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JP3146066B2 - Method and apparatus for smelting reduction of steelmaking dust - Google Patents
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JP3146066B2 - Method and apparatus for smelting reduction of steelmaking dust - Google Patents

Method and apparatus for smelting reduction of steelmaking dust

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JP3146066B2
JP3146066B2 JP13887692A JP13887692A JP3146066B2 JP 3146066 B2 JP3146066 B2 JP 3146066B2 JP 13887692 A JP13887692 A JP 13887692A JP 13887692 A JP13887692 A JP 13887692A JP 3146066 B2 JP3146066 B2 JP 3146066B2
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tuyere
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、転炉の排ガス中から回
収される製鋼ダストや鋼の圧延後の酸洗工程から回収さ
れる酸洗スケール等(以下これらを製鋼ダストと総称す
る)の溶融還元方法及びその装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a steelmaking dust recovered from the exhaust gas of a converter and a pickling scale recovered from a pickling process after rolling steel (hereinafter these are collectively referred to as steelmaking dust). The present invention relates to a smelting reduction method and an apparatus therefor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来転炉の排ガス中から回収される製鋼
ダストは電気炉等において溶融還元して有効利用するこ
とが知られている。例えば製鋼ダストをブリケット化
し、自焼成電極の電気炉を用いてジュール熱を利用して
処理するゼーダベルグ法がある。この技術はブリケット
が棚吊りを生じ、ガスの吹き上げがあるために、操業が
安定しないという問題があり、密閉型にすることができ
ず、従ってガス回収メリットもなく、処理コストが高
い。またDCアーク炉法として、製鋼ダストを乾燥粉砕
し、中空電極を用いた電気炉においてアークを利用して
処理する技術も知られているが、ダストのロスが大きく
ガス回収量も少なく、やはりコストアップになる。
2. Description of the Related Art It has been known that steelmaking dust recovered from exhaust gas from a converter is melt-reduced in an electric furnace or the like for effective use. For example, there is a Seedaberg method in which steelmaking dust is briquetted and processed using Joule heat using an electric furnace of a self-firing electrode. This technique has a problem that the operation is not stable because briquettes are suspended on the shelves and gas is blown up, so that the sealed type cannot be used, so that there is no gas recovery advantage and the processing cost is high. As a DC arc furnace method, there is also known a technique in which steelmaking dust is dried and pulverized and treated using an arc in an electric furnace using a hollow electrode, but the dust loss is large, the gas recovery amount is small, and the cost is also low. Be up.

【0003】これに対して、竪型炉を用いて粉状鉱石を
溶融還元する技術があり、電力使用量が少なく、ガス回
収が容易でダストロスが少ないという特徴がある。例え
ば、本出願人は、特公昭59−18452号公報におい
て、コークス充填層を有し2段羽口を備えた竪型溶融還
元炉の羽口から、予備還元した粉状鉱石をフラックスと
共に吹き込み溶融還元する技術を提供している。また、
これと類似する技術として、コークス充填層を有する竪
型炉にプラズマ付き羽口を備え、金属酸化物含有ダスト
から不揮発性金属を回収する方法が特公昭60−555
74号公報に開示されている。この技術はシャフト炉型
溶融還元炉を用い、プラズマ羽口を用いてコークス充填
層中に粉鉱石を羽口から吹き込むもので、ガス回収が可
能で、コマーシャルベースで操業しているといわれてい
るが、プラズマトーチの寿命が240時間程度と短く、
また使用する電力量が多いという問題点がある。
On the other hand, there is a technique for melting and reducing powdery ore using a vertical furnace, which is characterized by low power consumption, easy gas recovery and low dust loss. For example, in the Japanese Patent Publication No. 59-18452, the present applicant blows molten pre-reduced powder ore together with flux from a tuyere of a vertical smelting reduction furnace having a coke packed bed and a two-stage tuyere. We provide technology for reduction. Also,
As a similar technique, a method of recovering nonvolatile metal from dust containing metal oxide by providing a tuyere with plasma in a vertical furnace having a coke packed bed is disclosed in Japanese Patent Publication No. 60-555.
No. 74 discloses this. This technology uses a shaft furnace type smelting reduction furnace and blows fine ore from the tuyere into the coke packed bed using a plasma tuyere, and is said to be able to recover gas and operate on a commercial basis. However, the life of the plasma torch is as short as 240 hours,
There is also a problem that a large amount of electric power is used.

【0004】さらに、コークス充填層を有する竪型炉に
2段羽口を備え、羽口から粉状クロム鉱石及び造滓材の
吹込みを行うと同時に炉頂口から金属源、炭材及び造滓
材を装入する含クロム溶銑の製造方法が特公平1−59
327に記載されており、キュポラのイメージに羽口吹
込みを併用した技術である。同様な技術は、特開昭62
−54007号公報、特開平1−294812号公報、
特開平1−247535号公報、特開平1−20842
5号公報、特開平1−240628号公報、特開平2−
282433号公報にも開示されている。
Further, a vertical furnace having a coke packed bed is provided with a two-stage tuyere, and powdery chromium ore and slag-making material are blown from the tuyere, and at the same time, a metal source, a carbon material and a slag-making material are blown from the furnace top. A method for producing chromium-containing hot metal into which slag is charged is disclosed in Japanese Patent Publication No. 1-59.
327, which is a technique in which tuyere blowing is used in combination with a cupola image. A similar technique is disclosed in
-54007, JP-A-1-294812,
JP-A-1-247535, JP-A-1-208842
No. 5, JP-A-1-240628, JP-A-2-40628
It is also disclosed in Japanese Patent No. 282433.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、コーク
ス充填層を有し、2段羽口を備えた竪型溶融還元炉の羽
口から、製鋼ダストを吹き込み、これだけを溶融還元す
る技術は従来知られていない。転炉の排ガス中から回収
される製鋼ダストや、鋼の圧延後の酸洗工程から回収さ
れる酸洗スケール等は、非常に微細粒度を有し不整形な
粒子であり、またスラリー状態で回収されるので、適切
な前処理が必要である。
However, there is known a technique in which steelmaking dust is blown from the tuyere of a vertical smelting reduction furnace having a coke packed bed and having two-stage tuyere, and only this is melted and reduced. Not. Steelmaking dust recovered from the exhaust gas from the converter and pickling scale recovered from the pickling process after rolling the steel are irregular particles with very fine particle size, and are recovered in a slurry state. Therefore, appropriate pretreatment is required.

【0006】特に、ステンレス鋼等を転炉で精練すると
きに生じるガス中の微細粉末は、非常に微細な粒子であ
るため、スラリー状態で湿式回収せざるを得ない。この
ような転炉排ガスは有効成分を多く含んでいるが、これ
を乾燥回収し効率よく溶融還元するためには、適切な原
料調整、溶融還元炉の安定操業、熱の有効利用等の技術
開発を必要とし、これらの有機的総合的結合によって初
めて工業的規模の処理が可能となる。
In particular, fine powder in a gas generated when refining stainless steel or the like in a converter is very fine particles, and therefore must be wet-recovered in a slurry state. Such converter exhaust gas contains a lot of active ingredients, but in order to dry and recover this and efficiently melt-reduce it, technology development such as appropriate raw material adjustment, stable operation of the smelting reduction furnace, effective use of heat, etc. , And these organically integrated combinations only allow industrial-scale processing.

【0007】本発明は、このような転炉の廃ガス中から
回収される製鋼ダストや、鋼の圧延後の酸洗工程から生
じる酸洗スケール等を効率よく溶融還元する方法を提供
することを目的とする。本発明は基本的には、コークス
充填層竪型炉を用い、その羽口から原料を吹き込み溶融
還元する技術に属する。
An object of the present invention is to provide a method for efficiently melting and reducing steelmaking dust recovered from the waste gas of a converter, pickling scale generated from a pickling process after rolling steel, and the like. Aim. The present invention basically belongs to a technology in which a raw material is blown from a tuyere of a coke packed bed vertical furnace and melt-reduced.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、製鋼ダストを
平均粒径約60μmの物理凝集球状微粉に成粒し、この
物理凝集球状微粉をフラックス微粉と均一に混合し、こ
の混合粉をコークス充填層2段羽口竪型溶融還元炉の上
段羽口から炉内に吹込み、前記製鋼ダストを溶融還元し
て溶鋼を製造することを特徴とする製鋼ダストの溶融還
元方法である。ここで物理凝集微粉とは、単体粒子が単
に物理的に凝集して団塊となっている微粉であって、高
温雰囲気等にさらされたとき元の粒子に分解して瞬時に
溶解してしまうような微粉を言う。製鋼ダストとしてク
ロム鋼を精練する転炉の排ガス中から回収されたダスト
スラリーを用い、これを濃縮し噴霧乾燥して物理凝集球
状微粉を製造し、高能率で溶融還元することができる。
According to the present invention, a steelmaking dust is granulated into physically aggregated spherical fine powder having an average particle size of about 60 μm, and the physically aggregated spherical fine powder is uniformly mixed with a flux fine powder. A method for smelting and reducing steelmaking dust, characterized in that molten steel is produced by blowing into the furnace from the upper tuyere of a packed bed two-stage tuyere vertical smelting reduction furnace and melting and reducing the steelmaking dust. Here, the physically agglomerated fine powder is a fine powder in which a single particle is simply aggregated physically to form an aggregate, and when it is exposed to a high-temperature atmosphere or the like, it is decomposed into the original particles and instantly dissolved. Say fine powder. Dust slurry collected from the exhaust gas of a converter for refining chromium steel is used as steelmaking dust, concentrated and spray-dried to produce physically aggregated spherical fine powder, which can be melt-reduced with high efficiency.

【0009】上記本発明を好適に実施することができる
本発明の装置は、 (a)転炉排ガス湿式集塵ダストスラリーを噴霧乾燥し
て物理凝集球状微粉を製造する装置 (b)球状微粉をフラックス微粉と均一混合する混合装
置 (c)コークス充填層2段羽口竪型溶融還元炉 (d)この炉の排出ガスを燃焼して羽口吹込み空気を熱
風とするレキュペレータ (e)レキュペレータの排出ガスを噴霧乾燥に用いる排
熱利用装置 を備えたことを特徴とする製鋼ダストの溶融還元装置で
ある。
The apparatus of the present invention capable of suitably carrying out the present invention includes: (a) an apparatus for producing a physically aggregated spherical fine powder by spray-drying a converter dust wet-type dust collecting dust slurry; Mixing device for uniform mixing with flux fines. (C) Two-stage tuyere vertical smelting reduction furnace with coke packed bed. (D) Recuperator that burns exhaust gas from this furnace and uses tuyere blowing air as hot air. (E) Recuperator This is a smelting reduction device for steelmaking dust, which is provided with an exhaust heat utilization device that uses exhaust gas for spray drying.

【0010】[0010]

【作用】転炉の排ガス中から回収される製鋼ダストは平
均粒径が約1μm程度である。しかも、粒形が不整形な
複雑形状をしているので、流動性が悪い。またスラリー
状態で回収される。本発明はこのような製鋼ダストを乾
燥する工程において、乾燥と同時に、物理凝集球状微粉
に成形する。
The steelmaking dust recovered from the exhaust gas from the converter has an average particle size of about 1 μm. In addition, the fluidity is poor because the granules have an irregular and complicated shape. It is collected in a slurry state. In the present invention, in the step of drying the steelmaking dust, the steelmaking dust is formed into a physically aggregated spherical fine powder simultaneously with the drying.

【0011】本発明において物理凝集とは、バインダ等
を用いることなく、噴霧スラリーの表面張力により球状
をなしている状態から水分を乾燥するだけで物理的に凝
集状態の球形を保っていることを言う。このような物理
凝集球状微粉は溶融還元炉の羽口前(レースウェイ)の
高温還元性雰囲気において凝集している粒子が元の微粒
子の状態に戻り瞬時に溶解する。本発明の物理凝集球状
微粉は、平均粒度が約60μmとなっている。
In the present invention, physical aggregation refers to maintaining a physically aggregated sphere by simply drying water from a spherical state due to the surface tension of a spray slurry without using a binder or the like. To tell. In such a physically agglomerated spherical fine powder, the agglomerated particles return to the original fine particle state in a high-temperature reducing atmosphere in front of the tuyere (raceway) of the smelting reduction furnace, and are instantaneously dissolved. The physically aggregated spherical fine powder of the present invention has an average particle size of about 60 μm.

【0012】物理凝集球状微粉は適切な濃度の微粉末の
スラリーを遠心式のスプレードライヤによって噴霧乾燥
処理することにより得ることができる。すなわち、上記
本発明を好適に実施することができる本発明の装置は、
ダストスラリーを適切に濃度調整し、遠心噴霧乾燥して
物理凝集球状微粉を製造する装置によって製造すること
ができる。
The physically aggregated spherical fine powder can be obtained by spray-drying a slurry of fine powder having an appropriate concentration by a centrifugal spray dryer. That is, the device of the present invention that can suitably carry out the present invention is
The dust slurry can be appropriately adjusted in concentration and centrifugally spray-dried to produce a physically aggregated spherical fine powder.

【0013】物理凝集粒子は、流動性がよくハンドリン
グが容易である。このような物理凝集粒子は、溶融還元
炉内に形成している高温のレースウエイ中に吹き込まれ
たとき、解砕して元の粒子の状態の極めて小さい粒子と
して瞬時に溶融し、赤熱コークスの還元雰囲気中におい
て極めて短時間に還元される。溶融還元炉における還元
反応は、コークスによる直接還元が主体である。従っ
て、溶融還元炉から排出される排ガスはCOが極めて高
いガスである。このガスを燃焼して羽口吹込み空気を熱
風とするレキュペレータを配置し、熱回収を図る。この
場合、レキュペレータの排出ガスを噴霧乾燥に用いる。
また上記排ガスを直接噴霧乾燥に用いても良い。いずれ
にしても、総合的に効率よく熱利用する。
Physically aggregated particles have good fluidity and are easy to handle. When such physically agglomerated particles are blown into the high-temperature raceway formed in the smelting reduction furnace, they are disintegrated and instantaneously melted as extremely small particles in the original particle state. It is reduced in a very short time in a reducing atmosphere. The reduction reaction in a smelting reduction furnace is mainly performed by direct reduction with coke. Therefore, the exhaust gas discharged from the smelting reduction furnace is a gas with extremely high CO. A recuperator that burns this gas and uses the tuyere blowing air as hot air is arranged to recover heat. In this case, the exhaust gas of the recuperator is used for spray drying.
Further, the exhaust gas may be directly used for spray drying. In any case, heat is utilized efficiently and comprehensively.

【0014】[0014]

【実施例】図1は本発明の実施例の製鋼ダストの溶融還
元方法を示す全体フローシートである。実施例は大きく
分けると (A)製鋼ダストをコークス充填層溶融還元炉に吹き込
むように適切に調整する原料調整工程 (B)溶融還元炉による溶融還元工程 (C)ガス回収し、これを有効利用するガス回収、熱利
用工程 からなっている。以下これらを詳細に説明する。 (A)原料調整工程 図1のA部の詳細を図2に示した。
1 is an overall flow sheet showing a method for smelting and reducing steelmaking dust according to an embodiment of the present invention. The examples can be roughly divided into (A) a raw material adjustment step of appropriately adjusting steelmaking dust to be blown into a coke packed bed smelting reduction furnace, (B) a smelting reduction step by a smelting reduction furnace, and (C) gas recovery and effective use. Gas recovery and heat utilization processes. Hereinafter, these will be described in detail. (A) Raw Material Adjusting Step FIG. 2 shows the details of the part A in FIG.

【0015】転炉から回収されたダスト1は、ウエジワ
イヤスクリーンにより異物を除いて貯槽3に溜められ、
ついでポンプにて遠心脱水機4に送られ脱水した後、ス
ラリー貯槽7に収納される。鋼帯の圧延後の酸洗工程か
ら回収された圧延スラリー2はリパルプ工程5を経て適
切な濃度のスラリーに調整され、スラリー貯蔵槽7に収
納される。この濃度調整されたスラリーは、ポンプ8に
よって配管9を通ってスプレードライヤ10に送られ
る。スプレードライヤ10に送られたスラリーは遠心噴
霧乾燥により、乾燥成粒される。このスプレードライヤ
のバーナ11の熱ガスは溶融還元炉の排ガスを利用す
る。
[0015] The dust 1 collected from the converter is collected in a storage tank 3 by a wedge wire screen except for foreign matter.
Then, it is sent to the centrifugal dehydrator 4 by a pump to be dehydrated, and then stored in the slurry storage tank 7. The rolled slurry 2 recovered from the pickling process after the rolling of the steel strip is adjusted to a slurry having an appropriate concentration through a repulp process 5 and stored in a slurry storage tank 7. The slurry whose concentration has been adjusted is sent to a spray dryer 10 through a pipe 9 by a pump 8. The slurry sent to the spray dryer 10 is dried and granulated by centrifugal spray drying. The hot gas of the burner 11 of the spray dryer uses the exhaust gas of the smelting reduction furnace.

【0016】図8にダストの粒度分布の例とスプレード
ライヤ10において成粒された粒子の粒度分布を示し
た。図8において、ヒストグラム100はOGダストの
粒度分布を示すもので、曲線101はその累積曲線であ
る。粒度範囲は14μm〜0.2μm、平均粒径約1μ
mである。これを遠心噴霧乾燥により乾燥成粒した粒子
104の粒度分布はヒストグラム102、累積曲線10
3で示されるように粒度範囲は176μm〜16μm、
平均粒径約60μmの顆粒状粒子となる。このように乾
燥と同時に造粒された粒子を図7に示した。図7はスプ
レードライヤ10において乾燥成粒後の粒子104の1
個の形状を示すものである。ダストは粒径約1μmの微
粒子であるが、成粒された粒子104は粒径約60μm
の球状粒子となっている。このような粒子はバインダを
含まず解砕性に富む物理凝集粒子であって、水分は1%
以下しか含有しない。この粒子はほぼ球状をなしてお
り、ハンドリングが非常に容易であり、輸送管やホッパ
等において閉塞等を起こすことなく、溶融還元炉の羽口
から熱風とともに吹き込むことができる。また炉内のレ
ースウエイ中において容易に原形の粒子に解砕し、迅速
に溶融し、還元される特性を有する。
FIG. 8 shows an example of the particle size distribution of dust and the particle size distribution of the particles formed in the spray dryer 10. In FIG. 8, a histogram 100 shows the particle size distribution of OG dust, and a curve 101 is a cumulative curve thereof. Particle size range 14μm ~ 0.2μm, average particle size about 1μ
m. The particle size distribution of particles 104 dried and granulated by centrifugal spray drying is represented by histogram 102 and cumulative curve 10.
3, the particle size range is 176 μm to 16 μm,
It becomes granular particles having an average particle size of about 60 μm. FIG. 7 shows the particles granulated simultaneously with the drying. FIG. 7 shows one of the particles 104 after drying and granulation in the spray dryer 10.
FIG. The dust is fine particles having a particle size of about 1 μm, and the granulated particles 104 have a particle size of about 60 μm.
Spherical particles. Such particles are physically aggregated particles that do not contain a binder and are highly crushable and have a water content of 1%.
Contains only the following. These particles have a substantially spherical shape, are very easy to handle, and can be blown with hot air from the tuyere of the smelting reduction furnace without causing clogging or the like in a transport pipe or a hopper. In addition, it has the property of being easily broken into original particles, quickly melted and reduced in the raceway in the furnace.

【0017】スプレードライヤ10の下底又はガス分離
機12の下底に溜った粒子は貯槽14内にためられる。
一方粒径2mm以下の集塵粉などの乾ダスト15は貯槽
17内にためられている。また貯槽18には製鋼スラグ
がためられている。これらの貯槽14、17、18から
ロータリーフィーダ19、20やスクリューフィーダ2
1を用いて一定量を切り出し、スクリーン22で異物を
取り除き、計量・均圧ホッパ23に装入する。計量・均
圧ホッパ23ではこれら各種の粉体を計量し、気流混合
して吹込原料を調整する。スラグは炉から排出されるス
ラグの塩基度が1.4±0.1になるように配合比を調
整する。計量・均圧ホッパ23は次のリフトタンク24
に均圧しながら吹込原料を供給する。リフトタンク24
は、吹込原料を流動化してキャリヤガスと共に溶融還元
炉の羽口に圧送し、ランスを通して炉内に吹き込む。 (B)溶融還元工程 竪型溶融還元炉31は、炉頂から炉頂ホッパ33を経て
コークス34を供給されコークス充填層34を炉内に形
成している。竪型溶融還元炉31は、熱風発生装置から
送られた高温空気又は酸素富化空気65を、配管38、
39を通って、上下2段の羽口35、36から炉内に吹
き込み、炉内にコークス燃焼によるレースウエイを形成
している。上段羽口35からランス40を介して吹き込
まれた吹込原料はレースウエイ内で溶融し還元される。
溶融還元された金属は炉内を下降し、炉底の排出口から
排出される。
The particles collected at the bottom of the spray dryer 10 or the bottom of the gas separator 12 are collected in a storage tank 14.
On the other hand, dry dust 15 such as dust powder having a particle size of 2 mm or less is accumulated in the storage tank 17. Further, steel slag is stored in the storage tank 18. From these storage tanks 14, 17, and 18, rotary feeders 19 and 20 and screw feeders 2 are provided.
A predetermined amount is cut out using 1, foreign matter is removed by a screen 22, and is loaded into a weighing / equalizing hopper 23. The weighing / equalizing hopper 23 weighs these various powders and mixes them in a gas stream to adjust the blowing material. The mixing ratio of the slag is adjusted so that the basicity of the slag discharged from the furnace is 1.4 ± 0.1. The weighing / equalizing hopper 23 is the next lift tank 24
And supply the blowing material while equalizing the pressure. Lift tank 24
Is fluidized and blown together with a carrier gas into a tuyere of a smelting reduction furnace, and blown into the furnace through a lance. (B) Smelting Reduction Step In the vertical smelting reduction furnace 31, coke 34 is supplied from the furnace top via a furnace top hopper 33 to form a coke packed bed 34 in the furnace. The vertical smelting reduction furnace 31 converts the high-temperature air or the oxygen-enriched air 65 sent from the hot air generator into a pipe 38,
The gas is blown into the furnace from the upper and lower tuyeres 35 and 36 through the upper and lower stages 39 to form a raceway in the furnace by coke combustion. The raw material blown from the upper tuyere 35 via the lance 40 is melted and reduced in the raceway.
The smelted and reduced metal descends in the furnace and is discharged from a discharge port at the bottom of the furnace.

【0018】上段羽口35から吹込原料を吹込んだ場合
の、溶融還元炉内での反応メカニズムを図5に示した。
図5は竪型炉の上段羽口35、下段羽口36の近傍の炉
内の状況を説明する炉の模式的部分断面図である。図5
の中に描かれている種々の形状は図6に説明してある。 ▲ Fe23 (S) 熱解離始めの状態 ■ Fe34 (L) 熱解離終了の状態
FIG. 5 shows the reaction mechanism in the smelting reduction furnace when the blowing material is blown from the upper tuyere 35.
FIG. 5 is a schematic partial cross-sectional view of the furnace illustrating a state in the furnace near the upper tuyere 35 and the lower tuyere 36 of the vertical furnace. FIG.
The various shapes depicted in are described in FIG. ▲ Fe 2 O 3 (S) State at the beginning of thermal dissociation ■ Fe 3 O 4 (L) State at the end of thermal dissociation

【0019】[0019]

【外1】 [Outside 1]

【0020】炉内は六角形印で描かれたコークス34の
充填層となっている。上段羽口35に挿入したランス4
0から粉粒体の吹込原料が供給され、羽口35から配管
38を経て吹込まれる熱風と共に炉内に吹込まれる。未
だ固体のFe23 (S)は熱解離を開始しており、液
化したFe34 (L)は熱解離が進行している。これ
らは羽口前の高温のレースウェイ中に吹込まれ、溶融し
て溶融FeO(melt)となっており、さらに還元さ
れて還元Fe(L)(溶融状態)となり、コークス34
の層間を滴下している。
The inside of the furnace is a packed bed of coke 34 drawn with hexagonal marks. Lance 4 inserted in upper tuyere 35
From 0, the raw material of the powder is supplied and is blown into the furnace together with the hot air blown from the tuyere 35 through the pipe 38. The still solid Fe 2 O 3 (S) has begun thermal dissociation, and the liquefied Fe 3 O 4 (L) is undergoing thermal dissociation. These are blown into a high-temperature raceway in front of the tuyere and melted to form molten FeO (melt), which is further reduced to reduced Fe (L) (molten state), and coke 34
Between layers.

【0021】2段羽口方式の溶融還元は、レースウエイ
横断面を端面とする上下羽口間の円柱領域で進行する。
上段羽口35から吹込まれた粉粒体の吹込原料は、飛翔
中に溶解し、コークス表面に付着する。レースウエイ近
傍のコークスは融体を保持しながら旋回しており、吹込
まれた吹込原料を融体に同化していく。本発明の吹込主
原料は解砕性に富む物理凝集した粒子であるから、上段
羽口からランス40を通して溶融還元炉の炉内に吹込ま
れるとレースウエイ内で容易に溶融する。図9に還元反
応速度と温度との関係を示した。また図10に羽口先端
から炉内への距離に対するガス温度Tgの分布、及び、
羽口から吹き込まれた吹込原料の昇温過程を粒子径をパ
ラメータとして計算した結果を示した。レースウエイの
奥壁における粒子の温度Tsは粒子径d0 に応じて、 粒子径d0 =1000μmのとき Ts= 294℃ 粒子径d0 = 250μmのとき Ts= 818℃ 粒子径d0 = 100μmのとき Ts=1398℃ 粒子径d0 = 50μmのとき Ts=1854℃ となる。図9、図10から本発明の製鋼ダストを用いる
溶融還元では、羽口から吹き込まれた吹込原料はほとん
ど瞬時に高温となり、下段羽口の位置まで下降する間に
ほぼ完全に還元される。このようにして、本発明の溶融
還元では製鋼ダストを効率よく溶融還元することができ
る。
The two-stage tuyere smelting reduction proceeds in a cylindrical region between the upper and lower tuyeres whose end face is a raceway cross section.
The powdery raw material blown from the upper tuyere 35 dissolves during flight and adheres to the coke surface. Coke in the vicinity of the raceway is swirling while holding the melt, and the blown raw material is assimilated into the melt. Since the blowing main material of the present invention is physically agglomerated particles having high crushability, it is easily melted in the raceway when blown into the furnace of the smelting reduction furnace through the lance 40 from the upper tuyere. FIG. 9 shows the relationship between the reduction reaction rate and the temperature. FIG. 10 shows the distribution of the gas temperature Tg with respect to the distance from the tuyere tip to the inside of the furnace, and
The results of calculating the temperature rising process of the raw material blown from the tuyere using the particle diameter as a parameter are shown. The temperature Ts of the particles in the inner wall of the raceway according to the particle size d 0, of Ts = 818 ° C. particle size d 0 = 100 [mu] m when Ts = 294 ° C. particle size d 0 = 250 [mu] m when the particle diameter d 0 = 1000 .mu.m When Ts = 1398 ° C. When the particle diameter d 0 = 50 μm, Ts = 1854 ° C. 9 and 10, in the smelting reduction using the steelmaking dust of the present invention, the temperature of the blown material blown from the tuyere rises almost instantaneously and is almost completely reduced while descending to the position of the lower tuyere. In this way, the smelting reduction of the present invention enables the smelting reduction of steelmaking dust efficiently.

【0022】溶融還元炉の炉頂からガスが排出される。
このガス42はCOを主成分とするガスである。このガ
スを有効に利用することが、本発明の技術でも重要なこ
とである。 (C)ガス回収、熱利用工程 図4は溶融還元炉から排出されたガスの利用工程の工程
図である。
Gas is discharged from the top of the smelting reduction furnace.
This gas 42 is a gas containing CO as a main component. Effective use of this gas is also important in the technology of the present invention. (C) Gas Recovery and Heat Utilization Process FIG. 4 is a process diagram of a process for utilizing the gas discharged from the smelting reduction furnace.

【0023】竪型溶融還元炉から排出された排ガス50
は、COを主成分とするガスである。羽口吹込ガスの性
状により窒素の含有量が決まるCOリッチなガスであ
る。例えばCO:50%、N2 :47%、H2 :3%、
発熱量1480kcal/Nm 3 の排ガスである。配管
51を経て乾式集塵機52及び湿式集塵機57でダスト
を回収した後、ガスホルダ60に貯留し、エネルギー源
として回収利用する。その一部61はレキュペレータ6
2の燃料としてバーナ63に用い、溶融還元竪型炉の羽
口吹込ガス64を加熱し、熱風65とする。また、前述
のスプレードライヤ10の熱風発生装置に使用する。レ
キュペレータ62の排ガスも配管66を経て、スプレー
ドライヤ10の熱風に混入して利用する。
Exhaust gas 50 discharged from a vertical smelting reduction furnace
Is a gas containing CO as a main component. Characteristics of tuyere injected gas
CO-rich gas whose nitrogen content is determined by the condition
You. For example, CO: 50%, NTwo : 47%, HTwo : 3%,
Heat generation 1480 kcal / Nm Three Exhaust gas. Piping
51, the dry dust collector 52 and the wet dust collector 57
Is collected in the gas holder 60 and the energy source
Collect and use. Part 61 is the recuperator 6
2 for the burner 63 and the smelting reduction vertical furnace blades
The blow-in gas 64 is heated to produce hot air 65. Also,
Is used for the hot air generator of the spray dryer 10 described above. Les
Exhaust gas from the cuperator 62 is also sprayed through the pipe 66.
It is mixed with the hot air of the dryer 10 and used.

【0024】実施例装置によれば、内容積:300m
3 、羽口数:4本組×2段、送風量:350Nm3 /m
inの溶融還元炉を用いて、転炉のダストの溶融還元を
行った。コークス比:1120kg/t、炉頂ガス量:
35000Nm3 /h、炉頂ガス温度:750℃、メタ
ル生産量:180T/日、スラグ排出量:90T/日で
順調に操業することができた。
According to the embodiment, the internal volume is 300 m.
3, blade talkative: 4 pcs × 2 stages, air volume: 350 Nm 3 / m
The smelting reduction furnace was used to perform smelting reduction of dust in the converter. Coke ratio: 1120 kg / t, furnace top gas amount:
It was possible to operate smoothly with 35,000 Nm 3 / h, furnace gas temperature: 750 ° C., metal production: 180 T / day, and slag discharge: 90 T / day.

【0025】図11〜13は操業結果を示すチャート
で、横軸にタップ回数を取り、縦軸にそれぞれ溶融金属
温度(HMT)、出銑量・出滓量、スラグ中(FeO)
を取って示したものである。実施例では各要素とも安定
している。
FIGS. 11 to 13 are charts showing the operation results. The horizontal axis indicates the number of taps, and the vertical axis indicates the molten metal temperature (HMT), the amount of tapping / slag, and the amount of slag (FeO).
Is shown. In the embodiment, each element is stable.

【0026】[0026]

【発明の効果】本発明によれば、転炉の排ガス中から回
収される製鋼ダストや、鋼の圧延後の酸洗工程から回収
される酸洗スケール等の微細で不整形な粒子であって、
スラリー状態で回収される製鋼ダストを、適切な前処理
を施すことによって、コークス充填層を備えた竪型溶融
還元炉の羽口から吹き込み、高能率溶融還元することが
できる。
According to the present invention, fine and irregular particles such as steelmaking dust recovered from the exhaust gas from a converter and pickling scale recovered from a pickling process after rolling steel are used. ,
By subjecting the steelmaking dust collected in a slurry state to appropriate pretreatment, the steelmaking dust can be blown from the tuyere of a vertical smelting reduction furnace provided with a coke packed bed to perform highly efficient smelting reduction.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施例の製鋼ダストの溶融還元方法を示す全体
フローシートである。
FIG. 1 is an overall flow sheet illustrating a method for smelting and reducing steelmaking dust according to an example.

【図2】製鋼ダストの溶融還元の前処理工程のフローシ
ートである。
FIG. 2 is a flow sheet of a pretreatment step for smelting reduction of steelmaking dust.

【図3】製鋼ダストの溶融還元を示すフローシートであ
る。
FIG. 3 is a flow sheet showing smelting reduction of steelmaking dust.

【図4】溶融還元方法の熱回収工程を示すフローシート
である。
FIG. 4 is a flow sheet showing a heat recovery step of the smelting reduction method.

【図5】溶融還元炉の模式的反応説明図である。FIG. 5 is a schematic reaction diagram of a smelting reduction furnace.

【図6】溶融還元炉の模式的反応説明図の記号の説明図
である。
FIG. 6 is an explanatory diagram of symbols in a schematic reaction explanatory diagram of the smelting reduction furnace.

【図7】物理凝集粒子の模式的斜視図である。FIG. 7 is a schematic perspective view of physically aggregated particles.

【図8】製鋼ダストの粒度分布と本発明の物理凝集粒子
の粒度分布を示すグラフである。
FIG. 8 is a graph showing the particle size distribution of steelmaking dust and the particle size distribution of the physically aggregated particles of the present invention.

【図9】温度と還元反応速度との関係を示すグラフであ
FIG. 9 is a graph showing the relationship between temperature and reduction reaction rate.

【図10】羽口からの吹込原料のレースウエイ内の昇温
過程を示すグラフである。
FIG. 10 is a graph showing a process of raising the temperature of a raw material blown from a tuyere in a raceway.

【図11】実施例のタップごとの溶融金属温度を示すチ
ャートである。
FIG. 11 is a chart showing a molten metal temperature for each tap according to the example.

【図12】実施例のタップごとの出銑・出滓量を示すチ
ャートである。
FIG. 12 is a chart showing tapping / slagging amounts for each tap according to the embodiment.

【図13】実施例のタップごとのスラグ中の(FeO)
を示すチャートである。
FIG. 13 shows (FeO) in slag for each tap in Example.
FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 転炉排ガス湿式集塵ダスト 2 圧延スラ
リー 3 貯槽 4 遠心脱水
機 5 リパルプ工程 7 スラリー
貯槽 6、8 ポンプ 9 配管 10 スプレードライヤ 11 バーナ 12 ガス分離機 13 気流輸送
配管 14 貯槽 15 乾ダスト 16 脱炭スラグ 17 貯槽 18 貯槽 19、20 ロ
ータリーフイーダ 21 スクリューフイーダ 22 スクリー
ン 23 計量・均圧ホッパ 24 リフトタ
ンク 31 竪型溶融還元炉 32 コークス
装入コンベヤ 33 炉頂ホッパ 34 コークス
充填層 35 上段羽口 36 下段羽口 38、39 配管 40 ランス 42 ガス 50 排ガス 51 配管 52 乾式集塵
機 57 湿式集塵機 60 ガスホル
ダ 61 一部のガス 62 レキュペ
レータ 63 バーナ 64 冷風 65 熱風 66 配管
Reference Signs List 1 Converter exhaust gas wet dust collection dust 2 Rolling slurry 3 Storage tank 4 Centrifugal dehydrator 5 Repulp process 7 Slurry storage tank 6, 8 Pump 9 Piping 10 Spray dryer 11 Burner 12 Gas separator 13 Air flow transport pipe 14 Storage tank 15 Dry dust 16 Decarburization Slag 17 Storage tank 18 Storage tank 19, 20 Rotary feeder 21 Screw feeder 22 Screen 23 Measuring / equalizing hopper 24 Lift tank 31 Vertical smelting reduction furnace 32 Coke charging conveyor 33 Furnace top hopper 34 Coke packed bed 35 Upper tuyere 36 Lower tuyere 38, 39 Piping 40 Lance 42 Gas 50 Exhaust gas 51 Piping 52 Dry dust collector 57 Wet dust collector 60 Gas holder 61 Some gases 62 Recuperator 63 Burner 64 Cold air 65 Hot air 66 Piping

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 相原 恒雄 千葉市中央区川崎町1番地 川崎製鉄株 式会社 千葉製鉄所内 (72)発明者 渡辺 洋一 千葉市中央区川崎町1番地 川崎製鉄株 式会社 千葉製鉄所内 (72)発明者 長谷川 恒也 千葉市中央区川崎町1番地 川崎製鉄株 式会社 千葉製鉄所内 (56)参考文献 特開 平5−311253(JP,A) 特開 平5−9529(JP,A) 特開 平5−271735(JP,A) 特公 平7−26160(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C21B 11/00 - 13/00 C22B 1/14 C22B 5/10 ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Tsuneo Aihara 1 Kawasaki-cho, Chuo-ku, Chiba-shi Kawasaki Steel Corp. Inside Chiba Works (72) Inventor Yoichi Watanabe 1-1-1 Kawasaki-cho, Chuo-ku, Chiba Kawasaki Steel Corp. Inside Chiba Works (72) Inventor Tsuneya Hasegawa 1 Kawasaki-cho, Chuo-ku, Chiba-shi Kawasaki Works Ltd. Inside Chiba Works (56) References JP-A-5-311253 (JP, A) JP-A-5-9529 ( JP, A) JP-A-5-271735 (JP, A) JP-B-7-26160 (JP, B2) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C21B 11/00-13/00 C22B 1/14 C22B 5/10

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 製鋼ダストを平均粒径約60μmの物理
凝集球状微粉に成粒し、該物理凝集球状微粉をフラック
ス微粉と均一に混合し、該混合粉をコークス充填層2段
羽口竪型溶融還元炉の上段羽口から該炉内に吹込み、製
鋼ダストを溶融還元して溶銑を製造することを特徴とす
る製鋼ダストの溶融還元方法。
1. A steelmaking dust is granulated into physically aggregated spherical fine powder having an average particle diameter of about 60 μm, and the physically aggregated spherical fine powder is uniformly mixed with a flux fine powder. A method for smelting and reducing steelmaking dust, comprising blowing molten steel from the upper tuyere of the smelting reduction furnace into the furnace to melt and reduce the steelmaking dust to produce hot metal.
【請求項2】 転炉排ガス湿式集塵ダストスラリーを濃
縮し、噴霧乾燥し、物理凝集球状微粉を製造することを
特徴とする請求項1記載の製鋼ダストの溶融還元方法。
2. The method for smelting and reducing steelmaking dust according to claim 1, wherein the converter exhaust gas wet dust collected dust slurry is concentrated and spray-dried to produce physically aggregated spherical fine powder.
【請求項3】 転炉排ガス湿式集塵ダストスラリーを噴
霧乾燥して物理凝集球状微粉を製造する装置と、該球状
微粉をフラックス微粉と均一混合する混合装置と、コー
クス充填層2段羽口竪型溶融還元炉と、該炉の排出ガス
を燃焼して羽口吹込み空気を熱風とするレキュペレータ
と、該レキュペレータの排出ガスを噴霧乾燥に用いる排
熱利用装置とを設けたことを特徴とする製鋼ダストの溶
融還元装置。
3. An apparatus for producing a physically aggregated spherical fine powder by spray-drying a converter exhaust gas wet dust dust slurry, a mixing apparatus for uniformly mixing the spherical fine powder with a flux fine powder, and a two-stage tuyere vertical coke packed bed. A smelting reduction furnace, a recuperator that burns exhaust gas from the furnace to generate tuyere blowing air as hot air, and an exhaust heat utilization device that uses the exhaust gas from the recuperator for spray drying. Smelting reduction equipment for steelmaking dust.
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