JP2001164306A - 固体還元剤充填型溶融還元炉の炉頂圧制御装置 - Google Patents

固体還元剤充填型溶融還元炉の炉頂圧制御装置

Info

Publication number
JP2001164306A
JP2001164306A JP34726199A JP34726199A JP2001164306A JP 2001164306 A JP2001164306 A JP 2001164306A JP 34726199 A JP34726199 A JP 34726199A JP 34726199 A JP34726199 A JP 34726199A JP 2001164306 A JP2001164306 A JP 2001164306A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
furnace
pressure
smelting reduction
reducing agent
solid reducing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP34726199A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinichi Masumoto
慎一 益本
Makoto Hamaki
誠 浜木
Masato Mizufuji
政人 水藤
Takuya Takahira
拓也 高平
Kanji Aizawa
完二 相沢
Toshio Fujimura
俊生 藤村
Yoshiaki Hara
義明 原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Steel Corp filed Critical Kawasaki Steel Corp
Priority to JP34726199A priority Critical patent/JP2001164306A/ja
Publication of JP2001164306A publication Critical patent/JP2001164306A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Manufacture Of Iron (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、従来より炉頂の設備費用が安く、且
つ炉前の作業環境を良好に維持可能な溶融還元炉の炉頂
圧制御装置を提供することを目的としている。 【解決手段】高揮発性金属を含有する粉状原料を吹き込
む多段羽口を有し、吹き込まれた粉状原料を溶融還元し
て該高揮発性金属を回収する固体還元剤充填型溶融還元
炉の炉頂圧制御装置であって、前記固体還元剤充填型溶
融還元炉の炉上部又は排ガス煙道の入口に設けた排ガス
の圧力を測定する圧力計と、該圧力の測定値を受け、予
め入力されている目標圧力範囲と比較する演算器と、該
演算器の出力信号を受け、前記圧力を目標圧力範囲内に
保持するように、該煙道の集塵機下流側に設けた排風機
のダンパ開度及び回転数を調整する圧力制御手段とを備
えた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体還元剤充填型
溶融還元炉の炉頂圧制御装置に係わり、特に、該溶融還
元炉で亜鉛含有鉄ダストを原料に用い、鉄と亜鉛を分離
する操業に有効な技術である。
【0002】
【従来の技術】近年、自動車用表面処理鋼板のような亜
鉛を含む鉄スクラップが多量に発生している。この鉄ス
クラップは、電気炉等で溶解、精錬されて再び鋼にされ
るが、該電気炉等の排ガスには、亜鉛及び鉄を主成分と
したダストが含まれている。現在、このダストから亜鉛
分を回収する技術のコストが高いので、該ダストは、集
塵後、無害化処理して埋め立て投棄されている。
【0003】ところが、このダストの亜鉛含有率は20
〜30重量%もあり、鉄分もほぼ同率である。また、そ
れらのダスト中での存在形態は、酸化物あるいは水酸化
物と製錬処理し易い化合物であり、ダスト自体の発生量
も、溶鋼トン当たりで15キログラムと少なくない。そ
こで、亜鉛と鉄とを安価にほぼ完全に分離する技術の出
現が望まれていた。
【0004】この要望に答え、本出願人は、先にクロム
鉱石等を溶融還元するために開発した固体還元剤充填型
溶融還元炉を利用して、この亜鉛‐鉄の分離技術を開発
し、実用化を図った(特開平10−265815号公
報、特開平11−189832号公報、特開平11−1
81535号公報参照)。この固体還元剤充填型溶融還
元炉は、塊コークス等の固体還元剤を炉内に充填した竪
型炉であり、熱源の熱風や粉状原料の亜鉛含有鉄ダスト
を炉内に吹き込むための羽口が、炉の周囲に多段に設け
られたものである。この炉を用いると、吹き込まれた亜
鉛含有鉄ダストは、炉内で発生した高温のCOガスで溶
融されると共に、還元され、鉄は溶融状態で炉底から、
亜鉛は排ガスに伴われて気体状態で炉頂から排出され
る。そして、気体状態の亜鉛は、排ガスの処理ラインに
設けた冷却塔方式の亜鉛回収装置で直接に水で冷却して
固体状態で落下、回収される。この技術によれば、比較
的安価な還元剤を用いて、多量の亜鉛含有鉄ダストを処
理できるので、亜鉛回収が安価に行なえるようになる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、この技術に
もまだ改良すべき点が2,3存在した。それは、前記溶
融還元炉は、Cr鉱石の直接還元のために開発されたも
のであるから、Cr回収量を増加させる観点で、操業は
高圧で行なわれていた。つまり、炉頂には、均圧装置及
び密閉式の塊コークス等、固体還元剤の装入装置を設
け、炉頂が常に正圧となっていた。この炉で亜鉛含有鉄
ダストを処理したところ、鉄やスラグを炉下部から排出
する際に開口した孔から、炉内で発生した亜鉛蒸気を含
むガスが多量に噴出するという問題が起きている。これ
では、作業環境が悪化するばかりでなく、危険でもあ
り、作業者に所謂「3K作業」を強いることになる。ま
た、均圧装置や密閉式の炉頂装入装置は高価であり、C
rに比べて安価な亜鉛を回収するには、設備費の面でも
問題があった。
【0006】本発明は、かかる事情に鑑み、従来より炉
頂の設備費用が安く、且つ炉前の作業環境を良好に維持
可能な溶融還元炉の炉頂圧制御装置を提供することを目
的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】発明者は、上記目的を達
成するため鋭意研究し、その成果を本発明に具現化し
た。
【0008】すなわち、本発明は、高揮発性金属を含有
する粉状原料を吹き込む多段羽口を有し、吹き込まれた
粉状原料を溶融還元して該高揮発性金属を回収する固体
還元剤充填型溶融還元炉の炉頂圧制御装置であって、前
記固体還元剤充填型溶融還元炉の炉上部にある排ガス煙
道の入口に設けた排ガスの圧力を測定する圧力計と、該
圧力の測定値を受け、予め入力されている目標圧力範囲
と比較する演算器と、該演算器の出力信号を受け、前記
圧力を目標圧力範囲内に保持するように、該煙道の集塵
機下流側に設けた排風機のダンパ開度及び回転数を調整
する圧力制御手段とを備えたことを特徴とする固体還元
剤充填型溶融還元炉の炉頂圧制御装置である。
【0009】また、本発明は、前記目標値を−2000
〜+2000Paとしたり、あるいは前記高揮発性金属
を含む粉体原料を、亜鉛含有鉄ダストとしてなることを
特徴とする固体還元剤充填型溶融還元炉の炉頂圧制御装
置である。
【0010】本発明によれば、炉内が常時負圧あるいは
僅かな正圧に維持できるようになるので、出銑時に、出
銑口から噴出するガスで環境が悪化するのが大きく低減
でき、負圧操業下では完全に防止できるようになる。そ
の亜鉛含有ガスを発生させる固体還元剤充填型溶融還元
炉の操業が円滑に行なえるようになった。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、発明をなすに至った経緯も
交え、本発明の実施の形態について説明する。
【0012】本発明は、高揮発性金属を含む原料(鉱
石、ダスト等)を還元して、該金属を蒸気化し、その後
冷却して、液体あるいは固体として回収する所謂「揮発
精錬」に有効な固体還元剤充填型溶融還元炉(以下、単
に溶融還元炉ということが多い)に適用される。
【0013】まず、従来のCr鉱石の溶融還元に用いた
溶融還元炉1は、図1に示すように、竪型炉であり、そ
の外周には、熱風2や粉状原料3を炉内に吹き込む羽口
4が多段に設けてある。また、炉頂には、塊コークス等
の固体還元剤5を炉内へ装入するための、炉頂装入装置
6が設けてある。この炉頂装入装置6は、従来は粉状原
料3にCr鉱石を用い、それを羽口4から炉内へ吹込
み、直接溶融還元して含Cr溶鉄を製造していたので、
炉内が正圧であるため、密閉式で且つ均圧装置(なお、
本発明では、これらは不要になったので図示せず)を備
えていた。さらに、炉頂近傍には、排ガス7を抜き出す
煙道8が連接されている。排ガス7は、該煙道8にベン
チュリ・スクラバ9を設けて洗浄され、また電気集塵装
置10でダストが回収された後、排風機11を経てガス
の回収装置(図示せず)へ導かれる。
【0014】本発明では、かかる溶融還元炉1を粉状原
料3に高揮発性金属を含有するダストを用い、該金属の
回収に利用するようにした。そのため、排ガス7中には
多量の金属酸化物蒸気が含まれるので、前記煙道8に
は、従来は備えていなかった水冷却方式の亜鉛回収装置
12が新しく設けられた。つまり、排ガス7中の金属酸
化物蒸気は水18で急冷されて凝固し、固体粒となって
該亜鉛回収装置12の底部へ落下し(ちなみに、亜鉛の
融点は、419.5℃)、金属酸化物粒子を含むスラリ
ー20となって溜まる。従って、このスラリー20を底
部より抜き出し、シックナ13で水を分離して該金属酸
化物あるいは水酸化物を回収できるようにした。なお、
図中の記号21は、水18を供給するポンプである。
【0015】しかしながら、以上述べた溶融還元炉1
で、亜鉛含有鉄ダスト3を処理して亜鉛を回収する操業
を行なったところ、前記したように、出銑時に亜鉛含有
蒸気も含むガスが出銑口14から噴出し、炉前環境を悪
化させ、円滑な操業が困難であった。
【0016】そこで、発明者は、出銑口14からガスが
噴き出さないようにすることを検討し、炉内雰囲気を大
気圧にほぼ等しい圧力にすることを考えた。しかしなが
ら、排ガス7の煙道8には、集塵装置等の他、新しく亜
鉛回収装置12を新設して、圧力損失の変動が大きく、
どの程度の圧力にすれば良いか明確でなかった。そこ
で、発明者は、鋭意試験を重ね、本発明を完成させたの
である。
【0017】まず、図2に示すように、前記固体還元剤
充填型溶融還元炉の炉上部にある排ガス煙道8の入口
に、排ガス7の圧力を測定する圧力計15を設けた。こ
の圧力計15の設置位置は、本発明では、溶融還元炉1
から亜鉛回収装置12に延びる排ガス煙道8内であれば
良いので、炉上部に設けても良い。以下、排ガス煙道に
設けた例で本発明を説明する。
【0018】溶融還元炉1の炉内圧を正確に検出するた
めには、圧力計15の位置は、排ガス煙道8の入口側1
Aに近い方が好ましい。なお、排ガス煙道8に流れる排
ガス7は、入口側1Aに近いと1200℃以上にも達す
るため、耐熱性に優れた高価な圧力計が必要となる。そ
れでもかまわないが、本発明では、圧力計の設置雰囲気
を1100℃未満の900〜1000℃範囲になるよう
にして、通常の入手が容易な圧力計を使用するのが好ま
しい。
【0019】そのため、発明者は、具体的には、排ガス
煙道8に設けられている緊急排ガス放出用のブリーダ2
2内に、圧力計15を設置した。そこは、溶融還元炉1
近傍であり、且つブリーダ22内はブリーダ弁22Aを
保護するため、ガスパージが施されており、圧力計をそ
のような部分に設置すると、圧力計15の圧力検出端へ
の金属酸化物蒸気の凝固付着が阻止できるからである。
そして、該圧力計15で測定した値を、目標圧力範囲
と、その範囲に維持するための関係式とが予め記憶させ
てある演算器(プロセス・コンピュータが利用できる)
16に入力し、該目標範囲と比較させるようにした。該
演算器16は、測定値が目標範囲から外れていると、前
記関係式を参照して該圧力を目標圧力範囲内に保持させ
るための修正値を出力する。その出力は、煙道8の集塵
機下流側に設けた排風機11のダンパ開度及び回転数を
調整する圧力制御手段17に送られ、それらを変更する
ことで、前記炉頂圧を目標範囲内にする。また、演算器
16に記憶させておく前記関係式は、予め試験操業を行
なって定めれば良い。例えば、図3に示すような、炉頂
圧とダンパ開度との関係、炉頂圧と排風機の回転数の関
係である。さらに、前記制御手段17としては、通常ダ
ンパ19の開度を自動変更させるサーボモータ、や回転
数を変更させるインバータ等の公知手段を利用すれば良
い。
【0020】また、本発明では、前記圧力の目標範囲
は、−2000〜+2000Paであることが好まし
い。発明者の調査によれば、+2000Pa超えでは、
亜鉛回収装置12、集塵装置10等の圧力損失の変動を
補償できず、圧力制御が難しい、また−2000Pa未
満では、負圧が大きすぎて、溶融還元反応に悪影響を与
えるからである。しかし、実際上は、上限は低い方が良
いので、好ましくは+1000Paとする。
【0021】
【実施例】炉内容積32m3、ダスト処理量30トン/
日、送風量1800〜2500Nm3/時間、富化酸素
量250〜500Nm3/時間、送風温度の最高800
℃、コークス使用量1400kg/時間の溶融還元炉
(図1参照)で、別途電気炉での溶鋼製造時に発生した
亜鉛含有鉄ダスト3を還元処理した。使用した該ダスト
3の化学組成は、表1の通りである。
【0022】そして、目標炉頂圧の範囲を−200〜+
200Paとして操業を行ない、その結果を炉頂圧の制
御が行なわれない操業と比較した。本発明に係る炉頂圧
制御装置を採用した場合は、炉頂圧が目標範囲を確実に
維持し、出銑中にガスの吹出しがなく、炉前の作業環境
を良好に維持できた。しかも、出銑口4は、開放状態
(開孔のまま)で操業できた。それに対して、従来通り
の操業では、出銑作業が円滑に行なえず、頻繁に休風さ
せることが多く、表2に示すような、出銑量ばかりでな
く亜鉛回収量も少なかった。
【0023】なお、上記実施例では、高揮発性金属を含
有する粉状原料を亜鉛含有鉄ダストとしたが、本発明
は、それに限らず、鉛やカドミウムを含有したダスト等
であっても良く、また鉄ダストに限らず、他の非鉄金属
であっても良い。
【0024】
【表1】
【0025】
【表2】
【0026】
【発明の効果】以上述べたように、本発明により、炉内
圧が常時正確に所望の値に維持できるようになり、出銑
時に、出銑口から噴出するガスで環境が悪化するのが防
止できるようになる。その亜鉛含有ガスを発生させる固
体還元剤充填型溶融還元炉の操業が円滑に行なえるよう
になった。また、耐圧構造が必要でないので、高価な炉
頂装入装置が不要になり、設備費用が低減するという副
次的な効果もあった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る制御装置を適用する固体還元剤充
填型溶融還元炉の全体を示す図である。
【図2】本発明に係る炉頂圧制御装置を説明する図であ
る。
【図3】本発明の実施に使用する関係式を示す図であ
り、(a)は炉頂圧とダンパ開度との関係、(b)は炉
頂圧と排風機の回転数との関係である。
【符号の説明】
1 溶融還元炉(固体還元剤充填型溶融還元炉) 2 熱風 3 粉状原料(亜鉛含有鉄ダスト) 4 羽口 5 固体還元剤(塊コークス等) 6 炉頂装入装置 7 排ガス 8 煙道 9 ベンチュリ・スクラバ 10 電気集塵装置 11 排風機 12 亜鉛回収装置 13 シックナ 14 出銑口 15 圧力計 16 演算器 17 圧力制御手段 18 水 19 ダンパ 20 スラリー 21 ポンプ 22 ブリーダ
フロントページの続き (72)発明者 水藤 政人 岡山県倉敷市水島川崎通1丁目(番地な し) 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 高平 拓也 岡山県倉敷市水島川崎通1丁目(番地な し) 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 相沢 完二 岡山県倉敷市水島川崎通1丁目(番地な し) 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 藤村 俊生 岡山県倉敷市水島川崎通1丁目(番地な し) 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 原 義明 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内 Fターム(参考) 4K001 AA10 AA30 BA14 DA05 DA06 EA05 GA01 GB09 GB11 HA01 4K012 CB04 CB06 4K056 AA01 CA02 CA04 DC15

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高揮発性金属を含有する粉状原料を吹き
    込む多段羽口を有し、吹き込まれた粉状原料を溶融還元
    して該高揮発性金属を回収する固体還元剤充填型溶融還
    元炉の炉頂圧制御装置であって、 前記固体還元剤充填型溶融還元炉の炉上部又は排ガス煙
    道の入口に設けた排ガスの圧力を測定する圧力計と、該
    圧力の測定値を受け、予め入力されている目標圧力範囲
    と比較する演算器と、該演算器の出力信号を受け、前記
    圧力を目標圧力範囲内に保持するように、該煙道の集塵
    機下流側に設けた排風機のダンパ開度及び回転数を調整
    する圧力制御手段とを備えたことを特徴とする固体還元
    剤充填型溶融還元炉の炉頂圧制御装置。
  2. 【請求項2】 前記目標圧力範囲を−2000〜+20
    00Paとしてなることを特徴とする請求項1記載の固
    体還元剤充填型溶融還元炉の炉頂圧制御装置。
  3. 【請求項3】 前記高揮発性金属を含む粉体原料を、亜
    鉛含有鉄ダストとしてなることを特徴とする請求項1記
    載の固体還元剤充填型溶融還元炉の炉頂圧制御装置。
JP34726199A 1999-12-07 1999-12-07 固体還元剤充填型溶融還元炉の炉頂圧制御装置 Withdrawn JP2001164306A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP34726199A JP2001164306A (ja) 1999-12-07 1999-12-07 固体還元剤充填型溶融還元炉の炉頂圧制御装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP34726199A JP2001164306A (ja) 1999-12-07 1999-12-07 固体還元剤充填型溶融還元炉の炉頂圧制御装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001164306A true JP2001164306A (ja) 2001-06-19

Family

ID=18389027

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP34726199A Withdrawn JP2001164306A (ja) 1999-12-07 1999-12-07 固体還元剤充填型溶融還元炉の炉頂圧制御装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001164306A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103047165A (zh) * 2013-01-08 2013-04-17 浙江大学 一种熔炼炉除尘风机的控制方法及其控制系统
CN104550176A (zh) * 2014-12-29 2015-04-29 苏州米莫金属科技有限公司 一种金属粉末回收装置
KR101568592B1 (ko) 2014-07-07 2015-11-23 주식회사 포스코 환원로의 노압 안정성이 우수한 니켈 습식 제련 설비
CN111020081A (zh) * 2019-11-20 2020-04-17 张家港宏昌钢板有限公司 高炉多系统相互冗余自动优化控制结构及控制方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103047165A (zh) * 2013-01-08 2013-04-17 浙江大学 一种熔炼炉除尘风机的控制方法及其控制系统
KR101568592B1 (ko) 2014-07-07 2015-11-23 주식회사 포스코 환원로의 노압 안정성이 우수한 니켈 습식 제련 설비
CN104550176A (zh) * 2014-12-29 2015-04-29 苏州米莫金属科技有限公司 一种金属粉末回收装置
CN111020081A (zh) * 2019-11-20 2020-04-17 张家港宏昌钢板有限公司 高炉多系统相互冗余自动优化控制结构及控制方法
CN111020081B (zh) * 2019-11-20 2021-11-02 张家港宏昌钢板有限公司 高炉多系统相互冗余自动优化控制结构及控制方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5540752A (en) Method for recovery of non-ferrous metals from scrap and dross
CN112430693A (zh) 一种高炉降料面停炉控制方法和装置
JP5434935B2 (ja) 有価金属回収方法
JP2001164306A (ja) 固体還元剤充填型溶融還元炉の炉頂圧制御装置
US11408054B2 (en) Method for the recovery of zinc
CN102912075A (zh) 一种提高半钢炼钢干法除尘系统煤气回收量的方法
JPS628484B2 (ja)
JP2709557B2 (ja) 転炉排ガス組成監視による危険回避方法
JPS6043886B2 (ja) 転炉廃ガス処理装置における廃ガス回収方法
JP3336131B2 (ja) 亜鉛含有ダストからの亜鉛回収方法
JP4099817B2 (ja) 溶融還元炉付帯排ガス処理装置のガス置換方法及び装置
KR101798625B1 (ko) 전로의 부생가스 회수방법
CN108559854A (zh) 一种基于rh炉多气氛真空处理的铜渣综合利用方法
CN111778410B (zh) 洁净化真空火法炼锌装置及炼锌方法
JPH08325646A (ja) 電気炉ダストの処理方法
JP3775238B2 (ja) 転炉排ガス回収設備及び回収方法
RU2191210C2 (ru) Печной агрегат для пирометаллургической переработки полиметаллического сырья и способ переработки
JP5823344B2 (ja) ダストリサイクル方法
Hegewaldt Recycling of zinc coated steel sheets
CN111778410A (zh) 洁净化真空火法炼锌装置及炼锌方法
CN115747510A (zh) 一种粗锌提纯工艺
JPH08325617A (ja) Zn含有物質からのZnの分離回収方法
JP2003294378A (ja) 炭素系固体還元剤充填型竪型炉の炉内圧力制御方法
JPH11181535A (ja) 含亜鉛粉体からの亜鉛回収方法
JPS61257409A (ja) 転炉排ガス処理装置の密閉操業方法

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20070306