JPH08209211A - 竪型炉によるスクラップ溶解法 - Google Patents
竪型炉によるスクラップ溶解法Info
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- JPH08209211A JPH08209211A JP7284997A JP28499795A JPH08209211A JP H08209211 A JPH08209211 A JP H08209211A JP 7284997 A JP7284997 A JP 7284997A JP 28499795 A JP28499795 A JP 28499795A JP H08209211 A JPH08209211 A JP H08209211A
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- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
- F23L7/00—Supplying non-combustible liquids or gases, other than air, to the fire, e.g. oxygen, steam
- F23L7/007—Supplying oxygen or oxygen-enriched air
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D1/00—Burners for combustion of pulverulent fuel
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D2900/00—Special features of, or arrangements for burners using fluid fuels or solid fuels suspended in a carrier gas
- F23D2900/00006—Liquid fuel burners using pure oxygen or O2-enriched air as oxidant
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
- F23L2900/00—Special arrangements for supplying or treating air or oxidant for combustion; Injecting inert gas, water or steam into the combustion chamber
- F23L2900/07002—Injecting inert gas, other than steam or evaporated water, into the combustion chambers
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- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
- F23L2900/00—Special arrangements for supplying or treating air or oxidant for combustion; Injecting inert gas, water or steam into the combustion chamber
- F23L2900/07009—Injection of steam into the combustion chamber
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Manufacture Of Iron (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 微粉炭を主要熱源としてスクラップを溶解し
て溶銑を製造する際に、亜鉛鍍金等のスクラップの利用
や羽口から含亜鉛ダストを吹き込むことにより、炉頂か
ら排出されるダストに含まれる亜鉛を高濃度に回収す
る。 【解決手段】 竪型炉１０の炉頂から鉄源としての亜鉛
を含有したスクラップ、及び高炉用コークスを装入する
工程と、羽口１２に設けられた燃焼バーナーから微粉炭
と酸素とを吹き込んでその燃焼熱によりスクラップを溶
解させ、且つ、炉頂温度を８００℃以上にする工程と、
炉頂から排出される炉頂ダストから金属亜鉛を回収する
工程とを有する。或いは、スクラップが亜鉛を含有し又
は含有しない双方の場合において、更に、羽口１２から
含亜鉛ダストを吹き込む工程を有する。
て溶銑を製造する際に、亜鉛鍍金等のスクラップの利用
や羽口から含亜鉛ダストを吹き込むことにより、炉頂か
ら排出されるダストに含まれる亜鉛を高濃度に回収す
る。 【解決手段】 竪型炉１０の炉頂から鉄源としての亜鉛
を含有したスクラップ、及び高炉用コークスを装入する
工程と、羽口１２に設けられた燃焼バーナーから微粉炭
と酸素とを吹き込んでその燃焼熱によりスクラップを溶
解させ、且つ、炉頂温度を８００℃以上にする工程と、
炉頂から排出される炉頂ダストから金属亜鉛を回収する
工程とを有する。或いは、スクラップが亜鉛を含有し又
は含有しない双方の場合において、更に、羽口１２から
含亜鉛ダストを吹き込む工程を有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は竪型炉によるスクラップ
溶解法に関し、特に、羽口に設けられた燃焼バーナーか
ら微粉炭と酸素とを吹き込み、微粉炭を主要熱源として
スクラップを溶解して溶銑を製造する際に、亜鉛鍍金鋼
板等の含亜鉛スクラップの利用や羽口から含亜鉛ダスト
を吹き込みにより、炉頂から排出されるダストに含まれ
る亜鉛を高濃度に回収する乾式集塵に関する。
溶解法に関し、特に、羽口に設けられた燃焼バーナーか
ら微粉炭と酸素とを吹き込み、微粉炭を主要熱源として
スクラップを溶解して溶銑を製造する際に、亜鉛鍍金鋼
板等の含亜鉛スクラップの利用や羽口から含亜鉛ダスト
を吹き込みにより、炉頂から排出されるダストに含まれ
る亜鉛を高濃度に回収する乾式集塵に関する。
【０００２】
【従来の技術】通常、鉄鋼製品は高炉により溶銑を作
り、その後、製鋼及び圧延の過程を経て製造される。こ
のような高炉による方法では熱源として主に原料炭から
製造される高炉用コークスを用い、鉄鉱石は焼結機で事
前処理される。しかし、原料炭は一般炭に比べて産地が
限定され、価格も高い。また、コークスを製造するコー
クス炉、焼結機は環境対策上の問題も有る。一方、スク
ラップは現在、主要先進国ではその量が増加し、そのリ
サイクルが今後、資源の有効利用上、不可欠である。今
後、スクラップから鉄鋼製品を多量に製造できれば上記
のようなコークス炉の規模も軽減でき、焼結機も必要と
せず、環境対策上、好ましい。
り、その後、製鋼及び圧延の過程を経て製造される。こ
のような高炉による方法では熱源として主に原料炭から
製造される高炉用コークスを用い、鉄鉱石は焼結機で事
前処理される。しかし、原料炭は一般炭に比べて産地が
限定され、価格も高い。また、コークスを製造するコー
クス炉、焼結機は環境対策上の問題も有る。一方、スク
ラップは現在、主要先進国ではその量が増加し、そのリ
サイクルが今後、資源の有効利用上、不可欠である。今
後、スクラップから鉄鋼製品を多量に製造できれば上記
のようなコークス炉の規模も軽減でき、焼結機も必要と
せず、環境対策上、好ましい。
【０００３】スクラップから鉄を製造する方法として、
まず電気炉があるが、この電気炉による方法は莫大な電
力を必要とし、電気製造コストが高価である日本では今
後、銑鉄の多量生産に適した方法とは言えない。
まず電気炉があるが、この電気炉による方法は莫大な電
力を必要とし、電気製造コストが高価である日本では今
後、銑鉄の多量生産に適した方法とは言えない。
【０００４】また、キュポラでもスクラップを原料とし
て鋳物銑を製造することができ、実際に普及している
が、このキュポラによる方法では燃料として高炉用コー
クスより更に高価な、一般に高炉用コークスの４倍程度
の価格である鋳物用コークスの使用を前提としている。
何故なら、キュポラでは羽口から吹き込まれた熱風中の
酸素が羽口先のコークスによって急速に消費されずに、
炉の下部に形成されるコークスベット上部のスクラップ
溶解帯付近で消失し、この部分で最高温度になるような
温度分布を作ることがスクラップの円滑な溶解を助ける
とされているため、コークスは高炉用コークスより反応
性が低く、燃焼しにくいものを必要とする。このため、
高炉用コークスより４倍程度、粒度の大きい塊で反応性
の低い特殊で高価なコークスが不可欠である。従って、
キュポラによる方法は特殊な鉄鋼製品製造に向いても、
一般の銑鉄多量生産には経済的に適していない。
て鋳物銑を製造することができ、実際に普及している
が、このキュポラによる方法では燃料として高炉用コー
クスより更に高価な、一般に高炉用コークスの４倍程度
の価格である鋳物用コークスの使用を前提としている。
何故なら、キュポラでは羽口から吹き込まれた熱風中の
酸素が羽口先のコークスによって急速に消費されずに、
炉の下部に形成されるコークスベット上部のスクラップ
溶解帯付近で消失し、この部分で最高温度になるような
温度分布を作ることがスクラップの円滑な溶解を助ける
とされているため、コークスは高炉用コークスより反応
性が低く、燃焼しにくいものを必要とする。このため、
高炉用コークスより４倍程度、粒度の大きい塊で反応性
の低い特殊で高価なコークスが不可欠である。従って、
キュポラによる方法は特殊な鉄鋼製品製造に向いても、
一般の銑鉄多量生産には経済的に適していない。
【０００５】このようなことから、基本的には鋳物用コ
ークスの使用をなるべく避けて、通常の高炉用コークス
を使えれば経済的な操業が可能となる。更に、羽口から
燃料として、コークスよりさらに安価な一般炭を粉砕し
て製造した微粉炭を多量に吹き込み、熱源として利用で
きれば、より好ましい操業ができる。また、その際、燃
焼に寄与しない窒素を取り除いた純酸素に近いガスを羽
口から送れば、多量の微粉炭の燃焼ガス化が可能になる
と同時に、炉頂ガスに窒素が含まれないため、炉頂ガス
の熱量は増加し、このガスの燃料ガスとしての利用価値
を高めることができる。
ークスの使用をなるべく避けて、通常の高炉用コークス
を使えれば経済的な操業が可能となる。更に、羽口から
燃料として、コークスよりさらに安価な一般炭を粉砕し
て製造した微粉炭を多量に吹き込み、熱源として利用で
きれば、より好ましい操業ができる。また、その際、燃
焼に寄与しない窒素を取り除いた純酸素に近いガスを羽
口から送れば、多量の微粉炭の燃焼ガス化が可能になる
と同時に、炉頂ガスに窒素が含まれないため、炉頂ガス
の熱量は増加し、このガスの燃料ガスとしての利用価値
を高めることができる。
【０００６】一方、製鉄所では鉄鉱石あるいはスクラッ
プに由来する亜鉛を含むダストが発生している。この含
亜鉛ダストは様々な工程で発生し、それぞれ組成が異な
る。例えば高炉から排出されるダストは亜鉛濃度が１〜
２％であり、電気炉ダストにおいては亜鉛が１０〜３０
％含まれる。現在のところ、炉頂から排出された含亜鉛
ダストは、そのほとんどが所内に集積されている。そし
て、その量が増大してきており、環境破壊が懸念され、
またその保管経費が必要となってきている。更に、亜鉛
鍍金スクラップ等の含亜鉛スクラップの場合には発生す
る亜鉛ダストの量が多く処理がより問題となっている。
プに由来する亜鉛を含むダストが発生している。この含
亜鉛ダストは様々な工程で発生し、それぞれ組成が異な
る。例えば高炉から排出されるダストは亜鉛濃度が１〜
２％であり、電気炉ダストにおいては亜鉛が１０〜３０
％含まれる。現在のところ、炉頂から排出された含亜鉛
ダストは、そのほとんどが所内に集積されている。そし
て、その量が増大してきており、環境破壊が懸念され、
またその保管経費が必要となってきている。更に、亜鉛
鍍金スクラップ等の含亜鉛スクラップの場合には発生す
る亜鉛ダストの量が多く処理がより問題となっている。
【０００７】含亜鉛ダストを処理する方法として、炭素
質還元剤を添加してペレットを造粒し、竪型炉の上部か
ら装入し、下部羽口付近での微粉炭、コークスの燃焼に
より生成する還元ガス及び燃焼熱によって、主に酸化物
として含有されている亜鉛を還元、揮発し、上方より燃
焼ガスと共に炉外へ排出し濃縮しようとする発明（特開
昭５３−２５２２１号公報、特開昭５５−１２５２１１
号公報）が既に提案されている。これらの公報において
提案されている方法では、含亜鉛ダストをペレットに造
粒する工程が必要である。
質還元剤を添加してペレットを造粒し、竪型炉の上部か
ら装入し、下部羽口付近での微粉炭、コークスの燃焼に
より生成する還元ガス及び燃焼熱によって、主に酸化物
として含有されている亜鉛を還元、揮発し、上方より燃
焼ガスと共に炉外へ排出し濃縮しようとする発明（特開
昭５３−２５２２１号公報、特開昭５５−１２５２１１
号公報）が既に提案されている。これらの公報において
提案されている方法では、含亜鉛ダストをペレットに造
粒する工程が必要である。
【０００８】また、亜鉛を含有する金属含有粉体を羽
口、ランス等の装置によりキュポラ炉内に繰り返し導入
することにより、再利用可能なまでに濃縮する発明（特
開平２−２６３０８８号公報）が提案されている。この
公報に提案されている方法は、キュポラで発生した亜鉛
を含有する金属含有粉体を金属の酸化物の形で濾過装置
により捕捉し、繰り返し炉内に導入して濃縮しようとい
うものである。しかし、再利用可能なまでに濃縮するに
は、何度か繰り返し導入しなければならず、効率的な回
収ができなかった。
口、ランス等の装置によりキュポラ炉内に繰り返し導入
することにより、再利用可能なまでに濃縮する発明（特
開平２−２６３０８８号公報）が提案されている。この
公報に提案されている方法は、キュポラで発生した亜鉛
を含有する金属含有粉体を金属の酸化物の形で濾過装置
により捕捉し、繰り返し炉内に導入して濃縮しようとい
うものである。しかし、再利用可能なまでに濃縮するに
は、何度か繰り返し導入しなければならず、効率的な回
収ができなかった。
【０００９】他に、キュポラ炉で熱風中に酸素を富化
し、微粉炭と同時に含亜鉛ダストを羽口から吹き込み、
排出される炉頂ダスト中の亜鉛濃度を高めようとする方
法が文献（Klaus Scheidig:Proceedings of the Eighth
Japan-Germany Seminar,Oct.,6,7,1993 (Sendai,Japa
n),p.22 "Hot Metal production Based on Scrap,Coal
and Oxygen"）に開示されている。しかし、この文献に
開示されている方法は排ガス処理としてダストをサイク
ロンで回収した後に、湿式集塵装置による処理を行って
おり、湿式集塵されたスラッジの脱水、処理排水のリサ
イクル設備が必要となる。
し、微粉炭と同時に含亜鉛ダストを羽口から吹き込み、
排出される炉頂ダスト中の亜鉛濃度を高めようとする方
法が文献（Klaus Scheidig:Proceedings of the Eighth
Japan-Germany Seminar,Oct.,6,7,1993 (Sendai,Japa
n),p.22 "Hot Metal production Based on Scrap,Coal
and Oxygen"）に開示されている。しかし、この文献に
開示されている方法は排ガス処理としてダストをサイク
ロンで回収した後に、湿式集塵装置による処理を行って
おり、湿式集塵されたスラッジの脱水、処理排水のリサ
イクル設備が必要となる。
【００１０】更に、従来の竪型炉では、炉内に装入され
た亜鉛は炉下部で還元気化し、炉頂付近で酸化凝縮し
て、この経路を繰り返すことにより炉内で亜鉛が局所的
に蓄積する場合がある。これが耐火物の内面に付着成長
すると、耐火物の剥離を起こすなどの問題が生じる。こ
のように炉内での金属亜鉛蒸気の再酸化が問題となり、
竪型炉で効率的に脱Ｚｎを行うことができなかった。
た亜鉛は炉下部で還元気化し、炉頂付近で酸化凝縮し
て、この経路を繰り返すことにより炉内で亜鉛が局所的
に蓄積する場合がある。これが耐火物の内面に付着成長
すると、耐火物の剥離を起こすなどの問題が生じる。こ
のように炉内での金属亜鉛蒸気の再酸化が問題となり、
竪型炉で効率的に脱Ｚｎを行うことができなかった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の従来
の技術に鑑み、次の課題を解決した竪型炉によるスクラ
ップ溶解法を提供することを目的とする。 イ）環境破壊が懸念され保管が負担となってきた含亜鉛
ダストを、資源リサイクルの観点から処理し再利用する
こと。 ロ）竪型炉でスクラップを鉄源として溶銑を製造する場
合には、羽口から吹き込まれたダスト中の亜鉛の他に、
スクラップ中に含まれる亜鉛鍍金からも亜鉛が発生する
ので、製鉄所で発生する含亜鉛ダストとともにスクラッ
プに由来する亜鉛からも亜鉛を高濃度で回収する。 ハ）炉頂排ガスのための処理設備を簡素なものとし、亜
鉛濃縮のための工程を短縮、亜鉛濃縮のために行う吹き
込みの繰り返し回数を低減すること。 ニ）酸化亜鉛の形での排出では、亜鉛精錬の原料として
は市場価値が薄れるので、なるべく金属亜鉛の形で回収
する。
の技術に鑑み、次の課題を解決した竪型炉によるスクラ
ップ溶解法を提供することを目的とする。 イ）環境破壊が懸念され保管が負担となってきた含亜鉛
ダストを、資源リサイクルの観点から処理し再利用する
こと。 ロ）竪型炉でスクラップを鉄源として溶銑を製造する場
合には、羽口から吹き込まれたダスト中の亜鉛の他に、
スクラップ中に含まれる亜鉛鍍金からも亜鉛が発生する
ので、製鉄所で発生する含亜鉛ダストとともにスクラッ
プに由来する亜鉛からも亜鉛を高濃度で回収する。 ハ）炉頂排ガスのための処理設備を簡素なものとし、亜
鉛濃縮のための工程を短縮、亜鉛濃縮のために行う吹き
込みの繰り返し回数を低減すること。 ニ）酸化亜鉛の形での排出では、亜鉛精錬の原料として
は市場価値が薄れるので、なるべく金属亜鉛の形で回収
する。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の一つの態様によ
る竪型炉によるスクラップ溶解法は、竪型炉の炉頂から
鉄源としての亜鉛を含有したスクラップ、及び高炉用コ
ークスを装入する工程と、羽口に設けられた燃焼バーナ
ーから微粉炭と酸素とを吹き込んでその燃焼熱によりス
クラップを溶解させ、且つ、炉頂温度を８００℃以上に
する工程と、炉頂から排出される炉頂ダストから金属亜
鉛を回収する工程とを有する。本発明の他の態様による
竪型炉によるスクラップ溶解法は、竪型炉の炉頂から鉄
源としてのスクラップ（亜鉛を含有する場合と含有しな
い場合の双方を含む）、及び高炉用コークスを装入する
工程と、羽口に設けられた燃焼バーナーから微粉炭と酸
素とを吹き込んでその燃焼熱によりスクラップを溶解さ
せ、且つ、炉頂温度を８００℃以上にする工程と、羽口
から含亜鉛ダストを吹き込む工程と、炉頂から排出され
る炉頂ダストから金属亜鉛を回収する工程とを有する。
本発明の他の態様による竪型炉によるスクラップ溶解法
は、上記のスクラップ溶解法において、排出された炉頂
ダストの分級点を２段以上のサイクロンによって制御
し、気相から析出した微粒の金属亜鉛を分別回収する工
程を、更に有する。
る竪型炉によるスクラップ溶解法は、竪型炉の炉頂から
鉄源としての亜鉛を含有したスクラップ、及び高炉用コ
ークスを装入する工程と、羽口に設けられた燃焼バーナ
ーから微粉炭と酸素とを吹き込んでその燃焼熱によりス
クラップを溶解させ、且つ、炉頂温度を８００℃以上に
する工程と、炉頂から排出される炉頂ダストから金属亜
鉛を回収する工程とを有する。本発明の他の態様による
竪型炉によるスクラップ溶解法は、竪型炉の炉頂から鉄
源としてのスクラップ（亜鉛を含有する場合と含有しな
い場合の双方を含む）、及び高炉用コークスを装入する
工程と、羽口に設けられた燃焼バーナーから微粉炭と酸
素とを吹き込んでその燃焼熱によりスクラップを溶解さ
せ、且つ、炉頂温度を８００℃以上にする工程と、羽口
から含亜鉛ダストを吹き込む工程と、炉頂から排出され
る炉頂ダストから金属亜鉛を回収する工程とを有する。
本発明の他の態様による竪型炉によるスクラップ溶解法
は、上記のスクラップ溶解法において、排出された炉頂
ダストの分級点を２段以上のサイクロンによって制御
し、気相から析出した微粒の金属亜鉛を分別回収する工
程を、更に有する。
【００１３】本発明において、既存の高炉法からなる製
鉄所に高炉と並列して配置された竪型炉の羽口から吹き
込まれた酸素と微粉炭との急速燃焼により熱を発生さ
せ、炉内にスクラップを装入して溶解させる。下部には
コークスが充填されＰＣ／Ｏ2を例えば０．７ｋｇ／Ｎ
ｍ3 以上とすることで、微粉炭は酸素と不完全燃焼域で
燃焼することにより、炉内は完全に還元雰囲気となる。
炉頂から装入された含亜鉛スクラップ中の酸化亜鉛や羽
口から吹き込まれた含亜鉛ダストは炉内で亜鉛が還元さ
れ、金属亜鉛蒸気となるが、炉内が還元雰囲気であるこ
とにより再酸化されない。通常のキュポラにおいては、
炉内ガスに含まれるＣＯ2 によって金属亜鉛は酸化され
てしまう。また、還元雰囲気を維持しても、８００℃未
満になるとわずかのＣＯ2 によって亜鉛蒸気は酸化され
やすいが、本発明においては炉頂温度を８００℃以上に
保つことにより金属亜鉛の再酸化を防いでおり、炉内の
亜鉛蓄積が回避され、炉頂から金属亜鉛が効率よく回収
できる。本発明においては、スクラップ中に含まれる亜
鉛も回収できるので、鉄源として炉内に装入するスクラ
ップの種類、量の制限を緩和することができ、結果とし
て溶銑の製造が安価になる。また、本発明においては、
竪型炉内の炉頂温度が高く、還元雰囲気であることか
ら、亜鉛は炉外に排出されるので、竪型炉内での亜鉛の
局所的な蓄積による耐火物の剥離の問題を回避すること
ができる。また、排出された炉頂ガスは系外で温度低下
させるが、気相から析出する金属亜鉛は１０μｍ以下の
微粒であり、通常のコークス粉より粒度が細かい。従っ
て、本発明においてはサイクロンを２段以上設け、１段
目のサイクロンで金属亜鉛以外の粒子を捕集し、２段目
以降において微粒ダストを捕集することにより気相から
析出した微粒の金属亜鉛を分別回収する。このように回
収された亜鉛は、非鉄精錬原料として市場価値が高い。
即ち、所内で処理が問題となっている含亜鉛ダストを非
鉄原料として再利用できるまで濃縮することができる。
鉄所に高炉と並列して配置された竪型炉の羽口から吹き
込まれた酸素と微粉炭との急速燃焼により熱を発生さ
せ、炉内にスクラップを装入して溶解させる。下部には
コークスが充填されＰＣ／Ｏ2を例えば０．７ｋｇ／Ｎ
ｍ3 以上とすることで、微粉炭は酸素と不完全燃焼域で
燃焼することにより、炉内は完全に還元雰囲気となる。
炉頂から装入された含亜鉛スクラップ中の酸化亜鉛や羽
口から吹き込まれた含亜鉛ダストは炉内で亜鉛が還元さ
れ、金属亜鉛蒸気となるが、炉内が還元雰囲気であるこ
とにより再酸化されない。通常のキュポラにおいては、
炉内ガスに含まれるＣＯ2 によって金属亜鉛は酸化され
てしまう。また、還元雰囲気を維持しても、８００℃未
満になるとわずかのＣＯ2 によって亜鉛蒸気は酸化され
やすいが、本発明においては炉頂温度を８００℃以上に
保つことにより金属亜鉛の再酸化を防いでおり、炉内の
亜鉛蓄積が回避され、炉頂から金属亜鉛が効率よく回収
できる。本発明においては、スクラップ中に含まれる亜
鉛も回収できるので、鉄源として炉内に装入するスクラ
ップの種類、量の制限を緩和することができ、結果とし
て溶銑の製造が安価になる。また、本発明においては、
竪型炉内の炉頂温度が高く、還元雰囲気であることか
ら、亜鉛は炉外に排出されるので、竪型炉内での亜鉛の
局所的な蓄積による耐火物の剥離の問題を回避すること
ができる。また、排出された炉頂ガスは系外で温度低下
させるが、気相から析出する金属亜鉛は１０μｍ以下の
微粒であり、通常のコークス粉より粒度が細かい。従っ
て、本発明においてはサイクロンを２段以上設け、１段
目のサイクロンで金属亜鉛以外の粒子を捕集し、２段目
以降において微粒ダストを捕集することにより気相から
析出した微粒の金属亜鉛を分別回収する。このように回
収された亜鉛は、非鉄精錬原料として市場価値が高い。
即ち、所内で処理が問題となっている含亜鉛ダストを非
鉄原料として再利用できるまで濃縮することができる。
【００１４】
（実施形態１．）図１は本発明の実施形態の一例に係る
竪型炉によるスクラップ溶解法が適用される竪型炉及び
集塵装置の構成を示す概念図である。この竪型炉１０は
その内容積を２．５ｍ3 とし、生産量を１０ｔ／日とし
ている。原料装入装置１６は開閉装置１８により大気と
炉内を遮断できる構造とし、高温の炉頂ガスを完全に回
収できるようになっている。集塵装置は粗粒サイクロン
２０及び微粒サイクロン２２から構成されており、粗粒
と微粒とに分級する２段集塵としている。なお、この微
粒サイクロン２２はバグフィルタに置き換えてもよい。
竪型炉によるスクラップ溶解法が適用される竪型炉及び
集塵装置の構成を示す概念図である。この竪型炉１０は
その内容積を２．５ｍ3 とし、生産量を１０ｔ／日とし
ている。原料装入装置１６は開閉装置１８により大気と
炉内を遮断できる構造とし、高温の炉頂ガスを完全に回
収できるようになっている。集塵装置は粗粒サイクロン
２０及び微粒サイクロン２２から構成されており、粗粒
と微粒とに分級する２段集塵としている。なお、この微
粒サイクロン２２はバグフィルタに置き換えてもよい。
【００１５】図２は竪型炉１０の羽口１２の詳細を示し
た説明図である。この羽口１２には燃焼バーナー１３が
設置されており、この燃焼バーナー１３のほぼ中心から
は微粉炭ＰＣが吹き込まれ、また、その周囲からは冷酸
素Ｏ2 が吹込まれ、両者は急速に混合して、微粉炭を羽
口先端に形成される燃焼帯で急速燃焼し、スクラップを
溶解させる。このときの燃焼帯１３及びレースウェイ１
４は図示のように形成される。また、同時に、表１に示
す組成の含亜鉛ダスト（キュポラダスト）もランス１９
を介して羽口１２から供給される。更に、燃焼温度調整
用に一部、水蒸気、窒素等のガスを羽口１２から冷却剤
として吹き込まれる。
た説明図である。この羽口１２には燃焼バーナー１３が
設置されており、この燃焼バーナー１３のほぼ中心から
は微粉炭ＰＣが吹き込まれ、また、その周囲からは冷酸
素Ｏ2 が吹込まれ、両者は急速に混合して、微粉炭を羽
口先端に形成される燃焼帯で急速燃焼し、スクラップを
溶解させる。このときの燃焼帯１３及びレースウェイ１
４は図示のように形成される。また、同時に、表１に示
す組成の含亜鉛ダスト（キュポラダスト）もランス１９
を介して羽口１２から供給される。更に、燃焼温度調整
用に一部、水蒸気、窒素等のガスを羽口１２から冷却剤
として吹き込まれる。
【００１６】
【表１】
【００１７】各サイクロン２０，２２で集塵した炉頂ダ
ストを分析した。ＰＣ／Ｏ2 を０．７ｋｇ／Ｎｍ3 とす
ることにより炉内は完全に還元雰囲気とし、炉頂ガス温
度が亜鉛蒸気の酸化に及ぼす影響を調べた。炉頂ガス温
度を２００℃、３００℃、５００℃、８００℃、及び９
００℃、としたときの比較結果を表２及び表３に示す。
ストを分析した。ＰＣ／Ｏ2 を０．７ｋｇ／Ｎｍ3 とす
ることにより炉内は完全に還元雰囲気とし、炉頂ガス温
度が亜鉛蒸気の酸化に及ぼす影響を調べた。炉頂ガス温
度を２００℃、３００℃、５００℃、８００℃、及び９
００℃、としたときの比較結果を表２及び表３に示す。
【００１８】
【表２】
【００１９】
【表３】
【００２０】この表２及び表３から分かるように、亜鉛
蒸気を高温のまま炉外に排出し系外で温度低下させた場
合の方が、亜鉛の酸化が抑制され、金属亜鉛が微粒で析
出し、金属亜鉛の回収率を高くできる。
蒸気を高温のまま炉外に排出し系外で温度低下させた場
合の方が、亜鉛の酸化が抑制され、金属亜鉛が微粒で析
出し、金属亜鉛の回収率を高くできる。
【００２１】図３は炉頂ガス温度の違いによる、含亜鉛
ダストの吹き込み量と回収亜鉛量との関係を示した特性
図である。図の縦軸の亜鉛の回収量は、１段目のサイク
ロン２０で捕集されたダスト中の亜鉛分と２段目のサイ
クロン２２で回収した亜鉛分の総量を示している。炉頂
温度が高い（８００℃、９００℃）場合には、吹き込み
量の増加にあわせて亜鉛の回収量も増加し、炉内に蓄積
することなく、亜鉛蒸気として排出し、回収することが
できていることが分かる。
ダストの吹き込み量と回収亜鉛量との関係を示した特性
図である。図の縦軸の亜鉛の回収量は、１段目のサイク
ロン２０で捕集されたダスト中の亜鉛分と２段目のサイ
クロン２２で回収した亜鉛分の総量を示している。炉頂
温度が高い（８００℃、９００℃）場合には、吹き込み
量の増加にあわせて亜鉛の回収量も増加し、炉内に蓄積
することなく、亜鉛蒸気として排出し、回収することが
できていることが分かる。
【００２２】図４は所定量の含亜鉛ダストを吹き込んだ
ときに、回収されるダストの量及びそのダスト中の亜鉛
分比率を炉頂ガス温度との関係において示した特性図で
ある。炉頂温度が高い（８００℃、９００℃）場合に
は、回収されたダスト中の亜鉛成分の量は多く、従っ
て、濃度は高く（６２．３％、６３．５％）、亜鉛の濃
縮を効率的に行うことができた。また、スクラップの溶
解、銑鉄の生産に関しても、全く支障がなかった。
ときに、回収されるダストの量及びそのダスト中の亜鉛
分比率を炉頂ガス温度との関係において示した特性図で
ある。炉頂温度が高い（８００℃、９００℃）場合に
は、回収されたダスト中の亜鉛成分の量は多く、従っ
て、濃度は高く（６２．３％、６３．５％）、亜鉛の濃
縮を効率的に行うことができた。また、スクラップの溶
解、銑鉄の生産に関しても、全く支障がなかった。
【００２３】（実施形態２．）本実施形態においては、
図１の竪型炉において含亜鉛ダストの吹き込みを行わな
い代わりに、亜鉛鍍金鋼板（含亜鉛スクラップ）を鉄源
として装入した。亜鉛鍍金鋼板中の亜鉛濃度は最大で約
７％である。銑鉄１ｔ当たりのスクラップ原単位は９５
０ｋｇ／ｔ程度であり、亜鉛鍍金鋼板の配合比率を１５
％までとし、亜鉛投入総量を１０ｋｇ／ｔとした。この
ような条件下において、炉頂温度を８００℃としたとき
の捕集ダストの分析結果を次の表４に示す。本実施形態
によれば、炉内に亜鉛の蓄積は認められず、荷下がりも
順調で、安定に操業が継続できた。
図１の竪型炉において含亜鉛ダストの吹き込みを行わな
い代わりに、亜鉛鍍金鋼板（含亜鉛スクラップ）を鉄源
として装入した。亜鉛鍍金鋼板中の亜鉛濃度は最大で約
７％である。銑鉄１ｔ当たりのスクラップ原単位は９５
０ｋｇ／ｔ程度であり、亜鉛鍍金鋼板の配合比率を１５
％までとし、亜鉛投入総量を１０ｋｇ／ｔとした。この
ような条件下において、炉頂温度を８００℃としたとき
の捕集ダストの分析結果を次の表４に示す。本実施形態
によれば、炉内に亜鉛の蓄積は認められず、荷下がりも
順調で、安定に操業が継続できた。
【００２４】
【表４】
【００２５】（実施形態３．）本実施形態においては、
図１の竪型炉において、鉄源として亜鉛鍍金鋼板を装入
するとともに、羽口から含亜鉛ダストを吹き込んだ。そ
のときの条件は次のとおりである。そして、 炉頂温度：８００℃ 亜鉛鍍金鋼板の使用 １０％ →Ｚｎ投入量７ｋｇ／ｔ 含亜鉛ダストの吹き込み １５ｋｇ／ｔ→Ｚｎ投入量５ｋｇ／ｔ （合計 １２ｋｇ／ｔ） そして、このときのサイクロン捕集ダストの分析結果は
表５に示されるとおりである。
図１の竪型炉において、鉄源として亜鉛鍍金鋼板を装入
するとともに、羽口から含亜鉛ダストを吹き込んだ。そ
のときの条件は次のとおりである。そして、 炉頂温度：８００℃ 亜鉛鍍金鋼板の使用 １０％ →Ｚｎ投入量７ｋｇ／ｔ 含亜鉛ダストの吹き込み １５ｋｇ／ｔ→Ｚｎ投入量５ｋｇ／ｔ （合計 １２ｋｇ／ｔ） そして、このときのサイクロン捕集ダストの分析結果は
表５に示されるとおりである。
【００２６】
【表５】
【００２７】表５から明らかなように、投入亜鉛量に対
する回収亜鉛量の割合は、（回収亜鉛量／投入亜鉛量）
×１００＝（１１．６／１２）×１００＝９７％であ
り、そして、回収ダストの平均亜鉛濃度も（１１．６／
１８．６）×１００＝６２．４％と濃化されている。
する回収亜鉛量の割合は、（回収亜鉛量／投入亜鉛量）
×１００＝（１１．６／１２）×１００＝９７％であ
り、そして、回収ダストの平均亜鉛濃度も（１１．６／
１８．６）×１００＝６２．４％と濃化されている。
【００２８】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、竪型炉に
高炉用コークス及び鉄源としてのスクラップを装入し、
羽口に設けられた燃焼バーナーから酸素と微粉炭とを吹
き込んでその燃焼熱でスクラップを溶解させ、且つ、炉
頂温度を８００℃以上にし、炉頂から装入された含亜鉛
スクラップ中の酸化亜鉛や羽口から吹き込まれた含亜鉛
ダストを炉内において還元し、しかも、再酸化しないよ
うにして、炉頂から金属亜鉛として回収するようにし、
或いはそれに加えて、排出された炉頂ダストの分級点を
２段以上のサイクロンによって制御し、気相から析出し
た微粒の金属亜鉛を分別回収するようにしたので、上述
のイ）〜ニ）の課題が全て解決されている。
高炉用コークス及び鉄源としてのスクラップを装入し、
羽口に設けられた燃焼バーナーから酸素と微粉炭とを吹
き込んでその燃焼熱でスクラップを溶解させ、且つ、炉
頂温度を８００℃以上にし、炉頂から装入された含亜鉛
スクラップ中の酸化亜鉛や羽口から吹き込まれた含亜鉛
ダストを炉内において還元し、しかも、再酸化しないよ
うにして、炉頂から金属亜鉛として回収するようにし、
或いはそれに加えて、排出された炉頂ダストの分級点を
２段以上のサイクロンによって制御し、気相から析出し
た微粒の金属亜鉛を分別回収するようにしたので、上述
のイ）〜ニ）の課題が全て解決されている。
【図１】本発明の実施形態の一例に係る竪型炉によるス
クラップ溶解法が適用される竪型炉及び集塵装置の構成
を示す概念図である。
クラップ溶解法が適用される竪型炉及び集塵装置の構成
を示す概念図である。
【図２】図１の竪型炉の羽口の詳細を示した説明図であ
る。
る。
【図３】炉頂ガス温度の違いによる、含亜鉛ダストの吹
き込み量と回収亜鉛量との関係を示した特性図である。
き込み量と回収亜鉛量との関係を示した特性図である。
【図４】所定量の含亜鉛ダストを吹き込んだときに、回
収されるダストの量及びそのダスト中の亜鉛分比率を炉
頂ガス温度との関係において示した特性図である。
収されるダストの量及びそのダスト中の亜鉛分比率を炉
頂ガス温度との関係において示した特性図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松浦 正博 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 炭竃 隆志 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 竪型炉の炉頂から鉄源としての含亜鉛ス
クラップ、及び高炉用コークスを装入する工程と、 羽口に設けられた燃焼バーナーから微粉炭と酸素とを吹
き込んでその燃焼熱により前記スクラップを溶解させ、
且つ、炉頂温度を８００℃以上にする工程と、 炉頂から排出される炉頂ダストから金属亜鉛を回収する
工程とを有することを特徴とする竪型炉によるスクラッ
プ溶解法。 - 【請求項２】 竪型炉の炉頂から鉄源としてのスクラッ
プ、及び高炉用コークスを装入する工程と、 羽口に設けられた燃焼バーナーから微粉炭と酸素とを吹
き込んでその燃焼熱により前記スクラップを溶解させ、
且つ、炉頂温度を８００℃以上にする工程と、 羽口から含亜鉛ダストを吹き込む工程と、 炉頂から排出される炉頂ダストから金属亜鉛を回収する
工程とを有することを特徴とする竪型炉によるスクラッ
プ溶解法。 - 【請求項３】 排出された炉頂ダストの分級点を２段以
上のサイクロンによって制御し、気相から析出した微粒
の金属亜鉛を分別回収する工程を、更に有することを特
徴とする請求項１又は２記載の竪型炉によるスクラップ
溶解法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7284997A JPH08209211A (ja) | 1994-11-02 | 1995-11-01 | 竪型炉によるスクラップ溶解法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26946294 | 1994-11-02 | ||
| JP6-269462 | 1994-11-02 | ||
| JP7284997A JPH08209211A (ja) | 1994-11-02 | 1995-11-01 | 竪型炉によるスクラップ溶解法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08209211A true JPH08209211A (ja) | 1996-08-13 |
Family
ID=26548774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7284997A Pending JPH08209211A (ja) | 1994-11-02 | 1995-11-01 | 竪型炉によるスクラップ溶解法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08209211A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008291334A (ja) * | 2007-05-26 | 2008-12-04 | Jfe Steel Kk | 竪型スクラップ溶解炉を用いた溶銑製造方法 |
| JP2009179820A (ja) * | 2008-01-29 | 2009-08-13 | Aisin Takaoka Ltd | 蒸発亜鉛回収装置 |
| JP2010008030A (ja) * | 2008-06-30 | 2010-01-14 | Jfe Steel Corp | 竪型溶解炉を用いた溶銑製造方法 |
-
1995
- 1995-11-01 JP JP7284997A patent/JPH08209211A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008291334A (ja) * | 2007-05-26 | 2008-12-04 | Jfe Steel Kk | 竪型スクラップ溶解炉を用いた溶銑製造方法 |
| JP2009179820A (ja) * | 2008-01-29 | 2009-08-13 | Aisin Takaoka Ltd | 蒸発亜鉛回収装置 |
| JP2010008030A (ja) * | 2008-06-30 | 2010-01-14 | Jfe Steel Corp | 竪型溶解炉を用いた溶銑製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |