JPH10219366A - 転炉カラミの繰り返し設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 転炉カラミを熔錬炉に戻すときに、転炉カラ
ミ内の異物であるレンガを除去する。 【解決手段】 銅精鉱を熔解してカワとカラミを生成す
る熔錬炉に、該カワを処理する転炉で生じた転炉カラミ
をレードルで繰り返す設備において、転炉カラミ内のレ
ンガより小さい間隔で配置された２本以上の棒材で構成
されかつこの棒材を実質的にレードルの傾転面に沿うよ
うに配置したグレーチングを、レードルから該カラミを
注ぐ注湯口上に設置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、銅熔錬炉の操業方
法に関し、熔錬炉や錬カン炉に、次工程の転炉で生じた
転炉カラミを繰り返す設備に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、硫化銅精鉱から粗銅を製造する
自熔炉方式や反射炉方式の銅製錬では、自熔炉、反射炉
の熔錬炉と錬カン炉と転炉とを用いてなされ、熔錬炉に
おいて、銅精鉱を熔解して銅を５０〜６０％に濃縮した
「カワ」と、１％前後のＣｕを含む「カラミ」とを生成
させる。このカワは転炉で処理され、Ｆｅ分が転炉カラ
ミとして除去され、Ｃｕ含有量が７０％を超える高品位
のカワとして次工程に供給される。一方、カラミは熔錬
炉から間欠タップまたはオーバーフローで排出され、錬
カン炉に装入されて、銅分を沈降分離させた後、水砕カ
ラミとして処理される。

【０００３】転炉にて生成した転炉カラミには、なお、
３〜５％のＣｕが残存するところから、Ｃｕの回収率を
高めるため、転炉カラミは、再度、熔錬炉や錬カン炉に
装入され、製錬を繰り返されることになる。これを転炉
カラミの繰り返しという。

【０００４】上記の操作において、転炉カラミが装入さ
れる熔錬炉や錬カン炉には、図１〜５に示すように、転
炉カラミの受入口である注湯口１と、天井（炉壁の場合
もある）に設けられた装入口６と、前記の注湯口１と装
入口６との間を繋ぐ樋４とよりなるカラミ流通路が設け
られていて、熔錬炉や錬カン炉には、前記のカラミ流通
路を経由して、転炉カラミが装入される。

【０００５】熔錬炉や錬カン炉へ転炉カラミを装入する
方法は、一般に、転炉で吹錬した後、生成した転炉カラ
ミをいったんレードル３に受け、それを熔錬炉や錬カン
炉の天井あるいは側壁に設けた装入口６に接続した樋４
を介し炉内へ流し込んでいる。すなわち、該樋４の上端
に設けられた注湯口１に、レードル３から流れ落ちる転
炉カラミを装入する。このようにして転炉カラミをレー
ドル３から樋４の注湯口１に移し込むと、樋４を介して
熔錬炉や錬カン炉の中へ転炉カラミが流れ込む。

【０００６】転炉カラミは熔体であるが、その中にはレ
ンガが含まれることがあり、このレンガは転炉カラミと
共に熔錬炉や錬カン炉内へ入る。このレンガは、炉修時
に発生したもので、銅を含んでいる為、銅を回収するた
めに転炉操業の冷材として装入したものである。また、
転炉で吹錬している時のスポーリングによるレンガも含
まれている。しかし、転炉カラミ中に前述のようにレン
ガが混入していると、これは異物であり、円滑な操業を
大きく阻害する危険性がある。その１つとして、前記注
湯口および樋の途中にレンガが詰まり、そこから熔体が
あふれる危険性がある。

【０００７】一般に、注湯口１および樋４はジャケット
タイプであり、熔体があふれると、水管および取付部が
熔損し、水洩れにより水蒸気爆発することが考えられ
る。さらに、熔錬炉や錬カン炉のカラミ排出口がレンガ
で閉塞するというトラブルが生じる。

【０００８】オーバーフロータイプのカラミ排出では、
常時、熔体を排出している為、レンガがつまると、熔錬
炉や錬カン炉の熔体レベルが上昇し、炉内の側壁ジャケ
ットをいためる危険性もある。また、レンガが錬カン炉
のカラミ排出口から排出した場合には、水砕樋にレンガ
がつまり、いわゆる水砕爆発を起こす危険がある。

【０００９】以上説明したように、転炉カラミを繰り返
す操業方法において、転炉カラミに混入したレンガが熔
錬炉や錬カン炉に装入されると多くの問題が生じるた
め、熔錬炉や錬カン炉へのレンガの装入を防ぐ方法が待
たれていた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、転炉カラミ
に混入するレンガが熔錬炉や錬カン炉に装入されるのを
防止する設備を提供する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を検討した結果、銅精鉱を熔解して、銅品位の高いカワ
を産出する熔錬炉や錬カン炉に次工程の転炉で産出する
転炉カラミを繰り返す設備において、転炉カラミ内の塊
状異物よりも小さい間隔で配置された少なくとも２本以
上の棒材で構成され、かつこの棒材が実質的にレードル
の傾転面に平行になるように配置したグレーチングを、
レードルから該転炉カラミを注ぐ注湯口の上に設置し、
また、該グレーチングを水平面に対して所定の角度に傾
斜を持たせることにより、転炉カラミに混入する塊状異
物が熔錬炉や錬カン炉に装入されるのを防止する。

【００１２】また、別の態様では転炉カラミ内の塊状異
物よりも小さい間隔で配置された少なくとも２本以上の
棒材で構成され、かつこの棒材が樋中の転炉カラミの流
れに平行に且つ転炉カラミの流れの下流側に行くに従い
該流れから離れるように配置したグレーチングを、樋に
設置することにより、転炉カラミに混入する塊状異物が
熔錬炉や錬カン炉に装入されるのを防止する。

【００１３】前記グレーチングを構成する棒材をセラミ
ックコーティングし、あるいは／さらに該棒材の内部を
気体または液体で冷却することにより、グレーチングが
熔損するのを防止する。

【００１４】

【発明の実施の態様】本発明の一態様で、熔体の転炉カ
ラミを流す樋４の上流端にグレーチング２を設けた場合
を図１に示す。本発明の転炉カラミの繰り返し設備は、
転炉カラミを繰り返す熔錬炉や錬カン炉の中に塊状異物
であるレンガを装入させないために、転炉カラミの装入
時にレンガを除去するグレーチング２を有する。すなわ
ち、１２００〜１３００℃の溶融状態の転炉カラミを樋
４へ注ぐための注湯口１に２本以上の棒材２ａで構成す
るグレーチング２を設置し、棒材２ａ同士の間隔がレン
ガの大きさより小さくなるようにして、転炉カラミ中に
混入したレンガをグレーチング２上にひっかけ、これを
取り除く。

【００１５】このグレーチング２を構成する棒材２ａ
は、レードル３の傾転面、例えばレードル３が傾転する
ときの熔体出口５の軌跡を含む仮想面に平行になるよう
にかつ２本以上の棒材の間隔がレードル３の熔体出口５
から落下する熔体の太さより大きくなるように配置す
る。この理由は以下の通りである。

【００１６】レードル３を用いて転炉カラミを注湯口１
に注ぎ込むと、レードル３をその回転軸線３ａを中心に
して傾転させるに従い、レードル３からの転炉カラミの
出口位置、すなわち熔体出口５の位置が変わる。その結
果、転炉カラミの注湯口１への落下位置がレードル３の
回転軸線３ａに近づくように後へ連続的に移動する。従
って、グレーチング２の棒材２ａの配置がレードル３の
傾転面に平行でない場合には、前述の如く転炉カラミの
落下位置が後方へ移動してくるため、落下する転炉カラ
ミが棒材２ａに直接衝突するようになる。その結果、転
炉カラミが激しく飛散することになる。

【００１７】このように転炉カラミの飛散が激しいと、
安全上の問題が生じるばかりでなく、飛散した転炉カラ
ミが棒材２ａに付着して、グレーチング２が次第に閉塞
し、その結果転炉カラミの飛散は益々激しくなり、転炉
カラミの注湯口１への円滑な装入を妨げることになる。

【００１８】さらに、転炉カラミが直接棒材２ａに当た
り続けると、棒材２ａの熔損を招くことにもなる。つま
り、グレーチング２を構成する棒材２ａをレードル３の
傾転面に平行に配置する理由は、転炉カラミをグレーチ
ング２の棒材２ａに衝突させることなく、円滑に注湯口
１に注ぎ込む為である。

【００１９】次に、本発明ではグレーチング２を所定の
角度に傾斜させるが、この理由は以下の通りである。

【００２０】転炉カラミ中に混入したレンガがグレーチ
ング２の上にのると、レードル３から注ぐ転炉カラミが
このレンガに衝突して激しく飛散する。従って、これを
防止するためには、グレーチング２の上にのったレンガ
を該転炉カラミの落下位置から迅速に移動させることが
必要となる。具体的には、グレーチング２を所定の角度
（例えば１５度〜２０度）に傾斜させることで、落下し
たレンガは、その自重および慣性力によってグレーチン
グ２からはじき飛ばされて、該落下位置より傾斜に沿っ
て自然に移動することになる。またレンガの移動が不十
分であった場合においても、グレーチング２を傾斜させ
ておけば、冶具を用いて該レンガを容易にかつ迅速に掻
出すことができる。つまり、本発明においてグレーチン
グ２を所定の角度に傾斜させることの理由は、グレーチ
ング２の上に乗ったレンガを容易にかつ迅速に移動さ
せ、転炉カラミの該レンガへの衝突、飛散を防ぐことに
ある。

【００２１】なお、注湯口１に取付けるグレーチング２
の棒材２ａの間隔は、除去したいレンガの径より小さけ
れば良いが、少なくとも５０ｍｍ以上が望ましい。何故
なら、狭すぎると、飛散した転炉カラミがグレーチング
２の棒材２ａに付着してできるこわばりによりグレーチ
ング２の隙間が閉塞し易くなるからである。なお、グレ
ーチング２の棒材２ａを２本より多く設けた場合、棒材
２ａの各間隔を順に利用することができる。

【００２２】図２には、別の態様で、熔体の転炉カラミ
を流す樋４の途中にグレーチング２を設けた場合を示
す。グレーチング２は、少なくとも２本以上の棒材２ａ
を転炉カラミの流れ方向に対して対向するように且つそ
れらの先端が樋４に入り込むように設置する。こうする
ことで、転炉カラミ中に混入したレンガが、棒材２ａに
引っかかり取り除くことができ、転炉カラミのみを熔錬
炉や錬カン炉へ装入することができる。

【００２３】しかしながら、転炉カラミ中にレンガが多
量に混入していると、連続してレンガが棒材２ａに引っ
かかり該カラミの流路をふさぎ樋４から該カラミが溢れ
る危険性があるため、棒材２ａに引っかかったレンガ
を、都度すばやく取り除く必要がある。そこで、この棒
材２ａを水平断面において該カラミの流れ方向に平行
に、且つ垂直断面において樋４の傾斜に対して樋下流側
が垂直方向に高く傾斜するように配置する。言い換える
と、樋４の転炉カラミの流れの下流側に行くほど、棒材
２ａは当該流れから離れる。こうすることによって、転
炉カラミと一緒に流れてくるレンガは、その慣性力で棒
材の上に自然に乗り上がろうとするため、治具を用いて
このレンガを棒材２ａに沿わせながら容易且つ迅速に掻
き出すことができる。

【００２４】また、レンガの比重は転炉カラミより小さ
いため、レンガは転炉カラミの表面に浮いて流れてく
る。このため樋４を流れる転炉カラミの表面に棒材２ａ
の先端を配置すれば本発明の効果を得ることができる。
該転炉カラミの表面は多少上下に変動するため現実的に
は棒材２ａの先端を多少該転炉カラミ中につけ込むこと
が望ましいが、上記で説明したように該転炉カラミ中に
深くつけ込む必要がないので転炉カラミによる棒材２ａ
の熔損を抑えることができる。

【００２５】次に、注湯口１にグレーチング２を設置す
る場合において、前述のようにグレーチング２の棒材２
ａの間隔を落下中の熔体の太さより大きくしても、飛散
する溶融転炉カラミとの接触によりグレーチング２の熔
損が激しい。従って、グレーチング２の寿命は、材質に
もよるが、鉄系の場合は通常１回の転炉カラミの繰り返
し操作で熔損する。このため、繰り返し操作の毎にグレ
ーチング２を取替える必要があり、これによるメンテナ
ンスコストが高くなる。場合によっては、転炉カラミの
繰り返し操作中に熔損することもあり、この場合にはレ
ンガの混入を防ぐために繰り返し操作を中断する必要が
あり、円滑な操業を妨げることになる。また、樋４の途
中にグレーチング２を設置する場合においても、程度の
差はあるが、棒材２ａの熔損は進む。

【００２６】従って、本発明では、グレーチング２を構
成する棒材２ａを金属酸化物いわゆるセラミックでコー
ティングしたり、あるいは該棒材２ａの内部に空気など
の気体や水などの液体を流して冷却したり、さらにはそ
の両者を行うことによって熔損を防止する。このような
本発明の態様を図３に示す。

【００２７】セラミックは、溶融転炉カラミの温度（１
２００〜１３００℃）より高い融点を持ち、また該転炉
カラミ中へ溶解しにくい成分で構成されることが要求さ
れる。具体的には、Ａｌ₂Ｏ₃、ＺｒＯ₂、ＭｇＯおよび
Ｃｒ₂Ｏ₃ またはこれらの混合物を主成分としたセラミ
ックが有効である。またセラミックとして銅製錬カラミ
を用い、これを予め該棒材２ａにコーティングさせる方
法も有効になる。この理由は、該カラミをコーティング
させると、その冷却中にカラミの主成分である鉄が高融
点で難溶解性のＦｅ₃Ｏ₄として析出し、このＦｅ₃Ｏ₄が
溶融転炉カラミによる熔損を防止するからである。

【００２８】また、グレーチング２を構成する棒材２ａ
を内部から空気や水で冷却することによって、該棒材２
ａの表面に飛散してくる転炉カラミのコーティング層が
でき、これが該棒材２ａの熔損を防ぐ。この場合、該棒
材２ａの材質としては通常の鉄系のものでも良いが、熱
伝導度の高い銅系の方がより効果が得られる。冷却媒体
である気体または液体の供給量は、所望のコーティング
層の厚みが得られるように決定すれば良い。

【００２９】セラミックのコーティングまたは冷却によ
って該棒材２ａの熔損を抑えることができるが、セラミ
ックコーティングした棒材２ａを冷却することで、より
大きな効果が得られる。

【００３０】

【実施例】

［実施例１］図６に示されるような高さ６．６ｍ、内径
６ｍのシャフトＡと、その一端がシャフトＡに結合さ
れ、他端に排煙道を設けた長さ２０ｍのセトラーＣから
構成された銅製錬自熔炉１０を用い、次工程の転炉で生
成した転炉カラミをいったんレードル３にうけ、図１に
示すように該転炉カラミを樋４の注湯口１ならびに銅製
錬自熔炉１０の天井に設けた装入口６を介し炉内へ装入
する操業を実施した。図１に示すように、注湯口１の上
にグレーチング２（材質：ＳＵＳ）を配置した。レード
ル３内のカラミ（２０トン）を１５分で装入したとこ
ろ、レンガを１０ヶ除去することができ、炉内へのレン
ガ混入を防止することができた。このとき、レンガはグ
レーチング２にあたった瞬間にはじき飛ばされ、レード
ル３から注がれる転炉カラミのレンガによる飛散は無か
った。

【００３１】［実施例２］図６に示されるような高さ
６．６ｍ、内径６ｍのシャフトＡと、その一端がシャフ
トＡに結合され、他端に排煙道を設けた長さ２０ｍのセ
トラーＣから構成された銅製錬自熔炉１０を用い、次工
程の転炉で生成した転炉カラミをいったんレードル３に
うけ、図２に示すように、転炉カラミ注湯口１ならびに
銅製錬自熔炉１０の天井に設けた装入口６を接続する樋
４を介し炉内へ装入する操業を実施した。すなわち、図
２に示すように、樋４の途中にグレーチング２（材質：
ＳＵＳ）を配置した。レードル３内の転炉カラミ（２０
トン）を１５分で装入したところ、レンガを５ヶ除去す
ることができ、炉内へのレンガ混入を防止することがで
きた。なお、レードル３の３杯分（６０トン）の転炉カ
ラミを樋４に通過させたが、グレーチング２の熔損はな
かった。

【００３２】［実施例３］実施例１と同じ自熔炉１０を
用い、次工程の転炉で生成したカラミをいったんレード
ル３にうけ、それを樋４の注湯口１ならびに銅製錬自熔
炉の天井に設けた装入口６を介し炉内へ装入する操業を
実施した。

【００３３】レンガ除去のため、図３に示すようにグレ
ーチング２を配置した。このとき、図４に示すように２
７φｍｍの鉄製のパイプの表面に表１に組成を示すセラ
ミックを５ｍｍコーティングした棒材２ａで構成される
グレーチング２を注湯口１に設置し、転炉カラミの繰り
返し時に該棒材２ａの内部に冷却空気４０Ｎｍ³／ ｈの
流量で流した。

【００３４】

【表１】

【００３５】およそ１３００℃のレードル３内のカラミ
（２０トン）を約１５分で装入する操業を５回繰り返し
たところ、グレーチング２の熔損は無く、円滑に繰り返
すことができた。５回の繰り返し操業を終了した後、グ
レーチング２に付着成長したカラミをハンマーで機械的
除去を行なっていたところ、セラミックのコーティング
が剥離し、グレーチング２の破損を招いた。しかし従来
に比べ大幅にグレーチング２の寿命を延長することがで
きた。このように、グレーチング２の熔損を防止するこ
とができ、メンテナンスコストを削減し、円滑な操業の
実施が可能となった。

【００３６】

【発明の効果】本発明の設備により、転炉カラミに混入
している固形異物、すなわちレンガを熔錬炉や錬カン炉
へ入れる前に除去することができ、円滑な操業を継続す
ることが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】 レードルと樋の注湯口とグレーチングの配置
関係の一例を示す概略斜視図である。

【図２】 レードルと樋とグレーチングの配置関係の一
例を示す概略斜視図である。

【図３】 レードルと樋の注湯口とグレーチングの配置
関係の一例を示す概略斜視図である。

【図４】 グレーチングを構成するセラミックコーティ
ング棒材の一例の断面図である。

【図５】 転炉カラミを繰り返すための樋と熔錬炉天井
の装入口との関係を示す概略斜視図である。

【図６】 銅製錬自熔炉の概略断面図である。

【符号の説明】

１ 注湯口 ２ グレーチング ２ａ 棒材 ３ レードル ４ 樋 ５ 熔体出口 ６ 装入口

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 銅精鉱を熔解してカワとカラミを生成す
   る熔錬炉あるいはカラミを溶解する錬カン炉に、該カワ
   を処理する転炉で生じた溶融状態の転炉カラミを注湯口
   に落下させて繰り返す設備において、転炉カラミ内の塊
   状異物の大きさより小さい間隔で配置された２本以上の
   棒材で構成されたグレーチングを前記注湯口の上に、前
   記間隔を転炉カラミが通るように設置することを特徴と
   する転炉カラミの繰り返し設備。
2. 【請求項２】 銅精鉱を熔解してカワとカラミを生成す
   る熔錬炉あるいはカラミを溶解する錬カン炉に、該カワ
   を処理する転炉で生じた転炉カラミをレードルで繰り返
   す設備において、転炉カラミ内の塊状異物より小さい間
   隔で配置された２本以上の棒材で構成されかつこの棒材
   を実質的にレードルの傾転面に沿うように配置したグレ
   ーチングを、レードルから該カラミを注ぐ注湯口上に設
   置することを特徴とする転炉カラミの繰り返し設備。
3. 【請求項３】 グレーチングを所定の角度に傾斜させる
   ように設置することを特徴とした請求項１または２に記
   載の転炉カラミの繰り返し設備。
4. 【請求項４】 グレーチングを構成する棒材をセラミッ
   クコーティングしたことを特徴とした請求項１〜３のい
   ずれかに記載の転炉カラミの繰り返し設備。
5. 【請求項５】 グレーチングを構成する棒材の内部を気
   体または液体で冷却することを特徴とした請求項１〜４
   のいずれかに記載の転炉カラミの繰り返し設備。
6. 【請求項６】 銅精鉱を熔解してカワとカラミを生成す
   る熔錬炉あるいはカラミを溶解する錬カン炉に、該カワ
   を処理する転炉で生じた溶融状態の転炉カラミを樋によ
   り繰り返す設備において、転炉カラミ内の塊状異物の大
   きさより小さい間隔で配置された２本以上の棒材で構成
   されたグレーチングを前記樋に、前記間隔を転炉カラミ
   が通るように設置することを特徴とする転炉カラミの繰
   り返し設備。
7. 【請求項７】 銅精鉱を熔解してカワとカラミを生成す
   る熔錬炉あるいはカラミを溶解する錬カン炉に、該カワ
   を処理する転炉で生じた転炉カラミを樋により繰り返す
   設備において、転炉カラミ内の塊状異物より小さい間隔
   で配置された２本以上の棒材で構成されかつこの棒材を
   樋幅の転炉カラミの流れに平行に且つ転炉カラミの流れ
   の下流側に行くに従い該流れから離れるように配置した
   グレーチングを樋に設置することを特徴とする転炉カラ
   ミの繰り返し設備。
8. 【請求項８】 グレーチングを所定の角度に傾斜させる
   ように設置することを特徴とした請求項６または７に記
   載の転炉カラミの繰り返し設備。
9. 【請求項９】 グレーチングを構成する棒材をセラミッ
   クコーティングしたことを特徴とした請求項６〜８のい
   ずれかに記載の転炉カラミの繰り返し設備。
10. 【請求項１０】 グレーチングを構成する棒材の内部を
    気体または液体で冷却することを特徴とした請求項６〜
    ９のいずれかに記載の転炉カラミの繰り返し設備。