JP5045014B2

JP5045014B2 - 含亜鉛鉄スクラップを使用した溶銑の予備処理方法

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Publication number: JP5045014B2
Application number: JP2006203210A
Authority: JP
Inventors: 健二大島; 敬二吉岡; 仁川田; 寛野村
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2006-07-26
Filing date: 2006-07-26
Publication date: 2012-10-10
Anticipated expiration: 2026-07-26
Also published as: JP2008031497A

Description

本発明は、亜鉛メッキ鋼板屑などの含亜鉛鉄スクラップを鉄源として使用した溶銑の予備処理方法に関し、詳しくは、加熱処理などによって含亜鉛鉄スクラップの亜鉛を予め除去せずにそのまま鉄源として利用しても、転炉脱炭精錬工程で回収されるダストに亜鉛の濃縮を発生させることなく、含亜鉛鉄スクラップを使用することのできる、含亜鉛鉄スクラップを使用した溶銑の予備処理方法に関するものである。

鉄スクラップは、鉄源として有効利用されており、製鉄所においては、主に、転炉における溶銑の脱炭精錬工程で使用されている。しかしながら、亜鉛メッキ鋼板屑などの含亜鉛鉄スクラップの利用は敬遠されている。この理由は、含亜鉛鉄スクラップ中の亜鉛が酸化・飛散し、転炉排ガス処理設備で回収される集塵ダストが亜鉛を含有するダストとなり、このダストを高炉における製鉄原料として再利用する際に障害となるためである。

即ち、製鉄所においては、高炉ダスト、転炉ダストなどの酸化鉄を多量に含有するダストが発生する。製鉄所内においてこれらのダストは、鉄鉱石に混合したり、或いは、焼結原料に混合したりして、製鉄原料としてのリサイクルを実施している。これらのダストを高炉における製鉄原料としてリサイクルする際に特に重要なことは、高炉に戻される亜鉛量を厳密に管理することである。現在では、高炉に入り込む亜鉛量は、銑鉄１トン当たり０．２ｋｇ以下に管理されている。このように高炉に入り込む亜鉛量を厳密に管理する理由は、以下の通りである。

高炉用原料とともに高炉内に装入された亜鉛成分は、高炉内において還元されて金属亜鉛となる。金属亜鉛の融点は４２０℃であり、沸点は９２０℃である。一方、高炉の高さ方向における温度は、炉頂温度の約２００℃から炉底部の溶銑温度の約１５００℃までの範囲に分布している。高炉用原料とともに高炉内に装入された亜鉛成分は高炉内の強還元雰囲気により還元されて金属亜鉛となる。この金属亜鉛は、高炉内の４２０℃の位置において溶解し、更に、９２０℃の位置において蒸発し、炉内の還元ガスとともに高炉内を上昇する。この金属亜鉛蒸気の一部は、高炉ガスとともに炉外に排出されるが、他の一部は、４２０℃の位置に上昇する過程において液体または固体の形で炉壁に付着する。このようにして、金属亜鉛は、高炉内の４２０℃から９２０℃の位置付近を上下方向に循環し、この結果、炉壁への付着も進行する。炉壁に付着・成長した金属亜鉛は、炉内の通気性を悪化させて、炉の不調を来す。

以上の理由によって、高炉内に入り込む亜鉛量は、厳しく管理されている。尚、通常、亜鉛は鉄鋼材料の合金元素としては使用されず、従って、本発明の含亜鉛鉄スクラップとは、亜鉛メッキ層を有する鉄スクラップのことである。

前述したように、鉄スクラップは、製鉄所において主に転炉における溶銑の脱炭精錬工程で使用されているが、混銑車または溶銑鍋において溶銑の脱珪処理、脱燐処理などの溶銑の予備処理を実施する場合にも使用されている。この場合、混銑車または溶銑鍋への溶銑の装入に先立って鉄スクラップを予め入れ置きすることが一般的に行われている。

溶銑の予備処理時に含亜鉛鉄スクラップを使用すると、この予備処理中に回収されるダストは当然のことして亜鉛を含有するが、この溶銑を使用した転炉脱炭精錬のダストにも亜鉛が含有されることがある。これは、鉄スクラップの溶け残りなどに起因して溶銑の予備処理時に使用した含亜鉛鉄スクラップの亜鉛が予備処理中には完全に気化・分離せず、残留した亜鉛成分が次工程の転炉脱炭精錬において回収されるからである。

規定値以上の亜鉛を含有した転炉ダストはそのままでは高炉用の製鉄原料としてリサイクルできず、製鉄原料とする場合には、ダストの亜鉛除去処理が必要となる。この場合には、ダストから亜鉛を除去するための亜鉛除去処理設備が必要になる。転炉ダストの発生量は多く、そのために亜鉛除去処理設備も大規模となり、ダストの亜鉛除去処理は製造コストの上昇を来すことになる。そのために、溶銑予備処理においても含亜鉛鉄スクラップの使用は敬遠されていた。

ところで、溶融金属の熱を利用したダストからの亜鉛の除去方法、並びに、含亜鉛鉄スクラップからの亜鉛の除去方法に関して、従来、以下の提案がなされている。

亜鉛含有ダストからの亜鉛の除去に関して、特許文献１には、酸化鉄を主体とし、亜鉛を含有する製鉄ダストを、溶銑収容容器の底部に配し、その上から溶銑を供給し、酸化鉄と溶銑中珪素との反応により脱珪処理を施すと同時に、ダスト中の亜鉛を還元揮発させて分離・回収する方法が提案されている。特許文献２には、脱珪処理された溶銑を、ＣａＯを主成分とするフラックスを用いて脱燐処理するに当たり、ＣａＯとともに亜鉛含有物を溶銑に吹き込み、発生するダストを回収し、回収したダストをＣａＯ及び亜鉛含有物とともに溶銑に再度吹き込んで脱燐処理し、ダスト中の亜鉛濃度を高め、このダストを金属亜鉛製造のための原料として利用する方法が提案されている。

また、含亜鉛鉄スクラップからの亜鉛の除去に関して、特許文献３には、含亜鉛鉄スクラップを溶銑と接触させて亜鉛を蒸発させ、蒸発した亜鉛ガスを酸素ガスで酸化して酸化亜鉛とし、亜鉛を酸化物の形態で回収する方法が提案されている。また、特許文献３では、転炉の排ガス回収径路を２系統とし、精錬初期の亜鉛含有量の高いダストと、それ以降の亜鉛含有量の少ないダストとを別々に回収することを提案している。特許文献４には、転炉型の予備処理炉を用いて溶銑の脱珪・脱燐処理を実施する際に、溶銑中に含亜鉛鉄スクラップを装入し、亜鉛を完全に蒸発させて亜鉛を含まない溶銑を得ると同時に、高濃度の亜鉛含有ダストを回収する方法が提案されている。特許文献５には、昇熱した転炉型の溶銑予備処理炉に含亜鉛鉄スクラップを装入して加熱し、加熱した後、この溶銑予備処理炉に溶銑を装入して、溶銑予備処理炉から発生する亜鉛酸化物を含有するダストを回収する方法が提案されている。
特開平１０−２１９３３１号公報特開平８−３２５６１８号公報特開平６−１００９５２号公報特開平７−２６３１７号公報特開２００１−２４０９１９号公報

これらの従来技術のうちで含亜鉛鉄スクラップを鉄源として利用するとともに亜鉛を回収する特許文献３〜５には、以下の問題点がある。

特許文献３では、含亜鉛鉄スクラップを溶銑と接触させて亜鉛を蒸発させるとしているが、特許文献１，２のように亜鉛含有物がダストのように粉体であれば、溶銑との接触により簡単に揮発させ分離できるが、特許文献３において使用される亜鉛メッキ鋼板屑のように亜鉛付着物を有し、板状或いは塊状となったものは、積層板間或いは塊内部に亜鉛が存在し、完全に揮発除去できないことがあり、次工程の転炉脱炭工程に、つまり転炉ダストに亜鉛が持ち込まれる恐れがある。また、特許文献３のように、溶銑受け入れ時に含亜鉛鉄スクラップの投入を併用すると、溶銑の突沸を招くなど危険でもある。

特許文献４，５のように転炉型の予備処理炉を用いる場合には、酸素吹き精錬が可能で、且つ溶銑の突沸を招いても転炉型容器から溶銑が溢れる危険はなく安全であるものの、転炉型予備処理炉を必要とする他、転炉型予備処理炉からの集塵ダストと転炉脱炭工程からの集塵ダストとを厳密に分類し、高炉用製鉄原料としては脱炭工程から得られるダストのみを用いなければならないなどの操作が必要である。即ち、特許文献４，５では自由な含亜鉛鉄スクラップの利用が可能となるが、転炉型予備処理炉の保有、ダスト管理などのために、処理コストが高くなるという問題がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、加熱処理などによって含亜鉛鉄スクラップの亜鉛を予め除去せずに、そのまま鉄源として溶銑の予備処理工程において利用しても、転炉脱炭精錬工程で回収されるダストに亜鉛の濃縮を発生させることなく、また、転炉型予備処理炉を使用しなくても溶銑の突沸を抑制して予備処理することのできる、含亜鉛鉄スクラップを使用した溶銑の予備処理方法を提供することである。

上記課題を解決するための第１の発明に係る含亜鉛鉄スクラップを使用した溶銑の予備処理方法は、含亜鉛鉄スクラップを混銑車または溶銑鍋に装入し、該混銑車または溶銑鍋の保有する熱により含亜鉛鉄スクラップの亜鉛の一部を気化させ、その後、該混銑車または溶銑鍋で高炉から出銑される溶銑を受銑し、受銑後、該混銑車または溶銑鍋において受銑した溶銑に脱珪処理及び脱燐処理を行うことを特徴とするものである。

第２の発明に係る含亜鉛鉄スクラップを使用した溶銑の予備処理方法は、第１の発明において、前記脱珪処理及び脱燐処理は、脱珪剤及び脱燐剤として使用する酸素源を溶銑中に吹き込んで行うインジェクション処理であることを特徴とするものである。

第３の発明に係る含亜鉛鉄スクラップを使用した溶銑の予備処理方法は、第２の発明において、前記酸素源として固体酸素源を使用することを特徴とするものである。

第４の発明に係る含亜鉛鉄スクラップを使用した溶銑の予備処理方法は、第１ないし第３の発明の何れかにおいて、前記脱珪処理及び脱燐処理において回収した集塵ダストを、脱珪剤及び脱燐剤として再利用することを特徴とするものである。

第５の発明に係る含亜鉛鉄スクラップを使用した溶銑の予備処理方法は、第１ないし第４の発明の何れかにおいて、前記溶銑収容容器が混銑車または溶銑鍋であることを特徴とするものである。

本発明によれば、含亜鉛鉄スクラップを予め溶銑収納容器に入れ置きしておくので、受銑時の溶銑の突沸は生じず、安全であり、且つ、高炉からの溶銑の受銑後に順次、脱珪処理、脱燐処理を行うので、この処理期間の溶銑の攪拌流動をとおして含亜鉛鉄スクラップの亜鉛の揮発期間を十分に確保することができ、その後の転炉脱炭精錬においては亜鉛が集塵ダスト中に回収されることがない。つまり、転炉脱炭精錬において回収される転炉ダストは亜鉛を含有しておらず、従って、回収した転炉ダストをそのままの状態で高炉用の製鉄原料としてリサイクルすることができる。また、脱珪剤及び脱燐剤としての酸素源をインジェクション処理により溶銑中に添加した場合には、溶銑収納容器内には強い溶銑の攪拌流動が発生し、亜鉛付着物の速やかな揮発除去及び鉄スクラップの速やかな溶解が実現できる。

以下、本発明を具体的に説明する。

本発明では、高炉から出銑される溶銑を高炉鋳床下で受銑し、受銑した溶銑に脱珪処理及び脱燐処理を実施するための溶銑収容容器に、溶銑を受銑する前に予め含亜鉛鉄スクラップを鉄源として装入し、その後、高炉から出銑される溶銑を受銑し、受銑した溶銑に脱珪処理及び脱燐処理を実施し、この脱珪処理及び脱燐処理によって含亜鉛鉄スクラップの溶解を推進させるとともに、含亜鉛鉄スクラップの亜鉛成分を揮発・分離させる。溶銑の脱珪処理及び脱燐処理は、酸素ガスや空気などの気体酸素源、或いは、鉄鉱石やスケールなどの酸化鉄を含有する固体酸素源を溶銑に供給して行う酸化精錬であるので、含亜鉛鉄スクラップ中の亜鉛が溶銑中では金属状態であっても、溶銑から揮発した後は酸素雰囲気により酸化されるので、集塵機で容易に回収することができる。

使用する溶銑収容容器としては混銑車または溶銑鍋とする。図１に混銑車の例を、また、図２に溶銑鍋の例を示す。図１及び図２は、収容した溶銑９にインジェクションランス５を浸漬させ、該インジェクションランス５を介して酸素源を溶銑９に吹き込み、溶銑９の脱燐処理を実施している様子を示す図であり、使用する溶銑収容容器として、混銑車１とするか溶銑鍋３とするかは、各製鉄所の設備仕様に応じて決めればよい。つまり、どちらを使用しても構わない。尚、図１の符号２は混銑車炉体、図２の符号４は台車である。

含亜鉛鉄スクラップとしては、製鉄所の亜鉛メッキ鋼板製造工場で発生するトップ及びボトムのクロップ屑やトリミング屑などの亜鉛メッキ鋼板屑を用いることができる。また、廃自動車屑や廃家電製品屑なども含亜鉛鉄スクラップとして用いることができる。前述したように、本発明の含亜鉛鉄スクラップとは、亜鉛メッキ層を有する鉄スクラップのことである。

予め溶銑収容容器に装入する鉄源は、全てが含亜鉛鉄スクラップである必要はなく、亜鉛を含まない鉄スクラップを併用しても構わない。亜鉛を含まない鉄スクラップとしては、製鉄所の冷延工場や電磁鋼板工場などの薄鋼板製造工場において、薄鋼板の前後端部のクロップ切断や耳切り時に発生する薄板屑や、製鉄所の厚鋼板製造工場において、厚鋼板の前後端部のクロップ切断や耳切り時に発生する厚板屑、更には、連続鋳造鋳片のボトムクロップ、トップクロップなどのブロック状の鋳片屑などを使用することができる。本発明では、含亜鉛鉄スクラップ、薄板屑及び厚板屑の中でも質量の小さい屑を軽量屑と称し、厚板屑の中でも質量の大きい屑及び鋳片屑を重量鉄スクラップと称している。この他、薄鋼板屑を除いた、棒鋼屑、形鋼屑などの市中屑も亜鉛を含まない鉄スクラップとして使用することができる。

含亜鉛鉄スクラップを含め、これらの鉄スクラップを、前回受銑した溶銑９を転炉や保持容器などに払い出した後の空の高温の溶銑収容容器、或いは若干の残留溶銑９を収容した高温の溶銑収容容器に装入する。図３に、リフティングマグネットを備えた起重機によって混銑車に鉄スクラップを装入する様子を示し、図４に、スクラップシュートに積載した鉄スクラップを混銑車に装入する様子を示す。図３において、符号６は、起重機、７は、リフティングマグネット、１０は、含亜鉛鉄スクラップを含む軽量屑、１１は、重量屑である。軽量屑１０と重量屑１１との境界は、例えば、厚みが５ｍｍ以下で長さが５００ｍｍ以下を軽量屑１０とし、この範囲から外れるものを重量屑とすればよい。

起重機６により混銑車１に鉄スクラップを装入する場合、リフティングマグネット７により吊り上げられた鉄スクラップは、リフティングマグネット７を混銑車炉体２の炉口２Ａの上方に配置し、リフティングマグネット７を脱磁することにより混銑車炉体２の内部に落下させて装入する。混銑車炉体２の内壁は耐火物で構成されているので、落下する鉄スクラップの衝撃により損傷しやすく、この損傷を抑制するために、最初に含亜鉛鉄スクラップを含む軽量屑１０のみを装入し、その後、軽量屑１０の上に重量屑１１を装入することが好ましい。当然ながら、重量屑１１を装入しない場合には、このような必要はない。軽量屑１０の全てが含亜鉛鉄スクラップでも構わない。

また、余りに多くの含亜鉛鉄スクラップを装入すると、予備処理工程における亜鉛の除去が不十分になる恐れがあることから、含亜鉛鉄スクラップの装入量は、受銑する溶銑に対して溶銑トン当たり５０ｋｇ以下であることが好ましい。この場合、他の鉄スクラップを含めた合計の装入量を溶銑トン当たり５０ｋｇ以下とするという意味であり、より好ましくは４０ｋｇ以下とすれば、亜鉛の除去のほか、鉄スクラップの溶け残りも発生しない。ここで、溶銑トン当たりとは、含亜鉛鉄スクラップを装入後に受銑する溶銑量に対しての比率である。

スクラップシュート８を用いて装入する場合も、最初に含亜鉛鉄スクラップを含む軽量屑１０を装入することが好ましく、図４に示すように、スクラップシュート８の出口側に含亜鉛鉄スクラップを含む軽量屑１０を積載し、その後方に重量屑１１を積載することが好ましい。このように積載することで、スクラップシュート８を傾斜させた場合、先ず軽量屑１０が装入され、その後に重量屑１１が装入されることになる。溶銑鍋３に装入する場合も混銑車１へ装入する場合と同一であり、その説明は省略する。

溶銑収容容器の保有する熱により、装入された鉄スクラップは加熱され、含亜鉛鉄スクラップの亜鉛の一部は酸化・気化して大気に流出し、製鉄所の地上などに落下するが、亜鉛の酸化物は顔料に使用され、亜鉛自体も生体必須元素であり、地上などに落下した亜鉛は回収できないという問題はあるものの、生体には何ら悪影響を与えることがない。つまり、含亜鉛鉄スクラップを溶銑収容容器に装入した後、この溶銑収容容器を集塵機の集塵範囲に配置しなくても、亜鉛を回収できないという問題以外には何ら問題はない。

鉄スクラップの装入後、溶銑収容器を高炉の鋳床下に搬送し、高炉から出銑される溶銑９を受銑する。受銑した溶銑９の熱により含亜鉛鉄スクラップの亜鉛の一部は蒸発し、酸化物となり、受銑場に配置される集塵機により集塵ダストとして回収される。この集塵ダストは亜鉛を含有するので、高炉用製鉄原料とはせず、後述する脱珪処理及び脱燐処理時に回収される集塵ダストと同一の管理をする。

受銑後、予備処理設備へ溶銑収容容器を搬送し、脱珪処理及び脱燐処理を実施する。これらの処理の前後またはその間に脱硫処理を実施しても構わない。

脱珪処理及び脱燐処理は、気体酸素源または固体酸素源を溶銑９に供給し、酸素源中の酸素と溶銑中の珪素及び燐とを反応させて、溶銑中の珪素及び燐を酸化・除去する処理である。溶銑に酸素源を供給する精錬であることから、脱珪処理及び脱燐処理は類似した処理方法であるが、脱燐処理の場合には酸化反応により生成したＰ₂ Ｏ₅ を吸収するためのＣａＯ系脱燐用精錬剤を添加する必要があることが異なる点である。但し、脱珪処理でも、生成するスラグの塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ₂）を調整するためにＣａＯを主体とする媒溶剤が添加されることが一般的であり、この場合には、脱珪処理と脱燐処理とは見掛け上同一の形態になる。気体酸素源としては、酸素ガス、空気などの酸素含有ガスが使用され、固体酸素源としては鉄鉱石、スケールなどの酸化鉄が使用されている。

高炉から出銑された溶銑９には、珪素が０．２〜０．４質量％程度、燐が０．０８〜０．２質量％程度含有されている。このような組成の溶銑９に酸素源を供給すると、酸素との親和力の差から珪素の酸化反応が先ず起こり、溶銑中の珪素の含有量が或る程度低下した後に燐の酸化反応が進行する。本発明における脱珪処理とは、主に溶銑中の珪素を除去するための処理であり、脱燐処理とは、主に溶銑中の珪素を除去するための処理である。尚、前述したように両者の操業形態は類似しているので、脱珪処理であっても脱燐反応が起こり、また、脱燐処理であっても脱珪反応が進行する。

少ないＣａＯ系脱燐用精錬剤の使用量で脱燐処理を効率的に行うためには、脱珪処理により生成した、ＳｉＯ₂ を主体とするスラグを溶銑収容容器から除去する必要があり、従って、溶銑中珪素を０．２質量％以下程度まで脱珪処理した後に一旦精錬を中断して生成したスラグを排滓し、その後、脱燐処理に移行することが好ましいが、脱珪処理と脱燐処理とを連続して実施しても構わない。脱燐処理後の溶銑中燐濃度は０．０３質量％以下を目標とする。

本発明において、含亜鉛鉄スクラップを溶銑収納容器に装入した後、この溶銑収納容器を高炉に輸送し、溶銑を受銑するとともに、当該溶銑収納容器において溶銑に脱珪処理及び脱燐処理を実施する理由は、受銑後に含亜鉛鉄スクラップを装入すると、気化する亜鉛によって溶銑の突沸などの危険が伴う恐れがあること、並びに、含亜鉛鉄スクラップを溶銑収納容器に装入した後、該溶銑収納容器を高炉に輸送し、溶銑を受銑するのみ、或いは、受銑して脱珪処理するのみでは、装入した含亜鉛鉄スクラップに十分な着熱及び溶解処理が施せず、当該処理を行なった溶銑を転炉に装入して脱炭精錬を実施した際に、転炉排ガス中に亜鉛が検出される恐れがあるためである。

つまり、本発明の処理を行った後は、装入した含亜鉛鉄スクラップの溶け残りが発生していても、転炉排ガス中からの亜鉛の検出は皆無となる。これは、本発明においては、脱珪処理及び脱燐処理により、含亜鉛鉄スクラップの近傍で強い溶銑の攪拌流動が生じ、含亜鉛鉄スクラップの亜鉛の蒸発が促進されるからである。

強い溶銑の攪拌流動を確保する観点から、脱珪処理及び脱燐処理は攪拌用ガス或いは酸素含有ガスを溶銑中に吹き込んで行うインジェクション処理とすることが好ましい。また、このインジェクション処理において、脱珪剤及び脱燐剤として使用する酸素源は気体酸素源または固体酸素源が使用されるが、含亜鉛鉄スクラップの亜鉛の除去を促進させるために、固体酸素源を窒素ガスなどの搬送用ガスによりインジェクションすることが好ましい。これは、固体酸素源のインジェクション処理により、溶銑の攪拌流動がより強力となるからである。

また、脱珪処理及び脱燐処理において排ガスから回収した集塵ダストは、酸化鉄を主体とするものの、亜鉛を含有しているので、高炉用製鉄原料としては不適当である。しかしながら酸化鉄を含有しているので、脱珪剤及び脱燐剤として使用する固体酸素源に転用することができる。従って、受銑時に回収した集塵ダストを含め、これらの集塵ダストを脱珪処理及び脱燐処理における固体酸素源として使用する。こうすることにより、回収したダストを脱亜鉛設備などに供することは不要となる。脱珪処理及び脱燐処理で繰り返し使用することにより集塵ダストの亜鉛含有量が増加する。集塵ダストの亜鉛濃度が所定値以上、例えば３０質量％以上になったなら、この集塵ダストは金属亜鉛原料として活用することができる。

以上説明したように、本発明によれば、含亜鉛鉄スクラップを予め溶銑収納容器に入れ置きしておくので、受銑時の溶銑の突沸は生じず、安全であり、且つ、高炉からの溶銑の受銑後に順次、脱珪処理、脱燐処理を行うので、この処理期間の溶銑の攪拌流動をとおして含亜鉛鉄スクラップの亜鉛の揮発期間を十分に確保することができ、その後の転炉脱炭精錬においては亜鉛が集塵ダスト中に混入せず、従って、加熱処理などによって含亜鉛鉄スクラップの亜鉛を予め除去しなくても、回収した転炉ダストはそのままの状態で高炉用の製鉄原料として利用することができる。

混銑車に鉄源として含亜鉛鉄スクラップを装入した本発明の実施例（発明例１〜３）を説明する。使用した鉄スクラップは、亜鉛メッキ工場で発生した亜鉛メッキ鋼板屑（含亜鉛鉄スクラップ）、冷延工場で発生した冷延鋼板屑、厚板工場で発生した厚板屑、及び連続鋳造鋳片のクロップなどの鋳片屑である。これらの鉄スクラップのうちで、亜鉛メッキ鋼板屑及び冷延鋼板屑は軽量屑に分類され、厚板屑及び鋳片屑は重量屑に分類される。これらの鉄スクラップを表１に示す配合で、溶銑を転炉鍋に払い出した直後の空の混銑車に装入した。混銑車には起重機を介して先ず軽量屑を装入し、その後、重量屑を装入した。

鉄スクラップを装入した混銑車を高炉鋳床下に搬送し、高炉から出銑された溶銑のうちの約３２０トンを受銑した。受銑後、混銑車を予備処理設備に搬送して、脱珪処理及び脱燐処理を実施した。脱珪処理前の溶銑成分は、各発明例においてＣ：４．３０質量％、Ｓｉ：０．２０質量％、Ｐ：０．１５５質量％に調整した。また、固体酸素源としては焼結工場で回収されたダストを使用した。表２に脱珪処理における操業条件及び脱珪処理後の溶銑成分を示し、表３に脱燐処理における操業条件及び脱燐処理後の溶銑成分を示す。

表２及び表３に示すインジェクション酸素ガスとは、インジェクションランスを介して溶銑中に吹き込まれる酸素ガスを示し、上吹き酸素ガスとは上吹きランスを介して溶銑浴面に吹きつけられる酸素ガスである。発明例１は酸素源として固体酸素源のみを使用し、発明例２は固体酸素減及び上吹き酸素ガスを使用し、発明例３は固体酸素源、インジェクション酸素ガス、上吹き酸素ガスを使用している。

約３２０トンの溶銑を３．５〜３．９分の処理時間で脱珪処理した。この間、排ガスの集塵ガス中には亜鉛蒸気が存在していた。この亜鉛蒸気は、脱珪処理により発生するダストとともに集塵機で回収された。

次いで、３１．１〜３６．０分を費やして脱燐処理を実施した。固体酸素源を主として使用した発明例１及び発明例２では、亜鉛蒸気の発生は脱燐処理の前半で解消し（検出されず）、インジェクション酸素ガスを併用した発明例３では、脱燐処理中期まで亜鉛蒸気の発生があった。この差は、発明例１及び発明例２では、脱珪処理及び脱燐処理において、酸素源として主に固体酸素源を用い、この固体酸素源をインジェクションしたことにより、溶銑の攪拌流動が、酸素ガスのインジェクションを併用した発明例３に較べて強くなっているものと推察された。

但し、脱燐処理終了時点では、全ての発明例で亜鉛蒸気は検出されず、これらの溶銑を転炉において脱炭精錬した際に回収した転炉ダストには亜鉛は含まれず、この転炉ダストは高炉用製鉄原料として使用することができた。

溶銑収容容器として混銑車の例を示す図である。溶銑収容容器として溶銑鍋の例を示す図である。起重機によって混銑車に鉄スクラップを装入する様子を示す図である。スクラップシュートによって混銑車に鉄スクラップを装入する様子を示す図である。

符号の説明

１混銑車
２混銑車炉体
３溶銑鍋
４台車
５インジェクションランス
６起重機
７リフティングマグネット
８スクラップシュート
９溶銑
１０軽量屑
１１重量屑

Claims

含亜鉛鉄スクラップを混銑車または溶銑鍋に装入し、該混銑車または溶銑鍋の保有する熱により含亜鉛鉄スクラップの亜鉛の一部を気化させ、その後、該混銑車または溶銑鍋で高炉から出銑される溶銑を受銑し、受銑後、該混銑車または溶銑鍋において受銑した溶銑に脱珪処理及び脱燐処理を行うことを特徴とする、含亜鉛鉄スクラップを使用した溶銑の予備処理方法。
前記脱珪処理及び脱燐処理は、脱珪剤及び脱燐剤として使用する酸素源を溶銑中に吹き込んで行うインジェクション処理であることを特徴とする、請求項１に記載の含亜鉛鉄スクラップを使用した溶銑の予備処理方法。
前記酸素源として固体酸素源を使用することを特徴とする、請求項２に記載の含亜鉛鉄スクラップを使用した溶銑の予備処理方法。
前記脱珪処理及び脱燐処理において回収した集塵ダストを、脱珪剤及び脱燐剤として再利用することを特徴とする、請求項１ないし請求項３の何れか１つに記載の含亜鉛鉄スクラップを使用した溶銑の予備処理方法。
前記溶銑収容容器が混銑車または溶銑鍋であることを特徴とする、請求項１ないし請求項４の何れか１つに記載の含亜鉛鉄スクラップを使用した溶銑の予備処理方法。