JP5493994B2 - 非鉄製錬炉の操業方法及び投入装置 - Google Patents

Description

本発明は、非鉄製錬炉内に原料やスクラップ等を投入する際に使用される投入孔部の閉塞を防止する非鉄製錬炉の操業方法及び非鉄製錬炉に用いられる投入装置に関するものである。

鉱石やスクラップ屑等の製錬を行う非鉄製錬炉においては、例えば特許文献１に示すように、鉱石は、ランスを用いてフラックス及び酸素富化空気等とともに非鉄製錬炉内に供給される構成とされている。また、スクラップ屑は、ランスとは別に設けられた投入孔部を介して非鉄製錬炉内に投入される構成とされている。
ここで、ランスを用いて鉱石をフラックス及び酸素富化空気等とともに非鉄製錬炉内へと供給した際やスクラップ屑を投入した際には、非鉄製錬炉内の熔体が跳ね上がって熔体の飛沫が発生する。また、スクラップ屑等に含まれた可燃成分が炉内で燃焼することによってダストが発生する。さらに、炉内の亜鉛や鉛等の揮発成分が揮発する。このように、非鉄製錬炉内には、熔体の飛沫、ダスト及び揮発成分等が浮遊しており、これら熔体の飛沫、ダスト及び揮発成分等が炉壁部や炉底部に付着して厚く堆積することによって、強固な鋳付きが発生することになる。

このような強固な鋳付きが発生した場合には、炉内の容積が減少するとともに、熔体や炉内ガスの流れが変化することになり、製錬処理を安定して行うことができなくなってしまう。
そこで、従来では、炉壁部や炉底部に強固な鋳付きが発生した場合、非鉄製錬炉の操業を一旦停止して、例えば特許文献２に示すような炉内付着物除去装置を用いて鋳付きを除去する作業を行っていた。この特許文献２に示す炉内付着物除去装置は、粉コークス等の還元剤を鋳付きに向けて吹き付けることで、鋳付きを低融点スラグ化して除去する構成とされている。なお、この炉内付着物除去装置では、還元剤を炉壁部や炉底部に発生した鋳付きに確実に接触させるために、粒径が約２ｍｍとされた粉コークスを、高圧のガスによって移送する構成とされている。

特開平０４−１８６０８９号公報 特開平１０−１４０２５５号公報

ところで、ランスを用いて鉱石を供給した際及びスクラップ屑を投入した際に発生する熔体の飛沫は、投入孔部にも付着することになる。また、炉内に浮遊している熔体の飛沫、ダスト及び揮発成分は、炉内のガス流れによって投入孔部に飛来して付着することになる。この投入孔部は、水冷ジャケット等によって冷却されていることから、付着した熔体の飛沫、ダスト及び揮発成分が固化するため、投入孔部においても強固な鋳付きが生じることになる。このような鋳付きが投入孔部に発生した場合には、投入孔部からスクラップ屑等を投入することができなくなり、操業に支障が生じるおそれがあった。

従来、投入孔部に生成した鋳付きは、バーナー等を用いて加熱・溶融することで除去していた。
しかしながら、このバーナーによる溶解作業においては、投入孔部を開放することになるため、炉内に外気が混入してしまい、炉内のガスバランスが変動するおそれがあった。
また、バーナーによる溶解作業は人力によって行われることから、鋳付き除去作業を効率的に行うことはできなかった。
また、投入孔部の鋳付きを除去するためには、スクラップ屑の処理を一旦停止する必要があり、さらにはドラフトを保つために鉱石処理量及び送風量を減ずる必要があり、炉の処理効率が大幅に低下するといった問題があった。

本発明は、上述した状況に鑑みてなされたものであって、非鉄製錬炉に設けられた投入孔部に、熔体の飛沫、ダスト及び揮発成分等を由来とする強固な鋳付きが発生することを未然に防止して投入孔部の閉塞を防止する非鉄製錬炉の操業方法及びこの非鉄製錬炉の操業方法を実施するのに適した投入装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る非鉄製錬炉の操業方法は、被投入物を投入する際に用いられる投入孔部を備えた非鉄製錬炉の操業方法であって、前記投入孔部内に対して還元剤を吹き込み、前記投入孔部内を還元性雰囲気とすることにより、前記投入孔部の閉塞を防止する構成とされており、前記還元剤が粉コークスであり、この粉コークスを燃焼させることで前記投入孔部内を加熱する構成とされ、前記粉コークスは、その粒径が５０μｍ以上２５０μｍ以下とされていることを特徴としている。

このような構成とされた非鉄製錬炉の操業方法においては、投入孔部内に還元剤を吹き込むことによって、投入孔部内を還元性雰囲気としていることから、熔体の飛沫、ダスト及び揮発成分等が投入孔部に付着したとしても、これら熔体の飛沫、ダスト及び揮発成分等が酸化が防止されることで、投入孔部における強固な鋳付きの発生が未然に防止され、投入孔部の閉塞を防止することができる。
このように、投入孔部への強固な鋳付きの発生が防止されることから、非鉄製錬炉の操業を停止して鋳付き除去作業を行う必要がなくなり、非鉄製錬炉の稼働率を大幅に向上させることができる。

また、前記還元剤が粉コークスであり、この粉コークスを燃焼させることで前記投入孔部内を加熱する構成とされているので、投入孔部内を確実に還元性雰囲気とすることができ、投入孔部に付着した熔体の飛沫、ダスト及び揮発成分等の酸化を抑制することができる。さらに、粉コークスが燃焼することによって投入孔部内が加熱されることから、投入孔部に付着した熔体の飛沫、ダスト及び揮発成分等を溶融して除去することが可能となる。よって、投入孔部の閉塞を確実に防止することができる。

また、粉コークスの粒径が５０μｍ以上とされていることから、投入孔部内に吹き込んだ粉コークスを、投入孔部に付着した熔体の飛沫、ダスト及び揮発成分等に確実に接触させて加熱することができ、付着物を確実に溶融・除去することができる。また、粉コークスの粒径が２５０μｍ以下とされていることから、吹き込んだ粉コークスが投入孔部内で浮遊することになり、投入孔部内を還元性雰囲気とすることができる。また、２５０μ以下の粉コークスは、低圧及び少量のガスによって吹き込むことが可能であることから、高圧に対応する設備を設ける必要がない。

さらに、前記投入孔部内における前記粉コークスの流速が、８０ｍｍ／ｓｅｃ以上１４０ｍｍ／ｓｅｃ以下に設定されていることが好ましい。
この場合、前記投入孔部内における前記粉コークスの流速が８０ｍｍ／ｓｅｃ以上とされていることから、燃焼済みの粉コークスを炉内へと排出することができ、投入孔部内を新たな粉コークスを投入孔部内に浮遊させることができる。また、前記粉コークスの流速が１４０ｍｍ／ｓｅｃ以下とされていることから、吹き込んだ粉コークスが投入孔部内で浮遊することになり、投入孔部内を還元性雰囲気とすることができる。

本発明に係る投入装置は、非鉄製錬炉に備えられ、炉内に被投入物を投入する際に用いられる投入装置であって、前記被投入物を投入するための投入孔部を備えた被投入物供給部と、この投入孔部に対して還元剤を吹き込むための還元剤供給部と、を備えており、前記還元剤供給部は、粒径が５０μｍ以上２５０μｍ以下の粉コークスを窒素ガスによって前記投入孔部に吹き込む構成とされていることを特徴としている。

このような構成とされた投入装置によれば、スクラップ屑等の被投入物を投入する投入孔部に対して、還元剤を吹き込むための還元剤供給部が設けられているので、投入孔部内に還元剤を吹き込むことによって、投入孔部における強固な鋳付きの発生を防止でき、投入孔部の閉塞を防止することができる。
また、前記還元剤供給部は、粉コークスを窒素ガスによって前記投入孔部に吹き込む構成とされているので、還元剤として粉コークスが前記投入孔部に吹き込まれることになり、投入孔部内を確実に還元性雰囲気とすることができる。さらに、粉コークスが燃焼することによって投入孔部内を加熱することができる。よって、投入孔部に付着した熔体の飛沫、ダスト及び揮発成分等を除去して、投入孔部の閉塞を確実に防止することが可能となる。

ここで、前記還元剤供給部は、前記投入孔部内における前記粉コークスの流速が、８０ｍｍ／ｓｅｃ以上１４０ｍｍ／ｓｅｃ以下となるように、前記粉コークスを移送する窒素ガスの吐出圧力を調整することが好ましい。

このように、本発明によれば、非鉄製錬炉に設けられた投入孔部に、熔体の飛沫、ダスト及び揮発成分等を由来とする強固な鋳付きが発生することを未然に防止して投入孔部の閉塞を防止する非鉄製錬炉の操業方法及びこの非鉄製錬炉の操業方法を実施するのに適した投入装置を提供することができる。

本発明の実施形態である非鉄製錬炉の操業方法の対象となる非鉄製錬炉を備えた連続製銅設備の概略説明図である。 図１に示す連続製銅設備の溶錬炉に設けられたスクラップ投入装置の説明図である。 図１に示す連続製銅設備の製銅炉に設けられたスクラップ投入装置の説明図である。 図３に示すスクラップ投入装置の正面説明図である。

以下に、本発明の一実施形態である非鉄製錬炉の操業方法、及び、この非鉄製錬炉の操業方法において用いられる投入装置について、添付した図面を参照して説明する。
本実施形態である非鉄製錬炉の操業方法の対象となる非鉄製錬炉は、例えば図１に示すような連続製銅設備において使用されるものである。

この連続製銅設備１は、原料である銅精鉱を加熱溶融してマットＭとスラグＳとを有する熔体を生成する溶錬炉１０と、この溶錬炉１０で生成されたマットＭとスラグＳとを分離する分離炉３と、この分離炉３で分離されたマットＭをさらに酸化して粗銅ＣとスラグＳとを生成する製銅炉２０と、この製銅炉２０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５とを有する。これら溶錬炉１０、分離炉３、製銅炉２０、精製炉５は、樋６Ａ、６Ｂ、６Ｃでそれぞれ連結されており、熔体が重力の作用によって溶錬炉１０、分離炉３、製銅炉２０、精製炉５の順に移動させられるように、この順に高低差をつけて設けられている。

溶錬炉１０は、銅精鉱を、酸素富化空気等の酸化ガス及びフラックス等とともに炉内に供給するためのランス１５を複数備えている。このランス１５は、溶錬炉１０の天井部１１を挿通して昇降自在に設けられている。また、溶錬炉１０には、炉内から発生するガスを排出するための排出口が炉の天井部１１に設けられており、この排出口に廃熱ボイラー７が接続されている。

分離炉３は、溶錬炉１０から送り込まれた熔体中のマットＭとスラグＳとを比重差を利用して分離するものであって、比重の大きいマットＭの層の上に比重の小さいスラグＳの層が形成されるようになっている。この分離炉３には、複数の電極８が下端をスラグ中に浸漬させた状態にして挿通されている。分離炉３では、これら電極８にトランスから三相交流を入力してジュール熱を発生させることで熔体の保温を行っている。

製銅炉２０は、冷材や石灰石を、酸素富化空気等の酸化ガス等とともに炉内に供給するためのランス２５を複数備えている。このランス２５は、製銅炉２０の天井部２１を挿通して昇降自在に設けられている。また、製銅炉２０には、炉内から発生するガスを排出するための排出口が炉の天井部２１に設けられており、この排出口に廃熱ボイラー９が接続されている。

この連続製銅設備１で銅を製錬するには、乾燥した銅精鉱とフラックス（硅砂、石灰等）とを酸素富化空気ととともに溶錬炉１０の熔体中にランス１５で吹き込む。溶錬炉１０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６Ａにより分離炉３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。
分離炉３において分離されたスラグＳは、別途回収されることになる。また、溶錬炉１０等で生成したＳＯ_２ガス等の含硫ガスは、図示しない硫酸工場へと移送され、硫酸又は石膏（ＣａＳ０_４）として回収される。

一方、分離炉３で分離されたマットＭは樋６Ｂを介して製銅炉２０に送られる。製銅炉２０では、ランス２５を用いてさらに空気ととも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２０において連続的に生成された粗銅Ｃは、樋６Ｃを介して精製炉５に移送される。そして、精製炉５において粗銅Ｃを精製して、より品位の高い銅を生成し、図示しない鋳造機に注入され、電解製錬用のアノード板が製出される。

なお、このプロセスにおいて、製銅炉２０における酸化の工程では、銅の一部も酸化してスラグＳａの中に取り込まれてしまう。つまり、製銅炉スラグＳａには酸化鉄とともにかなりの量の酸化銅（１４〜１６％）が含まれる。このため、通常のプロセスでは、製銅炉スラグＳａを水砕により固体粉末化し、乾燥後、溶錬炉１０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。

このような連続製銅設備１においては、溶錬炉１０内に、銅精鉱のほかに金銀滓等のスクラップ屑を投入し、銅精鉱とともにこのスクラップ屑を製錬することで、スクラップ屑中の有価金属（金、白金、銀、銅等）を回収している。
また、製銅炉２０には、電解製錬でアノード板として使用された銅板、いわゆるアノードスクラップＰが投入される。このアノードスクラップＰは銅品位が高いことから、下流側の製銅炉２０に投入することで、複雑な工程を経ることなく、その銅分が回収されることになる。

このように、溶錬炉１０及び製銅炉２０には、ランス１５，２５以外に、スクラップ屑（金銀滓、アノードスクラップ）を投入するために、投入孔部３１、４１を備えたスクラップ投入装置３０，４０が設けられているのである。
ここで、溶錬炉１０及び製銅炉２０においては、前述のように、ランス１５，２５によって、銅精鉱、フラックス、冷材が酸素富化空気とともに炉内へと供給されることから、溶錬炉１０及び製銅炉２０内の熔体が跳ね上がって熔体の飛沫が発生する。また、炉内の可燃成分が燃焼することによってダストが発生する。さらに、熔体中の亜鉛や鉛等の揮発成分が揮発することになる。このように溶錬炉１０及び製銅炉２０内には、亜鉛や鉛等の揮発成分、ダスト、熔体の飛沫等が浮遊しており、これら熔体の飛沫、ダスト及び揮発成分が、炉内のガス流れによって投入孔部３１，４１に飛来して付着することになる。
本実施形態である非鉄製錬炉の操業方法は、この溶錬炉１０及び製銅炉２０に設けられたスクラップ投入装置３０，４０の投入孔部３１，４１の閉塞を防止するものである。

溶錬炉１０に設けられたスクラップ投入装置３０は、図２に示すように、溶錬炉１０の天井部１１に設けられた接続孔１３に挿入される投入管３２と、この投入管３２の側壁に接続されたスクラップ屑供給部３４と、このスクラップ屑供給部３４に隣接するようにして投入管３２の側壁に接続されたコークス供給部３９と、を備えている。
投入管３２は、その内周孔部分が投入孔部３１とされており、この投入孔部３１は、下端が溶錬炉１０の内部空間に連通されているとともに上端が蓋部３３によって閉止されている。

スクラップ屑供給部３４は、鉛直方向に沿って延びるシュート部３５と、このシュート部３５と投入管３２とを接続する接続管３６と、を備えており、これらシュート部３５及び接続管３６には、それぞれ開閉バルブ３７，３８が設けられている。
コークス供給部３９は、投入孔部３１に連通されたコークス供給孔を備えており、粉コークスを窒素ガスの気流に乗せて投入孔部３１内に吹き込む構成とされている。

また、製銅炉２０に設けられたスクラップ投入装置４０は、図３及び図４に示すように、製銅炉２０の天井部２１に設けられた接続孔２３に挿入される投入ホッパー部４２と、この投入ホッパー部４２の天井部に接続されたアノードスクラップ供給部４４と、このアノードスクラップ供給部４４に隣接するようにして投入ホッパー部４２の天井部に接続されたコークス供給部４９と、を備えている。

投入ホッパー部４２は、その内周側部分が投入孔部４１とされており、この投入孔部４１は、下端が製銅炉２０の内部空間に連通されており、投入孔部４１の下端部分に開閉バルブ４３が配設されている。
また、投入孔部４１のうちコークス供給部４９が接続された側の壁面は、鉛直方向に沿って延在した縦壁４１Ａとされており、アノードスクラップ供給部４４が接続された側の壁面は、下方に向かうにしたがい漸次縦壁４１Ａに近接するように傾斜した傾斜壁４１Ｂとされている。

アノードスクラップ供給部４４は、傾斜壁４１Ａに沿って延在する傾斜筒部４６と、この傾斜筒部４６の上端に接続された供給口４５と、を備えている。供給口４５の上端部分及び投入ホッパー部４２と傾斜筒部４６との接続部分には、それぞれスライドバルブ４７，４８が配設されている。また、供給口４５部分には、アノードスクラップＰを保持する保持部材４５Ａが設けられている。この保持部材４５Ａを揺動させることによって保持したアノードスクラップＰを投入ホッパー部４２側へと供給する構成とされている。
コークス供給部４９は、投入孔部４１に連通されたコークス供給孔を備えており、粉コークスを窒素ガスの気流に乗せて投入孔部４１内に吹き込む構成とされている。

このような構成とされたスクラップ投入装置３０，４０においては、以下のようにして、溶錬炉１０及び製銅炉２０に対して、金銀滓及びアノードスクラップＰ等のスクラップ屑を投入することになる。

溶錬炉１０に配設されたスクラップ投入装置３０においては、スクラップ屑供給部３４の接続管３６に設けられた開閉バルブ３８を閉止した状態で、シュート部３５に設けられた開閉バルブ３７を開放し、シュート部３５内に金銀滓を供給する。次に、シュート部３５の開閉バルブ３７を閉止した後に、接続管３６の開閉バルブ３８を開放して金銀滓を投入管３２へと移送し、投入管３２に設けられた投入孔部３１を介して、金銀滓を溶錬炉１０内へと投入する。
このとき、コークス供給部３９から、投入孔部３１に対して粉コークスが常時吹き込まれている。吹き込まれる粉コークスの粒径は５０μｍ以上２５０μｍ以下とされている。また、投入孔部３１内における粉コークスの流速が、８０ｍｍ／ｓｅｃ以上１４０ｍｍ／ｓｅｃ以下となるように、粉コークスを移送する窒素ガスの吐出圧力が調整されている。

また、製銅炉２０に配設されたスクラップ投入装置４０においては、アノードスクラップ供給部４４の傾斜筒部４６の下端に設けられたスライドバルブ４８を閉止した状態で、供給口４５に設けられたスライドバルブ４７を開放し、保持部材４５ＡにアノードスクラップＰを保持する。次に、供給口４５のスライドバルブ４７を閉止した後に、傾斜筒部４６のスライドバルブ４８を開放する。そして、保持部材４５Ａを揺動させてアノードスクラップＰを傾斜筒部４６に沿って滑らせていく。このアノードスクラップＰは、投入ポッパー部４２の投入孔部４１の傾斜壁４１Ｂに沿って落下していき、製銅炉２０内へと投入されることになる。
このとき、コークス供給部４９から、投入孔部４１に対して粉コークスが常時吹き込まれている。吹き込まれる粉コークスの粒径は５０μｍ以上２５０μｍ以下とされている。また、投入孔部４１内における粉コークスの流速が、８０ｍｍ／ｓｅｃ以上１４０ｍｍ／ｓｅｃ以下となるように、粉コークスを移送する窒素ガスの吐出圧力が調整されている。

このような構成とされた本実施形態である非鉄製錬炉の操業方法、及び、スクラップ投入装置３０，４０によれば、スクラップ投入装置３０，４０の投入孔部３１，４１内に、還元剤である粉コークスを吹き込むことによって、投入孔部３１，４１内が還元性雰囲気となる。よって、熔体の飛沫、ダスト及び揮発成分等が投入孔部３１，４１に付着したとしても、これら熔体の飛沫、ダスト及び揮発成分等が酸化が防止されることで、投入孔部３１，４１における強固な鋳付きの発生が未然に防止され、投入孔部３１，４１の閉塞を防止することができる。

また、投入孔部３１，４１内に吹き込まれた粉コークスは、溶錬炉１０及び製銅炉２０からの熱によって燃焼することになる。このように粉コークスが燃焼することによって、投入孔部３１、４１内が加熱される。ここで、投入孔部３１，４１内が還元性雰囲気とされていて熔体の飛沫、ダスト及び揮発成分等が酸化が防止され、投入孔部３１，４１に付着した熔体の飛沫、ダスト及び揮発成分等の融点が低く抑えられていることから、粉コークスの燃焼により、投入孔部３１，４１に付着した熔体の飛沫、ダスト及び揮発成分等を溶融して除去することが可能となる。
このように、投入孔部３１，４１への強固な鋳付きの発生が防止されることから、溶錬炉１０及び製銅炉２０の操業度を下げて鋳付き除去作業を行う必要がなくなり、溶錬炉１０及び製銅炉２０の操業効率を大幅に向上させることができる。

また、粉コークスの粒径が５０μｍ以上されているので、投入孔部３１，４１内に吹き込んだ粉コークスを、投入孔部３１，４１に付着した熔体の飛沫、ダスト及び揮発成分等に確実に接触させて加熱することができ、付着した熔体の飛沫、ダスト及び揮発成分等を溶融して除去することができる。さらに、粉コークスの粒径が２５０μｍ以下されているので、吹き込んだ粉コークスが投入孔部３１，４１内で浮遊することになり、投入孔部３１，４１内を還元性雰囲気とすることができる。また、２５０μｍ以下の粉コークスは、低圧及び少量のガスによって吹き込むことが可能であることから、高圧に対応する設備を設ける必要がない。

さらに、投入孔部３１，４１内における粉コークスの流速が８０ｍｍ／ｓｅｃ以上１４０ｍｍ／ｓｅｃ以下に設定されているので、粉コークスが投入孔部３１，４１内に確実に浮遊することになり、投入孔部３１，４１内を還元性雰囲気とすることができる。また、燃焼した粉コークスを溶錬炉１０及び製銅炉２０の内部へと排出することができ、新たな粉コークスを投入孔部３１，４１内に供給することができる。

また、本実施形態では、スクラップ投入装置２０，３０には、複数の開閉バルブ３７，３８又はスライドバルブ４７，４８が設けられており、金銀滓やアノードスクラップＰを投入する際に、外気が投入孔部３１，４１内に混入しないように構成されていることから、投入孔部３１，４１内を還元性雰囲気に維持することができるとともに、投入孔部３１，４１内の温度低下を防止することができる。よって、強固な鋳付きの発生を抑制して投入孔部３１，４１の閉塞を確実に防止できる。

以上、本発明の実施形態である非鉄製錬炉の操業方法、及び、この非鉄製錬炉の操業方法において用いられる投入装置について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、連続製銅設備の溶錬炉及び製銅炉に対してスクラップ屑を投入する投入孔部の閉塞を防止するものとして説明したが、これに限定されることはなく、自溶炉等の他の非鉄製錬炉の投入孔部に適用してもよいし、スクラップ屑以外のものを投入する投入孔部に適用してもよい。

また、本実施形態では、窒素ガスによって粉コークスを吹き込む構成として説明したが、これに限定されることはなく、窒素ガス以外の気体を用いて粉コークスを吹き込んでもよい。また、粉コークス以外の還元剤を投入孔部に吹き込んでもよい。
さらに、本実施形態では、連続して粉コークスを吹き込む構成として説明したが、間欠的に粉コークスを投入孔部に吹き込むように構成してもよい。この場合、投入孔部に揮発成分、ダスト、熔体の飛沫等が強固に付着する前に粉コークスを吹き込むように、吹き込み間隔を調整する必要がある。

以下に、本発明の効果について、確認実験を行った結果について説明する。
比較例１として、前述の実施の形態で説明したスクラップ投入装置３０を用いて、粉コークスの吹き込みを行わずにスクラップ屑を溶錬炉内に投入して、溶錬炉の操業を実施した。
また、本発明例１として、前述の実施の形態で説明したスクラップ投入装置３０を用いて、粉コークスの吹き込みを連続的に行いながらスクラップ屑を溶錬炉内に投入して、溶錬炉の操業を実施した。なお、粉コークスの粒径を５０μｍ以上２５０μｍ以下とし、投入孔部内における粉コークスの流速を８０ｍｍ／ｓｅｃ以上１４０ｍｍ／ｓｅｃ以下に調整した。

比較例１では、操業開始から３日経過後に、スクラップ投入装置の投入孔部に鋳付きが生じ、金銀滓の投入が円滑に行うことができなくなった。このため、スクラップの投入を一旦停止して、投入孔部に発生した鋳付きをバーナーで除去し、再度、操業を開始した。鋳付きの除去に要した作業時間は３時間で、５ｔのスクラップ及び１５ｔの鉱石処理量減となった。
一方、本発明例１では、操業開始から終了まで、スクラップ投入装置の投入孔部の閉塞は起らず、継続して操業を行うことができた。
このように、投入孔部に対して粉コークスを吹き込むことにより、投入孔部の閉塞が防止され、スクラップの使用量及び鉱石処理量の増加を図ることが可能であることが確認された。

比較例２として、前述の実施の形態で説明したスクラップ投入装置４０を用いて、粉コークスの吹き込みを行わずにアノードスクラップを製銅炉内に投入して、製銅炉の操業を実施した。
また、本発明例２として、前述の実施の形態で説明したスクラップ投入装置４０を用いて、粉コークスの吹き込みを連続的に行いながらアノードスクラップを製銅炉内に投入して、製銅炉の操業を実施した。なお、粉コークスの粒径を５０μｍ以上２５０μｍ以下とし、投入孔部内における粉コークスの流速を８０ｍｍ／ｓｅｃ以上１４０ｍｍ／ｓｅｃ以下に調整した。

比較例２では、操業開始から２日経過後に、スクラップ投入装置の投入孔部に鋳付きが生じ、アノードスクラップの投入が円滑に行うことができなくなった。このため、スクラップの投入を一旦停止して、投入孔部に発生した鋳付きをバーナーで除去し、再度、操業を開始した。鋳付きの除去に要した作業時間は２時間で、９ｔのアノードスクラップ及び１０ｔの鉱石処理量減となった。
一方、本発明例２では、操業開始から終了まで、スクラップ投入装置の投入孔部の閉塞は起らず、継続して操業を行うことができた。
このように、製銅炉においても、投入孔部に対して粉コークスを吹き込むことにより、投入孔部の閉塞が防止され、アノードスクラップの使用量及び鉱石処理量の増加を図ることが可能であることが確認された。

１０ 溶錬炉（非鉄製錬炉）
２０ 製銅炉（非鉄製錬炉）
３０，４０ スクラップ投入装置（投入装置）
３１，４１ 投入孔部
３４、４４ スクラップ屑供給部（被投入物供給部）
３９，４９ コークス供給部（還元剤供給部）

Claims (4)

1. 被投入物を投入する際に用いられる投入孔部を備えた非鉄製錬炉の操業方法であって、
   前記投入孔部内に対して還元剤を吹き込み、前記投入孔部内を還元性雰囲気とすることにより、前記投入孔部の閉塞を防止する構成とされており、
   前記還元剤が粉コークスであり、この粉コークスを燃焼させることで前記投入孔部内を加熱する構成とされ、
   前記粉コークスは、その粒径が５０μｍ以上２５０μｍ以下とされていることを特徴とする非鉄製錬炉の操業方法。
2. 前記投入孔部内における前記粉コークスの流速が、８０ｍｍ／ｓｅｃ以上１４０ｍｍ／ｓｅｃ以下に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の非鉄製錬炉の操業方法。
3. 非鉄製錬炉に備えられ、炉内に被投入物を投入する際に用いられる投入装置であって、
   前記被投入物を投入するための投入孔部を備えた被投入物供給部と、この投入孔部に対して還元剤を吹き込むための還元剤供給部と、を備えており、
   前記還元剤供給部は、粒径が５０μｍ以上２５０μｍ以下の粉コークスを窒素ガスによって前記投入孔部に吹き込む構成とされていることを特徴とする投入装置。
4. 前記還元剤供給部は、前記投入孔部内における前記粉コークスの流速が、８０ｍｍ／ｓｅｃ以上１４０ｍｍ／ｓｅｃ以下となるように、前記粉コークスを移送する窒素ガスの吐出圧力を調整することを特徴とする請求項３に記載の投入装置。

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