JP2008215736A - Repair method of copper furnace tuyere brick - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、銅製錬の銅精製工程において、銅精製炉の羽口煉瓦が損傷した際の羽口煉瓦補修方法に関する。 The present invention relates to a tuyere brick repair method when the tuyere brick of a copper refining furnace is damaged in a copper refining process of copper smelting.
銅製錬の操業では、自熔炉、錬からみ炉、転炉という工程を経て、銅精製炉まで製錬を進めた後、熔銅は鋳型に流し込まれ、電解精製に使用するアノードが鋳造される。上記銅製錬操業において、乾式製錬で銅品位を上昇させるのは銅精製炉が最終的な工程である。 In the operation of copper smelting, smelting progresses to the copper refining furnace through the steps of auto-smelting furnace, smelting furnace and converter, and then the molten copper is poured into the mold and the anode used for electrolytic refining is cast. In the copper smelting operation, the copper refining furnace is the final step in raising the copper quality by dry smelting.
銅精製炉は、図1に示すように、シェルと称する炉体1の内側に煉瓦2がライニングされており、炉の一端にバーナー孔3を有し、他端に排煙孔4を有する横長円筒形をなしている。転炉からの熔銅を受け入れる炉口5が炉の中央部に設けられ、羽口5はバーナー孔3寄りと排煙孔4寄りの2箇所に設けられている。また、片方の羽口5の反対側には精製した熔銅を排出するためのタップ孔7が1箇所設けられている。
As shown in FIG. 1, a copper refining furnace has a
銅精製炉の工程では、炉の一端のバーナー孔3からバーナーで加熱して保温しながら、転炉で産出された一定量の熔銅を炉口5から受け入れる。次に、羽口6にパイプを挿入し、熔銅中に羽口6及びパイプを浸漬するように銅精製炉を回転させ、パイプから熔銅中に空気を吹き込んで酸化し、あるいはプロパンを吹き込んで還元する。その後、再びバーナーで熔銅の保温をしながら、タップ孔7から熔銅を排出して銅アノードの鋳造を行う。
In the process of the copper refining furnace, a certain amount of molten copper produced in the converter is received from the
この一連の工程において、羽口6周辺の煉瓦2は、他の部位の煉瓦と比較して温度変化及び還元中の物理的衝撃が大きいため、特に損傷が激しい。そのため、通常は毎回の精製工程ごとに煉瓦2の残寸が短くなり、図2に示すように、羽口6周辺の煉瓦2に損傷部分2aが発生する。この損傷部分2aの煉瓦2の残寸(残っている厚み)が30〜40cm程度となったとき、炉内の熔銅を空にして、保温用のバーナーを消し、操業を止めた状態で羽口6周辺の煉瓦2の積み替えを行う必要がある。
In this series of steps, the
上記羽口6周辺の煉瓦2(羽口煉瓦と称する)の補修を行う際には、補修する精製炉を停止し、転炉など前工程の操業度を一時的に下げなければならない。また、炉体を冷却するために長時間にわたってバーナーを停止するため、煉瓦積み替え後の操業立ち上げ時に熔銅温度低下の問題が生じやすい。特に長期間操業を継続すると、羽口煉瓦以外の煉瓦も徐々に損傷が進んで残寸が短くなるので、積み替えた羽口煉瓦と周りの煉瓦との残寸の差が大きくなり、却って羽口煉瓦が損傷しやすいため、煉瓦積み替えの頻度が高くなる。このように、羽口煉瓦の補修は、生産ロス及びコストの増加を招く一因となっている。
When repairing the
そこで、銅製錬操業のコストダウンを図るため、羽口煉瓦の損傷を抑制して寿命を延ばすことが検討されている。例えば特開昭60−50131号公報には、羽口パイプを長くして、羽口煉瓦近傍ではなく、熔銅中で製錬反応を起こすことにより、羽口煉瓦に及ぼす温度変化や物理的衝撃を抑制する方法が記載されている。また、特開平07−18347号公報には、羽口煉瓦を冷却管で冷却して損傷速度を抑制し、羽口煉瓦の寿命を延ばすことにより、積み替え回数を減少させる方法が記載されている。 Therefore, in order to reduce the cost of copper smelting operations, it has been studied to extend the life by suppressing damage to tuyere bricks. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-50131 discloses a temperature change and physical impact exerted on a tuyere brick by elongating the tuyere pipe and causing a smelting reaction not in the vicinity of the tuyere brick but in molten copper. A method of suppression is described. Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-18347 discloses a method of reducing the number of times of transshipment by cooling down tuyere bricks with a cooling pipe to suppress the damage rate and extending the life of tuyere bricks.
しかしながら、上記いずれの方法においても、羽口煉瓦の損傷を抑制して寿命を若干延ばすことができても、残寸が所定の厚みになったときの羽口煉瓦の積み替え作業は必要であり、その回数を大幅に減らすことはできなかった。そのため、羽口煉瓦の積み替え作業により、転炉など前工程の操業度の低下や長時間のバーナー停止の頻度を低減することは難しかった。 However, in any of the above methods, even if the damage of the tuyere bricks can be suppressed and the life can be slightly extended, the transshipment work of the tuyere bricks when the remaining size reaches a predetermined thickness is necessary. The number of times could not be reduced significantly. For this reason, it has been difficult to reduce the operation rate of the previous process such as a converter or the frequency of long-time burner stoppage by transshipment of tuyere bricks.
本発明は、このような従来の事情に鑑み、羽口煉瓦の残寸が所定の厚みになったときの補修方法として、羽口煉瓦の積み替えを行わずに補修することができ、積み替え作業の回数を減少することが可能な羽口煉瓦の補修方法を提供することを目的とする。 In view of such a conventional situation, the present invention can be repaired without reloading the tuyere brick as a repair method when the remaining size of the tuyere brick reaches a predetermined thickness. It aims at providing the repair method of a tuyere brick which can reduce frequency | count.
上記目的を達成するため、本発明が提供する銅精製炉羽口煉瓦の補修方法は、銅精製炉の羽口煉瓦を補修する際に、羽口煉瓦を積み替えることなく、炉外から金属製パイプを羽口に挿入すると共に、該羽口が炉の下方に来るように炉を回転させた後、金属製パイプを通してモルタル:耐火物粉末の重量比が1:1〜3:1の耐火混練物を流し込み、羽口煉瓦の損傷部分に耐火混練物を充填することを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the repair method for a copper refining furnace tuyere brick provided by the present invention is a method for repairing a tuyere brick of a copper refining furnace, without reloading the tuyere brick and making a metal from outside the furnace. After inserting the pipe into the tuyere and rotating the furnace so that the tuyere is below the furnace, refractory kneading with a mortar: refractory powder weight ratio of 1: 1 to 3: 1 through the metal pipe The material is poured, and the fired kneaded material is filled in the damaged part of the tuyere brick.
上記本発明の銅精製炉羽口煉瓦の補修方法に用いる金属製パイプは、その後端側部分に、金属製パイプ内に冷却用エアーを供給するエアー供給口を取り付けることができる。また、金属製パイプは、その先端部がパイプの軸方向に対して30°〜90°をなす傾斜面で斜めに閉塞され、該先端閉塞部の手前で且つ傾斜面側のパイプ側面にパイプの円周方向の半分以上に開口した耐火混練物注入口を有することが好ましい。 The metal pipe used for the repair method of the copper refining furnace tuyere brick of the said invention can attach the air supply port which supplies cooling air in a metal pipe to the rear-end side part. In addition, the metal pipe is obliquely closed at its tip end with an inclined surface having an angle of 30 ° to 90 ° with respect to the axial direction of the pipe. It is preferable to have a refractory kneaded material inlet that opens to more than half of the circumferential direction.
本発明によれば、羽口煉瓦の残寸が所定の厚みになったとき、羽口煉瓦の積み替えに代えて応急的な補修を行い、長時間にわたってバーナーを停止することなく、銅製錬工程を続けることができる。従って、本発明による羽口煉瓦の補修を行い、特に複数回繰り返すことで、羽口煉瓦の積み替え作業の回数を減少させることができ、効率的な生産と補修費用の低減を図ることができる。 According to the present invention, when the remaining size of the tuyere bricks reaches a predetermined thickness, an emergency repair is performed instead of transshipment of the tuyere bricks, and the copper smelting process is performed without stopping the burner for a long time. You can continue. Therefore, by repairing tuyere bricks according to the present invention, and particularly by repeating a plurality of times, the number of tuyere brick transshipment operations can be reduced, and efficient production and cost reduction can be achieved.
本発明の方法においては、羽口近傍の煉瓦が損傷して損傷部分の残寸が30〜40cm程度となったとき、羽口煉瓦を積み替えるのではなく、炉外から金属製パイプを羽口に挿入して、その金属製パイプを通してモルタルと耐火物粉末からなる耐火混練物を流し込み、羽口煉瓦の損傷部分に耐火混練物を充填する。流し込まれた耐火混練物は炉内温度によって焼結固化し、羽口煉瓦の損傷部分を埋めるような形で固形耐火物となるので、損傷した羽口煉瓦を積み替えることなく補修することができる。 In the method of the present invention, when the brick near the tuyere is damaged and the remaining size of the damaged part is about 30 to 40 cm, the tuyere is not replaced with the tuyere brick but the metal pipe is moved from the outside of the furnace. The refractory kneaded material composed of mortar and refractory powder is poured through the metal pipe, and the damaged portion of the tuyere brick is filled with the refractory kneaded material. The poured refractory kneaded material is sintered and solidified according to the furnace temperature, and becomes a solid refractory in a form that fills the damaged part of the tuyere brick, so that the damaged tuyere brick can be repaired without reloading .
本発明方法により羽口煉瓦を補修した銅精製炉は、そのまま銅製錬工程に供することができ、銅製錬を繰り返すことが可能である。尚、補修した煉瓦及び固形耐火物も、銅製錬を繰り返すと損傷されるので、適切な時期に煉瓦の積み替えによる補修を行う必要がある。しかし、本発明方法による補修を行うことで、従来に比べて煉瓦の積み替え頻度を大幅に低減することができる。 The copper refining furnace in which the tuyere bricks are repaired by the method of the present invention can be used for the copper smelting process as it is, and the copper smelting can be repeated. Note that repaired bricks and solid refractories are damaged when copper smelting is repeated, and therefore, it is necessary to repair by replacing bricks at an appropriate time. However, by performing the repair by the method of the present invention, it is possible to greatly reduce the frequency of brick transshipment compared to the conventional case.
モルタルと耐火物粉末からなる耐火混練物は、モルタル:耐火物粉末の重量比が1:1〜3:1の範囲である。モルタルの重量比がモルタル:耐火物粉末=1:1よりも高くなると、耐火混練物の粘性が低くなり、パイプから流し込んだ耐火混練物が煉瓦の損傷部分に留まらないため補修の効果が得られない。また、モルタルの重量比がモルタル:耐火物粉末=1:3よりも低くなると、耐火混練物の流動性が低くなり、パイプから流し込むことができなくなる。尚、耐火混練物に用いる耐火物粉末としては、特に制限はないが、炉の構築に用いる耐火煉瓦を粉砕した粉末の使用が簡便で好ましい。 In the refractory kneaded material composed of mortar and refractory powder, the weight ratio of mortar: refractory powder is in the range of 1: 1 to 3: 1. If the weight ratio of mortar is higher than mortar: refractory powder = 1: 1, the viscosity of the refractory kneaded material will be low, and the refractory kneaded material poured from the pipe will not stay in the damaged part of the brick, so the repair effect will be obtained Absent. On the other hand, when the weight ratio of mortar is lower than mortar: refractory powder = 1: 3, the fluidity of the refractory kneaded product is lowered and cannot be poured from the pipe. The refractory powder used for the refractory kneaded material is not particularly limited, but it is simple and preferable to use a powder obtained by pulverizing refractory brick used for construction of the furnace.
次に、本発明による羽口煉瓦の補修方法を、図3を参照して詳しく説明する。羽口近傍の煉瓦2の損傷を補修する場合、炉内の熔銅を空にし且つ保温用のバーナーを消したうえで、羽口6に羽口パイプ8を差し込み、その羽口パイプ8内に金属製パイプ9を炉内に向けて差し込み、耐火混練物10が損傷部分に流れ込むように適当な長さだけ挿入して固定する。この状態で銅精製炉を回転させ、銅精製炉の羽口6が可能な限り炉の真下となる位置で固定する。
Next, a method for repairing tuyere bricks according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. When repairing damage to the
一方、予めモルタルと耐火物粉末を、モルタル:耐火物粉末=1:1〜3:1の重量比で混錬して耐火混練物を準備しておく。この耐火混練物10をポンプ11により金属製パイプ9に送り、炉内の煉瓦2の損傷部分に流し込む。炉内に流し込まれた耐火混練物10は炉内温度により焼結固化され、損傷部分を埋めるように充填される。その後、銅精製炉を回転させて元の位置に戻し、金属製パイプ9を抜き出して補修作業を終了する。尚、上記金属製パイプの材質は、補修時の炉内温度に耐えるものであれば良く、鉄のほか、ステンレスなどの各種の合金を用いることができる。
On the other hand, mortar and refractory powder are kneaded in advance at a weight ratio of mortar: refractory powder = 1: 1 to 3: 1 to prepare a refractory kneaded product. This refractory kneaded
上記の補修作業において、金属製パイプの挿入から耐火混練物を流し込むまでに時間がかかると金属製パイプに焼き付が発生し、この焼き付いた金属製パイプ内に耐火混練物を流すと焼結固化してパイプの詰まりを引き起こす場合がある。このため、図3に示すように、金属製パイプ9の後端側部分にエアー供給口12を取り付け、羽口6に金属製パイプ9を固定した後、耐火混練物10を流し込む直前まで、炉外のエアー供給口12から金属製パイプ9内にエアーを流し込み、金属製パイプ9の昇温と焼き付きを防止することが好ましい。
In the above repair work, if it takes time from the insertion of the metal pipe to the pouring of the refractory kneaded product, seizure occurs on the metal pipe, and if the refractory kneaded product is poured into the baked metal pipe, it is solidified. May cause clogging of the pipe. For this reason, as shown in FIG. 3, the
その後、エアーの供給を停止して耐火混練物10を流し込めば、この間に多少の時間を要したとしても、金属製パイプ9は焼き付くほど高温になっていないので、耐火混練物10は金属製パイプ9内をスムースに通過し、先端部の耐火混練物注入口から損傷部内に支障なく充填される。従って、金属製パイプ9を羽口に挿入してから耐火混練物10を流し込むまでに時間がかかっても、金属製パイプ9内を流れる耐火混練物10が途中で焼結固化することがなくなり、耐火混練物10の詰まりを防止することができる。
Thereafter, if the supply of air is stopped and the refractory kneaded
また、図4に示すように、金属製パイプ9の先端部は、パイプの軸方向に対して30°〜90°の角度θをなす傾斜面13で斜めに閉塞されていると共に、その先端閉塞部の手前で且つ傾斜面13側のパイプ側面に、金属製パイプ9の円周方向の半分以上にわたって開口した耐火混練物注入口14を有することが好ましい。これにより、金属製パイプ9の先端部に向かって流れる耐火混練物は、先端閉塞部に突き当たり、傾斜面13に沿って斜め後方に押し戻されるため、図3に示すように耐火混練物注入口14から下向きに(金属製パイプ9の後端側に)流れ出して、煉瓦2の損傷部分に流れ込みやすくなる。
As shown in FIG. 4, the tip of the metal pipe 9 is obliquely closed by an
尚、図4では、傾斜面13のなす角度θがおよそ45°であり、また耐火混練物注入口14が金属製パイプ9の円周方向の半分を超えて開口した状態を図示したが、これによって本発明が制限されるものではない。実際には、煉瓦の損傷部分と金属製パイプの位置関係や、補修前の羽口煉瓦の残寸などに応じて、傾斜面のなす角度及び耐火混練物注入口の開口を適切に調整することができる。
In FIG. 4, the angle θ formed by the
[実施例1]
実際の銅精製炉を用いて、銅精製操業を繰返し実施した。その際、羽口煉瓦の残寸が30〜40cm程度となった時点で、煉瓦積み替え作業を行うことなく、本発明による補修作業を実施することによって補修後の残寸が50cm以上となるように補修した。
[Example 1]
The copper refining operation was repeated using an actual copper refining furnace. At that time, when the remaining size of the tuyere brick becomes about 30 to 40 cm, the remaining size after the repair becomes 50 cm or more by carrying out the repair work according to the present invention without performing the brick replacement work. Repaired.
本発明による羽口煉瓦の補修は、図3に示すように、炉内の熔銅を空にし且つ保温用のバーナーを消した銅精製炉の羽口6に、羽口パイプ8と金属製パイプ9を挿入して固定し、羽口6が可能な限り真下となる位置まで銅精製炉を回転させて固定した後、モルタル:耐火物粉末=2:1(重量比)の耐火混練物10を金属製パイプ9に供給し、煉瓦2の損傷部分に流し込んだ。その後、銅精製炉を回転させて元の位置に戻し、金属製パイプ9を抜き出して補修作業を終了した。
As shown in FIG. 3, the repair of the tuyere brick according to the present invention includes tuyere pipe 8 and metal pipe 9 in
上記した本発明による羽口煉瓦の補修を終了した後、銅精製操業を繰返して実施し、再び羽口煉瓦の残寸が30〜40cm程度となるまでに実施可能な銅精製の操業回数を調査した。本発明による2回の補修について、その後に実施可能であった銅精製の操業回数を下記表1に示した。 After the repair of the tuyere brick according to the present invention described above, the copper refining operation was repeated and the number of copper refining operations that could be carried out until the remaining size of the tuyere brick was about 30 to 40 cm was investigated again. did. Table 2 below shows the number of copper refining operations that could be carried out after two repairs according to the present invention.
また、従来の補修方法である煉瓦積み替え作業に要する時間は、作業前の炉の冷却及び作業後の炉の昇温時間を除いても通常6時間以上であったが、本発明による補修方法に要する時間はわずかに2時間程度であり、銅精製炉の停止時間も大幅に低減されることが分った。 In addition, the time required for the brick replacement work, which is a conventional repair method, is usually 6 hours or more excluding the cooling of the furnace before the work and the heating time of the furnace after the work, but the repair method according to the present invention is used. The time required is only about 2 hours, and it has been found that the downtime of the copper refining furnace is also greatly reduced.
[実施例2]
羽口煉瓦の残寸が30〜40cm程度となった時点ごとに、煉瓦積み替え作業を全く行うことなく、上記実施例1と同様にして本発明による補修作業を繰返し、補修後の残寸が50cm以上となるように補修しながら、銅精製操業を繰返して実施した。
[Example 2]
The repair work according to the present invention is repeated in the same manner as in Example 1 above without performing any brick replacement work every time the remaining size of the tuyere brick becomes about 30 to 40 cm, and the remaining size after repair is 50 cm. The copper refining operation was repeated while repairing as described above.
上記本発明による補修作業と銅精製操業を繰返すことにより、本発明による補修作業のみでは補修が不可能であり、最終的に煉瓦積み替え作業が必要となるまでに実施可能な銅精製の操業回数を調査した。 By repeating the repair work and the copper refining operation according to the present invention, it is impossible to repair only by the repair work according to the present invention, and the number of copper refining operations that can be carried out before the brick replacement work is finally required. investigated.
その結果、本発明による補修作業を繰返しながら銅精製操業を続けることによって、羽口煉瓦の積み替え作業が必要となるまでに、少なくとも25回、最大で27回の銅精製操業を重ねることができた。 As a result, by continuing the copper refining operation while repeating the repair work according to the present invention, it was possible to repeat the copper refining operation at least 25 times and a maximum of 27 times before the transshipment work of tuyere bricks was required. .
1 炉体
2 煉瓦
3 バーナー孔
4 排煙孔
5 炉口
6 羽口
7 タップ孔
8 羽口パイプ
9 金属製パイプ
10 耐火混練物
11 ポンプ
12 エアー供給口
13 傾斜面
14 耐火混練物注入口
DESCRIPTION OF
Claims (3)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007055078A JP2008215736A (en) | 2007-03-06 | 2007-03-06 | Repair method of copper furnace tuyere brick |
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JP2007055078A Pending JP2008215736A (en) | 2007-03-06 | 2007-03-06 | Repair method of copper furnace tuyere brick |
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- 2007-03-06 JP JP2007055078A patent/JP2008215736A/en active Pending
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