JP2002180141A - 分離炉の炉況監視方法と炉況監視システム、マット溶錬設備の操業方法と操業システム、及びプログラムとそれを記録した記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 操業に悪影響を及ぼすような非定常作業を排
して、炉内のどこの位置で異常が発生しても炉内の異常
を早期に検知できると共に、炉内全体を常時監視できる
ことによる安定操業を実現する。 【解決手段】 各々が上下動可能な電極ホルダー２１ａ
〜２１ｆに支持された電極１０ａ〜１０ｆを、上方から
炉内熔体中に浸漬させ、これら電極１０ａ〜１０ｆに電
力を供給することにより、熔錬炉で生成されたマットＭ
とスラグＳを加熱する分離炉２の、炉況を監視する方法
であって、電極ホルダー２１ａ〜２１ｆの位置の経時変
化を連続的にモニタリングすることにより、分離炉内の
炉況を監視するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属の製錬、とり
わけ銅製錬における分離炉の炉況監視方法と炉況監視シ
ステム、マット溶錬設備の操業方法と操業システム、及
びプログラムとそれを記録した記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】銅の製錬設備として、従来より酸化反応
を手段とする連続した複数炉方式による連続製銅設備が
知られている（特開平５−２７１８１８号公報、特開平
７−３３１３５１号公報等参照）。この設備は、図１６
に示すように、酸素富化空気と共に供給された銅精鉱を
溶解、酸化し、主成分が硫化銅及び硫化鉄の混合物から
なるマットＭと、銅精鉱中の脈石、溶剤、酸化鉄等から
なるスラグＳとを生成する熔錬炉１と、この熔錬炉１に
より生成されたマットＭとスラグＳとを分離する分離炉
２と、分離されたマットＭをさらに酸化して粗銅Ｃとス
ラグＳを生成する製銅炉３と、この製銅炉３で生成され
た粗銅Ｃを精製して、より品位の高い銅を生成する精製
炉４とより構成されている。なお、以下において、熔錬
炉１及び分離炉２を、特に「マット熔錬設備」と称する
ことがある。

【０００３】前記熔錬炉１及び製銅炉３には、銅精鉱、
酸素富化空気、溶剤、冷剤等を炉内に供給するための複
数の管からなるランス５が、これらの炉の天井を挿通し
て昇降自在に設けられており、また、炉内から発生する
ガスを排するためのガス排出塔６がこれらの炉の天井に
設けられている。また、分離炉２は、加熱のための複数
本の電極１０を備えている。

【０００４】これら熔錬炉１、分離炉２、製銅炉３は、
この順に高低差が付けられており、熔錬炉１→分離炉２
→製銅炉３→精製炉４の順に重力で熔体を流せるように
樋７Ａ、７Ｂ、７Ｃでつながれている。

【０００５】上記の設備で銅を製錬するには、乾燥した
銅精鉱とフラックス（硅砂、石灰、アルミナ等）とを酸
素富化空気と共に熔錬炉１の熔体中にランス５で吹き込
む。熔錬炉１では、原料の溶解と酸化反応が進行し、主
成分が硫化銅及び硫化鉄の混合物からなるマットＭと、
銅精鉱中の脈石、溶剤、酸化鉄等からなるスラグＳが生
成される。このマットＭとスラグＳは樋７Ａにより分離
炉２に送られ、ここで比重差により下層のマットＭと上
層のスラグＳとに分離される。

【０００６】一方、分離炉２で分離されたマットＭは樋
７Ｂを介して製銅炉３に送られる。製銅炉３では、さら
に空気と共にフラックスを吹き込んでマットＭ中の硫黄
と鉄分を酸化し、純度９８．５％以上の粗銅Ｃを得る。
製銅炉３において連続的に生成された粗銅Ｃは、樋７Ｃ
を介して精製炉に注入される。また、このプロセスにお
いて、製銅炉３における酸化の工程では、銅の一部も酸
化してスラグＳの中に取り込まれてしまう。つまり、製
銅炉スラグＳには酸化鉄と共にかなりの量の酸化銅（１
４〜１６％）が含まれる。このため、通常のプロセスで
は、製銅炉スラグＳを水砕により固体粉末化し、乾燥
後、熔錬炉１に回送して、原料鉱石と共に再び溶解させ
て銅の回収を図っている。

【０００７】分離炉２は、マットＭとスラグＳを比重差
を利用して分離するものであり、図１７に示すように、
比重の小さいスラグＳが比重の大きいマットＭの上に層
をなしている。そして、上層のスラグＳがオーバーフロ
ーし、液面が一定となっている。ここで生成されたスラ
グＳには銅分がほとんどないので、そのまま系外に取り
出される。また、スラグＳ中には、上方から複数の系統
（図示の例では３相２系統）に区分された形で、カーボ
ン等からなる複数の電極１０を浸漬させており、電極１
０にトランス１３から三相交流を通電してジュール熱を
発生させることで熔体を保温している。この場合の電流
経路はスラグ層の厚さ、マット層の厚さ、電極浸漬深
さ、炉形状、電極配置、電極電圧に依存するが、操業的
には、電極電位及び電極電流を設定値として与え、これ
を満たすように電極浸漬深さを自動制御している。な
お、これら電極１０は、上下動可能とされた電極ホルダ
ー（図示省略）に支持されており、電極浸漬深さの自動
制御は、この電極ホルダーを自動制御することにより行
っている。

【０００８】ところで、分離炉２から排出されるスラグ
Ｓは、そのまま系外に取り出して銅分の回収を行わない
ため、スラグＳ中の銅濃度を低位に維持することが、収
益上の重要点である。そのため、炉内状況を良好に保つ
ことは勿論、異常事態を検知し、これに対処することが
必要になる。

【０００９】従来、こうした分離炉の炉況の判断は、天
井から測定棒を熔体中に浸漬させ、これを引き上げ、測
定棒についた熔体の状態を目視で観察することや、スラ
グの出口でスラグの温度及びスラグ中の銅濃度をモニタ
リングすることにより行ってきた。しかしこの方法で
は、異常箇所の特定が困難であって、炉況の悪化を検知
するまでに時間がかかる、という欠点があった。そのた
め本発明者らは、こうした課題を解決すべく、電極間電
圧と電極電位から電極浸漬深さの理論値を求め、これと
実際の電極浸漬深さとを比較することによって炉況を監
視する方法を提案しており、現在特許出願中である（特
願２０００−１１７０４９）。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】この炉況監視方法で
は、理論的に算出された電極浸漬深さと実際の電極浸漬
深さとを比較するので、実際の電極浸漬深さを正確に測
定しなければならない。電極浸漬深さの測定方法として
は、まず電極ホルダーの制御を自動制御モードから手動
制御モードに切り替えて、通電しながら電極を上昇させ
ていき、電流が流れなくなった位置、例えば電極１０の
先端部がスラグＳの液面と同一の位置を零点として零点
合わせを行い、その後自動制御モードに戻して、電極位
置が安定するまで降下させた距離を実際の電極浸漬深さ
とする、という方法で行っている。熔体中に浸漬されて
いる電極は常時消耗していく（例えば１日当たり２０ｃ
ｍ程度）ので、実際の電極浸漬深さを正確に測定し連続
監視するためには、非定常作業である零点合わせを１日
に何度も行わなくてはならない。こうした非定常作業
は、操業に対して悪影響を及ぼすとともに、作業者に対
してもかなりの労力を強いることとなっていた。本発明
者らは鋭意検討の結果、こうした非定常作業を行わずと
も、分離炉の炉況を的確に監視できる方法を見出した。

【００１１】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、操業に悪影響を及ぼすような非定常作業を排して、
炉内のどこの位置で異常が発生しても炉内の異常を早期
に検知することができ、炉内全体を常時監視することの
できる、分離炉の炉況監視方法、及びマット熔錬設備の
操業方法を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、各々が上下動可能な電極ホルダーに支持された複数
の電極を上方から炉内熔体中に浸漬させ、これら電極に
電力を供給することにより、熔錬炉で生成されたマット
とスラグを加熱する分離炉の、炉況を監視する方法であ
って、前記電極ホルダーの位置の経時変化を連続的にモ
ニタリングすることにより、分離炉内の炉況を監視する
ことを特徴とする。

【００１３】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の分離炉の炉況監視方法であって、前記電極の電極電流
の経時変化を連続的にモニタリングし、該電極電流の経
時変化と前記電極ホルダーの位置の経時変化とを比較す
ることにより、分離炉内の炉況を監視することを特徴と
する。

【００１４】請求項３に記載の発明は、金属の原料鉱石
を溶解・酸化してマットとスラグを生成する熔錬炉と、
該熔錬炉で生成されたマットとスラグを分離する分離炉
と、を備えてなり、該分離炉は請求項１又は請求項２記
載の方法で炉況を監視されるマット熔錬設備の操業方法
であって、前記炉況に応じて、前記熔錬炉又は前記分離
炉のうちの何れか一方又は双方の操業条件を変化させる
ことを特徴とする。

【００１５】請求項４に記載の発明は、各々が上下動可
能な電極ホルダーに支持された複数の電極を上方から炉
内熔体中に浸漬させ、これら電極に電力を供給すること
により、熔錬炉で生成されたマットとスラグを加熱する
分離炉の、炉況を監視するためのプログラムを記録した
記録媒体であって、前記電極ホルダーの位置の経時変化
をコンピュータに連続的にモニタリングさせるためのプ
ログラムを記録したことを特徴とする。

【００１６】請求項５に記載の発明は、請求項４に記載
の記録媒体において、前記電極の電極電流の経時変化を
連続的にモニタリングさせると共に該電極電流の経時変
化と前記電極ホルダーの位置の経時変化とを比較するこ
とによる分離炉内の炉況監視を、コンピュータに実行さ
せるためのプログラムを記録したことを特徴とする。

【００１７】請求項６に記載の発明は、各々が上下動可
能な電極ホルダーに支持された複数の電極を上方から炉
内熔体中に浸漬させ、これら電極に電力を供給すること
により、熔錬炉で生成されたマットとスラグを加熱する
分離炉の、炉況を監視するためのプログラムであって、
前記電極ホルダーの位置の経時変化をコンピュータに連
続的にモニタリングさせることを特徴とする。

【００１８】請求項７に記載の発明は、請求項６に記載
のプログラムにおいて、前記電極の電極電流の経時変化
を連続的にモニタリングさせると共に該電極電流の経時
変化と前記電極ホルダーの位置の経時変化とを比較する
ことによる分離炉内の炉況監視を、コンピュータに実行
させることを特徴とする。

【００１９】請求項８に記載の発明は、各々が上下動可
能な電極ホルダーに支持された複数の電極を上方から炉
内熔体中に浸漬させ、これら電極に電力を供給すること
により、熔錬炉で生成されたマットとスラグを加熱する
分離炉の、炉況を監視するシステムであって、前記電極
ホルダーの位置の経時変化を連続的にモニタリングする
ことにより、分離炉内の炉況を監視する監視手段を備え
ていることを特徴とする。

【００２０】請求項９に記載の発明は、請求項８に記載
の分離炉の炉況監視システムにおいて、前記監視手段
は、前記電極ホルダーの位置の経時変化に加えて、前記
電極の電極電流の経時変化についても連続的にモニタリ
ングし、該電極電流の経時変化と前記電極ホルダーの位
置の経時変化とを比較することにより、分離炉内の炉況
を監視することを特徴とする。

【００２１】請求項１０に記載の発明は、金属の原料鉱
石を溶解・酸化してマットとスラグを生成する熔錬炉
と、該熔錬炉で生成されたマットとスラグを分離し且つ
前記請求項８又は請求項９記載のシステムで炉況を監視
される分離炉とを備えてなるマット熔錬設備を操業する
ためのプログラムを記録した記録媒体であって、前記炉
況に応じた前記熔錬炉又は／及び前記分離炉の操業条件
の変更をコンピュータに実行させるためのプログラムを
記録したことを特徴とする。

【００２２】請求項１１に記載の発明は、金属の原料鉱
石を溶解・酸化してマットとスラグを生成する熔錬炉
と、該熔錬炉で生成されたマットとスラグを分離し且つ
前記請求項８又は請求項９記載のシステムで炉況を監視
される分離炉とを備えてなるマット熔錬設備を操業する
ためのプログラムであって、前記炉況に応じた前記熔錬
炉又は／及び前記分離炉の操業条件の変更をコンピュー
タに実行させることを特徴とする。

【００２３】請求項１２に記載の発明は、金属の原料鉱
石を溶解・酸化してマットとスラグを生成する熔錬炉
と、該熔錬炉で生成されたマットとスラグを分離し且つ
前記請求項８又は請求項９記載のシステムで炉況を監視
される分離炉とを備えてなるマット熔錬設備の操業シス
テムであって、前記炉況に応じて前記熔錬炉又は／及び
前記分離炉の操業条件を変更する操作手段を備えたこと
を特徴とする。

【００２４】本発明では、炉内の複数箇所に浸漬されて
いる電極の浸漬深さが炉内の状況に応じて自動制御され
ていることに着目し、各電極の電極ホルダーの位置の経
時変化を連続的にモニタリングすることにより、これら
の挙動が正常操業時における挙動からずれている場合、
その電極の位置において異常が発生している可能性が大
であると判断するようにしている。そして、各電極の電
極電流の経時変化もモニタリングし、電極ホルダーの位
置の経時変化と比較することにより、異常発生箇所ある
いはその状況を、より的確に判断することができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。なお本実施形態においては、従来例
において示した構成要素と同一の構成要素には、従来例
におけると同一の符号を付して、その詳しい説明は省略
する。図１に示すように、ここで対象とする分離炉２で
は、６本の電極１０が、溶錬炉１からのマットＭとスラ
グＳの流入する流入口１１が設けられた一端部から、ス
ラグＳの流出するスラグ流出口１２が設けられた他端部
に向かう方向に対して幅を持たせて配置されている。な
お、これら電極１０は、図１においては、その配置によ
って、第１電極１０ａ、第２電極１０ｂ、第３電極１０
ｃ、第４電極１０ｄ、第５電極１０ｅ、及び第６電極１
０ｆとして図示している。

【００２６】また、これら電極１０は、一端部側から他
端部側に向けて３相２系統、すなわち第１系と第２系と
に区分されている。第１系の電極である第１電極１０
ａ、第２電極１０ｂ及び第３電極１０ｃには第１トラン
ス（図示省略）が接続され、第２系の電極である第４電
極１０ｄ、第５電極１０ｅ及び第６電極１０ｆには第２
トランス（図示省略）が接続されており、系毎に異なる
量の電力を供給することができるようになっている。第
１系の第１電極１０ａと第２電極１０ｂと第３電極１０
ｃ、及び第２系の第４電極１０ｄと第５電極１０ｅと第
６電極１０ｆ、すなわち各系の電極は、およそ三角形の
各頂点に位置するように配置されている。

【００２７】各々の電極１０は、各々が上下動可能な電
極ホルダー２１に支持されている。これら電極ホルダー
２１には、その現在位置を測定するためのスケールユニ
ット２２と連結されている。なお、電極ホルダー２１及
びスケールユニット２２は、第１電極１０ａから第６電
極１０ｆまでの６つの電極１０に全て取り付けられてお
り、図１においては、これら電極の符号１０ａ〜１０ｆ
に対応させて、電極ホルダーの符号を２１ａ〜２１ｆと
して、スケールユニットの符号を２２ａ〜２２ｆとし
て、各々示している。

【００２８】図３（ａ）に示すように、電極１０は制御
装置（操作手段）Ｃ１に連結されている。この制御装置
Ｃ１は、電極ホルダー２１と連結されており、設定値と
して与えられた電極電位あるいは電極電流を満たすよう
に、電極ホルダー２１を自動制御する（図１６のステッ
プＳ１）。スケールユニット２２には、測定した電極ホ
ルダー２１の位置を表示する表示装置２３と連結されて
おり、時々刻々の電極ホルダー位置を表示できるように
なっている。

【００２９】表示装置２３には演算装置（コンピュー
タ、監視手段）２４が連結されている。この演算装置２
４は、スケールユニット２２から表示装置２３を介して
連続的に送られてくる位置信号、及び、電流計Ａ１から
連続的に送られてくる電極電流信号を逐一モニタリング
し記録する（図１６のステップＳ２）。

【００３０】図３（ａ）に示す電極１０の先端部１０ｘ
が消耗した場合には、図３（ｂ）に示すように、電極浸
漬深さを一定とするために電極ホルダー２１は消耗した
先端部１０ｘの分だけ下降する（図１６のステップＳ
１）。このときの電極ホルダー位置の変化、及び電極電
流の変化は、表示装置２３で表示されるとともに、演算
装置２４で記録・演算（図１６のステップＳ２）された
うえで、炉況診断（図１６のステップＳ３）に供され
る。

【００３１】以下、この分離炉２の炉況を監視しつつ、
該炉況に応じて熔錬炉１又は／及び分離炉２の操業条件
を維持又は変更するまでの操業フローについて説明す
る。図２（Ａ）には、炉況が正常な状態で操業している
場合（正常操業時）を概略的に示している。炉況が異常
な状態で操業している場合（異常操業時）には、主とし
て２種類あるが、そのうちの１つは、局所的に異常が発
生した場合（局所異常時）であって、図２（Ｂ）に示す
ような、マットＭとスラグＳとの間に中間層Ｆが発生し
た場合（以下「中間層発生時」という）がこれに該当す
る。もう１つが、全体的に異常が発生した場合（全体異
常時）であって、図２（Ｃ）に示すような、マットＭの
レベル（マットレベル）が炉内全体にわたって上昇した
場合（以下「マットレベル上昇時」という）あるいは下
降した場合（以下「マットレベル下降時」という）が、
これに該当する。

【００３２】先ず、正常操業時について、図４乃至図６
に示す。これら各図には、正常操業時のある１日、すな
わち０時から２４時までの間における、第２系の各電極
の電極電位を（ａ）に、電極電流を（ｂ）に、そして電
極ホルダー位置の経時変化を（ｃ）に、各々示してい
る。これらは、いずれも演算装置２４によるモニタリン
グの結果が表示装置２３に表示されたものである。な
お、各図において、横軸である時刻は共通であるので、
（ｃ）にのみ図示し、（ａ）及び（ｂ）の図示は省略し
ている。これは、後述する図７乃至図１５においても同
様とする。

【００３３】これらの図に示すように、第４電極１０ｄ
（図中Ｎｏ．４）、第５電極１０ｅ（図中Ｎｏ．５）及
び第６電極１０ｆ（図中Ｎｏ．６）の各々の電極電位、
電極電流及び電極ホルダー位置は、経時的にほぼ安定し
た挙動を示している。すなわち、電極電位は図４
（ａ）、図５（ａ）及び図６（ａ）に示すように、７０
〜７５Ｖの間でほぼ安定した挙動を示し、電極電流も図
４（ｂ）、図５（ｂ）及び図６（ｂ）に示すように、６
〜８ｋＡの間を平均してほぼ７ｋＡとなるように振動
し、ほぼ安定した挙動を示している。また電極ホルダー
位置は、図４（ｃ）、図５（ｃ）及び図６（ｃ）に示す
ように、１日当たり２０〜２５ｃｍの割合で直線的に下
降しており、この下降幅だけ一定速度で各電極が消耗し
ていることがわかる。

【００３４】なお、各電極とも、電極ホルダー位置が微
少な振動を繰り返しながら下降している。これは、電極
が数ｍｍ程度消耗するとそれにつれて電流値は減少し、
電流値がある値を下回ると電極が下降するが、今度は電
流値が増加するために電極が若干上昇する、といった動
作を繰り返すためである。この動作を繰り返すことによ
り、電極電位、電極電流及び電極ホルダー位置は、各々
微少な振動を繰り返しているのである。

【００３５】次に、異常操業時について、図７乃至図１
５に示す。このうち図７乃至図９には、中間層発生時、
すなわち局所異常時のある１日における、第２系の各電
極の電極電位、電極電流及び電極ホルダー位置の経時変
化を、各々示している。これらの図に示すように、第４
電極１０ｄ、第５電極１０ｅ及び第６電極１０ｆの各々
の、電極電位、電極電流及び電極ホルダー位置は、いず
れも正常操業時と比較して、経時的に非常に不安定な挙
動を示している。

【００３６】中でも第４電極１０ｄの電極ホルダー位置
の挙動は、特に６時前後において、第５電極１０ｅや第
６電極１０ｆと比較して大きく異なっており、電極ホル
ダー位置は殆ど下降しておらず、短時間でみると上昇し
ている時もある。そして、電極電流も、この日のうちで
最大の振幅となって３〜８ｋＡの間を激しく振動してお
り、電極電流をみても、異常が発生していることが推察
される。

【００３７】このときのより詳細な経時変化として、５
時５０分から６時００分までの１０分間における電極電
位、電極電流及び電極ホルダー位置の経時変化を、図１
０乃至図１２に示している。図１０（ｃ）、図１１
（ｃ）及び図１２（ｃ）に示すように、第４電極１０ｄ
のみが、振幅が約２ｃｍで周期が１０〜１５秒の激しい
上下振動（このような振動を「ハンチング」という）を
繰り返している。このことは、第４電極１０ｄ下部のマ
ットＭ層とスラグＳ層との間に、電気伝導度の非常に高
い中間層（異常層）Ｆが、局所的に発生した状態である
ことを示唆している。

【００３８】そしてこのことに対応するように、電極電
流は、図１０（ｂ）に示すように、３．５〜７．５ｋＡ
の範囲で激しく振動している。これらを、図４（ｂ）及
び図４（ｃ）に示した正常操業時の状態と比較すると、
電極の上下動に対する電極電流の振幅が異常に大きいこ
とが分かる。こうした挙動も、電気伝導度の非常に高い
層が局所的に存在していることを裏付けるものである。

【００３９】なお、第５電極１０ｅ、第６電極１０ｆの
電極電位及び電極電流が変動しているのは、第４電極１
０ｄの電極電位及び電極電流が、ハンチングのために変
動していることが原因であると考えられる。何故なら
ば、図１０乃至図１２より、第５電極１０ｅ、第６電極
１０ｆの電極ホルダー位置の上下動が少ないにも関わら
ず、電極電位、電極電流が変動しているからである。分
離炉２内には電気回路が形成されているため、第５電極
１０ｅ、第６電極１０ｆが静止していても、第４電極１
０ｄのハンチングにより電極電流が大きく変動すれば、
第５電極１０ｅ、第６電極１０ｆの電極電流も変動す
る。ハンチングを起こしているのは第４電極１０ｄだけ
であるから、第４電極１０ｄ近傍の熔体に、何らかの異
常が局所的に発生していることが推察される。

【００４０】更に、図１３乃至図１５には、マットレベ
ル上昇時、すなわち全体異常時のある１日における、第
２系の各電極の電極電位、電極電流及び電極ホルダー位
置の経時変化を、各々示している。これらの図に示すよ
うに、第４電極１０ｄ、第５電極１０ｅ、第６電極１０
ｆともに、本来ならば１日当たり２０〜２５ｃｍの割合
で下降するはずの電極ホルダー位置が、０時〜１２時の
間で５ｃｍ程度と、わずかしか下降していない。そし
て、いずれも１４時〜１５時の間で、電極ホルダー位置
が５ｃｍ程度上昇している。このことは、マットレベル
が全体的に徐々に上昇し、特に１４時〜１５時の間で急
激に上昇していることを示唆している。

【００４１】そしてこのことに対応するように、電極電
流は不安定に増加しており、こうした挙動も、マットレ
ベルが全体的に徐々に上昇し、特に１４時〜１５時の間
で急激に上昇していることを裏付けるものである。

【００４２】こうした挙動は、次のように考えられる。
すなわち、マットＭは電気伝導度が高く、マットレベル
が上昇すると、スラグＳ中に浸漬させた各電極の先端部
からマットＭまでの距離が短くなり、浴の電気抵抗が小
さくなり、電極電流が増加する。このとき、設定値以上
の電流が流れないように、各電極は一斉に自動的に上昇
することとなる。

【００４３】なお、これとは逆に、電極ホルダー位置が
全体的に下降した場合には、マットレベル下降時である
ことが示唆される。

【００４４】このように、電極ホルダー位置が一定の速
度で下降し、且つ電極電流の振動が殆ど変化していない
場合には、図１６のステップＳ３において、正常操業時
であると判断することができる。また、ある限られた電
極のみの電極ホルダー位置の経時変化が異常である場
合、例えばハンチングを繰り返す場合等であって、且つ
これに対応するように電極電流も異常を示す場合には、
図１６のステップＳ３において、中間層発生時等の局所
異常時であると判断することができる。更に、全ての電
極の電極ホルダー位置が一斉に上昇もしくは下降する場
合であって、且つこれに対応するように電極電流も異常
を示す場合には、図１６のステップＳ３において、マッ
トレベル上昇時あるいはマットレベル下降時等の全体異
常時、すなわちマットレベルが正常なレベルでない状態
（マットレベル変位時）であると判断することができ
る。

【００４５】こうした異常操業時であると診断された場
合は、次のように対処し、マット熔錬設備の操業条件を
変化させる。すなわち、中間層発生時であると判断され
た場合（図１６のステップＳ３で「局所異常」）には、
熔錬炉（Ｓ炉）において、製銅炉スラグ（カラミ）の処
理量を減らす、熔体温度を上昇させる、ランスによる空
気吹き付けによって加熱溶解（ランシング）を行う、分
離炉（ＣＬ炉）において還元剤を投入する、発生箇所で
の電極浸漬深さ・発熱量を調整する、の内のいくつか或
いは全てを実施することで対処し、中間層Ｆを除去する
（図１６のステップＳ１２）。

【００４６】また、マットレベル変位時であると判断さ
れた場合（図１６のステップＳ３で「全体的な異常」）
には、マットレベルをチェックした上で、是正措置を採
る（図１６のステップＳ１３）。例えば、マット出口が
何らかの理由により閉塞している場合に、その出口を確
保する、等の対処を行う。さらにまた、正常操業時であ
ると判断された場合（図１６のステップＳ３で「正
常」）には、それまでの操業条件をそのまま維持する
（図１６のステップＳ１１）。

【００４７】以上説明したように本実施形態において
は、電極ホルダー位置の経時変化を連続的にモニタリン
グして、分離炉の炉況を監視するようにしているので、
異常操業時の発見、すなわち異常層Ｆの発生やマットレ
ベルの上昇等を、早期に且つ的確に察知することができ
る。そのため、異常層発生時等の局所異常時には、早急
に発生箇所を特定でき、ランシング等の対処を速やか且
つ効果的に行うことができ、またマットレベル変位等の
全体異常時にも、早急に対処することができる。これに
より、従来必要であった非定常作業を排することがで
き、銅ロスの悪化を未然に防止して、分離炉ひいてはマ
ット熔錬設備の操業を安定させるとともに、経済的な操
業を行うことができる。

【００４８】また、電極電流の経時変化も連続的にモニ
タリングし、これらの経時変化を電極ホルダー位置の経
時変化と比較することにより、異常発生箇所あるいはそ
の状況を、より早急に且つ的確に判断することができ、
分離炉ひいてはマット熔錬設備の操業を更に安定化させ
ることができる。

【００４９】なお、以上において説明した分離炉の概念
には錬カン炉も含まれる。また、図１６の操業フロー
は、例えば、該フロー中に示した各機能を実現するため
のプログラムをコンピュータ読取可能な記録媒体に記録
し、この記録媒体に記録されたプログラムを制御装置Ｃ
１及び／又は演算装置２４に読み込ませることにより、
実行される。ここで、「コンピュータ読取可能な記録媒
体」とは、フレキシブルディスク，光磁気ディスク，Ｒ
ＯＭ，ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体の他、制御装置Ｃ１や
演算装置２４に内蔵されるハードディスク等の記憶装置
をもいう。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電極ホルダー位置あるいは電極電流を経時的にモニタリ
ングすることにより、炉況を常時監視することができ
る。これにより、操業に悪影響を及ぼすような非定常作
業を排して、炉内のどこの位置で異常が発生しても炉内
の異常を早期に検知することができるうえに、炉内全体
を常時監視することができるので、安定操業に資するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態の方法の説明図である。

【図２】 正常操業時と異常操業時の電極の浸漬深さの
違いを示す概略断面図である。

【図３】 電極ホルダーが上下動する様子を示す図であ
って（ａ）は下降前、（ｂ）は加工後を示す概略図であ
る。

【図４】 正常操業時における第４電極の状態を示す図
であって、（ａ）は電極電位の経時変化を、（ｂ）は電
極電流の経時変化を、（ｃ）は電極ホルダー位置の経時
変化を、各々示すグラフ図である。

【図５】 同じく第５電極の状態を示す図であって、
（ａ）は電極電位の経時変化を、（ｂ）は電極電流の経
時変化を、（ｃ）は電極ホルダー位置の経時変化を、各
々示すグラフ図である。

【図６】 同じく第６電極の状態を示す図であって、
（ａ）は電極電位の経時変化を、（ｂ）は電極電流の経
時変化を、（ｃ）は電極ホルダー位置の経時変化を、各
々示すグラフ図である。

【図７】 中間層発生時における第４電極の状態を示す
図であって、（ａ）は電極電位の経時変化を、（ｂ）は
電極電流の経時変化を、（ｃ）は電極ホルダー位置の経
時変化を、各々示すグラフ図である。

【図８】 同じく第５電極の状態を示す図であって、
（ａ）は電極電位の経時変化を、（ｂ）は電極電流の経
時変化を、（ｃ）は電極ホルダー位置の経時変化を、各
々示すグラフ図である。

【図９】 同じく第６電極の状態を示す図であって、
（ａ）は電極電位の経時変化を、（ｂ）は電極電流の経
時変化を、（ｃ）は電極ホルダー位置の経時変化を、各
々示すグラフ図である。

【図１０】 図７における状態を部分的に詳細に示す図
であって、（ａ）は電極電位の経時変化を、（ｂ）は電
極電流の経時変化を、（ｃ）は電極ホルダー位置の経時
変化を、各々示すグラフ図である。

【図１１】 同じく図８における状態を部分的に詳細に
示す図であって、（ａ）は電極電位の経時変化を、
（ｂ）は電極電流の経時変化を、（ｃ）は電極ホルダー
位置の経時変化を、各々示すグラフ図である。

【図１２】 同じく図９における状態を部分的に詳細に
示す図であって、（ａ）は電極電位の経時変化を、
（ｂ）は電極電流の経時変化を、（ｃ）は電極ホルダー
位置の経時変化を、各々示すグラフ図である。

【図１３】 マットレベル上昇時における第４電極の状
態を示す図であって、（ａ）は電極電位の経時変化を、
（ｂ）は電極電流の経時変化を、（ｃ）は電極ホルダー
位置の経時変化を、各々示すグラフ図である。

【図１４】 同じく第５電極の状態を示す図であって、
（ａ）は電極電位の経時変化を、（ｂ）は電極電流の経
時変化を、（ｃ）は電極ホルダー位置の経時変化を、各
々示すグラフ図である。

【図１５】 同じく第６電極の状態を示す図であって、
（ａ）は電極電位の経時変化を、（ｂ）は電極電流の経
時変化を、（ｃ）は電極ホルダー位置の経時変化を、各
々示すグラフ図である。

【図１６】 本発明の一実施形態によるマット熔錬設備
の操業フローを示すフローチャートである。

【図１７】 一般的な連続製銅設備の系統図である。

【図１８】 分離炉を説明する概略構成図である。

【符号の説明】

１ 熔錬炉 ２ 分離炉 ３ 製銅炉 １０（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０
ｆ） 電極 ２１（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１
ｆ） 電極ホルダー ２４ 演算装置（コンピュータ、監視手段） Ｃ１ 制御装置（操作手段） Ｍ マット Ｓ スラグ

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各々が上下動可能な電極ホルダーに支
   持された複数の電極を上方から炉内熔体中に浸漬させ、
   これら電極に電力を供給することにより、熔錬炉で生成
   されたマットとスラグを加熱する分離炉の、炉況を監視
   する方法であって、 前記電極ホルダーの位置の経時変化を連続的にモニタリ
   ングすることにより、分離炉内の炉況を監視することを
   特徴とする分離炉の炉況監視方法。
2. 【請求項２】 前記電極の電極電流の経時変化を連続
   的にモニタリングし、該電極電流の経時変化と前記電極
   ホルダーの位置の経時変化とを比較することにより、分
   離炉内の炉況を監視することを特徴とする請求項１に記
   載の分離炉の炉況監視方法。
3. 【請求項３】 金属の原料鉱石を溶解・酸化してマッ
   トとスラグを生成する熔錬炉と、該熔錬炉で生成された
   マットとスラグを分離する分離炉と、を備えてなり、該
   分離炉は請求項１又は請求項２記載の方法で炉況を監視
   されるマット熔錬設備の操業方法であって、 前記炉況に応じて、前記熔錬炉又は前記分離炉のうちの
   何れか一方又は双方の操業条件を変化させることを特徴
   とするマット熔錬設備の操業方法。
4. 【請求項４】 各々が上下動可能な電極ホルダーに支
   持された複数の電極を上方から炉内熔体中に浸漬させ、
   これら電極に電力を供給することにより、熔錬炉で生成
   されたマットとスラグを加熱する分離炉の、炉況を監視
   するためのプログラムを記録した記録媒体であって、 前記電極ホルダーの位置の経時変化をコンピュータに連
   続的にモニタリングさせるためのプログラムを記録した
   ことを特徴とする記録媒体。
5. 【請求項５】 前記電極の電極電流の経時変化を連続
   的にモニタリングさせると共に該電極電流の経時変化と
   前記電極ホルダーの位置の経時変化とを比較することに
   よる分離炉内の炉況監視を、コンピュータに実行させる
   ためのプログラムを記録したことを特徴とする請求項４
   に記載の記録媒体。
6. 【請求項６】 各々が上下動可能な電極ホルダーに支
   持された複数の電極を上方から炉内熔体中に浸漬させ、
   これら電極に電力を供給することにより、熔錬炉で生成
   されたマットとスラグを加熱する分離炉の、炉況を監視
   するためのプログラムであって、 前記電極ホルダーの位置の経時変化をコンピュータに連
   続的にモニタリングさせることを特徴とするプログラ
   ム。
7. 【請求項７】 前記電極の電極電流の経時変化を連続
   的にモニタリングさせると共に該電極電流の経時変化と
   前記電極ホルダーの位置の経時変化とを比較することに
   よる分離炉内の炉況監視を、コンピュータに実行させる
   ことを特徴とする請求項６に記載のプログラム。
8. 【請求項８】 各々が上下動可能な電極ホルダーに支
   持された複数の電極を上方から炉内熔体中に浸漬させ、
   これら電極に電力を供給することにより、熔錬炉で生成
   されたマットとスラグを加熱する分離炉の、炉況を監視
   するシステムであって、 前記電極ホルダーの位置の経時変化を連続的にモニタリ
   ングすることにより、分離炉内の炉況を監視する監視手
   段を備えていることを特徴とする分離炉の炉況監視シス
   テム。
9. 【請求項９】 前記監視手段は、前記電極ホルダーの
   位置の経時変化に加えて、前記電極の電極電流の経時変
   化についても連続的にモニタリングし、該電極電流の経
   時変化と前記電極ホルダーの位置の経時変化とを比較す
   ることにより、分離炉内の炉況を監視することを特徴と
   する請求項８に記載の分離炉の炉況監視システム。
10. 【請求項１０】 金属の原料鉱石を溶解・酸化してマ
    ットとスラグを生成する熔錬炉と、該熔錬炉で生成され
    たマットとスラグを分離し且つ前記請求項８又は請求項
    ９記載のシステムで炉況を監視される分離炉とを備えて
    なるマット熔錬設備を操業するためのプログラムを記録
    した記録媒体であって、 前記炉況に応じた前記熔錬炉又は／及び前記分離炉の操
    業条件の変更をコンピュータに実行させるためのプログ
    ラムを記録したことを特徴とする記録媒体。
11. 【請求項１１】 金属の原料鉱石を溶解・酸化してマ
    ットとスラグを生成する熔錬炉と、該熔錬炉で生成され
    たマットとスラグを分離し且つ前記請求項８又は請求項
    ９記載のシステムで炉況を監視される分離炉とを備えて
    なるマット熔錬設備を操業するためのプログラムであっ
    て、 前記炉況に応じた前記熔錬炉又は／及び前記分離炉の操
    業条件の変更をコンピュータに実行させることを特徴と
    するプログラム。
12. 【請求項１２】 金属の原料鉱石を溶解・酸化してマ
    ットとスラグを生成する熔錬炉と、該熔錬炉で生成され
    たマットとスラグを分離し且つ前記請求項８又は請求項
    ９記載のシステムで炉況を監視される分離炉とを備えて
    なるマット熔錬設備の操業システムであって、 前記炉況に応じて前記熔錬炉又は／及び前記分離炉の操
    業条件を変更する操作手段を備えたことを特徴とするマ
    ット熔錬設備の操業システム。