JP3146066B2 - 製鋼ダストの溶融還元方法及びその装置 - Google Patents
製鋼ダストの溶融還元方法及びその装置Info
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Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。 ▲ Ｆｅ2 Ｏ3 （Ｓ） 熱解離始めの状態 ■ Ｆｅ3 Ｏ4 （Ｌ） 熱解離終了の状態
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。 ▲ Ｆｅ2 Ｏ3 （Ｓ） 熱解離始めの状態 ■ Ｆｅ3 Ｏ4 （Ｌ） 熱解離終了の状態
【００１９】
【外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Ｆｅ2 Ｏ3 （Ｓ）は熱解離を開始しており、液
化したＦｅ3 Ｏ4 （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。
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Ｆｅ2 Ｏ3 （Ｓ）は熱解離を開始しており、液
化したＦｅ3 Ｏ4 （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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
フローシートである。
【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。
ートである。
【図３】製鋼ダストの溶融還元を示すフローシートであ
る。
る。
【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。
である。
【図５】溶融還元炉の模式的反応説明図である。
【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。
である。
【図７】物理凝集粒子の模式的斜視図である。
【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。
の粒度分布を示すグラフである。
【図９】温度と還元反応速度との関係を示すグラフであ
る
る
【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。
過程を示すグラフである。
【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。
ャートである。
【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。
ャートである。
【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。
を示すチャートである。
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
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
───────────────────────────────────────────────────── 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
Claims (3)
- 【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。 - 【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。 - 【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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13887692A JP3146066B2 (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | 製鋼ダストの溶融還元方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13887692A JP3146066B2 (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | 製鋼ダストの溶融還元方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05331515A JPH05331515A (ja) | 1993-12-14 |
| JP3146066B2 true JP3146066B2 (ja) | 2001-03-12 |
Family
ID=15232182
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13887692A Expired - Fee Related JP3146066B2 (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | 製鋼ダストの溶融還元方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3146066B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5103802B2 (ja) * | 2006-06-16 | 2012-12-19 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 湿ダストの処理方法及び焼結鉱の製造方法 |
-
1992
- 1992-05-29 JP JP13887692A patent/JP3146066B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05331515A (ja) | 1993-12-14 |
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