JPH0987757A - 自熔炉の操業方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自熔炉へ供給する反応用空気量と補助燃料量
を制御し、カワ品位と熔体温度のばらつきを減少させる
自熔炉の操業方法を提供する。 【解決手段】 自熔炉の反応塔上部に設けられた乾鉱庫
の乾鉱切出し部に嵩密度計を取付け、所望の一定の時間
間隔毎に、平均乾鉱嵩密度を測定する。この平均乾鉱嵩
密度と、前回測定した平均乾鉱嵩密度と、この時の乾鉱
供給量の目標値を用いて、前回の平均乾鉱嵩密度を測定
した時刻から、今回測定した時刻までの乾鉱供給量の変
動量を計算する。この変動量に起因するカワ品位と、カ
ワとカラミの温度の各目標値からのずれを補正するため
の、空気量と補助燃料量の補正値を物量バランスと熱バ
ランスに基づいて決定し、空気量と補助燃料量の設定値
を修正する。以後測定の都度、空気量と補助燃料量の設
定値を修正して自熔炉を操業する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、非鉄金属製錬に用
いる自熔炉の操業方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】硫化精鉱を用いる非鉄金属製錬法の一つ
として自熔炉製錬法がある。自熔炉製錬法は、自熔炉の
反応塔の頂部に設けられた精鉱バーナーより反応塔内に
硫化精鉱、フラックス、煙灰等の粉体原料と反応用空気
とを補助燃料とともに吹き込み熔融させる。そして、有
価金属をカワとして濃縮し、他の成分をカラミとガスと
して分離するものである。

【０００３】この自熔炉製錬法を効率良く操業するため
は、炉へ各種の原料を供給する前に、各種の銘柄の精鉱
と、フラックス等の副原料を調合して、乾燥することが
必要である。このため、これらの原料を、未乾燥の状態
で貯鉱ビンから切出した後、調合して乾燥設備に供給し
ている。次に、乾燥設備で得られた乾燥させた製錬原料
（以下乾鉱）を自熔炉の反応塔上部に設けられた乾鉱庫
に供給し、さらに、乾鉱庫よりチェーンコンベア等で切
出し、自熔炉内へ供給している。この際、炉内へ供給さ
れる乾鉱量と反応用空気量と補助燃料量は、物量バラン
スと熱バランスとを考慮して設定している。

【０００４】実操業に際しては、これらの設定値を精度
良く維持することが重要である。たとえば、一定の反応
用空気量と補助燃料量に対して、供給する乾鉱量が多す
ぎるとカワ品位は低下する。また、熔体であるカワとカ
ラミの温度は低下し、カラミの粘度が高くなって炉外へ
の排出が困難になる。逆に供給する乾鉱量が少なすぎる
と、カワ品位は上昇する。また、カワとカラミの温度が
上昇して、煉瓦の熔損の原因となる。さらに、カワ品位
がばらつくと、下工程である転炉でも安定した操業を行
う上で大きな支障を来すこととなる。

【０００５】最近では、これらの物量バランスと熱バラ
ンスとを考慮して設定された反応用空気量や補助燃料量
は、高精度の流量計や流量調節計を使用することによ
り、精度良く設定値を維持することが可能である。

【０００６】一方乾鉱については、特開平７ー４８６３
３号公報に、乾鉱供給量の調整方法が提案されている。
すなわち、所望の一定時間毎に、貯鉱ビンから乾燥設備
に供給された未乾燥の原料量と、自熔炉へ乾鉱を供給し
つつある乾鉱庫内の乾鉱量を測定する。これらの測定値
からの計算式に基づき、チェーンコンベア等による乾鉱
の供給速度を修正する乾鉱供給量の調整方法である。

【０００７】該公報記載の方法を採用することによっ
て、乾鉱供給量を従来に比べ精度良く調整できるように
なった。しかし、チェーンコンベア等による乾鉱の定量
切出しを行う場合、乾鉱の体積を基準とした制御をする
ために、乾鉱の嵩密度の変動により、乾鉱の供給量が変
動することが避けられなかった。したがって、反応用空
気量や補助燃料量が精度良く設定値を維持している場合
でも、カワ品位や熔体温度のばらつきの減少に一定の限
界があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、自熔炉への
乾鉱の嵩密度の変動にともなう供給量の変動に追随して
反応用空気量と補助燃料量を制御し、カワ品位と熔体温
度のばらつきを減少させる自熔炉の操業方法を提供する
ことを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】未乾燥の製錬原料を貯鉱
ビンより切出し、この製錬原料を乾燥設備で乾燥し、得
た乾鉱を自熔炉の反応塔上部に設けられた乾鉱庫に供給
する。乾鉱庫の乾鉱切出し部から乾鉱をチェーンコンベ
ア等を使用して、自熔炉に連続的に供給する。この乾鉱
切出し部に非接触式嵩密度計を取付け、所望の一定の時
間間隔△ｔ分で区切られた時刻ｔ_i毎に、各△ｔ分間の
平均乾鉱嵩密度ρ_iを測定する。

【００１０】この平均乾鉱嵩密度ρ_iと、前回の平均乾
鉱嵩密度ρ_iー1と、この時の乾鉱供給量の目標値Ｗ（ト
ン／時）から、数２を用いて、前回の平均乾鉱嵩密度ρ
_iー1を測定した時刻ｔ_i-1から、ｔ_iまでの△ｔ分間の乾
鉱供給量の変動量を△Ｗ（トン／時）とみなす。

【００１１】

【数２】△Ｗ＝ｋ・Ｗ（ρ_iーρ_i-1）／ρ_i-1 数２においてｋは、修正係数であり ０．１≦ｋ≦１の
値をとる。

【００１２】この△Ｗに起因するカワ品位と、カワとカ
ラミの温度の各目標値からのずれを補正するための、空
気量と補助燃料量の補正値を物量バランスと熱バランス
に基づいて決定する。

【００１３】本発明による自熔炉の操業方法では、この
補正値を時刻ｔ_i-1における空気量と補助燃料量の設定
値に加え、あるいは減じて設定値を修正し、時刻ｔ_iに
おける設定値とする。以後測定の都度、空気量と補助燃
料量の設定値を修正することを特徴として自熔炉を操業
するものである。

【００１４】さらに、本発明による自熔炉の操業方法で
は、上記の方法において、一定の時間間隔△ｔを１〜６
０分、好ましくは、５〜２０分とするものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明による自熔炉の操業方法
は、△ｔ分間の平均乾鉱嵩密度から乾鉱供給量の変動量
△Ｗを計算し、空気量と補助燃料量を変化させる。乾鉱
供給量の変動に追随させて空気量と補助燃料量を変化さ
せる理由は、乾鉱の供給量を精度良く維持するのは困難
であるが、空気量と補助燃料量は、精度良く供給量を制
御できるからである。

【００１６】本発明においては、△ｔ分間の値を１〜６
０分、好ましくは５〜２０分としている。この理由は、
△ｔ分間の値が１分以下の場合、瞬間的な嵩密度の変動
の影響により、必要以上に空気量や補助燃料量を変化さ
せてしまう危険性が高いからである。また、逆に△ｔ分
間の値を、６０分以上とすると、乾鉱供給量の変動に追
随させて空気量と補助燃料量を変化させても、既に炉内
の熔体が完全に入れ替わっており、炉況を極端に悪化さ
せてしまう原因となるからである。

【００１７】また、△ｔ分間の値を本発明において好ま
しい条件としている、５〜２０分とした場合でも、乾燥
工程での各種の銘柄の精鉱の混合、あるいは、硅酸鉱等
の副原料との混合が十分でない場合は、嵩密度が大きく
変動する場合がある。

【００１８】上記のような原因による嵩密度の変動によ
り、必要以上に空気量や補助燃料量を変化させてしまう
危険性を回避する手段として、修正係数ｋを導入した。
上記のような原因により、嵩密度が大きく変動したり、
変動が予想される場合には、ｋの値を比較的小さく、た
とえば、０．２〜０．３とする。ｋの値を比較的小さく
することで、必要以上に空気量や補助燃料量を変化させ
てしまう危険性を回避することができる。

【００１９】一方、嵩密度の変動が小さく、乾鉱供給量
が安定している場合には、ｋの値を比較的大きく、たと
えば、０．８〜１．０とすると良い。ｋの値を比較的大
きくすることで、自熔炉への乾鉱の供給量の変動に追随
して、反応用空気量と補助燃料量をより高精度に制御
し、カワ品位と熔体温度のばらつきを減少させる自熔炉
の操業が可能である。

【００２０】

【実施例】内寸で幅６ｍ、長さ２０ｍ、有効容積５０ｍ
³の熔体溜まりと、直径６ｍ、高さ６．５ｍの反応塔を
有する自熔炉において、本発明による方法で、試験操業
をおこなった。本試験操業は、特開平７ー４８６６３号
公報記載の乾鉱供給量の調整方法を実施した上に、さら
に、本発明による操業方法を実施したものである。

【００２１】本試験操業においては、△ｔ＝１５分、ｋ
＝１とした。その他の操業条件は、以下のとおりであ
る。

【００２２】 乾鉱供給量 ９０トン／時 補助燃料（重油）供給量 ３００リットル／時 反応用空気量 ３３，０００Ｎｍ³／時 酸素富化率 ４３％ 目標カワ品位 ６２％ カラミ中のＦｅ／ＳｉＯ₂ １．０５ 本発明による試験操業を実施する前に、まず、従来法
（特開平７ー４８６３３に号公報記載による方法）によ
る乾鉱供給量の調整方法を実施した操業を３日間行い、
この間、カワ品位と、カワ温度と、カラミ温度を２３回
測定した。その結果、平均カワ品位は、６２．２１％、
標準偏差０．７４％であり、平均カワ温度は、１２３
２．１℃、標準偏差は、７．３℃であり、平均カラミ温
度は、１２３３．８℃、標準偏差は、８．５℃であっ
た。

【００２３】次いで、前記による乾鉱供給量の調整方法
を実施した上に、さらに、本発明による方法を実施した
試験操業を３日間実施した。この間、カワ品位と、カワ
温度と、カラミ温度を２５回測定した。その結果、平均
カワ品位は、６２．０５％、標準偏差０．６１％であ
り、平均カワ温度は、１２３０．３℃、標準偏差は、
６．２℃であり、平均カラミ温度は、１２３４．１℃、
標準偏差は、７．３℃であった。

【００２４】これらの操業成績を比較すると、本発明に
よる方法を実施することにより、平均カワ品位は、従来
法に比較してより目標品位に近くなるとともに、カワ品
位、カワ温度、カラミ温度ともに標準偏差が小さくな
り、カワ品位と熔体温度のばらつきを抑えることができ
た。

【００２５】すなわち、嵩密度の測定値から、乾鉱供給
量の変動を検出し、この乾鉱供給量の変動に追随させて
空気量および補助燃料量を制御することにより、安定し
た自熔炉の炉況が得られていることがわかった。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による自熔
炉の操業方法によれば、カワ品位と熔体温度のばらつき
を抑えて自熔炉の炉況を安定させることが可能である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 乾鉱を乾鉱庫から自熔炉に連続的に供
   給する設備において、所望の一定の時間間隔△ｔ分毎
   に、各△ｔ分間の平均乾鉱嵩密度ρ_iを測定し、この時
   の乾鉱供給量の目標値がＷ（トン／時）であるとき、前
   回の平均乾鉱嵩密度ρ_iー1を測定した時刻ｔ_i-1からｔ_i
   までの△ｔ分間の乾鉱供給量の変動量を数１を用いて△
   Ｗ（トン／時）とみなし、この△Ｗに起因する自熔炉へ
   供給する時刻ｔ_i-1における空気量と補助燃料量の設定
   値を修正して時刻ｔ_iにおける設定値とし、以後測定の
   都度、空気量と補助燃料量の設定値を修正することを特
   徴とする自熔炉の操業方法。 【数１】△Ｗ＝ｋ・Ｗ（ρ_iーρ_i-1）／ρ_i-1 数１においてｋは、修正係数であり ０．１≦ｋ≦１の
   値をとる。
2. 【請求項２】 △ｔ分として、１〜６０分とすること
   を特徴とする請求項１記載の自熔炉の操業方法。