(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々が上下動可能な電極ホルダーに支持された複数の電極を上方から炉内熔体中に浸漬させ、これら電極に電力を供給することにより、熔錬炉で生成されたマットとスラグを加熱する分離炉の、炉況を監視する方法であって、前記電極ホルダーの位置は、設定値として与えられた電極電圧及び電極電流を満たすように自動制御されており、  前記電極ホルダーの位置の経時変化を連続的にモニタリングすることにより、分離炉内の炉況を監視することを特徴とする分離炉の炉況監視方法。
【請求項２】
前記電極の電極電流の経時変化を連続的にモニタリングし、該電極電流の経時変化と前記電極ホルダーの位置の経時変化とを比較することにより、分離炉内の炉況を監視することを特徴とする請求項１に記載の分離炉の炉況監視方法。
【請求項３】
金属の原料鉱石を溶解・酸化してマットとスラグを生成する熔錬炉と、該熔錬炉で生成されたマットとスラグを分離する分離炉と、を備えてなり、該分離炉は請求項１又は請求項２記載の方法で炉況を監視されるマット熔錬設備の操業方法であって、
前記炉況に応じて、前記熔錬炉又は前記分離炉のうちの何れか一方又は双方の操業条件を変化させることを特徴とするマット熔錬設備の操業方法。
【請求項４】
各々が上下動可能な電極ホルダーに支持された複数の電極を上方から炉内熔体中に浸漬させ、これら電極に電力を供給することにより、熔錬炉で生成されたマットとスラグを加熱する分離炉の、炉況を監視するためのプログラムを記録した記録媒体であって、前記電極ホルダーの位置は、設定値として与えられた電極電圧及び電極電流を満たすように自動制御されており、前記電極ホルダーの位置の経時変化をコンピュータに連続的にモニタリングさせるためのプログラムを記録したことを特徴とする記録媒体。
【請求項５】
前記電極の電極電流の経時変化を連続的にモニタリングさせると共に該電極電流の経時変化と前記電極ホルダーの位置の経時変化とを比較することによる分離炉内の炉況監視を、コンピュータに実行させるためのプログラムを記録したことを特徴とする請求項４に記載の記録媒体。
【請求項６】
各々が上下動可能な電極ホルダーに支持された複数の電極を上方から炉内熔体中に浸漬させ、これら電極に電力を供給することにより、熔錬炉で生成されたマットとスラグを加熱する分離炉の、炉況を監視するためのプログラムであって、前記電極ホルダーの位置は、設定値として与えられた電極電圧及び電極電流を満たすように自動制御されており、前記電極ホルダーの位置の経時変化をコンピュータに連続的にモニタリングさせることを特徴とするプログラム。
【請求項７】
前記電極の電極電流の経時変化を連続的にモニタリングさせると共に該電極電流の経時変化と前記電極ホルダーの位置の経時変化とを比較することによる分離炉内の炉況監視を、コンピュータに実行させることを特徴とする請求項６に記載のプログラム。
【請求項８】
各々が上下動可能な電極ホルダーに支持された複数の電極を上方から炉内熔体中に浸漬させ、これら電極に電力を供給することにより、熔錬炉で生成されたマットとスラグを加熱する分離炉の、炉況を監視するシステムであって、前記電極ホルダーの位置は、設定値として与えられた電極電圧及び電極電流を満たすように自動制御されており、前記電極ホルダーの位置の経時変化を連続的にモニタリングすることにより、分離炉内の炉況を監視する監視手段を備えていることを特徴とする分離炉の炉況監視システム。
【請求項９】
前記監視手段は、前記電極ホルダーの位置の経時変化に加えて、前記電極の電極電流の経時変化についても連続的にモニタリングし、該電極電流の経時変化と前記電極ホルダーの位置の経時変化とを比較することにより、分離炉内の炉況を監視することを特徴とする請求項８に記載の分離炉の炉況監視システム。
【請求項１０】
金属の原料鉱石を溶解・酸化してマットとスラグを生成する熔錬炉と、該熔錬炉で生成されたマットとスラグを分離し且つ前記請求項８又は請求項９記載のシステムで炉況を監視される分離炉とを備えてなるマット熔錬設備を操業するためのプログラムを記録した記録媒体であって、
前記炉況に応じた前記熔錬炉又は／及び前記分離炉の操業条件の変更をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したことを特徴とする記録媒体。
【請求項１１】
金属の原料鉱石を溶解・酸化してマットとスラグを生成する熔錬炉と、該熔錬炉で生成されたマットとスラグを分離し且つ前記請求項８又は請求項９記載のシステムで炉況を監視される分離炉とを備えてなるマット熔錬設備を操業するためのプログラムであって、
前記炉況に応じた前記熔錬炉又は／及び前記分離炉の操業条件の変更をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項１２】
金属の原料鉱石を溶解・酸化してマットとスラグを生成する熔錬炉と、該熔錬炉で生成されたマットとスラグを分離し且つ前記請求項８又は請求項９記載のシステムで炉況を監視される分離炉とを備えてなるマット熔錬設備の操業システムであって、
前記炉況に応じて前記熔錬炉又は／及び前記分離炉の操業条件を変更する操作手段を備えたことを特徴とするマット熔錬設備の操業システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属の製錬、とりわけ銅製錬における分離炉の炉況監視方法と炉況監視システム、マット溶錬設備の操業方法と操業システム、及びプログラムとそれを記録した記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
銅の製錬設備として、従来より酸化反応を手段とする連続した複数炉方式による連続製銅設備が知られている（特開平５−２７１８１８号公報、特開平７−３３１３５１号公報等参照）。この設備は、図１６に示すように、酸素富化空気と共に供給された銅精鉱を溶解、酸化し、主成分が硫化銅及び硫化鉄の混合物からなるマットＭと、銅精鉱中の脈石、溶剤、酸化鉄等からなるスラグＳとを生成する熔錬炉１と、この熔錬炉１により生成されたマットＭとスラグＳとを分離する分離炉２と、分離されたマットＭをさらに酸化して粗銅ＣとスラグＳを生成する製銅炉３と、この製銅炉３で生成された粗銅Ｃを精製して、より品位の高い銅を生成する精製炉４とより構成されている。なお、以下において、熔錬炉１及び分離炉２を、特に「マット熔錬設備」と称することがある。
【０００３】
前記熔錬炉１及び製銅炉３には、銅精鉱、酸素富化空気、溶剤、冷剤等を炉内に供給するための複数の管からなるランス５が、これらの炉の天井を挿通して昇降自在に設けられており、また、炉内から発生するガスを排するためのガス排出塔６がこれらの炉の天井に設けられている。また、分離炉２は、加熱のための複数本の電極１０を備えている。
【０００４】
これら熔錬炉１、分離炉２、製銅炉３は、この順に高低差が付けられており、熔錬炉１→分離炉２→製銅炉３→精製炉４の順に重力で熔体を流せるように樋７Ａ、７Ｂ、７Ｃでつながれている。
【０００５】
上記の設備で銅を製錬するには、乾燥した銅精鉱とフラックス（硅砂、石灰、アルミナ等）とを酸素富化空気と共に熔錬炉１の熔体中にランス５で吹き込む。熔錬炉１では、原料の溶解と酸化反応が進行し、主成分が硫化銅及び硫化鉄の混合物からなるマットＭと、銅精鉱中の脈石、溶剤、酸化鉄等からなるスラグＳが生成される。このマットＭとスラグＳは樋７Ａにより分離炉２に送られ、ここで比重差により下層のマットＭと上層のスラグＳとに分離される。
【０００６】
一方、分離炉２で分離されたマットＭは樋７Ｂを介して製銅炉３に送られる。製銅炉３では、さらに空気と共にフラックスを吹き込んでマットＭ中の硫黄と鉄分を酸化し、純度９８．５％以上の粗銅Ｃを得る。製銅炉３において連続的に生成された粗銅Ｃは、樋７Ｃを介して精製炉に注入される。また、このプロセスにおいて、製銅炉３における酸化の工程では、銅の一部も酸化してスラグＳの中に取り込まれてしまう。つまり、製銅炉スラグＳには酸化鉄と共にかなりの量の酸化銅（１４〜１６％）が含まれる。このため、通常のプロセスでは、製銅炉スラグＳを水砕により固体粉末化し、乾燥後、熔錬炉１に回送して、原料鉱石と共に再び溶解させて銅の回収を図っている。
【０００７】
分離炉２は、マットＭとスラグＳを比重差を利用して分離するものであり、図１７に示すように、比重の小さいスラグＳが比重の大きいマットＭの上に層をなしている。そして、上層のスラグＳがオーバーフローし、液面が一定となっている。ここで生成されたスラグＳには銅分がほとんどないので、そのまま系外に取り出される。また、スラグＳ中には、上方から複数の系統（図示の例では３相２系統）に区分された形で、カーボン等からなる複数の電極１０を浸漬させており、電極１０にトランス１３から三相交流を通電してジュール熱を発生させることで熔体を保温している。この場合の電流経路はスラグ層の厚さ、マット層の厚さ、電極浸漬深さ、炉形状、電極配置、電極電圧に依存するが、操業的には、電極電位及び電極電流を設定値として与え、これを満たすように電極浸漬深さを自動制御している。なお、これら電極１０は、上下動可能とされた電極ホルダー（図示省略）に支持されており、電極浸漬深さの自動制御は、この電極ホルダーを自動制御することにより行っている。
【０００８】
ところで、分離炉２から排出されるスラグＳは、そのまま系外に取り出して銅分の回収を行わないため、スラグＳ中の銅濃度を低位に維持することが、収益上の重要点である。そのため、炉内状況を良好に保つことは勿論、異常事態を検知し、これに対処することが必要になる。
【０００９】
従来、こうした分離炉の炉況の判断は、天井から測定棒を熔体中に浸漬させ、これを引き上げ、測定棒についた熔体の状態を目視で観察することや、スラグの出口でスラグの温度及びスラグ中の銅濃度をモニタリングすることにより行ってきた。
しかしこの方法では、異常箇所の特定が困難であって、炉況の悪化を検知するまでに時間がかかる、という欠点があった。そのため本発明者らは、こうした課題を解決すべく、電極間電圧と電極電位から電極浸漬深さの理論値を求め、これと実際の電極浸漬深さとを比較することによって炉況を監視する方法を提案しており、現在特許出願中である（特願２０００−１１７０４９）。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
この炉況監視方法では、理論的に算出された電極浸漬深さと実際の電極浸漬深さとを比較するので、実際の電極浸漬深さを正確に測定しなければならない。電極浸漬深さの測定方法としては、まず電極ホルダーの制御を自動制御モードから手動制御モードに切り替えて、通電しながら電極を上昇させていき、電流が流れなくなった位置、例えば電極１０の先端部がスラグＳの液面と同一の位置を零点として零点合わせを行い、その後自動制御モードに戻して、電極位置が安定するまで降下させた距離を実際の電極浸漬深さとする、という方法で行っている。熔体中に浸漬されている電極は常時消耗していく（例えば１日当たり２０ｃｍ程度）ので、実際の電極浸漬深さを正確に測定し連続監視するためには、非定常作業である零点合わせを１日に何度も行わなくてはならない。
こうした非定常作業は、操業に対して悪影響を及ぼすとともに、作業者に対してもかなりの労力を強いることとなっていた。
本発明者らは鋭意検討の結果、こうした非定常作業を行わずとも、分離炉の炉況を的確に監視できる方法を見出した。
【００１１】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、操業に悪影響を及ぼすような非定常作業を排して、炉内のどこの位置で異常が発生しても炉内の異常を早期に検知することができ、炉内全体を常時監視することのできる、分離炉の炉況監視方法、及びマット熔錬設備の操業方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、各々が上下動可能な電極ホルダーに支持された複数の電極を上方から炉内熔体中に浸漬させ、これら電極に電力を供給することにより、熔錬炉で生成されたマットとスラグを加熱する分離炉の、炉況を監視する方法であって、前記電極ホルダーの位置は、設定値として与えられた電極電圧及び電極電流を満たすように自動制御されており、前記電極ホルダーの位置の経時変化を連続的にモニタリングすることにより、分離炉内の炉況を監視することを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の分離炉の炉況監視方法であって、前記電極の電極電流の経時変化を連続的にモニタリングし、該電極電流の経時変化と前記電極ホルダーの位置の経時変化とを比較することにより、分離炉内の炉況を監視することを特徴とする。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、金属の原料鉱石を溶解・酸化してマットとスラグを生成する熔錬炉と、該熔錬炉で生成されたマットとスラグを分離する分離炉と、を備えてなり、該分離炉は請求項１又は請求項２記載の方法で炉況を監視されるマット熔錬設備の操業方法であって、前記炉況に応じて、前記熔錬炉又は前記分離炉のうちの何れか一方又は双方の操業条件を変化させることを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、各々が上下動可能な電極ホルダーに支持された複数の電極を上方から炉内熔体中に浸漬させ、これら電極に電力を供給することにより、熔錬炉で生成されたマットとスラグを加熱する分離炉の、炉況を監視するためのプログラムを記録した記録媒体であって、前記電極ホルダーの位置は、設定値として与えられた電極電圧及び電極電流を満たすように自動制御されており、前記電極ホルダーの位置の経時変化をコンピュータに連続的にモニタリングさせるためのプログラムを記録したことを特徴とする。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の記録媒体において、前記電極の電極電流の経時変化を連続的にモニタリングさせると共に該電極電流の経時変化と前記電極ホルダーの位置の経時変化とを比較することによる分離炉内の炉況監視を、コンピュータに実行させるためのプログラムを記録したことを特徴とする。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、各々が上下動可能な電極ホルダーに支持された複数の電極を上方から炉内熔体中に浸漬させ、これら電極に電力を供給することにより、熔錬炉で生成されたマットとスラグを加熱する分離炉の、炉況を監視するためのプログラムであって、前記電極ホルダーの位置は、設定値として与えられた電極電圧及び電極電流を満たすように自動制御されており、前記電極ホルダーの位置の経時変化をコンピュータに連続的にモニタリングさせることを特徴とする。
【００１８】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載のプログラムにおいて、前記電極の電極電流の経時変化を連続的にモニタリングさせると共に該電極電流の経時変化と前記電極ホルダーの位置の経時変化とを比較することによる分離炉内の炉況監視を、コンピュータに実行させることを特徴とする。
【００１９】
請求項８に記載の発明は、各々が上下動可能な電極ホルダーに支持された複数の電極を上方から炉内熔体中に浸漬させ、これら電極に電力を供給することにより、熔錬炉で生成されたマットとスラグを加熱する分離炉の、炉況を監視するシステムであって、前記電極ホルダーの位置は、設定値として与えられた電極電圧及び電極電流を満たすように自動制御されており、前記電極ホルダーの位置の経時変化を連続的にモニタリングすることにより、分離炉内の炉況を監視する監視手段を備えていることを特徴とする。
【００２０】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の分離炉の炉況監視システムにおいて、前記監視手段は、前記電極ホルダーの位置の経時変化に加えて、前記電極の電極電流の経時変化についても連続的にモニタリングし、該電極電流の経時変化と前記電極ホルダーの位置の経時変化とを比較することにより、分離炉内の炉況を監視することを特徴とする。
【００２１】
請求項１０に記載の発明は、金属の原料鉱石を溶解・酸化してマットとスラグを生成する熔錬炉と、該熔錬炉で生成されたマットとスラグを分離し且つ前記請求項８又は請求項９記載のシステムで炉況を監視される分離炉とを備えてなるマット熔錬設備を操業するためのプログラムを記録した記録媒体であって、前記炉況に応じた前記熔錬炉又は／及び前記分離炉の操業条件の変更をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したことを特徴とする。
【００２２】
請求項１１に記載の発明は、金属の原料鉱石を溶解・酸化してマットとスラグを生成する熔錬炉と、該熔錬炉で生成されたマットとスラグを分離し且つ前記請求項８又は請求項９記載のシステムで炉況を監視される分離炉とを備えてなるマット熔錬設備を操業するためのプログラムであって、前記炉況に応じた前記熔錬炉又は／及び前記分離炉の操業条件の変更をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００２３】
請求項１２に記載の発明は、金属の原料鉱石を溶解・酸化してマットとスラグを生成する熔錬炉と、該熔錬炉で生成されたマットとスラグを分離し且つ前記請求項８又は請求項９記載のシステムで炉況を監視される分離炉とを備えてなるマット熔錬設備の操業システムであって、前記炉況に応じて前記熔錬炉又は／及び前記分離炉の操業条件を変更する操作手段を備えたことを特徴とする。
【００２４】
本発明では、炉内の複数箇所に浸漬されている電極の浸漬深さが炉内の状況に応じて自動制御されていることに着目し、各電極の電極ホルダーの位置の経時変化を連続的にモニタリングすることにより、これらの挙動が正常操業時における挙動からずれている場合、その電極の位置において異常が発生している可能性が大であると判断するようにしている。
そして、各電極の電極電流の経時変化もモニタリングし、電極ホルダーの位置の経時変化と比較することにより、異常発生箇所あるいはその状況を、より的確に判断することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお本実施形態においては、従来例において示した構成要素と同一の構成要素には、従来例におけると同一の符号を付して、その詳しい説明は省略する。
図１に示すように、ここで対象とする分離炉２では、６本の電極１０が、溶錬炉１からのマットＭとスラグＳの流入する流入口１１が設けられた一端部から、スラグＳの流出するスラグ流出口１２が設けられた他端部に向かう方向に対して幅を持たせて配置されている。なお、これら電極１０は、図１においては、その配置によって、第１電極１０ａ、第２電極１０ｂ、第３電極１０ｃ、第４電極１０ｄ、第５電極１０ｅ、及び第６電極１０ｆとして図示している。
【００２６】
また、これら電極１０は、一端部側から他端部側に向けて３相２系統、すなわち第１系と第２系とに区分されている。第１系の電極である第１電極１０ａ、第２電極１０ｂ及び第３電極１０ｃには第１トランス（図示省略）が接続され、第２系の電極である第４電極１０ｄ、第５電極１０ｅ及び第６電極１０ｆには第２トランス（図示省略）が接続されており、系毎に異なる量の電力を供給することができるようになっている。
第１系の第１電極１０ａと第２電極１０ｂと第３電極１０ｃ、及び第２系の第４電極１０ｄと第５電極１０ｅと第６電極１０ｆ、すなわち各系の電極は、およそ三角形の各頂点に位置するように配置されている。
【００２７】
各々の電極１０は、各々が上下動可能な電極ホルダー２１に支持されている。
これら電極ホルダー２１には、その現在位置を測定するためのスケールユニット２２と連結されている。なお、電極ホルダー２１及びスケールユニット２２は、第１電極１０ａから第６電極１０ｆまでの６つの電極１０に全て取り付けられており、図１においては、これら電極の符号１０ａ〜１０ｆに対応させて、電極ホルダーの符号を２１ａ〜２１ｆとして、スケールユニットの符号を２２ａ〜２２ｆとして、各々示している。
【００２８】
図３（ａ）に示すように、電極１０は制御装置（操作手段）Ｃ１に連結されている。この制御装置Ｃ１は、電極ホルダー２１と連結されており、設定値として与えられた電極電位あるいは電極電流を満たすように、電極ホルダー２１を自動制御する（図１６のステップＳ１）。
スケールユニット２２には、測定した電極ホルダー２１の位置を表示する表示装置２３と連結されており、時々刻々の電極ホルダー位置を表示できるようになっている。
【００２９】
表示装置２３には演算装置（コンピュータ、監視手段）２４が連結されている。この演算装置２４は、スケールユニット２２から表示装置２３を介して連続的に送られてくる位置信号、及び、電流計Ａ１から連続的に送られてくる電極電流信号を逐一モニタリングし記録する（図１６のステップＳ２）。
【００３０】
図３（ａ）に示す電極１０の先端部１０ｘが消耗した場合には、図３（ｂ）に示すように、電極浸漬深さを一定とするために電極ホルダー２１は消耗した先端部１０ｘの分だけ下降する（図１６のステップＳ１）。このときの電極ホルダー位置の変化、及び電極電流の変化は、表示装置２３で表示されるとともに、演算装置２４で記録・演算（図１６のステップＳ２）されたうえで、炉況診断（図１６のステップＳ３）に供される。
【００３１】
以下、この分離炉２の炉況を監視しつつ、該炉況に応じて熔錬炉１又は／及び分離炉２の操業条件を維持又は変更するまでの操業フローについて説明する。
図２（Ａ）には、炉況が正常な状態で操業している場合（正常操業時）を概略的に示している。炉況が異常な状態で操業している場合（異常操業時）には、主として２種類あるが、そのうちの１つは、局所的に異常が発生した場合（局所異常時）であって、図２（Ｂ）に示すような、マットＭとスラグＳとの間に中間層Ｆが発生した場合（以下「中間層発生時」という）がこれに該当する。もう１つが、全体的に異常が発生した場合（全体異常時）であって、図２（Ｃ）に示すような、マットＭのレベル（マットレベル）が炉内全体にわたって上昇した場合（以下「マットレベル上昇時」という）あるいは下降した場合（以下「マットレベル下降時」という）が、これに該当する。
【００３２】
先ず、正常操業時について、図４乃至図６に示す。
これら各図には、正常操業時のある１日、すなわち０時から２４時までの間における、第２系の各電極の電極電位を（ａ）に、電極電流を（ｂ）に、そして電極ホルダー位置の経時変化を（ｃ）に、各々示している。これらは、いずれも演算装置２４によるモニタリングの結果が表示装置２３に表示されたものである。
なお、各図において、横軸である時刻は共通であるので、（ｃ）にのみ図示し、（ａ）及び（ｂ）の図示は省略している。これは、後述する図７乃至図１５においても同様とする。
【００３３】
これらの図に示すように、第４電極１０ｄ（図中Ｎｏ．４）、第５電極１０ｅ（図中Ｎｏ．５）及び第６電極１０ｆ（図中Ｎｏ．６）の各々の電極電位、電極電流及び電極ホルダー位置は、経時的にほぼ安定した挙動を示している。すなわち、電極電位は図４（ａ）、図５（ａ）及び図６（ａ）に示すように、７０〜７５Ｖの間でほぼ安定した挙動を示し、電極電流も図４（ｂ）、図５（ｂ）及び図６（ｂ）に示すように、６〜８ｋＡの間を平均してほぼ７ｋＡとなるように振動し、ほぼ安定した挙動を示している。また電極ホルダー位置は、図４（ｃ）、図５（ｃ）及び図６（ｃ）に示すように、１日当たり２０〜２５ｃｍの割合で直線的に下降しており、この下降幅だけ一定速度で各電極が消耗していることがわかる。
【００３４】
なお、各電極とも、電極ホルダー位置が微少な振動を繰り返しながら下降している。これは、電極が数ｍｍ程度消耗するとそれにつれて電流値は減少し、電流値がある値を下回ると電極が下降するが、今度は電流値が増加するために電極が若干上昇する、といった動作を繰り返すためである。この動作を繰り返すことにより、電極電位、電極電流及び電極ホルダー位置は、各々微少な振動を繰り返しているのである。
【００３５】
次に、異常操業時について、図７乃至図１５に示す。
このうち図７乃至図９には、中間層発生時、すなわち局所異常時のある１日における、第２系の各電極の電極電位、電極電流及び電極ホルダー位置の経時変化を、各々示している。これらの図に示すように、第４電極１０ｄ、第５電極１０ｅ及び第６電極１０ｆの各々の、電極電位、電極電流及び電極ホルダー位置は、いずれも正常操業時と比較して、経時的に非常に不安定な挙動を示している。
【００３６】
中でも第４電極１０ｄの電極ホルダー位置の挙動は、特に６時前後において、第５電極１０ｅや第６電極１０ｆと比較して大きく異なっており、電極ホルダー位置は殆ど下降しておらず、短時間でみると上昇している時もある。そして、電極電流も、この日のうちで最大の振幅となって３〜８ｋＡの間を激しく振動しており、電極電流をみても、異常が発生していることが推察される。
【００３７】
このときのより詳細な経時変化として、５時５０分から６時００分までの１０分間における電極電位、電極電流及び電極ホルダー位置の経時変化を、図１０乃至図１２に示している。
図１０（ｃ）、図１１（ｃ）及び図１２（ｃ）に示すように、第４電極１０ｄのみが、振幅が約２ｃｍで周期が１０〜１５秒の激しい上下振動（このような振動を「ハンチング」という）を繰り返している。このことは、第４電極１０ｄ下部のマットＭ層とスラグＳ層との間に、電気伝導度の非常に高い中間層（異常層）Ｆが、局所的に発生した状態であることを示唆している。
【００３８】
そしてこのことに対応するように、電極電流は、図１０（ｂ）に示すように、３．５〜７．５ｋＡの範囲で激しく振動している。これらを、図４（ｂ）及び図４（ｃ）に示した正常操業時の状態と比較すると、電極の上下動に対する電極電流の振幅が異常に大きいことが分かる。こうした挙動も、電気伝導度の非常に高い層が局所的に存在していることを裏付けるものである。
【００３９】
なお、第５電極１０ｅ、第６電極１０ｆの電極電位及び電極電流が変動しているのは、第４電極１０ｄの電極電位及び電極電流が、ハンチングのために変動していることが原因であると考えられる。何故ならば、図１０乃至図１２より、第５電極１０ｅ、第６電極１０ｆの電極ホルダー位置の上下動が少ないにも関わらず、電極電位、電極電流が変動しているからである。分離炉２内には電気回路が形成されているため、第５電極１０ｅ、第６電極１０ｆが静止していても、第４電極１０ｄのハンチングにより電極電流が大きく変動すれば、第５電極１０ｅ、第６電極１０ｆの電極電流も変動する。ハンチングを起こしているのは第４電極１０ｄだけであるから、第４電極１０ｄ近傍の熔体に、何らかの異常が局所的に発生していることが推察される。
【００４０】
更に、図１３乃至図１５には、マットレベル上昇時、すなわち全体異常時のある１日における、第２系の各電極の電極電位、電極電流及び電極ホルダー位置の経時変化を、各々示している。これらの図に示すように、第４電極１０ｄ、第５電極１０ｅ、第６電極１０ｆともに、本来ならば１日当たり２０〜２５ｃｍの割合で下降するはずの電極ホルダー位置が、０時〜１２時の間で５ｃｍ程度と、わずかしか下降していない。そして、いずれも１４時〜１５時の間で、電極ホルダー位置が５ｃｍ程度上昇している。このことは、マットレベルが全体的に徐々に上昇し、特に１４時〜１５時の間で急激に上昇していることを示唆している。
【００４１】
そしてこのことに対応するように、電極電流は不安定に増加しており、こうした挙動も、マットレベルが全体的に徐々に上昇し、特に１４時〜１５時の間で急激に上昇していることを裏付けるものである。
【００４２】
こうした挙動は、次のように考えられる。すなわち、マットＭは電気伝導度が高く、マットレベルが上昇すると、スラグＳ中に浸漬させた各電極の先端部からマットＭまでの距離が短くなり、浴の電気抵抗が小さくなり、電極電流が増加する。このとき、設定値以上の電流が流れないように、各電極は一斉に自動的に上昇することとなる。
【００４３】
なお、これとは逆に、電極ホルダー位置が全体的に下降した場合には、マットレベル下降時であることが示唆される。
【００４４】
このように、電極ホルダー位置が一定の速度で下降し、且つ電極電流の振動が殆ど変化していない場合には、図１６のステップＳ３において、正常操業時であると判断することができる。
また、ある限られた電極のみの電極ホルダー位置の経時変化が異常である場合、例えばハンチングを繰り返す場合等であって、且つこれに対応するように電極電流も異常を示す場合には、図１６のステップＳ３において、中間層発生時等の局所異常時であると判断することができる。
更に、全ての電極の電極ホルダー位置が一斉に上昇もしくは下降する場合であって、且つこれに対応するように電極電流も異常を示す場合には、図１６のステップＳ３において、マットレベル上昇時あるいはマットレベル下降時等の全体異常時、すなわちマットレベルが正常なレベルでない状態（マットレベル変位時）であると判断することができる。
【００４５】
こうした異常操業時であると診断された場合は、次のように対処し、マット熔錬設備の操業条件を変化させる。
すなわち、中間層発生時であると判断された場合（図１６のステップＳ３で「局所異常」）には、熔錬炉（Ｓ炉）において、製銅炉スラグ（カラミ）の処理量を減らす、熔体温度を上昇させる、ランスによる空気吹き付けによって加熱溶解（ランシング）を行う、分離炉（ＣＬ炉）において還元剤を投入する、発生箇所での電極浸漬深さ・発熱量を調整する、の内のいくつか或いは全てを実施することで対処し、中間層Ｆを除去する（図１６のステップＳ１２）。
【００４６】
また、マットレベル変位時であると判断された場合（図１６のステップＳ３で「全体的な異常」）には、マットレベルをチェックした上で、是正措置を採る（図１６のステップＳ１３）。例えば、マット出口が何らかの理由により閉塞している場合に、その出口を確保する、等の対処を行う。
さらにまた、正常操業時であると判断された場合（図１６のステップＳ３で「正常」）には、それまでの操業条件をそのまま維持する（図１６のステップＳ１１）。
【００４７】
以上説明したように本実施形態においては、電極ホルダー位置の経時変化を連続的にモニタリングして、分離炉の炉況を監視するようにしているので、異常操業時の発見、すなわち異常層Ｆの発生やマットレベルの上昇等を、早期に且つ的確に察知することができる。そのため、異常層発生時等の局所異常時には、早急に発生箇所を特定でき、ランシング等の対処を速やか且つ効果的に行うことができ、またマットレベル変位等の全体異常時にも、早急に対処することができる。これにより、従来必要であった非定常作業を排することができ、銅ロスの悪化を未然に防止して、分離炉ひいてはマット熔錬設備の操業を安定させるとともに、経済的な操業を行うことができる。
【００４８】
また、電極電流の経時変化も連続的にモニタリングし、これらの経時変化を電極ホルダー位置の経時変化と比較することにより、異常発生箇所あるいはその状況を、より早急に且つ的確に判断することができ、分離炉ひいてはマット熔錬設備の操業を更に安定化させることができる。
【００４９】
なお、以上において説明した分離炉の概念には錬カン炉も含まれる。
また、図１６の操業フローは、例えば、該フロー中に示した各機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読取可能な記録媒体に記録し、この記録媒体に記録されたプログラムを制御装置Ｃ１及び／又は演算装置２４に読み込ませることにより、実行される。
ここで、「コンピュータ読取可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク，光磁気ディスク，ＲＯＭ，ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体の他、制御装置Ｃ１や演算装置２４に内蔵されるハードディスク等の記憶装置をもいう。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、電極ホルダー位置あるいは電極電流を経時的にモニタリングすることにより、炉況を常時監視することができる。
これにより、操業に悪影響を及ぼすような非定常作業を排して、炉内のどこの位置で異常が発生しても炉内の異常を早期に検知することができるうえに、炉内全体を常時監視することができるので、安定操業に資することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態の方法の説明図である。
【図２】  正常操業時と異常操業時の電極の浸漬深さの違いを示す概略断面図である。
【図３】  電極ホルダーが上下動する様子を示す図であって（ａ）は下降前、（ｂ）は加工後を示す概略図である。
【図４】  正常操業時における第４電極の状態を示す図であって、（ａ）は電極電位の経時変化を、（ｂ）は電極電流の経時変化を、（ｃ）は電極ホルダー位置の経時変化を、各々示すグラフ図である。
【図５】  同じく第５電極の状態を示す図であって、（ａ）は電極電位の経時変化を、（ｂ）は電極電流の経時変化を、（ｃ）は電極ホルダー位置の経時変化を、各々示すグラフ図である。
【図６】  同じく第６電極の状態を示す図であって、（ａ）は電極電位の経時変化を、（ｂ）は電極電流の経時変化を、（ｃ）は電極ホルダー位置の経時変化を、各々示すグラフ図である。
【図７】  中間層発生時における第４電極の状態を示す図であって、（ａ）は電極電位の経時変化を、（ｂ）は電極電流の経時変化を、（ｃ）は電極ホルダー位置の経時変化を、各々示すグラフ図である。
【図８】  同じく第５電極の状態を示す図であって、（ａ）は電極電位の経時変化を、（ｂ）は電極電流の経時変化を、（ｃ）は電極ホルダー位置の経時変化を、各々示すグラフ図である。
【図９】  同じく第６電極の状態を示す図であって、（ａ）は電極電位の経時変化を、（ｂ）は電極電流の経時変化を、（ｃ）は電極ホルダー位置の経時変化を、各々示すグラフ図である。
【図１０】  図７における状態を部分的に詳細に示す図であって、（ａ）は電極電位の経時変化を、（ｂ）は電極電流の経時変化を、（ｃ）は電極ホルダー位置の経時変化を、各々示すグラフ図である。
【図１１】  同じく図８における状態を部分的に詳細に示す図であって、（ａ）は電極電位の経時変化を、（ｂ）は電極電流の経時変化を、（ｃ）は電極ホルダー位置の経時変化を、各々示すグラフ図である。
【図１２】  同じく図９における状態を部分的に詳細に示す図であって、（ａ）は電極電位の経時変化を、（ｂ）は電極電流の経時変化を、（ｃ）は電極ホルダー位置の経時変化を、各々示すグラフ図である。
【図１３】  マットレベル上昇時における第４電極の状態を示す図であって、（ａ）は電極電位の経時変化を、（ｂ）は電極電流の経時変化を、（ｃ）は電極ホルダー位置の経時変化を、各々示すグラフ図である。
【図１４】  同じく第５電極の状態を示す図であって、（ａ）は電極電位の経時変化を、（ｂ）は電極電流の経時変化を、（ｃ）は電極ホルダー位置の経時変化を、各々示すグラフ図である。
【図１５】  同じく第６電極の状態を示す図であって、（ａ）は電極電位の経時変化を、（ｂ）は電極電流の経時変化を、（ｃ）は電極ホルダー位置の経時変化を、各々示すグラフ図である。
【図１６】  本発明の一実施形態によるマット熔錬設備の操業フローを示すフローチャートである。
【図１７】  一般的な連続製銅設備の系統図である。
【図１８】  分離炉を説明する概略構成図である。
【符号の説明】
１  熔錬炉
２  分離炉
３  製銅炉
１０（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ）  電極
２１（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆ）  電極ホルダー
２４  演算装置（コンピュータ、監視手段）
Ｃ１  制御装置（操作手段）
Ｍ  マット
Ｓ  スラグ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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