JP3035285B1 - Method for producing carburized material for steel making containing electric furnace dust, carburized material for steel making obtained thereby and method for recycling electric furnace dust - Google Patents
Method for producing carburized material for steel making containing electric furnace dust, carburized material for steel making obtained thereby and method for recycling electric furnace dustInfo
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- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Abstract
【要約】
【課題】 電気炉ダストを新しい製鋼用加炭材として有
効に活用すると共に、その処理量を減少させ、またこれ
に含まれる鉄や亜鉛等有価金属を安価に回収する技術を
開発する。
【解決手段】 電気炉ダスト30〜80wt.%とCD
Q粉等炭材粉20〜70wt.%との配合に、PDA等
バインダーを添加し、混合、加熱、脱水し、成型して製
鋼用加炭材を製造する。加炭材には少なくとも全炭素:
20〜65wt.%、酸化亜鉛:8〜23wt.%を含
ませる。また、この加炭材を当該電気炉で用いて電気炉
ダストをリサイクルする。
【効果】 電気炉はダストのスラグ化により搬出量が低
減し、鉄歩留が向上しコストも下がり、粗亜鉛回収工場
は負荷が軽減し、地球環境改善にも寄与する。[PROBLEMS] To effectively utilize electric furnace dust as a new carburizing material for steel making, reduce the amount of treatment, and develop a technology for inexpensively recovering valuable metals such as iron and zinc contained therein. . SOLUTION: Electric furnace dust 30 to 80 wt. % And CD
Q powder and other carbonaceous material powders 20 to 70 wt. %, A binder such as PDA is added, mixed, heated, dehydrated, and molded to produce a carbonized material for steelmaking. Carburized wood contains at least all carbon:
20-65 wt. %, Zinc oxide: 8 to 23 wt. Include%. The carburized material is used in the electric furnace to recycle electric furnace dust. [Effect] The electric furnace reduces slag of dust and reduces the carry-out amount, improves iron yield and lowers costs, and reduces the load on the crude zinc recovery plant, contributing to the improvement of the global environment.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、電気炉製鋼工場
で発生するダストの処理方法を改善することにより、そ
の処理量を減少させると共に、そのダストに含まれる有
価金属を有利に回収する方法において、特に回収された
酸化亜鉛を含むダスト中の亜鉛濃度を高め、また、電気
製鋼炉その他の鋼スクラップ及び銑鉄を原料として溶解
・精錬する製鋼炉における製鋼用加炭材としてダストを
有効に活用する技術に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a method for improving the method of treating dust generated in an electric furnace steelmaking plant, thereby reducing the amount of treatment and advantageously recovering valuable metals contained in the dust. In particular, increase the zinc concentration in the dust containing recovered zinc oxide, and effectively utilize the dust as a carburizing material for steelmaking in electric steelmaking furnaces and other steelmaking furnaces that melt and refine steel scrap and pig iron as raw materials. It is about technology.
【0002】[0002]
【従来の技術】製鋼用電気炉精錬においては、通常、主
原料の鉄屑及び造滓剤を溶解しつつ、ランスから炉内溶
鉄中にO2ガスを供給すると共に、コークス粉等の炭材
をメタルおよびスラグ中に吹き込む。吹き込まれた炭材
中のCは、下記作用をする。2. Description of the Related Art In electric furnace refining for steelmaking, usually, O 2 gas is supplied from a lance into molten iron in a furnace while dissolving iron swarf and a slag-making agent as a main raw material, and a carbon material such as coke powder. Into metal and slag. C in the injected carbon material has the following effect.
【0003】COガス及びCO2ガスへの燃焼による
装入物、溶融金属及び溶融スラグへの熱付加作用をし、
大量のO2ガス使用との組み合わせによる迅速溶解が行
なわれる。従って、また、電力エネルギーの一部代替を
する。なお、この場合、大量のFeOが生成し、スラグ
に入る。[0003] The addition of heat to the charge, molten metal and molten slag by combustion into CO gas and CO 2 gas,
Rapid dissolution is achieved in combination with the use of large amounts of O 2 gas. Therefore, it also partially replaces the power energy. In this case, a large amount of FeO is generated and enters the slag.
【0004】溶鉄表面に生成した溶融スラグ及び灰分
中の酸化鉄、酸化マンガン及び酸化亜鉛等各種酸化物の
還元材として作用する。[0004] It acts as a reducing agent for various oxides such as iron oxide, manganese oxide and zinc oxide in molten slag and ash formed on the surface of molten iron.
【0005】溶鉄中への加炭作用をする。[0005] Carburizing action in the molten iron.
【0006】従来、電気炉で用いられる炭材としては、
小塊コークス、コークス粉、CDQ粉(コークス消火設
備捕集粉)、CDQ粉のブリケット、及び鉄粉含有CD
Q粉のブリケット等がある。これらは、酸化物の還元、
COガスやCO2ガスへの燃焼、及び溶鋼への加炭等の
諸反応の反応寄与率が高く、比較的簡単な設備で製造可
能である。そのために現在も広く用いられている。Conventionally, carbon materials used in electric furnaces include:
Small lump coke, coke powder, CDQ powder (coke fire extinguishing equipment collection powder), briquette of CDQ powder, and iron powder-containing CD
There are briquettes of Q powder. These are oxide reduction,
The reaction contribution rate of various reactions such as combustion to CO gas or CO 2 gas and carburization to molten steel is high, and can be manufactured with relatively simple equipment. Therefore, it is still widely used today.
【0007】一方、電気炉製鋼工場では、集塵機で捕集
したいわゆる電気炉ダストが発生する。その量は凡そ、
粗鋼生産量1t当たり15〜23kg程度と多い。そし
て、電気炉ダストの40%程度は埋め立てによる廃棄処
分が行なわれている。しかし、電気炉ダストにはZnや
Fe等の有価金属が含まれ、Znは酸化亜鉛の形態で回
収処理されて、亜鉛精錬原料である粗酸化亜鉛の原料に
なる。電気炉ダストの共通発生源は、電気炉から発生す
る粉塵であるが、捕集用集塵設備で大別すると、直引ダ
ストと建屋集塵ダストとに分類される。直引ダストは、
電気炉上部の排ガス孔を通して吸引される排ガス中に含
まれるダストである。直引ダストは、電気炉への装入物
である鉄屑、及び石灰やドロマイト等の副原料から発生
するダスト、溶解・精錬工程で使用するO2ガス吹錬に
より酸化生成されるダスト、及び昇熱用に使用する重油
や灯油の燃焼残渣などからなる。表1及び2に、直引ダ
ストの工業分析例及び化学分析例を示す。On the other hand, in an electric furnace steelmaking plant, so-called electric furnace dust collected by a dust collector is generated. The amount is about
It is as large as about 15 to 23 kg per ton of crude steel production. About 40% of the electric furnace dust is disposed of by landfill. However, electric furnace dust contains valuable metals such as Zn and Fe, and Zn is recovered and processed in the form of zinc oxide to become a raw material for a crude zinc oxide which is a raw material for zinc refining. A common source of electric furnace dust is dust generated from an electric furnace, but is roughly classified into dust directly collected and dust collected in a building by a dust collecting facility for collection. Direct dust is
It is dust contained in the exhaust gas sucked through the exhaust gas hole in the upper part of the electric furnace. Choku引dust is charge to the electric furnace steel scrap and lime and dust generated from the secondary raw material dolomite, dust generated oxidized by O 2 gas blowing used in melting and refining process, and It consists of heavy oil and kerosene combustion residues used for heating. Tables 1 and 2 show examples of industrial analysis and chemical analysis of direct dust.
【0008】[0008]
【表1】 [Table 1]
【0009】[0009]
【表2】 [Table 2]
【0010】直引ダストには灰分が約85wt.%以
上、揮発分+固定炭素が3〜12wt.%含まれてい
る。また、表2からわかるように、Fe、Zn及びPb
等が多量に含まれており、Znは15〜22wt.%と
多い。これは、最近の鋼材需要により、表面処理鋼板、
特に亜鉛めっき鋼板の使用量が増加し、そのスクラップ
が鋼屑中に占める割合が増加したからである。こうして
主原料として鉄屑を使用する製鋼用電気炉では、電気炉
ダスト中には多量の亜鉛が含まれるに至った。The ash content of the directly drawn dust is about 85 wt. % Or more, volatile matter + fixed carbon is 3 to 12 wt. %include. Also, as can be seen from Table 2, Fe, Zn and Pb
Etc. are contained in a large amount, and Zn is 15 to 22 wt. % And many. This is due to the recent demand for steel,
In particular, the amount of galvanized steel sheet used has increased, and the proportion of the scrap in steel scrap has increased. Thus, in a steelmaking electric furnace using iron scrap as a main raw material, a large amount of zinc was contained in the electric furnace dust.
【0011】また、建屋集塵ダストは、電気炉から洩れ
たガス中に含まれるダスト、電気炉製鋼工場内で発生す
る種々のダスト、例えば購入鉄屑に付着している錆、土
砂の微粉、石灰の微粒子及びコークスの微粒子等、工場
内に浮遊する粉塵が捕捉されたものからなる。従って、
建屋集塵ダストの成分組成はそのダストが集塵された建
屋内浮遊粉塵の種類により変動する。表3に、電気炉の
建屋集塵ダストの化学分析例を示す。The dust collected from the building includes dust contained in gas leaked from the electric furnace, various kinds of dust generated in the electric furnace steelmaking plant, for example, rust attached to purchased iron scrap, fine powder of earth and sand, and the like. Dust floating in the factory, such as lime particles and coke particles, is captured. Therefore,
The composition of the dust collected in the building varies depending on the type of suspended dust in the building where the dust is collected. Table 3 shows an example of chemical analysis of dust collected from a building of an electric furnace.
【0012】[0012]
【表3】 [Table 3]
【0013】建屋集塵ダストにも直引ダスト同様、重金
属元素Fe、Zn及びPbが含まれ、また炭素も含まれ
ている。The building dust contains the heavy metal elements Fe, Zn and Pb as well as the direct dust, and also contains carbon.
【0014】一方、電気炉ダストの埋め立て廃棄には大
きな処理費用がかかる。そこで、電気炉ダスト中の有価
金属を有効活用する処理方法の研究・開発が行なわれて
おり、Zn分の回収技術として次のものがある。On the other hand, landfill disposal of electric furnace dust requires a large disposal cost. Therefore, research and development of a treatment method for effectively utilizing valuable metals in electric furnace dust have been carried out, and the following techniques are available for recovering Zn.
【0015】 現在実施中の亜鉛回収プロセスとし
て、例えば、ウェルツ法や半溶鉱炉法が知られている。
これらはいずれも、亜鉛製錬の原料として必要な亜鉛含
有率が約50wt.%以上が確保された粗酸化亜鉛を製
造するプロセスである。即ち、電気炉ダストに炭材その
他の還元材を供給し亜鉛の酸化物を還元する。即ち、ウ
ェルツ法の場合は、電気炉ダストと炭材等とを混合した
ものをロータリーキルンで加熱し、還元処理して亜鉛を
蒸発させる。また、半溶鉱炉法の場合は、電気炉ダスト
と炭材と造滓材等とを製団して半溶鉱炉に供給し、溶解
し、亜鉛を蒸発させる。こうしていずれの場合も炉外で
空気酸化された酸化亜鉛粉、即ち、粗酸化亜鉛を回収す
るというものである(以下、「先行技術1」という)。[0015] As the zinc recovery process currently being carried out, for example, the Welz method and the semi-blast furnace method are known.
All of these have a zinc content of about 50 wt. % Is a process for producing crude zinc oxide in which the percentage is maintained. That is, a carbon material or other reducing agent is supplied to the electric furnace dust to reduce zinc oxide. That is, in the case of the Welz method, a mixture of an electric furnace dust and a carbon material is heated in a rotary kiln and subjected to a reduction treatment to evaporate zinc. In the case of the semi-blast furnace method, electric furnace dust, carbonaceous material, slag-making material and the like are formed and supplied to the semi-blast furnace to melt and evaporate zinc. Thus, in each case, the zinc oxide powder that has been air-oxidized outside the furnace, that is, the crude zinc oxide is recovered (hereinafter referred to as “prior art 1”).
【0016】上記プロセスはいずれもロータリーキルン
や半溶鉱炉のような大がかりな設備を用い、電気炉ダス
トの有効活用処理方法として粗酸化亜鉛の直接製造を行
なうものである。In each of the above processes, large-scale equipment such as a rotary kiln and a semi-smelting furnace is used, and direct production of crude zinc oxide is performed as a method of effectively utilizing electric furnace dust.
【0017】 他方、電気炉ダストを上記粗酸化亜鉛
の製造原料とするために、電気炉ダスト中のZn含有率
を濃縮処理するためのプロセスが提案されている。これ
は専用の酸化亜鉛濃縮装置として、溶解炉ないし反応炉
に溶鉄ないし溶銑を保持しておき、これを主として酸化
亜鉛の還元用熱源として利用する方法である。例えば、
特開平9−279265号公報に示されているように、
ダストを還元材としての炭材及び造滓材と共に炉内に添
加し、これに酸素含有ガスを供給する。その際、ダスト
を吹き上げて飛散させないようにするために、炉体側面
のスラグ表面レベルより低い位置に水平方向に設けた羽
口から酸素含有ガスを吹き込む。高温下で還元され蒸発
した亜鉛が炉外で酸化された酸化亜鉛粒子を含むダスト
を回収する方法が開示されている(以下、「先行技術
2」という)。また、特開平9−268332号公報
(以下、「先行技術3」という)及び特開平9−241
718号公報以下、「先行技術4」という)には、上記
ダストと炭材とを配合し、バインダーを添加してブリケ
ットを成型し、これを炉内に予め収容しておいた溶鉄に
投入し、これにより先行技術2と同様、高温下で還元さ
れ蒸発した亜鉛が、炉外で酸化された酸化亜鉛粒子を含
むダストを回収する方法が示されている。しかも、先行
技術2及び3においては、回収されたダスト中の酸化亜
鉛粒子から、粗酸化亜鉛として供給し得る亜鉛含有率が
約50wt.%以上の粒子を分離する工程を必須として
いる。ここで、亜鉛含有率が50wt.%以上の酸化亜
鉛粒子は、例えば、10μm以下という微粒子側に分布
しているので、以降の処理工程で回収されたダストを扱
い易くするためにダストを所定の粒径を境界として分級
する。そのために、集塵装置を直列に2段設けてダスト
を分級捕集する。そして、第1段目で捕集された粒径の
大きいダストについては、上述した処理を再度繰り返
す。この再循環処理の比率は、先行技術2によれば、亜
鉛量換算で約30wt.%にも達する。On the other hand, in order to use electric furnace dust as a raw material for producing the above crude zinc oxide, a process for concentrating the Zn content in the electric furnace dust has been proposed. This is a method in which molten iron or hot metal is held in a melting furnace or a reaction furnace as a dedicated zinc oxide concentrating apparatus, and this is mainly used as a heat source for reducing zinc oxide. For example,
As shown in JP-A-9-279265,
Dust is added to the furnace together with a carbon material as a reducing material and slag-making material, and an oxygen-containing gas is supplied thereto. At that time, in order to prevent dust from blowing up and scattering, an oxygen-containing gas is blown from a tuyere provided horizontally below the slag surface level on the side of the furnace body. A method of collecting dust containing zinc oxide particles in which zinc reduced and evaporated at a high temperature is oxidized outside a furnace is disclosed (hereinafter, referred to as “prior art 2”). Also, JP-A-9-268332 (hereinafter referred to as “prior art 3”) and JP-A-9-241
No. 718, hereinafter referred to as “prior art 4”), the dust and the carbon material are blended, a binder is added to form a briquette, and the briquette is put into molten iron previously stored in a furnace. This shows a method of recovering dust containing zinc oxide particles, in which zinc reduced and evaporated at a high temperature is oxidized outside the furnace, similarly to the prior art 2. Moreover, in the prior arts 2 and 3, the zinc content that can be supplied as crude zinc oxide from the zinc oxide particles in the collected dust is about 50 wt. % Of the particles must be separated. Here, when the zinc content is 50 wt. % Or more of zinc oxide particles are distributed on the fine particle side of, for example, 10 μm or less, so that the dust is classified with a predetermined particle size as a boundary in order to facilitate handling of the dust collected in the subsequent processing steps. For that purpose, dust collecting devices are provided in two stages in series to classify and collect dust. Then, the processing described above is repeated again for dust having a large particle diameter collected in the first stage. According to Prior Art 2, the ratio of this recirculation treatment is about 30 wt. %.
【0018】上述した通り、先行技術2〜4において
は、溶鉄あるいは溶銑といった溶融金属を別途予め準備
しておき、これを熱源としてダスト中酸化亜鉛及び酸化
鉄の還元反応を起こさせるようにダストの濃縮処理工程
を構成している。このように溶融金属を溶解し・保持す
るための専用炉とその付帯設備を設ける必要がある。即
ち、多くの設備費及び運転費が新たにかかる。As described above, in the prior arts 2 to 4, molten metal such as molten iron or hot metal is separately prepared in advance, and the molten metal is used as a heat source to cause a reduction reaction of zinc oxide and iron oxide in the dust. This constitutes a concentration treatment step. In this way, it is necessary to provide a dedicated furnace for melting and holding the molten metal and its accompanying equipment. That is, a lot of equipment costs and operation costs are newly added.
【0019】[0019]
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の電気炉
ダストの処理方法には次の問題がある。先ず、電気炉ダ
スト中のZn分を有効な資源として活用するためのZn
分濃縮技術には、次の問題がある。The above-described conventional method for treating electric furnace dust has the following problems. First, Zn for utilizing Zn content in electric furnace dust as an effective resource
The fraction enrichment technique has the following problems.
【0020】(1)上述した電気炉ダストの資源利用技
術はいずれも、ダスト中のZn含有率を50wt.%以
上に濃縮することを直接の課題にしたものであり、亜鉛
製錬の原料としての粗酸化亜鉛を製造することを目的と
するものである。先行技術1のウェルツ法等は、それが
専門の工場のロータリーキルンで処理されている。先行
技術2〜4では、そのための溶鉄又は溶銑を収容する専
用の溶解炉又は反応炉を要し、しかも大がかりな回収設
備、例えばダストの粒度分級のために複数基の集塵機を
別途設けている。そのために、設備費及び運転費が膨大
になる。また、先行技術1〜4によるダスト処理を委託
する場合でも、処理費と運搬費とが大きくかかる。かか
る現状より、多くの電気炉ダストは法規制に基づき、上
述したように埋め立てにより廃棄処分されている。従っ
て、電気炉ダストより亜鉛や鉄等の有価金属を、安価に
回収・処理する技術の開発が望まれている。(1) In all of the above-mentioned electric furnace dust resource utilization technologies, the Zn content in the dust is reduced to 50 wt. It is an object of the present invention to directly concentrate to not less than% and to produce crude zinc oxide as a raw material for zinc smelting. In the prior art 1 such as the Weltz method, it is processed in a rotary kiln of a specialized factory. The prior arts 2 to 4 require a dedicated melting furnace or reaction furnace for accommodating molten iron or hot metal for that purpose, and additionally provide a large-scale recovery facility, for example, a plurality of dust collectors for classification of dust particle size. Therefore, equipment costs and operation costs become enormous. Further, even when the dust processing according to the prior arts 1 to 4 is entrusted, the processing cost and the transportation cost are large. Under such circumstances, many electric furnace dusts have been disposed of by landfill as described above in accordance with laws and regulations. Therefore, development of a technology for recovering and treating valuable metals such as zinc and iron at low cost from electric furnace dust is desired.
【0021】(2)また、電気炉ダスト中の有価金属の
酸化物を還元・回収するために、電気炉ダストの含有物
質形態として、電気炉ダスト単味にバインダーを添加し
てブリケットに成型したり、ペレットに造粒したものが
ある。この場合は、コークス粉等の還元材が成形物中に
はわずかしか含まれていないので、ダスト中酸化亜鉛や
酸化鉄等に対する還元材を別途、成型物又は造粒物の系
外から供給する必要がある。この際還元材を供給しても
ダストが微粉粒子であり、飛散し易いので還元材との接
触反応界面積を十分大きく確保することができない。ま
た、電気炉ダストにコークス粉を還元材として配合し、
バインダーを添加して成型したものも開示されている。
この場合、これを電気炉に装入した場合、成型物中のコ
ークス割合が比較的少ないと、成型物の強度が小さく、
そのため電気炉に投入したときに粉化・飛散して電気炉
ダストの炉内での溶融スラグ化割合が減る。その結果、
鉄分の還元回収歩留は低下するし、また酸化亜鉛の還元
・蒸発後の雰囲気再酸化による集塵ダストへのZn濃度
の濃縮の割合が低下し、Zn回収の目的に寄与しない。
従って、電炉ダストの再処理が必要となり、コストアッ
プとなる。[0021] (2) In addition, an oxide of valuable metals in an electric arc furnace dust to a reducing and recovery, as containing substance form of the electric furnace dust, and molded into briquettes by adding a binder to the electric furnace dust PLAIN Or granulated pellets . In this case, since the reduced material such as coke powder is contained only in a small amount in the molded product, the reducing material for zinc oxide and iron oxide in the dust is separately supplied from outside the system of the molded or granulated material. There is a need. In this case, even if the reducing agent is supplied, the dust is fine particles and easily scatters, so that a sufficiently large contact reaction area with the reducing agent cannot be secured. Also, mix coke powder as a reducing agent in electric furnace dust,
There is also disclosed one molded by adding a binder.
In this case, when charged into an electric furnace, if the coke ratio in the molded product is relatively small, the strength of the molded product is small,
Therefore, when the electric furnace is put into an electric furnace, it is pulverized and scattered, and the ratio of the electric furnace dust to the molten slag in the furnace is reduced. as a result,
The reduction and recovery yield of iron decreases, and the rate of concentration of Zn concentration in dust collected by reoxidation of the atmosphere after reduction and evaporation of zinc oxide decreases, which does not contribute to the purpose of recovering Zn.
Therefore, reprocessing of the electric furnace dust is required, and the cost is increased.
【0022】次に、電気炉ダストの扱いや処分に付いて
下記問題がある。Next, there are the following problems in handling and disposing of electric furnace dust.
【0023】(3)上述した通り、電気炉ダストの処理
は従来、その半分近くが無公害化処理された後に埋め立
て廃棄処分がなされている。しかしながら、この無公害
化処分には多額のコストがかかり、そのコスト削減が緊
急重要な問題となっている。ところが、そのような処理
コストの安価な技術は開発されていない。(3) As described above, in the treatment of electric furnace dust, conventionally, nearly half of the electric dust has been landfilled and disposed of after the pollution-free treatment. However, this decontamination disposal is very costly, and its cost reduction is an urgently important issue. However, such an inexpensive technology has not been developed.
【0024】(4)一方、電気炉ダストは、その粒度が
微粒であるために、ハンドリング上極めて扱いにくいと
いう問題もある。電気炉ダストの粒子は微粒であるため
に発塵し易く、飛散して周囲を汚染したり、吸湿し易
く、泥化すると水分は抜け難いので、取扱いが厄介であ
る。従ってまた、貯留や搬送にも費用がかかる。(4) On the other hand, electric furnace dust has a problem that it is extremely difficult to handle in handling because of its fine particle size. The particles of the electric furnace dust are easy to generate because they are fine particles, and are scattered to pollute the surroundings, easily absorb moisture, and when muddy, it is difficult to remove moisture, so that handling is troublesome. Therefore, storage and transportation are also expensive.
【0025】そこで、本発明者等は、上記諸問題のすべ
てを解決するための技術を開発することをこの発明の目
的とした。即ち、(イ)新たに溶解炉あるいは反応炉や
微粉粒度分級用の集塵機並びにその付帯設備等、高価な
設備が不要であり、また予め溶融金属を準備する必要が
なく、設備費及び運転費共に安価な既設の設備を活用し
て電気炉ダストの処理と活用とのトータルプロセスを創
案し、これにより電気炉ダストの画期的処理方法を開発
し、また、(ロ)微粉粒子である電気炉ダストをハンド
リングし易い形態に変え、また減容化して運搬費を安価
にし、(ハ)しかも、電気炉ダストの活用方法として、
電気炉ダストに含まれる有価金属を単に濃縮・回収し、
ZnやFe等金属資源の節減をするだけでなく、上記
(イ)のトータルプロセスにおいて、電気炉ダストを製
鋼用加炭材の製造原料としても活用することにより、電
気炉製鋼プロセスにおける製造コスト低減にも寄与し得
る、電気炉製鋼における新しい製鋼用加炭材を開発する
ことを目的とした。Therefore, the present inventors have made an object of the present invention to develop a technique for solving all of the above problems. That is, (a) expensive equipment such as a melting furnace or a reaction furnace, a dust collector for fine powder particle size classification and its accompanying equipment is not required, and there is no need to prepare molten metal in advance, and both equipment and operation costs are reduced. Invented a total process of electric furnace dust treatment and utilization by utilizing inexpensive existing facilities, thereby developing a revolutionary treatment method for electric furnace dust, and (b) electric furnaces that are fine powder particles. Change the dust into a form that is easy to handle, and reduce the volume to reduce transportation costs. (C) In addition, as a method of using electric furnace dust,
Simply concentrate and recover valuable metals contained in electric furnace dust,
In addition to saving metal resources such as Zn and Fe, in the total process (a), electric furnace dust is also used as a raw material for producing carburized steel for steelmaking, thereby reducing the manufacturing cost in the electric furnace steelmaking process. The aim was to develop a new carburizing material for steelmaking in electric furnace steelmaking that could also contribute to steelmaking.
【0026】[0026]
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上述した
観点から問題解決の検討を行なった。その結果、電気炉
ダストの処理・活用技術として、その適用対象製造品と
その製造工程を含む電気炉ダストのリサイクルプロセス
について検討及び実験を重ねた。下記〔1〕及び〔2〕
の2項目の検討及び基礎試験・調査を行なった。Means for Solving the Problems The present inventors have studied the problem solving from the above viewpoint. As a result, as an electric furnace dust treatment / utilization technology, we studied and experimented on the applicable product and the electric furnace dust recycling process including its manufacturing process. The following [1] and [2]
The following two items were examined and basic tests and investigations were conducted.
【0027】〔1〕電気炉ダストの活用対象 電気炉ダストの資源化活用技術として、電気炉製鋼にお
ける新しい製鋼用加炭材の製造技術開発を行なうことが
望ましいと考えた。この着眼に至る検討過程は次の通り
である。[1] Targets of Electric Furnace Dust Utilization As a technology for utilizing electric furnace dust as a resource, it was considered desirable to develop a new carburizing material for steelmaking in electric furnace steelmaking. The study process leading to this focus is as follows.
【0028】〔1〕−1.電気炉ダストの適用製造品の
検討 先ず、電気炉ダストは微粉粒子であるために電気炉への
装入時及び装入後の炉内上昇気流により、飛散して電
気炉ダストの装入歩留が低下し易いので、これを抑制す
る手段をとる必要がある。また、電気炉ダスト中に含
まれる酸化亜鉛及び酸化鉄を炭材で還元するには、電気
炉ダストと炭材との接触界面積率をできるだけ大きくす
るのが望ましい。一方、炭材側条件としても電気炉ダス
ト側条件に対応して、比表面積を大きくとることが望
ましいから、例えば粉粒状炭材である粉コークスやCD
Q粉等が適している。このように、装入歩留の低下回
避、反応物質間の反応界面積の増大及びその安定化を図
ることにより、電気炉ダスト中の亜鉛酸化物や鉄酸化物
の還元反応速度を上げると共に高還元率を達成するため
に、電気炉ダストと粉粒状炭材とをよく混合し、適当
な大きさに成形して電気炉に装入するのが望ましい。な
お、粉コークスやCDQ粉は、安価であり供給も安定し
ているので粉粒状炭材として原料需給上及びコスト的に
も好適であると考えた。[1] -1. Examination of products to which electric furnace dust is applied First, since electric furnace dust is fine particles, it is scattered by the rising air current in the furnace at the time of charging into the electric furnace and after the charging, and the yield of charging the electric furnace dust Therefore, it is necessary to take measures to suppress this. Further, in order to reduce zinc oxide and iron oxide contained in the electric furnace dust with the carbonaceous material, it is desirable to increase the contact area ratio between the electric furnace dust and the carbonaceous material as much as possible. On the other hand, it is desirable that the specific surface area be large in accordance with the electric furnace dust side condition as the carbon material side condition.
Q powder is suitable. As described above, by avoiding a decrease in the charging yield, increasing the reaction interface area between the reactants and stabilizing the reaction interface, the reduction reaction rate of zinc oxide and iron oxide in the electric furnace dust is increased, and the reaction rate is increased. In order to achieve the reduction rate, it is desirable that the electric furnace dust and the powdery and granular carbon material are well mixed, formed into an appropriate size, and charged into the electric furnace. Since coke breeze and CDQ powder were inexpensive and the supply was stable, it was considered that they were suitable as a granular carbon material in terms of supply and demand of raw materials and cost.
【0029】一方、屑鉄(鋼スクラップ)を主原料とす
る従来の電気炉製鋼工程においては、溶解期、酸化精錬
期及び還元精錬期を通じて炭素含有物質を炉内に供給す
る。この炭素含有物質の供給は、溶解期及び各精錬期に
おいて、溶融スラグ中のFeやMn等金属の酸化物を還
元するため、及び酸化精錬終点時における溶鋼のC含有
率を目標値に調整するために行なうものである。このC
供給量は、通常の電気炉製鋼操業においては、およそ2
0kg/t−steel程度とかなり多量である。ま
た、炭素含有物質の供給形態としては通常、ブリケット
に成型されたり、ペレットに造粒されたりした炭素含有
物質であるいわゆる加炭材を装入したり、粉コークス等
の粉粒状炭素含有物質をキャリアーガスと共に吹込んだ
り、アーク電極の消耗や溶鋼の成分調整用合金鉄添加に
伴なうCの付随的供給が行なわれている。C含有物質の
内、上記加炭材の種類及びその性状諸元は一般に、各電
気炉製鋼工場により異なっている。そして、この加炭材
の適正な供給量は、当該操業において使用される原料、
造滓剤、O2 ガス及び燃料の種類とその配合割合、並
びに溶製鋼種・目標成分組成等により異なっている。電
気炉製鋼操業における加炭材供給に関するこのような現
状に鑑み、この発明では、本発明加炭材の単独使用によ
る操業は勿論のこと、上述した広範囲の性状諸元の加炭
材との併用も可能である加炭材を製造することが重要で
あると考えた。また、加炭材の原料調達に関しても極力
安価な副生物を用い、製造コストの低減を図ることにし
た。On the other hand, in a conventional electric furnace steelmaking process using scrap iron (steel scrap) as a main raw material, a carbon-containing substance is supplied into a furnace through a melting period, an oxidation refining period, and a reduction refining period. The supply of the carbon-containing substance is to reduce the oxides of metals such as Fe and Mn in the molten slag in the melting period and each refining period, and to adjust the C content of the molten steel at the end point of the oxidizing refining to the target value. It is done for the purpose. This C
The feed rate is about 2 in a normal electric furnace steelmaking operation.
The amount is as much as about 0 kg / t-steel. Also, the supply form of the carbon-containing substance is usually briquette
So-called carburizing material, which is a carbon-containing material molded into pellets or granulated into pellets, blowing a particulate carbon-containing material such as coke breeze with a carrier gas, exhausting the arc electrode and melting molten steel. C is supplied accompanying the addition of ferroalloys for adjusting the composition of C. Of the C-containing substances, the types of the carburized materials and the properties thereof generally differ depending on each electric furnace steelmaking plant. Then, the appropriate supply amount of the carburized material is determined based on the raw materials used in the operation,
It differs depending on the type of slag-making agent, O2 gas and fuel and their mixing ratio, as well as the type of smelting steel and the target component composition. In view of this situation regarding the supply of carburized material in the electric furnace steelmaking operation, in the present invention, not only the operation using the carburized material of the present invention alone, but also the combined use of the above-described wide range of properties with the carburized material It was considered important to produce a carburized material that was also possible. The company also decided to reduce the production cost by using as inexpensive by-products as possible for the procurement of raw materials for carburizing materials.
【0030】上記検討を受けて、電気炉ダストと粉粒状
炭材とを主原料とした電気炉製鋼における製鋼用加炭材
の製造技術を開発すべく下記基礎実験を行ない、本発明
をするに至る知見を得た。In consideration of the above study, the following basic experiments were conducted to develop a technique for manufacturing a carburized material for steelmaking in electric furnace steelmaking using electric furnace dust and powdered granular carbon as main raw materials, and the present invention was carried out. I got a lot of knowledge.
【0031】〔1〕−2.基礎実験及びそれから得られ
た知見 (a)製鋼用加炭材の還元基礎実験 通常の電気炉製鋼操業時に発生した電気炉ダストと、通
常の高炉用コークス炉操業時に発生したCDQ粉(コー
クス消火設備捕集粉)とを所定割合で配合し、これに適
量のバインダーを添加し、十分に混合し、加熱し、そし
て脱水し、得られた粉粒状半成品を所定寸法のブリケッ
トに成型して、又はペレットに造粒して、製鋼用加炭材
を2種類試験製造した。そして、加炭材中に含まれる金
属酸化物の還元実験を行なった。表4に、上記加炭材の
製造に使用した電気炉ダスト及びCDQ粉の成分組成を
示す。[1] -2. Basic experiments and knowledge obtained from them (a) Basic experiments for reduction of carburized material for steelmaking Electric furnace dust generated during normal electric furnace steelmaking operation and CDQ powder generated during normal blast furnace coke oven operation (coke extinguishing equipment ) And a proper amount of a binder, mixed well, heated, and dewatered, and molded the resulting granular semi-finished product into briquettes of a predetermined size , or Pellets were granulated, and two types of carburized materials for steelmaking were manufactured by test. And the reduction experiment of the metal oxide contained in a carburizing material was performed. Table 4 shows the component compositions of the electric furnace dust and CDQ powder used in the production of the carburized material.
【0032】[0032]
【表4】 [Table 4]
【0033】上記2種類の加炭材のうち一方の加炭材N
o. BCA−40は、電気炉ダスト:40wt.%とC
DQ粉:60wt.%とを配合し、これにバインダーと
してPDA(プロパン・ディ・アスファルティング・ア
スファルト)を配合原料の6wt.%添加して、個重約
35g、体積約18.2cc/個、そして気孔率約11
%のブリケットに成型した。また他方の加炭材No. PC
B−85は、電気炉ダスト:85wt.%とCDQ粉:
15wt.%とを配合し、これにバインダーとして水を
配合原料の約15wt.%添加して、個重約0.8g、
体積約0.4cc/個、そして気孔率約27%のペレッ
トに造粒した。One of the two types of carburized materials N
o. BCA-40 is electric furnace dust: 40 wt. % And C
DQ powder: 60 wt. % As a binder, and PDA (propane di asphalting asphalt) as a binder in an amount of 6 wt. %, A weight of about 35 g, a volume of about 18.2 cc / piece, and a porosity of about 11
It was molded to the percent of the briquette. The other carburized material No. PC
B-85 is electric furnace dust: 85 wt. % And CDQ powder:
15 wt. % Of water, and water as a binder. %, About 0.8 g of individual weight,
The pellet was granulated into a pellet having a volume of about 0.4 cc / piece and a porosity of about 27%.
【0034】還元実験条件は、電気炉製鋼操業において
加炭材を使用する態様に近づけるように設定した。即
ち、炉内温度を1000℃に保持したN2ガス雰囲気抵
抗加熱炉内に試料を装入し、投入電力を試料装入時の電
力に保持しつつ30分間、加炭材中の酸化亜鉛及び酸化
鉄等金属酸化物を、CDQ粉中炭素により還元する反応
を行なわせた。そして、炉内をN2ガスでブローしてZ
nOの還元・蒸発により生成した金属Zn蒸気の再酸化
で生成するZnO微粒子が降下して、残留試料表面に積
もるのを防止した。実験中、加炭材No. BCA−4
0の実験初期には、バインダーPDAの分解生成物の一
部と考えられる黒煙が吹き出し、強還元性雰囲気になっ
たが、水バインダー使用の加炭材No. PCB−85
においてはそれは認められなかった。The conditions for the reduction experiment were set so as to approximate the use of a carburized material in an electric furnace steelmaking operation. That is, the sample was charged into an N 2 gas atmosphere resistance heating furnace in which the temperature in the furnace was maintained at 1000 ° C., and while keeping the input power at the power at the time of charging the sample, the zinc oxide and the zinc oxide in the carburized material were kept for 30 minutes. A reaction for reducing metal oxides such as iron oxide with carbon in CDQ powder was performed. Then, the inside of the furnace is blown with N 2 gas and Z
The ZnO fine particles generated by the reoxidation of the metal Zn vapor generated by the reduction and evaporation of nO were prevented from falling and accumulating on the residual sample surface. During the experiment, carburized wood No. BCA-4
In the early stage of the experiment of No. 0, black smoke considered to be a part of the decomposition product of the binder PDA was blown out, and the atmosphere became a strong reducing atmosphere. PCB-85
It was not recognized in.
【0035】また、実験後の残留加炭材試料の外観状態
は、いずれの試料も、加炭材中の金属酸化物の還元反応
の影響により、実験前の外観状態に比べて著しくポーラ
スになっていた。しかしながら、上記還元反応時に熱シ
ョックにより粉砕・飛散したと見られるような粉粒状物
は、その残留試料の周辺に僅かに認められたにすぎなか
った。The appearance of the remaining carburized material samples after the experiment was significantly porous compared to the appearance before the experiment due to the effect of the reduction reaction of the metal oxide in the carburized material. I was However, only a small amount of powdery or granular material that appeared to be pulverized or scattered by the heat shock during the reduction reaction was found around the residual sample.
【0036】供試料の重量は、加炭材No. BCA−
40がブリケット1個分の35.33g、加炭材No.
PCB−85がペレット43個分の36.00gであ
る。還元反応実験終了後、試料を炉内から取り出して室
温まで水中で急速冷却及びArガスによる通風乾燥をし
た。上記実験条件は、通常の電気炉製鋼操業における炉
内への第1回目鋼スクラップ及び造滓材装入後に、上記
No. の加炭材を装入する場合を想定し、これらの加
炭材の反応挙動を推定することを目的として設定したも
のである。即ち、ここで留意すべき点は、通常の電気炉
操業における加炭材供給時期と同様に、本発明で予定す
る加炭材の供給時期は、初装入時期と電気炉通電後の装
入物の加熱・溶解時期とに原則として通常2〜3回に分
割投入するものであり、このように、本発明加炭材の供
給時期を定めるのが望ましい。その理由は、ブリケット
のような成形加炭材が溶融スラグや溶融金属の高温融体
との急激な接触により著しく激しいボイリングにより粉
砕され、飛散して、加炭材中電気炉ダスト還元目的が減
殺されるのを防止するためである。表5に、加炭材N
o.BCA−40及びNo.PCB−85の成分組成を
示す。The weight of the carburized material No. BCA-
No. 40 is 35.33 g for one briquette, carburized material No. 40.
PCB-85 is 36.00 g for 43 pellets. After completion of the reduction reaction experiment, the sample was taken out of the furnace and rapidly cooled to room temperature in water and dried by ventilation with Ar gas. The above-mentioned experimental conditions are the same as those of the above-mentioned No. 1 after the first steel scrap and the slag-making material were charged into the furnace in a normal electric furnace steelmaking operation. It is set for the purpose of estimating the reaction behavior of these carburized materials, assuming a case where the carburized materials are charged. That is, it should be noted here that, similarly to the carburizing material supply timing in the ordinary electric furnace operation, the carburizing material supply timing planned in the present invention is the initial charging time and the charging time after the electric furnace is energized. In general, the material is usually divided into two or three portions and charged at the time of heating and melting of the material, and thus it is desirable to determine the supply time of the carburized material of the present invention. The reason for this is that briquettes and other shaped carburized materials are pulverized by remarkably intense boiling due to the rapid contact of molten slag and molten metal with the high-temperature molten metal, and are scattered, reducing the use of electric furnace dust in carburized materials This is to prevent that. Table 5 shows the carburized material N
o. BCA-40 and no. The component composition of PCB-85 is shown.
【0037】[0037]
【表5】 [Table 5]
【0038】還元実験終了後に残留した加炭材試料につ
いて、その残留重量測定、成分組成分析、並びに見掛比
重及び気孔率測定を行ない、還元実験前の測定値と比較
した。表6に、還元前後の試料重量及び成分組成の変化
を、また表7に、還元実験前後の試料の重量(個重)、
見掛比重及び気孔率の変化を示す。なお、表7には、両
試料内部のダストとCDQ粉との固体体積接触比の比較
データを示した。For the carburized material sample remaining after the reduction experiment, the residual weight was measured, the component composition was analyzed, and the apparent specific gravity and the porosity were measured, and were compared with the measured values before the reduction experiment. Table 6 shows changes in the sample weight and the component composition before and after the reduction, and Table 7 shows the weights (piece weights) of the samples before and after the reduction experiment.
4 shows changes in apparent specific gravity and porosity. Table 7 shows comparison data of the solid volume contact ratio of dust and CDQ powder inside both samples.
【0039】[0039]
【表6】 [Table 6]
【0040】[0040]
【表7】 [Table 7]
【0041】(b)実験結果の考察、知見 実験結果によれば、試料重量はいずれも約3分の2に減
少しているが、還元実験終了後の残留試料の前記外観状
態の観察によれば、還元中の試料の飛散、消失は少ない
と思われる。この飛散、消失量が少ないことを実験結果
より検証する。試料中の全Fe重量、並びにCaO+S
iO2+Al2O3+MgO(≡ΣSLとおく)の重量を
トレーサーとみなして還元実験前後の重量減少量をまと
めると、表8の通りである。加炭材No.BCA−40及
びPCB−85のいずれの試料においてもその減少量
は、全Feで推定すると初期試料重量の4〜5%、また
ΣSLで推定すると、初期試料重量の6〜7%であって
小さいので、この検討においては還元実験中の試料の飛
散、消失量は無視することにした。(B) Discussion and knowledge of the experimental results According to the experimental results, the sample weights were all reduced to about two-thirds. If so, scattering and disappearance of the sample during the reduction are considered to be small. It is verified from the experimental results that the amount of scattering and disappearance is small. Total Fe weight in sample, and CaO + S
Table 8 summarizes the weight loss before and after the reduction experiment by regarding the weight of iO 2 + Al 2 O 3 + MgO (referred to as ΔSL) as a tracer. In any of the samples of the carburized materials No. BCA-40 and PCB-85, the reduction amount is 4 to 5% of the initial sample weight when estimated for all Fe, and 6 to 7 of the initial sample weight when estimated for ΔSL. Therefore, in this study, the amount of scattering and disappearance of the sample during the reduction experiment was ignored.
【0042】[0042]
【表8】 [Table 8]
【0043】さて、還元実験前後の試料中酸化鉄の重量
挙動をみると、還元実験後のFe2O3及びFeO共に0
gになり、Fe−酸化物は実質的に100%還元されて
いる。これに対して、酸化亜鉛の重量挙動をみると、還
元実験後においても相当量が残留している。表6の実験
データを用い、ZnOの還元率:R(ZnO)を式:R
(ZnO)=(ΔZnO/ZnO(initial))×10
0で算出した(但し、ΔZnO:ZnOの減少重量、Z
nO(initial):還元前ZnOの重量)。Looking at the weight behavior of the iron oxide in the sample before and after the reduction experiment, both Fe 2 O 3 and FeO after the reduction experiment were 0%.
g, and the Fe-oxide is substantially reduced to 100%. On the other hand, when looking at the weight behavior of zinc oxide, a considerable amount remains even after the reduction experiment. Using the experimental data in Table 6, the reduction ratio of ZnO: R (ZnO) was calculated by the formula: R
(ZnO) = (ΔZnO / ZnO (initial)) × 10
0 (however, ΔZnO: reduced weight of ZnO, Z
nO (initial): weight of ZnO before reduction).
【0044】ZnOの還元率は次の通りである: 試料BCA−40の場合:73.3% 試料PCB−85の場合:38.9%The reduction ratio of ZnO is as follows: For sample BCA-40: 73.3% For sample PCB-85: 38.9%
【0045】次に、上記実験結果を熱力学的に考察して
還元に要するC量を推定し、一方、別途に各種原料配合
比の加炭材を試験製造し、電気炉製鋼操業において試験
使用し、その結果を考慮することにより、本発明で製造
しようとする加炭材の原料である電気炉ダストと炭材粉
との望ましい配合割合を決めるための知見を得た。その
経過を次に説明する。Next, the above experimental results were thermodynamically considered to estimate the amount of C required for reduction. Meanwhile, carburized materials having various mixing ratios of raw materials were separately manufactured by test and used in the electric furnace steelmaking operation. Then, by considering the results, the knowledge for determining a desirable mixing ratio of the electric furnace dust and the carbonaceous material powder, which are the raw materials of the carburized material to be manufactured in the present invention, was obtained. The progress will be described below.
【0046】Fe酸化物及びZn酸化物の炭素による還
元反応:還元実験におけるFe酸化物及びZn酸化物の
還元に要したC量を実験結果を用いて推定した。Reduction Reaction of Fe Oxide and Zn Oxide with Carbon: The amount of C required for reduction of Fe oxide and Zn oxide in the reduction experiment was estimated using the experimental results.
【0047】Fe2O3、Fe3O4及びFeOの炭素C
(s)による還元反応式は、酸化鉄が還元されてCOが
生成する場合の下記(a−1)〜(a−3)式、並びに
CO2が生成する場合の下記(b−1)〜(b−3)式
のいずれかである。このように、C(s)による還元反
応を考えるのは、炭素C(s)が多量に共存している系
の還元実験だからである。即ち、COが生成する場合の
反応は、 3Fe2O3(s)+C(s)=2Fe3O4(s)+CO(g) ΔG=32920−54.75 T ……(a−1) Fe3O4(s)+C(s)=3FeO(s)+CO(g) ΔG=47920−50.85T ……(a−2) FeO(s)+C(s)=Fe(s)+CO(g) ΔG=35350−35.90T ……(a−3) であり、上記(a−1) 〜(a−3)式より下記
(A)式が導かれる。The carbon C of Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 and FeO
(S) by a reduction reaction formula is the following when the iron oxide is generated is reduced CO (a-1) ~ ( a-3) type, as well as the following when the CO 2 is produced (b-1) ~ (B-3) The reason why the reduction reaction by C (s) is considered in this way is that it is a reduction experiment of a system in which a large amount of carbon C (s) coexists. That is, the reaction when CO is generated is as follows: 3Fe 2 O 3 (s) + C (s) = 2Fe 3 O 4 (s) + CO (g) ΔG = 32920−54.75 T (a-1) Fe 3 O 4 (s) + C (s) = 3FeO (s) + CO (g) ΔG = 47920−50.85T (a-2) FeO (s) + C (s) = Fe (s) + CO (g) ΔG = 35350−35.90T (a-3), and the following equation (A) is derived from the above equations (a-1) to (a-3).
【0048】 Fe2O3(s)+3C(s)=2Fe(s)+3CO(g) ΔG=113620−123.89T ……(A) 従って、加炭材中のFe2O3(s)が炭素(s)によっ
て還元され、COが生成する場合であって、(A)式で
まとめられる。Fe 2 O 3 (s) + 3C (s) = 2Fe (s) + 3CO (g) ΔG = 113620-123.89T (A) Accordingly, Fe 2 O 3 (s) in the carbonized material is This is the case where CO is generated by reduction with carbon (s), and is summarized by the formula (A).
【0049】一方、鉄酸化物が炭素C(s)により還元
されてCO2 が生成する場合の反応は、 6Fe2O3(s)+C(s)=4Fe3O4(s)+CO2(g) ΔG=25040−67.44T ……(b−1) 2Fe3O4(s)+C(s)=6FeO(s)+CO2(g) ΔG=55040−60.00T ……(b−2) 2FeO(s)+C(s)=2Fe(s)+CO2(g) ΔG=29900−30.1T ……(b−3) であり、上記(b−1)〜(b−3)式より下記(B)
式が導かれる。On the other hand, when the iron oxide is reduced by carbon C (s) to produce CO 2 , the reaction is as follows: 6Fe 2 O 3 (s) + C (s) = 4Fe 3 O 4 (s) + CO 2 ( g) ΔG = 25040−67.44T (b-1) 2Fe 3 O 4 (s) + C (s) = 6FeO (s) + CO 2 (g) ΔG = 55040−60.00T (b-2) 2FeO (s) + C (s) = 2Fe (s) + CO 2 (g) ΔG = 29900-30.1T (b-3), and from the above equations (b-1) to (b-3) The following (B)
An equation is derived.
【0050】 2Fe2O3(s)+3C(s)=4Fe(s)+3CO2(g) ΔG=104840−122.68T ……(B) 従って、加炭材中のFe2O3(s)が炭素C(s)によ
って還元され、CO2が生成する場合であって、(B)
式にまとめられる。2Fe 2 O 3 (s) + 3C (s) = 4Fe (s) + 3CO 2 (g) ΔG = 104840−122.68T (B) Accordingly, Fe 2 O 3 (s) in the carburizing material Is reduced by carbon C (s) to produce CO 2 , wherein (B)
It is summarized in the formula.
【0051】以上より、本実験温度である1000℃に
おいては、試料中Fe2O3は試料中炭材粉により十分に
還元され得る還元ポテンシャルの雰囲気下に存在する。
次に、上記Fe2O3の還元に要するCの化学当量は、
(A)及び(B)式のいずれに従うかについて考える
と、下記理由により、実質的には(A)式に従うと考え
てよい。即ち、加炭材中のFeOのCによる還元反応
は、(a−3)式のFeO(s)+C(s)=Fe
(s)+CO(g)、又は、(b−3)式の2FeO
(s)+C(s)=2Fe(s)+CO2(g)のいず
れかにより行なわれると考えられる。From the above, at the experimental temperature of 1000 ° C., Fe 2 O 3 in the sample exists in an atmosphere having a reduction potential that can be sufficiently reduced by the carbonaceous material powder in the sample.
Next, the chemical equivalent of C required for the reduction of Fe 2 O 3 is
When considering which one of the equations (A) and (B) is to be followed, it may be considered that the equation (A) is substantially followed for the following reason. That is, the reduction reaction of FeO in the carburized material by C is represented by the following formula (a-3): FeO (s) + C (s) = Fe
(S) + CO (g) or 2FeO of the formula (b-3)
It is considered that this is performed by any of (s) + C (s) = 2Fe (s) + CO 2 (g).
【0052】一方、加炭材中のZnOの炭素C(s)に
よる還元反応は、Znの沸点が906℃であることを考
えると、本実験の初期設定温度:1000℃を考慮し
て、下記(C)式に従うものと推察する。On the other hand, in consideration of the fact that the boiling point of Zn is 906 ° C., the reduction reaction of ZnO in the carburized material with carbon C (s) is as follows, considering the initial setting temperature of this experiment: 1000 ° C. It is presumed that the equation (C) follows.
【0053】 ZnO(s)+C(s)=Zn(g)+CO(g) ΔG=88720+10.35TlogT−103.33T ……………(C)ZnO (s) + C (s) = Zn (g) + CO (g) ΔG = 88720 + 10.35TlogT−103.33T (C)
【0054】以上の推察を証明するために、還元実験前
後における加炭材試料の分析で得られたFe酸化物の成
分であるFe2O3及びFeO、並びにZn酸化物の成分
であるZnOの組成分析値を用いて、加炭材に含まれる
電気炉ダスト中のFe2O3、FeO及びZnOの還元率
を次のようにして算定した。前述した通り、実験中にお
ける試料の飛散・消失は無視し得る程度に少ないので、
還元実験前後における炭素についてのマスバランスを考
えた。即ち、還元実験前後の試料中Fe2O3、FeO及
びZnOの減少量分を還元するのに要するC当量の和の
算定重量P(g)と、試料中Cの分析による実測減少重
量Q(g)とを比較すると、表9に示す通りである。In order to prove the above assumption, Fe 2 O 3 and FeO, which are the components of Fe oxide, and ZnO, which is the component of Zn oxide, obtained by the analysis of the carburized material sample before and after the reduction experiment. Using the composition analysis values, the reduction rates of Fe 2 O 3 , FeO, and ZnO in the electric furnace dust contained in the carbonized material were calculated as follows. As mentioned above, the scattering and disappearance of the sample during the experiment is so small that it can be ignored.
The mass balance of carbon before and after the reduction experiment was considered. That is, the calculated weight P (g) of the sum of the C equivalents required to reduce the reduced amount of Fe 2 O 3 , FeO, and ZnO in the sample before and after the reduction experiment, and the measured reduced weight Q ( Comparison with g) is as shown in Table 9.
【0055】[0055]
【表9】 [Table 9]
【0056】試料PCB−85については、実測重量Q
は算定重量Pに近く、その差Q−Pは0.118gで、
(Q−P)/Q=4.2%と小さい。従って、酸化物の
実測重量Qは算定重量Pに近いので、試料中のFe
2O3、FeO及びZnOの減少量分は大部分がCにより
還元されたものであると考えることができる。For the sample PCB-85, the measured weight Q
Is close to the calculated weight P, the difference QP is 0.118 g,
(Q−P) /Q=4.2%, which is small. Therefore, the measured weight Q of the oxide is close to the calculated weight P, so that the Fe
It can be considered that most of the reduced amounts of 2 O 3 , FeO and ZnO are reduced by C.
【0057】これに対して、試料BCA−40について
は、加炭材にバインダーとしてPDA(分解温度:24
0℃)が添加されており、実験中の観察によれば、実験
初期に黒煙の噴出がみられたことより、PDAの分解に
より生成した炭化水素系ガス、CO、すす及び水素が発
生したと考えられる。PDAに含まれるC重量は1.7
49gと算出されるので、これを加味して、計算値と実
測値との差を求めると、0.171gとなり、(Q−
P)/Q=5.1%と小さくなる。このように、PDA
を上記のように扱えば、試料BCA−40の場合も酸化
物の実測重量Qは算定重量Pに近いので、試料中のFe
2O3、FeO及びZnOの減少量分は大部分がCにより
還元されたものであると考えることができる。On the other hand, for sample BCA-40, PDA (decomposition temperature: 24
0 ° C) was added, and according to observations during the experiment, hydrocarbon gas, CO, soot, and hydrogen generated by the decomposition of PDA were generated because black smoke erupted at the beginning of the experiment. it is conceivable that. The weight of C contained in PDA is 1.7
Since the difference between the calculated value and the actually measured value is calculated taking this into account, the difference is 0.171 g, which is (Q−
P) /Q=5.1%. Thus, PDA
Is treated as described above, the measured weight Q of the oxide is close to the calculated weight P also in the case of the sample BCA-40.
It can be considered that most of the reduced amounts of 2 O 3 , FeO and ZnO are reduced by C.
【0058】上記考察と、加炭材試料BCA−40及び
PCB−85のいずれの試料においても、還元後の試料
中にはFe2O3及びFeOは残存せず、Fe成分は全重
量が金属Feの形態であることとを考えると、加炭材試
料BCA−40及びPCB−85のいずれの試料におい
ても、試料中Fe2O3及びFeOはいずれも全量が、そ
れぞれFe2O3(s)+3C(s)=2Fe(s)+3
CO(g)、及び、FeO(s)+C(s)=Fe
(s)+CO(g)に従って還元され、また、ZnOは
その減少重量の全量が、反応式ZnO(s)+C(s)
=Zn(g)+CO(g)に従って還元されたものとし
て扱ってよいことが明らかとなった。In consideration of the above, in both the carburized wood samples BCA-40 and PCB-85, Fe 2 O 3 and FeO did not remain in the reduced sample, and the total weight of the Fe component was metal. Considering that it is in the form of Fe, the total amount of both Fe 2 O 3 and FeO in each of the carburized wood samples BCA-40 and PCB-85 is Fe 2 O 3 (s ) + 3C (s) = 2Fe (s) +3
CO (g) and FeO (s) + C (s) = Fe
(S) + CO (g), and the total weight of the reduced ZnO is reduced by the reaction formula ZnO (s) + C (s).
= Zn (g) + CO (g).
【0059】以上の如く、還元前後のCのマスバランス
に従って検討した結果、(a−1)〜(a−3)及び
(C)に従ってそれぞれの酸化物の還元反応が進行して
いると考えてよいことがわかった。As described above, as a result of examination according to the mass balance of C before and after reduction, it is considered that the reduction reaction of each oxide proceeds according to (a-1) to (a-3) and (C). I found it good.
【0060】上述した通り、還元実験における加炭材中
のFe酸化物の還元率は、100%であったが、Zn酸
化物の還元率は前記の通り、試料BCA−40の場合:
73.3%、試料PCB−85の場合:38.9%であ
った。一方、本発明者等の別途の実操業現場試験によれ
ば、電気炉製鋼の実操業においては、従来、鋼スクラッ
プから電気炉系内に混入したZn成分は、その大部分が
電気炉ダスト中に入り、電気炉スラグに入る割合は少量
であることが判明した。即ち、電気炉酸化精錬期及び還
元精錬期の溶融スラグサンプルの分析結果より、スラグ
に移行・残留するZn分を算定すると、電気炉へ装入し
たインプットZn量の0.3wt.%程度と僅かであっ
た。従って、本発明で予定している電気炉ダストと炭材
粉とを配合した成形状加炭材を、電気炉操業の装入時期
から溶解初期の間に装入した場合にも、加炭材中のZn
酸化物が精錬終了後の溶融スラグ中に含まれるであろう
割合は極めて少量であると推定される。しかしながら、
本発明者等は、ダスト中のZn酸化物ZnO(s)の炭
素C(s)による還元率を、本還元実験の方法による評
価方法で50%程度以上に確保することにより、実操業
において本発明で予定している加炭材を使用したヒート
を、従来の操業ヒートと同様に安定して操業することが
できるとの予測をした。そして、実操業試験における製
鋼所要時間、電力原単位等の操業成績、並びに加炭材を
原料装入時及び溶解期に装入する場合の通電遮断発生等
の操炉性を勘案して、上記予測が妥当であることがわか
った。なお、この実操業試験の結果は、実施例の項で説
明する。As described above, the reduction rate of Fe oxide in the carburized material in the reduction experiment was 100%, but the reduction rate of Zn oxide was as described above in the case of sample BCA-40:
73.3%, in the case of sample PCB-85: 38.9%. On the other hand, according to a separate actual operation site test conducted by the present inventors, in the actual operation of electric furnace steelmaking, most of the Zn component mixed into the electric furnace system from steel scrap in the past was mostly contained in electric furnace dust. And it was found that only a small proportion entered the electric furnace slag. That is, when the Zn content transferred to and remaining in the slag was calculated from the analysis results of the molten slag samples in the electric furnace oxidation refining period and the reduction refining period, the amount of the input Zn charged into the electric furnace was 0.3 wt. %. Therefore, even when the shaped carburized material prepared by blending the electric furnace dust and the carbon material powder planned in the present invention is charged from the charging time of the electric furnace operation to the initial melting, Zn inside
It is estimated that the proportion of oxides that would be contained in the molten slag after the refining was very small. However,
The present inventors have ensured that the reduction rate of Zn oxide ZnO (s) in dust with carbon C (s) is about 50% or more by the evaluation method according to the method of the present reduction experiment. It was predicted that the heat using the carburizing material planned in the invention can be operated stably in the same manner as the conventional operation heat. In consideration of the steelmaking required time in the actual operation test, the operation results such as the power consumption unit, and the furnace operability such as the occurrence of energization interruption when the carburized material is charged at the time of charging the raw material and during the melting period, The prediction was found to be valid. The results of the actual operation test will be described in the section of Examples.
【0061】そこで、加炭材中電気炉ダストに含まれる
酸化物の還元実験において、ZnO(s)の還元率が5
0%以上となるような、電気炉ダストと炭材粉との配合
割合を、次のようにして求めた。Therefore, in a reduction experiment of oxides contained in the electric furnace dust in the carburized material, the reduction rate of ZnO (s) was 5%.
The mixing ratio of the electric furnace dust and the carbonaceous material powder so as to be 0% or more was determined as follows.
【0062】上記還元実験の供試材である加炭材No.
BCA−40及びPCB−85のそれぞれについて、当
該加炭材に含まれるC量の内、ZnOの還元用として見
掛け上反応し得るC量〔C〕Zn,eqを下記(E)式に基
づき、表5に示した各加炭材の成分組成を用いて算出し
た。The carburized material No. which was the test material in the above reduction experiment was used.
For each of BCA-40 and PCB-85, of the amount of C contained in the carburized material, the amount of C [C] Zn, eq that can be apparently reacted for reducing ZnO is calculated based on the following formula (E). It was calculated using the component composition of each carburized material shown in Table 5.
【0063】 〔C〕Zn,eq=T.〔C〕−〔C〕Fe-O…………………………(E) 但し、〔C〕Zn,eq:加炭材中のZnO還元用見掛けC
量(wt.%) T.〔C〕 :加炭材中の全炭素量の分析値(wt.
%) 〔C〕Fe-O :加炭材中のFe2O3及びFeOを還元す
るに要するC当量の算定値(wt.%)[C] Zn, eq = T. [C]-[C] Fe-O ………………… (E) where [C] Zn, eq : apparent C for reduction of ZnO in the carburized material
Amount (wt.%) [C]: Analytical value of total carbon content in carburized material (wt.
%) [C] Fe-O : Calculated value of C equivalent required for reducing Fe 2 O 3 and FeO in the carburized material (wt.%)
【0064】ここで、〔C〕Zn,eqには燃焼して発熱す
る部分及び加炭用Cも含まれている。このZnO還元用
の見掛けC量〔C〕Zn,eqと、前記で求めたZnOの還
元率αとの関係を図1にプロットした。図1には、加炭
材No.BCA−40及びPCB−85の実験データ点
P51及びP10の他に、C量〔C〕=0の場合にはZnO
の還元率=0に収束するとみなした点P0の3点をプロ
ットし、〔C〕Zn,eqとαとの関係を曲線Aで推定し
た。そして、曲線Aを用いてZnOの還元率α=50%
になるZnO還元用の見掛けC量〔C〕Zn,eq:xa,cを
求めると、xa,c=18.0wt.%となる。そこで、
これを満たす加炭材の原料配合を、下記(F)式に基づ
き、表4に例示した電気炉ダストと炭材粉としてのCD
Q粉との成分組成を用いて算定すると、 電気炉ダスト:80.7wt.% CDQ粉 :19.3wt.% (但し、PDA中のC%=82.5wt.%、PDAの
配合率(%)=9%とする。)が得られる。従って、電
気炉ダストとCDQ粉との配合割合は、電気炉ダストを
80wt.%以下にすればよいとの知見を得た。Here, [C] Zn, eq includes a portion which generates heat by burning and C for carburizing. The relationship between the apparent C amount [C] Zn, eq for ZnO reduction and the reduction ratio α of ZnO determined above was plotted in FIG. FIG. In addition to the experimental data points P 51 and P 10 of the BCA-40 and PCB-85, ZnO in the case of the C content [C] = 0
The point P 0 , which was considered to converge to a reduction ratio of 0, was plotted, and the relationship between [C] Zn, eq and α was estimated with a curve A. Then, using the curve A, the reduction rate of ZnO α = 50%
The apparent C amount for the reduction of ZnO [C] Zn, eq : xa , c is obtained, xa , c = 18.0 wt. %. Therefore,
Based on the following formula (F), the raw material mixture of the carburized material satisfying the above conditions was determined based on the electric furnace dust and the CD as the carbon material powder illustrated in Table 4.
Calculated using the component composition with Q powder, electric furnace dust: 80.7 wt. % CDQ powder: 19.3 wt. % (Provided that C% in PDA = 82.5 wt.% And PDA compounding ratio (%) = 9%). Therefore, the mixing ratio of the electric furnace dust and the CDQ powder was such that the electric furnace dust was 80 wt. % Was obtained.
【0065】上記において、 〔C〕Zn,eq={〔C〕EFD(XEFD/100)+〔C〕CDQ(XCDQ/100)+ 〔C〕PDA(XPDA/100)}−{〔C〕Fe2O3+〔C〕FeO}………(F) 但し、〔C〕Zn.eq:加炭材中のZnO還元用見掛けC
量(wt.%) 〔C〕EFD :電気炉ダスト中のC含有率(wt.
%) 〔C〕CDQ :CDQ粉中のC含有率(wt.%) XEFD :電気炉ダストの配合率(wt.%) XCDQ :CDQ粉の配合率(wt.%) XPDA :PDA配合率(wt.%) XEFD+XCDQ+XPDA=100 〔C〕Fe2O3 :加炭材中のFe2O3の還元用C当量(w
t.%) 〔C〕FeO :加炭材中のFeOの還元用C当量(w
t.%)In the above, [C] Zn, eq = {[C] EFD (X EFD / 100) + [C] CDQ (X CDQ / 100) + [C] PDA (X PDA / 100)} − {[ C] Fe2O3 + [C] FeO } (F) where [C] Zn.eq : apparent C for reducing ZnO in the carburized material
Amount (wt.%) [C] EFD : C content in electric furnace dust (wt.%)
%) [C] CDQ : C content in CDQ powder (wt.%) X EFD : Mixing ratio of electric furnace dust (wt.%) X CDQ : Mixing ratio of CDQ powder (wt.%) X PDA : PDA Mixing ratio (wt.%) X EFD + X CDQ + X PDA = 100 [C] Fe 2 O 3 : C equivalent for reduction of Fe 2 O 3 in carburized material (w
t. %) [C] FeO : C equivalent for reduction of FeO in carburized material (w
t. %)
【0066】なお、上記(F)式からわかるように、還
元材としてCDQ粉以外の炭材粉を使用した場合には、
〔C〕CDQの値が変化する。また、電気炉ダストの成分
組成もその発生源により若干変化する。従って、上述し
た加炭材の原料配合における電気炉ダストの配合割合も
それらに応じて変化する。しかしながら、炭材粉として
安価且つ安定供給されうるものとしてのコークス粉等及
び電気炉ダスト中のC含有率は、本発明者等の経験によ
れば、ほぼ表2及び4に示した成分組成で代表できるも
のと考えられる。また、一般的に電気炉製鋼における加
炭材は、その機能を考慮した場合、原料中のC含有率
(%)、バインダーとしてのPDAの配合率(%)が変
化して、C含有率が1%程度変動しても目的達成が不可
能となる性格のものではない。従って、実際的に考え
て、本発明では電気炉ダストとCDQ粉との配合割合に
おいて、電気炉ダストを80wt.%以下に限定するの
が適切である。As can be seen from the above formula (F), when a carbonaceous material powder other than CDQ powder is used as the reducing material,
[C] The value of CDQ changes. Further, the component composition of the electric furnace dust slightly changes depending on the source. Accordingly, the mixing ratio of the electric furnace dust in the raw material mixture of the carburized material described above also changes according to them. However, according to the experience of the present inventors, the content of C in the coke powder and the like and the electric furnace dust which can be supplied cheaply and stably as the carbonaceous powder is almost equal to the component composition shown in Tables 2 and 4. It is thought that it can be represented. In general, when the function of carburized material in electric furnace steelmaking is taken into consideration, the C content (%) in the raw material and the mixing ratio (%) of PDA as a binder change, and the C content is reduced. Even if it fluctuates by about 1%, it does not mean that the purpose cannot be achieved. Therefore, practically, in the present invention, the electric furnace dust is 80 wt.% In the mixing ratio of the electric furnace dust and the CDQ powder. % Is appropriate.
【0067】〔2〕電気炉ダストの望ましいリサイクル
プロセス 本発明者等は下記条件を満たすような電気炉ダストのリ
サイクルプロセスを検討した。[2] Desirable Recycling Process of Electric Furnace Dust The present inventors have studied a recycling process of electric furnace dust satisfying the following conditions.
【0068】(a)電気炉工場全域における電気炉ダス
トのハンドリング量を少なくすると共に、亜鉛回収専門
会社の工場への電気炉ダストの運搬量を減らして、トー
タルの運搬費を減らし、また、上記亜鉛回収工場におけ
る処理効率を上げてそのコストを低減するために、電気
炉工場側において電気炉ダスト中のZn分を安価に安定
して濃縮し得ること、(b)当該電気炉工場で発生した
電気炉ダストの処理工程の一部として、当該電気炉ダス
トを原料として製造した製鋼用加炭材を、当該電気炉製
鋼操業において使用することにより、当該電気炉から発
生する電気炉ダストのリサイクルが一層安定すること、
(c)従来設備の利用が可能で、新たな設備投資は最小
限にすること、の3点を満たすプロセスを検討した。(A) The amount of electric furnace dust handled in the entire electric furnace factory is reduced, the amount of electric furnace dust transported to the factory of a company specializing in zinc recovery is reduced, and the total transportation cost is reduced. In order to increase the processing efficiency and reduce the cost in the zinc recovery factory, the electric furnace factory side can inexpensively and stably enrich Zn content in the electric furnace dust, (b) generated in the electric furnace factory As part of the process of treating electric furnace dust, the use of carburizing material for steelmaking produced from the electric furnace dust as a raw material in the electric furnace steelmaking operation allows recycling of electric furnace dust generated from the electric furnace. To be more stable,
(C) We considered a process that satisfies the three points of using existing equipment and minimizing new capital investment.
【0069】先ず、表1〜3に示した電気炉ダストの成
分組成とその微粉性状に注目して、下記工程を着想し
た。First, the following steps were conceived by paying attention to the component composition of the electric furnace dust and the fine powder properties thereof shown in Tables 1 to 3.
【0070】従来、Zn含有率15〜20wt.%程度
の電気炉ダストを、電気炉工場から粗酸化亜鉛回収工場
へ運搬し処理している。この運搬量を削減すると共に、
電気炉ダスト中のZnO含有率を濃縮して粗酸化亜鉛回
収工場における操業効率をあげる。これを実施するため
に、当該電気炉の操業プロセス自身を活用した方法でZ
nOを濃縮する。Conventionally, a Zn content of 15 to 20 wt. % Of electric furnace dust is transported from an electric furnace factory to a crude zinc oxide recovery factory for processing. While reducing this transport volume,
The operation efficiency in the crude zinc oxide recovery factory is improved by concentrating the ZnO content in the electric furnace dust. In order to carry out this, the method of utilizing the operation process itself of the electric furnace itself is used.
Concentrate nO.
【0071】(イ)電気炉から発生するダストを電気集
塵機等で直引ダスト及び建屋集塵ダストとして捕集し、
この電気炉ダストに還元材として安価なコークス粉ある
いはコークス消火設備捕集粉(CDQ粉)等の炭材粉を
混ぜて混合し、バインダーを添加してブリケット等の成
型品を作る。当該ブリケット中に含まれる炭素には、当
該ブリケット中の電気炉ダストに含有される亜鉛酸化物
及び鉄酸化物の還元機能をもたせる他に、従来の電気炉
製鋼操業で一般的に使用している加炭材中の炭素と同じ
機能をもたせる。(A) Dust generated from the electric furnace is collected as direct dust and building dust by an electric dust collector or the like.
This electric furnace dust is mixed with a carbon material powder such as inexpensive coke powder or coke extinguishing equipment collection powder (CDQ powder) as a reducing agent, mixed and mixed with a binder to produce a molded product such as a briquette. The carbon contained in the briquette has a function of reducing zinc oxide and iron oxide contained in the electric furnace dust in the briquette, and is commonly used in conventional electric furnace steelmaking operations. It has the same function as carbon in carburized wood.
【0072】この際留意すべき点は、電気炉の主原料が
溶解しない固体装入物である時点で添加を開始し、主原
料装入毎に当該加炭材を添加する。即ち、炉内に溶鉄、
溶銑の存在を必要としない。電気炉ダスト中の上記金属
酸化物を固体状態の段階から還元を開始する機能を与え
ている。従って、酸化物還元に要するC当量分の炭素量
の他に、燃焼による当該加炭材自身の昇温用の炭素量、
及び上記還元反応を進行させるのに必要な還元エネルギ
ー分の炭素量も必要である。固体状態の電気炉ダスト段
階から還元を開始させる理由は、本発明の加炭材を使用
しても、電気炉製鋼時間及び電力原単位が従来水準と同
じ程度に収まるようにするためである。一方、固体状態
では還元未完了であった電気炉ダスト部分は引き続き電
気炉溶融スラグへ移行後に加炭材中の炭素分で還元され
得るだけのC量を加炭材に含有させておく。加炭材中の
更に余剰となった炭素は、スラグ中FeOやMnO等の
還元にも使われ、一部は溶融金属に溶け込み加炭され
る。こうした機能を備えた加炭材に設計することによ
り、従来の電気炉製鋼操業において、加炭材以外の手段
により炉内に供給していたC量、例えば、コークス粉の
炉内吹込み、電極からの炭素の溶け込み、及び合金鉄か
らの炭素の溶け込み分等、従来の安定操業時の炭素バラ
ンスを特に変更する必要がなくなる。At this time, it should be noted that the addition is started when the main material of the electric furnace is a solid charge that does not dissolve, and the carburizing material is added every time the main material is charged. That is, molten iron in the furnace,
Does not require the presence of hot metal. The function of starting reduction of the metal oxide in the electric furnace dust from a solid state stage is provided. Therefore, in addition to the amount of carbon equivalent to C equivalent required for oxide reduction, the amount of carbon for raising the temperature of the carburized material itself by combustion,
In addition, the amount of carbon corresponding to the reduction energy required to advance the reduction reaction is also required. The reason for starting the reduction from the electric furnace dust stage in the solid state is to make the steelmaking time and electric power consumption of the electric furnace within the same level as the conventional level even when the carburized material of the present invention is used. On the other hand, the electric furnace dust portion which has not been reduced in the solid state is made to contain enough carbon to be reduced by the carbon content in the carbonized material after the shift to the electric furnace molten slag. The surplus carbon in the carburized material is also used for reducing FeO, MnO, and the like in the slag, and part of the carbon is dissolved in the molten metal and carburized. By designing a carburized material having such a function, in the conventional electric furnace steelmaking operation, the amount of C supplied into the furnace by means other than the carburized material, for example, coke powder blowing into the furnace, electrode It is not necessary to particularly change the carbon balance at the time of the conventional stable operation, such as the dissolution of carbon from the alloy and the dissolution of carbon from the alloyed iron.
【0073】(ロ)上記製鋼用加炭材を当該電気炉に装
入し、当該加炭材を構成する電気炉ダスト中のFe酸化
物を還元して金属Feを生成させると共に、Zn酸化物
を還元して生成したZn蒸気を炉上部雰囲気で自然酸化
させて微粒ZnO粉を生成させる。金属Feは後に鋼浴
に移行させ、ZnO粉は集塵機で捕捉して電気炉ダスト
に移行させ、電気炉ダストの非リサイクル時に比べて電
気炉ダストにZn分を濃縮させる。(B) The above carburizing material for steel making is charged into the electric furnace, and the Fe oxide in the electric furnace dust constituting the carburizing material is reduced to produce metallic Fe, and Zn oxide is produced. Is naturally oxidized in a furnace upper atmosphere to generate fine ZnO powder. Metal Fe is transferred to a steel bath later, ZnO powder is captured by a dust collector and transferred to electric furnace dust, and Zn is concentrated in electric furnace dust as compared with non-recycling of electric furnace dust.
【0074】(ハ)電気炉ダスト中のCaO、Si
O2、Al2O3及びMgO等を溶解・酸化期に、炉内溶
融スラグに移行させる。結果としてダスト量を削減す
る。(C) CaO and Si in electric furnace dust
O 2 , Al 2 O 3, MgO and the like are transferred to the molten slag in the furnace during the melting / oxidizing period. As a result, the amount of dust is reduced.
【0075】(ニ)加炭材の主原料として、亜鉛を含有
するスクラップの溶解・精錬時に発生した電気炉ダスト
と、安価で反応性のよいCDQ粉のようなコークス粉と
を用い、所定の配合割合の原料粉に所定のバインダーを
添加して成形する。(D) Electric furnace dust generated during melting and refining of scrap containing zinc and inexpensive and highly reactive coke powder such as CDQ powder are used as main raw materials for the carburizing material. A predetermined binder is added to the raw material powder having the compounding ratio and the mixture is molded.
【0076】こうして、当該電気炉ダスト中には亜鉛が
濃縮し、しかも当該電気炉から搬出されるべき電気炉ダ
ストの量も減る。従って、電気炉工場側に電気炉の他
に、専用の酸化亜鉛濃縮用炉を設ける必要はなく、ある
いは電気炉工場から亜鉛回収工場への電気炉ダストの運
搬量が減る。他方、亜鉛回収工場側においても、従来よ
りも亜鉛が濃縮した電気炉ダストを処理すればよいか
ら、処理操業上の負荷が減り、処理コストが削減され
る。Thus, zinc is concentrated in the electric furnace dust, and the amount of electric furnace dust to be carried out of the electric furnace is reduced. Therefore, it is not necessary to provide a dedicated zinc oxide concentrating furnace in addition to the electric furnace on the electric furnace factory side, or the amount of electric furnace dust transported from the electric furnace factory to the zinc recovery factory is reduced. On the other hand, on the zinc recovery plant side, the electric furnace dust in which zinc is more concentrated than in the conventional case may be processed, so that the load on the processing operation is reduced and the processing cost is reduced.
【0077】上記工程を実施するのに適した電気炉ダス
トのリサイクルフローの例を、図2に示す。電気炉製鋼
工場から発生した電気炉ダストの相当の部分をリサイク
ルし、残部はそのまま従来通り、専門の粗酸化亜鉛回収
工場へ搬送しZnを回収する。リサイクルした電気炉ダ
ストはCDQ粉と配合し、バインダーを添加してブリケ
ット化して加炭材を製造する。当該電気炉製鋼操業にお
いてこの加炭材を使用する。FIG. 2 shows an example of an electric furnace dust recycling flow suitable for carrying out the above steps. A considerable portion of the electric furnace dust generated from the electric furnace steelmaking plant is recycled, and the remainder is transported to a specialized crude zinc oxide recovery plant as usual to recover Zn. The recycled electric furnace dust is mixed with CDQ powder, and a binder is added to form a briquette to produce a carburized material. This carburized material is used in the electric furnace steelmaking operation.
【0078】上述した電気炉ダストのリサイクルフロー
で製鋼用加炭材を製造すれば、製鋼用の当該電気炉を亜
鉛回収用溶解炉に相当する設備と見なすことができるこ
と、電気炉工場から粗酸化亜鉛回収工場まで電気炉ダス
トを搬送する運搬費が大幅に低減すること、粗酸化亜鉛
回収工場に供給される電気炉ダスト中の亜鉛含有率が上
昇し、粗酸化亜鉛回収工場における処理効率が向上し、
合理化される。If the carburizing material for steelmaking is manufactured by the recycling flow of the electric furnace dust, the electric furnace for steelmaking can be regarded as a facility corresponding to a melting furnace for recovering zinc. Significant reduction in transportation costs for transporting electric furnace dust to the zinc recovery plant, increase in zinc content in electric furnace dust supplied to the crude zinc oxide recovery plant, and improved processing efficiency at the crude zinc oxide recovery plant And
Be streamlined.
【0079】次に、本発明者等は、電気炉ダストの配合
割合を種々の水準に変化させた加炭材を試作し、圧潰強
度及びトロンメル値の測定、及びスラグ中の高融点鉱物
の生成有無の試験を行なった。その結果、電気炉ダスト
の配合割合を5〜85の範囲内にすれば、諸特性値に問
題のない加炭材が得られるとの知見を得た。表10に、
試験結果を示す。Next, the present inventors prototyped carburized materials in which the mixing ratio of electric furnace dust was changed to various levels, measured the crushing strength and the trommel value, and formed the high melting point minerals in the slag. The presence / absence test was performed. As a result, it was found that if the mixing ratio of the electric furnace dust is in the range of 5 to 85, a carburized material having no problem in various characteristic values can be obtained. In Table 10,
The test results are shown.
【0080】[0080]
【表10】 [Table 10]
【0081】但し、電気炉ダストの最大配合割合につい
ては別途、前述した通り、電気炉ダスト中ZnOの固体
状態における還元率を50%以上にすることにより、電
気炉の操業成績を確保するとの観点から、ダスト配合割
合を80%以下にするのが望ましい。However, regarding the maximum mixing ratio of the electric furnace dust, as described above, the viewpoint of securing the operation results of the electric furnace by setting the reduction ratio of ZnO in the electric furnace dust in the solid state to 50% or more. Therefore, it is desirable to set the dust mixing ratio to 80% or less.
【0082】また、電気炉ダストの最小配合割合は、電
気炉ダストリサイクルフローに関する実操業を考慮した
検討から、下記の通り、30%以上であることが望まし
い。即ち、本発明者等は、素鋼を3.5万t/月製造す
る電気炉操業について検討した。電気炉ダストは約80
0t/月発生する。この場合、ダスト処理費用の低減及
びダストに含まれているFe分及びZn分の回収をして
所定のリサイクル効果を達成するためには、電気炉ダス
ト発生量800t/月の約25%、即ち200tをリサ
イクルすることが必要であるとの試算結果を得た。一
方、電気炉の従来の通常操業において使用する加炭材で
供給するC量は、例えば、10.37kg/t−ビレッ
トであるから、これを表4に例示したC含有率89w
t.%のCDQ粉でまかなうとすれば、必要なCDQ粉
量QCDQは月間凡そ、(10.37kg/t−BT/
0.89)×(35000t−BT/0.99t−BT
/t−溶鋼)≒412tと算出される。従って、加炭材
原料配合における電気炉ダストの配合率は、{200/
(200+412)}×100=32.7wt.%とな
る。上記試算結果より、電気炉ダストの配合割合はほ
ぼ、30wt.%以上にするのが適しているとの知見を
得た。The minimum mixing ratio of the electric furnace dust is desirably 30% or more as described below in consideration of the actual operation of the electric furnace dust recycling flow. That is, the present inventors have studied the operation of an electric furnace that produces 35,000 t / month of raw steel. Electric furnace dust is about 80
Ot / month occurs. In this case, in order to achieve a predetermined recycling effect by reducing the dust treatment cost and recovering the Fe and Zn contents contained in the dust, about 25% of the electric furnace dust generation amount of 800 t / month, that is, The trial calculation result that it is necessary to recycle 200t was obtained. On the other hand, the amount of carbon supplied by the carburizing material used in the conventional normal operation of the electric furnace is, for example, 10.37 kg / t-billet.
t. % Of CDQ powder, the required amount of CDQ powder Q CDQ is approximately (10.37 kg / t-BT /
0.89) × (35000t-BT / 0.99t-BT)
/ T-molten steel) ≒ 412t. Therefore, the mixing ratio of electric furnace dust in the raw material mixture of carburizing material is $ 200 /
(200 + 412)} × 100 = 32.7 wt. %. From the above calculation results, the mixing ratio of the electric furnace dust was approximately 30 wt. % Was found to be suitable.
【0083】この発明は上述した諸知見に基づきなされ
たものであり、その要旨は次の通りである。The present invention has been made based on the above-mentioned various findings, and the gist thereof is as follows.
【0084】請求項1記載の製鋼用加炭材の製造方法
は、電気炉ダストと炭材粉とからなる配合原料を調製
し、これにバインダーを添加し、混合し、加熱し、そし
て脱水し、得られた粉粒状半成品を成型機により成型す
る製鋼用加炭材の製造方法であって、上記配合原料とし
て、上記電気炉ダストが30〜80wt.%の範囲内で
残部20〜70wt.%が上記炭材粉からなる構成と
し、この配合原料に対して当該配合原料の5〜10w
t.%の範囲内の炭化水素系バインダーを添加し、当該
炭化水素系バインダーの添加量は5〜10wt.%の範
囲内において、上記電気炉ダストの配合割合を増やすと
共に増やすことに特徴を有するものである。In the method for producing a carburized material for steel making according to the first aspect of the present invention, a compounded raw material comprising an electric furnace dust and a carbonaceous material powder is prepared, a binder is added thereto, mixed, heated and dehydrated. And a method for producing a carburized material for steelmaking by molding the obtained granular semi-finished product by a molding machine, wherein the electric furnace dust is 30 to 80 wt. % In the range of 20 to 70 wt. % Of the above-mentioned carbonaceous material powder, and 5 to 10 w
t. % Of a hydrocarbon-based binder in the range of
The addition amount of the hydrocarbon binder is 5 to 10 wt. % Range
In the box, if the mixing ratio of the electric furnace dust is increased,
It is characterized by increasing both .
【0085】請求項2記載の製鋼用加炭材の製造方法
は、請求項1記載の製造方法の発明において、上記炭材
粉としてコークス消火設備捕集粉を、そして上記炭化水
素系バインダーとしてプロパン・ディ・アスファルティ
ング・アスファルト(PDA)を用いることに特徴を有
するものである。[0085] The method according to claim 2 steelmaking carburization material according the present invention, in the manufacturing method according to claim 1, wherein the coke quenching equipment collecting dust as the carbonaceous material powder, and the hydrocarbon
It is characterized by using propane di asphalting asphalt (PDA) as the basic binder.
【0086】請求項3記載の製鋼用加炭材は、請求項1
に記載された発明の方法により製造され、そして、少な
くとも炭素:20〜65wt.%及び酸化亜鉛:8〜2
3wt.%を含むことに特徴を有するものである。[0086] The carburizing material for steelmaking according to the third aspect is the first aspect.
And at least carbon: 20-65 wt. % And zinc oxide: 8 to 2
3 wt. %.
【0087】なお、請求項3の発明において、加炭材の
成分組成を上述した通り、全炭素含有率を20から65
wt.%、酸化亜鉛含有率を8から23wt.%と限定
した理由は、次の通りである。According to the third aspect of the present invention, the total carbon content of the carburized material is from 20 to 65 as described above.
wt. %, Zinc oxide content from 8 to 23 wt. The reason for limiting to% is as follows.
【0088】即ち、(1)当該成分組成は、この発明の
加炭材の製造における各原料およびバインダーの配合割
合に基づき得られたものであること、および、(2)こ
のようにして得られた上記成分組成の加炭材を製鋼用電
気炉操業試験において使用した結果、この発明の加炭材
中の炭素がなすべき機能、即ち、当該加炭材中の電気炉
ダストに含まれる鉄および亜鉛等の有価金属酸化物の還
元用炭素、電気エネルギーによる熱源の一部代替えとし
ての炭素源物質、および、溶鋼への炭素添加源物質の各
機能を十分に発揮していること、更に、当該加炭材中の
酸化亜鉛が還元されて、電気炉ダスト中の亜鉛濃化が十
分に行われていることによる。That is, (1) the component composition is obtained based on the mixing ratio of each raw material and the binder in the production of the carburized material of the present invention, and (2) the composition obtained in this manner. As a result of using the carburized material having the above-mentioned composition in an electric furnace operation test for steelmaking, the function of carbon in the carburized material of the present invention, that is, iron contained in the electric furnace dust in the carburized material and The carbon for reduction of valuable metal oxides such as zinc, the carbon source as a partial substitute for the heat source by electric energy, and the function of the carbon addition source to molten steel are sufficiently exhibited. This is because zinc oxide in the carburized material is reduced and zinc in the electric furnace dust is sufficiently concentrated.
【0089】請求項4記載の製鋼用加炭材は、電気炉ダ
ストと炭材粉とからなる配合原料を調製し、これにバイ
ンダーを添加し、混合し、加熱し、そして脱水し、得ら
れた粉粒状半成品が成型機により成型された製鋼用加炭
材であって、上記配合原料として、上記電気炉ダストが
30〜80wt.%の範囲内で残部20〜70wt.%
の範囲内が上記炭材粉からなる構成とし、上記配合原料
に対して当該配合原料の5〜10wt.%の範囲内の炭
化水素系バインダーを添加して製造され、当該炭化水素
系バインダーの添加量は5〜10wt.%の範囲内にお
いて、上記電気炉ダストの配合割合を増やすと共に増や
して製造され、そして少なくとも全炭素(T.C):2
0〜65wt.%、及び、酸化亜鉛:8〜23wt.%
を含むことに特徴を有するものである。そして、請求項
5記載の製鋼用加炭材は、請求項3又は4記載の加炭材
の発明において、上記炭材粉としてコークス消火設備捕
集粉を、そして上記バインダーとしてプロパン・ディ・
アスファルティング・アスファルト(PDA)を用いる
ことに特徴を有するものである。 [0089] The carburizing material for steel making according to claim 4 is an electric furnace furnace.
A blending raw material consisting of a carbon fiber powder and
Add, mix, heat and dehydrate,
Carburizing for steelmaking in which powdered and granular semi-finished products are molded by a molding machine
Material, the electric furnace dust as the compounding raw material
30 to 80 wt. % In the range of 20 to 70 wt. %
Within the range of the above-mentioned carbonaceous material powder,
To 5 to 10 wt. % Charcoal in the range
The hydrocarbon is produced by adding a hydride binder.
The amount of the binder added is 5 to 10 wt. % Range
Therefore, the mixing ratio of the electric furnace dust was increased and
And at least total carbon (TC): 2
0 to 65 wt. % And zinc oxide: 8 to 23 wt. %
Is characterized by including the following . And claims
The carburizing material for steel making according to claim 5, is the carburizing material according to claim 3 or 4.
In the invention of the present invention, as the carbonaceous material powder,
Flour collecting, and propane di
Use asphalt asphalt (PDA)
In particular, it has features.
【0090】請求項6記載の電気炉ダストのリサイクル
方法は、製鋼用電気炉から発生するダストを集塵し、集
塵された電気炉ダストに含まれる有価金属元素の酸化物
を還元し、その有価金属を金属資源として活用する電気
炉ダストのリサイクル方法であって次の特徴を有するも
のである。即ち、原料として、少なくとも上記電気炉ダ
ストの少なくとも一部を使用し、これと炭素含有物質か
らなる還元材とを含む原料を調製し、この調製された配
合原料を塊状に成型して、電気炉製鋼工程で使用するた
めの製鋼用加炭材を製造する。こうして製造された製鋼
用加炭材を上記製鋼用電気炉の操業において使用するこ
とにより、当該製鋼用電気炉を上記有価金属の酸化物を
還元する装置として活用する。このようにして、上記有
価金属の酸化物を還元する装置を別途設置しないことと
するものである。The method for recycling electric furnace dust according to claim 6 collects dust generated from the electric furnace for steelmaking, reduces oxides of valuable metal elements contained in the collected electric furnace dust, An electric furnace dust recycling method utilizing valuable metals as metal resources, having the following characteristics. That is, as a raw material, at least a part of the electric furnace dust is used, a raw material containing the same and a reducing material made of a carbon-containing material is prepared, and the prepared mixed raw material is molded into a lump, Manufactures carburizing materials for steel making for use in the steel making process. By using the carburizing material for steelmaking produced in this way in the operation of the electric furnace for steelmaking, the electric furnace for steelmaking is utilized as a device for reducing oxides of the valuable metals. Thus, an apparatus for reducing the oxide of the valuable metal is not separately provided.
【0091】[0091]
【発明の実施の形態】次に、この発明の実施の形態を図
2に示した電気炉ダストの概略リサイクルフローを参照
しながら説明する。Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to a schematic recycling flow of electric furnace dust shown in FIG.
【0092】素鋼生産能力WM(t/月)の電気炉1か
ら発生した電気炉ダストWd(t/月)の内、α(%)
を加炭材の原料としてリサイクルし、残りの100−α
(%)を専門の粗酸化亜鉛回収工場2向けに搬出する。
リサイクルした電気炉ダストをCDQ粉やコークス粉等
の炭材粉WC(t/月)と所定比率で配合し、粉体混練
装置3に装入し、PDA等のバインダーWb(t/月)
を添加して混合・加熱・脱水し、こうして調製された粉
粒状半成品を所定の粉体成型機4でブリケットやペレッ
トに成型して、製鋼用加炭材Waを製造する。Of the electric furnace dust W d (t / month) generated from the electric furnace 1 having the raw steel production capacity W M (t / month), α (%)
Is recycled as a raw material for carburizing, and the remaining 100-α
(%) To the specialized crude zinc oxide recovery plant 2.
Blended carbonaceous material powders such as CDQ powder or coke powder an electric arc furnace dust was recycled W C and (t / month) at a predetermined ratio, and charged into the powder kneading apparatus 3, a binder W b (t / month, such as a PDA )
Is added, mixed, heated and dehydrated, and the powdery semi-finished product thus prepared is molded into briquettes and pellets by a predetermined powder molding machine 4 to produce a carburized material Wa for steelmaking.
【0093】電気炉ダストはその発生量Wdの内約25
%以上をリサイクルし、その経済的効果を確保する。リ
サイクルした電気炉ダストを30〜80wt.%の範囲
内でCDQ粉等の炭材粉と配合する。これを粉体混練装
置3に装入し、配合原料の5〜10wt.%の範囲内の
バインダーを添加する。バインダーとしては、水、PD
A、ピッチ、タール、澱粉、PVA、CMC及びセメン
ト等が適している。粉体混練装置3として高速回転翼付
き混練機を用いれば、同一容器内で混合・加熱・脱水を
短時間で行なうことができて効率的である。当該混練機
及び成型機で製造した加炭材成品の物理的特性値とし
て、圧潰強度:35kg/個以上、トロンメル値:85
%以上のものが望ましく、スラグ中に高融点鉱物が生成
しないように、高融点鉱物成分が既にリメルトされ、ス
ラグ化された電気炉ダスト、CDQ粉中の灰分で調整す
る。[0093] electric furnace dust which approximately of its occurrence amount W d 25
Recycle over 100% to ensure its economic effect. 30 to 80 wt. % In the range of carbon material such as CDQ powder. This was charged into the powder kneading device 3 and 5 to 10 wt. % Of the binder is added. Water, PD as binder
A, pitch, tar, starch, PVA, CMC, cement and the like are suitable. If a kneader with a high-speed rotary blade is used as the powder kneading device 3, mixing, heating and dehydration can be performed in a single container in a short time, which is efficient. The physical properties of the carburized material manufactured by the kneading machine and the molding machine are as follows: crushing strength: 35 kg / piece or more, trommel value: 85
% Or more, and high-melting-point mineral components are adjusted with the ash in electric furnace dust and CDQ powder already remelted and slag-ized so that high-melting-point minerals are not generated in slag.
【0094】加炭材の原料配合割合において、電気炉ダ
ストの比率を30wt.%以上に制限する理由は、電気
炉ダストのリサイクル効果を確保する観点からである。
一方、その比率を80wt.%以下に制限する理由は、
加炭材中のFe酸化物及びZn酸化物の還元を固体状態
において、Fe酸化物の還元率を100%、Zn酸化物
の還元率を50%以上に調整し、しかもこの加炭材を従
来の加炭材と同様、電気炉操業上安定して使用すること
ができる条件を満たすことにある。その詳細は前述した
通りである。バインダーの添加量を配合原料の5〜10
wt.%の範囲内に制限する理由は、加炭材成品の圧潰
強度やトロンメル値が上記範囲条件を満たすためであ
り、バインダーの種類により最適値がきまる。その最適
値は物理試験により定める。In the raw material mixture ratio of the carburized material, the ratio of the electric furnace dust was 30 wt. The reason for limiting the percentage to at least% is from the viewpoint of ensuring the effect of recycling the electric furnace dust.
On the other hand, the ratio is 80 wt. %
In the solid state of reducing Fe oxides and Zn oxides in the carburized material, the reduction rate of the Fe oxide was adjusted to 100% and the reduction rate of the Zn oxide was adjusted to 50% or more. As in the case of the carburizing material of the above, the condition is that it can be used stably in the operation of the electric furnace. The details are as described above. The amount of binder to be added is 5-10
wt. The reason for limiting to the range of% is that the crushing strength and the trommel value of the carburized material satisfy the above range conditions, and the optimum value is determined depending on the type of the binder. The optimum value is determined by a physical test.
【0095】加炭材の原料中、炭材粉としては、固定炭
素の含有率が高く、鋼材及びスラグに対する有害元素の
含有率が低く、安価で安定供給可能なものが望ましい。
この観点から、CDQ粉、コークス粉、コークブリーズ
あるいは石油コークス等がよい。また、バインダーとし
てはPDAが特に望ましい理由は、PDAは炭素質が8
2.5%と高く、軟化点が約63℃と使い易く、常温で
固体であること、撥水性があること、成型後高い圧縮強
度を有し、粉化しにくいことによる。また、炉内で加熱
を受けると還元ガスを放出するが、成型ブリケットは粉
化することなく、高温までその形状を維持することによ
る。In the raw material of the carburized material, it is desirable that the carbon material powder has a high fixed carbon content, a low content of harmful elements to steel and slag, is inexpensive and can be supplied stably.
From this viewpoint, CDQ powder, coke powder, coke breeze, petroleum coke and the like are preferred. The reason why PDA is particularly desirable as a binder is that PDA has a carbonaceous material of 8%.
It is 2.5%, easy to use with a softening point of about 63 ° C., is solid at normal temperature, has water repellency, has high compressive strength after molding, and is hardly powdered. Further, when heated in a furnace, a reducing gas is released, but the molded briquette is not powdered, but maintains its shape up to a high temperature.
【0096】このようにして製造された加炭材の成分組
成は、原料に使用する電気炉ダスト及び炭材粉の成分組
成により若干変化するが、炭素は20〜65wt.%の
範囲内、及び、酸化亜鉛は8〜23wt.%を含む。こ
れら両成分が上記範囲内にあれば、電気炉ダストのリサ
イクルによる経済的効果が確保される。The composition of the carburized material thus produced slightly varies depending on the composition of the electric furnace dust and the carbon material powder used as the raw material. % And zinc oxide is 8 to 23 wt. %including. If these two components are within the above ranges, the economic effects of recycling the electric furnace dust can be secured.
【0097】[0097]
【実施例】次に、この発明を、実施例によって更に詳細
に説明する。Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
【0098】〔1〕加炭材の製造試験とその使用試験 (1)試験方法 素鋼を3.5万t/月製造し、平均良塊74.9t/ヒ
ートを鋳造する電気炉製鋼工場から発生する電気炉ダス
トと、高炉用コークス工場から発生するCDQ粉とを原
料とし、各種比率の配合原料にPDAをバインダーとし
て適量添加し、図2に示した製造フローにより電気炉製
鋼用加炭材を試験製造した。原料配合比は電気炉ダスト
とCDQ粉との重量比率を、30:70から85:15
までの6水準で、PDAを上記配合原料に対して6から
9wt.%の範囲内で添加した。粉体混練装置として高
速回転翼付き混練機を用い、同一容器内で混合・加熱・
脱水を行ない、ブリケット成型機で成型するか、又はペ
レタイザーで造粒した。但し、ペレタイザーは、上記原
料配合比85:15の場合のみに使用した。原料の成分
組成は、表4に示したものと同じである。[1] Production test of carburized material and its use test (1) Test method From an electric furnace steelmaking plant that produces 35,000 t / month of raw steel and casts 74.9 t / heat of average good lump Using electric furnace dust generated and CDQ powder generated from a blast furnace coke plant as raw materials, adding an appropriate amount of PDA as a binder to compounding raw materials in various ratios, and using the production flow shown in FIG. Was manufactured on a trial basis. The mixing ratio of the raw materials is 30:70 to 85:15 by weight ratio of electric furnace dust and CDQ powder.
PDA was added at 6 to 9 wt. %. Using a kneader with a high-speed rotating blade as a powder kneading device, mixing, heating and
After dehydration, the mixture was molded by a briquette molding machine or granulated by a pelletizer. However, the pelletizer was used only when the raw material mixing ratio was 85:15. The component composition of the raw materials is the same as that shown in Table 4.
【0099】表11に、加炭材の原料配合割合とバイン
ダー添加量、及び加炭材の計算成分組成を示す。代表的
加炭材として、電気炉ダストとCDQ粉の配合比が4
0:60の加炭材(No.BCA−40)については成
分組成分析値を示す。また、表12に、同じく試験で使
用した加炭材No.BCA−40、本発明の範囲外の加
炭材No.PCB−85、及び従来の加炭材であるN
o.BCの個重、体積、気孔率、圧潰強度及びトロンメ
ル値を併記した。なお、No.BCはCDQ粉のみにバ
インダーを添加したものであり、その組成は、全炭素:
85wt.%、灰分:10wt.%、揮発分:4wt.
%である。Table 11 shows the raw material blending ratio of the carburized material, the amount of the binder added, and the calculated composition of the carburized material. As a typical carburizing material, the mixing ratio of electric furnace dust and CDQ powder is 4
For the carbonized material at 0:60 (No. BCA-40), the component composition analysis value is shown. Table 12 also shows the carburized material No. used in the test. BCA-40, a carburized material No. out of the scope of the present invention. PCB-85 and conventional carburized N
o. The individual weight, volume, porosity, crushing strength, and trommel value of BC are also shown. In addition, No. BC is obtained by adding a binder to only CDQ powder, and its composition is as follows:
85 wt. %, Ash content: 10 wt. %, Volatile content: 4 wt.
%.
【0100】[0100]
【表11】 [Table 11]
【0101】[0101]
【表12】 [Table 12]
【0102】表11及び表12に示した各加炭材を、電
気炉製鋼における加炭材として使用した。試験加炭材の
使用方法は、電気炉ダストを配合した加炭材を単独で又
は従来の加炭材No.BCと併用し、電気炉への原料装
入時及びこれに続く溶解初期に2回の合計3回に分けて
添加した。溶製鋼種はC濃度:0.2wt.%構造用炭
素鋼であり、本加炭材使用試験操業は、当該鋼種の従来
の標準溶製基準に準じた操業を行なった。当該標準溶製
基準による電気炉操業時のC量のマスバランスシートに
よれば、酸化精錬期(溶解期を含む)に炉内に供給する
C量は、屑鉄及び銑鉄からなる主原料、加炭材(加炭材
No.BC)、炉内への吹込み炭素粉及び電極から供給
される合計19.62kg/t−ビレット(以下、「t
−BT」)であり、この内、加炭材から供給されるC量
は、10.37kg/t−BTである。そして、酸化精
錬期末時点における溶融金属(溶鋼)中のC量は、0.
75kg/t−BTである。Each of the carburized materials shown in Tables 11 and 12 was used as a carburized material in electric furnace steelmaking. The method of using the test carburized material is as follows. It was used in combination with BC, and was added in a total of three times at the time of charging the raw material into the electric furnace and at the beginning of the subsequent dissolution in a total of three times. The molten steel type has a C concentration of 0.2 wt. %, The test operation using the carburized material was performed in accordance with the conventional standard smelting standard for the steel type. According to the mass balance sheet of the amount of C during the operation of the electric furnace according to the standard smelting standard, the amount of C supplied into the furnace during the oxidizing and refining period (including the melting period) is the main raw material consisting of scrap iron and pig iron, Material (carburized material No. BC), carbon powder blown into the furnace and a total of 19.62 kg / t- billet (hereinafter referred to as “t”) supplied from the electrode.
-BT "), of which the amount of C supplied from the carburized material is 10.37 kg / t-BT. The amount of C in the molten metal (molten steel) at the end of the oxidation refining period is 0.1%.
It is 75 kg / t-BT.
【0103】試験用加炭材の添加量決定の基準は、上記
C量のマスバランスに基づき、従来の加炭材(No.B
C)に代替した分の試験加炭材が、(イ)当該加炭材に
含まれる電気炉ダスト中のFe酸化物(Fe2O3及びF
eO)の全量と、Zn酸化物(ZnO)の内、図1中に
示した曲線Aを用いて推定されるZnOの還元率α
(%)分とを固体状態で還元するのに要するC量、
(ロ)当該各酸化物の還元反応進行に要する反応エネル
ギー(ΔH)分のC量、(ハ)当該加炭材を所定の温度
Tまで加熱するのに要する熱量(QT)分のC量、
(ニ)溶鋼成分への加炭用C量、及び(ホ)上記(ロ)
と(ハ)を除く電力エネルギーの一部代替をするC量の
合計を確保するようにした。The criterion for determining the amount of the test carburized material is based on the mass balance of the above-mentioned C amount, and is based on the conventional carburized material (No. B).
The test carburized material substituted for C) is (a) Fe oxide (Fe 2 O 3 and F 2 ) in the electric furnace dust contained in the carburized material.
eO) and the reduction rate α of ZnO estimated from the curve A shown in FIG. 1 among Zn oxides (ZnO).
(%) The amount of C required to reduce the component in a solid state,
(B) C amount for reaction energy (ΔH) required for progress of the reduction reaction of each oxide, (c) C amount for heat amount (Q T ) required for heating the carburized material to a predetermined temperature T ,
(D) C content for carburizing to molten steel component, and (e) above (b)
Except for (c) and (c), the total amount of C that partially substitutes for electric energy was secured.
【0104】ここで、上記(イ)項の各酸化物の還元反
応は、それぞれ前述した(A)、(a−3)及び(C)
式に従うものとし、(ロ)項の反応エネルギー(ΔH)
はそれぞれ下記(G−1)、(G−2)及び(G−3)
式を用い、そして(ハ)項の必要熱量QT は下記(H)
式に基づき算出した。Here, the reduction reaction of each oxide in the above item (a) is carried out by the above-mentioned (A), (a-3) and (C), respectively.
Equation (2), the reaction energy of the term (b) (ΔH)
Are the following (G-1), (G-2) and (G-3), respectively.
Using the equation, the required heat quantity Q T of the term (c) is expressed by
It was calculated based on the equation.
【0105】 ΔHFe2O3 =670kcal/kg−Fe2O3 …………(G−1) ΔHFeO =370kcal/kg−FeO …………(G−2) ΔHZnO =−345kcal/kg−ZnO …………(G−3) QT =0.41kcal/kg−加炭材 …………(H)ΔH Fe2O3 = 670 kcal / kg-Fe 2 O 3 (G-1) ΔH FeO = 370 kcal / kg-FeO (G-2) ΔH ZnO = −345 kcal / kg-ZnO …… (G-3) Q T = 0.41 kcal / kg-Carbonized material ……… (H)
【0106】電気炉製鋼操業における炉内反応特性から
考えて、試験加炭材の使用操業試験の還元精錬期におけ
る加炭材中Cの挙動は、従来の標準操業条件における従
来の加炭材中Cの挙動と同じであるとみなして差し支え
ない。従って、試験操業は、酸化精錬期終了までの反応
挙動が重要となる。Considering the in-furnace reaction characteristics in the electric furnace steelmaking operation, the behavior of C in the carburized material during the refining and refining period of the operation test using the test carburized material is based on the conventional carburized material under the standard operating conditions. The behavior of C may be regarded as the same. Therefore, in the test operation, the reaction behavior until the end of the oxidation refining period is important.
【0107】表13および表14に、試験加炭材及び従
来加炭材(加炭材No.BC)の使用条件、並びに主な
電気炉操業条件及び操業成績を示す。但し、加炭材N
o.PCB−85の使用操業試験は、Cの含有率が1
6.2wt.%と低く、製鋼操業に必要なC=10.3
7kg/tを確保するには、加炭材No.PCB−85
単味では64kg/tと高い添加量が必要になり、加炭
材No.BCA−80と類似するため行なわなかった。Tables 13 and 14 show the use conditions of the test carburized material and the conventional carburized material (carburized material No. BC), and the main electric furnace operating conditions and operation results. However, carburizing material N
o. The operation test using PCB-85 showed that the content of C was 1
6.2 wt. %, And C = 10.3 required for steelmaking operation
To secure 7 kg / t, the carburized material No. PCB-85
A simple addition requires a high addition amount of 64 kg / t. Not performed because it is similar to BCA-80.
【0108】[0108]
【表13】 [Table 13]
【0109】[0109]
【表14】 [Table 14]
【0110】(2)試験結果 以下、上記各操業試験結果について説明する。(2) Test Results The results of each of the above operation tests will be described below.
【0111】〔比較例1 加炭材No.BC〕従来の標
準操業条件において従来の加炭材を使用した場合であ
る。加炭材は酸化精錬期までに全量添加され、その使用
量は12.2kg/t−BTであり、加炭材から供給さ
れる固定C量は、前述した通り10.37kg/t−B
Tである。標準操業においてスラグ量は58.7kg/
t−BTであり、酸化精錬期のスラグ塩基度CaO/S
iO2は、1.59である。製鋼時間は61分、酸化精
錬期(溶解期を含む。以下同じ)の電力原単位は320
kW/t−BTである。[Comparative Example 1 Carburized material No. BC] This is a case where a conventional carburized material is used under conventional standard operating conditions. The total amount of the carburized material was added by the time of the oxidizing refining period, and the amount used was 12.2 kg / t-BT. The fixed C amount supplied from the carburized material was 10.37 kg / t-B as described above.
T. In standard operation, the amount of slag is 58.7 kg /
t-BT, slag basicity CaO / S during oxidative refining
iO 2 is 1.59. The steelmaking time is 61 minutes, and the power consumption in the oxidation refining period (including the melting period; the same applies hereinafter) is 320.
kW / t-BT.
【0112】以下の試験加炭材使用の操業においては、
スラグ塩基度及び基本操業条件を上記標準操業条件にあ
わせる。また、試験加炭材使用に対する操業性は、これ
までの説明により、酸化精錬期末までに注目し、操業成
績の評価は適宜ヒート単位で行ない、従来加炭材No.
BC使用時の場合と比較した。In the following operation using the test carburized material,
The slag basicity and basic operating conditions are adjusted to the standard operating conditions described above. As described above, the operability of the test carburized material is focused on by the end of the oxidizing and refining period, and the operation performance is evaluated in units of heat as appropriate.
It was compared with the case of using BC.
【0113】〔実施例1 加炭材No.BCA−80
その1〕加炭材No.BCA−80を14kg/t−B
T、従来加炭材のNo.BCを9.17kg/t−BT
の合計23.17kg/t−BTを添加した。加炭材添
加に伴う操業性に問題はなかった。標準操業時のスラグ
塩基度:1.59における石灰原単位は17.4kg/
t−BTである。これに対して、加炭材中電気炉ダスト
の灰分及びそれに含まれるSiO2分の混入を考慮し、
スラグ塩基度を標準値1.59にあわせるために、石灰
を1.3kg/t−BT追加添加した。またスラグ生成
量は6.25kg/t−BTだけ増加した。一方、製鋼
時間は62分で標準の61分と殆ど変化なかったが、酸
化精錬期の電力原単位は325kWh/t−BTで標準
の320kWh/t−BTより若干増加した。また、溶
鋼歩留((f/e)×100%(但し、f:出鋼した溶
鋼量、e:装入量=(主原料+合金鉄+加炭材No.B
CA−80中のFe分。以下同じ)は、標準操業時で、
f=75,950kg、e=80,290kgより、
(f/e)×100=94.6%よりも+0.2%高く
なった。これは、加炭材中電気炉ダストに含まれるFe
酸化物の還元により生成した金属Feが酸化精錬期及び
還元精錬期を経て溶鋼に移行したためであると考えられ
る。Example 1 Carburized material No. BCA-80
Part 1] Carbide No. 14 kg / t-B of BCA-80
T, no. 9.17 kg / t-BT BC
Was added in total of 23.17 kg / t-BT. There was no problem with the operability due to the addition of carburized material. Basic unit of slag during standard operation: Basic unit of lime at 1.59 is 17.4 kg /
t-BT. On the other hand, in consideration of the ash content of the electric furnace dust in the carburized material and the mixing of SiO 2 contained therein,
In order to adjust the slag basicity to the standard value of 1.59, 1.3 kg / t-BT of lime was additionally added. The amount of slag generated increased by 6.25 kg / t-BT. On the other hand, the steelmaking time was 62 minutes, which was almost the same as the standard value of 61 minutes, but the power consumption during the oxidation refining period was 325 kWh / t-BT, which was slightly increased from the standard value of 320 kWh / t-BT. In addition, molten steel yield ((f / e) × 100% (where, f: amount of molten steel tapped, e: charged amount = (main raw material + alloy iron + carburized material No. B)
Fe content in CA-80. The same applies to standard operation)
From f = 75,950kg and e = 80,290kg,
(F / e) × 100 = + 0.2% higher than 94.6%. This is because Fe contained in the electric furnace dust in the carburized material
It is considered that this is because the metal Fe generated by the reduction of the oxide was transferred to the molten steel through the oxidation refining period and the reduction refining period.
【0114】〔実施例2 加炭材No.BCA−80
その2〕加炭材No.BCA−80を7kg/t−B
T、従来加炭材のNo.BCを10.5kg/t−BT
の合計17.5kg/t−BTを添加した。加炭材添加
に伴う操業性に問題はなかった。スラグ塩基度を標準値
1.59にあわせるために、加炭材中電気炉ダストの灰
分中SiO2分の混入を考慮して、石灰添加量は標準時
の石灰原単位17.4kg/t−BTに、1.16kg
/t−BT追加した。またスラグ生成量は3.64kg
/t−BTだけ増加した。製鋼時間及び酸化精錬期の電
力原単位は標準操業と変わらなかった。また、溶鋼歩留
は標準操業時よりも+0.1%高くなった。これは、加
炭材中電気炉ダストに含まれるFe酸化物の還元により
生成した金属Feが溶鋼に移行したためであると考えら
れる。なお、以降の実施例4〜10のいずれにおいても
溶鋼歩留が高くなった。その理由は上記と同じである。[Example 2 Carburized material No. BCA-80
Part 2] Carburized material No. 7 kg / t-B of BCA-80
T, no. BC is 10.5kg / t-BT
Of 17.5 kg / t-BT was added. There was no problem with the operability due to the addition of carburized material. In order to adjust the slag basicity to the standard value of 1.59, the amount of lime added was 17.4 kg / t-BT of standard lime in consideration of the mixing of SiO 2 in the ash of the electric furnace dust in the carburized material. 1.16kg
/ T-BT was added. The amount of slag generated is 3.64kg
/ T-BT. Steelmaking time and power consumption during the oxidizing and refining period were not different from the standard operation. In addition, the molten steel yield was + 0.1% higher than in the standard operation. This is considered to be because metal Fe generated by reduction of Fe oxide contained in the electric furnace dust in the carburized material was transferred to molten steel. In all of Examples 4 to 10, the molten steel yield was high. The reason is the same as above.
【0115】〔実施例3 加炭材No.BCA−80
その3〕加炭材としてNo.BCA−80のみを使用
し、62kg/t−BT添加した。加炭材添加量が多い
ので、1回当たりの添加量を抑制するため、3回に等分
して添加した。それにもかかわらず、加炭材添加に伴う
操業性の問題として、加炭材添加後、電極と当該加炭材
と屑鉄との間に加炭材が堆積し、通電遮断現象がしばし
ば発生した。溶解後期から溶落にかけ、激しいボイリン
グが起き、鉄分を含む多量のスラグが流出した。これに
より鉄ロスが生じた。製鋼時間は71分かかり、標準の
61分より大幅に延長した。また、酸化精錬期の電力原
単位は338kWh/t−BTとなり標準操業時より1
8kWh/t−BT増加した。なお、スラグ塩基度を標
準値1.59にあわせるために、石灰添加量は標準時の
石灰原単位17.4kg/t−BTに、2.22kg/
t−BT追加した。またスラグ生成量は標準操業時より
24.2kg/t−BTだけ増えて82.9kg/t−
BTとなり、大幅に増加した。これらの結果より、加炭
材No.BCA−80の単独使用は不適当であり、従来
の加炭材No.BCと併用することにより、添加総量を
下げる必要がある。なお、溶鋼歩留は標準操業時より
も、−0.6%となり、高くならなかった。[Example 3 Carburized material No. BCA-80
Part 3] No. Using only BCA-80, 62 kg / t-BT was added. Since the amount of the carburizing agent added was large, the amount was added in three equal portions in order to suppress the amount added per operation. Nevertheless, as an operability problem associated with the addition of the carburizing agent, after the addition of the carburizing agent, the carburizing material was deposited between the electrode, the carburizing material, and the scrap iron, and the current interruption phenomenon often occurred. Violent boiling occurred during the later stage of melting, and a large amount of iron-containing slag flowed out. This resulted in iron loss. Steelmaking time took 71 minutes, a significant extension from the standard 61 minutes. In addition, the basic unit of electric power during the oxidizing and refining period is 338 kWh / t-BT, which is 1 unit less than the standard operation.
It increased by 8 kWh / t-BT. In order to adjust the slag basicity to the standard value of 1.59, the amount of lime added was 2.22 kg / t to the standard lime basic unit of 17.4 kg / t-BT.
t-BT was added. In addition, the amount of slag generated increased by 24.2 kg / t-BT from the time of the standard operation to 82.9 kg / t-.
It was BT and increased significantly. From these results, carburized material No. It is inappropriate to use BCA-80 alone, and the conventional carburized material No. It is necessary to reduce the total amount of addition by using together with BC. The molten steel yield was -0.6%, which was not higher than that in the standard operation.
【0116】〔実施例4 加炭材No.BCA−65
その1〕加炭材No.BCA−65を17kg/t−B
T、従来加炭材のNo.BCを6kg/t−BTの合計
23kg/t−BTを添加した。加炭材添加に伴う操業
性に問題はなかった。スラグ塩基度を標準値1.59に
あわせるために、加炭材中電気炉ダストの灰分及びそれ
に含まれるSiO2分の混入を考慮して、石灰添加量は
標準時の石灰原単位17.4kg/t−BTに、1.3
kg/t−BT追加した。またスラグ生成量は6.27
kg/t−BTだけ増加した。製鋼時間は62分で標準
操業と殆ど変わらないが、酸化精錬期の電力原単位は3
25kWh/t−BTで標準操業時の320kWh/t
−BTよりも若干増えた。なお、溶鋼歩留は標準操業時
よりも+0.2%高くなった。Example 4 Carburized material No. BCA-65
Part 1] Carbide No. 17 kg / t-B of BCA-65
T, no. BC was added at a total of 23 kg / t-BT, 6 kg / t-BT. There was no problem with the operability due to the addition of carburized material. In order to adjust the slag basicity to the standard value of 1.59, the lime addition amount is 17.4 kg / l at the standard time of lime in consideration of the ash content of the electric furnace dust in the carbonized material and the SiO 2 content contained therein. 1.3 for t-BT
kg / t-BT was added. The amount of slag generated was 6.27.
kg / t-BT. The steelmaking time is 62 minutes, which is almost the same as the standard operation, but the power consumption during the oxidation refining period is 3
320 kWh / t in standard operation at 25 kWh / t-BT
-Slightly higher than BT. In addition, the molten steel yield was + 0.2% higher than in the standard operation.
【0117】〔実施例5 加炭材No.BCA−65
その2〕加炭材としてNo.BCA−65のみを使用
し、34kg/t−BT添加した。加炭材添加に伴う操
業性に問題はなかった。スラグ塩基度を標準値1.59
にあわせるために、加炭材中電気炉ダストの灰分及びそ
れに含まれるSiO2分の混入を考慮して、石灰添加量
は標準時の石灰原単位17.4kg/t−BTに、1.
5kg/t−BT追加した。またスラグ生成量は11.
51kg/t−BTだけ増加した。製鋼時間は64分で
標準操業より若干延長した。酸化精錬期の電力原単位は
329kWh/t−BTで標準操業時の320kWh/
t−BTよりも増加した。試験加炭材No.BCA−6
5で加炭材の全量を賄う本試験条件であれば、実操業の
継続可能性は十分にある。なお、溶鋼歩留は標準操業時
よりも+0.4%高くなった。Example 5 Carburized material No. BCA-65
Part 2] No. Using only BCA-65, 34 kg / t-BT was added. There was no problem with the operability due to the addition of carburized material. Standard value of slag is 1.59
In consideration of the ash content of the electric furnace dust in the carburized material and the mixing of SiO 2 contained therein, the amount of lime added is set to 17.4 kg / t-BT per unit lime at the standard time.
5 kg / t-BT was added. The amount of slag generated was 11.
It increased by 51 kg / t-BT. The steel making time was 64 minutes, slightly longer than the standard operation. The basic unit of electric power during the oxidizing and refining period is 329 kWh / t-BT and 320 kWh /
It increased from t-BT. Test carburized material No. BCA-6
If the test conditions are sufficient to cover the entire amount of carburized wood in 5, the continuity of actual operation is sufficient. In addition, the molten steel yield was + 0.4% higher than in the standard operation.
【0118】〔実施例6 加炭材No.BCA−50〕
加炭材としてNo.BCA−50のみを使用し、24k
g/t−BT添加した。加炭材添加に伴う操業性に問題
はなかった。スラグ塩基度を標準値1.59にあわせる
ために、加炭材中電気炉ダストの灰分及びそれに含まれ
るSiO2分の混入を考慮して、石灰添加量は標準時の
石灰原単位17.4kg/t−BTに、1.2kg/t
−BT追加した。またスラグ生成量は6.96kg/t
−BTだけ増加した。製鋼時間は63分で標準操業より
若干延長し、酸化精錬期の電力原単位も325kWh/
t−BTで標準操業時の320kWh/t−BTよりも
若干増えた。なお、溶鋼歩留は標準操業時よりも+0.
4%高くなった。Example 6 Carburized material No. BCA-50]
No. as carburizing material. Using only BCA-50, 24k
g / t-BT was added. There was no problem with the operability due to the addition of carburized material. In order to adjust the slag basicity to the standard value of 1.59, the lime addition amount is 17.4 kg / l at the standard time of lime in consideration of the ash content of the electric furnace dust in the carbonized material and the SiO 2 content contained therein. 1.2kg / t for t-BT
-Added BT. The amount of slag generated is 6.96 kg / t.
-Increased by BT. The steelmaking time is 63 minutes, slightly longer than the standard operation, and the unit electricity consumption during the oxidation refining period is 325 kWh /
At t-BT, it was slightly increased from 320 kWh / t-BT in the standard operation. The molten steel yield is +0.
4% higher.
【0119】〔実施例7 加炭材No.BCA−40
その1〕加炭材としてNo.BCA−40のみを使用
し、20kg/t−BT添加した。加炭材添加に伴う操
業性に問題はなかった。スラグ塩基度を標準値1.59
にあわせるために、加炭材中電気炉ダストの灰分及びそ
れに含まれるSiO2分の混入を考慮して、石灰添加量
は標準時の石灰原単位17.4kg/t−BTに、1.
2kg/t−BT追加した。またスラグ生成量は5.2
6kg/t−BTだけ増加した。製鋼時間は62分で標
準操業時と殆ど変わらなかったが、酸化精錬期の電力原
単位は324kWh/t−BTで標準操業時よりも若干
増えた。なお、溶鋼歩留は標準操業時よりも+0.4%
高くなった。Example 7 Carburized material No. BCA-40
Part 1] No. Using only BCA-40, 20 kg / t-BT was added. There was no problem with the operability due to the addition of carburized material. Standard value of slag is 1.59
In consideration of the ash content of the electric furnace dust in the carburized material and the mixing of SiO 2 contained therein, the amount of lime added is set to 17.4 kg / t-BT per unit lime at the standard time.
2 kg / t-BT was added. The amount of slag generated was 5.2.
It increased by 6 kg / t-BT. The steelmaking time was 62 minutes, which was almost the same as in the standard operation, but the power consumption in the oxidation refining period was 324 kWh / t-BT, which was slightly increased from that in the standard operation. The molten steel yield is + 0.4% compared to the standard operation.
Got higher.
【0120】〔実施例8 加炭材No.BCA−40
その2〕加炭材としてNo.BCA−40のみを使用
し、27kg/t−BT添加した。加炭材添加に伴う操
業性に問題はなかった。スラグ塩基度を標準値1.59
にあわせるために、加炭材中電気炉ダストの灰分及びそ
れに含まれるSiO2分の混入を考慮して、石灰添加量
は標準時の石灰原単位17.4kg/t−BTに、1.
6kg/t−BT追加した。またスラグ生成量は7.0
9kg/t−BTだけ増加した。加炭材添加に伴う余剰
のC量が多く、溶落〔C〕%が高くなり、脱炭に時間を
要し、製鋼時間は63分で標準操業時の61分より延長
した。また、酸化精錬期の電力原単位は326kWh/
t−BTとなり、標準操業時より6kWh/t−BT増
加した。なお、溶鋼歩留は標準操業時よりも+0.2%
高くなった。Example 8 Carburized material No. BCA-40
Part 2] No. Only BCA-40 was used and 27 kg / t-BT was added. There was no problem with the operability due to the addition of carburized material. Standard value of slag is 1.59
In consideration of the ash content of the electric furnace dust in the carburized material and the mixing of SiO 2 contained therein, the amount of lime added is set to 17.4 kg / t-BT per unit lime at the standard time.
6 kg / t-BT was added. The amount of slag generated is 7.0
It increased by 9 kg / t-BT. The surplus carbon content due to the addition of the carburizing material was large, the leaching [C]% was high, and time was required for decarburization. In addition, the power consumption rate during the oxidation refining period is 326 kWh /
t-BT and increased by 6 kWh / t-BT from the time of the standard operation. The molten steel yield is + 0.2% compared to the standard operation.
Got higher.
【0121】〔実施例9 加炭材No.BCA−30
その1〕加炭材としてNo.BCA−30のみを使用
し、16.5kg/t−BT添加した。加炭材添加に伴
う操業性に問題はなかった。スラグ塩基度を標準値1.
59にあわせるために、加炭材中電気炉ダストの灰分及
びそれに含まれるSiO2分の混入を考慮して、石灰添
加量は標準時の石灰原単位17.4kg/t−BTに、
1.0kg/t−BT追加した。またスラグ生成量の増
加は加炭材の電気炉ダスト配合割合が30wt.%と低
いので、3.93kg/t−BTの増加に留まった。そ
のため、熱負荷も小さくて済み、製鋼時間は標準操業時
と同じく61分で、酸化精錬期の電力原単位も320k
Wh/t−BTとなった。しかも、溶鋼歩留は標準操業
時よりも+0.1%高くなった。Example 9 Carburized material No. BCA-30
Part 1] No. Only BCA-30 was used, and 16.5 kg / t-BT was added. There was no problem with the operability due to the addition of carburized material. Standard value of slag basicity
In order to adjust to 59, in consideration of the ash content of the electric furnace dust in the carburized material and the SiO 2 content contained therein, the amount of lime added was reduced to a standard lime basic unit of 17.4 kg / t-BT,
1.0 kg / t-BT was added. In addition, the increase in the amount of slag produced was due to the electric furnace dust compounding ratio of the carbonized material being 30 wt. %, The increase was only 3.93 kg / t-BT. As a result, the heat load is small, the steelmaking time is 61 minutes as in the standard operation, and the power consumption during the oxidation refining period is 320 k.
Wh / t-BT. Moreover, the molten steel yield was + 0.1% higher than in the standard operation.
【0122】〔実施例10 加炭材No.BCA−30
その2〕加炭材としてNo.BCA−30のみを使用
し、20kg/t−BT添加した。スラグ塩基度を標準
値1.59にあわせるために、加炭材中電気炉ダストの
灰分及びそれに含まれるSiO2分の混入を考慮して、
石灰添加量は標準時の石灰原単位17.4kg/t−B
Tに、1.3kg/t−BT追加した。またスラグ生成
量は4.75kg/t−BTだけ増加した。加炭材添加
に伴う余剰のC量が多すぎたために溶け落ち後の溶鋼脱
炭に時間を要し、製鋼時間は標準操業時よりも2分延長
して63分となり、また酸化精錬期の電力原単位も32
4kWh/t−BTとなり、標準操業時より4kWh/
t−BT増加した。なお、溶鋼歩留は標準操業時よりも
+0.1%高くなった。Example 10 Carburized material No. BCA-30
Part 2] No. Using only BCA-30, 20 kg / t-BT was added. In order to adjust the slag basicity to the standard value of 1.59, in consideration of the ash content of the electric furnace dust in the carbonized material and the contamination of the SiO 2 contained therein,
The amount of lime added is 17.4 kg / t-B of lime intensity at standard time.
1.3 kg / t-BT was added to T. In addition, the amount of slag produced increased by 4.75 kg / t-BT. Excessive carbon content due to the addition of carburizing material required too much time for decarburization of molten steel after meltdown, and the steelmaking time was extended by 2 minutes from the standard operation to 63 minutes. Power consumption is also 32
4 kWh / t-BT, 4 kWh / t-BT from standard operation
t-BT increased. In addition, the molten steel yield was + 0.1% higher than in the standard operation.
【0123】なお、実施例1〜10のいずれの試験にお
いても、試験加炭材中ダストに含まれる灰分の内、還元
精錬期末までに還元されなかったものは炉内溶融スラグ
に吸収される。従って、この分だけ電気炉ダストは粉体
からスラグに減容化された。In any of the tests of Examples 1 to 10, the ash contained in the dust in the test carburized material that was not reduced by the end of the refining and refining period was absorbed by the molten slag in the furnace. Accordingly, the electric furnace dust was reduced in volume from powder to slag by this amount.
【0124】(3)電気炉ダストのリサイクルによる総
合効果 以上の結果より、この発明による加炭材を電気炉製鋼操
業に使用した場合、その添加量及び従来加炭材との併用
の有無により、操業性及び電力原単位等の変化の定量的
データを得た。そこで、電気炉ダストのリサイクルによ
る総合効果を試算する。総合効果の評価は、標準操業条
件下で従来の加炭材No.BCを使用した比較例1の操
業成績を基準とした。(3) Overall Effect of Electric Furnace Dust Recycling From the above results, when the carburized material according to the present invention is used in the electric furnace steelmaking operation, it depends on the amount added and whether or not it is used in combination with the conventional carburized material. Quantitative data on changes in operability and power consumption were obtained. Therefore, the total effect of recycling electric furnace dust is estimated. The evaluation of the overall effect was based on the conventional carburized material No. under standard operating conditions. The operation result of Comparative Example 1 using BC was used as a reference.
【0125】表15に総合効果の試算結果を示す。Table 15 shows the calculation results of the total effect.
【0126】[0126]
【表15】 [Table 15]
【0127】[0127]
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば下
記効果を発揮する。As described above, according to the present invention, the following effects are exhibited.
【0128】 電気炉工場から搬出されるダスト量が
低減する。 電気炉における鉄歩留が向上する(+0.1〜0.
4%程度)。 電気炉ダスト中のZnを、特別な溶解炉等の設備を
用いず、当該電気炉での通常操業において濃縮すること
ができる(Zn=20%から31%に濃縮)。 電気炉ダスト中のZnを濃縮するための専用濃縮炉
は不要である。 微粉状の電気炉ダストをスラグ化して、減容化し且
つ扱い易いものにすることができる。 本発明品は、従来から常用していた製鋼用加炭材製
造設備の活用のみで製造でき、設備の稼働率も向上す
る。 電気炉ダスト中のZnの濃度上昇に伴い、既存のZ
n回収工場の負荷が軽減される。 電気炉ダスト中のZn資源の回収量が増加すると共
に、電気炉ダストの廃棄処分量が減少し、環境改善に寄
与する。 この発明は上記効果を発揮する製鋼用加炭材及びそ
の製造方法を提供すると共に、電気炉ダストの効果的な
リサイクル方法を提供することができ、工業上有用な効
果がもたらされる。The amount of dust carried out of the electric furnace factory is reduced. The iron yield in the electric furnace is improved (+ 0.1-0.
About 4%). Zn in the electric furnace dust can be concentrated in normal operation in the electric furnace without using a special melting furnace or the like (Zn = concentrated from 20% to 31%). A dedicated concentrating furnace for concentrating Zn in electric furnace dust is unnecessary. The electric furnace dust in the form of powder can be made into slag to reduce the volume and make it easy to handle. The product of the present invention can be manufactured only by utilizing the conventional carburizing material manufacturing equipment for steelmaking, which is commonly used, and the operation rate of the equipment is also improved. As the concentration of Zn in electric furnace dust increases, existing Z
n The load on the recovery plant is reduced. The amount of recovery of Zn resources in electric furnace dust increases, and the amount of electric furnace dust disposed of decreases, contributing to environmental improvement. The present invention provides a carburizing material for steelmaking and a method for producing the same, which exhibit the above-mentioned effects, and also provides an effective method for recycling electric furnace dust, which has industrially useful effects.
【図1】加炭材に含まれるZnOを還元するのに使われ
得る見掛け上の炭素含有率と、ZnOの還元率との関係
を推定するグラフである。FIG. 1 is a graph for estimating a relationship between an apparent carbon content that can be used to reduce ZnO contained in a carburized material and a reduction rate of ZnO.
【図2】本発明の製鋼用加炭材を製造するのに適した電
気炉ダストの概略リサイクルフローを示す図である。FIG. 2 is a view showing a schematic recycling flow of electric furnace dust suitable for producing the carburized material for steelmaking of the present invention.
1 電気炉 2 粗酸化亜鉛回収工場 3 粉体混練装置 4 粉体成型機 5 電気炉ダスト 6 炭材粉 7 バインダー 8 製鋼用加炭材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric furnace 2 Crude zinc oxide recovery factory 3 Powder kneading apparatus 4 Powder molding machine 5 Electric furnace dust 6 Carbon material powder 7 Binder 8 Carburizing material for steel making
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−158718(JP,A) 特開 昭60−169512(JP,A) 特開 平10−158714(JP,A) 特開 平10−195514(JP,A) 特開 平6−330132(JP,A) 特公 昭60−56407(JP,B2) 特公 平1−35885(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C21C 7/00 101 C21C 5/52 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-10-158718 (JP, A) JP-A-60-169512 (JP, A) JP-A-10-158714 (JP, A) JP-A 10-158 195514 (JP, A) JP-A-6-330132 (JP, A) JP-B-60-56407 (JP, B2) JP-B-1-35885 (JP, B2) (58) Fields investigated (Int. 7 , DB name) C21C 7/00 101 C21C 5/52
Claims (6)
料を調製し、これにバインダーを添加し、混合し、加熱
し、そして脱水し、得られた粉粒状半成品を成型機によ
り成型する製鋼用加炭材の製造方法であって、前記配合
原料として、前記電気炉ダストが30〜80wt.%の
範囲内で残部20〜70wt.%の範囲内が前記炭材粉
からなる構成とし、前記配合原料に対して当該配合原料
の5〜10wt.%の範囲内の炭化水素系バインダーを
添加し、当該炭化水素系バインダーの添加量は5〜10
wt.%の範囲内において、前記電気炉ダストの配合割
合を増やすと共に増やすことを特徴とする、電気炉ダス
トを含有する製鋼用加炭材の製造方法。1. A blended raw material comprising electric furnace dust and carbonaceous material powder is prepared, a binder is added thereto, mixed, heated, and dewatered, and the resulting powdery and granular semi-finished product is molded by a molding machine. A method for producing a carburized material for steelmaking, wherein the electric furnace dust contains 30 to 80 wt. % In the range of 20 to 70 wt. % Within the range of the carbon material powder, and 5 to 10 wt. % Of the hydrocarbon-based binder is added, and the amount of the hydrocarbon-based binder added is 5 to 10%.
wt. %, And increasing and increasing the mixing ratio of the electric furnace dust within the range of%.
粉を、そして前記炭化水素系バインダーとしてプロパン
・ディ・アスファルティング・アスファルト(PDA)
を用いることを特徴とする、請求項1記載の電気炉ダス
トを含有する製鋼用加炭材の製造方法。2. A powder collected from a coke extinguishing system as the carbonaceous material powder, and propane di asphalting asphalt (PDA) as the hydrocarbon-based binder.
The method for producing a carbonized material for steelmaking containing electric furnace dust according to claim 1, wherein:
料を調製し、これにバインダーを添加し、混合し、加熱
し、そして脱水し、得られた粉粒状半成品が成型機によ
り成型された製鋼用加炭材であって、前記配合原料とし
て、前記電気炉ダストが30〜80wt.%の範囲内で
残部20〜70wt.%の範囲内が前記炭材粉からなる
構成とし、前記配合原料に対して当該配合原料の5〜1
0wt.%の範囲内の前記バインダーを添加して製造さ
れ、そして少なくとも全炭素(T.C):20〜65w
t.%、及び、酸化亜鉛:8〜23wt.%を含むこと
を特徴とする電気炉ダストを含有する製鋼用加炭材。3. A mixed raw material comprising electric furnace dust and carbonaceous material powder is prepared, a binder is added thereto, mixed, heated, and dewatered, and the obtained granular semi-finished product is molded by a molding machine. A carburizing material for steelmaking, wherein the electric furnace dust is 30 to 80 wt. % In the range of 20 to 70 wt. % Within the range of the carbonaceous material powder, and 5 to 1 of the compounding raw material with respect to the compounding raw material.
0 wt. % Of the binder and at least total carbon (TC): 20-65 w
t. % And zinc oxide: 8 to 23 wt. % Carbonized steel for electric steelmaking containing electric furnace dust.
料を調製し、これにバインダーを添加し、混合し、加熱
し、そして脱水し、得られた粉粒状半成品が成型機によ
り成型された製鋼用加炭材であって、前記配合原料とし
て、前記電気炉ダストが30〜80wt.%の範囲内で
残部20〜70wt.%の範囲内が前記炭材粉からなる
構成とし、前記配合原料に対して当該配合原料の5〜1
0wt.%の範囲内の炭化水素系バインダーを添加して
製造され、当該炭化水素系バインダーの添加量は5〜1
0wt.%の範囲内において、前記電気炉ダストの配合
割合を増やすと共に増やして製造され、そして少なくと
も全炭素(T.C):20〜65wt.%、及び、酸化
亜鉛:8〜23wt.%を含むことを特徴とする電気炉
ダストを含有する製鋼用加炭材。4. A blended raw material comprising electric furnace dust and carbonaceous powder is prepared, a binder is added thereto, mixed, heated, and dewatered, and the obtained granular semi-finished product is molded by a molding machine. A carburizing material for steelmaking, wherein the electric furnace dust is 30 to 80 wt. % In the range of 20 to 70 wt. % Within the range of the carbonaceous material powder, and 5 to 1 of the compounding raw material with respect to the compounding raw material.
0 wt. % Of a hydrocarbon-based binder is added, and the amount of the hydrocarbon-based binder added is 5 to 1%.
0 wt. %, The electric furnace dust is produced with increasing and increasing proportions of the electric furnace dust, and at least total carbon (TC): 20 to 65 wt. % And zinc oxide: 8 to 23 wt. % Carbonized steel for electric steelmaking containing electric furnace dust.
粉を、そして前記炭化水素系バインダーとしてプロパン
・ディ・アスファルティング・アスファルト(PDA)
を用いることを特徴とする、請求項3又は4記載の電気
炉ダストを含有する製鋼用加炭材。5. A powder collected from a coke extinguishing system as the carbonaceous material powder, and propane di asphalting asphalt (PDA) as the hydrocarbon binder.
The carbonized material for steelmaking containing electric furnace dust according to claim 3 or 4, characterized by using:
し、集塵された電気炉ダストに含まれる有価金属元素の
酸化物を還元し、前記有価金属を金属資源として活用す
る電気炉ダストのリサイクル方法において、前記電気炉
ダストの少なくとも一部と、炭素含有物質からなる還元
材とを含む原料を調製し、この調製された配合原料を塊
状に成型して、電気炉製鋼工程で使用する製鋼用加炭材
を製造し、こうして製造された前記製鋼用加炭材を前記
製鋼用電気炉の操業において使用することにより、当該
製鋼用電気炉を前記有価金属の酸化物を還元する装置と
して活用することを特徴とする、電気炉ダストのリサイ
クル方法。6. An electric furnace dust that collects dust generated from an electric furnace for steelmaking, reduces oxides of valuable metal elements contained in the collected electric furnace dust, and utilizes the valuable metal as a metal resource. In the recycling method, a raw material containing at least a part of the electric furnace dust and a reducing agent made of a carbon-containing substance is prepared, and the prepared compounded raw material is molded into a lump and used in the electric furnace steelmaking process. By manufacturing the steelmaking carburized material, by using the steelmaking carburized material thus manufactured in the operation of the steelmaking electric furnace, the steelmaking electric furnace is used as a device for reducing oxides of the valuable metal. An electric furnace dust recycling method characterized by utilizing.
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