JPH0586422A - 自熔製錬炉の操業方法 - Google Patents

自熔製錬炉の操業方法

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JPH0586422A
JPH0586422A JP14118991A JP14118991A JPH0586422A JP H0586422 A JPH0586422 A JP H0586422A JP 14118991 A JP14118991 A JP 14118991A JP 14118991 A JP14118991 A JP 14118991A JP H0586422 A JPH0586422 A JP H0586422A
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孝三 馬場
Katsuhiko Nagai
克彦 永井
Yasuhiro Kondo
康裕 近藤
Takio Aono
多喜男 青野
Masayuki Yamagiwa
雅幸 山際
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 自熔製錬炉の排煙道の下のセトラーに多量に
落下する煙灰等、及び該セトラーで生成する炉底固着物
を炉壁を損傷させることなく効率的に溶解し、セトラー
内容積が減少する等のトラブルを改善する。 【構成】 反応塔5と、反応塔5の頂部に設けられた精
鉱バーナー4と、反応塔5の下部に一端を接続して設け
たセトラー6と、セトラー6の他端に接続し立ち上がっ
た排煙道13と、排煙道13の側面に接続して設けたボ
イラー14とを有する自熔製錬炉1の操業方法におい
て、排煙道天井水平部18又は排煙道天井傾斜部19を
貫通して炉中にランスパイプ17を挿入し、このランス
パイプ17を通してセトラー6内の溶体又は炉底固着物
に少なくとも微粉炭と反応気体とを吹き当てる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【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ットを生産する
ための自熔製錬炉の操業方法に関するものであり、特に
煙灰や炉底固着物等によるセトラーにおける操業上のト
ラブルを改善するための操業方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の銅製錬の自熔製錬炉は、図3に示
すように、粉状精鉱2が予熱空気などの反応用気体3と
共に炉頂の精鉱バーナー4から炉の反応塔5内に吹き込
まれる。反応塔5内において、この粉状精鉱2中の可燃
成分である硫黄と鉄は高温の反応用気体3と反応して溶
解し、セトラー6に溜られる。この湯溜まり部であるセ
トラー6で溶体は比重差によってCu2SとFeSの混
合物であるマット7と2FeO・SiO2を主成分とす
るスラグ8に分けられる。スラグ8はスラグ抜口9から
排出され、電気錬かん炉10に導入される。一方マット
7はマット抜口11から次の工程である転炉の要求に応
じて抜き出される。
【0003】一方自熔製錬炉1からの高温排ガス12は
セトラー6及び排煙道13を通ってボイラー14で冷却
される。電気錬かん炉10に入ったスラグ8は電極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
よって電気錬かん炉10に装入された塊鉱やフラックス
等と混合され銅分は更に炉底に沈降し、僅かに残った銅
分を含んだスラグ8のみが抜口16から系外に排出され
る。
【0004】上記の従来の自熔製錬炉では、特に排煙道
13の下のセトラー6で煙灰や炉底固着物によるトラブ
ルが発生する問題点があった。即ち炉内のガスが反応塔
5、セトラー6、排煙道13、ボイラー14へと流れる
中で、特に排煙道の付近で風向きが急激に変わり、ガス
の温度も低下する。このためにガス中に含まれていた煙
灰や溶体粒子がガス中から落下したり、一旦炉壁や煙道
壁に付着した後冷却されて排煙道13の下のセトラー6
に落下する。セトラー6に落下した煙灰等は、セトラー
6にスラグ8等の溶体を多量に有するときにはかなりの
部分がスラグ8等に溶解したり、スラグ8と共にスラグ
抜口9から炉外に排出される。しかし、前記のセトラー
6にスラグ8等の溶体が少ないとき又は無いときは落下
した煙灰等が溶解せず炉底に固着物となって残留し、セ
トラー6の内容積が減少したり、スラグがスラグ抜口9
から排出しがたくなったり、ガスが通過する空間を狭く
するといったトラブルを起こしてしまう。即ち排煙道1
3の下のセトラー6は、最も高温な反応塔5から最も遠
いところに位置し、且つ前記したように低温の煙灰等が
常に落下するため冷却されやすいので炉底及び側壁のコ
ーチングが成長しやすい箇所であり、更には炉況が悪化
して溶体温度が低下し炉底のコーチングが異常に厚くな
ったり、マグネタイトなどからなる粘りの強いスラグが
多量に発生して炉底及び側壁に固着することが多くあ
り、これらの炉底固着物が前記のセトラー6の表面近く
まで***したり、露出したりすることが生じる。特にス
ラグ8がスラグ抜口9からオーバーフロー式に流出する
型の自熔製錬炉では、マット抜口11からマット7を抜
いたときにマット7の表面が下降し、上記の炉底固着物
がセトラー6の溶体の表面から露出し易い。
【0005】これらのトラブルの対策としては、反応用
気体3の温度を上げたり、セトラー6でバーナーを燃焼
させたりして溶体の温度を上げて炉底固着物を溶解する
方法、スラグのFeO/SiO2比を下げたり、マット
品位を下げてマグネタイトの生成を抑制する方法、等が
採用されているが、セトラー6に落下してくる大量の煙
灰を迅速に溶解したり、大量に生成した炉底固着物を溶
解するのは非常に困難であった。又、炉壁等に付着した
ベコを除去する直接的な方法として、粗粒コークス等の
粗粒炭材を、窒素ガス等の非酸化性ガスを搬送ガスとし
て炉の側壁や天井部に設けた複数の吹き出し口から斜め
にベコを吹き付ける方法(特公平2−53493号公
報)も提案されている。しかし、自熔製錬炉のスラグを
タップホール式で抜き出す場合には、溶体表面に粗粒炭
材が長時間浮いているので溶体表面付近のベコに対し除
去する効果があると思われるが、スラグをオーバーフロ
ー式に絶えず抜き出す場合には、溶体表面に浮いた状態
ですぐに炉外に流出してしまう粗粒炭材が多いのでベコ
を還元溶解する効果が少ない。更に粗粒コークス等の粗
粒炭材をベコに吹き付ける方法では、溶体中にある炉底
固着物を効率的に溶解することが出来ず、又反応性の悪
い粗粒コークスがセトラーの溶体の表面に長時間存在す
るので、炉壁を保護するコーチングを溶解し過ぎたり、
レンガを侵食したり、As、Sb等の不純物がマット中
に多く分布し、転炉等での不純物除去対策を強化しなけ
ればならなくなる等の問題があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、自熔製錬炉
の排煙道の下のセトラーに多量に落下する煙灰等、及び
該セトラーで生成する炉底固着物を炉壁を損傷させるこ
となく効率的に溶解し、セトラー内容積が減少する等の
トラブルを改善出来る自熔製錬炉の操業方法を提案する
ことにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、反応塔と、該反応塔の頂部に設けられた
精鉱バーナーと、反応塔の下部に一端を接続して設けた
セトラーと、セトラーの他端に接続し立ち上がった排煙
道と、排煙道の側面に接続して設けたボイラーとを有す
る自熔製錬炉の操業方法において、前記排煙道天井水平
部又は排煙道天井傾斜部を貫通して炉中にランスパイプ
を挿入し、このランスパイプを通してセトラー内の溶体
又は炉底固着物に少なくとも微粉炭と反応気体とを吹き
当てる点に特徴がある。
【0008】ここで微粉炭としては、反応性が良く極め
て簡単に燃焼する平均粒径35〜45μm、最大粒径が
200μm以下のものが好ましい。装入量はセトラーの
レンガ内側寸法が幅7m、長さ20mの商業用自熔製錬
炉では150〜500kg/時程度である。150kg
/時未満ではセトラー部に落下してくる煙灰等及び炉底
固着物を溶解する効果が十分でなく、500kg/時を
超える値ではボイラーへ流出してしまい、ボイラーで微
粉炭が燃焼しボイラーの温度を上昇させ過ぎるのでボイ
ラー管理の面で好ましくない。粉状炭材としてコークス
粉も考えられるが、コークス粉は反応性が悪いので、ス
ラグをタップホール式で抜き出す時に長時間未反応のま
ま炉内に残留し粗粒コークスと同様な挙動を示し、オー
バーフロー式で抜き出すときには反応が完了する前に炉
外に排出されてしまうので好ましくない。
【0009】反応気体としては空気が好ましく、微粉炭
を搬送する空気を含めた全送風空気量は、微粉炭の理論
燃焼空気量の50〜70%が好ましい。50%未満では
発熱量が不十分でありかえって溶体を冷却してしまい、
70%を超えるとマグネタイト等の過酸化物を多く含む
煙灰等や炉底固着物を還元溶解するのに適しない。
【0010】ランスパイプの内径は、作業性からは50
〜80mmのものが好ましい。ランスパイプの先端から
セトラーの溶体又は炉底固着物の表面までの距離、ラン
スパイプ出口での風速は、空気や微粉炭が溶体に吹き当
たったときのスプラッシュの量及びセトラー部に落下し
た煙灰等及び炉底固着物の溶解状況から決めれば良く、
前者は800〜1000mmが好ましく、後者は80〜
150m/秒が好ましい。前者が800mm未満で後者
が150m/秒を超える値では、スプラッシュが多く炉
壁にかかり過ぎて炉壁のコーチングを剥がしてしまった
りし、前者が1000mmを超え後者が80m/秒未満
ではセトラー部に落下した煙灰等及び炉底固着物の溶解
が不十分であり、且つランスパイプが炉壁等からの輻射
熱等により赤熱劣化するので好ましくない。
【0011】ボイラー14は図1で自熔製錬炉1のセト
ラー6から立ち上がった排煙道13の側面に接続して設
けられており、ボイラー14と反対側の排煙道13の側
面には斜め上方に向かって傾斜した排煙道天井傾斜部1
9が形成されている。排煙道13でランスパイプ17を
設置する位置は、図2の排煙道天井水平部18又はボイ
ラー14と反対側の排煙道天井傾斜部19であるが、排
煙道天井水平部18からランスパイプ17を炉中に挿入
するとランス長さが長くなり過ぎるので、側壁から出来
るだけ離れた排煙道天井傾斜部19から炉中に挿入する
のが好ましく、セトラー6のレンガ内側寸法が幅7m、
長さ20mの商業用自熔製錬炉では、セトラー6の長手
方向に沿う排煙道13の幅が約3mなので、ボイラー1
4と反対側の側壁から1〜3mの間で、セトラー6の端
部内壁より1〜2mの個所に1本のランスパイプを挿入
するのが好ましい。
【0012】ランスパイプ17から微粉炭と反応用気体
だけをセトラー6内の溶体又は炉底固着物に吹き当てて
も良いが、硫化精鉱、粉状銅滓等を微粉炭と混合して用
いても良い。しかし吹き当てる位置、速度等の条件が良
くなかったり、硫化精鉱や粉状銅滓等の混合量が多すぎ
ると、スラグ抜口9から排出するスラグ8の銅品位をや
や高めるので、前記のスラグ8の銅品位及び電気錬かん
炉10の抜口16から排出されるスラグ8の銅品位の変
化を見ながら硫化精鉱、粉状銅滓等の混合量を調節する
方が良い。
【0013】
【作用】本発明は、排煙道天井水平部18又は排煙道天
井傾斜部19より炉中にランスパイプを挿入し、反応性
の良い微粉炭を理論燃焼空気量の50〜70%の空気と
共にセトラー部の溶体の表面又は炉底固着物の表面に垂
直に吹き当てるので、微粉炭が速やかに反応し、限られ
た範囲に還元性雰囲気を形成する。このためにセトラー
の溶体に落下して来る煙灰等及び炉底固着物を効率良く
溶解し、且つ粗粒コークスを炉内に挿入するときのよう
に、広範囲に還元性雰囲気を形成することによるコーチ
ングの過剰剥離及びレンガの侵食を起こさない。
【0014】微粉状炭と共に使用する硫化精鉱は、酸化
して発熱したり、煙灰等の過酸化物を還元溶解し、又粉
状銅滓は粒径が比較的大きいので溶体中に入って炉底固
着物に衝突しショットブラストのような効果を示す。
【0015】
【実施例】
実施例1 セトラーのレンガ内側寸法が幅7m、長さ20mで、排
煙道のセトラー長手方向に沿う方向の内側寸法幅が3m
の商業用自熔製錬炉の排煙道に、ボイラーと反対側から
約1.8mで、排煙道のセトラー長手方向に沿う方向の
内側寸法幅が3mの中央の排煙道傾斜部から、パイプ内
径が50mmのランスパイプを炉内に挿入し、炉底固着
物が成長していてスラグの深さが50〜100mmのセ
トラーに次の条件で実施した。 湯面よりランス先端までの距離=1000mm 反応用空気+微粉炭流送用空気=800Nm3/時 微粉炭:装入量=200kg/時 平均粒径=40μ
m 147μm以上の粒径=0.2重量% 揮発分=
31.7% 灰分=13.4% 固定炭素
=52.4% 発熱量=6920kcal/kg 実施期間:7時間/日を1カ月続けた。
【0016】この結果ランスパイプ直下より最も近い、
セトラーの排煙道側端部から2.5mの所にあるマット
抜口11から、炉底に溜まった煙灰等がマット抜口11
周辺のマットの流れ道を埋めたためにマットが抜けなか
ったのが、1.5トン/分の量で1回当たりの抜き取り
で40トン以上抜けるようになった。鉄棒を溶体中に差
し込んで調査した所では、棚状になっていた炉底固着物
の面積も少なくなり、その高さは約300mm減少し
た。
【0017】実施例2 実施例1の試験の後で同一場所において、次の条件で実
施した。微粉炭は実施例1で用いたものと同じ性状のも
のを用いた。 浴面よりランス先端までの距離=1000mm 反応用空気+微粉炭流送用空気=1000Nm3/時 微粉炭:装入量=300kg/時 実施期間:7時間/日を1カ月続けた。
【0018】この結果炉底固着物の高さは更に約100
mm減少した。更に自熔製錬炉の操業を中断し、溶体レ
ベルを意識的に下げて炉底の固着物が溶体レベルより上
に露出する状況を作り、約18m離れた点検口から炉底
固着物の状態を観察したところ、直径がおよそ2000
m/mのすり鉢状に凹んでおり、微粉炭による過酸化物
の還元溶解効果が顕著であることが認められた。又周辺
のセトラー炉壁に厚く付着していたベコが減少してお
り、溶体中にトラップされなかった微粉炭が、気相に露
出している過酸化物と思われるベコの溶解にも有効に作
用していると考えられた。一方この一連の実施で、排煙
道13につながるボイラー14内の煙灰の付着状態やボ
イラー14出口の温度の変化は通常の変動の範囲内であ
り、微粉炭がボイラーに流入し悪影響を及ぼしてはいな
かった。
【0019】
【発明の効果】本発明により自熔製錬炉の排煙道の下の
セトラーに多量に落下する煙灰等及び該セトラーで生成
する炉底固着物を効率良く溶解することができ、又これ
によりセトラー内容積を拡大し、スラグ排出、マット排
出が容易になる。又、発生するスプラッシュにより炉内
側壁から張り出したベコも溶解でき、スラグ中の含銅量
を低下させる効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による自熔製錬炉の説明図である。
【図2】図1のイ−イ線断面図である。
【図3】従来の自熔製錬炉の説明図である。
【符号の説明】
1 自熔製錬炉 2 粉状精鉱 3 反応用気体 4 精鉱バーナー 5 反応塔 6 セトラー 7 マット 8 スラグ 9 スラグ抜口 10 電気錬かん炉 11 マット抜口 12 高温排ガス 13 排煙道 14 ボイラー 15 電極 16 抜口 17 ランスパイプ 18 排煙道天井水平部 19 排煙道天井傾斜部 20 炉底固着物

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 反応塔と、該反応塔の頂部に設けられた
    精鉱バーナーと、反応塔の下部に一端を接続して設けた
    セトラーと、セトラーの他端に接続し立ち上がった排煙
    道と、排煙道の側面に接続して設けたボイラーとを有す
    る自熔製錬炉の操業方法において、前記排煙道天井水平
    部又は排煙道天井傾斜部を貫通して炉中にランスパイプ
    を挿入し、このランスパイプを通してセトラー内の溶体
    又は炉底固着物に少なくとも微粉炭と反応気体とを吹き
    当てることを特徴とする自熔製錬炉の操業方法。
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