(57)【要約】【課題】ＩＳＰ法における上吹き焼結機を用いた焼結塊の生産工程において、失火トラブルを無くし、かつ点火用バーナーに使用する燃料の原単位を低減させる、点火バーナーの原料点火方法を提供する。【解決手段】ＩＳＰ法による焼鉱生産で使用される上吹き式焼結機に装入された原料に点火用バーナーを用いて点火する原料点火方法であって、前記点火用バーナーは気体・気体混焼方式バーナーで、前記点火バーナーの燃料とされる気体は、ＬＰＧ、ＬＣＶガスの２種の気体から少なくとも１種を選択することを特徴とする上吹き式焼結機の原料点火方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＳＰ法による焼鉱生産で使用される上吹き式焼結機に装入された原料に点火用バーナーを用いて点火する原料点火方法であって、
前記点火用バーナーは、気体・気体混焼方式バーナーで、
前記点火バーナーの燃料となる気体は、ＬＰＧ、ＬＣＶガスの２種の気体から少なくとも１種を選択することを特徴とする上吹き式焼結機の原料点火方法。
【請求項２】
前記点火用バーナーが、パイロットバーナーを併用する自動点火方式であることを特徴とする請求項１に記載の上吹き式焼結機の原料点火方法。
【請求項３】
前記ＬＰＧが、純度９７〜９９ｍｏｌ％のアストモスブタンであることを特徴とする請求項１または２記載の上吹き式焼結機の原料点火方法。
【請求項４】
前記ＬＣＶガスが、ＩＳＰ法の熔鉱炉工程から排出されるガスであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の上吹き式焼結機の原料点火方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＳＰ製錬における上吹き式焼結機の焼結原料に点火する点火方法に関するもので、特に亜鉛、鉛製錬において用いられる上吹き式焼結機の点火方法として好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
ＩＳＰ法（Ｉｍｐｅｒｉａｌ  Ｓｍｅｌｔｉｎｇ  Ｐｒｏｃｅｓｓ法）による製錬の焼結工程では、一般にドワイトロイド型の上吹き焼結機（以下、単に「焼結機」と称することがある。）が用いられる。
【０００３】
この焼結機で用いられる装入原料は、事前に硫化物原料と返し粉をミキシングドラム等にて混合する混合工程と、得られた混合原料をペレタイザー等で４〜６ｍｍ程度の粒径のペレットに造粒する造粒工程でペレット化される。ここで、焼結機への装入原料をペレット化することにより、焼結機までの運搬途中での発塵を防止し、かつ焼結機での酸化焙焼時のガスの通気性を良好な状態に維持することができる。
【０００４】
この焼結機を用いた装入原料から焼結塊の生成について、図１を用いて説明する。
図１は、ドワイトロイド型の上吹き焼結機の構造を表す概略図である。
図１において、まず、装入原料であるペレットは、焼結機に設置された第１の装入ホッパー３からパレット（火格子）１上に供給され、通常５ｃｍ程度の所定の厚さに鉱層２が堆積される。ここで所定の厚さに堆積された鉱層は、図示しない点火炉内部に備えられた点火用バーナー４などにより上部から加熱され、かつ、下向きに吸引通風されて燃焼を始め、点火される。
【０００５】
その後、第２の装入ホッパー５から、装入原料からなる鉱層が通常４０ｃｍ程度の所定の厚さとなるよう２回目の装入がおこなわれる。続いて、火格子１は、焼結機全体の長手方向に配置された送風機の上を点線矢印に示す方向に移動し、風箱６で送風機から上向きに通風される。ここで、前記鉱層の下層から上層に向かって順次、乾燥、予熱、硫化物の燃焼及び冷却が進行することにより、装入原料の酸化、溶融及び結合が進み、焼結塊７が生成する。このようにして製造された焼結塊７は、その後、熔鉱炉工程、電解工程、鋳造工程などで経てインゴットにされる。
【０００６】
なお、焼結塊７のうち３〜８ｃｍ程度以上のものは焼結が充分なものとして次工程に送られ、それ以下のものは焼結が不充分なものとして繰返し焼結工程に装入する目的で、篩分けられ、破砕機８で４ｍｍ程度の粒に解砕され、返し粉として、混合工程に戻され、繰り返し使用されている。
また、排ガスのうち焼結機工程で発生する硫黄酸化物を多く含む排ガスは、硫酸工程に送られて処理されるが、熔鉱炉工程で発生する低発熱量の排ガス（Ｌｏｗｅｒ  Ｃａｌｏｒｉｆｉｃ  Ｖａｌｕｅ、以下「ＬＣＶガス」と称することがある。）は、点火用バーナー４の補助的な燃料として使用されている。このＬＣＶガスの発熱量は約３．３ＭＪ／Ｎｍ３程度で、その組成は、およそ、ＣＯ：２５％、ＣＯ２：１０％、Ｈ２：１％、Ｎ２：６４％程度である。表１に通常の操業においてＩＳＰ法熔鉱炉から排出されるＬＣＶガスの組成を示す。
【０００７】
【表１】
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【０００８】
このように、点火用バーナーは焼結機に装入された原料を加熱するのに用いられが、その使用は装入された原料への点火時のみである。即ち、焼結機において燃料を消費するのは、この原料への点火時のみである。したがって、この点火時に失火（バーナーの火が消えてしまうこと）トラブルが起こると、点火されない原料の上に新たな鉱層が堆積され、焼結が不充分となって返し粉の発生率が増加し、操業効率の低下を招いてしまうこととなる。このような適切な点火状態の維持は、焼結塊の品質および歩留を左右する重要な要因である。
【０００９】
従来、この点火用バーナーの燃料には、ＬＣＶガスと重油が使用されてきているが、世界的な市況の変動および基本的なコスト削減の要請から、重油の使用量を極力低減させるために、点火状態の確認をしながら、失火させない最低限の重油使用量に調整することにより、燃料使用量、即ち重油の使用量の削減が行なわれてきた。
また、燃料を重油から微粉炭および微粉コークスの混合粉末に転換する方法が、特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開昭５９−２０５５８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、ＬＣＶガスと重油を使用した点火バーナーにおける重油使用量の調整には限界があり、点火用バーナーに供給される重油の状態によっては、失火が発生してしまうという問題点が生じている。
【００１２】
また、特許文献１の重油に換えて混合粉末を燃料に用いる方法では、新規設備として粉末燃料燃焼用のバーナーおよび粉末燃料供給設備とを必要とし、そのため粉末燃料による粉塵発生などを考慮する必要があり、重油使用量の調整による失火問題に対しては効果が認められるが、設備転換に伴うコスト増や作業環境的に、課題が残されている。
【００１３】
本発明は、このような状況を鑑みなされたもので、ＩＳＰ法における上吹き焼結機を用いた焼結塊の生産工程において、失火トラブルを無くし、かつ点火用バーナーに使用する燃料の原単位を低減させる、点火バーナーの点火方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者らは、このような課題を解決するために、一般的にはコストが高くなると考えられてきた液化石油ガス（ＬＰＧ：Ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ  Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ  Ｇａｓ、以下ＬＰＧと称す）を燃料として使用することにより、ＩＳＰ法における焼鉱生産量に対する燃料原単位を削減し、しかも失火トラブルを無くすことができることを見出し、本発明を完成するに至ったものである。
【００１５】
すなわち、本発明はＩＳＰ法による焼鉱生産で使用される上吹き式焼結機に装入された原料に点火用バーナーを用いて点火する原料点火方法であって、この点火用バーナーは、気体・気体混焼方式バーナーで、点火バーナーの燃料とされる気体は、ＬＰＧ、ＬＣＶガスの２種の気体から少なくとも１種を選択することを特徴とする上吹き式焼結機の原料点火方法である。
また、この点火用バーナーが、パイロットバーナーを併用する自動点火方式であることを特徴とする。
【００１６】
さらに、燃料のＬＰＧが、純度９７〜９９ｍｏｌ％のアストモスブタンであり、もう一方のＬＣＶガスが、ＩＳＰ法の熔鉱炉工程から排出されるガスである上吹き式焼結機の原料点火方法である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る上吹き式焼結機における原料点火方法は、ＩＳＰ法を使用した焼結塊の生産における、点火用バーナーに使用する燃料の原単位、即ち使用量を大きく低減させ、しかも生産効率に大きな影響を与える点火バーナーの失火トラブルを無くすことができ、その工業的価値は極めて大きいものである。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】上吹き式焼結機を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明の上吹き式焼結機における原料点火方法を説明する。
本発明における上吹き式焼結炉に装入された原料に点火する際に、点火用バーナーに使用する燃料には、コスト面から、その使用が困難であると従来考えられていたＬＰＧを主な燃料として使用し、補助燃料としてＩＳＰ熔鉱炉で発生するＬＣＶガスを使用するもので、そのＬＰＧとＬＣＶガスからなる混合ガス燃料中に占めるＬＣＶガスの熱量比率は、２％以上８５％以下であることが好ましい。
即ち、鉱層への点火という面ではＬＰＧの比率がいくら多くても良く、ＩＳＰ熔鉱炉の休止時にはＬＣＶガスの熱量比率は０でもかまわないが、通常操業におけるＩＳＰ熔鉱炉の最低レベル稼動時に発生するＬＣＶガスの全量を利用することが望ましいので、混合ガス燃料中に占めるＬＣＶガスの熱量比率は、前記ＬＣＶガスの全量にあたる２％以上であることが好ましい。
【００２０】
さらに、この混合ガス中に占めるＬＣＶガスの熱量比率が余り多すぎると、燃料とすべき燃料ガスの燃焼成分が薄くなりすぎて、鉱層への着火不良を起こす恐れがあるため、８５％以下であることが好ましい。
【実施例】
【００２１】
以下、実施例を用いて本発明を詳細に説明する。
実施例および比較例は、ＩＳＰ法焼結塊生産の実操業に沿った製造工程をおいて、上吹き式焼結機の諸条件を変化させて行なった。
【００２２】
図１は上吹き式焼結機のも模式図であるが、先ず、第１のホッパー３から原料を５ｃｍの高さまで装入し、点火用バーナー４にて点火した。
このとき、点火用バーナーはパレットの進行方向と直角の方向の水平面に等間隔で５本設置している。また、点火用バーナー４と、原料層上面との距離は約５０ｃｍに設定されている。さらに、点火炉では下向きにファンにより吸引しており、点火炉排ガスファン圧は−０．２〜−０．３ｋＰａに設定している。
【００２３】
続いて第２のホッパーから原料を４０ｃｍの高さとなるように装入し、燃焼用空気を送風した。点火炉４における、燃焼用空気量は約８３０Ｎｍ３／Ｈｒで、燃焼用空気温度は２５０〜３５０℃である。
【実施例１】
【００２４】
実施例１で用いる点火用バーナーは、気体・気体混焼方式を使用し、更にパイロットバーナーを有する自動点火方式である。使用する燃料は、ＬＰＧとＬＣＶガスの混合ガスを用い、混焼している。
ここで、使用するＬＰＧガスは、純度９８ｍｏｌ％のアストモスブタンであり、発熱量は１２８．３ＭＪ／Ｎｍ３である。純度はメーカーの検査値（液体クロマトグラフィー測定）である。また、ＬＣＶガスは、熔鉱炉からの排ガスを利用し、ガス組成はＣＯ：２５％、ＣＯ２：１０％、Ｈ２：１％、Ｎ２：６４％で、その発熱量は３．３ＭＪ／Ｎｍ３である。そのガス組成は、ガスクロマトグラフィーを用いて測定し、発熱量はガス組成から計算した。
混焼時の使用燃料ガス量が、ＬＰＧ：１１Ｎｍ３／Ｈｒ、ＬＣＶガス：約１０００Ｎｍ３／Ｈｒとなるようにした。このときの、燃料ガス中の熱量比率は、ＬＰＧ：ＬＣＶは約３０：７０であった。
【００２５】
その結果は、製品となる健全な焼結塊を製造することができ、失火トラブルは発生しなかった。また燃料原単位（重油換算）は、３６Ｌ／Ｈｒであった。
【実施例２】
【００２６】
混焼時の使用燃料ガス量を、ＬＰＧ：３４．１Ｎｍ３／Ｈｒ、ＬＣＶガス：１００Ｎｍ３／Ｈｒとしたこと以外は、実施例１と同様の操業を実施した。
このとき、燃料ガス中の熱量比率は、ＬＰＧ：ＬＣＶ比が約９８：２であった。
その結果は、実施例１と同様に、良好な焼結塊が得られ、また失火トラブルの発生もなかった。
【実施例３】
【００２７】
混焼時の使用燃料ガス量を、ＬＰＧ：５．９Ｎｍ３／Ｈｒ、ＬＣＶガス：１３００Ｎｍ３／Ｈｒとしたこと以外は、実施例１と同様の操業を実施した。
このとき、燃料ガス中の熱量比率は、ＬＰＧ：ＬＣＶ比が約１５：８５であった。
その結果は、実施例１と同様に、良好な焼結塊が得られ、また失火トラブルの発生もなかった。
（比較例１）
【００２８】
液体・気体混焼方式の点火用バーナーを使用し、点火方式は手動とした。
液体の燃料はＬＳＡ重油を用い、このＬＳＡ重油は市販品であり、発熱量は３８ＭＪ／Ｌである。
このときの混焼時使用燃料ガス量は、重油使用量が４５Ｌ／Ｈｒ、ＬＣＶガス：約１０００Ｎｍ３／Ｈｒであった。
それ以外は、実施例１と同様に操業した。
その結果、実施例と同様の焼結塊を生産することができたが、失火トラブルが１回発生した。燃料原単位（重油換算）は、４５Ｌ／Ｈｒであった。
（比較例２）
【００２９】
混焼時の使用燃料ガス量を、ＬＰＧ：２．６Ｎｍ３／Ｈｒ、ＬＣＶガス：１３２５Ｎｍ３／Ｈｒとしたこと以外は、実施例１と同様の操業を実施した。
このとき、燃料ガス中の熱量比率は、ＬＰＧ：ＬＣＶ比は約７：９３であった。
その結果、燃料バーナーの失火不良は起きなかった（燃料バーナーの火は消えなかった）が、鉱層の着火状態が不充分で鉱石の焼結が進まない着火不良状態となり、鉱層全体が焼結不良を起こし、実施例と比べて焼結塊の生産効率は約２０％低下してしまった。
【００３０】
以上のことから、本発明を適用すれば、燃料原単位を２０％削減することが可能となる。
【符号の説明】
【００３１】
１    パレット（火格子）
２    鉱層
３    第１の装入ホッパー
４    点火用バーナー
５    第２の装入ホッパー
６    風箱
７    焼結塊
８    破砕機
【図１】
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