ケーススタディ - 南アフリカのKumba Ferrosilicon

会社概要:

	噴霧化プロセス 分離装置用のフェロシリコン
	南アフリカのトップクラスサプライヤ 鉄鉱石炭鉱 酸化重金属生産者
	プラントは1996年に建設完了
	最新の分離テクノロジー ダウンストリームプロセスに大きな価値を付加 正しい粒度分布は重要です。

背景

1996年、Kumba社は気体で噴霧化されたフェロシリコンパウダーの生産を開始しました。気体噴霧化は、溶解金属と高圧ガスの制御によってパウダーのミクロ構造と化学的構成の調整が可能なプロセスで、広く使われています。ノズルの寸法が重要で、リアルタイムのPSD(粒度分布）測定によって厳しい仕様に適合し、コストの削減と品質の向上を可能にします。

Kumbaのフェロシリコンの品質とそのアプリケーションは最先端のテクノロジーを利用しており、鉄鉱石炭鉱事業に加えて重要な価値を会社に生み出しています。Kumbaのフェロシリコンパウダーの製造では、スクラップ鉄とシリコンを混合して誘導炉で溶解します。そこで溶解した金属は細いノズルに注入し、高圧窒素ガスで爆発させてほぼ球状の細かいフェロシリコン粒子ができ上がります。次にこのパウダーはサイクロンに注入されて冷却床に送られます。パウダーはサイクロンでフィルタにかけられ、細かすぎる粒子はバッグハウスに収納されます。フィルタは定期的に空にされ、中の粒子は製品ホッパーに移します。冷却床の粒子は212nmのスクリーンを通り抜けて製品ホッパーに移され、大きな袋に詰め替えられて出荷を待ちます。Insitecは手動スクリーン手順を設置しましたが、これは時間がかかり、何時間もの生産遅延が発生しました。現在ではプロセスコントロールにオンラインレーザー回折を使用しています。しかし最終的な品質保証は今でもスクリーンを使って行っています。ダウンストリームプロセスには、定期的に空になるバックフィルターと、粒子が沈降するストレージホッパーが含まれているため、製品出荷前のスクリーン使用の必要性はこれまでと同様です。

冷却と分級

Kumbaでの取り付け

Insitecシステムを使用すると、希望のPSD(粒度分布）が実現できるようにプロセスパラメータを調整できるように粒子径を噴霧機の出口近くで測定します。

噴霧化の後、材料は窒素を使ってサイクロンに送られます。冷却後、材料は重力で降下します。Dv50は約100ミクロン(推定は100%が300ミクロン未満)で、SGは約7.2です。材料は摩耗性と考えられていますが、その粒子は球状に近い形状をしています。粒度分布値は直接オペレータに送信されます（コントロール室のディスプレーを通して） 表示されるのは-45µmと+212µmの%、および制限値外の指標です。この直後レポートによって粒子径の変動がすぐに検知でき、プロセスパラメータもそれに応じて調整できます。時刻歴ファイルを調べることにより、夜のシフトや他の時間帯のパフォーマンスをトラッキングできます。

標準的なPSD歴

噴霧機起動

Insitecの利点

PSD(粒度分布）によって材料密度が決定し、それによって分離プロセスの効率も決定するため、一貫性は非常に重要です。細かい粒子は密度が高く、最終製品はサイズレンジで分類されて販売されます。

Malvern Insitecシステムの導入前は、Kumbaのフェロシリコンパウダーの粒度分布はバラツキが多く、生産した製品のうち大きな割合が要求された仕様に適合しませんでした。その結果、たくさんの市場を失った製品が山積みにされ、需要のある製品の生産は遅れていきました。Insitec システムの導入後、製品の山積みは解消し、生産時間とコストは低減し、新しいサイズレンジの新製品も導入しました。

全体的結果:

在庫が解消した
生産時間が短縮された
生産コストが削減された
ダウンタイムが縮小し、メンテナンスも予定設定が可能となった
新製品を導入した
「一回目から使える製品」を生産できるようになった
Insitecはプラントオペレーションで必要不可欠なものとなりました。