(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セットラに通じるシャフトの頂部から精鉱バーナを用いて銅精鉱、フラックスその他の装入物を燃料および空気または酸素富化空気と共に供給する銅製錬自溶炉の操業において、装入物装入停止時の炉の保温・昇温、あるいは炉修後の炉の昇温に際し、前記精鉱バーナから空気または酸素富化空気と共に 100メッシユアンダ70〜90％の粉コークスを前記シャフト内に供給し、前記粉コークスの一部をセットラ内に未燃焼状態で飛散させ、該粉コークスの燃焼によって炉内全体を所定温度に保温あるいは昇温することを特徴する銅製錬自溶炉の保温・昇温方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シャフト頂部から精鉱バーナを用いて銅精鉱、コークス、フラックスその他の装入物を燃料および加熱した空気または酸素富化空気と共に供給する銅製錬自溶炉の装入物装入停止時の保温あるいは炉修後における銅製錬自溶炉の昇温方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２に断面図を示すように、銅製錬自溶炉１（以下、自溶炉という）は、セットラ３に通じるシャフト２の頂部から精鉱バーナ９を用いて銅精鉱をフラックスその他の装入物（以下、原料鉱石という）を、燃料および空気または酸素富化空気を予熱して得た熱風と共にシャフト２内に供給し、熱源の大半をしめる銅精鉱の酸化による反応熱に燃料の燃焼熱を加えて銅精鉱等の原料鉱石の溶解並びに酸化製錬を行い、セットラ３内にて硫化銅および硫化鉄を主体とする溶融マット５と、酸化鉄の珪塩酸を主体とした溶融スラグ６を分離・産出する炉である。なお、溶融マットや溶融スラグ等の炉内溶融物は溶体と総称される。
【０００３】
そして、溶融マット５はマットホール７から、溶融スラグ６はスラグホール８から排出され、また酸化反応に伴って発生する亜硫酸ガスを含有する排ガスは、アップテイク４を経て廃熱ボイラ11へ導入されて熱回収した後、硫酸製造の原料とされる。
しかしながら、自溶炉の操業においては、原料鉱石の装入を停止しなければならない場合が度々ある。例えば、炉内異常の有無確認のために炉内点検する場合（原料鉱石装入を停止しないと炉内状況が把握できない）や自溶炉廃熱ボイラや硫酸製造工場といった自溶炉排ガス系統に何らかのトラブルが発生した場合、また、次工程（転炉）でのトラブル発生のためにそのまま自溶炉の原料鉱石装入が継続できない場合などである。
【０００４】
上記のような場合必要に応じて精鉱バーナからの原料鉱石の装入を停止した時には、溶体を含めた炉内全体の保温・昇温、あるいは炉修後における炉壁レンガ等を含めた炉内全体の昇温を行う必要があり、これに対しては、従来、精鉱バーナ９から重油を供給するとともにセットラ３にも重油バーナ10を設置し、これらの燃焼熱により保温あるいは昇温を行っていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、精鉱バーナ９から噴霧された重油はシャフト２内で完全燃焼するため、炉全体を均一に保温・昇温するためには、シャフト２の他にセットラ３の何箇所かに重油バーナ10を設置し、これら重油バーナ10から噴霧した重油を燃焼させる必要があった。
【０００６】
例えば、操業トラブルによって原料鉱石装入を停止した場合、シャフト２頂部に設置した精鉱バーナ９から800L/Hr 、セットラ３の正面（シャフト２の下方でスラグホール８のある面と反対の面）に設置した重油バーナ10から300L/Hr(150L/Hr ×２箇所）、セットラ３の天井に設置した重油バーナ10から320L/Hr(80L/Hr×4 箇所）の重油燃焼が必要であり、数多くのバーナを用いるので、各バーナの燃焼条件等、その管理が大変であった。
【０００７】
また、上記のように重油燃焼で保温状態とした場合、廃熱ボイラ11での蒸気発生量が正常操業時における蒸気発生量の約1/3 （約36t/Hr→約12t/Hr）に減少し、発生蒸気による自家発電用のタービン発電量が大幅にダウンする他、工場内の蒸気利用設備への蒸気供給が不足となるために負荷調整用重油ボイラの負荷を上げる必要が生じるなどの問題があった。
【０００８】
さらに、炉内の溶体を炉外に抜き出して炉を冷却し、溶損した炉壁レンガを交換する等の炉修の後、炉を昇温する場合にも、操業中の保温時の場合と同様、各所に重油バーナを設置して加熱する必要があり、同じくそれらのバーナ管理に労力を要していた。
本発明は、上記従来技術の問題点を解消し、自溶炉操業中の点検や操業トラブル等により精鉱バーナからの原料鉱石装入を停止して保温する場合あるいは炉修後に炉を昇温する場合等に、セットラに重油バーナを何箇所にも配置することなく、セットラ内の溶体を含めた炉内全体、あるいは炉修後の炉壁レンガ等を含めた炉内全体を昇温・保温することができる銅製錬自溶炉の保温・昇温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】
前記目的を達成する本発明は、セットラに通じるシャフトの頂部から精鉱バーナを用いて銅精鉱、フラックスその他の装入物を燃料および空気または酸素富化空気と共に供給する銅製錬自溶炉の操業において、装入物装入停止時の炉の保温・昇温、あるいは炉修後の炉の昇温に際し、前記精鉱バーナから空気または酸素富化空気と共に 100メッシユアンダ70〜90％の粉コークスを前記シャフト内に供給し、前記粉コークスの一部をセットラ内に未燃焼状態で飛散させ、該粉コークスの燃焼によって炉内全体を所定温度に保温あるいは昇温することを特徴する銅製錬自溶炉の保温・昇温方法である。
【００１０】
【発明の実態の形態】
図１は、本発明の実施形態の例を示す自溶炉断面図である。
銅製錬自溶炉の操業中の点検あるいは操業トラブル等により精鉱バーナ９からの原料鉱石装入を停止した時に溶融マット５や溶融スラグ６を含めた炉内の保温を行う場合や、炉修後に炉壁レンガ等を含めた炉内全体の昇温を行う場合、従来法では図２に示したようにシャフト内で燃焼し尽くす重油を使用していたのに対し、本発明では図１に示すように、粒度によって燃焼範囲を調節できる粉コークスを使用するようにした。
【００１１】
重油、粉コークス共、燃焼のためには理論空気量程度を必要をするが、この理論空気量は、重油では10Nm3 /L、粉コークスでは８Nm3 /kg 程度である。重油はバーナを出た後、シャフト内で完全燃焼するので、自溶炉の数箇所において燃焼させるとともにそれら個々のバーナの燃焼管理を行う必要があるが、粉コークスは、粒度が100 メッシュアンダ70〜90% のものを使用することで、シャフト２頂部のみからの吹き込みで自溶炉の全体を均一に保温または昇温することが可能となるのである。
【００１２】
これは、本発明者らの鋭意検討により獲得された知見、すなわち、精鉱バーナ９から供給された粉コークスは、重油と異なり、シャフト２内で全てが燃焼するのではなく一部が未燃焼のままセットラ３内に飛散し、更に一部は廃熱ボイラ11までの広い範囲に及んで完全に燃焼するという新たな知見に基づくものである。よって、本発明によれば、重油を燃料とする場合のようにセットラ３の何箇所にも重油バーナ10を設置する必要はなく、シャフト２頂部の１箇所に設置されており通常操業時に使用される精鉱バーナ９をそのまま用いて粉コークスを供給すればよい。
【００１３】
【実施例】
（実施例１）
図１において、操業中のトラブルで自溶炉１への原料鉱石装入を停止して保温状態とした時に、シャフト２頂部に設置した精鉱バーナ９から1600kg/Hr の粉コークスを供給し、シャフト２内でその一部を燃焼させると共にセットラ３内に未燃焼の粉コークスを飛散させ、セットラ３ないし廃熱ボイラ11に亘る広い範囲の保温を図った。目標保温温度はセットラ内で1250℃である。なお、従来は同じ目標保温温度に維持するために、「発明が解決しようとする課題」の項に述べた方法で重油を燃焼させていた。
【００１４】
この結果、廃熱ボイラ11の蒸気発生量（ボイラ蒸発量という）は、原料鉱石装入中の正常操業時に36t/Hrであったものが、粉コークスを用いた保温中は前記正常操業時の半分の18t/Hrレベルに維持することができた。これは重油による保温の場合と比較して6t/Hr 多く、自家発電用のタービンの運転を支障なく行うことができた。
（実施例２）
図１において、炉修後、自溶炉１の昇温を行う際に、シャフト２頂部に設置した精鉱バーナ９から2000kg/Hr の粉コークスを供給し、シャフト２内でその一部を燃焼させると共にセットラ３内に未燃焼の粉コークスを飛散させ、セットラ３ないし廃熱ボイラ11に亘る広い範囲を昇温した。目標到達温度はセットラ内で1300℃とした。なお、従来は同じ目標昇温温度に到達させるために、「発明が解決しようとする課題」の項に述べた方法で重油を燃焼させており、昇温中のボイラ蒸発量は平均3.5t/Hr であった。本発明の方法で昇温を行った結果、従来数箇所で重油バーナを使用していた場合と同じ時間で昇温を完了することができた。また、昇温中のボイラ蒸発量は平均11.3t/Hrであった。
【００１５】
ところで、近年では自溶炉の燃料として用いられてきた重油価格の高騰に伴い、重油使用量を減らして安価な代替固体炭素質原料としてまず微粉炭から粉コークスへの燃料転換が進められ、粉コークス100 ％使用の自溶炉操業も行われるようになってきているが、本発明は、自溶炉の燃焼方式が、重油専燃方式、重油と微粉炭や粉コークスとの混燃方式、粉コークス専燃方式のいずれであろうと、炉操業停止時の保温や炉修後の昇温を行う場合に極めて有利に適用できることは言うまでもない。
【００１６】
【発明の効果】
本発明によれば、銅製錬自溶炉の操業中に炉内点検・操業トラブル等により炉操業を中止して保温や昇温を行い、または炉修後の昇温や所定温度到達後の保温を行うに際し、シャフト頂部の１箇所に配置した精鉱バーナから粉コークスを熱風と共に供給するだけで、自溶炉の炉内全体を保温あるいは上昇することができる。
【００１７】
このため、保温、昇温用のバーナを少なくすることができるので設備管理面で有利であり、また、自溶炉の局部加熱によるレンガの損傷や不均一な熱膨張等によるレンガの亀裂等を軽減でき、さらに、操業中のセットラに溶体を保持した状態での重油による保温の場合、廃熱ボイラの蒸気発生量が鉱石装入時（正常操業時）の３割程度であったものが、粉コークス燃焼による保温の場合には、廃熱ボイラの蒸気発生量を正常操業時５割程度まで増量させることができ、炉修後の昇温では、重油のみの場合に比べて約３倍の蒸気が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の例を示す自溶炉断面図である。
【図２】従来法の実施形態の例を示す自溶炉断面図である。
【符号の説明】
１  自溶炉
２  シャフト
３  セットラ
４  アップテイク
５  溶融マット
６  溶融スラグ
７  マットホール
８  スラグホール
９  精鉱バーナ
10  重油バーナ
11  廃熱ボイラ
【図１】
0004212169.tif 000002
【図２】
0004212169.tif 000003