(57)【要約】      （修正有）【課題】転炉に装入する溶融マットを増量して造銅期における白かわ量を増加し、かつ酸素含有ガス吹錬による白かわの吹き上がり現象を防止して、粗銅の生産性を向上できる転炉操業方法を提供する。【解決手段】転炉１に溶融マットを収容して酸素含有ガス吹錬を行ない粗銅を製造する転炉操業方法において、酸素含有ガス吹錬によって転炉内の溶融マットを酸化して白かわとスラグとに分離して、スラグを除去し、さらに白かわのうちの２０〜３０質量％を転炉から排出して、転炉内の白かわの酸素含有ガス吹錬を３０〜１２０  分間行なった後、転炉から排出した白かわを転炉に再度装入して酸素含有ガス吹錬を行なう。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
転炉に溶融マットを収容して酸素含有ガス吹錬を行ない粗金属を製造する転炉操業方法において、前記酸素含有ガス吹錬によって前記転炉内の前記溶融マットを酸化して白かわとスラグとに分離して、  前記スラグを除去し、さらに前記白かわを前記転炉から排出して、前記転炉内の前記白かわの前記酸素含有ガス吹錬を行なった後、  前記白かわを前記転炉に装入して前記酸素含有ガス吹錬を行なうことによって前記白かわを酸化して粗金属を製造することを特徴とする転炉操業方法。
【請求項２】
前記白かわのうちの５〜４０質量％を前記転炉から排出して、前記転炉内の前記白かわの前記酸素含有ガス吹錬を３０〜１２０  分間行なった後、  前記転炉から排出した前記白かわを前記転炉に装入することを特徴とする請求項１に記載の転炉操業方法。
【請求項３】
前記白かわのうちの２０〜３０質量％を前記転炉から排出して、前記転炉内の前記白かわの前記酸素含有ガス吹錬を３０〜１２０  分間行なった後、  前記転炉から排出した前記白かわを前記転炉に装入することを特徴とする請求項１に記載の転炉操業方法。
【請求項４】
前記粗金属が、粗銅または粗ニッケルであることを特徴とする請求項１、２または３に記載の転炉操業方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非鉄金属の溶融製錬工程で溶融マットから粗金属を製造する転炉の操業方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に非鉄金属（たとえば銅，ニッケル等）の溶融製錬においては、乾燥した精鉱を自溶炉で溶錬して溶融状態のマット（以下、  溶融マットという）とスラグに分離し、さらに自溶炉で得られた溶融マットを転炉に装入して、酸素を含有するガス（たとえば大気，酸素富化空気等）を吹き込んで酸化反応を起こす（以下、酸素含有ガス吹錬という）ことによって溶融マットの品位を高めて粗金属（たとえば粗銅，粗ニッケル等）を製造する。
【０００３】
以下、  銅製錬の場合について説明する。
転炉を用いて溶融マットの酸素含有ガス吹錬を行なうにあたって、まず転炉を傾転して、溶融マットを転炉に装入する。次いで転炉を正立させた後、  酸素含有ガスを羽口から吹き込む。このようにして溶融マット中の不純物成分を酸化して分離し、溶融マットの品位を高める。
【０００４】
つまり、自溶炉で得られた溶融マット中の銅含有量は５０〜６５質量％程度であるが、転炉で酸素含有ガス吹錬を行なうことによって溶融マット中の不純物成分を酸化物としてスラグやＳＯ２  ガスに分離して、溶融マットの品位を高める。  その結果、  銅含有量が約９７〜９９質量％の粗銅が得られる。
転炉における酸素含有ガス吹錬は、スラグを生成する期間（いわゆる造かん期）と、溶融白かわ（すなわち  Ｃｕ２Ｓ相）を酸化して粗銅にする期間（いわゆる造銅期）に大別される。
【０００５】
造かん期は、たとえば第１造かん期と第２造かん期に区分する場合もあるが、いずれも酸素含有ガス吹錬によって溶融マット中のＦｅＳを酸化してスラグ中に分離するとともに、白かわと呼ばれる  Ｃｕ２Ｓ相を生成する反応が進行する期間である。
造銅期は、造かん期で生成したスラグを除去した後、酸素含有ガス吹錬によって白かわ（すなわち  Ｃｕ２Ｓ相）をさらに酸化して、粗銅を生成する反応が進行する期間である。この造銅期の酸素含有ガス吹錬を開始した直後は、酸化反応が安定せず、白かわに吹き込まれる酸素含有ガスの流量（すなわち送風量）が変動する。
【０００６】
粗銅の生産性向上を目的として、転炉に装入する溶融マットを増量して酸素含有ガス吹錬を行なう場合には、  造かん期で生成したスラグを除去した後、  造銅期に転炉内に収容された白かわ量も増加して浴面が上昇する。このため送風中に羽口にかかる静水圧が増加する。  その結果、  白かわに吹き込まれる酸素含有ガスの流量が変動する期間（すなわち造銅期の酸素含有ガス吹錬の開始直後）において、酸素含有ガスの流量が増加したときに、転炉の炉口から白かわが吹き上がる。転炉の炉口から吹き上がった白かわは、転炉の炉口や排煙フード，さらに排熱回収装置内に付着して、転炉の回転阻害や排熱回収量の減少等、転炉の操業に支障をきたす。
【０００７】
したがって造銅期の酸素含有ガス吹錬を開始した直後からしばらく発生する白かわの吹き上がり現象を防止する必要がある。  そこで、酸素含有ガス吹錬における酸素含有ガスの流量を低下して、白かわの吹き上がり現象を防止しているが、酸化反応の進行が抑制されるので、粗銅の生産性が低下するという問題がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記のような問題を解消し、たとえば銅製錬の場合、転炉に装入する溶融マットを増量して造銅期における白かわ量を増加し、かつ酸素含有ガス吹錬による白かわの吹き上がり現象を防止して、粗銅の生産性を向上できる転炉操業方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、転炉に溶融マットを収容して酸素含有ガス吹錬を行ない粗金属を製造する転炉操業方法において、酸素含有ガス吹錬によって転炉内の溶融マットを酸化して白かわとスラグとに分離して、  スラグを除去し、さらに白かわを転炉から排出して、転炉内の白かわの酸素含有ガス吹錬を一定時間行なった後、  排出した白かわを転炉に装入して酸素含有ガス吹錬を行なうことによって白かわを酸化して粗金属を製造する転炉操業方法である。
【００１０】
前記した発明においては、第１の好適態様として、白かわのうちの５〜４０質量％を転炉から排出して、転炉内の白かわの酸素含有ガス吹錬を３０〜１２０  分間行なった後、  転炉から排出した白かわを転炉に装入することが好ましい。
また第２の好適態様として、白かわのうちの２０〜３０質量％を転炉から排出して、転炉内の白かわの酸素含有ガス吹錬を３０〜１２０  分間行なった後、  転炉から排出した白かわを転炉に装入することが好ましい。
【００１１】
また第３の好適態様として、粗金属が、粗銅または粗ニッケルであることが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明を適用する銅製錬の装置の例を模式的に示す配置図である。
転炉１で行なう酸素含有ガス吹錬は、自溶炉（図示せず）で得られた溶融マットの品位を高めるものである。すなわち自溶炉で得られた銅含有量５０〜６５質量％程度の溶融マットを炉口３から転炉１に装入し、酸素を含有するガス（たとえば大気，酸素富化空気等）を羽口２から吹き込んで酸素含有ガス吹錬を行ない、銅含有量が約９７〜９９質量％の粗銅を製造する。
【００１３】
この酸素含有ガス吹錬は、スラグを生成する期間（いわゆる造かん期）と、後期の溶融白かわの品位を高める期間（いわゆる造銅期）に大別される。
造かん期の酸素含有ガス吹錬を行なうにあたって、転炉１を傾転して炉口３から天井クレーン（図示せず）を用いてレードル７内の溶融マットを転炉１に装入し、  さらに転炉１を正立して羽口２から酸素含有ガスを吹き込む。造かん期は、複数の造かん期（たとえば第１造かん期と第２造かん期、あるいは第１造かん期，第２造かん期と第３造かん期）に区分される場合もあるが、いずれも羽口２から吹き込まれる酸素含有ガス中の酸素によって溶融マット中のＦｅＳを酸化して、Ｆｅ分はスラグ中に分離し、Ｓ分はＳＯ２  ガスに分離するとともに、白かわ（すなわち  Ｃｕ２Ｓ相）を生成する反応が進行する。造かん期（たとえば第１造かん期および第２造かん期）の酸素含有ガス吹錬が終了すると、転炉１を傾転して炉口３からスラグをスラグ用レードルに除去する。
【００１４】
最終造かん期（たとえば第２造かん期あるいは第３造かん期）のスラグを除去した後、別の白かわ用レードルを転炉１前に用意する。
次いで、転炉１を傾転して炉口３から白かわを排出し、レードル７に一旦貯留する。  このときの白かわの排出量が、スラグを除去した後の転炉１内に収容されていた白かわ量の２０質量％未満では、後述する造銅期の酸素含有ガス吹錬によって、白かわが炉口３から吹き上がる。  一方、  ３０質量％を超えると、炉内の白かわ量が少なく、反応時間が短くなるため、排出した白かわを炉内に再装入する際に白かわが吹き上がる場合がある。したがって、最終造かん期で生成したスラグを除去した後、  転炉１から排出する白かわ量は、スラグを除去した後の転炉１内に収容されていた白かわ量に対して２０〜３０質量％の範囲内が好ましい。なお、白かわは第１造かん期終了後に排出しても良いし、  あるいは第２造かん期終了後に排出しても良く、操業状況に応じて選択すれば良い。
【００１５】
次いで造銅期の酸素含有ガス吹錬を行なうために、転炉１を正立させて、転炉１内に残留する白かわに羽口２から酸素含有ガスを吹き込む。このとき転炉１内に残留する白かわの浴面は低下しているので、白かわに吹き込まれる酸素含有ガスの流量が変動する期間（すなわち造銅期の空気吹錬の開始直後）において、酸素含有ガスの流量が増加しても、転炉１の炉口３から白かわが吹き上がるのを防止できる。しかも転炉１内の白かわ量が減少しているので、羽口２にかかる白かわによる静水圧力も小さくなり、羽口２に酸素含有ガスを送給する送風機（図示せず）の負荷を軽減でき、電力消費を削減できる。
【００１６】
こうして造銅期の酸素含有ガス吹錬を３０〜１２０  分間行なった後、  転炉１を傾転して定位置に戻し、送風を止め、  次いでレードル７に貯留した溶融白かわを、再度、炉口３から転炉１に装入する。この白かわは、排出した同じ転炉１のものであっても良いし、あるいは他の転炉１から排出したものを装入しても良い。  造銅期の酸素含有ガス吹錬を開始してからレードル７に貯留した白かわを再度装入するまでの所要時間が３０分未満では、酸素含有ガス吹錬における酸素含有ガスの流量が安定していないので、酸素含有ガスの流量が増加したときに炉口３から白かわが吹き上がる。一方、  １２０分を超えると、炉内の白かわは反応の終点付近であるため、レードル７から再度装入した白かわ中の未反応の  Ｃｕ２Ｓが集中的に酸化するので、白かわが炉口３から吹き上がる場合がある。したがって、造銅期の酸素含有ガス吹錬を開始してからレードル７に貯留した白かわを再度装入するまでの所要時間は３０〜１２０  分の範囲内が好ましい。
【００１７】
その後、  転炉１を正立させて、さらに酸素含有ガス吹錬を継続して行ない、粗銅を製造する。
本発明では、転炉１に収容する溶融マットを増量しても、造銅期の酸素含有ガス吹錬を開始した直後の酸素含有ガスの流量が変動する期間に、転炉１の炉口３から白かわが吹き上がるのを防止して、転炉１を支障なく操業できる。したがって、酸素含有ガス吹錬における酸素含有ガスの流量を低下させる必要がないので、粗銅の生産性が向上する。しかも造銅期の開始直後には転炉１内の白かわ量が減少しているので、羽口２に酸素含有ガスを送給する送風機の負荷を軽減でき、電力消費を削減できる。
【００１８】
【実施例】
銅の乾式製錬において、図１に示す装置（ＰＳ型転炉，直径３９６０ｍｍ，長さ１３０００ｍｍ  ）を用いて、Ｃｕ品位６３質量％の溶融マットの酸素含有ガス吹錬を行ない、粗銅を製造した。すなわち自溶炉で得られた溶融マットを第１造かん期では１７０ｔｏｎ，第２造かん期では５０ｔｏｎ  、転炉１に装入して造かん期の酸素含有ガス吹錬を行なった。生成したスラグを除去した後、  白かわ４５ｔｏｎ  をレードル７に排出した。このときレードル７に貯留した白かわ量は、スラグを除去した後の転炉１内に収容されていた白かわ量の２４質量％に相当する。
【００１９】
次いで転炉１内に残留する白かわに造銅期の酸素含有ガス吹錬を９０分間行なった。その後、  天井クレーン（図示せず）によりレードル７に貯留していた白かわを転炉１に再度装入して、造銅期の酸素含有ガス吹錬を継続して行ない、粗銅を製造した。  このときの平均送風量は  ４４１００Ｎｍ３  ／ｈｒであった。これを発明例とする。
【００２０】
一方、  比較例として、自溶炉で得られた溶融マットを発明例と同様に転炉１に装入して造かん期の酸素含有ガス吹錬を行なった。生成したスラグを除去した後、  造銅期の酸素含有ガス吹錬を行ない、粗銅を製造した。  このときの平均送風量は  ４２８００Ｎｍ３  ／ｈｒであった。
したがって本発明では、転炉１に装入する溶融マットを増量して酸素含有ガス吹錬を行なっても、送風量を低下させることなく、白かわの吹き上がり現象を防止できることが確かめられた。しかも本発明を適用して転炉１を操業すると、送風量が増加するので、造銅期の酸素含有ガス吹錬の所要時間が短縮され、生産性が向上した。
【００２１】
【発明の効果】
本発明では、転炉に装入する溶融マットを増量して酸素含有ガス吹錬を行なっても、送風量を低下させることなく、白かわが吹き上がるのを防止できるので、粗銅の生産性が向上する。しかも造銅期の開始直後には転炉内の白かわ量が減少しているので、羽口に酸素含有ガスを送給する送風機の負荷を軽減でき、電力消費を削減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用する装置の例を模式的に示す配置図である。
【符号の説明】
１  転炉
２  羽口
３  炉口
４  傾転装置
５  排熱ボイラー
６  可動フード
７  レードル
【図１】
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