特許 6115887 酸素圧縮機切替流量測定方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6115887

(24)【登録日】2017年3月31日

(45)【発行日】2017年4月19日

(54)【発明の名称】酸素圧縮機切替流量測定方法

(51)【国際特許分類】

   C22B 15/00 20060101AFI20170410BHJP

   C22B 15/06 20060101ALI20170410BHJP

【ＦＩ】

   C22B15/00 102

   C22B15/06

【請求項の数】2

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2013-53374(P2013-53374)

(22)【出願日】2013年3月15日

(65)【公開番号】特開2014-177685(P2014-177685A)

(43)【公開日】2014年9月25日

【審査請求日】2015年9月3日

(73)【特許権者】

【識別番号】000183303

【氏名又は名称】住友金属鉱山株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100123869

【弁理士】

【氏名又は名称】押田 良隆

(72)【発明者】

【氏名】真鍋 聡

(72)【発明者】

【氏名】中村 正史

(72)【発明者】

【氏名】竹村 俊介

【審査官】 池ノ谷 秀行

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−２３５５４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１５５３２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００７−５１６４０５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２２Ｂ １５／００−１５／１４

Ｆ２７Ｄ ７／００−１５／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

銅製錬工程で用いる吐出圧力の異なる２基の酸素プラントを低圧酸素の供給元として備え、
前記酸素プラントの各々から供給された低圧酸素を集合し、集合した低圧酸素の量を流量計で測定した後、
集合した低圧酸素を、自熔炉行き高圧酸素ラインに接続された自熔炉用酸素圧縮機設備向けと、転炉行き高圧酸素ラインに接続された転炉用酸素圧縮機設備向けとに分岐後、
前記自熔炉用酸素圧縮機設備又は転炉用酸素圧縮機設備のいずれかに供給された低圧酸素の量を流量計で測定し、
前記酸素プラントの各々から流量計を介して前記自熔炉に低圧酸素を供給するそれぞれの自熔炉低圧酸素ラインを有し、前記自熔炉低圧酸素ラインに供給される低圧酸素量を前記流量計により測定する酸素製造設備において、
前記各圧縮機設備に低圧酸素を供給して高圧酸素を生成する際に、前記２基の酸素プラントの各々から供給される低圧酸素の使用量を監視することによる前記自熔炉用及び転炉用酸素圧縮機設備への低圧酸素の供給元である酸素プラントの切換方法であって、
前記２基の酸素プラントの各々が、自熔炉用酸素圧縮機設備又は転炉用酸素圧縮機設備への低圧酸素の専属供給元となるように、前記２基の酸素プラントのいずれかと前記自熔炉用酸素圧縮機又は転炉用酸素圧縮機設備を直結する流量計を備えた高圧酸素バイパス配管を、前記低圧酸素の集合前に分岐し、前記自熔炉用酸素圧縮機設備又は転炉用酸素圧縮機設備のいずれかに供給される低圧酸素の量を測定する流量計下流側の位置で接続するように設けることによって、銅製錬工程における自熔炉の低圧酸素使用量の増大に応じて低圧酸素を供給する酸素プラントの切替を行うことを特徴とする各酸素プラントの使用量監視による酸素プラント切替方法。

【請求項2】

銅製錬工程で用いる吐出圧力の異なる２基の酸素プラントを低圧酸素の供給元として備え、
前記酸素プラントの各々から供給された低圧酸素を集合し、集合した低圧酸素の量を流量計で測定した後、
集合した低圧酸素を、自熔炉行き高圧酸素ラインに接続された自熔炉用酸素圧縮機設備向けと、転炉行き高圧酸素ラインに接続された転炉用酸素圧縮機設備向けとに分岐後、
前記自熔炉用酸素圧縮機設備又は転炉用酸素圧縮機設備のいずれかに供給された低圧酸素の量を流量計で測定し、
前記酸素プラントの各々から流量計を介して前記自熔炉に低圧酸素を供給するそれぞれの自熔炉低圧酸素ラインを有し、前記自熔炉低圧酸素ラインに供給される低圧酸素量を前記流量計により測定する酸素製造設備において、
前記各圧縮機設備に低圧酸素を供給して高圧酸素を生成する際に、前記２基の酸素プラントの各々から供給される低圧酸素の使用量を監視することによる前記自熔炉用及び転炉用酸素圧縮機設備への低圧酸素の供給元である酸素プラントの切換のための流量測定方法であって、
前記２基の酸素プラントの各々が、自熔炉用酸素圧縮機設備又は転炉用酸素圧縮機設備への低圧酸素の専属供給元となるように、前記２基の酸素プラントのいずれかと前記自熔炉用酸素圧縮機又は転炉用酸素圧縮機設備を直結する流量計を備えた高圧酸素バイパス配管を、前記低圧酸素の集合前に分岐し、前記自熔炉用酸素圧縮機設備又は転炉用酸素圧縮機設備のいずれかに供給される低圧酸素の量を測定する流量計下流側の位置で接続するように設け、
前記バイパス配管を流れる低圧酸素量と、
前記自熔炉低圧酸素ラインを流れる低圧酸素量と、
前記集合した低圧酸素量と、
前記分岐後の低圧酸素量を測定することで、銅製錬工程の自熔炉及び転炉への低圧酸素の供給における各酸素プラントの低圧酸素の使用量を求めることを特徴とする酸素プラントの使用量監視による酸素プラントの切替のための流量測定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、併設された吐出圧力の異なる２つの酸素プラントから低圧酸素を製造し、さらには２台の圧縮機を用いて高圧酸素を製造する過程において、各々の酸素プラントの酸素使用量を監視する酸素の流量測定方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

銅乾式製錬における自熔炉と転炉では、熔体を酸化するために高圧酸素や低圧酸素、及び空気の吹き込みが行われている。その使用量は、自熔炉と転炉の操業計画、操業状況によって変動し、特に高圧酸素或いは低圧酸素を用いる場合、それらの酸素を供給する側の酸素プラントでは、その送給量を調整する必要がある。
現状では、低圧酸素を製造する吐出圧力の異なる２つの酸素プラントと、低圧酸素を高圧酸素へと圧縮する２台の酸素圧縮機から成る酸素製造設備を使用し、低圧酸素、高圧酸素を自熔炉と転炉に送っている。

【0003】

図１は、従来の酸素製造設備構成図である。
通常、酸素プラント３から自熔炉系低圧酸素ライン１、自熔炉行き高圧酸素ライン１２、転炉行き高圧酸素ライン１３へ酸素が供給されている。
自熔炉用酸素圧縮機１０、転炉用酸素圧縮機１１への酸素供給量監視は、流量計１６と流量計１７を用い、自熔炉用酸素圧縮機１０への供給量は流量計１７の測定値、転炉用酸素圧縮機１１の供給量は流量計１６と流量計１７の差分量として監視している。

【0004】

酸素プラント４は、自熔炉系低圧酸素ライン２へ酸素を供給しており、自熔炉用酸素圧縮機１０、転炉用酸素圧縮機１１への供給は、酸素供給切替ＯＮ−ＯＦＦ弁８を閉として行わず、酸素プラント３のバックアップ用としている。
なお、図１において、５、６は放風弁、７、９は酸素供給切替ＯＮ−ＯＦＦ弁、１４、１５は流量計である。

【0005】

図２は、従来の高圧系酸素供給パターンと各酸素プラントからの酸素使用量監視フローチャート図で、表１のパターンリストに示すパターンに則って、酸素供給切替ＯＮ−ＯＦＦ弁７、及び酸素供給切替ＯＮ−ＯＦＦ弁８を操作して酸素の供給が行われる。
自熔炉系低圧酸素ライン１の酸素使用量が増加した場合は、酸素供給切替ＯＮ−ＯＦＦ弁８を開とし、高圧酸素ラインの供給不足分を補充する必要があり、酸素プラント３と酸素プラント４の２基の酸素プラントより高圧酸素の供給を行う供給パターンIIIの状況となる。しかしパターンIIIの場合、各酸素プラントからの酸素使用量は高圧酸素ライン分が不明瞭となるだけでなく、吐出圧力の違いにより事実上、パターンIIIでの酸素供給をする事が困難である。

【0006】

よって、自熔炉系低圧酸素ライン１の酸素使用量増加に対応する為には、自熔炉系低圧酸素ライン２の酸素供給量を大きく減少させて、パターンIIでの運転方法を採用しなければならなくなっている。

【0007】

【表1】

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開平１０−２２０９６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明は、このような状況を解決するためになされたものであり、自熔炉・転炉での酸素使用量によって生じる酸素プラントの高圧系酸素供給パターン切替において、圧力の異なる酸素を供給可能にする、酸素プラントの酸素使用量監視による酸素プラント切替方法、および酸素プラント切替の為の流量測定方法を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明は、上記課題を解決する為に、２系統への高圧系酸素供給が吐出圧力の異なる２基の酸素プラントにて行われる時に限っては、酸素プラント３を自熔炉専用、酸素プラント４を転炉専用として切替が可能となれば、同時に圧力の異なる酸素の供給を行え、かつ各酸素プラントの高圧酸素ライン分の流量測定ができることを見出し、本発明の完成に至ったものである。

【0011】

本発明の第１の発明は、銅製錬工程で用いる吐出圧力の異なる２基の酸素プラントを低圧酸素の供給元として備え、それらの酸素プラントの各々から供給された低圧酸素を集合し、集合した低圧酸素の量を流量計で測定した後、集合した低圧酸素を、自熔炉行き高圧酸素ラインに接続された自熔炉用酸素圧縮機設備向けと、転炉行き高圧酸素ラインに接続された転炉用酸素圧縮機設備向けとに分岐後、自熔炉用酸素圧縮機設備又は転炉用酸素圧縮機設備のいずれかに供給された低圧酸素の量を流量計で測定し、酸素プラントの各々から流量計を介して自熔炉に低圧酸素を供給する、それぞれの自熔炉低圧酸素ラインを有し、その自熔炉低圧酸素ラインに供給される低圧酸素量を流量計により測定する酸素製造設備において、各圧縮機設備に低圧酸素を供給して高圧酸素を生成する際に、それら２基の酸素プラントの各々から供給される低圧酸素の使用量を監視することによる自熔炉用及び転炉用酸素圧縮機設備への低圧酸素の供給元である酸素プラントの切換方法であって、それら２基の酸素プラントの各々が、自熔炉用酸素圧縮機設備又は転炉用酸素圧縮機設備への低圧酸素の専属供給元となるように、２基の酸素プラントのいずれかと自熔炉用酸素圧縮機又は転炉用酸素圧縮機設備を直結する流量計を備えた高圧酸素バイパス配管を、低圧酸素の集合前に分岐し、自熔炉用酸素圧縮機設備又は転炉用酸素圧縮機設備のいずれかに供給される低圧酸素の量を測定する流量計下流側の位置で接続するように設けることによって、銅製錬工程における自熔炉の低圧酸素使用量の増大に応じて低圧酸素を供給する酸素プラントの切替を行うことを特徴とする各酸素プラントの使用量監視による酸素プラント切替方法である。

【0012】

本発明の第２の発明は、銅製錬工程で用いる吐出圧力の異なる２基の酸素プラントを低圧酸素の供給元として備え、それらの酸素プラントの各々から供給された低圧酸素を集合し、集合した低圧酸素の量を流量計で測定した後、集合した低圧酸素を、自熔炉行き高圧酸素ラインに接続された自熔炉用酸素圧縮機設備向けと、転炉行き高圧酸素ラインに接続された転炉用酸素圧縮機設備向けとに分岐後、自熔炉用酸素圧縮機設備又は転炉用酸素圧縮機設備のいずれかに供給された低圧酸素の量を、その流量計で測定し、酸素プラントの各々から流量計を介して自熔炉に低圧酸素を供給する、それぞれの自熔炉低圧酸素ラインを有し、その自熔炉低圧酸素ラインに供給される低圧酸素量を流量計により測定する酸素製造設備において、各圧縮機設備に低圧酸素を供給して高圧酸素を生成する際に、それら２基の酸素プラントの各々から供給される低圧酸素の使用量を監視することによる自熔炉用及び転炉用酸素圧縮機設備への低圧酸素の供給元である酸素プラントの切換のための流量測定方法であって、それら２基の酸素プラントの各々が、自熔炉用酸素圧縮機設備又は転炉用酸素圧縮機設備への低圧酸素の専属供給元となるように、それら２基の酸素プラントのいずれかと自熔炉用酸素圧縮機又は転炉用酸素圧縮機設備を直結する流量計を備えた高圧酸素バイパス配管を、低圧酸素の集合前に分岐し、自熔炉用酸素圧縮機設備又は転炉用酸素圧縮機設備のいずれかに供給される低圧酸素の量を測定する流量計下流側の位置で接続するように設け、そのバイパス配管を流れる低圧酸素量と、自熔炉低圧酸素ラインを流れる低圧酸素量と、集合した低圧酸素量と、分岐後の低圧酸素量を測定することで、銅製錬工程の自熔炉及び転炉への低圧酸素の供給における各酸素プラントの低圧酸素の使用量を求めることを特徴とする酸素プラントの使用量監視による酸素プラントの切替のための流量測定方法である。

【発明の効果】

【0013】

本発明により吐出圧力の異なる２基の酸素プラントより２系統を持つ高圧酸素ラインへ酸素供給する場合、系統毎に酸素供給が出来、他方の酸素プラント側の低圧酸素ライン供給量を大きく減少させる必要が無く、高圧側へ酸素供給が出来る。
また流量測定方法を切替る事で、各酸素プラントからの酸素使用量の監視が明確に行える為、適切な酸素プラントの運転ができる。
以上より、酸素供給パターンI〜IIIでの高圧酸素供給が可能となり、酸素使用量に応じた各酸素プラントの効率的な運転方法を選択出来、その工業上顕著な効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】従来の酸素製造設備の構成図である。

【図2】従来の高圧系酸素供給パターンと酸素プラント使用量監視フローチャート図である。

【図3】本発明の酸素製造設備の構成図である。

【図4】本発明の高圧系酸素供給パターンと酸素プラント使用量監視フローチャート図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明での高圧酸素ラインへの供給に対し、酸素プラント切替時の流量測定方法を詳細に説明する。
図３は、本発明の酸素製造設備構成図で、自熔炉、転炉用高圧酸素供給を各酸素プラント専属で供給できるよう図１の従来設備に、高圧酸素バイパス配管１８、酸素供給切替ＯＮ−ＯＦＦ弁１９、高圧酸素バイパス配管流量計２０を追加設置したものである。
なお、図３において、符号は図１と同じものを示している。

【0016】

図４は、本発明の高圧系酸素供給パターンと酸素プラント使用量監視フローチャート図で、表２のパターンリストに示すパターンに則って、酸素供給切替ＯＮ−ＯＦＦ弁７〜１０を操作して酸素の供給が行われ、吐出圧力の異なる２つの酸素プラントより高圧酸素ラインへ酸素供給を行うパターンIIIの状況においても、各酸素プラントからの酸素使用量を明確に知ることができる。

【0017】

この図４に示すように、パターンIでは酸素プラント３のみからの供給であり、自熔炉に対しては流量計２０を用い、転炉に対しては流量計１６を用いて測定する。
低圧酸素の使用量を含めた各酸素プラントからの酸素使用量は、酸素プラント３において流量計１４、１６、２０の合算値、酸素プラント４において流量計１５の測定値となる。

【0018】

パターンIIでは酸素プラント４のみからの供給であり、自熔炉に対しては流量計１７、転炉に対しては流量計１６、１７を用いて差分値として測定する。
低圧酸素の使用量を含めた各酸素プラントからの酸素使用量は、酸素プラント３において流量計１４の測定値、酸素プラント４において流量計１５、１６の合算値となる。

【0019】

パターンIIIでは酸素プラント３、４の両設備からの供給となるが、高圧酸素バイパス配管１８を利用して自熔炉用は流量計２０、転炉用は流量計１６を用いて測定する。
低圧酸素の使用量を含めた各酸素プラントからの酸素使用量は、酸素プラント３において流量計１４、２０の合算値、酸素プラント４においては流量計１５、１６の合算値となる。

【0020】

以上により、吐出圧力の異なる２基の酸素プラントより高圧酸素ラインへ酸素供給を行うパターンIIIの状況においても、従来不明瞭な測定値であった各酸素プラントからの酸素使用量を明確に知ることができ、自熔炉行き低圧酸素ライン１の酸素使用量増加に対応したパターンIIIでの酸素供給が可能である。

【0021】

【表2】

【実施例1】

【0022】

吐出圧力２０［ｋＰａ］の酸素プラント３と、吐出圧力４０［ｋＰａ］の酸素プラント４を用い、本発明の測定方法により各酸素プラントの使用量測定を実施した。
従来の設備構成では、吐出圧力が大きく違い、酸素供給パターンIIIでの酸素供給が実際に不可能な状態であったが、本発明の高圧酸素バイパス配管１８を利用する事で自熔炉用酸素圧縮機へは２０［ｋＰａ］の酸素を、転炉用酸素圧縮機へは４０［ｋＰａ］の酸素を専属で供給する事が出来た。

【0023】

さらに、酸素供給パターンの切替時には、酸素供給切替ＯＮ−ＯＦＦ弁７、８、９、１９に付属している開閉確認用リミットスイッチにて、各弁の開閉状態を取込み、図４に示すような制御フローチャートに基づき各流量計１４、１５、１６、１７、２０からの測定値を演算し、自熔炉用、転炉用各高圧酸素ラインの流量及び各酸素プラントの酸素使用量を監視する事が出来た。

【符号の説明】

【0024】

１ 自熔炉系低圧酸素ライン
２ 自熔炉系低圧酸素ライン
３ 酸素プラント
４ 酸素プラント
５ 放風弁
６ 放風弁
７ 酸素供給切替ＯＮ−ＯＦＦ弁
８ 酸素供給切替ＯＮ−ＯＦＦ弁
９ 酸素供給切替ＯＮ−ＯＦＦ弁
１０ 自熔炉用酸素圧縮機
１１ 転炉用酸素圧縮機
１２ 自熔炉行き高圧酸素ライン
１３ 転炉行き高圧酸素ライン
１４ 流量計
１５ 流量計
１６ 流量計
１７ 流量計
１８ 自熔炉行き高圧酸素バイパス配管
１９ 酸素供給切替ＯＮ−ＯＦＦ弁
２０ 流量計

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】