(57)【要約】【課題】製錬設備より排出されたスラグから、生コンメーカーの要求仕様に見合うコンクリート細骨材を正確に選別する。【解決手段】ピット２は銅製錬設備より排出されたスラグ１を貯留する。搬送機構３のバケットエレベータ４はピット２内のスラグ１を汲み取って上方に搬送し、上方に搬送された時点でベルトコンベア５上に送り出し、ベルトコンベア５はバケット４ｂからのスラグ１を振り分け部６まで搬送する。振り分け部６は計算装置７の分析結果に基づいてコンクリート細骨材用とそれ以外のものとに振り分け動作する。計算装置７は、スラグの操業中の過程に比重に基づいてスラグ１がコンクリート細骨材用として使用できるか否かを判定するようになっている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅製錬設備より排出されたスラグの比重測定方法であって、
スラグ中に含まれる、少なくともＦｅと、ＳｉＯ２と、Ｆｅ／ＳｉＯ２とのいずれか一種類よりなる特定成分の割合に基づいてスラグの比重を求めることを特徴とする銅製錬スラグの比重測定方法。
【請求項２】
請求項１記載の銅製錬スラグの比重測定方法において、
前記スラグの比重は、絶乾比重と、真比重と、表乾比重とのいずれかであることを特徴とする銅製錬スラグの比重測定方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の銅製錬スラグの比重測定方法を用いることを特徴とするコンクリート細骨材用スラグの選別方法。
【請求項４】
スラグの比重選別装置であって、
製錬炉より排出されたスラグ中に含まれる、少なくともＦｅと、ＳｉＯ２と、Ｆｅ／ＳｉＯ２とのいずれか一種類よりなる特定成分の割合に基づいてスラグの比重を求める計算手段を備えてなることを特徴とするスラグの比重選別装置。
【請求項５】
請求項４記載のスラグの比重選別装置において、
製錬設備より排出されたスラグを貯留するピットと、
ピット内のスラグを下流側に搬送する搬送機構と、
搬送機構によって搬送されたスラグを、前記計算手段の処理に基づき振り分ける振り分け部とを備えてなることを特徴とするスラグの比重選別装置。
【請求項６】
請求項４記載のスラグの比重選別装置において、
製錬設備より排出されたスラグを貯留するピットと、
ピット内のスラグを下流側に搬送する搬送機構と、
搬送機構によって搬送されたスラグについて、前記計算手段の処理結果に基づき表示する表示部とを備えてなることを特徴とするスラグの比重選別装置。
【請求項７】
請求項４から６のいずれかに記載のスラグの比重選別装置において、
計算手段による処理結果を表示する画像表示部と、
スラグの移動場所を入力しかつ表示する手段とを有することを特徴とするスラグの比重選別装置。
【請求項８】
スラグ中に含まれる、少なくともＦｅと、ＳｉＯ２と、Ｆｅ／ＳｉＯ２とのいずれか一種類以上からなる特定成分の割合に基づいてスラグの比重を求めるプログラムであって、下記式（１），（２），（３）
Ａ（Ｆｅ）＋Ｂ              …式（１）
Ａ（ＳｉＯ２）＋Ｂ          …式（２）
Ａ（Ｆｅ／ＳｉＯ２）＋Ｂ    …式（３）
（但し、Ａ，Ｂ：係数）
のいずれかによりスラグの比重を算出することを特徴とする比重算出用プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、銅製錬設備から排出されるスラグの比重を測定する方法及びプログラム、並びにそのスラグの比重に基づいてスラグを選別する比重選別装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、銅の乾式製錬工程にあっては、銅精鉱等のような銅原料が熔錬炉に導入されると、そこで溶融されてスラグとマットとして排出される。マットは、その後、転炉，連続製銅炉等に送られて所望の工程を順次経ることにより最終的に銅が得られるが、熔錬炉で生成するスラグは分離炉などで分離・排出され種々の用途に利用されている。
【０００３】
近年、銅製錬設備から排出されるスラグは、コンクリート用細骨材としても使用され、その需要が高まってきている。これは、１９９７年にＪＩＳにおいて銅スラグ骨材が制定されたのが一因となっている。このようなスラグをコンクリート細骨材用として使用する場合には、コンクリートの単位体積重量のばらつきを低く抑えるため、原料側のばらつきが小さいことが要求され、一般に、コンクリートメーカー、コンクリート２次製品メーカーより要求されるスラグの真比重、絶乾比重のばらつきは±０．０２以下と非常に厳しいものとなっている。
【０００４】
この要求を満たすため、従来の銅製錬設備においては、炉からスラグが取り出されると、そのスラグが一旦仮置き場に置き換えられ、そこでスラグの比重を直接測定すると共に、その比重が所望値となったもののみを選別し、選別したスラグをコンクリート細骨材用としていた。
従来、この種の関連技術としては各種のものが提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００３−２６４５７号公報（第２−３頁、図２、図３）
【特許文献２】
特開２００３−６４４２７号公報（第２ー４頁）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、銅製錬設備より排出されたスラグを仮置きし、そこで所望の比重値のものを選別するようにすると、仮置き用のスペースを確保しなければならず、又、炉より排出したスラグを仮置き場まで運搬しなければならず、更には、選別についてもサンプリングなどで人手を要すると共に時間もかかり、労力，コストがかさむ問題があった。
【０００７】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、銅製錬設備より排出されたスラグの比重を正確に測定する銅製錬スラグの比重測定方法及びプログラムを提供することにあり、又、製錬設備より排出されたスラグから、前述したコンクリートメーカー等の要求仕様に見合うコンクリート細骨材を正確に選別することができ、しかも仮置き用のスペースや人手等を要することなく選別することができるコンクリート細骨材用スラグの選別方法を提供することにあり、更に、上記方法を的確に実施し得るスラグの比重選別装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に係る発明は、銅製錬設備より排出されたスラグの比重測定方法であって、スラグ中に含まれる、少なくともＦｅと、ＳｉＯ２と、Ｆｅ／ＳｉＯ２とのいずれか一種類よりなる特定成分の割合に基づいてスラグの比重を求めることを特徴とする。
この発明に係る比重測定方法によれば、スラグに含まれているＦｅと、ＳｉＯ２と、Ｆｅ／ＳｉＯ２とのいずれか一種類よりなる特定成分の割合に基づいてスラグの比重を求めるので、スラグの比重を正確に得ることができる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の銅製錬スラグの比重測定方法において、前記スラグの比重は、絶乾比重と、真比重と、表乾比重とのいずれかであることを特徴とする。
この発明に係る比重測定方法によれば、絶乾比重と、真比重と、表乾比重とのいずれかの比重を求めるので、これによってもスラグの比重を正確に行うことができる。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２記載の銅製錬スラグの比重測定方法を用いてコンクリート細骨材用スラグを得ることを特徴とする。
この発明に係るコンクリート細骨材用スラグの選別方法によれば、スラグの比重を正確に求めることができると共に、求めた比重の大きさによってスラグからコンクリート細骨材として適切なものを正確に選別することができる。
【００１１】
請求項４に係る発明は、スラグの比重選別装置であって、製錬炉より排出されたスラグからＦｅと、ＳｉＯ２と、Ｆｅ／ＳｉＯ２とのいずれか一種類よりなる特定成分の割合を分析すると共に、その分析結果に基づいて比重を求める計算手段を備えることを特徴とする。
【００１２】
この発明に係る比重選別装置によれば、前記計算手段がスラグからＦｅと、ＳｉＯ２と、Ｆｅ／ＳｉＯ２とのいずれか一種類よりなる特定成分の割合を分析し、かつその分析結果に基づいてスラグの比重を求めるので、請求項１に係る発明を的確に実施することができる。
【００１３】
請求項５に係る発明は、請求項４記載のスラグの比重選別装置において、製錬設備より排出されたスラグを貯留するピットと、ピット内のスラグを下流側に搬送する搬送機構と、搬送機構によって搬送されたスラグを、前記計算手段の処理に基づき振り分ける振り分け部とを備えてなることを特徴とする。
【００１４】
この発明に係る比重選別装置によれば、スラグの搬送が自動的になされ、スラグが振り分け部により的確に振り分けられる。
【００１５】
請求項６に係る発明は、請求項４記載のスラグの比重選別装置において、銅製錬設備より排出されたスラグを貯留するピットと、ピット内のスラグを下流側に搬送する搬送機構と、搬送機構によって搬送されたスラグについて、前記計算手段の処理結果に基づき表示する表示部とを備えてなることを特徴とする。
【００１６】
この発明に係る比重選別装置によれば、スラグの選別において、選別されたスラグが表示される。
【００１７】
請求項７に係る発明は、請求項４から６のいずれかに記載のスラグの比重選別装置において、計算手段による処理結果を表示する画像表示部と、スラグの移動を入力しかつ表示する手段とを有することを特徴とする。
【００１８】
この発明に係る比重選別装置によれば、スラグの内容を表示できると共に移動場所を表示するので、選別処理を良好に管理することができる。
【００１９】
請求項８に係る発明は、スラグ中に含まれる、少なくともＦｅと、ＳｉＯ２と、Ｆｅ／ＳｉＯ２とのいずれか一種類以上からなる特定成分の割合に基づいてスラグの比重を求めるプログラムであって、下記式（１），（２），（３）
Ａ（Ｆｅ）＋Ｂ              …式（１）
Ａ（ＳｉＯ２）＋Ｂ          …式（２）
Ａ（Ｆｅ／ＳｉＯ２）＋Ｂ    …式（３）
（但し、Ａ，Ｂ：係数）
のいずれかにより比重を算出することを特徴とする。
この発明に係るプログラムによれば、スラグからＦｅと、ＳｉＯ２と、Ｆｅ／ＳｉＯ２とのいずれか一種類以上からなる特定成分の割合に基づいて比重を求めるので、スラグから比重を正確に求めるプログラムを得ることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。図１はこの発明の第１の実施の形態を示すコンクリート細骨材用スラグの選別装置を示す全体説明図である。
【００２１】
図１において、符号１はスラグ、２はピット、３は搬送機構、６は振り分け部（スタッカーベルトコンベア等）、７は計算装置、８ａ，８ｂはホッパーである。
ピット２は、銅製錬設備より排出されたスラグ１を貯留するものである。このピット２内のスラグ１は、炉より排出されると、予め、所定圧の水によって水砕されている。
【００２２】
搬送機構３は、バケットエレベータ４と、ベルトコンベア５とを有している。バケットエレベータ４は、昇降体４ａと、昇降体４ａに沿って昇降移動させるバケット４ｂとからなり、昇降体４ａの駆動によってバケット４ｂがピット２に下降したとき、ピット２内のスラグ１を汲み取って上方に搬送し、上方に搬送された時点で、反転してベルトコンベア５上に送り出す。
【００２３】
ベルトコンベア５は、例えば駆動輪５ａと従動輪５ｂ間に巻き付けられており、バケット４ｂによってスラグ１が送り込まれると、そのスラグ１を下流方向に設けられた振り分け部６まで搬送する。
【００２４】
振り分け部６は、ベルトコンベア５によってスラグ１が搬送されてくると、後述する計算装置７の分析結果と計算結果に基づいてコンクリート細骨材用とそれ以外のものとに振り分け動作するようになっている。
【００２５】
一方、計算装置７は、上述のプログラムを用いてスラグの比重を求めることにより、そのスラグがコンクリート細骨材用として使用できるか否かを判定するようになっている。銅製錬工程では一般に熔体の組成、酸化度などを把握する目的で操業中にに一定間隔で熔体のサンプリングを行い分析を行っている。
【００２６】
計算装置７は、分析部７１と比重計算部７２とを有しており、操業中にサンプリングされたスラグを分析し、分析された特定成分の割合に基づき、比重計算部７２がスラグ１の比重を演算し、その演算結果に基づき、振り分け部６を振り分け動作させるようになっている。
【００２７】
即ち、比重計算部７２の演算結果、コンクリート細骨材として使用するのに適切であると、計算装置７の指令によって振り分け部６を振り分け動作させ、振り分け部６が、ベルトコンベア５からのスラグ１をホッパー８ａへ投入する一方、コンクリート細骨材として使用するのに適切でないと、ベルトコンベア５からのスラグ１をホッパー８ｂへ投入するようになっている。
【００２８】
そして、計算装置７は、スラグ１の比重を次のようにして求める。
スラグには、Ｆｅ等多数の成分が含まれているが、その中でも、Ｆｅと、ＳｉＯ２と、Ｆｅ／ＳｉＯ２との何れかを選択し、それがスラグ中にどの程度の割合で含まれているかを分析する。これらＦｅ，ＳｉＯ２，Ｆｅ／ＳｉＯ２は炉から取り出されたスラグの主成分をなすものであるが、スラグの組成において、それぞれ以下の関係となっている。
【００２９】
即ち、図２はスラグに含まれるＦｅの割合と絶乾比重との関係を示し、Ｆｅの含有量が多くなるにつれてスラグの絶乾比重が次第に大きくなることがわかる。図３は、同様にスラグに含まれるＳｉＯ２の割合と絶乾比重との関係を示し、ＳｉＯ２の含有量が多くなるにつれてスラグの絶乾比重が小さくなることがわかる。
【００３０】
図４はスラグに含まれるＦｅ／ＳｉＯ２と絶乾比重との関係を示し、Ｆｅの場合と同様、Ｆｅ／ＳｉＯ２の含有量が多くなるにつれて絶乾比重が大きくなることがわかる。
【００３１】
上記図２から図４は、実験に基づきプロットをとり、回帰分析して成分と比重との相関関係を表した近似式に基づいている。図２から図４の近似式は、それぞれ以下の式（１）〜（３）により得られる。
Ａ（Ｆｅ）＋Ｂ              …式（１）
Ａ（ＳｉＯ２）＋Ｂ          …式（２）
Ａ（Ｆｅ／ＳｉＯ２）＋Ｂ    …式（３）
（但し、Ａ，Ｂ：係数）
これらの式に基づくプログラムを作成することにより、スラグの比重を正確に求めることができる。
【００３２】
従って、計算装置７は、スラグ中に含まれているＦｅと、ＳｉＯ２とＦｅ／ＳｉＯ２との何れか一方の割合を分析すると、比重計算部７がその分析した結果に基づいてスラグ１の絶乾比重を求めるので、スラグの絶乾比重を正確に求めることができる。
【００３３】
ところで、前述したコンクリートメーカー等より要求されるスラグのばらつきは、±０．０２以下と厳しく、その範囲に納める必要があるため、分析されるＦｅ，ＳｉＯ２，Ｆｅ／ＳｉＯ２のばらつきもその範囲に納めなければならず、それぞれ所望値の中央値に対して±０．４６，±０．７２，±０．０３２の範囲内とする必要がある。
【００３４】
ところが、銅製錬では、スラグ中のＦｅ，ＳｉＯ２，Ｆｅ／ＳｉＯ２を酸化度の指標として、スラグ組成をコントロールすることが一般的に行われているが、今日においても、原料のばらつき，装入量の計量誤差等が少なからずあるので、銅製錬操業中の静的（或いは動的）なコントロールのみで、スラグ組成を前述の非常に限定された範囲に制御することは至難の業である。
【００３５】
一例として、銅設備にて約半年間に取り出されたスラグの絶乾比重（Ｆｅ／ＳｉＯ２）の分布を図５に示す。先に述べたように銅製錬では、酸化度コントロールの観点から、図５に示すように、Ｆｅ／ＳｉＯ２が１．１２を基準としたスラグ組成となり得るよう制御しているつもりでも、実際のコントロール精度結果は１．１２±０．２４となってしまう。これは、絶乾比重では、３．５４±０．１５とばらついてしまい、そのままでは、前述したコンクリートメーカー等が要望する許容範囲を超えてしまうこととなる。
【００３６】
そのため、取り出されたスラグから特定種類の割合を求め、その割合とスラグの絶乾比重との相関に基づいて絶乾比重を求め、コンクリート細骨材として使用するのに適切な絶乾比重のもののみを選択的に取り出すのが望ましい。
【００３７】
従って、計算装置７は、Ｆｅと、ＳｉＯ２とＦｅ／ＳｉＯ２との何れか一方の割合を分析し、比重計算部７がその分析した結果に基づいてスラグの絶乾比重を求めることにより、スラグの絶乾比重を正確に求めることができるようになっている。
【００３８】
上記構成において、いま、銅製錬設備の熔錬炉によって銅原料が溶融され、その溶湯は、その後、転炉、連続製銅炉等に送られて所望の工程を経ることにより最終的に銅が得られるが、その過程で発生するスラグは本実施形態の選別装置に送り込まれる。
【００３９】
選別装置では、スラグ１が水砕されてピット２に貯留されるが、ピット２内のスラグ１は搬送機構３のバケットエレベータ４によって上昇し、上部にてベルトコンベア５に移し替えられた後、さらに下流側に搬送される。
【００４０】
このように、スラグ１がピット２を経てベルトコンベア５まで搬送されている間、計算装置７の分析部７１がスラグ１中に含まれているＦｅとＳｉＯ２とＦｅ／ＳｉＯ２  のいずれかを分析する。
【００４１】
そして、分析部７１が分析すると、そのデータが比重計算部７２に出力され、比重計算部７２が分析部７１の分析結果に基づいてスラグ１の絶乾比重値を演算して求める。すると、計算装置７は比重計算部７２の演算結果に基づき、ベルトコンベア５上の下流側に設けられている振り分け部６が振り分け動作するので、ベルトコンベア５によって搬送されてきたスラグ１が、ホッパー８ａと８ｂとの何れかに振り分けられる。
【００４２】
即ち、比重計算部７２の演算結果、スラグ１がコンクリート細骨材用として使用可能と判定されると、振り分け部６がスラグ１をホッパー８ａへ投入し、またスラグ１がコンクリート細骨材に適切でないと判定されると、振り分け部６がスラグ１をホッパー８ｂへ投入する。
【００４３】
これにより、ホッパー８ａへ投入されたスラグ１は、トラック等により細骨材用置場へ搬入され、ホッパー８ｂへ投入されたスラグ１は、一般用置場へ搬入されることとなる。
【００４４】
この発明によれば、スラグ１に含まれている主成分であるＦｅとＳｉＯ２とＦｅ／ＳｉＯ２とのうち、何れか一方をスラグ１から選定して分析すると共に、その分析に基づいてスラグ１の絶乾比重を求め、求めた絶乾比重の大きさによってコンクリート細骨材か否かに振り分けるようにしたので、スラグ１からコンクリート細骨材として適切なものを正確に選別することができ、コンクリートメーカー等の厳しい要求仕様に確実に対処することができる。
【００４５】
又、従来のようにスラグを一旦仮置き場に入れておくこと、仮置き場を用意すること等がいっさい不要になるので、仮置き用スペース，労力，コストを省略することができる。
そして、本実施形態の選別装置によれば、ピット２と、搬送機構３と、振り分け部６と、計算装置７とを備え、計算装置７がスラグ１に含まれているＦｅとＳｉＯ２とＦｅ／ＳｉＯ２との何れかの割合を分析し、かつそれに基づいて求めた絶乾比重の値に応じ、振り分け部６を振り分け動作させるように構成したので、上記選別方法を的確に実施することができる。
【００４６】
しかも、計算装置７は、スラグ１からこれに含まれているＦｅとＳｉＯ２とＦｅ／ＳｉＯ２との何れかの割合を分析する分析部７１と、その分析結果に基づいてスラグ１の絶乾比重を求める比重計算部７２とを有し、比重計算部７２の計算結果に応じて振り分け部６が振り分け動作するようにしているので、スラグ１の振り分けを的確に行うことができる。
【００４７】
図６は本発明の第２の実施の形態に係る選別装置を示している。
この実施形態において前記第１の実施の形態と異なるのは、計算装置７の処理結果に応じ、スラグ１がコンクリート細骨材として使用できるか否かを表示部９によって表示するようにした点にある。
【００４８】
表示部９は、ホッパー８に投入されたスラグ１を積載するための輸送員（あるいは周りの人）に報知できるよう、ホッパー８の近傍位置に設置されている。この表示部９は、計算装置７の比重計算部７２の演算結果、ホッパー８に投入されたスラグ１がコンクリート細骨材として使用できる場合には、点灯（もしくは点滅）させ、そうでない場合には消灯するようになっている。そのため、計算装置７は、比重計算部７２の演算結果に基づいて表示部９を点消灯させるようになっている。搬送されるスラグは順次ホッパー下部より層をなして貯留され順次下部より抜き出されるため単一のホッパーであっても選別が可能となる。
【００４９】
従って、この実施形態によれば、表示部９が点灯しているか否かにより、ホッパー８内のスラグ１がコンクリート細骨材に使用できるものか否かを認識できるので、基本的には前記第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
なお、本実施形態は前述したとおり、ホッパーが１つの場合に有利である。
【００５０】
なお、これまでの実施形態において説明していないが、例えば図６に鎖線にて示すように、計算装置７による処理結果を表示する画像表示装置１０と、スラグ１が製錬設備から排出されたスラグの位置を入力すると共に、そのスラグ１の移動場所を表示するスラグ表示装置１１とを設ければ、スラグ１の内容を表示できると共に移動場所を表示するので、コンクリート細骨材の選別処理を良好に管理することができる。
【００５１】
又、図示実施形態では、計算装置７がＦｅとＳｉＯ２とＦｅ／ＳｉＯ２の何れかを分析することによって絶乾比重を求めるようにしたが、二種類，あるいはそれら全ての種類をも分析することによって絶乾比重を求めるようにしてもよい。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明によれば、スラグに含まれている特定成分の割合に基づいてスラグの比重を求めるので、スラグの比重を正確に得ることができる。
【００５３】
請求項２に係る発明によれば、絶乾比重と、真比重と、表乾比重とのいずれかの比重を求めるので、これによってもスラグの比重を正確に行うことができる。
【００５４】
請求項３に係る発明によれば、スラグの比重を正確に求めることができると共に、求めた比重の大きさによってスラグからコンクリート細骨材として適切なものを正確に選別することができ、コンクリートメーカー等の厳しい要求仕様に確実に対処することができる効果が得られる。
【００５５】
請求項４に係る発明によれば、前記計算手段がスラグから特定成分の割合を分析し、かつその分析結果に基づいてスラグの比重を求めるので、請求項１に係る発明を的確に実施することができる。
【００５６】
請求項５に係る発明によれば、スラグの搬送と選別とを自動的に行うことができる。
【００５７】
請求項６に係る発明によれば、スラグの選別結果を表示することができる。
請求項７に係る発明によれば、スラグの内容を表示できると共に移動場所を表示するので、選別処理を良好に管理することができる。
【００５８】
請求項８に係る発明によれば、スラグの比重を正確に求めるプログラムを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施の形態に係るコンクリート細骨材用スラグの選別装置を示す全体説明図である。
【図２】スラグに含まれるＦｅと絶乾比重との関係説明図である。
【図３】スラグに含まれるＳｉＯ２と絶乾比重との関係説明図である。
【図４】スラグに含まれるＦｅ／ＳｉＯ２と絶乾比重との関係説明図である。
【図５】銅製錬設備にて半年間に排出されたスラグ中の成分割合を示す説明図である。
【図６】この発明の第２実施の形態に係るコンクリート細骨材用スラグの選別装置を示す全体説明図である。
【符号の説明】
１    スラグ
２    ピット
３    搬送機構
４    バケットエレベータ
５    ベルトコンベア
６    振り分け部
７    計算装置（計算手段）
７１    分析部
７２    比重計算部
８，８ａ，８ｂ
９    表示部
１０    画像表示装置
１１    スラグ表示装置
【図１】
2004340602.tif 000003
【図２】
2004340602.tif 000004
【図３】
2004340602.tif 000005
【図４】
2004340602.tif 000006
【図５】
2004340602.tif 000007
【図６】
2004340602.tif 000008