WO2021029327A1

WO2021029327A1 - 鉱石連続供給装置

Info

Publication number: WO2021029327A1
Application number: PCT/JP2020/030245
Authority: WO
Inventors: 健太楠瀬; 昌和木谷; 遥祐海野; ダダンスンダナ; アハマドムニブフィクリー; ヘリブディヌルウィボウォ
Original assignee: 三菱マテリアル株式会社
Priority date: 2019-08-09
Filing date: 2020-08-06
Publication date: 2021-02-18
Also published as: PE20212360A1; JP7324417B2; CN113056647B; KR20220043068A; CA3123540A1; US20210331880A1; EP4011811A4; JP2021028552A; EP4011811A1; MX2021008108A; CL2021001784A1; AU2020331101A1; CN113056647A

Abstract

本発明の鉱石連続供給装置は、粉粒体の鉱石を一時的に溜める調圧タンク（５０）と、調圧タンク（５０）から鉱石を受け入れて製錬炉に排出するリフトタンクと、調圧タンク（５０）の鉱石受入時およびリフトタンク（５１）への鉱石排出時を通じて、リフトタンクから製錬炉に、鉱石が連続的に供給されるように、調圧タンク（５０）およびリフトタンク（５１）の圧力を制御する圧力制御系と、を備えた鉱石供給機構を複数有し、鉱石を搬入するコンベアの上流側から下流側にかけて、複数の鉱石供給機構（１００）～（１０３）が並列にコンベアに接続されており、鉱石供給機構の鉱石受入が上流側から下流側に順に行われると共に、下流端の鉱石供給機構の鉱石受入の終了前に、上流端の鉱石供給機構の鉱石受入れが開始されるように、鉱石の供給を制御する供給制御手段が設けられている。

Description

鉱石連続供給装置

　本発明は、非鉄製錬などにおいて、粉粒体の鉱石を、該鉱石の受入れ時にも断続せずに連続して製錬炉に供給することができる鉱石連続供給装置に関する。
　本願は、２０１９年８月９日に、日本に出願された特願２０１９－１４７５８２号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

　非鉄製錬などにおいて、粉粒体の鉱石を製錬炉に供給する装置として、特許文献１に記載されている鉱石供給装置が知られている。この装置は、フローコンベア等によって搬入された粉体状の鉱石を一時的に溜めるサービスタンクと、該サービスタンクの下方に位置するリフトタンクを備えており、サービスタンクに溜めた鉱石をリフトタンクに送り込み、リフトタンクに一定量の鉱石が溜まったら、該リフトタンクに圧縮空気を導入してタンク内の鉱石を圧縮空気と共に製錬炉に送り、炉内のランスを通じて浴中に吹き込む構造を有している。

　このような装置では、サービスタンクから鉱石をリフトタンクに送り込む際に、鉱石がリフトタンクに受け入れられるように、リフトタンクの内圧を大気圧に開放する必要がある。したがって、リフトタンクに導入している鉱石搬送用の圧縮空気を一時的に止めなければならず、製錬炉に送る鉱石の搬送が中断されるため、連続的に供給することができず、鉱石はバッチで炉内に搬送されている。

　このように、リフトタンクへの鉱石供給とリフトタンクから製錬炉への鉱石搬送を一バッチごとに繰り返すので、一バッチの処理に要する時間のうち鉱石が輸送される時間の割合（以下、給鉱率）は、約４０％～７０％に留まり、効率が悪い。リフトタンクは、その瞬間搬送能力の上限量で鉱石の搬送を行っており、バッチでの運転では搬送を停止する時間を完全に無くすことができず、これ以上の製錬炉への鉱石搬送量の増加が困難である。また、短期的には炉内に輸送される鉱石量と炉内に吹き混む酸素量のバランスが取れ難く、製錬炉内の浴温およびドラフトが変動する要因になっている。

　ランスの先端は製錬炉内の溶融浴上に位置しているので、ランスにとって冷材の作用を果たす鉱石が輸送されていない時に加熱が進み、ランスの先端部が熔損する原因になり、定期的に所定長さのランスの継ぎ足しを行う必要が生じる。また、製錬炉を構成する耐火物の溶湯浴による浸食は、炉体の寿命を決定する重要な因子であり、浴温が高温になる程炉体の寿命は短くなる。とりわけランス直下の炉床耐火物や溶湯浴界面近傍の側壁耐火物の浸食は製錬炉の炉修周期を決定する大きな要因になる。一方、製錬炉から発生する排ガスは後段の排ガス処理設備で炉内のドラフトを常時負圧に保つように吸引する必要がある。このため、ドラフトの変動分だけ排ガスを過剰に吸引する必要がある。

特開平５－２７２８７５号公報

　以上のように、従来の給鉱装置は、製錬炉への鉱石の供給が断続的であるために、製錬炉へ供給する鉱石量の増加が難しいだけでなく、後段の排ガス処理設備で製錬炉から発生する排ガスを過剰に吸引する必要があり、またランス先端部の溶損や炉内の溶湯浴界面付近の耐火物の浸食が進む問題があった。

　本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、リフトタンクにおいて、鉱石の受入時にも、製錬炉への鉱石の供給を連続して行うことが可能な、鉱石連続供給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、本発明は以下の手段を採用している。

〔１〕本発明の一態様に係る鉱石連続供給装置は、粉粒体の鉱石を溜める調圧タンクと、前記調圧タンクから前記鉱石を受け入れて製錬炉に排出するリフトタンクと、前記調圧タンクの鉱石受入時およびリフトタンクへの鉱石排出時を通じて、前記リフトタンクから前記製錬炉に、鉱石が連続的に供給されるように、前記調圧タンクおよび前記リフトタンクの圧力を制御する圧力制御系と、を備えた鉱石供給機構を複数有し、前記鉱石を搬入するコンベアの上流側から下流側にかけて、複数の前記鉱石供給機構が並列に前記コンベアに接続されており、前記鉱石供給機構の鉱石受入が前記上流側から前記下流側に順に行われると共に、前記下流端の前記鉱石供給機構の鉱石受入の終了前に、前記上流端の前記鉱石供給機構の鉱石受入れが開始されるように、前記鉱石の供給を制御する供給制御手段が設けられている。
　本明細書における「鉱石を溜める」は、「一時的に鉱石を溜める」場合を含むものとする。

〔２〕前記〔１〕に記載の鉱石連続供給装置の前記供給制御手段において、前記下流端の前記鉱石供給機構の鉱石受入の終了前に、前記上流端の前記鉱石供給機構の鉱石受入れが開始される時間は、前記上流端と前記下流端の前記鉱石供給機構の間のコンベア搬送中の鉱石全量が、前記下流端の前記鉱石供給機構に受け入れ終了するまでの時間に先立つ時間であることが好ましい。

〔３〕前記〔１〕または〔２〕のいずれかに記載の鉱石連続供給装置において、前記調圧タンクと前記コンベアの間にサービスタンクが設けられていてもよい。

　本発明によれば、リフトタンクにおいて、鉱石の受入時にも、製錬炉への鉱石の供給を連続して行うことが可能な、鉱石連続供給装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る鉱石連続供給装置の機能について説明するブロック図である。本発明の一実施形態に係る鉱石連続供給装置の構成を模式的に示す平面図である。本発明の一実施形態に係る鉱石連続供給装置の構成を詳細に示す平面図である。

　以下、本発明を適用した実施形態に係る鉱石連続供給装置について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴を分かりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。また、以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。

　図１は、本発明の一実施形態に係る鉱石連続供給装置に設けられている、鉱石供給機構１００の主な機能について説明するブロック図である。鉱石供給機構１００は、主に、調圧タンク５０と、リフトタンク５１と、空気路５４と、圧力制御手段５５と、を有する。

　空気路５４は、調圧タンク５０に圧縮空気を導入する第一空気路５６と、リフトタンク５１に圧縮空気を導入する第二空気路５７と、を含む。調圧タンク５０とリフトタンク５１の間には、両者を連通する調圧通気路が設けられている。

　圧力制御手段５５は、調圧タンク５０に導入する圧縮空気を制御し、調圧タンク５０の内圧を調整する第一圧力制御手段（調圧タンク制御手段）６０と、リフトタンク５１に導入する圧縮空気を制御し、リフトタンク５１の内圧を調整する第二圧力制御手段（リフトタンク制御手段）７０と、を含む。圧力制御手段５５は、さらに、調圧タンク５０とリフトタンク５１の内圧差が所定の範囲に維持されるように、第一圧力制御手段６０と第二圧力制御手段７０の機能（出力）を自動制御する装置を含んでいてもよい。

　第一圧力制御手段６０は、調圧タンク５０に、タンク内圧を一時的に開放して鉱石を受け入れ、受入後に圧縮空気を導入し、タンク内圧をリフトタンク５１の内圧より高くして、鉱石をリフトタンク５１に排出する。

　第二圧力制御手段７０は、リフトタンク５１に、リフトタンク５１の鉱石の受入時および排出時を通じて連続して、リフトタンク５１に圧縮空気を導入する。

　調圧タンク５０は、外部から供給される粉粒体の鉱石を、所定の圧力で一時的に溜める手段（装置）である。調圧タンク５０には、圧力制御用の圧縮空気を導入する第一空気路５６が接続されている。第一空気路５６には、圧縮空気の導入量を調整する調圧弁Ｃが設けられている。

　調圧タンク５０には、第一圧力制御手段６０が接続されている。第一圧力制御手段６０を用いることにより、導入する圧縮空気の量、導入のタイミング等を制御し、調圧タンク５０の内部の圧力を調整することができる。第一圧力制御手段６０は、主に、調圧タンク５０に設置された圧力計Ａおよび検量計Ｂ、調圧タンク５０の鉱石受入路６１に設けられた開閉弁Ｆ、調圧タンク５０とリフトタンク５１を連結する鉱石排出路６２に設けられた開閉弁Ｇ、第一空気路５６に設けられた調圧弁Ｃと、調圧タンク５０とリフトタンク５１を連結する調圧通気路５８に設けられた調圧弁Ｄ、Ｅを含む。

　調圧タンク５０には、内部の圧力を開放する排気ラインが接続されており、この排気ラインに排気弁５３が設けられている。また、調圧タンク５０の上部には、鉱石受入路６１が接続されており、鉱石受入路６１には、粉粒体状の鉱石を受け入れるための開閉弁Ｆが設けられている。

　排気弁５３、開閉弁Ｆ、第一空気路の調圧弁Ｃ、鉱石排出路の開閉弁Ｇ、調圧通気路の調圧弁Ｄと調圧弁Ｅに対する開閉操作は、圧力計Ａ、検量計Ｂの測定結果の信号に基づき、調圧タンク５０内が所定の圧力になるように行われる。このときの開閉操作は、手動で行ってもよいし、コンピュータ等を用いて自動化して行ってもよい。

　リフトタンク５１は、調圧タンク５０で調整された圧力より小さい圧力で、調圧タンク５０から受け入れた鉱石を一時的に溜め、所定のタイミングで製錬炉に排出する手段（装置）である。リフトタンク５１には、圧力制御用の圧縮空気と、鉱石輸送用の圧縮空気を導入する第二空気路５７が接続されている。第二空気路５７には、圧縮空気の導入量を調整する調圧弁Ｊが設けられている。

　リフトタンク５１には、内部に圧縮空気を導入して圧力を調整する第二圧力制御手段７０が接続されている。第二圧力制御手段７０を用いることにより、導入する圧縮空気の量、導入のタイミング等を制御し、リフトタンク５１の内部の圧力を調整することができる。第二圧力制御手段７０は、主に、リフトタンク５１に設置された圧力計Ｈおよび検量計Ｉ、第二空気路５７に設けられた調圧弁Ｊ、リフトタンク５１と製錬炉５２とを連結する鉱石供給路５９に設けられた供給弁Ｋを含む。鉱石供給路５９には、リフトタンク５１から排出される圧縮空気とともに、製錬炉に供給される鉱石の量を調整する供給弁Ｋが設けられている。

　開閉弁Ｇ、調圧弁Ｊ、供給弁Ｋに対する開閉操作は、圧力計Ｈ、検量計Ｉの測定結果の信号に基づき、リフトタンク５１内が所定の圧力になるように行われる。このときの開閉操作は、手動で行ってもよいし、コンピュータ等を用いて自動化して行ってもよい。

　鉱石連続供給装置１００は、粉粒体の鉱石の搬入手段として、フローコンベア８０（以下では、コンベア８０と呼ぶことがある。）をさらに備えていることが好ましい。調圧タンク５０への鉱石の搬入量は、開閉弁Ｆの開閉操作によって調整することができる。

　調圧タンク５０による鉱石の受入時に、排気弁５３が開放されて調圧タンク５０の内部は大気圧になり、フローコンベア８０によって搬送されてきた鉱石は、開閉弁Ｆを経由して調圧タンク５０に供給される。

　初期状態の鉱石連続供給装置１００では、調圧タンク５０とリフトタンク５１とを連結する開閉弁Ｇは閉じられている。動作を開始して調圧タンク５０に一定量の鉱石が溜まると、その量が検量計Ｂによって検出され、調圧タンク制御手段６０によって排気弁５３が閉じられる。一方、調圧弁Ｃが開き、第一空気路５６を通って圧縮空気が調圧タンク５０に導入され、調圧タンク５０の内圧がリフトタンク５１の内圧よりやや高く設定される。その後、開閉弁Ｇが開き、鉱石排出路を通じて鉱石がリフトタンク５１に供給される。

　リフトタンク５１が、調圧タンク５０から鉱石を受け入れるときは、鉱石受け入れ量と同程度の容量の空気をタンク内から排出する必要がある。調圧タンク５０からリフトタンク５１に鉱石を排出する時に、調圧通気路の調圧弁Ｄ、Ｅを開弁しリフトタンク５１の内部空気を調圧タンク５０へ逃がすことによって、調圧タンク５０の鉱石がリフトタンク５１に排出されやすくなる。排気弁５３が開いた状態で、通気路の調圧弁Ｄ、Ｅが開いてリフトタンク５１の内圧を開放し、調圧タンク５０およびリフトタンク５１の内圧を大気圧に下げることにより、鉱石供給のシーケンスを停止することができる。

　一方、リフトタンク５１には、第二空気路５７の調圧弁Ｊが開いて圧縮空気が導入されており、この圧縮空気の導入量は、リフトタンク５１の内圧が圧力計Ｈによって大気圧以上の一定圧に保たれる。この状態で鉱石供給路５９の供給弁Ｋが開かれ、リフトタンク５１から圧縮空気とともに鉱石が排出され、鉱石供給路を通って製錬炉５２に送り込まれる。このように、調圧タンク５０からリフトタンク５１に鉱石が送り込まれている間にも、リフトタンク５１から製錬炉５２に鉱石が送り込まれる。なお、リフトタンク制御手段７０を通じて、調圧弁Ｊの開閉を調整して鉱石の流量を制御することができる。

　リフトタンク５１内の鉱石量は、検量計Ｉによって検知されており、鉱石量が基準以下に減少すると、調圧タンク制御手段６０を通じて開閉弁Ｇが開き、調圧タンク５０から鉱石が排出路を通じてリフトタンク５１に供給され、鉱石が製錬炉５２に搬送される間中、リフトタンク５１の鉱石量は一定量以上に保たれる。

　このようにしてリフトタンク５１の鉱石量は一定量以上に保たれ、リフトタンク５１には鉱石受入時および鉱石排出時を通じて連続して圧縮空気がリフトタンク５１に導入されるので、リフトタンク５１は鉱石を受入れながら連続して製錬炉５２に鉱石を供給することができる。

　本発明の鉱石連続供給装置は、図２に示すように、上記鉱石供給機構１００、鉱石供給機構１００と同様の構造を有する複数の鉱石供給機構１０１～１０３が、コンベア８０に対し、その上流側から下流側にかけて（搬入される鉱石の流れに沿って）並列に接続されている。図２には、４個の鉱石供給機構１００～１０３が示されているが、該鉱石供給機構の個数は制限されない。

　さらに、上記鉱石連続供給装置には、コンベア８０の上流側から下流側にかけて上記鉱石供給機構１００～１０３の順に鉱石受入が行われると共に、下流端の上記鉱石供給機構１０３の鉱石受入の終了前に、上流端の上記鉱石供給機構１００の鉱石受入れが開始されるように制御する供給制御系９０が設けられている。該供給制御系９０は、例えば、上記調圧タンク制御手段６０および上記リフトタンク制御手段７０を上記のように鉱石が供給されるように制御する。

　下流端の鉱石供給機構１０３の鉱石受入の終了前に、上流端の鉱石供給機構１００の鉱石受入れが開始される時間は、上流端と下流端の鉱石供給機構１００～１０３の間のコンベア搬送中の鉱石全量が下流端の鉱石供給機構１０３に受け入れ終了するまでの時間が得られる時間であり、例えば、上記鉱石全量が鉱石供給機構１０３に受け入れ終了するまでにＸ時間かかるとき、このＸ時間分だけ先立つ時間である。例えば、コンベア８０からの鉱石搬送量を２００ｔ／ｈｒ、調圧タンクの鉱石受入れ量を６ｔとした場合、調圧タンクの鉱石受入れ時間は１０８秒になる。一方上流端の鉱石供給機構１００から下流端の鉱石供給機構１０３までのコンベアの搬送時間を６０秒とした場合、鉱石供給機構１０３が鉱石を受入れ開始してから１０８秒から６０秒先立つ４８秒後に、鉱石供給機構１００の鉱石受入れが開始されることになる。

　鉱石供給機構１００～１０３の調圧タンク５０に、上流側から順に鉱石が供給されて、各々の調圧タンク５０に一定量の鉱石が溜まった後に、各々のリフトタンク５１に鉱石が供給され、各リフトタンク５１が鉱石を受入れながら連続して鉱石供給路５４を通じて製錬炉に鉱石が供給される。

　本実施形態の鉱石連続供給装置の装置構成例を、図３に示す。なお、図３においては、上流側から２番目以降の鉱石供給機構は、上流側から１番目の鉱石供給機構と構成が同一なので一部が省略されている。
〔装置構成〕
　図３に示すように、フローコンベア１の下方に調圧タンク２が設けられており、フローコンベア１と調圧タンク２を接続する鉱石受入路にはダンパー３、投入元弁４、投入弁５が設けられている。これらのダンパー３、投入元弁４、投入弁５は図１の装置の開閉弁Ｆに相当する。また、調圧タンク２には、鉱石量を検知するリミットスイッチ１２、３２とロードセル１３が設けられている。これらのリミットスイッチ１２、３２とロードセル１３は図１の装置の検量計Ｂに相当する。さらに、調圧タンク２には大排気弁２９、小排気弁３１が設けられている。これらの大排気弁２９、小排気弁３１は図１の装置の開放弁５３に相当する。

　調圧タンク２には圧縮空気の供給路１４が設けられており、この供給路１４は図示しないコンプレッサに接続されており、さらに、圧縮空気供給路１４の調圧タンク２に至る管路に加圧弁３３が設けられている。供給路１４の調圧タンク２に至る管路は図１の装置の第一空気路に相当し、加圧弁３３は弁手段Ｃに相当する。調圧タンク２の下方にはリフトタンク６が設けられており、調圧タンク２とリフトタンク６を接続する鉱石排出路には投入元弁７と投入弁８が設けられている。投入元弁７と投入弁８は図１の装置の弁手段Ｇに相当する。圧縮空気の供給路１４は分岐してリフトタンク６に接続している。リフトタンク６に接続する供給路１４は図１の装置の第二空気路に相当する。

　また、調圧タンク２とリフトタンク６には均圧弁１５、１６を備えた均圧配管１７が接続されており、さらに各タンク２、６には圧力測定器１９、２０と圧力設定器２１、２２が設けられている。均圧弁１５、１６はおのおの図１の装置の弁手段Ｄ，Ｅに相当し、均圧配管１７は第三空気路に相当する。また、圧力測定器１９、２０は各々図１の装置の圧力計Ａ、Ｈに相当する。

　リフトタンク６の下部には鉱石輸送用のエア供給配管９と鉱石供給路１１が接続しており、エア供給配管９は上記圧縮空気供給路１４と一体になって図示しないコンプレッサに接続されており、鉱石供給路１１の先端はランス１０に連結されている。リフトタンク６の鉱石はエア供給配管９を通じて導入される圧縮空気によって、リフトタンク６から鉱石供給路１１とランス１０を通じて製錬炉に送られる。

　リフトタンク６には、投入された鉱石量を検知するロードセル２３が設けられている。ロードセル２３は図１の装置の検量計Ｉに相当する。また、鉱石供給路１１には供給弁２４が設けられており、この鉱石供給路１１は供給弁２４を介してリフトタンク６に連通している。また鉱石供給路１１には分岐路２５が設けられており、この分岐路２５にはブースター弁２６と流量設定器２７とが直列に接続されている。さらに、圧縮空気供給路１４のリフトタンク６に至る管路に加圧弁３０が設けられている。これらのエア供給配管９と鉱石供給路１１、圧縮空気供給路１４は図１の装置の第二空気路に相当する。ブースター弁２６、加圧弁３０は図１の装置の弁手段Ｊに相当する。供給弁２４は弁手段Ｋに相当する。

　圧力設定器２１、２２と流量設定器２７とは制御装置２８に接続されている。この制御装置２８には、調圧タンク２とリフトタンク６の鉱石量とタンク圧を示す電気信号が各々入力されるようになっており、図１に示す圧力計Ａ、検量計Ｂ、弁手段Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇに相当する上記各機器によって、調圧タンク２について図１に示す調圧タンク制御手段と同様の制御系が形成されている。また、図１に示す圧力計Ｈ、検量計Ｉ、弁手段Ｊ、Ｋに相当する上記各機器によって、リフトタンク６について図１に示すリフトタンク制御手段と同様の制御系が形成されている。これらの電気信号に基づいて、次回のリフトタンク６の鉱石受入れまでに、リフトタンク６の鉱石量が設定量になるように、リフトタンク６の圧力設定値と流量設定値が変更される。

〔装置の作動状態〕
　図３に示す上記装置において、均圧弁１５、１６、大排気弁２９を開弁（排気工程）した後に、投入弁８、投入元弁７が開弁することにより、調圧タンク２から鉱石がリフトタンク６に排出される。リフトタンク６のロードセル１３が定量を計測するか、またはタイマがカウントアップされたときに、均圧弁１５、１６、投入弁８、投入元弁７、大排気弁２９が閉弁して、鉱石の排出が停止する。

　次に、加圧弁３０が開弁してリフトタンク６の内力を上昇させる。その後、リフトタンク６の内圧が圧力設定器２２で設定した圧力に達した後に、加圧弁３０が閉弁して加圧を停止する。その後、ブースター弁２６および供給弁２４が開弁し、リフトタンク６の鉱石が鉱石鉱供給路１１を通じて圧縮空気によってランス１０に向かって輸送される（輸送工程）。

　リフトタンク６の鉱石量が減少し、調圧タンク２とリフトタンク６に設けたロードセル１３、２３により計量される残存する鉱石の合計重量が設定重量より低下すると、調圧タンク２からリフトタンク６へ鉱石の排出が準備される。先ず加圧弁３３が開弁して、圧力測定器２０によって測定されたリフトタンク６の圧力と制御装置２８により予め設定された圧力差、例えば、調圧タンク２の圧力がリフトタンク６の圧力よりやや高くなるまで調圧タンク２を加圧する（加圧工程）。

　次に、投入弁８、投入元弁７、均圧弁１５、１６が開弁して、調圧タンク２から鉱石がリフトタンク６に投入される（投入工程）。従って、従来装置のようなリフトタンクの排気工程を必要とせず、リフトタンク６は鉱石の受入れを行いながら鉱石を輸送することができる。調圧タンク２のレベル計１２によって鉱石量が検知され、またはタイマがカウントアップされ、あるいは調圧タンク２のロードセル１３が鉱石の減少量を検知したときに、均圧弁１５、１６、投入弁８、投入元弁７が閉弁して鉱石の投入が停止される（投入停止工程）。次いで、小排気弁３１、大排気弁２９が開弁して、調圧タンク２内圧が大気圧まで開放され（排気工程）、ダンパー３のサイクルタイムに応じ、ダンパー３と投入弁５、投入元弁４が開弁して、フローコンベア１から搬送される鉱石が調圧タンク２に供給される（供給工程）。

　通常、フローコンベア１の上流側の調圧タンク２から順に、ダンパー３、投入弁５、投入元弁４が１系統ずつ開閉して鉱石を受け入れる。ダンパー３、投入弁５、投入元弁４は、受入開始後にタイマがカウントアップされるか、または調圧タンク２に設けたロードセル１３が定量を計測したときに閉まる。その後、下流側に位置する直近の待機工程中の調圧タンク３４のダンパー３５、投入弁３６、投入元弁３７が開き、鉱石の受入を開始する。

　フローコンベア１の最も下流に位置する調圧タンク３８が鉱石を受け入れる時に限り、待機工程中の最も上流に位置する調圧タンク２のダンパー３、投入弁５、投入元弁４が開き、受入を開始する。その際、調圧タンク２と調圧タンク３８の間に位置するフローコンベア内の鉱石全量を調圧タンク３８で受け入れるため、調圧タンク２の受入は、調圧タンク２と調圧タンク３８の間の距離とフローコンベア輸送速度に基づいて、調圧タンク３８の鉱石受入が終了する前に（タイマがカウントアップされるよりも前に）、一定時間先立って開始するように制御される。これによって、フローコンベア内の鉱石が調圧タンク３８よりも下流に流れることが防止される。

　調圧タンクおよびリフトタンクの個数は制限されない。調圧タンクおよびリフトタンクの設置個数が少ない場合、あるいは、これらの個数が多い場合においても、コンベア下流の調圧タンクについては、フローコンベア等と該調圧タンクの間の連結路に、サービスタンク３８を設けることによって、コンベア内に鉱石が滞留するリスクを低減することができる。

　また、フローコンベアと最も下流側のサービスタンク３９あるいは調圧タンク３８の連結路には、ダンパーの故障リスクを低減する観点からダンパーを設けないほうが好ましい。

　以上のように、本実施形態の鉱石連続供給装置は、従来のサービスタンクに代えて、タンク内圧を調整できる調圧タンク５０が、リフトタンク５１の上流に設けられている。そのため、鉱石の受入れ時には、該調圧タンクの内圧を一時的に開放して鉱石を受け入れ、受入後に該タンク内圧をリフトタンク５１の内圧よりやや高くしてリフトタンク５１に鉱石を送り込むことができる。したがって、リフトタンク５１が鉱石を受け入れるときにリフトタンク５１の内圧を大気圧に開放する必要がなく、リフトタンク５１は鉱石を受入れながら連続して製錬炉に鉱石を供給することができる。これにより、給鉱率を従来の４０％～７０％から１００％に増加させることができる。

　また、本実施形態の鉱石連続供給装置は、リフトタンク５１が鉱石を受入れながら連続して製錬炉５２に鉱石が供給される。そのため、製錬炉５２内に吹き込む鉱石量と酸素量のバランスが、常時保たれ、熔湯浴中の温度変動と製錬炉５２内のドラフトの変動を少なくすることができる。したがって、排ガスの過剰な吸引量を削減するとともに、製錬炉５２への鉱石搬送量を増加させることができ、また、ランスの熔損や炉床および炉側壁等の耐火物の浸食を抑制することができる。

　また、本実施形態の鉱石連続供給装置には、上記鉱石を搬入するコンベアの上流側から下流側にかけて、複数の上記鉱石供給機構が並列に該コンベアに接続されている。そのため、該コンベアの上流側から下流側にかけて上記鉱石供給機構の鉱石受入れと排出が順に行われるので、複数の鉱石供給機構から断続することなく安定に連続して鉱石が製錬炉に供給される。

　さらに、本実施形態の鉱石連続供給装置には、下流端の上記鉱石供給機構の鉱石受入の終了前に、上流端の上記鉱石供給機構の鉱石受入れが開始されるように制御する供給制御手段が設けられている。これにより、コンベアの下流側に鉱石が滞留せず、安定して連続的に鉱石を製錬炉に供給することができる。

　１－フローコンベア、２－調圧タンク、３－ダンパー、４－投入元弁、５－投入弁、６－リフトタンク、７－投入元弁、８－投入弁、９－エア供給配管、１０－ランス、１１－鉱石供給路、１２と３２－リミットスイッチ、１３－ロードセル、１４－圧縮空気の供給路、１５と１６－均圧弁、１７－均圧配管、１９と２０－圧力測定器、２１と２２－圧力設定器、２３－ロードセル、２４－供給弁、２５－分岐路、２６－ブースター弁、２７－流量設定器、２８－制御装置、２９－大排気弁、３０と３３－加圧弁、３１－小排気弁、３３－加圧弁、３４－調圧タンク、３５－ダンパー、３６－投入弁、３７－投入元弁、３８－調圧タンク、３９－サービスタンク、５０－調圧タンク、５１－リフトタンク、５２－製錬炉、５３－排気弁、５４－空気路、５５－圧力制御手段、５６－第一空気路、５７－第二空気路、５８－調圧通気路、５９－鉱石供給路、６０－調圧タンク制御手段、６１－鉱石受入炉、６２－鉱石排出炉、７０－リフトタンク制御手段、８０－コンベア、１００、１１０－鉱石連続供給装置。

Claims

　粉粒体の鉱石を一時的に溜める調圧タンクと、
　前記調圧タンクから前記鉱石を受け入れて製錬炉に排出するリフトタンクと、
　前記調圧タンクの鉱石受入時およびリフトタンクへの鉱石排出時を通じて、前記リフトタンクから前記製錬炉に、鉱石が連続的に供給されるように、前記調圧タンクおよび前記リフトタンクの圧力を制御する圧力制御系と、を備えた鉱石供給機構を複数有し、
　前記鉱石を搬入するコンベアの上流側から下流側にかけて、複数の前記鉱石供給機構が並列に前記コンベアに接続されており、
　前記鉱石供給機構の鉱石受入が前記上流側から前記下流側に順に行われると共に、前記下流端の前記鉱石供給機構の鉱石受入の終了前に、前記上流端の前記鉱石供給機構の鉱石受入れが開始されるように、前記鉱石の供給を制御する供給制御手段が設けられていることを特徴とする鉱石連続供給装置。
　前記供給制御手段において、前記下流端の前記鉱石供給機構の鉱石受入の終了前に、前記上流端の前記鉱石供給機構の鉱石受入れが開始される時間は、前記上流端と前記下流端の前記鉱石供給機構の間のコンベア搬送中の鉱石全量が、前記下流端の前記鉱石供給機構に受け入れ終了するまでの時間に先立つ時間である請求項１に記載する鉱石連続供給装置。
　前記調圧タンクと前記コンベアの間にサービスタンクが設けられている請求項１または請求項２に記載する鉱石連続供給装置。