コークスの一部をセットラ3
内に未燃焼状態で飛散させ、この粉コークスの燃焼によ
って炉内全体を保温あるいは昇温する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、シャフト頂部から
精鉱バーナを用いて銅精鉱、コークス、フラックスその
他の装入物を燃料および加熱した空気または酸素富化空
気と共に供給する銅製錬自溶炉の装入物装入停止時の保
温あるいは炉修後における銅製錬自溶炉の昇温方法に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】図2に断面図を示すように、銅製錬自溶
炉1(以下、自溶炉という)は、セットラ3に通じるシ
ャフト2の頂部から精鉱バーナ9を用いて銅精鉱をフラ
ックスその他の装入物(以下、原料鉱石という)を、燃
料および空気または酸素富化空気を予熱して得た熱風と
共にシャフト2内に供給し、熱源の大半をしめる銅精鉱
の酸化による反応熱に燃料の燃焼熱を加えて銅精鉱等の
原料鉱石の溶解並びに酸化製錬を行い、セットラ3内に
て硫化銅および硫化鉄を主体とする溶融マット5と、酸
化鉄の珪塩酸を主体とした溶融スラグ6を分離・産出す
る炉である。なお、溶融マットや溶融スラグ等の炉内溶
融物は溶体と総称される。
【0003】そして、溶融マット5はマットホール7か
ら、溶融スラグ6はスラグホール8から排出され、また
酸化反応に伴って発生する亜硫酸ガスを含有する排ガス
は、アップテイク4を経て廃熱ボイラ11へ導入されて熱
回収した後、硫酸製造の原料とされる。しかしながら、
自溶炉の操業においては、原料鉱石の装入を停止しなけ
ればならない場合が度々ある。例えば、炉内異常の有無
確認のために炉内点検する場合(原料鉱石装入を停止し
ないと炉内状況が把握できない)や自溶炉廃熱ボイラや
硫酸製造工場といった自溶炉排ガス系統に何らかのトラ
ブルが発生した場合、また、次工程(転炉)でのトラブ
ル発生のためにそのまま自溶炉の原料鉱石装入が継続で
きない場合などである。
【0004】上記のような場合必要に応じて精鉱バーナ
からの原料鉱石の装入を停止した時には、溶体を含めた
炉内全体の保温・昇温、あるいは炉修後における炉壁レ
ンガ等を含めた炉内全体の昇温を行う必要があり、これ
に対しては、従来、精鉱バーナ9から重油を供給すると
ともにセットラ3にも重油バーナ10を設置し、これらの
燃焼熱により保温あるいは昇温を行っていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、精鉱バ
ーナ9から噴霧された重油はシャフト2内で完全燃焼す
るため、炉全体を均一に保温・昇温するためには、シャ
フト2の他にセットラ3の何箇所かに重油バーナ10を設
置し、これら重油バーナ10から噴霧した重油を燃焼させ
る必要があった。
【0006】例えば、操業トラブルによって原料鉱石装
入を停止した場合、シャフト2頂部に設置した精鉱バー
ナ9から800L/Hr 、セットラ3の正面(シャフト2の下
方でスラグホール8のある面と反対の面)に設置した重
油バーナ10から300L/Hr(150L/Hr ×2箇所)、セットラ
3の天井に設置した重油バーナ10から320L/Hr(80L/Hr×
4 箇所)の重油燃焼が必要であり、数多くのバーナを用
いるので、各バーナの燃焼条件等、その管理が大変であ
った。
【0007】また、上記のように重油燃焼で保温状態と
した場合、廃熱ボイラ11での蒸気発生量が正常操業時に
おける蒸気発生量の約1/3 (約36t/Hr→約12t/Hr)に減
少し、発生蒸気による自家発電用のタービン発電量が大
幅にダウンする他、工場内の蒸気利用設備への蒸気供給
が不足となるために負荷調整用重油ボイラの負荷を上げ
る必要が生じるなどの問題があった。
【0008】さらに、炉内の溶体を炉外に抜き出して炉
を冷却し、溶損した炉壁レンガを交換する等の炉修の
後、炉を昇温する場合にも、操業中の保温時の場合と同
様、各所に重油バーナを設置して加熱する必要があり、
同じくそれらのバーナ管理に労力を要していた。本発明
は、上記従来技術の問題点を解消し、自溶炉操業中の点
検や操業トラブル等により精鉱バーナからの原料鉱石装
入を停止して保温する場合あるいは炉修後に炉を昇温す
る場合等に、セットラに重油バーナを何箇所にも配置す
ることなく、セットラ内の溶体を含めた炉内全体、ある
いは炉修後の炉壁レンガ等を含めた炉内全体を昇温・保
温することができる銅製錬自溶炉の保温・昇温方法を提
供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明は、セットラに通じるシャフトの頂部から精鉱バーナ
を用いて銅精鉱、フラックスその他の装入物を燃料およ
び空気または酸素富化空気と共に供給する銅製錬自溶炉
の操業において、装入物装入停止時の炉の保温・昇温、
あるいは炉修後の炉の昇温に際し、前記精鉱バーナから
空気または酸素富化空気と共に粉コークスを前記シャフ
ト内に供給し、前記粉コークスの一部をセットラ内に未
燃焼状態で飛散させ、該粉コークスの燃焼によって炉内
全体を所定温度に保温あるいは昇温することを特徴する
銅製錬自溶炉の保温・昇温方法である。
【0010】
【発明の実態の形態】図1は、本発明の実施形態の例を
示す自溶炉断面図である。銅製錬自溶炉の操業中の点検
あるいは操業トラブル等により精鉱バーナ9からの原料
鉱石装入を停止した時に溶融マット5や溶融スラグ6を
含めた炉内の保温を行う場合や、炉修後に炉壁レンガ等
を含めた炉内全体の昇温を行う場合、従来法では図2に
示したようにシャフト内で燃焼し尽くす重油を使用して
いたのに対し、本発明では図1に示すように、粒度によ
って燃焼範囲を調節できる粉コークスを使用するように
した。
【0011】重油、粉コークス共、燃焼のためには理論
空気量程度を必要をするが、この理論空気量は、重油で
は10Nm3 /L、粉コークスでは8Nm3 /kg 程度である。重
油はバーナを出た後、シャフト内で完全燃焼するので、
自溶炉の数箇所において燃焼させるとともにそれら個々
のバーナの燃焼管理を行う必要があるが、粉コークス
は、粒度が100 メッシュアンダ70〜90% 程度のものを使
用することで、シャフト2頂部のみからの吹き込みで自
溶炉の全体を均一に保温または昇温することが可能とな
るのである。
【0012】これは、本発明者らの鋭意検討により獲得
された知見、すなわち、精鉱バーナ9から供給された粉
コークスは、重油と異なり、シャフト2内で全てが燃焼
するのではなく一部が未燃焼のままセットラ3内に飛散
し、更に一部は廃熱ボイラ11までの広い範囲に及んで完
全に燃焼するという新たな知見に基づくものである。よ
って、本発明によれば、重油を燃料とする場合のように
セットラ3の何箇所にも重油バーナ10を設置する必要は
なく、シャフト2頂部の1箇所に設置されており通常操
業時に使用される精鉱バーナ9をそのまま用いて粉コー
クスを供給すればよい。
【0013】
【実施例】(実施例1)図1において、操業中のトラブ
ルで自溶炉1への原料鉱石装入を停止して保温状態とし
た時に、シャフト2頂部に設置した精鉱バーナ9から16
00kg/Hr の粉コークスを供給し、シャフト2内でその一
部を燃焼させると共にセットラ3内に未燃焼の粉コーク
スを飛散させ、セットラ3ないし廃熱ボイラ11に亘る広
い範囲の保温を図った。目標保温温度はセットラ内で12
50℃である。なお、従来は同じ目標保温温度に維持する
ために、「発明が解決しようとする課題」の項に述べた
方法で重油を燃焼させていた。
【0014】この結果、廃熱ボイラ11の蒸気発生量(ボ
イラ蒸発量という)は、原料鉱石装入中の正常操業時に
36t/Hrであったものが、粉コークスを用いた保温中は前
記正常操業時の半分の18t/Hrレベルに維持することがで
きた。これは重油による保温の場合と比較して6t/Hr 多
く、自家発電用のタービンの運転を支障なく行うことが
できた。 (実施例2)図1において、炉修後、自溶炉1の昇温を
行う際に、シャフト2頂部に設置した精鉱バーナ9から
2000kg/Hr の粉コークスを供給し、シャフト2内でその
一部を燃焼させると共にセットラ3内に未燃焼の粉コー
クスを飛散させ、セットラ3ないし廃熱ボイラ11に亘る
広い範囲を昇温した。目標到達温度はセットラ内で1300
℃とした。なお、従来は同じ目標昇温温度に到達させる
ために、「発明が解決しようとする課題」の項に述べた
方法で重油を燃焼させており、昇温中のボイラ蒸発量は
平均3.5t/Hr であった。本発明の方法で昇温を行った結
果、従来数箇所で重油バーナを使用していた場合と同じ
時間で昇温を完了することができた。また、昇温中のボ
イラ蒸発量は平均11.3t/Hrであった。
【0015】ところで、近年では自溶炉の燃料として用
いられてきた重油価格の高騰に伴い、重油使用量を減ら
して安価な代替固体炭素質原料としてまず微粉炭から粉
コークスへの燃料転換が進められ、粉コークス100 %使
用の自溶炉操業も行われるようになってきているが、本
発明は、自溶炉の燃焼方式が、重油専燃方式、重油と微
粉炭や粉コークスとの混燃方式、粉コークス専燃方式の
いずれであろうと、炉操業停止時の保温や炉修後の昇温
を行う場合に極めて有利に適用できることは言うまでも
ない。
【0016】
【発明の効果】本発明によれば、銅製錬自溶炉の操業中
に炉内点検・操業トラブル等により炉操業を中止して保
温や昇温を行い、または炉修後の昇温や所定温度到達後
の保温を行うに際し、シャフト頂部の1箇所に配置した
精鉱バーナから粉コークスを熱風と共に供給するだけ
で、自溶炉の炉内全体を保温あるいは上昇することがで
きる。
【0017】このため、保温、昇温用のバーナを少なく
することができるので設備管理面で有利であり、また、
自溶炉の局部加熱によるレンガの損傷や不均一な熱膨張
等によるレンガの亀裂等を軽減でき、さらに、操業中の
セットラに溶体を保持した状態での重油による保温の場
合、廃熱ボイラの蒸気発生量が鉱石装入時(正常操業
時)の3割程度であったものが、粉コークス燃焼による
保温の場合には、廃熱ボイラの蒸気発生量を正常操業時
5割程度まで増量させることができ、炉修後の昇温で
は、重油のみの場合に比べて約3倍の蒸気が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態の例を示す自溶炉断面図であ
る。
【図2】従来法の実施形態の例を示す自溶炉断面図であ
る。
【符号の説明】
1 自溶炉 2 シャフト 3 セットラ 4 アップテイク 5 溶融マット 6 溶融スラグ 7 マットホール 8 スラグホール 9 精鉱バーナ 10 重油バーナ 11 廃熱ボイラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菊田 武徳 岡山県玉野市日比6−1−1 三井金属鉱 業株式会社日比製煉所内 Fターム(参考) 4K001 AA09 BA06 DA03 FA14 GA04

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セットラに通じるシャフトの頂部から精
    鉱バーナを用いて銅精鉱、フラックスその他の装入物を
    燃料および空気または酸素富化空気と共に供給する銅製
    錬自溶炉の操業において、装入物装入停止時の炉の保温
    ・昇温、あるいは炉修後の炉の昇温に際し、前記精鉱バ
    ーナから空気または酸素富化空気と共に粉コークスを前
    記シャフト内に供給し、前記粉コークスの一部をセット
    ラ内に未燃焼状態で飛散させ、該粉コークスの燃焼によ
    って炉内全体を所定温度に保温あるいは昇温することを
    特徴する銅製錬自溶炉の保温・昇温方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002275554A (ja) * 2001-03-13 2002-09-25 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd 転炉保温方法
CN103743243A (zh) * 2013-12-14 2014-04-23 金川集团股份有限公司 一种镍闪速炉的升温方法
JP2019143209A (ja) * 2018-02-22 2019-08-29 パンパシフィック・カッパー株式会社 金属精錬炉の操業方法

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