JPH01152224A - 自熔製錬炉の温度制御方法及びそれに用いる温度測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、銅又はニッケル硫化物鉱石からその金属の製
錬中間物であるマントを生産するための自熔製錬炉の温
度制御方法及びそれに用いる温度測定装置に関するもの
である。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする問題点〕硫化
ｔｉ’７１ｉ、を原料とする製錬炉の一つに自溶炉と呼
ばれる自熔製錬炉がある。第７図に示した如く、従来の
自熔製錬炉（銅自熔炉）１は、頂部に精鉱バーナー２が
設けられた反応塔３と、反応塔３の下部に一端が接続さ
れ且つ側面にカラミ抜き口４及びカワ抜き口５が設けら
れたセトラー６と、セトラー６の他端に接続された排煙
道７とから基本的に構成されていた。そして、これによ
る製錬工程は次のようであった。

まず、粉状精ＦＬ８が予熱空気等の反応用気体９と共に
’ｂｆｆ　１ｆＬバーナー２からの反応塔３内に吹き込
まれる０反応塔３内において、この粉状精鉱８中の可燃
性成分である硫黄と鉄は反応用気体９と反応し、湯溜り
部であるセトラー６に溜められる。

セトラー６では熔体は比重差によって、Ｃｕ、ＳとＦｅ
Ｓの混合物であるカワ１０と、２ＦｅＯ・５ｉＯｚを主
成分とするカラミ１１とに分けられる。そして、カラミ
１１はカラミ抜き口４から排出され、電気線かん炉１２
に導入される。一方カワ１０はカラミ抜き口５から次の
工程である転炉のハツチプロセスでの要求に応じて抜き
出される。

又、反応塔３内で発生ずる高温排ガス１３はセトラー６
及び排煙道７を通って排出され、ボイラー１４で冷却さ
れる。電気線かん炉１２に入ったカラミは？ｉｔ極１５
によって通電された電熱によって加熱保持され、必要に
よって電気線かん炉に挿入された塊鉱やフラフクス等と
混合されて銅分が更に炉底に沈降し、僅かに残った銅分
を含んだカラミのみが抜き口１６から炉外に排出される
。

ところで、反応塔３内では不足熱量を補うため補助燃料
が用いられるが、原料↑ｎ鉱の反応熱と補助燃料の燃焼
熱によって、反応塔３の内部はかなり高温雰囲気となる
。このため過剰の補助燃料を用いると反応塔３の熱負荷
が上昇し、反応塔３の内壁煉瓦の溶損が激しく在る。こ
の煉瓦溶損は反応塔３の熱負荷と密接な関係があり、こ
の熱負荷が例えば３５万ｃ　ａ　ｊ！　／　ｒｄ−ｈ以
上になると煉瓦熔ｉ貝が著しくなるため、２５万ｃ　ａ
　ｌｔ　／　ｇ　−ｈ以下にする必要がある。

一方、ｔ＋’ｌ鉱、溶剤及び燃料等を反応塔３内に吹込
み熔解する自溶炉操業においては、燃料の有効活用１反
応の効率化を図るためには反応塔３内で精鉱や溶剤が完
全に熔解することが望ましく、そのためには反応塔３内
を所定の温度以上にする必要がある。

そこで、反応塔３内の空間中の粒子の表面温度を測定し
、補助燃料の吹き込み■を調整することにより温度をあ
る範囲内に制御することが望まれる。

しかし、この粒子の表面温度の測定は技術的には掻めて
困難であり、従来はカワ抜き口５より抜き出されたカワ
或いはカラミ抜き口４より抜き出されたカラミの温度を
測定し、この温度をパラメーターとして用いて熱量計算
を行い補助燃料の吹込み量を調整していた。

しかし、カワの温度の測定は転炉操業に合わせて自熔製
錬炉１のカワ抜き口５よりカワが抜かれる時にしかでき
ないため、反応塔３内の粒子の温度変化に対して迅速な
対応が取れず、且つ誤差も大きくなり易いという問題点
があり、カラミの温度の測定もカッと同様カラミ抜き口
４より間欠的に抜かれる時しかできず、同様の問題点が
あった。

本発明は、上記問題点に鑑み、反応塔内の温度変化に対
して迅速に対応でき且つ正確な温度測定が可能となり、
その結果反応塔内への補助燃料の吹き込み世を正確に調
節できるため、反応塔内の温度を反応塔の煉瓦に過剰に
熱負荷を与えず且つ精鉱や溶剤が完全に熔解する温度に
制御することができる自熔製錬炉の温度制御方法及びそ
れに用いる温度測定装置を提供することを目的としてい
る。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕本発明者等は
、鋭意研究努力の結果、カラミ及びカラミ層近傍のカワ
の温度が反応塔内の温度を正確に反映することを発見し
、カラミ及びカラミ層近傍のカワあ何れか一方又は双方
の温度を測定することにより反応塔内の温度及びその変
化を正確に把握でき、それによって正確な温度制御がで
きるようにしたのである。

即ち、本発明による温度制御方法は、頂部に精鉱バーナ
ーが設けられた反応塔と、該反応塔の下部に一端が接続
され且つ側面にカラミ抜き口及びカワ抜き口が設けられ
たセトラーと、該セトラーの他端に接続された排煙道と
を備えた自熔製錬炉において、上記セトラー内のカラミ
及び／又はカラミ層近傍のカワの温度を測定し、該温度
に応じて上記反応塔内へ供給する補助燃料の量を調節す
るようにしたことを特徴としている。

又、上記温度測定を精度良く行うには、温度計を上記測
定位置へ迅速且つ正確に持ち来たすことが必要である。

それを実現するために、本発明による温度測定装置は、
回転軸にチェーンが巻回されたサイクロモーターと、該
チェーンの自由端に吊るされて自熔製錬炉のセトラー内
に挿脱される温度計と、前記サイクロモーターを回転方
向及び回転速度制御σ可能に駆動するインバーターと、
前記サイクロモーターの回転をパルス信号に変換して出
力する回転トランスデユーサ−と、該回転トランスデユ
ーサ−からのパルス信号をカウントし、予め登録された
パルス数になった点で前記サイクロモーターが停止する
ように前記インバーターに指示信号を出力する外部セッ
トカウンターとから成ることを特徴としている。

〔実施例〕

以下、図示した実施例に基づき上記従来例と同一の部材
には同一符号を付して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明方法の一実施例を実施するように構成さ
れた自熔製錬炉１の概略断面図である。

セトラー６の頂壁には点検孔１７が設けられていて、そ
こから下記に詳述する温度測定’Ａ　ＴＬの温度計（消
耗型熱電対）１８が挿入されて降下せしめられ、カラミ
１１の中央部の点Ｂの温度及び／又カラミＮＩＩの近傍
（例えば１００ｍｍ下部）のカワ１０内の点Ｃの温度を
測定するようになっている。又、測定可能な温度の中で
反応塔３内の粒子の表面温度に最も近い温度として反応
塔３の落ち口の点への温度を、反応塔３の下部に設けら
れた点検孔１９より温度計（消耗型熱電対）２０を挿入
して測定している。

第２図は鉱石処理Ｂｔ６０　ｔ／ｈで操業している時の
反応塔３の蕗ち口の温度とセトラー６の中央部のカラミ
１１の温度とカワ１１近傍のカワ１０の温度を１０日毎
に測定した結果の一例を示したものである。これによれ
ば、カラミ１１及びカラミＮｌｌ近傍のカワ１０の温度
が反応塔３の落ち口の温度ひいては反応塔３内の粒子の
温度を正確に反映していることが明らかである。従って
、カラミ１１及びカラミ［１１近傍のカワ１０の温度の
何れか一方又は双方の温度を測定することにより反応塔
３内の温度及びその変化を正確に把握でき、それによっ
て反応塔３内に吹き込む補助燃料の量を制御すれば、極
めて正確な温度制御が行われる。

補助燃料の調節の為には、通常ではカラミ１１若しくは
カワ１０の何れか一方の温度測定のみで良いが、炉ｌ内
に未熔解物が発生するとカワ温度は低下し、カラミ温度
とカワ温度の差が大きくなるので炉況を知るためにもカ
ラミ温度とカワ温度の双方を測定することが望ましい。

第３図は鉱石処理ｆｆｔ６０　ｔ／ｈで操業している時
のセトラー６内の熔体の垂直方向の温度分布の一例を示
した図である。熔体下部はど炉底の影響を受は温度が低
下しており、カラミ層１１近傍のカワｌＯの温度はカラ
ミ層１１下面より２００１゜程度下までは殆ど変化して
いないことがわかる。

従って、カワ１０の温度測定位置はカラミ５１１下面２
００ｍｍ下までが望ましい。

又、最も高温のカラミ層１１と炉底直近部とでは１４０
℃前後の温度差があるが、この温度差はカワ１０の滞留
時間や炉況等によって異なる。よって、従来のようにカ
ワ抜き口より抜き出したカワの温度はこれら種々の温度
のカワの平均温度となり、反応塔３内の温度を代表する
にはほど遠いものとなるばかりでなく、測定した温度の
バラツキも大きくなることを示している。

尚、カラミ１１とカワ１０の温度の水平方向の測定位置
は、側壁や炉底の影Ｖさえ受けなければ、セトラー６の
どの位置でも良い。

第４図はセトラー６内のカワ１０やカラミ１１の温度を
測定するための温度測定装置の一実施例を示している。

２１は回転軸にチェーン２２が巻回されたサイクロモー
ターであって、チェーン２２の自由端（下端）にはホル
ダー２３を介して温度計１８が取付、けられている、２
４はサイクロモーター２１に結線されていてサイクロモ
ーター２１を回転方向及び回転速度制御可能に駆動する
インバーター、２５はサイクロモーター２１の回転軸に
取付けられていてサイクロモーター２１の回転を所定数
のパルス信号に変換して出力するトランスデユーサ−１
２６はトランスデユーサ−２５とインバーター２４に結
線された電源、２７は′ｉｉｔ源２６に結線された外部
セッター、２８は外部セッター２７に接続された複数の
カウント数の記憶が可能な外部セットカウンターであっ
て、これらが制御回路を構成している。２９は温度計１
８に結線された記録計、３０は記録計２９に結線された
指示計である。

次に、本実施例の作動について説明する。

まず電源２６に設けられたスイッチが入ると、インバー
ター２４が作動してサイクロモーター２１が回転し、そ
の結果チェーン２２が降下してホルダー２３及び温度計
１８が降下し、炉１内に挿入される。一方、サイクロモ
ーター２１の軸の回転は回転トランスデユーサ−２５に
より１回転当り所定数例えば１０００個のパルス信号に
変換され、パルス信号は外部セットカウンター２８に送
られる。

外部セットカウンター２８では、受は取ったパルス信号
をカウントし、予め外部セッター２７により外部セット
カウンター２８に登録されたパルス数に近づいた時、電
源２６を中継しインバーター２４に回転を遅くする指示
信号を出力し、登録されたパルス数になった時にサイク
ロモーター２１の回転を停止させる信号を出力する。こ
の信号によりサイクロモーター２１は回転を停止すると
共にブレーキをかけ、停止後のブレをなくして停止精度
を確保する。

この停止位置は複数個設定することができるようになっ
ているが、本実施例てはカラミ層１１の中心部及びカラ
ミ層１１近傍のカワ１０の２点の温度を測定する位置に
停止するように設定している。

かくして、本実施例によれば、温度計１８を上記測定位
置へ迅速且つ正確に持ち来たすことができる。

尚、ホルダー２３の材質は熔体中へ挿入するため、１３
００°Ｃ程度の酸化性雰囲気で使用出来るものであれば
良く、本実施例ではＳＵＳ　　３０４を使用している。

又、温度計１８は使用温度が１２００〜１３００℃であ
るため熱電対が適しており、特に高温での測定精度も高
く且つ定期検査を不用とする消耗型熱電対が最適である
。又、温度計１８の保護のためには自熔製錬炉１内の温
度計１８の滞留時間が短いほどよい、そこで、インバー
ター２４を用い温度計１８が熔体中に浸せきするまでは
下降速度を早く、浸せき後は停止精度を上げるため昇降
速度を遅（し、さらに測定終了後は上昇速度を早くする
ようにしている。

又、本実施例では、昇降距離の制御にパルス信号を用い
ているが、他にはリミットスイッチ。マイクロスイッチ
、光電スイッチ、接近スイッチ。

超音波スイッチ等の使用が可能である。しかし、これら
は全く停止精度が本実施例より劣るか、或いは高価にな
りすぎるという問題がある。又−１昇降装置としては電
動ホイストやネジを回転させることにより螺着された温
度計支持部を昇降させる機構等の利用が考えられるが、
何れも停止精度に難がある。

遺」先貝」− 従来のようにカワ抜き口より抜いたカワの温度を用いて
熱量計算を行って、反応塔に吹き込む補助燃料の量を調
節しながら、６０ｔ／ｈの鉱石処理量で２ケ月間操業を
行い、その後、セトラー内のカラミ層直下１０（１＋＋
ｍの位置のカワの温度を用いて熱量計算を行って反応塔
に吹き込む補助燃料の量を調節しながら、６０ｔ／ｈの
鉱石処理量で５ケ月間掻業を行った。この間測定した反
応塔内のガス温度の月平均値を第５図に示した。尚、こ
の試験操業中カラミやカワの粘性等に何ら変化はなく、
未熔解物も生成しなかった。

第５図から明らかなように、従来の方法を採用した当初
の２ケ月のガス温度より本発明の方法を採用した３ケ月
のガス温度の方が平均で約４０°Ｃ低下している。この
ガス温度の低下は、従来法では過剰の補助燃料が吹き込
まれていたことを示している。

１１逆ＬＬ 第４図で示した温度測定装置を用い、第１停止点を基準
点より３６４ＯＩ下、第２停止点を基準点より３８４０
ｍｍ下とし、停止時間を２分間として５回作動させ、そ
の停止精度を測定した。得られた結果を下記表に示した
。

第１停止点はカラミ層に相当しており、測定値の誤差は
最大６ｍ＋ｍである。第２停止点はカワ層に相当してお
り、測定値の誤差は最大５菖冒であった。

カラミ居の厚さは最低３０１臘程度であるので、使用上
の問題はないことが明らかである。

１豆丘主 第４図に示した温度測定装置を用いて、第１停止点での
静止時間を’ｌ　Ｑ　ｓ　ｅ　ｃ、第２停止点での静止
時間を１８ｓｅｃとし、自熔製錬炉のセトラー中央部の
カラミ温度とカワ温度とを測定した。

その結果を第６図に示した。

３１は測定開始時点であり、３２はカラミ層への温度針
の侵入時点であり、３３はカラミ府内で温度計が停止し
た時点である。３４は２０秒後温度計を再度下降させた
時点、３５はカラミ層下面１００　＊ｍのカワ層内で停
止した時点である。３６は１５秒静止後温度計を引き上
げ始めた時点、３７は完全に引き上げた時点である。

その結果、カラミの温度は１２３０℃、カワの温度は１
２００℃であワた。

〔発明の効果〕

上述の如く、本発明による自熔製錬炉の温度制御方法及
びそれに用いる温度測定装置によれば、反応塔内の温度
変化に対して迅速に対応でき且つ正確な温度測定が可能
となり、その結果反応塔内への補助燃料の反応塔内の温
度を反応塔の煉瓦に過剰に熱負荷を与えず且つ精鉱や溶
剤が完全に熔解する温度に制御することができる。従っ
て、煉瓦の寿命を延長することができると共に、平均温
度の低下と測定温度のバラツキがないことにより反応塔
内へ吹き込む補助燃料の量を大幅に低減できるという利
点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による温度制御方法の一実施例を実施す
るように構成された自熔製錬炉の概略断面図、第２図は
実操業時の反応塔落ち口の温度とセトラーの中央部のカ
ラミ温度とカワ温度を１０日毎に測定した結果の一例を
示す図、第３図はセトラー内の熔体の垂直方向の温度分
布の一例を示した図、第４図は本発明による温度測定装
置の一実施例の概略図、第５図は従来方法と本発明方法
による反応塔内のガス温度の月平均値の差を示す図、第
６図は上記温度測定装置を用いてセトラー内のカラミと
カワの温度を測定した結果を示す図、第７図は従来の自
熔製錬炉の概略断面図である。 １・・・・自熔製錬炉、２・・・・精鉱バーナー、３・
・・・反応塔、６・・・・セトラー、７・・・・排煙道
、１゜・・・・カワ、１１・・・ｌカラミ、１７．１９
・・・・点検孔、１８．２０・・・・温度計、２１・・
自サイクロモーター、２２・・・・チェーン、２３・・
・・ホルダー、２４・・・・インバーター、２５・・・
・トランスデユーサ−１２６・・・・電源、２７・・・
・外部セッター、２８・・・・外部セットカウンター、
２９・・・・記録計、３０・・・・指示計。 第１図 矛２図 測光回数２ 第３図 １・５図 月　　　月　　　８　　　月　　　月　　　月　　　ハ
オ６図 ８４　ＦＪ’ｌ　（ｓｅｃ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）頂部に精鉱バーナーが設けられた反応塔と、該反
   応塔の下部に一端が接続され且つ側面にカラミ抜き口及
   びカワ抜き口が設けられたセトラーと、該セトラーの他
   端に接続された排煙道とを備えた自熔製錬炉において、
   上記セトラー内のカラミ及び／又はカラミ層近傍のカワ
   の温度を測定し、該温度に応じて上記反応塔内へ供給す
   る補助燃料の量を調節するようにしたことを特徴とする
   温度制御方法。
2. （２）回転軸にチェーンが巻回されたサイクロモーター
   と、該チェーンの自由端に吊るされて自熔製錬炉のセト
   ラー内に挿脱される温度計と、前記サイクロモーターを
   回転方向及び回転速度制御可能に駆動するインバーター
   と、前記サイクロモーターの回転をパルス信号に変換し
   て出力する回転トランスデューサーと、該回転トランス
   デューサーからのパルス信号をカウントし、予め登録さ
   れたパルス数になった点で前記サイクロモーターが停止
   するように前記インバーターに指示信号を出力する外部
   セットカウンターとから成る温度測定装置。