JP2019039045A - 電気炉への副原料の装入方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、電気炉1内で焼鉱を熔融還元して粗フェロニッケルの熔体を得る熔融還元工程と、得られた高温の粗フェロニッケルの熔体を取鍋に回収して脱硫処理を施す脱硫工程とを有するフェロニッケル製錬における、副原料を前記電気炉に装入する副原料の装入方法であって、脱硫処理後に熔体を回収して空となった取鍋に副原料を充填して所定時間保持し、取鍋内に保持した後の副原料を、電気炉内に供給されて山状に堆積した焼鉱の層の中腹部より上方に留まるように装入する。
【選択図】図2
Description
本発明に係る電気炉への副原料の装入方法(以下、単に「副原料装入方法」という)は、フェロニッケル製錬における焼鉱に対する熔融還元処理に使用する電気炉へ副原料を装入する方法である。
[熔融還元工程]
具体的に、フェロニッケル製錬において、熔融還元工程では、焼鉱を電気炉内に搬送投入し、石炭等の炭材(還元剤)を使用して、その焼鉱を電気炉内で熔融還元(熔解)する。電気炉としては、例えば三相交流電極式電気炉を用いることができ、炉上ビンに接続された焼鉱シュートを介して焼鉱が供給される。
電気炉1のメタルホール23から取り出された粗フェロニッケルの熔体は、そのメタルホール23に接続して設けられた樋(メタル樋)を介して移送され、粗フェロニッケル熔体の回収時に、メタル樋の先に配置された取鍋に回収される。
脱硫工程では、取鍋内の粗フェロニッケルの熔体に対して脱硫剤を添加し、スターラ等の撹拌装置によって撹拌することで、粗フェロニッケル熔体中の硫黄を硫化カルシウム(CaS)として精製スラグ中に固定し分離する脱硫処理が行われる。
図2は、本発明に係る副原料の装入方法を実行したときの様子を示した模式図である。図2に示すように、副原料装入方法においては、脱硫工程における脱硫処理後に熔体を回収して空となった取鍋30に副原料Sを充填して所定時間保持し、その後、取鍋30内に保持した副原料Sを、電気炉1内に供給されて山状に堆積した焼鉱の層(鉱層)12の中腹部より上方に留まるように装入する。
まず、この副原料装入方法においては、電気炉1に装入する副原料Sを、脱硫工程における脱硫処理後に熔体を回収して空となった状態の取鍋30内に充填し、その取鍋30内で所定時間に亘って保持する。
次に、副原料装入方法においては、取鍋30内に保持した副原料Sを、電気炉1内に供給され山状に堆積した焼鉱の層(鉱層)12の中腹部より上方に留まるように装入する。
ここで、副原料Sの装入に際しては、特定の構造を有する装入装置を用いることが好ましい。装入装置を用いて副原料Sを装入することで、鉱層12の中腹部に的確に装入することができ、より安定した操業を実現することができる。
シュート部41は、ドラム缶を縦方向に2分割して得られるような半円状の形状を有しており、そのドラム缶の内面が副原料Sを移動させ装入うるシュート面となる。図4は、装入装置40におけるシュート部41のみの構成を示した斜視図である。図4に示すように、シュート部41には、そのドラム缶を縦方向に2分割して得られる半円状の形状において、そのドラム缶の内面がシュート面41aとなる。
調整部42は、例えば傾転装置により構成されるものであり、シュート部41を設置固定して、そのシュート部41におけるシュート面41aが所定の角度となるように傾転させる傾転機構42aを有する。なお、シュート部41を設置する方法としては、特に限定されず、例えば傾転装置等から構成される調整部42に設置台を設け、その設置台上にシュート部41を載せて設置固定することができる。
(操業状況)
・Fe−Ni製造量:200t/日程度(取鍋回数≒7回)
・取鍋(粗フェロニッケル熔体移送用) 全容量:5.0m3
移送容量:4.2m3
移送重量:30t
外壁:鉄皮、内壁:耐火レンガ張り
・取鍋内壁の温度 電気炉からの粗フェロニッケル熔体受け入れ時:1400℃程度
脱硫処理時:1500℃程度
合金排出直後(空の状態にした直後):800℃〜900℃程度
(副原料)
副原料として下記A〜Cを、単独又は混合して、500kg程度の量にまとめてフレキシブルコンテナ中に保管した。副原料の電気炉への装入は、電気炉の上蓋に設けられた点検口から、500kg/回、1〜2回/日の頻度で行った。
○副原料A[電気ニッケルスクラップ(Ni>99%、Co、S等の不純物規格外品)]
サイズ:(厚物)厚さ 10mm〜15mm程度、縦横は数十cm以内で様々
(薄物)厚さ 1mm〜5mm程度、縦横は数十cm以内で様々
水分:保管中の付着水
○副原料B[廃電池(電極:Ni合金(微量Co、P等)+筺体:Fe製)]
サイズ:10×2×5mm程度の電池単位が5個〜10個程度連結されたもの
水分:保管中の付着水(場合により(納入業者不備)電解液の抜き出し残分)
○副原料C[樋付着物(電気炉のメタル固化物)]
サイズ:こぶし大程度以下の大きさ
形状:様々の形状
水分:保管中の付着水
実施例1では、脱硫処理後、熔体を回収して空となった取鍋を副原料Bのフレコンの保管場所に移送して、その副原料Bのフレコン1個をそのまま取鍋内に投入した。副原料Bを投入したときの取鍋の内壁温度は550℃であり、そのまま2時間保持した。2時間の保持後、取鍋の内壁温度(すなわち副原料の温度)は300℃となった。なお、フレコン自体は焼失していた。
比較例1では、以下の手順で電気炉内に副原料Bを装入した。すなわち、フレコン内に収納された副原料Bを150℃の乾燥機で一昼夜乾燥させ、クレーンのバケットに充填した。その後、バケットを電気炉上蓋の点検口直上に移送して、バケットを傾転させることにより副原料Bを電気炉内に装入した。なお、装入時の副原料Bの温度は100℃程度であった。
11 熔体層
11A メタル層
11B スラグ層
12 焼鉱の層(鉱層)
21 投原管
22,22a〜22c 電極
23 メタルホール
24 スラグホール
30 取鍋
40 装入装置
41 シュート部
41a シュート面
42 調整部
42a 傾転機構
Claims (3)
- 電気炉内で焼鉱を熔融還元して粗フェロニッケルの熔体を得る熔融還元工程と、得られた高温の粗フェロニッケルの熔体を取鍋に回収して脱硫処理を施す脱硫工程とを有するフェロニッケル製錬における、副原料を前記電気炉に装入する副原料の装入方法であって、
前記脱硫工程における脱硫処理後に熔体を回収して空となった取鍋に副原料を充填して所定時間保持し、
前記取鍋内に保持した後の副原料を、前記電気炉内に供給されて山状に堆積した焼鉱の層の中腹部より上方に留まるように装入する
電気炉への副原料の装入方法。 - 前記副原料を、装入装置を用いて電気炉内に装入し、
前記装入装置は、
ドラム缶を縦方向に2分割した半円状の形状を有し、該ドラム缶の内面により構成されるシュート面に沿って前記副原料を装入するシュート部と、
前記シュート部における前記シュート面の角度を調整する調整部と、を備えている
請求項1に記載の副原料の装入方法。 - フェロニッケル製錬に使用する電気炉内に副原料を装入するための装入装置であって、
ドラム缶を縦方向に2分割した半円状の形状を有し、該ドラム缶の内面により構成されるシュート面に沿って前記副原料を装入するシュート部と、
前記シュート部における前記シュート面の角度を調整する調整部と、を備えている
副原料の装入装置。
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