JP4282969B2

JP4282969B2 - 溶融炉

Info

Publication number: JP4282969B2
Application number: JP2002282222A
Authority: JP
Inventors: 應之坂本
Original assignee: Toho Zinc Co Ltd
Current assignee: Toho Zinc Co Ltd
Priority date: 2002-09-27
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2009-06-24
Anticipated expiration: 2022-09-27
Also published as: JP2004116916A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、亜鉛の電解製錬で得られた亜鉛カソードを溶解させてインゴットにする鋳造工程で使用される溶融炉に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
亜鉛の電解製錬によって得られた亜鉛カソードは溶融炉で溶解され、亜鉛インゴットに鋳造され、このインゴットが種々の用途の原材料として使用されている。
【０００３】
亜鉛カソードを溶融炉で溶解させる際、亜鉛カソードを溶湯中に溶解させ易くする目的でフラックス（ＮＨ_４Ｃｌなど）が添加されている。添加されたフラックス（ＮＨ_４Ｃｌなど）は溶湯中の亜鉛酸化物と結合し、ドロス(dross)となって溶湯表面に層状に浮く。
【０００４】
ドロスはＺｎＯ、ＺｎＣｌ_２などの酸化物や塩化物からなり、発生量は生産量などで大きく変動するが、一日当たりでは数トンと極めて多い。ドロスの内部にはＺｎメタルが含まれており、比重は２程度と重い。ドロスの厚さは、Ｚｎ溶湯表面から最大３０ｃｍにも達する。
【０００５】
このドロスは作業者が定期的に人力でかき寄せて溶融炉外に排出させている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ドロスをかき寄せて排出させるこの作業は、５００〜６００℃に達する溶融炉内にレーキを突っ込んでドロスをかき寄せ、これを炉外に排出させるという作業になるので、作業員は極めて高熱下で過酷な肉体労働をしなければならないという問題があった。
【０００７】
また、ドロスは亜鉛メタルを含んでいて重いので、このように重いドロスを長いレーキでかき寄せ、溶融炉から排出させる作業は大変な重労働になるという問題があった。
【０００８】
また、ドロスは粉体状のものであり、これを集めて炉外に排出させる場合、大量の粉塵が発生するので、作業員の健康が阻害されるおそれが大きいという問題があった。
【０００９】
この発明は作業員に上述したような過酷な肉体労働をさせることなく、亜鉛カソードを溶解する溶融炉において発生するドロスを自動的に排出させて回収できるようにした溶融炉を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明は溶融炉と、溶融炉内に亜鉛カソードを装入するカソード装入装置と、ドロス掻き出し装置と、ドロス掻き出し装置の近傍に略平行に設けられたドロス撹拌装置とを備え、前記装入装置は、亜鉛カソードを把持して溶融炉の装入口に亜鉛カソードを装入する把持手段と、把持手段を昇降させる昇降手段とを備え、前記ドロス掻き出し装置は、一部を溶融炉外に突き出している第一軸体と、第一軸体の周面に設けられたスパイラル状の掻き出し翼と、第一軸体の溶融炉外の部分及び掻き出し翼の溶融炉外の部分を被覆する被覆管と、第一軸体を掻き出し翼と共に回転させる第一駆動手段とを備え、掻き出し翼は溶融炉の湯面に近接し、第一軸体は溶融炉外に突き出している部分が高くなるように傾斜しており、第一軸体の溶融炉内の部分は掻き出し翼が溶融炉の湯面より上で、少なくとも一部がドロス層に埋まる高さ位置にあり、前記亜鉛カソードを前記把持手段に把持させ、亜鉛カソードを把持した状態の把持手段を亜鉛カソードの先端部が溶融炉の湯面に浸漬するまで降下させ、亜鉛カソードの溶湯表面到達時には降下速度を落とし、亜鉛カソードの先端部が溶融炉の湯面に浸漬した状態で把持手段の把持状態を解除させ、その後把持手段を上昇させる制御装置を備えていることを特徴とするものである。
【００１１】
ここで、前記ドロス撹拌装置が、前記溶融炉の湯面に対して略平行に設けられた第二軸体と、該第二軸体の周面に放射状に設けられた複数本のパドルと、該第二軸体を該パドルと共に回転させる第二駆動手段とを備え、該パドルは該溶融炉の湯面より上の高さ位置で、少なくとも一部がドロス層に埋まった状態で設けられていてもよい。
【００１２】
また、略水平状態の前記亜鉛カソードを略垂直状態に起立させる起立装置を備え、起立装置は、前記亜鉛カソードの両側端部を挟持する挟持装置と、挟持装置を回転させて亜鉛カソードを起立させる回転手段を備え、前記制御装置は、前記起立装置に前記亜鉛カソードを起立させ、起立装置によって起立させられた亜鉛カソードを前記把持手段に把持させてもよい。
【００１３】
また、前記起立装置に該亜鉛カソードを起立させ、該起立装置によって起立させられた該亜鉛カソードを前記把持手段に把持させ、該亜鉛カソードを把持した状態の該把持手段を該亜鉛カソードの先端部が該溶融炉の湯面に浸漬するまで降下させ、該亜鉛カソードの先端部が該溶融炉の湯面に浸漬した状態で該把持手段の把持状態を解除させ、その後該把持手段を上昇させる制御装置を備えていてもよい。
【００１５】
また、前記亜鉛カソードを略水平状態で前記起立装置に向けて略水平に移送させる移送装置を備え、前記制御装置は該移送装置に該亜鉛カソードを搬送させる制御部を備えていてもよい。
【００１６】
また、溶湯の湯面高さを検知し、前記亜鉛カソードを装入する量を制御して溶湯の湯面高さを一定範囲内に調整する制御部を備えていてもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明に係る溶融炉の説明図、図２はドロス撹拌装置の説明図、図３はドロス掻き出し装置の説明図である。
【００１８】
これらの図に示すように、この発明の一実施の形態に係る溶融炉は、亜鉛カソードを移送させる移送装置１０と、移送装置１０によって移送されてきた亜鉛カソード２を起立させる起立装置２０と、起立装置２０によって起立された亜鉛カソード２を溶融炉４内に装入する装入装置３０と、溶融炉４内のドロスを撹拌して破壊、移動する撹拌装置４０と、溶融炉４内のドロスを掻き出して排出させる掻き出し装置５０とからなる。
【００１９】
移送装置１０は、亜鉛カソード２を載せ、起立装置２０の近くに向け、水平に移送させるコンベヤ（図示せず）と、移送された亜鉛カソードを少し浮かすように持ち上げる持ち上げ手段（図示せず）と、持ち上げ手段によって持ち上げられた亜鉛カソード２をコンベヤ（図示せず）から起立装置２０に向けて外に押し出すプッシャー１４とを備えている。
【００２０】
起立装置２０は、プッシャー１４によって押し出された亜鉛カソード２の両側端部に当接して亜鉛カソード２を挟持する挟持装置２２と、挟持装置２２を９０度回転させて亜鉛カソード２を起立させる回転手段とを備えている。
【００２１】
装入装置３０は、起立装置２０によって起立させられた亜鉛カソード２の上部を把持する把持手段３２と、把持手段３２を昇降させる昇降手段３４とを備えている。
【００２２】
ドロス撹拌装置４０は、溶融炉４の湯面に対して略平行に設けられた第二軸体４２と、第二軸体４２の周面に放射状に設けられた複数本のパドル４４と、第二軸体４２をパドル４４と共に回転させる第二駆動手段４６とを備えている。パドル４４は溶融炉４の湯面より上の高さ位置で、少なくとも一部がドロス層に埋まる状態で設けられている。ドロス撹拌装置は、溶融炉の寸法に応じて又はドロスの発生量に応じて、複数設置してもよい。その場合は、ドロス掻き出し装置と、平行に設置させる。
【００２３】
ドロス掻き出し装置５０は、溶融炉４の湯面に対して若干角度を持ち、溶融炉４外に突き出した状態で溶融炉４に設けられた第一軸体５２と、第一軸体５２の周面に設けられたスパイラル状の掻き出し翼５４と、第一軸体５２の溶融炉４外の部分及び掻き出し翼５４の溶融炉４外の部分を被覆する被覆管５６と、第一軸体５２を掻き出し翼５４と共に回転させる第一駆動手段５８とを備えている。
【００２４】
第一軸体５２は溶融炉４の外側の部分が高くなるように傾斜した状態で設けられ、掻き出し翼５４は溶融炉４の湯面より上の高さ位置で、少なくとも一部がドロス層に埋まった状態で設けられている。被覆管５６の外側の端部近傍の下側にはドロス排出のための排出口６０が設けられている。
【００２５】
次に、このドロス回収設備の各機構の動作について説明する。
【００２６】
コンベア（図示せず）上に亜鉛カソード２（６００〜８００ｋｇ／束）を載置すると、検知器（図示せず）が亜鉛カソード２の載置を検知し、コンベア（図示せず）が動きだし、コンベア（図示せず）上の亜鉛カソード２は起立装置２０の近傍に向けて移送される。亜鉛カソード２が起立装置２０の直前位置に到達すると、別の検知器（図示せず）が亜鉛カソード２を検知し、コンベア（図示せず）が停止する。そして、亜鉛カソード２はコンベア（図示せず）から少し浮かされ、プッシャー１４により起立装置２０の挟持装置２２の間に押し出される。
【００２７】
起立装置２０の挟持装置２２は水平状態の亜鉛カソード２の両脇を挟み、この状態で９０度回転し、亜鉛カソード２を垂直に起立させる。次に、装入装置３０の把持装置３２は亜鉛カソード２の上端部を把持し、起立装置２０の挟持装置２２は亜鉛カソード２の両脇から離れる。
【００２８】
装入装置３０の把持装置３２は亜鉛カソード２を把持した状態で降下し、亜鉛カソード２を溶融炉４の装入口（図示せず）を通して湯面直上まで運ぶ。把持装置３２は亜鉛カソード２が湯面に近付いたときに降下速度を落とし、亜鉛カソード２の先端部を湯面にゆっくりと浸漬させる。そして、把持装置３２はこの状態で亜鉛カソード２を離し、上昇する。把持装置３２から離れた亜鉛カソード２は溶湯内に静かに入る。
【００２９】
亜鉛カソード２を投入し、溶湯が溶融炉４内で飛散すると、飛散した溶湯が溶融炉４の炉壁やドロス撹拌装置４０などの周辺部位に付着し、その上にまたドロスが付着して塊となり、この塊がドロス回収の大きな抵抗となり、また、作業者への火傷等の災害につながりやすいが、この発明に係る装置では、溶湯内に亜鉛カソード２を装入し溶解させる際に、亜鉛カソード２をゆっくり溶湯に装入し、溶湯の飛散を防止している。従来、亜鉛カソードは溶融炉に投入口から、重力で投入していた。カソードは溶融炉の湯面に到達時には、速度が上がっており、溶湯が飛散しやすかった。
【００３０】
ドロス撹拌装置４０の第二軸体４２は第二駆動手段４６により回転し、ドロスは第二軸体４２の周囲に設けられた複数本のパドル４４によりほぐされて粉化し、ドロス掻き出し装置５０による溶融炉４外への排出が容易になる。また、ドロス内に閉じこめられていた亜鉛メタルはドロスの粉化によって流下し、溶湯側に移る。
【００３１】
ドロス掻き出し装置５０の第一軸体５２は第一駆動装置５８により回転し、ドロスは第一軸体５２の周囲に設けられた掻き出し翼５４によりガイドされて軸方向に移行し、被覆筒５６内を通って排出口６０から排出される。回収されたドロス中のＺｎ品位は約７５％と高く、製錬所の他工程で再利用され、Ｚｎが回収される。ドロス掻き出し装置５０とドロス撹拌装置４０は同一方向に回転している。
【００３２】
溶湯の高さは検知器（図示せず）により検知され、溶湯の高さが一定レベル以上になると亜鉛カソード２の投入が停止させられ、溶湯の高さは一定レベルに保たれ、ドロス掻き出し装置５０、ドロス撹拌装置４０がＺｎ溶湯に浸からないようになっている。
【００３３】
【発明の効果】
この発明によれば、溶融炉内のドロスを自動的に粉化させて掻き寄せ、排出させることができるので、作業者が高熱下における過酷な肉体労働をしなくて済むという効果がある。
【００３４】
この発明によれば、溶融炉内のドロスを自動的に粉化させて掻き寄せ、排出させることができるので、作業者が粉塵の舞う劣悪な雰囲気中で労働をしなくて済むという効果がある。
【００３５】
この発明によれば、亜鉛カソードが溶湯内に静かに装入されるので、亜鉛カソード装入の際の溶湯の飛散が防止され、炉壁への亜鉛メタルの鋳付きが防止され、鋳付き亜鉛メタルの周面へのドロスの付着による塊状化が回避され、ドロスの回収し難さが回避され、ドロスが回収し易くなるという効果がある。
【００３６】
この発明によれば、ドロスが撹拌装置によって炉内で十分に粉化され、ドロス中の殆どの亜鉛メタルが溶湯中に戻るので、亜鉛カソードの溶解効率が高まるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はこの発明に係るドロス回収設備の説明図である。
【図２】図２はドロス撹拌装置の説明図である。
【図３】図３はドロス掻き出し装置の説明図である。
【符号の説明】
２亜鉛カソード
４溶融炉
１０移送装置
１４プッシャー
２０起立装置
２２挟持装置
３０装入装置
３２把持手段
３４昇降手段
４０ドロス撹拌装置
４２第二軸体
４４パドル
４６第二駆動手段
５０ドロス掻き出し装置
５２第一軸体
５４掻き出し翼
５６被覆管
５８第一駆動手段
６０排出口

Claims

溶融炉と、該溶融炉内に亜鉛カソードを装入するカソード装入装置と、ドロス掻き出し装置と、該ドロス掻き出し装置の近傍に略平行に設けられたドロス撹拌装置とを備え、前記装入装置は、該亜鉛カソードを把持して該溶融炉の装入口に該亜鉛カソードを装入する把持手段と、該把持手段を昇降させる昇降手段とを備え、前記ドロス掻き出し装置は、一部を溶融炉外に突き出している第一軸体と、該第一軸体の周面に設けられたスパイラル状の掻き出し翼と、該第一軸体の溶融炉外の部分及び該掻き出し翼の溶融炉外の部分を被覆する被覆管と、該第一軸体を掻き出し翼と共に回転させる第一駆動手段とを備え、該掻き出し翼は溶融炉の湯面に近接し、該第一軸体は溶融炉外に突き出している部分が高くなるように傾斜しており、該第一軸体の溶融炉内の部分は該掻き出し翼が該溶融炉の湯面より上で、少なくとも一部がドロス層に埋まる高さ位置にあり、前記亜鉛カソードを前記把持手段に把持させ、該亜鉛カソードを把持した状態の該把持手段を該亜鉛カソードの先端部が該溶融炉の湯面に浸漬するまで降下させ、該亜鉛カソードの溶湯表面到達時には降下速度を落とし、該亜鉛カソードの先端部が該溶融炉の湯面に浸漬した状態で該把持手段の把持状態を解除させ、その後該把持手段を上昇させる制御装置を備えていることを特徴とする溶融炉。
前記ドロス撹拌装置が、前記溶融炉の湯面に対して略平行に設けられた第二軸体と、該第二軸体の周面に放射状に設けられた複数本のパドルと、該第二軸体を該パドルと共に回転させる第二駆動手段とを備え、該第二軸体は該パドルが該溶融炉の湯面より上で、少なくとも一部がドロス層に埋まる高さ位置にあることを特徴とする請求項１に記載の溶融炉。
略水平状態の前記亜鉛カソードを略垂直状態に起立させる起立装置を備え、該起立装置は、前記亜鉛カソードの両側端部を挟持する挟持装置と、該挟持装置を回転させて該亜鉛カソードを起立させる回転手段を備え、前記制御装置は、前記起立装置に前記亜鉛カソードを起立させ、該起立装置によって起立させられた該亜鉛カソードを前記把持手段に把持させることを特徴とする請求項１又は２に記載の溶融炉。