(57)【要約】【課題】  転炉の造かん期及び造銅期の操業効率を高めて銅製錬の生産性を向上させることが可能な銅製錬方法を提供する。【解決手段】  時間差をつけて操業される複数基の転炉に熔錬炉で生成したマットを装入して酸化処理する銅製錬方法であって、少なくとも１つの転炉においてマットから生成された転炉スラグを一部の白かわと共に抜き出してレードルなどの容器に受け入れ、該容器から該転炉スラグを除去した後、該容器内に残存する該一部の白かわを該転炉スラグを抜き出した転炉以外の転炉に装入し、該転炉スラグを抜き出した転炉では他の転炉から白かわが再装入されるまでの間に、酸素を含むガスを吹き込んで酸化処理を開始する。【選択図】      図１
2017066522.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
時間差をつけて操業される複数基の転炉に熔錬炉で生成したマットを装入して酸化処理する銅製錬方法であって、少なくとも１つの転炉においてマットから生成された転炉スラグを一部の白かわと共に抜き出して容器に受け入れ、該容器から該転炉スラグを除去した後、該容器内に残存する該一部の白かわを該転炉スラグを抜き出した転炉以外の転炉に装入し、該転炉スラグを抜き出した転炉では他の転炉から白かわが再装入されるまでの間に、酸素を含むガスを吹き込んで酸化処理を開始することを特徴とする銅製錬方法。
【請求項２】
前記容器からの前記転炉スラグの除去は、該容器を傾けて上層部として該容器内に存在している該転炉スラグをオーバーフローにより排出して所定の幅を有する樋で受け止めることによって行い、該オーバーフローの落差は常に該所定の幅よりも大きくなるように樋の高さを調整することを特徴とする、請求項１に記載の銅製錬方法。
【請求項３】
前記容器内に残存する前記一部の白かわを前記転炉スラグを抜き出した転炉以外の転炉に装入する時期は、該転炉スラグを抜き出した転炉以外の転炉が造銅期を終えた時期であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の銅製錬方法。
【請求項４】
前記複数基の転炉のうちの１つの転炉の処理を早めるか又は遅らせるため、その転炉において、マットを装入してから粗銅を排出するまでの１バッチ処理間に転炉スラグと共に抜き出す一部の白かわの量を、他の転炉からの白かわの再装入量から差し引いて得られる差引装入量の調整を行うことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の銅製錬方法。
【請求項５】
前記複数基の転炉の各々に対して、粗銅を排出した時刻と、その時刻から遡ってその直前に粗銅の排出を行った他の転炉の当該排出した時刻との間の期間を測定し、当該期間を全ての転炉で比較することで前記差引装入量の調整を要する転炉を定めることを特徴とする、請求項４に記載の銅製錬方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数基の転炉を用いた銅製錬方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属の乾式製錬では、転炉内に受け入れた熔融金属に空気や酸素を吹き込んで不純物を除去する処理が行われている。例えば特許文献１に示す乾式銅製錬では、先ず銅精鉱などの製錬原料を自熔炉などの熔錬炉で熔解した後、比重差によりスラグ及びこれより重いマット（銅や鉄の硫化物）に分離して別々に熔錬炉から抜き出し、マットについてはレードルを介して次工程の酸化処理を行う転炉に搬送し、炉口から該転炉内への装入が行われる。この炉口からは更に珪石などのフラックスが加えられる。なお、スラグについては高圧水により水砕され、コンクリート向け細骨材などに使われる水砕スラグとなる。
【０００３】
上記転炉内では、装入したマットに対して該転炉の羽口から空気及び／又は酸素を吹き込むことによりマット中のＦｅＳを酸化処理して転炉スラグを生成すると共に、マット中の硫化銅（Ｃｕ２Ｓ）を白かわとして沈降させて転炉スラグから分離させる。この転炉スラグは、羽口からの空気や酸素の吹き込みを一旦止めた後、転炉を傾けて炉口からオーバーフローさせることで取り除かれる。上記のマットから転炉スラグを生成する工程は造かん期と称される。
【０００４】
次に、上記転炉スラグを取り除いた後に羽口から再び空気や酸素を吹き込み、転炉内に残存する白かわ（硫化銅）を酸化処理して粗銅を生成する。得られた粗銅は、羽口からの空気や酸素の吹き込みを止めた後に転炉を傾けて炉口からオーバーフローさせることでレードルに注ぎ込まれる。粗銅を受け入れたレードルはクレーンで次工程の精製装置に運ばれる。上記の硫化銅から粗銅を生成する工程は造銅期と称される。このように、銅製錬の造かん期及び造銅期ではバッチ式で処理が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４０９９０８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の乾式銅製錬における造かん期の終了時は、転炉内には大量の転炉スラグと大量の白かわとが共存することになる。この転炉から短時間で転炉スラグだけを排出するのは困難であった。その理由は、排出流量を増やすために転炉を大きく傾けると転炉から転炉スラグが勢いよく流れ出すため、これに伴って多くの白かわも流れ出してしまうからである。
【０００７】
そこで、転炉から流れ出る熔体を観察し、白かわができるだけ混入しないように転炉の傾きを精妙に調節しながら排出する方法を採用することがある。しかし、この排出法は転炉スラグの排出流量を大きくできず、転炉スラグの全量を排出しきるのに時間がかかることが問題になる。また、転炉スラグを排出している間は転炉内に空気や酸素を吹き込むことができないので、造銅期の処理を開始することができないことも問題になる。
【０００８】
本発明は上記した従来の問題点に鑑みてなされたものであり、熔錬炉で生成された銅、鉄及び硫黄等を含有する熔体からなるマットに羽口から空気などの酸素を含むガスを吹き込んで酸化処理を行うことで粗銅の生成を行う転炉において、該酸化処理が行われる造かん期及び造銅期の操業効率を高めて銅製錬の生産性を向上させることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、造かん期の終了後に始まる造銅期の期間が乾式銅製錬工程全体に対して大きな割合を占める点に注目し、複数基の転炉の工程に時間差をつけて操業すると共に、造かん期が終了した転炉から転炉スラグと共に一部の白かわを抜き出してから該一部の白かわを転炉に再装入することによって、造銅期の開始時を早めることができる上、該一部の白かわを造銅期より前に再装入する機会を増やせることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明の銅製錬方法は、時間差をつけて操業される複数基の転炉に熔錬炉で生成したマットを順次装入して酸化処理する銅製錬方法であって、少なくとも１つの転炉においてマットから生成された転炉スラグを一部の白かわと共に抜き出して容器に受け入れ、該容器から該転炉スラグを除去した後、該容器内に残存する該一部の白かわを該転炉スラグを抜き出した転炉以外の転炉に装入し、該転炉スラグを抜き出した転炉では他の転炉から白かわが再装入されるまでの間に、酸素を含むガスを吹き込んで酸化処理を開始することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、転炉の造かん期及び造銅期の操業効率を高めて銅製錬の生産性を向上させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の銅製錬方法の一具体例に係る転炉の運転スケジュールである。
【図２】従来の銅製錬方法における転炉の運転スケジュールである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一具体例の銅製錬方法について図面を参照しながら説明する。この本発明の一具体例の銅製錬方法は、熔錬炉で連続的に生成されるマットを時間差をつけて操業される２基の転炉に順次装入して酸化処理を行うものであって、少なくとも１つの転炉においてマットから生成された転炉スラグを一部の白かわと共に転炉から抜き出してレードルに受け入れ、このレードルから該転炉スラグを除去した後、レードル内に残存する該一部の白かわを当該抜き出した転炉以外の転炉に装入するものである。
【００１４】
このように、転炉スラグの全量を一部の白かわと共に転炉から抜き出してレードルに受け入れた後、該レードルから転炉スラグだけを鋳かん機などに排出し、その結果残存する該レードル内の白かわを他の転炉に再装入することによって、一部の白かわと共に転炉スラグを排出してから他の転炉に当該一部の白かわを再装入するまでの間に、該一部の白かわと転炉スラグとを排出した転炉に空気や酸素を吹き込むことができる。これにより、該一部の白かわと転炉スラグとを排出した転炉において造銅期の酸化反応を早い段階で開始することが可能になる。
【００１５】
具体的に説明すると、図１に示すように、１号炉と２号炉の２基の転炉において、互いに異なる時刻に造かん期が終わるように時間差をつけた運転スケジュールを組む。このようにすることで、後述するように１号炉と２号炉の各々から転炉スラグと共に抜き出した一部の白かわを、別々の時刻に転炉に再装入することが可能になる。これにより、図２（ａ）〜（ｃ）に示す従来の転炉の運転スケジュールに比べて運転スケジュールに自由度が増す。
【００１６】
転炉から抜き出した一部の白かわは、該白かわが抜き出された元の転炉とは異なる別の転炉に装入する。この一部の白かわを装入する転炉は、造かん期を終えた炉でもよいし、造銅期を終えた炉でもよい。これにより、例えば工程進捗度の異なる３基以上の転炉で操業する場合は、白かわを抜き出した元の転炉以外の都合のよい方の転炉に装入することができる。ここで都合のよい方とは、例えば転炉内に保有している熔体量が少ないか又は少なくなりそうな転炉や、造かん期若しくは造銅期を終えて受け入れ準備ができている転炉（即ち、受入れ容量に空きがある転炉）などである。なお、造銅期を終えた（粗銅を排出し終えた）炉は、内壁が過酸化状態になっているが、ここに白かわを再装入することで過酸化状態を緩和でき、これによりマットを装入する瞬間の亜硫酸ガスの発生を軽減することができる。
【００１７】
上記したように、炉内に保有した熔体量が少ないか、又は少なくなりそうな方の転炉に装入することで、転炉内に保有する熔体量が不足しているために空気や酸素の吹き込みを行うことができない待ち時間を減らすことができる。なお、この待ち時間が必要となっていた理由は、転炉内において湯面から羽口が露出した場合は、空気や酸素の吹き込みが反応に寄与しないからである。また、羽口が湯面より下であっても湯面と羽口の距離が近すぎる場合は、熔体の飛沫が生じて転炉周りの損傷や熔体ロスが発生したり、熔体の対流が不十分となって空気や酸素が偏在して品質が損なわれたりするからである。
【００１８】
上記のように、レードルに抜き出す転炉スラグに白かわが混入しないように時間をかけて慎重に運転するのではなく、ほぼ全量の転炉スラグに一部の白かわを積極的に混入させながら短時間で抜き出すことにより、レードルでは転炉よりも転炉スラグを取り除くことが容易であるため、転炉スラグのほぼ全量を取り除くまで（すなわち、レードルから転炉へ白かわを戻すまで）の時間を短縮することができる。その理由は、レードルは転炉のように多くの羽口を下部に配置する必要がないので縦・横・高さの制約がなく、注ぎ口の形状も比較的自由に設計できるので、転炉スラグを取り除くのに適しているからである。
【００１９】
このようにレードルから転炉へ白かわを戻すまでの時間が短縮されることによって、造銅期が開始する前の転炉に白かわを再装入する機会が増える。その結果、転炉スラグが抜き出されて既に造銅期が開始している転炉に対してレードル内の白かわを再装入する必要がなくなるか、あるいはその頻度を著しく減らすことができるので、造銅期に再装入するための煩雑な操作の手間と時間を削減することができる。また、転炉の造銅期は、白かわの受け入れ可能な時間帯が限られているが、造銅期が終わるまで白かわの再装入を待つ必要がなくなるか、あるいはその頻度を著しく減らすことができるので、当該再装入が遅延することによって生じる問題を抑えることができる。
【００２０】
しかも、抜き出した白かわを再装入することが可能な転炉を選択する自由度が高くなるので、当該再装入するまでのレードルの保有時間をより短くすることが可能になる。即ち、図２（ｃ）に示す従来の転炉の運転スケジュールと比べてレードル内に熔体（白かわ）を保有する期間が短縮されるので、レードルの寿命を延ばすことができる上、白かわが凝固して取り出せなくなる問題が生じにくくなる。更に、レードル内の保有期間が短くなることによりレードル内に保有する白かわから生じる低濃度の亜硫酸ガスを無害化するコストが少なくなり、その分だけ白かわを転炉内で保有させる期間を延ばすことができるので、白かわから高濃度の亜硫酸ガスを濃硫酸の原料として多く回収できる。
【００２１】
上記したように、本発明の一具体例の銅製錬方法では、造かん期を終えた転炉から、ほぼ全量の転炉スラグと共に積極的に一部の白かわをオーバーフローさせてレードルなどの容器に受け入れ、残りの白かわを転炉内に残す。この場合、転炉スラグと共に抜き出す白かわの量は、他の転炉で必要とされる量を予想して定めるのが好ましい。更に、転炉スラグと共に抜き出す一部の白かわの量は、抜き出さずに転炉内に残存させる熔体が、空気や酸素を効率よく吹き込むことが可能な量以上残存していることを考慮して定めるのが好ましい。
【００２２】
具体的には、先ず白かわの再装入先の転炉における白かわの必要装入量を把握する。この必要装入量は、羽口から空気及び／又は酸素を吹き込むときに白かわの吹き上がりを抑制できる量から求めることができる。例えば、羽口から湯面（湯面は羽口より上にある）までの距離を３０ｃｍ以上確保できる量として算出することができる。そして、この白かわの必要装入量を造かん期に生じた転炉スラグと共に転炉から抜き出してレードルに受け入れる。
【００２３】
転炉から抜き出される転炉スラグと白かわとの合計量は、レードルを吊り下げるクレーンが具備する重量計によって測定することができる。また、造かん期に生成される転炉スラグの量は、転炉に装入されるマット及び珪石の質量と組成から算出することができる。なお、マット及び珪石の質量は、マットや珪石の運搬用クレーンが具備する重量計によって測定することができ、マットや珪石の組成は造かん期の間に分析することで得られる。
【００２４】
すなわち、転炉スラグの組成はｍＦｅＯ・ＳｉＯ２と考えられるので、転炉スラグの生成量は、装入した鉄分の質量の１.２９倍及び装入した珪素分の質量の２.１４倍から算出することができる。あるいは、転炉スラグの組成をｍＭＯｎ・ＳｉＯ２と考えて転炉スラグの生成量を算出してもよい。ここで、Ｍは装入した非銅金属元素であって銅より卑で不揮発なものであり、ｎは金属元素Ｍの酸化数の半分の値である。
【００２５】
なお、白かわの組成は上記のようにＣｕ２Ｓと考えられるので、白かわの発生量は装入した銅分の質量の１.２５倍から算出することができる。この白かわの発生量に基づいて、レードル内の白かわの再装入先の転炉において保有される熔体量の多寡を予測することができる。そして、この熔体量が少ないと予測される場合は、再装入するための白かわを予め多く排出しておくのがよい。
【００２６】
転炉から抜き出した白かわは転炉スラグより重いためレードル内で沈降し、逆に転炉スラグは白かわより軽いためレードル内で浮上する。レードルには空気や酸素を吹き込まないのが一般的であり、時間と共に転炉スラグと白かわの相分離が進む。よって、レードルの上層部にある転炉スラグだけを取り除けば、転炉スラグと共に転炉から抜き出した一部の白かわだけをレードル内に残存させることができる。
【００２７】
レードル内で熔体の上層部を形成する転炉スラグだけを実質的に取り除く具体的な方法としては、レードルを徐々に傾けてオーバーフローさせるのがよい。レードル内の熔体が撹拌されるのを最小限に抑えることができるからである。この場合、オーバーフローにより排出される転炉スラグは、樋で受け止めるのが好ましい。そのまま重力を利用して所望の場所に輸送できるからである。このオーバーフローした転炉スラグは、鋳造や水砕を行えば、その後の取り扱いが容易になる。
【００２８】
ところで、オーバーフローする転炉スラグは、必ずしも全てが熔体というわけではない。レードルの湯面に密度が低い固体状物質として浮上していたり、落下する間に一部が空気に熱を奪われて固体状になったりすることがある。この固体状物質が樋に落ちると、樋に固着して熔体をせき止めたり、熔体に衝突して飛沫を跳ね飛ばしたりすることがある。この飛沫がレードルに付着すると除去に時間を要する上、この飛沫がレードルに入ると転炉スラグや白かわの相分離に時間を要する恐れがある。これを防ぐため、飛沫がレードルに達するのを防ぐことが好ましい。
【００２９】
飛沫がレードルに達するのを防ぐには、オーバーフロー口となるレードルの縁からの転炉スラグの落差を大きくとるのがよい。具体的には、当該レードルの縁からそのほぼ真下に位置する樋までの落差を樋の幅よりも大きくするのが好ましい。なぜなら、レードルの縁からオーバーフローにより溢れ落ちていく転炉スラグは、樋の幅に収まるようにその流量と流れの勢いが調節されるため、樋の幅が大きくなるほど、固体が樋に激しく衝突しやすくなるからである。なお、一般に樋の幅は０.２〜０.５ｍ程度である。
【００３０】
転炉スラグは温度や組成の偏りによって非常に粘稠になることがあり、固体状になった転炉スラグが樋内で堆積することを考えると、レードルの縁から樋までの落差を樋の幅の２倍以上にすることが望ましい。但し、落差を大きくしすぎると、転炉スラグが樋の周囲に飛び散りやすくなるので、レードルの縁から樋までの落差は樋の幅の１０倍以下が好ましく、５倍以下がより好ましい。このように、レードルのオーバーフロー口から樋までの落差を適度に確保することで、オーバーフロー時の飛沫に煩わされることなく、速やかに転炉スラグをレードルからオーバーフローさせることができる。その結果、レードルに白かわを保有する時間を短くでき、レードルの寿命を延ばすことができる。
【００３１】
転炉スラグを除いた後のレードルには白かわが残る。この白かわは、酸素と反応して亜硫酸ガスを生じるため、これを吸引して無害化するのが好ましい。上記した本発明の一具体例の銅製錬方法によれば、レードルに白かわを保有する時間を短くできるので、当該無害化を要するレードルからの亜硫酸ガスの発生量を低減することができる。この低減した亜硫酸ガスは、濃硫酸の原料として効率のよい回収が行われる白かわの再装入先の転炉において発生させることができるので、亜硫酸ガスのロスを減らすことができる。
【００３２】
以上に述べた本発明の一具体例の銅製錬方法によれば、転炉内の熔体量が減るかあるいは減ると予想される場合でも、他の転炉から白かわを受け入れたり、予め受け入れておいたりすることができ、受け入れるべき白かわの量を適切に用意しておくことも容易である。また、複数の転炉のうち、より適した転炉に再装入する機会が増えるので、白かわを再装入するために工程を一時停止したり、あるいは工程を分割したりすることを減らすことができる上、時間的なロスが減る。
【００３３】
また、レードルに白かわを保有する時間を短くできるので、レードルの寿命を延ばすことができる上、白かわの凝固を抑制することができる。更に、亜硫酸ガスを無害化するコストを低減することができる上、亜硫酸ガスの回収ロスを減らすことができる。また、運転スケジュールの自由度が増すので、転炉ではレードルからの白かわの再装入よりも空気や酸素の吹き込みを優先することができ、空気や酸素の吹き込み時間を最大化することができる。これにより、銅の生産量が増大するので、本発明の工業的価値は大きい。
【００３４】
なお、上記した本発明の一具体例の銅製錬方法では、１号炉と２号炉とからなる２基の転炉を用いた場合を例に挙げて説明したが、転炉の数は２基に限定されるものではなく、３基以上でもよい。また、各転炉において造かん期が複数回連続するような工程であってもよく、例えば造かん期の処理を終えて転炉スラグを排出した転炉にマットを受け入れて続けて造かん期の処理を行ってもよい。
【００３５】
転炉から転炉スラグ及び一部の白かわを受け入れるレードルは、公知の形状及び材質を有するものから適宜選択することができる。例えば、クレーン等の搬送手段で運搬でき且つ傾けやすい持ち手のついた形状を有し、鋼製の本体に必要に応じて耐火物を内張りしたものを用いるのが好ましい。レードルなどの容器内の転炉スラグと白かわの区別は、公知の手段を適宜用いることができる。例えば、光吸収／反射特性、空気との反応性、密度の違いによって区別できる。
【００３６】
上記した本発明の一具体例の銅製錬方法では、造かん期終了後の転炉から転炉スラグと共に一部の白かわを抜き出すと当該転炉内の硫黄分が減るので、酸化反応を早い時期に完了させることができる。一方、白かわが再装入される転炉では転炉内の硫黄分が増えるので、酸化反応の完了時期は遅くなる。このことを利用して、転炉の運転スケジュールにおいて、転炉が空いている時間帯、空気や酸素を吹き込み可能な時間帯等を前後に動かすことができる。
【００３７】
例えば、転炉よりも上流側の自熔炉ではマットが連続的に生産されるので、転炉が空いている時間帯が等間隔になるように運転スケジュールを組むことによって、マットの保管・管理が容易となる。但し、各転炉ごとに空気や酸素の吹き込み量、マットの受け入れ量が異なる上、周辺工事などで個別に転炉の運転を停止する場合があるので、実際には上記の時間帯は等間隔からずれていく。この場合は、白かわを転炉同士で移し変えることによって、このようなずれを元に戻すことができる。
【００３８】
例えば、複数の転炉のそれぞれにおいて最後に粗銅を排出した時刻を比較することで、どの転炉の処理が当初運転スケジュールから進んでいるか、あるいは遅れているかを判断することができる。即ち、各転炉において粗銅を排出し終えた時刻と、その時刻から遡ってその直前に粗銅を排出し終えた他の転炉の当該排出し終えた時刻との間の期間を全ての転炉において測定し、その期間が最も長い転炉は処理が遅れていると判断できる。この期間が逆に短い場合は、その転炉では処理が進んでいることになる。上記の期間が長いか短いかの判断は、過去の運転データに基づいた平均値などから求めた目標時間を基準にしてもよい。
【００３９】
処理が遅れている転炉ではより少ない量の白かわを処理し、処理が進んでいる転炉ではより多い量の白かわを処理することで、各転炉の運転スケジュールを等間隔に近づけることができる。より少ない量の白かわを処理するには、造かん期の終了後に転炉スラグと共に白かわを多く抜き出すか、あるいは再装入時に白かわを少なく受け入れればよい。すなわち、処理が遅れている転炉では、マットを装入してから粗銅を排出するまでの１バッチ処理間において、他の転炉からの白かわの再装入量から造かん期の終了後に抜き出す白かわの量を差し引いた量（差引装入量と呼称することがある）が負の値になるようにし、処理が進んでいる転炉では差引装入量が正の値になるようにする。
【００４０】
差引装入量をどの程度にするかは、差引装入量に含まれる硫黄原子のモル数を、１時間当たり羽口から供給される酸素分子のモル数で除した値が「ずれ時間（ｈ）」以下となるように定めるのが好ましい。特に、時間差のあるスケジュールのため１つの転炉から他の転炉に白かわを移し変えることができる場合（例えば、２基の転炉を時間差をつけて操業する場合）は、白かわの抜出し元の転炉では運転スケジュールのずれ補正に関して当該白かわの再装入先の転炉とは逆の影響が生じるので、差引装入量に含まれる硫黄原子のモル数を１時間当たり羽口から供給される酸素分子のモル数で除した値が「ずれ時間（ｈ）」の約半分となるのが好ましい。転炉周辺の工事の場合などでは、安全に工事できる時間帯を確保するために、処理が遅れている転炉をますます遅らせ、処理が進んでいる転炉をますます進めるように調整することも可能である。
【００４１】
上記の本発明の一具体例では、複数基の転炉のうちの一部において白かわの移し替えを行う場合について説明したが、これに限定されるものではなく、全ての転炉で白かわの移し替えを行ってもよい。また、抜き出し側の転炉と受け入れ側の転炉の関係は永続（固定化）するものではなく、レードルやクレーンの空き時間等の都合によって必要に応じて変更してもよい。例えば１号炉から２号炉に移し替えた後の次のバッチの１号炉では、３号炉に移し替え（再装入）してもよいし、１号炉自身に再装入してもよい。
【実施例】
【００４２】
（実施例１）
時間差をつけて運転する３基の転炉を用いて、自熔炉から産出するマットに珪石を加えてなる熔体に対して空気と酸素の混合ガスを吹き込んで処理する銅製錬を行った。造かん期を終えた転炉からレードルにほぼ全量の転炉スラグを排出する際は、他の転炉で必要となる白かわ量を予想し、その量の白かわを転炉スラグに随伴させた。その後、該レードルから樋へ転炉スラグをオーバーフローさせて排出し、レードル内に実質的に白かわのみを残した。そして、この白かわを上記の必要白かわ量を予想した他の転炉に再装入した。このような操業を７日間続けてデータを採取したところ、白かわを他の転炉に再装入するために工程を中断する必要があったのは、白かわの再装入の全回数のうち５３％であった。
【００４３】
（実施例２）
レードルから樋へ転炉スラグをオーバーフローさせる際に、レードルの縁から樋までの落差を、樋の幅より常に大きく保つようにした点以外は実施例１と同様にして操業した。その結果、転炉スラグは落下点の周囲へ飛び散ったものの、飛沫が跳ね返ってレードル内へ入ることはなかった。また、転炉スラグを受け入れたレードル内に熔体を保有している時間は、平均９２分／回であった。
【００４４】
（実施例３）
時間差をつけて運転する３基の転炉を用いて、自熔炉から産出するマットに珪石を加えてなる熔体に対して空気を吹き込んで処理する銅製錬を行った。転炉から粗銅の排出を完了した時刻は、３号炉１０時頃、１号炉１４時半頃、２号炉１８時頃の順となっていた。このことから、１号炉に比べて２号炉の処理が１時間進みすぎていると判断したため、１号炉から転炉スラグを排出する際に１号炉から２号炉に白かわを移し、２号炉では白かわの差引装入量を２８.４ｔ（正の値）にした。
【００４５】
即ち、１号炉から転炉スラグを排出する際に、転炉スラグのほぼ全量を一部の白かわと共に排出した後、更に２８.４ｔの白かわを抜き出し、この２８.４ｔの白かわを２号炉に装入した。２号炉から転炉スラグを排出する際には、転炉スラグのほぼ全量を一部の白かわと共に排出しきった後は、余分に白かわを抜き出さなかった。２号炉の差引装入量を２８.４ｔ（正の値）とした理由は、転炉への空気（その内の２割が酸素と仮定）の吹き込み量Ｆが４００００Ｎｍ３／ｈであるため、上記の１号炉と２号炉の処理時間のずれＴの１時間を補正できる白かわ（Ｃｕ２Ｓ、分子量１５９）の量Ｒが、下記の計算式から２８.４ｔとなるからである。
［計算式］
Ｒ＝Ｔ×０.５×Ｆ÷２２.４×０.２×１５９×１０−３
＝１×０.５×４００００÷２２.４×０.２×１５９×１０−３
＝２８.４
【００４６】
上記のように１号炉から２号炉に白かわを移す調整を行った結果、転炉から粗銅の排出を完了した時刻は、３号炉２２時頃、１号炉２時頃、２号炉６時頃となり、１号炉の処理を早めることができた。２号炉については空気の吹き込みを早く始めることができたため、白かわの処理量が増えても大幅な遅れはなく、結果的に各転炉の運転スケジュールを均等に進められる状態となった。
【００４７】
（参考例１）
レードルの縁から樋までの落差が樋の幅より小さくなるように樋をかさ上げして、レードルから樋へ転炉スラグを排出したところ、飛沫が跳ね返ってレードル内へ入ったので相の分離性が悪化した。また、樋内に堆積する固体量が多かったので、転炉スラグの排出を一旦中断して樋を掃除する必要があった。堆積量が多かった原因は、転炉スラグが樋を流れ落ちる速度が低かったためと考えられる。
【００４８】
（比較例１）
転炉に白かわを再装入する際、該白かわを抜き出した元の転炉に装入したことと、他の転炉で必要となる白かわ量を予想しなかったこと以外は実施例１と同様にして操業した。このような操業を７日間続けてデータを採取したところ、白かわの再装入の全回数において、白かわを戻すために工程を中断する必要が生じた。また、転炉スラグを受け入れたレードル内に熔体を保有している時間は、平均１２１分／回であった。
【図１】
2017066522.tif 000003
【図２】
2017066522.tif 000004