JPS5912283A - 亜鉛蒸留製錬炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、上部電極と下部電極とを具備する型式の製錬
用電気炉に関するものであり、特には亜鉛蒸留製錬炉に
代表されるような叙上型式の製錬用電気炉における上部
電極の構成に関するものである。

非鉄製錬においては、電熱蒸留製錬炉が亜鉛を代表とす
る幾つかの金属を対象として使用されている。亜鉛の電
熱蒸留製錬を例にとると、酸化焙焼した硫化亜鉛鉱の焼
結塊およびコークスが照影の蒸留製錬炉の炉頂から装入
される。炉の高温帯域においてコークスと酸化亜鉛が反
応し、酸化亜鉛は還元されて亜鉛蒸気となる。炉の中間
部から亜鉛蒸気は吸引され、そしてコンデンサにおいて
凝縮せしめられる。亜鉛が揮発したあとの残香は炉内を
降下しそして炉底から回転排鉱皿によって排出される。

炉には上部電極と下部電極が装備され、装入物の抵抗を
利用して所要の熱量が発生せしめられる。第１図は従来
からある亜鉛製錬用の電熱蒸留炉１を示す。炉１には、
その炉頂から酸化亜鉛焼結塊とコークスの混合物２がは
ぼ２対１（重量比）の混合比で装入される。装入物は炉
内を降下するにつれ、上部電極３と下部電極５との間の
通電によって生じた高温部を通り、そこで次の反応を起
す：Ｚｎ０１−Ｃ−＋　　Ｚｎ−１−ＣＯ Ｚ　ｎ　Ｏ＋　ＣＯ→Ｚ　ｎ　十ＣＯｓｃｏ、＋ｃ　　
→　２Ｃ０ 発生する亜鉛蒸気は蒸気リング９に真空ポンプ等の吸引
によって導かれ、その後コンデンサに通されて凝縮され
る。亜鉛が揮発した残渣は炉内を降下しそして回転排鉱
皿７によって炉外に排出される。

従来からの上部電極３は、例えば４〜１２本のグラファ
イト電極を炉周間に沿って放射状に配置することにより
構成された。下部電極５も、上部電極と対をなして多数
本が炉周間に放射状に位置づけられている。下部電極に
ついては、炉内部に突出する下部電極先端部周囲にベコ
が付着し、その結果炉内断面通路が非常に狭くなり、残
香の円滑な流出を妨げる事態を認識して、炉底下の排鉱
皿中夫に単一の下部電極を設けることが本件出願人によ
って提唱されている。

上部電極は、炉内温度分布等の関係から複数の電極を放
射状に配列することが必須と従来から考えられていた。

しかしながら、こうした上部’ｇｉ極を使用しての操業
は、多数本の電極の取扱が面倒であること、電極消耗時
に電極再挿入の為に通電を休止せねばならず、−炉当り
の生産址が低下すること、上部電極は炉内に突出ている
為降下する装入物との接触によって折損しやすく、折損
した場合炉壁を伝って電気が流れ炉壁耐火れんがを消耗
せしめ、炉修理サイクルを短縮すること等の欠点を生ぜ
しめた。炉内の温度分布をより均一にするために使用電
極数を増やすことが近時企図されているが、電極数が増
加する程上記欠点は顕著となる。

上記欠点を解消しまた炉内温度分布の一層の均一化を計
って、本発明は従来からの上部電極概念を一層して炉頂
に単一の上部電極を設置することを試み、成功を納めた
。特に電極としてゼーダーベルグ電極を使用することに
より、電極の消耗に応じて上端に継足していけるので、
従来のように電極取替作業に伴う面倒さが軽減されそし
て炉体止時間も最小限とされうる。更に、上記頂部１本
Ｎ極は前述した下部１本１ｔｉｉｉｉと組合せて使用す
ることにより一段と良好な炉内通電効果を奏しうること
も判明した。

斯くして、本発明は、上部電極と下部電極とを具備する
製錬用電気炉において、上部電極が炉頂に設けられる、
好ましくはゼーダーベルグ型式の単一の電極とされるこ
とを特徴とする製錬用電気炉を提供せんとするものであ
る。

以下、本発明の基体例について亜鉛蒸留炉を例にとって
説明する。

第２図は本発明を具現した亜鉛蒸留炉の正面方向からの
部分断面図であり、ここでは炉頂に設けられた単一の上
部電極３と炉底の排鉱皿７の中央に設けられた単一の下
部電極５が装備されるものとして示されている。炉体の
付属設備は省略しである。単一上部電極３は炉頂に環状
空隙を周囲に残して垂直に挿入されている。環状域には
、例えば４つと云った適宜数の装入物供給口８が設けら
れている（第３図）。装入物は、供給ホッパから適当な
予熱器を経て例えば炉頂上に設けられたクッションホッ
パ乙に送られ、そこから供給口８に通じる送入脚６′を
経て炉内に供給される。ここでは、上部電極３を挾んで
その正面及び背後に２つのクッションホッパ６が設置さ
れ、各クッションホッパからの２つの送入脚６′がそれ
ぞれ供給口８に通じる具体例が示しである（図面では正
面のもののみ示し、これと同じクッションホッパが電極
乙の背後にある）。装入物供給装置はこれに限られるも
のでなく、炉内になるだけ一様に装入物を送入しうる任
意の構成をとりえ、例えば環状空隙全体を覆う供給シュ
ートを通して装入物を供給してもよい。別様には、炉頂
近くに炉周間に沿って供給口を設けてもよい。更には、
上部電極６を環状形態とし、その中央穴を通して装入物
を供給する構成を上記手段と併用することもできる。

下部電極５は単一の電極として示しであるが、従来通り
炉底近くに挿入される複数の周囲電極構成或いはその他
の任意の電極構成の使用が阻まれるものでない。単一下
部電極５は、炉内通電状態を良好にし、また炉下部での
余剰発熱現象を回避する為に、銅製リング５′を下部電
極５の上端周囲に付設して電流を分散することが好まし
い。下部電極への通電はブラシ周囲接触方式が従来提唱
されていたが、第４図に明示するように、円板状の給電
リング１０を下部電極周凹に取付け、それをカーボンブ
ラシ１２にて弾発的に上下から挟持する方式の方が、ブ
ラシ焼損等の事故が生ぜず、安定した給電を行いうろこ
とも判明した。

炉頂単一上部電極３と組合せて、炉底に単一の下部電極
５を設けることにより、装入物を通しての通電分布が一
様化され、炉内温度分布が最適となる。しかも、多数本
を放射状に設けることにより従来見られた付着ベコの発
生、折損等の整置が解消されることは云うまでもない。

これらの結果として、長期間にわたっての安定した炉操
業が可能となる。

上部電極構造の詳細が第５図に示しである。併せて装入
物供給設備も示されている。上部電極５は、ここでは油
圧シリンダとして示す電極前進装置１５及び電極把持体
１７とによって電極消耗に応じて降下される。電極は、
通電量により異なるが、例えば１日当り約５の消耗する
。電極の降下は連続的に或いは間欠的に実施される。油
圧シリンダ以外にも、電極把持体を一時的に弛めること
により電極を落下させる方式等の適宜の手段が使用され
うる。上部電極３の揺動を防止する為、電極ホルダ１８
が電極把持体１７と炉頂との間に設けられている。電極
６はシール１９を介して炉頂内に挿通されている。電力
は、水冷鋼管２０及び電極ホルダ１８を通して供給され
る。

上部電極３としては、人造黒鉛電極、炭素電極等が使用
しうるが、本発明の目的に対してはゼーダーベルグ電極
の使用が好適であることが見出された。ゼーダーベルグ
電極は金属製の円筒状薄板を容器としてその中にゼーダ
ペーストと呼ばれる、）−ｌス或いは無煙炭と粘結剤と
してのピッチ或いはタールを充填し、炉内の熱と電極を
流れる電気による発熱によって自然に軟化溶融した後揮
発成分がガス化して、後に炭素が残り電極の形成される
ものである。電極が消耗して短かくなれば新しい鉄板ケ
ースを古いものの上部に溶接してその中に電極材料を充
填して継足していくことができる。ゼーダーベルグ電極
は人造黒鉛電極に較べてコストがほぼ半分ですむに加え
て、電極取替え作業の面倒さがなく、シかも所要の通電
効果を充分に発揮することができる。

炉頂に大径の単一上部電極を使用するに当って、当初、
電極の一部分だけが給電点となって電流がそこに集中し
て流れ、炉内温度分布を悪化する事態が髪慮されたが、
電流の過大な部分は電極が早く消耗し、装入物との接触
状態が悪くなって電流が流れにくくなり、結局！！極先
端は一定な形を保ちつつその先端部全面から電流が流れ
る自己回復性によって、上部電極は何ら支障なく通電を
行いうることか判明した。

炉高的１０１００Ｏ０及び炉頂内径２０５０ｓｍの第２
図に示した炉を使用しそして直径８００ｍのゼーダーベ
ルグ電極を使用して１０００　）２７月のベースで亜鉛
を生産した結果、従来２００日前後で炉内れんが修理の
ため休炉していたのがほぼ数年修理を要せず操業しえた
。炉内温度分布も一様で亜鉛生産においても好結果を得
た。

このように、本発明は従来製錬用電気炉において慣行的
に使用されてきた多数本の放射状挿入上部電極の概念を
打破し、頂部に大径の単一電極を配することによって従
来実操業において道通した問題を解消したものであり、
斯界に有意義な貢献を為すものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来からの電熱製錬炉を示す概略部分断面図、
第２図は本発明に従う製錬炉の一具体例の部分断面図、
第６図は第２図のｘ−ｘｉに沿う断面図、第４図は下部
Ｎ極への給電装置の斜視図そして第５図は上部電極の詳
細を示す。 １：炉 ６：上部電極 ５：下部電極 ７：排鉱皿 ９：蒸気リング ８：装入物供給口 ６：クッションホッパ ６畳脚 ５′　：銅製リング １０：給電リング １２：ブラシ １５　：ｔＴｔ極前進装置 １７：電極把持体 １８：電極ホルダ １９：シール ２０：水冷銅管 第１図 第２図 第３図 第４図 ］Ｏ 手続補正書 昭和５７年１１月５日 特許庁長官　若　杉　和　夫　殿 事（’ｌの表示　昭和５７年　特願第１２０６３８　シ
Ｊ・発明の名称　製錬用電気炉 補正をする者 １１件との関係　　　　　　　　　　　特許出願人名　
称　日本鉱業株式会社（外１名） 代理人 同 住　所　　　　　　　　　　同　　　　　−１−１パ＼ 氏　名　（７５６３）　　弁理土倉　　橋　　　暎は［
７′・”１−！ｙ−Ｈ、／′ −−二　−ｒ、− −８−−一一升の膨ｉ 補市の対象 図面　　　　　　　　　７「 明細書の発明の詳細な説明・図面の簡単な説明の欄補正
の内容　　別紙の通り 特願昭５７−１２０６５８号明細曹を以下の通り補正し
ます。 １、　第７頁、下から５行「前進」とあるを「昇降」と
改めまず。 ２、　第８頁、２行「落下」とあるを「降下」と改めま
す。 ３　第１１頁、４行「前進」とあるを「昇降」と改めま
す。 ４、　図面第１図を添付のものと差替えます。 第１図 −「→

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）上部電極と下部電極とを具備する製錬用電気炉にお
   いて、上部電極が炉頂に設けられる単一の電極とされた
   ことを特徴とする製錬用電気炉。 ２）上部電極がゼーダーベルグ電極である特許請求の範
   囲第１項記載の製錬用電気炉。 ３）下部電極が炉底下に設けられる単一電極である特許
   請求の範ｌ［１項記載の製錬用電気炉。