JP2002249811A - Method for treating waste brick containing magnesium and chromium - Google Patents

Method for treating waste brick containing magnesium and chromium

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JP2002249811A
JP2002249811A JP2001050427A JP2001050427A JP2002249811A JP 2002249811 A JP2002249811 A JP 2002249811A JP 2001050427 A JP2001050427 A JP 2001050427A JP 2001050427 A JP2001050427 A JP 2001050427A JP 2002249811 A JP2002249811 A JP 2002249811A
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chromium
slag
furnace
magnesium
blown
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JP2001050427A
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Japanese (ja)
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Takashi Matsui
貴 松井
Kanji Takeda
幹治 武田
Etsuro Udagawa
悦郎 宇田川
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Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for treating waste bricks containing magnesium and chromium capable of recovering chromium in a chemically stable manner by treating a large volume of a waste bricks containing granular magnesium and chromium of grain size of several mm. SOLUTION: When raw material containing metal is melted and reduced to recover molten metal by blowing the granular raw material containing metal and slag-forming agent from at least an upper stage tuyere into a vertical smelting and reducing furnace forming a filling layer inside by charging carbon solid reducing agent from a furnace top, and having at least two-staged upper and lower tuyeres from which high-temperature oxygen-enriched air is blown, waste bricks containing granular magnesium and chromium are blown together with the raw material containing metal, and the slag-forming agent of predetermined composition is separately charged from the furnace top.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、マグネシウム及び
クロム含有レンガ廃材の処理方法に係わり、詳しくは、
粉粒状にしたマグネシウム及びクロム含有レンガを還元
処理してクロム分を溶融金属として完全回収し、マグネ
シウム及びクロム含有レンガ廃材を無害化する技術に関
する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for treating brick waste containing magnesium and chromium.
The present invention relates to a technique for reducing magnesium and chromium-containing bricks in the form of powder to completely recover chromium as molten metal, thereby rendering magnesium and chromium-containing brick waste harmless.

【0002】[0002]

【従来の技術】マグクロ・レンガやクロマグ・レンのよ
うなマグネシウム酸化物及びクロム酸化物を含むレンガ
は、耐火性、高温耐食性に優れるため、セメント・キル
ン等の高温雰囲気にする炉の内張り耐火物として有効に
使用されている。ところが、使用後の廃材は、相変態を
起こしており、マグネシアとクロミアに簡単に分解した
り、レンガに再加工することができず、処理が難しい。
単に、マグクロ・レンガ等の廃材を放置すると、6価ク
ロムが土壌に溶出する可能性があるので、何らかの処理
を施す必要がある。
2. Description of the Related Art Brick containing magnesium oxide and chromium oxide, such as magcro-brick and chrome-mag-len, has excellent fire resistance and high-temperature corrosion resistance. Has been used effectively. However, waste materials after use have undergone a phase transformation, and cannot be easily decomposed into magnesia and chromia or reprocessed into bricks, and are difficult to treat.
If waste materials such as magcro and bricks are simply left as they are, hexavalent chromium may be eluted into the soil.

【0003】特開平6−240484号公報、特開平6
−269764号公報及び特開平10−174955号
公報は、クロムを含む廃棄物を湿式処理、加熱処理等を
行う技術を開示している。それは、含有される6価クロ
ムを還元して低原子価のクロムとし、埋め立てあるいは
セメント原料として再利用するものである。
[0003] JP-A-6-240484, JP-A-6-240484
Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2626964 and 10-174955 disclose techniques for performing wet treatment, heat treatment, and the like on waste containing chromium. That is, hexavalent chromium contained is reduced to low-valent chromium, which is then reclaimed or reused as a cement raw material.

【0004】しかしながら、それらの技術で処理してか
ら、埋め立てたり、あるいはセメントとして再利用して
も、低原子価のクロムが長期間に亘って本当に安定であ
るかどうかについては未だ明確でない。また、埋め立て
処分については、最近特に処分場の確保が難しくなって
おり、さらにセメント原料についても、クロムが不要な
成分であるため、製品価値の低下原因にされるといった
問題がある。加えて、還元処理のために別途設備を建設
するのでは、処理コストが嵩み、多量発生するマグネシ
ウム及びクロム含有レンガ廃材を上記技術で処理するこ
とは、経済的にも問題がある。
However, it is not yet clear whether low-valent chromium is truly stable over a long period of time, even if it is treated with these techniques and then reclaimed or reused as cement. In addition, it is recently difficult to secure landfill sites for landfill disposal, and chromium is also an unnecessary component in cement raw materials, which causes a problem of lowering product value. In addition, if a separate facility is constructed for the reduction treatment, the treatment cost increases, and there is an economical problem in treating a large amount of waste magnesium and chromium-containing bricks generated by the above-described technology.

【0005】一方、特開平9−157765号公報は、
転炉で精錬する際にマグクロ・レンガ廃材を造滓剤の一
部として使用する技術を提案している。マグクロ・レン
ガ中のマグネシアが造滓作用をする上に、形成されるス
ラグ中のCr濃度を高め、転炉に投入されたCr鉱石の
溶融還元を促進する効果が期待できるからである。
On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-157765 discloses that
We propose a technology to use magcro and brick waste as part of the slag-making agent when refining in a converter. The reason is that magnesia in the magcro brick and brick makes a slag-making action, and is expected to have an effect of increasing the Cr concentration in the formed slag and promoting the smelting reduction of the Cr ore charged into the converter.

【0006】しかしながら、この製鋼の造滓剤として利
用する技術では、転炉の上部から他の製鋼原料と一緒に
炉内へ投入するため、微細な粉粒部分が転炉の上方へ上
昇する転炉ガスに同伴し、転炉ダストとして系外へ排出
されてしまうという問題がある。また、セメント・キル
ンの解体等で発生するマグクロ・レンガの廃材は、レン
ガ解体過程で粉砕され、その多くは粒径が数mm以下程
度の粉粒状で回収されるが、この微細な粉粒物も転炉へ
投入すると、かなりの量が転炉ダストとして排出されて
しまう。そのため、粉状部分を塊成化してから転炉へ投
入することも考えられるが、塊成化のための設備費、処
理費が多大にかかるので、塊成化は採用し難い。
However, in the technology used as a slag-making agent for steelmaking, since the steelmaking material is put into the furnace together with other steelmaking raw materials from the upper part of the converter, a fine powder portion rises above the converter. There is a problem that it is discharged out of the system as converter dust accompanying the furnace gas. In addition, the waste material of magcro and bricks generated during the dismantling of cement kilns is pulverized in the brick dismantling process, and most of them are collected in the form of powder having a particle size of several mm or less. However, when they are put into a converter, a considerable amount is discharged as converter dust. For this reason, it is conceivable to agglomerate the powdery part and then put it into the converter. However, equipment costs and processing costs for the agglomeration are enormous, and it is difficult to employ agglomeration.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる事情
に鑑み、粒径が数mm以下の粉粒状のマグネシウム及び
クロム含有レンガ廃材を多量処理し、クロムを化学的に
安定にして回収可能なマグネシウム及びクロム含有レン
ガ廃材の処理方法を提供することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above circumstances, the present invention is capable of treating a large amount of powdered and granular magnesium and chromium-containing brick waste having a particle size of several mm or less to chemically stably recover chromium. An object of the present invention is to provide a method for treating brick waste containing magnesium and chromium.

【0008】[0008]

【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を行い、Cr鉱石やクロム含有ダス
トを還元してクロム含有金属を得る技術が既に存在して
いることに着眼した。その技術は、図1に示すように、
炭素系固体還元剤の充填層1が形成され、高温の酸素富
化空気2を吹き込む上下少なくとも二段に設けられた羽
口3、4を有する竪型溶融還元炉(通称、炭材充填層型
溶融還元炉)5を用いるものである。この技術によれ
ば、難還元性のCr鉱石やクロム含有ダストを、製鉄ダ
スト等と一緒にして、少なくとも上段羽口3から炉内へ
吹き込み、該羽口3の前(炉内側前方)で炭素系固体還
元剤の燃焼で生成する高温雰囲気中で溶融、還元し、ク
ロム−鉄をベースとした溶融金属を得ることができる。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies to achieve the above-mentioned object, and have noticed that a technique for reducing Cr ore and chromium-containing dust to obtain a chromium-containing metal already exists. . The technology, as shown in Figure 1,
A vertical smelting reduction furnace (commonly referred to as a carbon material packed bed type) having a packed layer 1 of a carbon-based solid reducing agent formed thereon and having at least two upper and lower tuyeres 3 and 4 for blowing high-temperature oxygen-enriched air 2. (A smelting reduction furnace) 5. According to this technique, irreducible Cr ore or chromium-containing dust is blown into the furnace from at least the upper tuyere 3 together with ironmaking dust and the like. It can be melted and reduced in a high-temperature atmosphere generated by the combustion of a system solid reducing agent to obtain a molten metal based on chromium-iron.

【0009】そこで、上記Cr鉱石の吹き込み技術と同
様にしてマグクロ・レンガやクロマグ・レンガの廃材を
処理する実験操業を行ったところ失敗したので、その対
策について引き続き鋭意研究を重ね、その成果を本発明
に具現化したのである。
[0009] In view of the above, the experimental operation of treating magcro-bricks and black-mag-brick wastes in the same manner as in the above-mentioned Cr ore injection technique was unsuccessful. It was embodied in the invention.

【0010】すなわち、本発明は、炉頂より炭素系固体
還元剤を装入して内部にその充填層を形成し、高温の酸
素富化空気を吹き込む上下少なくとも2段に設けた羽口
を有する竪型溶融還元炉内に、粉粒状の金属含有原料及
び造滓剤を少なくとも上段羽口から吹き込み、該金属含
有原料を溶融還元して溶融金属を回収するに際して、前
記金属含有原料と一緒に粉粒状のマグネシウム及びクロ
ム含有レンガ廃材を吹き込むと共に、炉頂から一定組成
の造滓剤を別途装入することを特徴とするマグネシウム
及びクロム含有レンガ廃材の処理方法である。
That is, the present invention has a tuyere provided in at least two upper and lower stages into which a carbon-based solid reducing agent is charged from the top of the furnace to form a packed layer therein and into which high-temperature oxygen-enriched air is blown. In a vertical smelting reduction furnace, a powdered metal-containing raw material and a slag-making agent are blown from at least the upper tuyere, and the metal-containing raw material is melt-reduced to recover the molten metal. This is a method for treating waste magnesium and chromium-containing bricks, which comprises blowing granular magnesium and chromium-containing bricks and separately charging a slag-making agent having a constant composition from the furnace top.

【0011】この場合、前記炉頂から別途装入する造滓
剤は、塩基度(CaO/SiO2)が1.0以下であっ
たり、あるいは前記粉粒状のマグネシウム及びクロム含
有レンガ廃材の最大粒径が5mm以下であることが好ま
しい。
In this case, the slag-making agent separately charged from the furnace top may have a basicity (CaO / SiO 2 ) of 1.0 or less, or may have a maximum particle size of the powdered magnesium and chromium-containing brick waste material. The diameter is preferably 5 mm or less.

【0012】本発明によれば、難溶融性のマグネシウム
及びクロム含有レンガ廃材の粉粒物を羽口から吹き込ん
でも、羽口前には既にそれを吸収するに足る十分な量の
融体が存在するので、粉粒物の未滓化は起きず、溶融還
元が容易になる。その結果、操業が安定し、Crは溶融
金属として完全回収され、マグネシアはスラグに吸収さ
れる。つまり、マグネシウム及びクロム含有レンガ廃材
の無害化処理が達成できる。
[0012] According to the present invention, even if the hard-melting magnesium and chromium-containing brick waste material is blown from the tuyere, there is already a sufficient amount of melt before the tuyere to absorb it. Therefore, the slag of the granular material does not occur, and the smelting reduction is facilitated. As a result, the operation is stabilized, Cr is completely recovered as molten metal, and magnesia is absorbed by the slag. That is, detoxification treatment of magnesium and chromium-containing brick waste can be achieved.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下に、発明をなすに至った経緯
を交え、本発明の実施の形態を説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the circumstances that led to the invention.

【0014】まず、失敗に終わった上記実験操業につい
て述べるが、それには溶融金属の生産量が200t/日
規模の前記竪型溶融還元炉を利用した。炉頂から装入さ
れ、内部に充填層を形成する炭素系固体還元剤には、高
炉で使用する所謂「冶金コークス」の塊状物だけを、羽
口からの吹き込む原料には、表1に組成を示すように、
金属含有原料である製鉄ダスト、本発明での処理対象物
であるマグクロ・レンガ廃材、造滓剤としての珪砂及び
石灰石を使用した。主な操業条件は、送風量230m3
(標準状態)/min、酸素富化量68m3(標準状
態)/min、送風温度850℃をベースとした。マグ
クロ・レンガ廃材は、粒径7mm未満のものとし、これ
を表1に示す製鋼工場の転炉から発生する製鋼(製鉄)
ダストに混合した。製鋼ダスト中には、酸化鉄、酸化ク
ロム等の金属酸化物を含む。
First, the experimental operation which failed will be described. The vertical smelting reduction furnace having a molten metal production of 200 t / day was used for the experiment operation. For the carbon-based solid reducing agent charged from the furnace top and forming a packed bed inside, only the lump of so-called "metallurgical coke" used in the blast furnace is used. As shown
Iron-making dust which is a metal-containing raw material, magcro / brick waste material to be treated in the present invention, silica sand and limestone as slag-making agents were used. The main operating condition is a blowing volume of 230 m 3
(Standard condition) / min, oxygen enrichment amount 68 m 3 (Standard condition) / min, blast temperature 850 ° C. The magcro and brick waste materials have a particle size of less than 7 mm, and are produced from steel converters (steel making) shown in Table 1
Mix into dust. Steelmaking dust contains metal oxides such as iron oxide and chromium oxide.

【0015】[0015]

【表1】 [Table 1]

【0016】その他の操業条件及び操業結果を表2に、
実験1として示す。上記造滓剤も製鋼ダスト、マグクロ
・レンガ廃材に混合して吹き込みを行ったが、溶融金属
(以下、メタルという)中のクロム濃度が12.0質量
%までしか増加しなかった。メタル中クロム濃度は、吹
き込み原料の組成と配合率から推定すると、13.7質
量%になると推定されたが、クロム歩留まりは、約88
%であった。
Table 2 shows other operation conditions and operation results.
Shown as Experiment 1. The above-mentioned slag-making agent was also mixed with steelmaking dust and magcro / brick waste material and blown in, but the chromium concentration in the molten metal (hereinafter referred to as metal) increased only to 12.0% by mass. The chromium concentration in the metal was estimated to be 13.7% by mass when estimated from the composition and mixing ratio of the blowing raw material, but the chromium yield was about 88%.
%Met.

【0017】[0017]

【表2】 [Table 2]

【0018】これでは、スラグ中に未滓化でマグクロ・
レンガが残存し、その処理方法としては完全でない。ま
た、炉頂から排出されるダスト量が大幅に増加し、その
ダスト中のMgO、Cr濃度が増加していたことから、
吹き込まれたマグクロ・レンガ廃材粉が完全には溶融さ
れずに吹き抜けたことも原因と推定された。
In this method, the slag is not slag and the
Brick remains, and the treatment method is not perfect. In addition, the amount of dust discharged from the furnace top increased significantly, and the MgO and Cr concentrations in the dust increased.
It was also presumed that the injected magcro and brick waste powder was not completely melted and blown through.

【0019】そこで、発明者は、Cr鉱石やクロム含有
ダストに代えてマグクロ・レンガ廃材を吹き込むこの試
みが失敗した原因を追求することにした。
Therefore, the inventor decided to pursue the cause of the failure of this attempt to inject magcro / brick waste material instead of Cr ore or chromium-containing dust.

【0020】従来のCr鉱石等を吹き込む操業では、炉
内で生成したメタル及びスラグを炉内の炭材充填層を通
して滴下させ、炉床部に設けた出銑口からメタル、スラ
グを排出させている。その際、炭材充填層中をスラグが
滴下するためには、スラグの粘度を低くする必要があ
る。このために、炉頂から装入されるコークス、石炭等
の炭素系固体還元剤に含まれるSiO2、Al23及び
羽口から吹き込むCr鉱石、クロム含有ダストに含まれ
るSiO2等の酸化物成分に、羽口から吹き込むCa
O、MgO等の造滓剤を添加して、粘度が低くなるスラ
グの組成に調整している。つまり、炉頂から装入する固
体炭素系還元剤と、羽口から吹き込まれる各種原料及び
造滓剤との全体で、形成されるスラグの塩基度(CaO
/SiO2又はB2とも表す)を0.7〜1.3程度と
して、メタル、スラグの排出を促進するようにしてい
る。
In the conventional operation of injecting Cr ore or the like, metal and slag generated in the furnace are dropped through a carbon material packed bed in the furnace, and the metal and slag are discharged from a taphole provided in the furnace floor. I have. At that time, in order for the slag to drop in the carbon material packed bed, it is necessary to lower the viscosity of the slag. For this purpose, oxidation of SiO 2 and Al 2 O 3 contained in carbon-based solid reducing agents such as coke and coal charged from the furnace top, and Cr ore blown from tuyeres and SiO 2 contained in chromium-containing dusts are performed. Ca that is blown from the tuyere
A slag composition such as O or MgO is added to adjust the composition of the slag to lower the viscosity. That is, the basicity (CaO) of the slag formed by the solid carbon-based reducing agent charged from the furnace top, the various raw materials blown from the tuyere, and the slag forming agent as a whole.
/ A expressed also as SiO 2 or B2) is set to about 0.7 to 1.3, so that to facilitate metal, the discharge of slag.

【0021】しかしながら、上記マグクロ・レンガを吹
き込む実験操業では、スラグの炉外排出が悪化する現象
が見られた。これは、上記のようなスラグ調整のみでは
炉内でのスラグの滴下が十分でないためと予想される。
そこで、発明者は、スラグ滴下が悪化した原因を考察
し、以下の結論を出した。
However, in the experimental operation of blowing the above-mentioned magcro bricks, a phenomenon was observed in which the discharge of slag outside the furnace deteriorated. This is presumably because slag adjustment in the furnace alone is not sufficient for dropping slag in the furnace.
Then, the inventor considered the cause of the deterioration of the slag dripping and made the following conclusions.

【0022】・マグクロ・レンガは、クロム鉱石よりも
さらに溶融し難いため、吹き込まれた上段羽口前の高温
雰囲気においても滓化が十分に行なわれない。
Magcro bricks are more difficult to melt than chromium ore, so that slag is not sufficiently formed even in a high-temperature atmosphere in front of the blown upper tuyere.

【0023】・そのために、吹き込まれたマグクロ・レ
ンガの一部は、炉内ガスに搬送されて炉頂からダストと
して排出されたり、未滓化のままスラグへ移行してしま
う。
For this reason, a part of the blown magcro bricks is conveyed to the furnace gas and discharged as dust from the furnace top, or shifts to slag without slag.

【0024】・その結果、炉内で生成するスラグの組成
が目標とするスラグ組成から外れてしまい、スラグの排
出が悪化してしまう。
As a result, the composition of the slag generated in the furnace deviates from the target slag composition, and the discharge of the slag deteriorates.

【0025】そして、この排出遅れは、従来は、造滓剤
が吹き込まれる上段羽口までは、コークス等に由来する
Al23,SiO2しか降下していないので、これら成
分が上段羽口から吹き込まれたCaO等の造滓剤と接触
するまでは、上段羽口前に融体が極めて少ないことに起
因すると考えた。これでは、上段羽口前において吹き込
まれたマグクロ・レンガが少なくともレースウェイ(羽
口前方の空間領域)内部で融体に吸収され、滓化、溶融
を開始するには不十分である。そこで、発明者は、この
滓化遅れ問題を解消するため、造滓剤を羽口から吹き込
むだけでなく、炉頂からも装入することを着想し、本発
明を完成させたのである。炉頂から造滓剤を装入する
と、羽口前のレースウェイ周辺に降下してきたその造滓
剤は十分昇温されているため、炭素系固体還元剤の燃焼
により発生した熱によりレースウェイ周辺、特にレース
ウェイ上部においてほぼ溶融した状態となっており、こ
れに羽口から吹き込まれたマグクロ・レンガ、金属含有
原料(製鉄ダスト等)、造滓剤が捕集されることで、そ
れらの溶融が促進できるからである。その結果、前記吹
き抜け現象やスラグへの未滓化状態での移行を抑えるこ
とができる。
Conventionally, only the Al 2 O 3 and SiO 2 derived from coke and the like fall down to the upper tuyere into which the slag-making agent is blown. Until it comes into contact with a slag-making agent such as CaO blown from the upper stage, it is considered that the melt is extremely small in front of the upper tuyere. In this case, the magcro bricks blown in front of the upper tuyere are absorbed by the melt at least inside the raceway (the space area in front of the tuyere), and are insufficient to start slagging and melting. The inventor of the present invention completed the present invention with the idea of not only blowing the slag forming agent from the tuyere but also charging the slag forming agent from the furnace top in order to solve the problem of the slag formation delay. When the slag forming agent is charged from the furnace top, the slag forming agent that has fallen around the raceway in front of the tuyere has been heated sufficiently, so the heat generated by the combustion of the carbon-based solid reducing agent has caused the heat around the raceway. In particular, it is almost molten at the upper part of the raceway, where magcro bricks, metal-containing raw materials (such as iron-making dust), and slag-making agents are collected from the tuyere and melted. Can be promoted. As a result, it is possible to suppress the above-mentioned blow-by phenomenon and the transfer of the slag to the unslagged state.

【0026】さらに、発明者は、その炉頂から装入する
造滓剤の組成について鋭意研究を行い、その塩基度が
1.0以下となるように調整するのが好適であることを
見出した。塩基度が1.0以下であると、レースウェイ
周辺で溶融し始める造滓剤の塩基度が低いものとなり、
マグクロ・レンガ廃材のような高塩基性物質を羽口から
吹き込んでも、そこでの滓化が十分に行われるからであ
る。
Further, the inventor has conducted intensive studies on the composition of the slag-making agent charged from the furnace top, and found that it is preferable to adjust the basicity to 1.0 or less. . When the basicity is 1.0 or less, the basicity of the slag forming agent that starts melting around the raceway becomes low,
This is because even if high-basic substances such as magcro and brick waste materials are blown from the tuyeres, the slag is sufficiently formed there.

【0027】これに加えて、本発明では、羽口から吹き
込むマグクロ・レンガ廃材の粒径を最大で5mm以下と
するとさらに好適である。これにより、スラグ中におけ
るマグクロ・レンガの未滓化物をほとんどなくすことが
でき、クロムの歩留りをさらに高くすることができる。
その結果、炉からの排出スラグ中のクロム濃度も1質量
%以下にまで低減でき、排出スラグの幅広い利用が期待
できるようになった。
In addition to the above, in the present invention, it is more preferable that the particle size of the magcro / brick waste material blown from the tuyere is 5 mm or less at the maximum. This makes it possible to substantially eliminate unslagged magcro bricks in the slag, thereby further increasing the yield of chromium.
As a result, the chromium concentration in the slag discharged from the furnace can be reduced to 1% by mass or less, and wide use of the discharged slag can be expected.

【0028】なお、炉頂から装入する造滓剤の量は、炉
内へ供給する造滓剤の量全体の10%以上あれば、羽口
前の融体の生成には支障がなく、吹き込まれたマグクロ
・レンガ廃材がダストへ飛散するのを防ぐことができ
る。
If the amount of the slag-forming agent charged from the furnace top is 10% or more of the total amount of the slag-forming agent supplied into the furnace, there is no hindrance to the generation of the melt before the tuyere. It is possible to prevent the blown magcro and brick waste material from scattering into dust.

【0029】[0029]

【実施例】前記した実験1と同じ溶融金属の生産量が2
00t/日規模の竪型溶融還元炉を利用し、本発明に係
るマグクロ・レンガ廃材の処理方法を実施し、その結果
を通常行われている製鉄ダストの処理と比較し、評価し
た。なお、操業条件及び操業結果は、前記した表2に一
括して示す。
EXAMPLE The same molten metal production as in Experiment 1 described above was 2
Using a 00t / day scale vertical smelting reduction furnace, the method for treating magcro and brick waste according to the present invention was performed, and the results were compared with and evaluated for the usual treatment of ironmaking dust. The operating conditions and the operating results are collectively shown in Table 2 described above.

【0030】炉頂から装入した石灰石及び珪石の成分
は、表1に示した吹き込み用石灰石、珪石とほぼ同じで
あるが、5〜15mmの塊状物を使用した。まず、コー
クスも含む炉頂装入物だけから生成するスラグの塩基度
(CaO/SiO2)が1.0付近に、また羽口から吹
き込まれた原料及び造滓剤で生成するスラグの塩基度が
1.0になるように、炉頂装入物及び羽口吹き込み物の
塩基度の調整を行った(実施例1)。その結果、表2か
ら明らかなように、炉頂から排出されるダスト量は大幅
に減少し、ダストのCr濃度も通常操業と同レベルまで
低下したが、排出されたスラグ中のクロム濃度が1.2
質量%程度あった。クロム歩留まりは、91%程度であ
り、90%以上の歩留まりを達成した。
The components of limestone and silica stone charged from the furnace top are almost the same as those of blowing limestone and silica stone shown in Table 1, but a lump of 5 to 15 mm was used. First, the basicity (CaO / SiO 2 ) of the slag generated from only the furnace top charge including coke is around 1.0, and the basicity of the slag generated from the raw material and the slag forming agent blown from the tuyere. The basicity of the furnace top charge and the tuyere blown product was adjusted so that was 1.0 (Example 1). As a result, as is apparent from Table 2, the amount of dust discharged from the furnace top was greatly reduced, and the Cr concentration of the dust was also reduced to the same level as in the normal operation, but the chromium concentration in the discharged slag was 1%. .2
% By mass. The chrome yield was about 91%, and achieved a yield of 90% or more.

【0031】スラグ中クロムがやや高い理由について
は、以下のように考えた。今回炉頂装入した造滓剤の配
合では、石灰石、珪石及びコークス中の灰分(Ash)
を合わせた塩基度が1.0付近になるように調整した
が、炭素系固体還元剤(コークス)は、上段及び下段の
両羽口で消費されるため、炉頂から装入された造滓剤が
上段羽口まで降下する間にコークス中の灰分は造滓剤と
混合されることがなく、コークスを除く造滓剤のみでは
塩基度が1.9と非常に高いスラグが生成していたもの
と推定される。マグクロ・レンガ廃材自体は塩基性耐火
物であり、高塩基性スラグに対する耐侵食性が非常に優
れることを考えると、高塩基性スラグにマグクロ・レン
ガ廃材がトラップされた場合、完全に溶融できず、未滓
化のまま排出されたものと推定される。
The reason why the chromium in the slag is slightly high was considered as follows. The ash content in the limestone, silica stone and coke (Ash)
Was adjusted so that the combined basicity was around 1.0. However, since the carbon-based solid reducing agent (coke) was consumed in both the upper and lower tuyeres, the slag-making charged from the furnace top was used. The ash in the coke was not mixed with the slag-making agent while the agent descended to the upper tuyere, and slag having a very high basicity of 1.9 was produced only with the slag-making agent excluding coke. It is presumed that. Considering that magcro and brick waste material itself is a basic refractory and has extremely good erosion resistance to highly basic slag, if magcro and brick waste material is trapped in highly basic slag, it cannot be completely melted. It is presumed that the waste was discharged without leaving slag.

【0032】そこで、炉頂から装入する造滓剤の配合
で、コークスの灰分を考慮に入れずに、塩基度が1.0
以下になるようにし、炉底から排出されるスラグの塩基
度については、羽口から吹き込まれる各種原料及び造滓
剤の配合で調整した(実施例2)。その結果、表2に示
すように、クロム歩留まりは、95%以上まで増加させ
ることができた。排出されたスラグ中のクロム濃度が
0.6質量%と通常操業と同程度になった。しかし、メ
タル中の[Cr]濃度は予想よりも若干低かった。排出ス
ラグの破断面を調査したところ、少量の未滓化のマグク
ロ・レンガ粒が確認された。また、炉の休風時に炉内調
査を行った結果、5〜7mmのマグクロ・レンガ粒が大
量に炉内に残留していることが発見された。これより、
粒径の大きなマグクロ・レンガ廃材は、炉内でまだ完全
に溶融還元されていないと考え、吹き込むマグクロ・レ
ンガ廃材の粒度分布を変更し、5mm未満のものを使用
することにした(実施例3)。その結果、表2に示すよ
うに、スラグ中のクロム濃度は、計算からのほぼ予想通
りの値となり、クロム歩留まりも98%まで増加した。
また、スラグ中のクロム濃度も0.3質量%まで低下
し、未滓化のマグクロ・レンガ粒も存在しなくなった。
Therefore, the basicity is adjusted to 1.0 by mixing the slag-making agent charged from the furnace top without considering the ash content of coke.
As described below, the basicity of the slag discharged from the furnace bottom was adjusted by mixing various raw materials blown from the tuyere and a slag-making agent (Example 2). As a result, as shown in Table 2, the chromium yield could be increased to 95% or more. The chromium concentration in the discharged slag was 0.6% by mass, which was almost the same as in the normal operation. However, the [Cr] concentration in the metal was slightly lower than expected. Inspection of the fracture surface of the discharged slag revealed a small amount of unslagged magcro / brick particles. In addition, as a result of an investigation inside the furnace when the furnace was shut down, it was found that a large amount of 5 to 7 mm magcro brick particles remained in the furnace. Than this,
Since it is considered that the magcro / brick waste having a large particle size has not been completely melted and reduced in the furnace, the particle size distribution of the magcro / brick waste to be blown was changed, and a material having a particle size of less than 5 mm was used (Example 3). ). As a result, as shown in Table 2, the chromium concentration in the slag was almost as expected from the calculation, and the chromium yield increased to 98%.
Further, the chromium concentration in the slag was also reduced to 0.3% by mass, and no unslagged magcro / brick particles were present.

【0033】なお、回収した溶融金属及び排出したスラ
グの主成分を表3及び表4にそれぞれ示しておくが、溶
融金属は良質のフェロ−クロム製造原料になり、スラグ
は問題を引き起こさない程度のクロム含有量である。
The main components of the recovered molten metal and the discharged slag are shown in Tables 3 and 4, respectively. The molten metal is a raw material for producing ferro-chromium of high quality, and the slag is of such an extent that it does not cause any problem. Chromium content.

【0034】[0034]

【表3】 [Table 3]

【0035】[0035]

【表4】 [Table 4]

【0036】[0036]

【発明の効果】以上述べたように、本発明により、難溶
融性のマグクロ・レンガやクロマグ・レンガ等のマグネ
シウム及びクロム含有レンガ廃材の粉粒物を羽口から吹
き込んでも、羽口前には既にそれを吸収するに足る十分
な量の融体が存在するので、粉粒物の吹き抜けによるロ
スや未滓化スラグによるロスは起きず、溶融還元が容易
になる。その結果、操業が安定し、Crは溶融金属とし
て完全回収され、マグネシアはスラグに吸収される。つ
まり、マグネシウム及びクロム含有レンガ廃材の無害化
処理が達成できる。
As described above, according to the present invention, even if the powdery particles of magnesium and chromium-containing brick waste such as hard-to-melt magcro brick and black mag brick are blown from the tuyere, Since there is already a sufficient amount of the melt to absorb it, there is no loss due to blow-through of the granular material or loss due to unslagged slag, and smelting reduction is facilitated. As a result, the operation is stabilized, Cr is completely recovered as molten metal, and magnesia is absorbed by the slag. That is, detoxification treatment of magnesium and chromium-containing brick waste can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】炭素系固体還元剤充填型の竪型溶融還元炉を示
す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a vertical smelting reduction furnace filled with a carbon-based solid reducing agent.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 充填層 2 酸素富化空気 3 羽口(上段) 4 羽口(下段) 5 竪型溶融還元炉 6 還元剤ホッパ 7 固体物質の吹き込み装置 8 溶融金属及びスラグの排出孔 9 熱風炉 Reference Signs List 1 packed bed 2 oxygen-enriched air 3 tuyere (upper) 4 tuyere (lower) 5 vertical smelting reduction furnace 6 reducing agent hopper 7 solid matter blowing device 8 discharge hole for molten metal and slag 9 hot stove

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宇田川 悦郎 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) 4D004 AA16 AB03 BA02 BA05 CA29 CA37 CB02 CB34 CC02 CC11 CC15 DA03 DA20 4K012 CB02 CB06 CB07 DC01 DC07 DC08  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Etsuro Udagawa 1 Kawasaki-cho, Chuo-ku, Chiba-shi, Chiba F-term in the Technical Research Institute of Kawasaki Steel Co., Ltd. 4D004 AA16 AB03 BA02 BA05 CA29 CA37 CB02 CB34 CC02 CC11 CC15 DA03 DA20 4K012 CB02 CB06 CB07 DC01 DC07 DC08

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 炉頂より炭素系固体還元剤を装入して内
部にその充填層を形成し、高温の酸素富化空気を吹き込
む上下少なくとも2段に設けた羽口を有する竪型溶融還
元炉内に、粉粒状の金属含有原料及び造滓剤を少なくと
も上段羽口から吹き込み、該金属含有原料を溶融還元し
て溶融金属を回収するに際して、 前記金属含有原料と一緒に粉粒状のマグネシウム及びク
ロム含有レンガ廃材を吹き込むと共に、炉頂から一定組
成の造滓剤を別途装入することを特徴とするマグネシウ
ム及びクロム含有レンガ廃材の処理方法。
1. A vertical smelting reduction having tuyeres provided in at least two upper and lower stages into which a carbon-based solid reducing agent is charged from the top of the furnace to form a packed layer therein and into which high-temperature oxygen-enriched air is blown. Into the furnace, powder-granular metal-containing raw material and slag-making agent are blown from at least the upper tuyere, and the metal-containing raw material is melt-reduced to recover molten metal. A method for treating waste magnesium and chromium-containing bricks, comprising blowing chromium-containing brick waste and separately charging a slag-making agent having a constant composition from the furnace top.
【請求項2】 前記炉頂から別途装入する造滓剤は、塩
基度(CaO/SiO2)が1.0以下であることを特
徴とする請求項1記載のマグネシウム及びクロム含有レ
ンガ廃材の処理方法。
2. The magnesium and chromium-containing brick waste material according to claim 1, wherein the slag-making agent separately charged from the furnace top has a basicity (CaO / SiO 2 ) of 1.0 or less. Processing method.
【請求項3】 前記粉粒状のマグネシウム及びクロム含
有レンガ廃材の最大粒径が5mm以下であることを特徴
とする請求項1又は2記載のマグネシウム及びクロム含
有レンガ廃材の処理方法。
3. The method for treating waste magnesium and chromium-containing bricks according to claim 1, wherein the maximum particle size of the powdered granular waste magnesium and chromium-containing bricks is 5 mm or less.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112645645A (en) * 2020-10-10 2021-04-13 上海友品环境服务有限公司 Formula and process for comprehensive resource utilization of chromium slag

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