JPH0475288B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、〓から粗銅を得るための銅転炉の操
業法に関する。

〔従来の技術〕

銅転炉は、炉内溶体の液面下にある羽口から空
気又は酸素富化空気を吹き込み、〓を酸化し脱
鉄、脱硫して粗銅に仕上げる炉であり、その操業
は造〓期と造銅期とに分かれている。造〓期にお
いては、主としてFeSを酸化してFeOとし、Ｓは
SO₂として排ガスとするが、FeOをさらに酸化す
るとFe₃O₄を生成し、これは高融点、高粘性であ
るため操炉上の支障となるので、固体の硅石等を
溶剤として装入し溶剤中のSiO₂とFeOを結合さ
せて〓として分離する。造〓期において鉄を〓と
して分離した後、さらに酸化を続けると、Cu₂S
＋O₂＝2Cu＋SO₂及びCu₂S＋2Cu₂O＝6Cu＋SO₂
等の反応により粗銅が得られるが、これを造銅期
と称する。造〓期も造銅期も、炉内反応は発熱反
応であるため、溶体温度が上がり過ぎ煉瓦溶損の
原因となるので、銅スクラツプや銅製錬工程で発
生する煙灰等を冷材として装入し、溶体温度を適
正な値にコントロールすることが行なわれる。

従来、上記した溶剤や冷材は、転炉の炉口から
吹錬中に排ガスフードを貫通するシユートを通じ
てコンベアー等により断続的に装入されるのが普
通であり、また場合によつては吹錬を開始する前
に、クレーンによつて溶剤や冷材を入れた装入用
容器を使つて炉口から装入される。

しかしながら、これらの方法においては、装入
された溶剤や冷材が炉口直下に集中し、さらにそ
の一部は溶体の上に浮いたまゝとなるため、溶解
や反応が進行するのに時間がかかり、その間溶体
の温度は不均一となり、局部的に高温部と低温部
が出現する。このため、高温部においては、煉瓦
の溶損が進行し、また低温部では溶体の粘性が高
くなりスプラツシユが増大する原因となる。

また、吹錬中に装入する場合は、溶剤や冷材は
排ガスフードを貫通して延びる可動シユートを通
じて装入されるので、装入時に排ガスフード内と
外部とが可動シユートを介して連通することにな
るため、大量のフリーエアーが吸引され排ガスの
SO₂濃度が低下して硫酸プラントの操業に支障を
きたし、逆に何等かの原因で排ガスフード内が正
圧になつた場合には漏煙を生じて環境悪化の原因
となつたりするので、これを極力避けるため短時
間で多量の溶剤や冷材を装入せざるを得ない。そ
のため溶体温度の急激な低下を引き起し、スプラ
ツシユが著るしく増大するという欠点があつた。

また、煙灰等の粉状物はそのまゝ装入すると炉
口から上昇する排ガスによつて、飛散してしまう
ので、ペレツト等に団塊化して装入するのが普通
であるが、そのような団塊化を行なつても搬送工
程等で発生する粉化のため装入物の飛散ロスが避
けられず、この飛散した装入物は集塵機やその他
の回収装置で回収され煙灰として繰り返される
が、その場合転炉の直接実収率が低下するのみな
らず煙灰の取扱いに手間がかかり、また発塵等に
よつて環境悪化の原因となり易いという欠点があ
つた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記した冷材や溶剤を炉口から装入する従来の
銅転炉の操業法の欠点を解消すべく、本発明者等
は鋭意研究を重ねた結果、冷材や溶剤を上吹ラン
スから溶体中に吹き込むことにより、冷材や溶剤
の反応時間の短縮と溶体温度の均一化、排ガスへ
の飛散ロス量の減少、排ガス中のフリーエアの漏
入防止等の効果があることを見出し、本発明に到
達した。

従つて本発明の目的は、冷材や溶剤の溶解、反
応の不均一を防止し、溶体温度が均一で制御され
た、装入物の飛散ロスの少ない銅転炉の操業法を
提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために本発明は、銅転炉
に装入する冷材および溶剤の一部又は全部を、粉
状で上吹ランスより溶体中に吹き込むことにあ
る。

冷材あるいは溶剤を上吹ランスより吹き込む方
法に使用するのに好適な設備の一例を図面により
説明する。

第１図において、１は加圧ホツパーであり、２
は加圧ホツパー１から粉状の冷材や溶剤を切り出
すテーブルフイーダーである。３はほぼ６Kg／cm²
程度に加圧された流送用加圧空気の配管であり、
４は流送配管であつて、テーブルフイーダー２に
より切り出された粉状物を上吹ランス５まで空気
流送することができるようになつている。上吹ラ
ンス５は、転炉６の炉内の溶体表面近くまで挿入
できるように上下動可能に保持されている。７は
転炉６に設けられた空気又は酸素富化空気を吹き
込むための羽口である。なお、上吹ランス５は比
較的小型の転炉では炉口を通じて一本挿入しただ
けで良いが、大型の転炉では炉内が広くなるの
で、第２図に示すように、炉口の両側に設けた転
炉の上部を貫通する小孔８を通して複数の上吹ラ
ンス５を挿入するようにすることが望ましい。

加圧ホツパー１中に貯えられた粉状の冷材や溶
剤は、テーブルフイーダー２で切り出され流送配
管４を経て流送され上吹ランス５から流送用空気
とともに溶体中に吹き込まれる。このとき、煙灰
はそのまゝで良いが、硅石等の場合は粒径５mm以
下、好ましくは200メツシユ以下が80％程度を占
めるように粉砕したものを用いるのが良い。ま
た、ランスよりの粉状物の噴出速度は20ｍ／sec
以上とするのが好適であり、それより低い噴出速
度では粉状物を溶体中に確実に侵入させることが
難かしい。また、ランスの先端と溶体液面との距
離は、吹錬中は液面が動くが、静止状態で測つた
液面との間隔が200mm以下が望ましく、それより
距離が大きくなると粉状物が溶体に侵入するまえ
に飛散してロスとなる割合が増すので好ましくな
い。

〔作用〕

上記のような方法で、上吹ランスより粉状の冷
材や溶剤を転炉内の溶体中に吹き込めば、冷材や
溶剤は溶体表面に浮ぶようなことはなく確実に溶
体中に侵入し、また粉状物であるため比表面積が
塊状物に比べてはるかに大きいので溶解あるいは
反応に要する時間が大幅に短縮される。そのため
溶体温度は炉内全体にわたつて均一化され、塊状
物を短時間で多量装入する場合に生じる急激な温
度低下も避けられる。

また、上吹ランスによつて溶体中に高速で吹き
込むので、冷材や溶剤の排ガス中への飛散ロスは
最小限に抑えられる。そして上吹ランスが挿入さ
れるフードや炉体に設けられた貫通孔は小さな部
分を占めるだけであるのでシールは容易であり、
排ガス中へのフリーエアーの漏入や排ガスの外部
への漏出は効果的に防止できる。

なお、冷材や溶剤の全部を粉状で上吹ランスか
ら溶体中に吹き込むことができれば、本発明の特
有の作用効果は最もよく発揮されるが、大型のア
ノードスクラツプや殆んど粉状物を含まない硅石
等は従来の炉口から装入法によつても排ガスへの
飛散ロスは殆んどないので、これらは従来の装入
法によつて装入し、煙灰や銅滓等を粉状で上吹ラ
ンスから吹き込むようにしても、これらの従来飛
散ロスの多かつた装入物の飛散ロスが防止できる
のみならず、炉内温度の変動を最少限にとどめる
ことができて、炉内温度制御に有効であるので、
充分に効果的である。

〔実施例〕

実施例 １ 煉瓦内径1.5ｍ、長さ1.68ｍで３本の羽口を備
えたPS転炉に、Cu含有量53.8重量％の銅〓6.1tを
装入し、塊状の硅石500Kgを装入して、羽口から
O₂含有量32容量％の酸素富化空気を1630Nm³／
時で送風し、67分間で造〓期を終了した。〓を排
出後、羽口からは造〓期と同じO₂含有量の酸素
富化空気を同じ送風量で送風し、内径41.6mmの上
吹ランス１本を炉口から挿入して、該上吹ランス
よりCu28.6重量％、S7.8重量％、Fe7.5重量％の
組成の自熔炉煙灰を10〜40Kg／分で120Nm³／時
の流送用空気と共に45分間吹き込み、合計580Kg
の自熔炉煙灰を溶体中に吹き込んだ。その後送風
を継続し60分間で造銅期を終了した。

また比較のため、同じPS転炉にCu含有量54.3
重量％の銅〓6.1tを装入し、硅石500Kgを装入し、
O₂含有量30容量％の酸素富化空気を1750Nm³／
時で送風して造〓期を終了後、造〓期と同一送風
条件で造銅期の操業を開始し、前記と同様の組成
の自熔炉煙灰を造粒して製造したペレツトを、１
回目200Kg、２回目200Kg、３回目100Kgで３回に
分けて炉口より装入する従来法によつて供給し60
分間で造銅期を終了した。

消耗型熱電対温度計を用いて測定した造銅期の
溶体温度の推移を第３図に比較して示す。一点鎖
線は上吹ランスによつて自熔炉煙灰を吹き込んだ
場合の温度を示し、実線は炉口よりペレツトを分
割装入した場合の温度を示す。ペレツトとして装
入する従来法の場合は、ペレツト装入直後急激で
大幅な温度低下がみられるが、上吹ランスより粉
状で吹き込んだ場合は滑らかに温度が低下してい
ることが判る。そして上吹ランスを用いた本発明
法では冷材装入直後の激しいスプラツシユの発生
を防止できた。

実施例 ２ 実施例１と同一の転炉で、Cu含有量53〜56重
量％の銅〓を１回の操業当り６〜7t、塊状の硅石
を１回の操業当り500〜700Kg装入し、冷材として
自熔炉煙灰を上吹ランスから１回操業当り800〜
2500Kg吹き込む本発明法の銅転炉操業を14回行な
い、炉口から飛散して比較的粗い粒子として炉の
直近の回収設備で回収される飛散ロスの量を測定
した。

また比較のため、〓組成、〓装入量、硅石装入
量を同一の条件として、自熔炉煙灰を造粒して製
造したペレツトを１回操業当り800〜2500Kg装入
する従来法の銅転炉操業を14回行ない、発生する
飛散ロスの量を測定した。

この結果を第４図に比較して示す。第４図の横
軸は１回操業当りの装入〓量に対する冷材として
装入した自熔炉煙灰の重量％であり、縦軸は１回
操業当りの装入〓量に対する発生した飛散ロス量
の重量％である。第４図から、上吹ランスを用い
る本発明法によつて飛散ロス率を極めて低く抑え
ることができ、特に冷材率が高くなるほど従来法
との差は大きいことが判る。

〔発明の効果〕

以上に詳細に説明したように、冷材または溶剤
を粉状で上吹ランスより溶体中に吹き込む本発明
の銅転炉の操業法によれば、冷材または溶剤を装
入したときの急激な温度低下が防止できスプラツ
シユの発生を抑制することができる効果があり、
且つこれらの装入物は速やかに反応、溶解するの
で、炉内温度は全体にわたつて急速に均一化し局
部的な高温部や低温部が現れないので煉瓦の局部
的溶損を防止することができる。

また、冷材や溶剤は溶体中に侵入するように吹
き込まれるので、従来のペレツト等に団塊化して
炉口より装入する操業法に比較して飛散ロスを大
幅に減少させることができる効果がある。そし
て、本発明に使用する上吹ランスの貫通孔はシー
ルが容易であるので、排ガス中へのフリーエアの
漏入や排ガスの外部への漏出を防ぐことができる
という効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施のために使用するのに好
適な設備の概略を示す図であり、第２図は本発明
に使用する上吹ランスの転炉への挿入方法の例を
示す図である。第３図は造銅期において本発明方
法を実施した場合と従来の方法を実施した場合と
の溶体温度の推移を比較して示す図であり、第４
図は本発明法と従来法の冷材の飛散ロス率を比較
して示す図である。 １……加圧ホツパー、２……テーブルフイーダ
ー、３……加圧空気配管、４……流送配管、５…
…上吹ランス、６……転炉、７……羽口、８……
小孔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 銅転炉に装入する冷材および溶剤の一部又は
   全部を、粉状で上吹ランスより溶体中に吹き込む
   ことを特徴とする銅転炉の操業法。