JP3584817B2 - ロータリーキルンの運転方法 - Google Patents

ロータリーキルンの運転方法 Download PDF

Info

Publication number
JP3584817B2
JP3584817B2 JP31855999A JP31855999A JP3584817B2 JP 3584817 B2 JP3584817 B2 JP 3584817B2 JP 31855999 A JP31855999 A JP 31855999A JP 31855999 A JP31855999 A JP 31855999A JP 3584817 B2 JP3584817 B2 JP 3584817B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rotary kiln
protective layer
refractory
operating
refractory protective
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP31855999A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2001133158A (ja
Inventor
是孝 石河
伸一 黒豆
泰永 遠藤
浩 小出
茂 森下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Sumitomo Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Heavy Industries Ltd
Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Heavy Industries Ltd, Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority to JP31855999A priority Critical patent/JP3584817B2/ja
Publication of JP2001133158A publication Critical patent/JP2001133158A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3584817B2 publication Critical patent/JP3584817B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

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

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Muffle Furnaces And Rotary Kilns (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、酸化鉄を含む被処理物を溶融還元するためのロータリーキルンの運転方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
製鉄所で発生するステンレス製鋼ダスト、即ち、鉄鋼ダストあるいは所謂産業廃棄物等の多くは、酸化鉄を含んでいる。このような酸化鉄を含む物質を被処理物とし、この被処理物を溶融還元して有効的に利用するためのロータリーキルンは、例えば、本発明者等による特許第2789331号に開示されている。
【0003】
この種のロータリーキルンは、その内側に耐火物層を有している。一般に、耐火物層としては、アルミナ成分を多く含む所謂耐火煉瓦が使用されている。この耐火物層は、ロータリーキルンを運転するにつれ、溶融した被処理物の一部からなる溶融スラグによって溶損、侵食、あるいは減耗される。溶損した耐火物層は、張り替えなければならない。
【0004】
特に、被処理物が酸化鉄を含む場合は、スラグ中に含まれる酸化鉄およびSiOがスラグ自体および耐火物層のAlと反応を起こす結果として、Tridymite(SiO)、Fayalite(2FeO・SiO)、あるいはIron Cordierite(2FeO・Al・5SiO)等(これらの三元共晶点は、1083°Cと低い)の低融点物質(化合物)が生成される。低融点物質の生成により、耐火物層の溶損は著しく早められる。よって、比較的頻繁(例えば、5000時間以下)に、耐火物層を張り替える必要がある。
【0005】
耐火物層を張り替える際には、ロータリーキルンの運転を長時間にわたって休止しなければならない。このため、耐火物層の溶損は、ロータリーキルンを経済的に、即ち効率よくかつ長時間連続して運転する上で大きな障害である。
【0006】
従来、耐火物層の溶損を抑制するための策として、以下の3つの従来技術が提案もしくは実施されている。
【0007】
▲1▼ 被処理物中のAl成分を予め高くしておき、その溶融時に、溶融スラグ中のAl成分を高くする。これにより、耐火物層からAlが溶出することを防ぐ。
【0008】
▲2▼ スラグの塩基度を調整(SiOの濃度を高める)することにより、スラグの粘性を高め、スラグと耐火物層との境界部の膜のレイノルズ数を低下させ、スラグと耐火物層との反応速度を低下させる。
【0009】
▲3▼ 被処理物の溶融還元時のロータリーキルンの炉内温度よりも100〜200°C程度高い融点を持つ鉱物、例えば土砂(CaO、Al、およびSiOを適当な割合で含む)を被処理物に予め混入し、ロータリーキルン内に投入する。次いで、一時的に鉱物の融点以上の炉内温度でロータリーキルンを運転して炉内に液状の溶融スラグを発生させる。溶融スラグが発生した時点から炉内温度を徐々に被処理物の溶融還元時の炉内温度にまで低下させる。そして、耐火物層表面上に可及的厚い固化スラグ層を形成する。形成された固化スラグ層は、被処理物の溶融スラグが耐火物層の表面に直接接触することを防ぐための耐火物保護層として機能する。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した第1の従来例では、大量の被処理物に大量のAl成分を追加混入しなければならないので、処理コストが高い。さらに、Al成分を高めることで、スラグ全量、即ち、被処理物全量が増加するため、処理コストが高い。
【0011】
また、第2の従来例では、SiOの濃度を高めることにより融点が下がり、スラグの固化付着が問題になる。また、SiOを添加することにより、燃料費、原料費等の処理コストが高い。さらに、スラグ全量、即ち、被処理物全量が増加するため、埋立処理コストが高い。さらにまた、粘性の高い溶融スラグが大きな塊状に固化しがちであり、この塊状の固化スラグをロータリーキルンから排出することは困難である。
【0012】
また、第3の従来例では、耐火物保護層は溶融スラグによって溶損され易く、比較的短時間に耐火物保護層による効果が減少してしまう。このため、固化スラグ層を比較的頻繁に再形成しなければならない。このため、処理すべきスラグ量が増加する。即ち、被処理物全量が増加するため、処理コストが高くなる。
【0013】
本発明の課題は、比較的容易な作業を施すのみで耐火物層が溶損することを長時間にわったて十分に抑制できるロータリーキルンの運転方法を提供することである。
【0014】
本発明の他の課題は、低コストに耐火物層が溶損することを十分に抑制できるロータリーキルンの運転方法を提供することである。
【0015】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、酸化鉄を含む被処理物を投入してロータリーキルンを運転し、被処理物を溶融還元する本運転工程を有するロータリーキルンの運転方法において、酸化鉄と、粒状または粉状を呈し、前記ロータリーキルンの前記本運転工程時の炉内温度よりも高い融点を持つ鉱物とを含む耐火物保護層材料を準備する保護層材料準備工程と、前記耐火物保護層材料を投入して前記ロータリーキルンを前記本運転工程時の炉内温度よりも高い炉内温度で運転し、溶融された該耐火物保護層材料から成る耐火物保護層を該ロータリーキルンの耐火物から成る内表面上に形成する耐火物保護層形成工程とを有し、前記耐火物保護層形成工程では、前記耐火物保護層材料と共に、還元材を前記ロータリーキルン内に投入し、前記本運転工程の際に前記ロータリーキルンの前記内表面が溶融した被処理物によって溶損されることを防止することを特徴とするロータリーキルンの運転方法が得られる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態によるロータリーキルンの運転方法を説明する。
【0017】
本発明の実施の形態によるロータリーキルンの運転方法は、従来同様に、酸化鉄を含む被処理物を投入してロータリーキルンを運転し、被処理物を溶融還元する本運転工程を有している。
【0018】
さらに、本方法は、酸化鉄、ならびに粒状または粉状を呈し、ロータリーキルンの本運転工程時の炉内温度よりも高い融点を持つ鉱物を含む耐火物保護層材料を準備する保護層材料準備工程と、耐火物保護層材料を投入してロータリーキルンを本運転工程時の炉内温度よりも高い炉内温度で運転し、溶融された耐火物保護層材料から成る耐火物保護層をロータリーキルンの耐火物から成る内表面上に形成する耐火物保護層形成工程とを有している。そして、本運転工程の際にロータリーキルンの内表面が溶融したスラグによって溶損されることを防止するものである。
【0019】
耐火物保護層材料としては、製鉄所で発生するステンレス製鋼ダストを主に利用することができる。
【0020】
鉱物としては、ロータリーキルンの本運転工程時の炉内温度よりも100°C以上高い融点を持つものが好ましい。さらに好ましくは、ロータリーキルンの本運転工程時の炉内温度よりも100〜200°C高い融点を持つものが好ましい。具体的には、CaO、Al、およびSiOのうちの一種以上を含むものである。
【0021】
耐火物保護層形成工程では、耐火物保護層材料と共に、還元材を耐火物保護層材料の量に対して所定の割合で(還元に必要な化学当量以上を)ロータリーキルン内に投入することにより、耐火物保護層材料を溶融させることができる。
【0022】
耐火物保護層形成工程および本運転工程は、交互に繰り返して行うことができる。
【0023】
【実施例】
以下、本発明の実施例によるロータリーキルンの運転方法を説明する。
【0024】
耐火物保護層材料としては、普通鋼ダストを処理する本運転工程時の炉内温度よりも100〜200°C程度高い融点を持つ鉱物であるCaO、Al、およびSiO等を多く含んでいることが好ましい。
【0025】
実際上では、製鉄所で発生する製鋼ダスト、好ましくはステンレス製鋼ダストを耐火物保護層材料として利用することができる。以下の表1ならびに表2に、製鉄所で発生し得るステンレス製鋼ダストならびに普通鋼ダストの成分例を示す。
【0026】
表1および表2から明らかなように、ステンレス製鋼ダストは、普通鋼ダストに比べ、より多くのCaO、MgO、Al、およびSiO等を多く含んでいるので、普通鋼ダストよりも溶融点が高く、普通鋼ダストを処理する際の耐火物保護層材料として好適である。
【0027】
【表1】
Figure 0003584817
【0028】
【表2】
Figure 0003584817
【0029】
耐火物保護層材料形成工程前には、耐火物保護層材料にその主成分である酸化鉄の還元に必要な化学等量以上の炭素系還元剤、例えば、コークスまたは石炭等を均質に混入させる。炭素系還元剤を化学等量以上混入させることにより、耐火物保護層材料形成工程において、耐火物保護層材料を溶融させることができる。例えば、炭素含有量が4.25%の時に銑鉄の融点は1175°Cであるので、1200°C以上の高温に加熱されることで銑鉄は確実に溶融する。
【0030】
耐火物保護層材料形成工程では、炭素系還元剤を混合した耐火物保護層材料を、ロータリーキルン内に投入し、耐火物保護層材料を1300°C以上の高温に加熱して、耐火物保護層材料に含まれる鉄酸化物の溶融還元を実施する。
【0031】
溶融還元によって生成された鉄は、概ね1200°C以上で溶融銑鉄になる。これと共に、耐火物保護層材料に含まれる金属以外の鉱物は、比重差により溶融銑鉄上に浮く。浮遊する鉱物は、融点が高いので、粉状を呈し、表面積が大きい。ただし、溶融銑鉄との濡れ性(親和性)は高い。
【0032】
ロータリーキルンの回転により、溶融銑鉄とその上に浮遊する鉱物は、ロータリーキルンの周方向上側に、即ちロータリーキルンと連れ回りするように耐火物から成る内表面に引き上げられる。このとき、溶融銑鉄がバインダの役目をするため、浮遊する鉱物は、ロータリーキルンの内表面(耐火物表面)上に付着する。
【0033】
そして、ロータリーキルンの内表面上に一旦付着した鉱物は、ロータリーキルンの回転に伴なって、溜まり部分から上方(フリーボード)に向かって引き上げられる。
【0034】
フリーボードでは、可燃ガスが充満しており、比較的高濃度に酸素およびCOが存在している。この気層酸素と内表面上に鉱物を付着させているバインダとしての溶融銑鉄中の炭素とが反応し、銑鉄中に含まれる。炭素は徐々に減少する。溶融銑鉄中の炭素が減少すると、鉄−炭素の状態図からも明らかなとおり、溶融銑鉄の融点は上昇し、凝固を促進する。つまり固化した高融点の銑鉄や酸化鉄をバインダとして、ロータリーキルンの内表面上に、薄い耐火物保護層が強固に形成される。
【0035】
耐火物保護層材料形成工程では、以上説明した経緯が繰り返され、耐火物保護層はロータリーキルンの全内周面上に形成される。しかも、耐火物保護層は徐々に堆積していく。例えば、数時間の耐火物保護層材料形成工程を経ることで、十分な厚さ(100mm以上)の耐火物保護層がロータリーキルンの全周面上に形成される。尚、ロータリーキルンの長さ方向に関しては、例えば、全長のほぼ半分の場所から後端までの範囲にわたって厚さ100mm以上の耐火物保護層が形成される。
【0036】
以下の表3に、耐火物保護層材料形成工程を経て形成された耐火物保護層の成分ならびに嵩比重の例を示す。
【0037】
【表3】
Figure 0003584817
【0038】
表3に示した例をも含め、耐火物保護層は、30〜50%の銑鉄と、50〜70%の鉱物とから成ることが好ましい。これは、このような成分である耐火物保護層は、適度な熱伝導特性(断熱特性)を有し、通常炭素鋼からなるロータリーキルン胴体が過度に冷えることよる酸腐食を防止できると共に、低い放熱損失を実現できるからである。さらに、高融点(低酸素含有)の銑鉄や酸化鉄がバインダとして機能するため、耐火物保護層は、機械強度が高く、通常の操業温度よりも融点が高いため、振動ショックや熱ショックに対する耐性に優れており、割れ、欠け、および脱落等の心配もない。
【0039】
また、耐火物保護層の厚さを十分に確保することで、長時間に亘って、耐火物層が保護されつづける。
【0040】
耐火物保護層材料形成工程完了後、耐火物保護層が形成されたロータリーキルンの炉内温度を徐々に通常の操業温度(1200°C程度)にまで下げ、被処理物に必要に応じて還元剤を混入したものを投入し、加熱、溶融して被処理物の溶融還元を行う。
【0041】
耐火物保護層形成工程および本運転工程は、所定の時間周期、もしくは、耐火物保護層の減耗状態に応じた周期で、交互に繰り返して行うことができる。
【0042】
【発明の効果】
本発明によるロータリーキルンの運転方法によれば、比較的容易な作業を施すのみで、しかも低コストに、耐火物層が溶損することを長時間にわたって十分に抑制できる。

Claims (7)

  1. 酸化鉄を含む被処理物を投入してロータリーキルンを運転し、被処理物を溶融還元する本運転工程を有するロータリーキルンの運転方法において、
    酸化鉄、粒状または粉状を呈し、前記ロータリーキルンの前記本運転工程時の炉内温度よりも高い融点を持つ鉱物を含む耐火物保護層材料を準備する保護層材料準備工程と、
    前記耐火物保護層材料を投入して前記ロータリーキルンを前記本運転工程時の炉内温度よりも高い炉内温度で運転し、溶融された該耐火物保護層材料から成る耐火物保護層を該ロータリーキルンの耐火物から成る内表面上に形成する耐火物保護層形成工程とを有し、
    前記耐火物保護層形成工程では、前記耐火物保護層材料と共に、還元材を前記ロータリーキルン内に投入し、
    前記本運転工程の際に前記ロータリーキルンの前記内表面が溶融した被処理物によって溶損されることを防止することを特徴とするロータリーキルンの運転方法。
  2. 前記鉱物は、前記ロータリーキルンの前記本運転工程時の炉内温度よりも100°C以上高い融点を持つ請求項1に記載のロータリーキルンの運転方法。
  3. 前記鉱物は、CaO、Al、およびSiOのうちの一種以上を含む請求項1に記載のロータリーキルンの運転方法。
  4. 前記耐火物保護層材料として、製鉄所で発生するステンレス製鋼ダストを主に利用する請求項1に記載のロータリーキルンの運転方法。
  5. 前記耐火物保護層形成工程にて、還元された溶融銑鉄は、前記鉱物をバインドするためのバインダとして機能する請求項1に記載のロータリーキルンの運転方法。
  6. 前記耐火物保護層は、30〜50%の還元された前記溶融銑鉄、ならびに50〜70%の前記鉱物を含む請求項1に記載のロータリーキルンの運転方法。
  7. 前記耐火物保護層形成工程および前記本運転工程を、交互に繰り返して行う請求項1に記載のロータリーキルンの運転方法。
JP31855999A 1999-11-09 1999-11-09 ロータリーキルンの運転方法 Expired - Fee Related JP3584817B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP31855999A JP3584817B2 (ja) 1999-11-09 1999-11-09 ロータリーキルンの運転方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP31855999A JP3584817B2 (ja) 1999-11-09 1999-11-09 ロータリーキルンの運転方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001133158A JP2001133158A (ja) 2001-05-18
JP3584817B2 true JP3584817B2 (ja) 2004-11-04

Family

ID=18100493

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP31855999A Expired - Fee Related JP3584817B2 (ja) 1999-11-09 1999-11-09 ロータリーキルンの運転方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3584817B2 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005008684B4 (de) * 2004-03-05 2008-10-09 Merck Patent Gmbh Verwendung von Flüssigkristall-Displays sowie Verfahren zu deren Verwertung
CN102778123A (zh) * 2011-05-12 2012-11-14 中冶北方工程技术有限公司 防止回转窑耐火材料脱落的方法
JP5626418B1 (ja) * 2013-06-21 2014-11-19 三菱マテリアル株式会社 リサイクル原料の処理方法
JP5937259B1 (ja) * 2015-06-30 2016-06-22 株式会社神鋼環境ソリューション 放射性物質除去方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2001133158A (ja) 2001-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100470089B1 (ko) 금속 철의 제조방법
CN115710634A (zh) 一种处理烧结除尘灰和连铸中间包废弃涂料的方法
JP3584817B2 (ja) ロータリーキルンの運転方法
EP1772527B1 (en) Method for production of an addition briqutte
JP4163186B2 (ja) 精錬用フラックス及びその製造方法
US6660673B1 (en) Use of particulate materials containing TiO2 in refractory products
JP2011246760A (ja) フェロモリブデンの製造方法およびフェロモリブデン
JP4932309B2 (ja) 含クロムスラグからのクロム回収方法
CA1321075C (en) Additive for promoting slag formation in steel refining ladle
JP4453532B2 (ja) 溶銑の脱硫方法
JP5341849B2 (ja) リサイクルスラグの製造方法
JP2008049214A (ja) 六価クロムを含む汚染土壌の処理方法
GB2039536A (en) Desulphurising molten metals
CN1718793A (zh) 一种用于高温熔融状态下的熔剂
CA1143166A (en) Recovery of nickel and other metallic values from waste
Kokal et al. Metallurgical Uses—Fluxes for Metallurgy
JP2002263606A (ja) 使用済耐火物の処理方法
JP3904345B2 (ja) 鉄鋼添加剤
KR100935612B1 (ko) 폐망간 분진으로부터 유도로를 이용한 고탄소 및 저탄소합금철의 회수법
JPH0375615B2 (ja)
JP3598843B2 (ja) スラグ中の未滓化CaO、MgO低減方法
JP4767611B2 (ja) 酸化鉄の還元方法
JPH10183219A (ja) スラグコーティング方法
JPH0639609B2 (ja) 溶銑の鋳床脱硫方法
JP3395573B2 (ja) 焼結鉱の製造方法および使用方法

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040407

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040520

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20040721

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20040726

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080813

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080813

Year of fee payment: 4

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080813

Year of fee payment: 4

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080813

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090813

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090813

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100813

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100813

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110813

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110813

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120813

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130813

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130813

Year of fee payment: 9

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130813

Year of fee payment: 9

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees