JP2009001870A - Method for utilizing zinc-containing iron scrap in iron making process - Google Patents

Method for utilizing zinc-containing iron scrap in iron making process Download PDF

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Hideshige Tanaka
秀栄 田中
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Ikuhiro Sumi
郁宏 鷲見
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for utilizing zinc-containing iron scrap by which, when utilizing the zinc-containing iron scrap as an iron source in an iron making process, zinc can be removed from the zinc-containing iron scrap by a simple and inexpensive method and, as the result, even in the case of use as an iron source without previously removing zinc in the zinc-containing iron scrap by heating treatment etc., the occurrence of zinc concentration in dust recovered in each iron making process can be prevented and the recovered dust can be used, as it is, as a raw material for iron making. <P>SOLUTION: The zinc-containing iron scrap 5 is charged into the vicinity of bottom refractory and/or side-wall refractory of a vessel 1 constructed of refractory material 3, and the zinc in the zinc-containing scrap is oxidized and vaporized using the heat of the vessel. After the removal of the zinc by vaporization, molten iron is poured into the vessel. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、亜鉛鍍金鋼板屑などの含亜鉛鉄スクラップを製鉄工程において鉄源として利用する方法に関し、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容器に入れ置き、容器の有する熱で含亜鉛鉄スクラップの亜鉛を気化させ、亜鉛含有量を少なくしてから鉄源として利用する方法に関するものである。   The present invention relates to a method of utilizing zinc-containing iron scrap such as galvanized steel sheet scrap as an iron source in an iron making process. Specifically, the zinc of zinc-containing iron scrap is placed in a container as it is without being previously removed by heat treatment or the like. The present invention relates to a method of using zinc as iron source after vaporizing zinc of zinc-containing iron scrap with the heat of the container and reducing the zinc content.

近年、亜鉛鍍金鋼板が自動車用鋼板として大量に使用されるようになり、それに伴って亜鉛鍍金鋼板屑の発生量も増加している。亜鉛鍍金鋼板屑などの含亜鉛鉄スクラップを溶銑予備処理工程や転炉精錬工程で鉄源として使用すると、亜鉛が酸化・飛散し、集塵設備でダストとして回収される。製鉄プロセスで発生し回収されたダストは、通常、高炉における製鉄原料として使用されるが、亜鉛濃度の高いダストは、高炉内で融着現象を生じるために高炉の操業を阻害し、そのままでは使用できない。   In recent years, galvanized steel sheets have been used in large quantities as automotive steel sheets, and accordingly, the amount of galvanized steel sheet scraps has increased. When zinc-containing iron scrap such as galvanized steel sheet scrap is used as an iron source in the hot metal pretreatment process and converter refining process, zinc is oxidized and scattered, and is recovered as dust in the dust collection facility. Dust generated and recovered in the ironmaking process is usually used as a raw material for ironmaking in the blast furnace, but dust with a high zinc concentration interferes with the operation of the blast furnace because it causes a fusing phenomenon in the blast furnace and is used as it is. Can not.

従って、亜鉛を含有するダストを高炉で使用する場合には、例えば特許文献１に開示されるように、ダストから亜鉛を除去した後に製鉄原料とする必要があった。   Therefore, when dust containing zinc is used in a blast furnace, for example, as disclosed in Patent Document 1, it is necessary to use the iron-making raw material after removing zinc from the dust.

一方、ダストに亜鉛が濃縮しなければダストの亜鉛除去処理は必要とせず、従って、含亜鉛鉄スクラップから亜鉛を除去した後に、鉄源として溶銑予備処理工程や転炉精錬工程で使用する方法も提案されている。例えば、特許文献２及び特許文献３には、含亜鉛鉄スクラップを加熱炉内で鉄が溶けない温度範囲で加熱して亜鉛を除去・回収し、亜鉛の除去された含亜鉛鉄スクラップを用いて溶鋼を溶製する方法が提案されている。
特開平９−７５８９１号公報 特開平４−１９８４２９号公報 特開平６−３３１５８号公報 On the other hand, if zinc does not concentrate in the dust, there is no need for the zinc removal treatment of the dust. Therefore, after removing zinc from the zinc-containing iron scrap, there is also a method of using it as an iron source in the hot metal pretreatment process and converter refining process Proposed. For example, in Patent Document 2 and Patent Document 3, zinc-containing iron scrap is heated in a heating furnace in a temperature range in which iron does not melt to remove and recover zinc, and zinc-containing iron scrap from which zinc is removed is used. A method for producing molten steel has been proposed.
Japanese Patent Laid-Open No. 9-75891 JP-A-4-198429 JP-A-6-33158

特許文献１に開示されるように、湿式電気分解処理によってダストから亜鉛を分離すれば、このダストを使用することで高炉操業は円滑に行われるが、この亜鉛除去処理には大量の電力消費を必要とする。また、特許文献２、３に開示されるように、加熱炉内で含亜鉛鉄スクラップを加熱して亜鉛を除去すれば、亜鉛の問題を考慮することなく含亜鉛鉄スクラップを鉄源として利用できるが、この場合も、亜鉛除去の際に重油などの加熱用エネルギーを必要とする。即ち、ダストから亜鉛を除去する方法も、また含亜鉛鉄スクラップから亜鉛を除去する方法も、何れの方法も多くのエネルギーを必要とし、製造コストの上昇を余儀なくされる。また、両者とも、大規模な設備を必要とし、製造コストを上昇させる原因の１つになっていた。   As disclosed in Patent Document 1, if zinc is separated from dust by wet electrolysis, blast furnace operation is smoothly performed by using this dust. However, a large amount of power is consumed for this zinc removal treatment. I need. Moreover, as disclosed in Patent Documents 2 and 3, if zinc is removed by heating the zinc-containing iron scrap in a heating furnace, the zinc-containing iron scrap can be used as an iron source without considering the problem of zinc. However, also in this case, heating energy such as heavy oil is required for removing zinc. That is, both the method for removing zinc from dust and the method for removing zinc from zinc-containing iron scrap require a lot of energy, and the production cost is inevitably increased. In addition, both of them require a large-scale facility, which is one of the causes for increasing the manufacturing cost.

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、亜鉛鍍金鋼板屑などの含亜鉛鉄スクラップを鉄源として製鉄工程で利用するに際し、含亜鉛鉄スクラップから簡易で且つ安価な方法で亜鉛を除去することができ、その結果、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いまま鉄源として利用しても、各製鉄工程で回収されるダストに亜鉛の濃縮が発生せず、回収されるダストをそのまま製鉄原料として使用することのできる、製鉄工程における含亜鉛鉄スクラップの利用方法を提供することである。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and its object is to use zinc-containing iron scrap such as galvanized steel sheet scrap as an iron source in the iron-making process, which is simple and inexpensive from zinc-containing iron scrap. As a result, even if it is used as an iron source without previously removing zinc from the zinc-containing iron scrap by heat treatment or the like, the zinc can be concentrated in the dust collected in each iron making process. An object of the present invention is to provide a method for using zinc-containing iron scrap in an iron making process, in which the recovered dust can be used as it is as an iron making raw material without being generated.

上記課題を解決するための第１の発明に係る製鉄工程における含亜鉛鉄スクラップの利用方法は、耐火物で施工された容器内の底部耐火物及び／または側壁耐火物の近傍に含亜鉛鉄スクラップを装入し、前記容器の保有する熱で含亜鉛鉄スクラップの亜鉛を酸化して気化させ、亜鉛を気化除去した後に前記容器内に溶銑を注入することを特徴とするものである。   The method for using zinc-containing iron scrap in the iron making process according to the first aspect of the present invention for solving the above-mentioned problem is that the zinc-containing iron scrap is located near the bottom refractory and / or the side wall refractory in a container constructed of refractory. , The zinc of the zinc-containing iron scrap is oxidized and vaporized by the heat of the container, and after the zinc is vaporized and removed, the hot metal is injected into the container.

第２の発明に係る製鉄工程における含亜鉛鉄スクラップの利用方法は、第１の発明において、前記容器は、溶銑を払い出した後の溶銑鍋またはトーピードカーであることを特徴とするものである。   The method for using zinc-containing iron scrap in the iron making process according to the second invention is characterized in that, in the first invention, the container is a hot metal ladle or a torpedo car after the hot metal is dispensed.

第３の発明に係る製鉄工程における含亜鉛鉄スクラップの利用方法は、第１または第２の発明において、前記容器の内壁耐火物の表面温度は、８００℃以上であることを特徴とするものである。   The method of using zinc-containing iron scrap in the iron making process according to the third invention is characterized in that, in the first or second invention, the surface temperature of the inner wall refractory of the container is 800 ° C. or higher. is there.

第４の発明に係る製鉄工程における含亜鉛鉄スクラップの利用方法は、第１ないし第３の発明の何れかにおいて、前記含亜鉛鉄スクラップの装入量は、注入された溶銑に対して溶銑トン当たり２０ｋｇ以下であることを特徴とするものである。   The method of using zinc-containing iron scrap in the iron making process according to the fourth aspect of the present invention is the method of using any one of the first to third aspects, wherein the amount of the zinc-containing iron scrap charged is hot metal ton relative to the injected hot metal. It is 20 kg or less per hit.

第５の発明に係る製鉄工程における含亜鉛鉄スクラップの利用方法は、第１ないし第４の発明の何れかにおいて、前記含亜鉛鉄スクラップは、亜鉛鍍金鋼板屑であることを特徴とするものである。   The method of using zinc-containing iron scrap in the iron making process according to the fifth invention is characterized in that, in any of the first to fourth inventions, the zinc-containing iron scrap is zinc-plated steel plate scrap. is there.

本発明によれば、亜鉛鍍金鋼板屑などの含亜鉛鉄スクラップを高温状態の容器内の内張り耐火物近傍に装入するので、含亜鉛鉄スクラップは容器の保有熱により加熱され、融点が低く蒸気圧の高い亜鉛は、酸化されて気化し、含亜鉛鉄スクラップから分離して大気中に放散される。そして、亜鉛が気化除去した後に容器内に溶銑を注入するので、受銑時に発生するダストには亜鉛が濃縮されず、従って、回収したダストはそのままの状態で製鉄原料として利用することができる。このように、本発明を適用することにより、大規模な設備を用いて含亜鉛鉄スクラップの亜鉛を予め除去しなくても、また、多大のエネルギーを消費しなくても、含亜鉛鉄スクラップの亜鉛鍍金層の亜鉛を除去することが可能となり、工業上有益な効果がもたらされる。   According to the present invention, zinc-containing iron scrap such as galvanized steel sheet scraps is charged in the vicinity of the refractory lining inside the container in a high-temperature state, so the zinc-containing iron scrap is heated by the heat retained in the container and has a low melting point and steam. High-pressure zinc is oxidized and vaporized, separated from zinc-containing iron scrap and released into the atmosphere. Then, since the molten iron is injected into the container after the zinc is vaporized and removed, the zinc is not concentrated in the dust generated at the time of receiving, so that the recovered dust can be used as it is as a raw material for iron making. As described above, by applying the present invention, the zinc-containing iron scrap can be obtained without removing zinc in the zinc-containing iron scrap in advance using a large-scale facility and without consuming a great deal of energy. It is possible to remove zinc from the zinc plating layer, which brings about an industrially beneficial effect.

以下、本発明を具体的に説明する。   The present invention will be specifically described below.

本発明では、耐火物で施工された高温の容器内の底部耐火物及び／または側壁耐火物の近傍に含亜鉛鉄スクラップを装入し、容器の保有する熱で含亜鉛鉄スクラップの亜鉛を酸化して気化させ、亜鉛を気化除去した後に容器内に溶銑を注入して、亜鉛を気化除去した後の含亜鉛鉄スクラップを溶解し、鉄源として利用する。   In the present invention, zinc-containing iron scrap is charged in the vicinity of the bottom refractory and / or side wall refractory in a high-temperature container constructed with refractory, and the zinc contained in the zinc-containing iron scrap is oxidized by the heat of the container. Then, after vaporizing and removing zinc, hot metal is poured into the container to dissolve the zinc-containing iron scrap after vaporizing and removing zinc and use it as an iron source.

即ち、前回受銑した溶銑を転炉や保持容器などに払い出した後の空の高温の容器、或いは若干の残留溶銑を収容した高温の容器の底部耐火物及び／または側壁耐火物の近傍に、含亜鉛鉄スクラップを装入する。この場合の高温容器としては、周期的に繰り返して使用されているために、容器の保有熱が安定して高く、しかも外部から熱を加える必要がないことから、高炉から出銑される溶銑を受銑して次工程の転炉精錬工程に搬送するための溶銑鍋やトーピードカー（「混銑車」ともいう）が好適である。本発明では、含亜鉛鉄スクラップを容器の底部耐火物及び／または側壁耐火物の近傍に装入する必要があることから、開口部が小さく、しかも炉体の鉛直断面が円形であるトーピードカーに比較して、含亜鉛鉄スクラップを容器の内張り耐火物の近傍に装入しやすいという点から、特に溶銑鍋が好適である。以下、容器として溶銑鍋を用いた例で説明する。   That is, in the vicinity of the bottom refractory and / or the side wall refractory of an empty high-temperature container after discharging the hot metal received last time to a converter or a holding container, or a high-temperature container containing some residual hot metal, Charge zinc-containing iron scrap. As the high-temperature container in this case, since the heat held in the container is stable and high because it is used periodically and repeatedly, it is not necessary to apply heat from the outside. A hot metal ladle or a torpedo car (also referred to as a “chaotic car”) for receiving and transporting to the next converter refining process is suitable. In the present invention, it is necessary to insert zinc-containing iron scrap in the vicinity of the bottom refractory and / or side wall refractory of the container, so it is compared with a torpedo car having a small opening and a circular vertical cross section of the furnace body. Thus, a hot metal ladle is particularly suitable because zinc-containing iron scrap is easily charged in the vicinity of the lining refractory of the container. Hereinafter, an example using a hot metal ladle as a container will be described.

図１及び図２は、本発明の実施形態例を示す図であり、溶銑鍋の底部耐火物及び側壁耐火物の近傍に含亜鉛鉄スクラップを装入する方法の例を示す図である。図１及び図２において、符号１は溶銑鍋、２は、溶銑鍋１の外殻を構成する鉄皮、３は、鉄皮２の内側に施工された内張り耐火物、４は、溶銑鍋１を積載して搬送する搬送用台車、５は含亜鉛鉄スクラップである。   FIG.1 and FIG.2 is a figure which shows the example of embodiment of this invention, and is a figure which shows the example of the method of charging a zinc-containing iron scrap in the vicinity of the bottom part refractory material and side wall refractory material of a hot metal ladle. 1 and 2, reference numeral 1 is a hot metal ladle, 2 is an iron shell constituting the outer shell of the hot metal ladle 1, 3 is a lining refractory material constructed inside the iron shell 2, and 4 is a hot metal ladle 1 Is a trolley for carrying and transporting galvanized steel, and 5 is zinc-containing iron scrap.

図１に示す装入方法では、先ず、溶銑鍋１の底部の内張り耐火物３の上に、投入シュート９を介して５００ｍｍ程度以下の厚みの範囲内で含亜鉛鉄スクラップ５を装入し、次いで、脱着式の中子６を溶銑鍋１の内部に設置し、中子６と溶銑鍋１の側壁の内張り耐火物３との間隙に、投入シュート９を介して含亜鉛鉄スクラップ５を装入する。この間隙内に所定の高さまで含亜鉛鉄スクラップ５を装入した後、中子６を引き上げ、かくして、溶銑鍋１の底部耐火物及び側壁耐火物の近傍に含亜鉛鉄スクラップ５の層を形成するという方法である。含亜鉛鉄スクラップ５は薄鋼板状であるので、間隙に装入した含亜鉛鉄スクラップ５がそれぞれ絡み合い、中子６を除去した後も溶銑鍋１の側壁の内張り耐火物３の近傍に含亜鉛鉄スクラップ５の層が形成される。中子６と溶銑鍋１の側壁の内張り耐火物３との間隙は５００ｍｍ以下とし、且つ、中子６は抜き出しを容易とするために上広のテーパーを有することが好ましい。   In the charging method shown in FIG. 1, first, zinc-containing iron scrap 5 is charged on the lining refractory 3 at the bottom of the hot metal ladle 1 through a charging chute 9 within a thickness range of about 500 mm or less, Next, the removable core 6 is installed in the hot metal ladle 1, and the zinc-containing iron scrap 5 is installed in the gap between the core 6 and the lining refractory 3 on the side wall of the hot metal ladle 1 through the charging chute 9. Enter. After the zinc-containing iron scrap 5 is inserted into the gap to a predetermined height, the core 6 is pulled up, and thus a layer of the zinc-containing iron scrap 5 is formed in the vicinity of the bottom refractory and the side wall refractory of the hot metal ladle 1. It is a method of doing. Since the zinc-containing iron scrap 5 is in the form of a thin steel plate, the zinc-containing iron scrap 5 charged in the gap is entangled and the zinc-containing iron scrap 5 in the vicinity of the lining refractory 3 on the side wall of the hot metal ladle 1 is removed after the core 6 is removed. A layer of iron scrap 5 is formed. The gap between the core 6 and the lining refractory 3 on the side wall of the hot metal ladle 1 is preferably 500 mm or less, and the core 6 preferably has a wide taper for easy extraction.

図２に示す装入方法では、先ず、溶銑鍋１の底部の内張り耐火物３の上に、投入シュート９を介して５００ｍｍ程度以下の厚みの範囲内で含亜鉛鉄スクラップ５を装入し、次いで、薄鋼板からなる断面が円形の鉄枠７を溶銑鍋１の内部に設置し、鉄枠７と溶銑鍋１の側壁の内張り耐火物３との間隙に、投入シュート９を介して含亜鉛鉄スクラップ５を所定の高さまで装入する。かくして、溶銑鍋１の底部耐火物及び側壁耐火物の近傍に含亜鉛鉄スクラップ５の層を形成するという方法である。鉄枠７と溶銑鍋１の側壁の内張り耐火物３との間隙は５００ｍｍ以下とすることが好ましい。鉄枠７は回収して再使用するものではなく、受銑の際に含亜鉛鉄スクラップ５とともに溶解してしまうものである。図２に示す符号８は陣笠状のシュート、８ａは、シュート８を回転・上昇可能に支持するための支柱であり、シュート８は、含亜鉛鉄スクラップ５を鉄枠７と溶銑鍋１の側壁の内張り耐火物３との間隙に装入しやすくするための冶具であるが、必ずしも必要とはしない。   In the charging method shown in FIG. 2, first, zinc-containing iron scrap 5 is charged on the lining refractory 3 at the bottom of the hot metal ladle 1 through a charging chute 9 within a thickness range of about 500 mm or less, Next, an iron frame 7 having a circular cross section made of a thin steel plate is installed inside the hot metal ladle 1, and zinc is contained in the gap between the iron frame 7 and the lining refractory 3 on the side wall of the hot metal ladle 1 via a charging chute 9. The iron scrap 5 is charged to a predetermined height. Thus, a layer of zinc-containing iron scrap 5 is formed in the vicinity of the bottom refractory and side wall refractory of the hot metal ladle 1. The gap between the iron frame 7 and the lining refractory 3 on the side wall of the hot metal ladle 1 is preferably 500 mm or less. The iron frame 7 is not collected and reused, but is dissolved together with the zinc-containing iron scrap 5 at the time of receiving. Reference numeral 8 shown in FIG. 2 is a Jinkasa-shaped chute, 8a is a support for supporting the chute 8 so that the chute 8 can rotate and ascend, and the chute 8 is a side wall of the iron frame 7 and the hot metal ladle 1 Although it is a jig | tool for making it easy to insert in the gap | interval with the lining refractory material 3, it is not necessarily required.

ここで、内張り耐火物３の近傍に装入する含亜鉛鉄スクラップ５の層厚みを５００ｍｍ以下とする理由は、装入した含亜鉛鉄スクラップ５に満遍無く溶銑鍋１の熱を与えるためである。５００ｍｍを越える厚みになると、内張り耐火物３から離れた位置では熱の供給が少なく、脱亜鉛効果が少なくなる。   Here, the reason why the layer thickness of the zinc-containing iron scrap 5 charged in the vicinity of the lining refractory 3 is set to 500 mm or less is to uniformly apply the heat of the hot metal ladle 1 to the charged zinc-containing iron scrap 5. is there. When the thickness exceeds 500 mm, the supply of heat is small at a position away from the lining refractory 3, and the dezincing effect is reduced.

含亜鉛鉄スクラップ５としては、製鉄所の亜鉛鍍金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鍍金鋼板屑、及び、廃自動車屑や廃家電製品屑などが対象となる。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５とは、亜鉛鍍金層を有する鉄スクラップのことである。   As the zinc-containing iron scrap 5, galvanized steel plate scraps such as top and bottom crop scraps and trimming scraps generated at a galvanized steel plate manufacturing plant of an ironworks, waste automobile scraps, and waste home appliance scraps are targeted. . Normally, zinc is not used as an alloying element for steel materials, and therefore the zinc-containing iron scrap 5 of the present invention is an iron scrap having a zinc plating layer.

尚、図１及び図２では、投入シュート９を介して含亜鉛鉄スクラップ５を装入しているが、リフティングマグネット、クレーンなどの適宜の装入装置によって装入しても構わない。また、溶銑鍋１の底部耐火物及び側壁耐火物の双方の近傍に含亜鉛鉄スクラップ５を装入しているが、どちらか一方の近傍に装入するだけでも構わない。   In FIG. 1 and FIG. 2, the zinc-containing iron scrap 5 is charged through the charging chute 9, but it may be charged by an appropriate charging device such as a lifting magnet or a crane. Moreover, although the zinc-containing iron scrap 5 is charged in the vicinity of both the bottom refractory and the side wall refractory of the hot metal ladle 1, it may be charged in the vicinity of either one.

このようにして、溶銑鍋１の底部耐火物及び／または側壁耐火物の近傍に装入された含亜鉛鉄スクラップ５は、溶銑鍋１に施工された内張り耐火物３の保有する熱によって加熱される。亜鉛は融点が４２０℃、沸点が９０６℃であり、鉄の融点（１５３６℃）及び沸点（２７４０℃）に比べて極めて低い。また、沸点が低いことから蒸気圧が鉄に比べて高く、更に、酸素との親和力も鉄に比べて高い。従って、含亜鉛鉄スクラップ５の亜鉛鍍金層中の亜鉛は、加熱されて溶融すると同時に大気中の酸素ガスによって酸化され、金属蒸気或いは酸化物蒸気となって含亜鉛鉄スクラップ５から分離し、大気に放散される。大気に放散された亜鉛の金属蒸気及び酸化物蒸気は冷却されて凝集し、製鉄所の地上などに落下する。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ない。一方、含亜鉛鉄スクラップ中の鉄は加熱されて表面の一部は酸化するが、鉄は蒸気圧が低く、鉄の気化反応は実質的に発生しない。尚、亜鉛は酸素との親和力が大きいことから、亜鉛の金属蒸気は酸化されて亜鉛酸化物蒸気となり、冷却されて凝集し、地上などに落下する。   Thus, the zinc-containing iron scrap 5 charged in the vicinity of the bottom refractory and / or the side wall refractory of the hot metal ladle 1 is heated by the heat held by the lining refractory 3 constructed in the hot metal ladle 1. The Zinc has a melting point of 420 ° C. and a boiling point of 906 ° C., which is extremely lower than the melting point (1536 ° C.) and boiling point (2740 ° C.) of iron. Moreover, since the boiling point is low, the vapor pressure is higher than that of iron, and the affinity for oxygen is also higher than that of iron. Therefore, the zinc in the zinc plating layer of the zinc-containing iron scrap 5 is heated and melted, and at the same time, it is oxidized by the oxygen gas in the atmosphere and separated from the zinc-containing iron scrap 5 as metal vapor or oxide vapor. To be dissipated. The metal vapor and oxide vapor of zinc released into the atmosphere are cooled and agglomerated and fall to the ground of a steelworks. Zinc oxide is used as a pigment, and zinc itself is an essential element of the living body. Although there is a problem that zinc falling on the ground cannot be recovered, it does not have any adverse effect on the living body. On the other hand, iron in the zinc-containing iron scrap is heated and a part of the surface is oxidized, but iron has a low vapor pressure, and iron vaporization reaction does not substantially occur. Since zinc has a high affinity with oxygen, the metal vapor of zinc is oxidized to become zinc oxide vapor, cooled, aggregated, and dropped onto the ground.

亜鉛は沸点が９０６℃であり、つまり９０６℃における亜鉛の蒸気圧は１気圧になり、９０６℃以上に加熱されれば、安定相は気体であることから直ちに気化除去されるが、それ以下の温度であっても、融点以上であるならば亜鉛の蒸気圧はそれなりに高く、気化が起こり含亜鉛鉄スクラップ５から除去される。但し、高炉から出銑される溶銑を溶銑鍋１で受銑する際には、発生するガスは発塵防止のために集塵設備で回収される。つまり、受銑する際に含亜鉛鉄スクラップ５に亜鉛が残留していて亜鉛の金属蒸気或いは酸化物蒸気が発生すると、これらの蒸気はダストとして回収されてしまい、回収したダストを製鉄原料として使用するには亜鉛除去処理が必要になってしまう。即ち、本発明においては、含亜鉛鉄スクラップ５を溶銑鍋１に装入した時点から次の受銑時点までの期間に含亜鉛鉄スクラップ５から亜鉛のほぼ全量を除去する必要がある。溶銑鍋１へのスクラップ装入時点から受銑時点までのサイクルタイムは、最短の場合には１時間程度であり、この時間内に含亜鉛鉄スクラップ５から亜鉛のほぼ全量を除去する必要があることになる。   Zinc has a boiling point of 906 ° C., that is, the vapor pressure of zinc at 906 ° C. becomes 1 atm. If heated to 906 ° C. or higher, the stable phase is a gas and is immediately vaporized and removed. Even if the temperature is higher than the melting point, the vapor pressure of zinc is reasonably high, vaporization occurs and the zinc-containing iron scrap 5 is removed. However, when the hot metal discharged from the blast furnace is received by the hot metal ladle 1, the generated gas is collected by a dust collecting facility to prevent dust generation. In other words, if zinc remains in the zinc-containing iron scrap 5 at the time of accepting and zinc metal vapor or oxide vapor is generated, these vapors are collected as dust, and the collected dust is used as the iron-making raw material. To do so, a zinc removal treatment is required. That is, in the present invention, it is necessary to remove almost the entire amount of zinc from the zinc-containing iron scrap 5 during the period from when the zinc-containing iron scrap 5 is charged into the hot metal ladle 1 until the next receiving time. The cycle time from the time of scrap charging to the hot metal ladle 1 to the time of receiving is about 1 hour in the shortest time, and it is necessary to remove almost all of the zinc from the zinc-containing iron scrap 5 within this time. It will be.

この観点から、検討した結果、溶銑鍋１の内張り耐火物３の表面温度が８００℃以上の時点で含亜鉛鉄スクラップ５を装入することが好ましいことが分かった。内張り耐火物３の表面温度が８００℃以上であれば、装入された含亜鉛鉄スクラップ５は直ちに内張り耐火物３の保有熱によって加熱され、亜鉛のほぼ全量が次の受銑までに気化除去されることが確認された。内張り耐火物３の表面温度の上限は特に規定する必要はないが、溶銑鍋１の場合には、最高でも１３５０℃程度、溶鋼を保持する取鍋でも１５００℃程度である。   From this viewpoint, as a result of examination, it was found that it is preferable to charge the zinc-containing iron scrap 5 when the surface temperature of the lining refractory 3 of the hot metal ladle 1 is 800 ° C. or higher. If the surface temperature of the lining refractory 3 is 800 ° C or higher, the charged zinc-containing iron scrap 5 is immediately heated by the retained heat of the lining refractory 3, and almost all of the zinc is vaporized and removed by the next receiving. It was confirmed that The upper limit of the surface temperature of the lining refractory 3 need not be specified, but in the case of the hot metal ladle 1, it is about 1350 ° C. at the maximum and the ladle holding the molten steel is about 1500 ° C.

また、溶銑を溶銑鍋１から他の保持容器に払い出しする時点の溶銑温度は１３００℃程度であり、溶銑払い出し直後の内張り耐火物３の表面温度も１３００℃程度となる。しかし、溶銑の払い出し後は内張り耐火物３の温度は急激に低下するので、溶銑を払い出した後は、速やかに含亜鉛鉄スクラップ５を装入することが望ましく、遅くとも、払い出し後６０分以内に装入することが好ましいことが分かった。   The hot metal temperature at the time when the hot metal is discharged from the hot metal ladle 1 to another holding container is about 1300 ° C., and the surface temperature of the lining refractory 3 immediately after the hot metal is discharged is also about 1300 ° C. However, since the temperature of the lining refractory 3 decreases rapidly after the hot metal is dispensed, it is desirable to immediately insert the zinc-containing iron scrap 5 after the hot metal is dispensed, and at the latest within 60 minutes after the dispensing. It has been found that charging is preferred.

また更に、余りに多くの含亜鉛鉄スクラップ５を装入すると、加熱が不足して亜鉛の除去が不十分になることから、含亜鉛鉄スクラップ５の装入量は、受銑した溶銑に対して溶銑トン当たり２０ｋｇ以下であることが好ましいことも分かった。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２０ｋｇ以下とするという意味であり、含亜鉛鉄スクラップ５を溶銑トン当たり２０ｋｇ装入する場合には、他の鉄スクラップは使用しないという意味である。ここで、溶銑トン当たりとは、含亜鉛鉄スクラップ５を装入する直前に、溶銑鍋１で受銑した溶銑量に対してであり、含亜鉛鉄スクラップ５を装入後に受銑する溶銑量に対してではない。   Furthermore, if too much zinc-containing iron scrap 5 is charged, heating will be insufficient and removal of zinc will be insufficient. Therefore, the amount of zinc-containing iron scrap 5 charged is relative to the molten iron received. It has also been found that it is preferably 20 kg or less per ton of hot metal. In this case, it means that the total charged amount including other iron scrap is 20 kg or less per ton of hot metal. When charging 20 kg of zinc-containing iron scrap 5 per ton of hot metal, the other iron scrap is It means not to use. Here, per ton of hot metal refers to the amount of hot metal received in the hot metal ladle 1 immediately before charging the zinc-containing iron scrap 5, and the amount of hot metal received after charging the zinc-containing iron scrap 5 Not against.

このようにして含亜鉛鉄スクラップ５から亜鉛を気化除去した後、含亜鉛鉄スクラップ５を積載した溶銑鍋１を高炉炉下に搬送して高炉から出銑される溶銑を受銑する。受銑時、発生する粉塵は集塵設備で回収されるが、含亜鉛鉄スクラップ５にはすでに亜鉛が含まれていないか含まれていても微量であるので、回収されるダストの亜鉛含有量は極めて少なく、亜鉛除去処理を施すことなく、高炉の製鉄原料として利用することができる。また、亜鉛が除去された後の含亜鉛鉄スクラップ５は内張り耐火物３の保有熱により予熱されているので、溶銑中の炭素と反応して融点を低下させつつ、溶銑の熱により迅速に融解する。含亜鉛鉄スクラップ５は、薄鋼板形状が主であるので、容易に融解する。特に、製鉄所の亜鉛鍍金鋼板製造工場で発生する亜鉛鍍金鋼板屑を使用した場合には、亜鉛以外の元素の混入はなく、高品質の溶銑を確保することができる。   After zinc is vaporized and removed from the zinc-containing iron scrap 5 in this manner, the hot metal ladle 1 loaded with the zinc-containing iron scrap 5 is conveyed to the bottom of the blast furnace to receive the hot metal discharged from the blast furnace. At the time of acceptance, the generated dust is recovered by the dust collection equipment, but the zinc content in the recovered dust is small because even if the zinc-containing iron scrap 5 does not already contain or contains zinc. Is extremely small, and can be used as a raw material for iron making in a blast furnace without performing zinc removal treatment. Moreover, since the zinc-containing iron scrap 5 after the zinc has been removed is preheated by the retained heat of the lining refractory 3, it melts quickly by the heat of the hot metal while reacting with the carbon in the hot metal to lower the melting point. To do. Since the zinc-containing iron scrap 5 is mainly a thin steel plate shape, it is easily melted. In particular, when galvanized steel sheet scraps generated at a galvanized steel sheet manufacturing plant at an ironworks are used, there is no mixing of elements other than zinc, and high quality hot metal can be ensured.

以上説明したように、本発明によれば、亜鉛鍍金鋼板屑などの含亜鉛鉄スクラップ５を高温の溶銑鍋１の内張り耐火物３の近傍に装入し、含亜鉛鉄スクラップ５を溶銑鍋１の保有熱により加熱して、含亜鉛鉄スクラップ中の亜鉛を気化除去するので、受銑時に発生するダストには亜鉛が濃化せず、従って、加熱処理などによって含亜鉛鉄スクラップ５の亜鉛を予め除去しなくても、回収したダストはそのままの状態で製鉄原料として利用することができる。   As described above, according to the present invention, zinc-containing iron scrap 5 such as galvanized steel sheet scraps is charged in the vicinity of the refractory 3 of the high-temperature hot metal ladle 1 and the zinc-containing iron scrap 5 is inserted into the hot metal ladle 1. Since the zinc contained in the zinc-containing iron scrap is vaporized and removed by heating with the retained heat, zinc does not concentrate in the dust generated at the time of receiving. Therefore, the zinc of the zinc-containing iron scrap 5 is removed by heat treatment or the like. Even if it is not removed in advance, the recovered dust can be used as an iron-making raw material as it is.

上記説明は、溶銑鍋１にて本発明を適用した例であるが、トーピードカーであっても上記に沿って本発明を適用することができる。但し、トーピードカーの場合には、その形状を活用するためにトーピードカーの底部耐火物の長手方向に含亜鉛鉄スクラップ５を敷きつめるなどの工夫が必要である。また、内張り耐火物３の近傍に含亜鉛鉄スクラップ５を装入する方法として２つの方法を説明したが、上記２つの方法に限るものではなく、内張り耐火物３の近傍に装入することができる限り、どのような方法を用いても構わない。   Although the above description is an example in which the present invention is applied to the hot metal ladle 1, the present invention can be applied along the above even if it is a torpedo car. However, in the case of a torpedo car, it is necessary to devise such as laying zinc-containing iron scrap 5 in the longitudinal direction of the bottom refractory of the torpedo car in order to utilize its shape. Moreover, although two methods were demonstrated as a method of charging the zinc-containing iron scrap 5 in the vicinity of the lining refractory 3, the method is not limited to the above two methods, and charging in the vicinity of the lining refractory 3 is possible. Any method can be used as long as possible.

２００トン容量の溶銑鍋を用いて行った本発明の実施例を説明する。   The Example of this invention performed using the 200 ton capacity hot metal ladle is described.

溶銑鍋内に収容した溶銑を、転炉へ装入するための装入鍋に払い出した後の空の溶銑鍋の底部耐火物及び側壁耐火物の近傍に、約２トンの亜鉛鍍金鋼板屑を、前述した図１に示す方法を用いて装入した。亜鉛鍍金鋼板屑の装入時期は、溶銑を装入鍋に払い出して約１５分経過した時点であり、その時の溶銑鍋内張り耐火物の表面温度は約９００℃であった。その後、溶銑鍋を搬送用台車に搭載した状態のままで次回の受銑まで待機させた。   About 2 tons of galvanized steel sheet scraps are placed near the bottom refractory and side wall refractories of the empty hot metal ladle after the hot metal contained in the hot metal ladle is discharged to the charging pan for charging into the converter. The above-described method shown in FIG. 1 was used for charging. The charging time of the galvanized steel sheet scrap was about 15 minutes after the hot metal was discharged into the charging pan, and the surface temperature of the refractory lining the hot metal pan at that time was about 900 ° C. After that, the hot metal ladle was mounted on the transport carriage and waited until the next receiving.

溶銑鍋に亜鉛鍍金鋼板屑を装入してから約１時間経過した時点で、溶銑鍋を高炉炉下に搬送して、高炉から出銑される溶銑を受銑した。受銑の直前に溶銑鍋内から亜鉛鍍金鋼板屑の片を採取し、亜鉛鍍金相の有無を調査するための試験片とした。また、受銑時に集塵設備で回収されるダストを分析し、ダストの亜鉛濃度を調査した。尚、亜鉛鍍金鋼板屑中の亜鉛濃度の測定は、塩酸と硝酸液とで溶解後、発光分光分析法（ＩＣＰ法）により測定した。また、ダスト中の亜鉛濃度の測定は、塩酸で溶解後にフッ酸処理、過塩素処理を行った後にろ過し、原子吸光法により測定した。   When about 1 hour had passed since the galvanized steel sheet scraps were charged into the hot metal ladle, the hot metal ladle was transported under the blast furnace and the hot metal discharged from the blast furnace was received. Immediately before receiving, a piece of galvanized steel sheet scrap was collected from the hot metal ladle and used as a test piece for investigating the presence of the galvanized phase. In addition, the dust collected in the dust collection facility at the time of receiving was analyzed, and the zinc concentration of the dust was investigated. In addition, the zinc concentration in the galvanized steel sheet scraps was measured by an emission spectroscopic analysis method (ICP method) after being dissolved in hydrochloric acid and nitric acid solution. In addition, the zinc concentration in the dust was measured by the atomic absorption method after being dissolved in hydrochloric acid and then filtered with hydrofluoric acid and perchloric acid.

その結果、採取した亜鉛鍍金鋼板屑の試験片には亜鉛鍍金層は観察されず、亜鉛鍍金層は消失していることが確認された。また、集塵設備で回収されたダストの亜鉛濃度は鉄スクラップを使用しない場合のときと同等であり、回収されたダストに亜鉛の濃縮が発生しないことも確認された。更に、溶銑鍋に装入した亜鉛鍍金鋼板屑は受銑時に融解し、その後に行われた脱燐処理、脱硫処理、及び転炉における脱炭精錬に何ら支障となることはなかった。   As a result, it was confirmed that no zinc plating layer was observed on the collected specimens of galvanized steel sheet scraps and the zinc plating layer had disappeared. It was also confirmed that the zinc concentration in the dust collected by the dust collection equipment was the same as when no iron scrap was used, and no zinc concentration occurred in the collected dust. Furthermore, the galvanized steel sheet scrap charged in the hot metal ladle melted at the time of receiving, and did not hinder any dephosphorization treatment, desulfurization treatment, and decarburization refining performed in the converter.

溶銑鍋の底部耐火物及び側壁耐火物の近傍に含亜鉛鉄スクラップを装入する方法の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the method of charging a zinc-containing iron scrap in the vicinity of the bottom part refractory material and side wall refractory material of a hot metal ladle. 溶銑鍋の底部耐火物及び側壁耐火物の近傍に含亜鉛鉄スクラップを装入する方法の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the method of charging a zinc-containing iron scrap in the vicinity of the bottom part refractory material and side wall refractory material of a hot metal ladle.

符号の説明Explanation of symbols

１ 溶銑鍋
２ 鉄皮
３ 内張り耐火物
４ 搬送用台車
５ 含亜鉛鉄スクラップ
６ 中子
７ 鉄枠
８ シュート
９ 投入シュート DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hot metal ladle 2 Iron skin 3 Lined refractory 4 Carriage for conveyance 5 Zinc-containing iron scrap 6 Core 7 Iron frame 8 Chute 9 Input chute

Claims (5)

耐火物で施工された容器内の底部耐火物及び／または側壁耐火物の近傍に含亜鉛鉄スクラップを装入し、前記容器の保有する熱で含亜鉛鉄スクラップの亜鉛を酸化して気化させ、亜鉛を気化除去した後に前記容器内に溶銑を注入することを特徴とする、製鉄工程における含亜鉛鉄スクラップの利用方法。   The zinc-containing iron scrap is charged in the vicinity of the bottom refractory and / or the side wall refractory in the container constructed with the refractory, and the zinc of the zinc-containing iron scrap is oxidized and vaporized by the heat of the container, A method for using zinc-containing iron scrap in an iron making process, wherein hot metal is poured into the container after vaporizing and removing zinc. 前記容器は、溶銑を払い出した後の溶銑鍋またはトーピードカーであることを特徴とする、請求項１に記載の製鉄工程における含亜鉛鉄スクラップの利用方法。   The said container is a hot metal ladle or torpedo car after discharging hot metal, The utilization method of the zinc-containing iron scrap in the iron making process of Claim 1 characterized by the above-mentioned. 前記容器の内壁耐火物の表面温度は、８００℃以上であることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の製鉄工程における含亜鉛鉄スクラップの利用方法。   The surface temperature of the inner wall refractory of the container is 800 ° C or higher, and the method of using zinc-containing iron scrap in the iron making process according to claim 1 or 2. 前記含亜鉛鉄スクラップの装入量は、注入された溶銑に対して溶銑トン当たり２０ｋｇ以下であ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つに記載の製鉄工程における含亜鉛鉄スクラップの利用方法。   The amount of zinc-containing iron scrap charged is not more than 20 kg per ton of molten iron with respect to the molten iron poured, and is included in the iron making process according to any one of claims 1 to 3. How to use zinc iron scrap. 前記含亜鉛鉄スクラップは、亜鉛鍍金鋼板屑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つに記載の製鉄工程における含亜鉛鉄スクラップの利用方法。   The method for using zinc-containing iron scrap in the iron making process according to any one of claims 1 to 4, wherein the zinc-containing iron scrap is galvanized steel sheet scrap.
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