JPH01208425A - Apparatus for recovering available metal from byproduct at the time of producing stainless steel - Google Patents

Apparatus for recovering available metal from byproduct at the time of producing stainless steel

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JPH01208425A
JPH01208425A JP63032384A JP3238488A JPH01208425A JP H01208425 A JPH01208425 A JP H01208425A JP 63032384 A JP63032384 A JP 63032384A JP 3238488 A JP3238488 A JP 3238488A JP H01208425 A JPH01208425 A JP H01208425A
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勝博 田中
Masato Kono
正人 河野
Kazuo Hoshino
和夫 星野
Yoshio Kobayashi
小林 芳夫
Tomiya Fukuda
福田 富也
Shigeru Matsunaga
松永 滋
Masayuki Okada
岡田 昌幸
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Nisshin Steel Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To recover available metal at good efficiency and thermal economy by charging powdery material from the upper step tuyere group together with oxygen- enriched air and bulky material from raw material charging hole respectively, into a shaft furnace, in the by-product produced at the time of producing a stainless steel. CONSTITUTION:Iron scrap, carbonic material, etc., are charged into the shaft furnace body 1 from the raw material charging hole 6 and the high temp. oxygen-enriched air obtd. in a hot blast generating furnace 13 from lower and upper step tuyere groups 4, 5 is supplied and refined to discharge the produced molten steel and slag from a molten metal tapping hole 2 and slag tapping hole 3, respectively. In the above shaft furnace, furnace exhaust gas is supplied into a drying furnace 12 with a blower 10 through dust removing device 11. Then, after drying the powdery material in the by-product at the time of producing the stainless steel, it is supplied into the shaft furnace through a wind box part 31 via hoppers 38, 34. On the other hand, the bulky material in the by-product is supplied into the shaft furnace from the raw material charging hole 6 together with the above iron scrap, etc. By this method, the contained available metal is recovered from this by-product as molten metal of ferrometal without any pre-working the by-product and any consuming the electric power.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電力を精錬用エネルギーとして使用すること
なり、シかも5塊成化処理することなくステンレス製造
工程で発生するダスト、スラッジおよび転炉スラグから
有価金属を還元回収する乾式製錬設備に関するものであ
る。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention uses electric power as energy for refining, and it is possible to eliminate dust, sludge, and waste generated in the stainless steel manufacturing process without agglomeration treatment. This relates to pyrometallurgical smelting equipment that reduces and recovers valuable metals from furnace slag.

〔従来の技術とその問題点〕[Conventional technology and its problems]

ステンレス鋼の製造にさいして含クロム溶銑を脱炭精錬
する過程では溶鋼中のクロムの一部は不可避的に酸化さ
れる。したがってステンレス精錬工程で発生するスラグ
中にはクロム酸化物が含有している。従来より、同りロ
ム酸化物含存スラグからのクロムの回収法としては、ス
ラグがステンレス溶鋼と同一炉で共存している状態で、
スラグ上部よりフェロシリコンを添加して、スラグ中の
酸化クロムを還元回収する方法が主流を占めていた。こ
の場合には当然のことながら酸化クロムの還元に要する
だけのフェロシリコン(電力を多量消費して製造される
合金鉄)の消費を伴うと共にそのための還元期を精錬操
作に加えなければならない。
During the process of decarburizing chromium-containing hot metal in the production of stainless steel, some of the chromium in the molten steel is inevitably oxidized. Therefore, chromium oxide is contained in the slag generated in the stainless steel refining process. Traditionally, the method for recovering chromium from slag containing chromium oxides has been to use a method in which slag coexists with molten stainless steel in the same furnace.
The mainstream method was to add ferrosilicon from the top of the slag to reduce and recover the chromium oxide in the slag. In this case, as a matter of course, the amount of ferrosilicon (ferroalloy produced by consuming a large amount of electricity) required for reducing the chromium oxide is consumed, and a reduction period for this purpose must be added to the refining operation.

特開昭51−28502号は、電極加熱機能を有した特
殊な取鍋に前記のような脱炭精錬で発生したスラグを取
り出し、電極加熱によりスラグを溶融状態に保持したま
ま、含クロム溶銑を溶製している電気炉に装入すること
によってSS fa銑中のシリコンを利用してスラグ中
の金属酸化物を回収する方法を開示する。この場合にも
電力を消費して溶解した溶融金属と接触させており、電
力が不可欠なエネルギーとなっている。
JP-A No. 51-28502 discloses that the slag generated in the above-mentioned decarburization process is taken out into a special ladle with an electrode heating function, and chromium-containing hot metal is heated while the slag is kept in a molten state by electrode heating. Disclosed is a method for recovering metal oxides in slag using silicon in SS fa pig iron by charging it into an electric furnace in which slag is being melted. In this case as well, electricity is consumed to bring the metal into contact with the molten metal, making electricity an essential energy source.

一方、上記のスラグの他にも、ステンレス綱製造過程で
は、ダスト、酸洗スラッジ、スケール等が不可避的に発
生するが、これら副生物中にもクロム、鉄、ニッケルや
等の有価金属が含まれており、その有価金属を回収する
ことは省資源の立場から重要である。このため従来より
ステンレス鋼製造工程で発生するかような副生物類から
有価金属を回収する方法や設備が種々提案されている。
On the other hand, in addition to the above-mentioned slag, dust, pickling sludge, scale, etc. are inevitably generated in the stainless steel manufacturing process, and these by-products also contain valuable metals such as chromium, iron, nickel, etc. Therefore, recovering these valuable metals is important from the standpoint of resource conservation. For this reason, various methods and equipment for recovering valuable metals from such by-products generated in the stainless steel manufacturing process have been proposed.

特開昭51−28515号公報および特公昭62−20
13号公報には、酸洗スラッジを脱水乾燥したものとダ
ス)[およびスケール類をバインダーと共に十分混錬し
て圧力成形機でブリケットを製造し、このブリケットを
炭素質還元材、造滓材とともに電気炉に投入して還元製
錬することにより有価金属を回収する方法が開示されい
てる。
Japanese Patent Publication No. 51-28515 and Japanese Patent Publication No. 62-20
Publication No. 13 discloses that pickled sludge is dehydrated and dried (dust) [and scales are sufficiently kneaded with a binder to produce briquettes using a pressure molding machine, and this briquette is mixed with a carbonaceous reducing material and a slag material. A method for recovering valuable metals by charging them into an electric furnace and performing reduction smelting is disclosed.

また、ダスト類をブリケット状に成形する代わりに、炭
材を内装したペレントを作り、そのペレットを回転炉内
で予備還元した後に、電気炉に投入して、有価金属を回
収する方法がProceedingsof the 4
4th Electric Furnace Conf
erencet ISS−AIME December
、1986に報告されている。
In addition, instead of forming dust into briquettes, a method of making pellets containing carbonaceous materials, pre-reducing the pellets in a rotary furnace, and then feeding them into an electric furnace to recover valuable metals is a method of proceeding with the method. 4
4th Electric Furnace Conf
erencet ISS-AIME December
, 1986.

さらに、ダスト類を塊成化せずに、粉状のまま精錬炉に
投入して還元精錬する方法も、同じく。
Furthermore, there is also a method for reducing and refining dust by feeding it into a smelting furnace in its powder form without agglomerating it.

Proceedings of the 44th E
lectric Furnace Con−feren
ce、 ISS−AIME、 December 19
86に報告されている。これは、ダスト類と炭材および
フラックスを混合し、この混合物をスクリューフィダー
でプラズマを熱源として精錬炉に供給して還元製錬する
方法、或いは、コークスを充填したシャフト炉の下部に
プラズマトーチを有した羽口を設け、その羽口からダス
ト類をプラズマを利用してシャフト炉に吹込んでダスト
を還元製錬しようとするものである。
Proceedings of the 44th E
Electric Furnace Con-feren
ce, ISS-AIME, December 19
It has been reported in 86. This method involves mixing dust, carbonaceous materials, and flux, and supplying this mixture using a screw feeder to a smelting furnace using plasma as a heat source for reduction smelting. Alternatively, a plasma torch is installed at the bottom of a shaft furnace filled with coke. In this method, dust is blown into a shaft furnace using plasma through the tuyeres to reduce and smelt the dust.

しかし、これら従来提案されたいずれの方法も精錬用エ
ネルギーとして高価な電力を使用する点において共通し
ている。
However, all of these conventionally proposed methods have in common that they use expensive electric power as refining energy.

電力エネルギーを使用せずにダスト類に含まれる有価金
属を回収する方法も幾つか提案された。
Several methods have also been proposed for recovering valuable metals contained in dust without using electrical energy.

例えば、粉状の炭材と、 Cab、SiO!を含んだダ
ストペレットとをオートクレーブ内で養生してペレット
強度を向上させた後、ロータリキルンで該ペレット中の
金属酸化物を還元し1次いで、そのペレットをキュポラ
で溶解する方法が同じ(Proceed−4ngs o
f the 44th Electric Furna
ce Conference++55−AIME、 D
ecember 1986に示されている。しかし、こ
の場合には省電力は図れるものの、ダストを塊成化する
工程が複雑となり、しかも高圧容器であるオートクレー
ブを使用する点において実操業上の問題を有している。
For example, powdered carbonaceous material, Cab, SiO! After curing dust pellets containing dust in an autoclave to improve pellet strength, the metal oxides in the pellets are reduced in a rotary kiln, and then the pellets are melted in a cupola. 4ngs o
f the 44th Electric Furna
ce Conference++55-AIME, D
1986. However, in this case, although it is possible to save power, the process of agglomerating the dust becomes complicated, and there are problems in actual operation in that an autoclave, which is a high-pressure container, is used.

このように、ステンレス鋼製造時に発生するダスト、ス
ラッジ、スケール等の形態が不定粒子状の場合によって
はン!分の多い副生物からの有価金属の回収には様々な
問題が付随したのであり、またスラグからの有価金属の
回収においても多量の電力の消費を伴うという問題があ
った。
In this way, dust, sludge, scale, etc. generated during stainless steel manufacturing may be in the form of irregular particles. Various problems have been associated with the recovery of valuable metals from by-products with a large amount of waste, and recovery of valuable metals from slag has also been accompanied by the consumption of a large amount of electricity.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は、このような問題を解決することを目的とした
ものであり5ステンレス鋼製造時に発生する有価金属含
有物質であれば、ダスト、スラッジ、スケール、スラグ
、その他、その発生源や形態を問わずそれら全てを処理
対象とすることができ、且つ電力を全く消費しないでこ
れら副生物から含有金属類のフェロメタルの溶湯を収率
よくしかも熱経済的に製造できる設備の開発を目的とし
たものである。すなわち、その設備を一基設置しておけ
ば、ステンレス鋼製造時に発生するあらゆる副生物を処
理原料としてこれからステンレス鋼製造原料に有利に使
用できるフェロメタル溶湯が製造できるようにして、ス
テンレス鋼製造にあたっての廃棄物処理、省資源化、有
価金属回収を同時に達成しようとするものである。
The purpose of the present invention is to solve these problems. 5 If it is a valuable metal-containing substance that is generated during the manufacturing of stainless steel, it can be used to identify the source or form of the substance, such as dust, sludge, scale, slag, etc. The purpose of this project is to develop equipment that can treat all of them, regardless of whether they are present, and can produce molten ferrometal containing metals from these by-products in a high yield and thermoeconomically without consuming any electricity. It is something. In other words, by installing one such facility, you can use all the by-products generated during stainless steel manufacturing as processing raw materials to produce molten ferrometal that can be advantageously used as a raw material for stainless steel manufacturing. The aim is to simultaneously achieve waste treatment, resource conservation, and valuable metal recovery.

〔目的を達成する手段〕[Means to achieve the purpose]

前記の目的を達成せんとする本発明の要旨とするところ
は、炉頂部に材料装入口、炉底部に出湯口および出滓口
を有するシャフト炉であって、前記材料装入口より下位
の炉上部に廃ガス取出口を有し、且つ同高レベル位置に
配置された複数個の羽口からなる上段羽口群と、この上
段羽口群より下方の位置において同高レベル位置に配置
された複数個の羽口からなる下段羽口群とを前記出滓口
よりも上位の炉腹下部に設置してなるシャフト炉本体と
、該廃ガス取出口より炉内ガスを吸引してこれを高圧ガ
スとして吐出する廃ガス送風機と。
The gist of the present invention, which aims to achieve the above-mentioned object, is a shaft furnace having a material charging port at the top of the furnace, a tap outlet and a slag tap at the bottom of the furnace, and a shaft furnace having a material charging port at the bottom of the furnace. an upper tuyere group consisting of a plurality of tuyeres that have a waste gas outlet at the same level and are arranged at the same level; and a plurality of tuyeres arranged at the same level below the upper tuyere group. A shaft furnace main body has a lower tuyere group consisting of several tuyeres installed in the lower part of the furnace belly above the slag outlet, and the furnace gas is sucked through the waste gas outlet and is converted into high-pressure gas. With a waste gas blower that discharges as.

該廃ガス送風機で得られる高圧ガスを熱源の一部または
全部として含水粉状物質を乾燥する粉体乾燥炉と5 該廃ガス送風機で得られる高圧ガスを熱源の一部または
全部とした熱風発生炉と。
5. A powder drying furnace for drying a water-containing powder material using the high-pressure gas obtained by the waste gas blower as a part or all of the heat source; With a furnace.

該熱風発生炉で昇温した酸素富化空気を前記の上段羽口
群および下段羽口群に送気するようにした酸素富化空気
の送気管路と。
An oxygen-enriched air supply pipe line configured to supply oxygen-enriched air heated in the hot air generating furnace to the upper tuyere group and the lower tuyere group.

上段羽口群に送気される高温の酸素富化空気に前記粉体
乾燥炉で得られた乾燥粉体を供給する粉体供給設備と、
からなり。
powder supply equipment that supplies the dry powder obtained in the powder drying furnace to the high temperature oxygen-enriched air sent to the upper tuyere group;
It consists of

ステンレス鋼製造時の副生物のうち粉状のものは前記の
上段羽口群より酸素富化空気と共に、そして塊状のもの
は前記シャフト炉の材料装入口より少なくとも鋼屑およ
び炭材と共に炉内に供給するようにしたステンレス鋼製
造時の副生物から有価金属を回収する設備である。
Powder-like by-products from the stainless steel manufacturing process are fed into the furnace together with oxygen-enriched air from the upper tuyere group, and block-like by-products are fed into the furnace together with at least steel scraps and carbonaceous material from the material charging port of the shaft furnace. This equipment recovers valuable metals from by-products from the stainless steel manufacturing process.

ここで、上段羽口はいずれもノズル口の背後に風函部を
有した構造とし、この上段羽口の風函部に前記の粉体供
給設備を接続する。すなわち、上段羽口の風函部に連通
した粉体供給管と、この粉体供給管に連通した閉鎖容器
からなる第一ホッパーと、この第一ホッパーに対して開
閉弁介装の連通管を介して接続された第二ホッパーとか
らなる粉体供給設備を設置する。そのさい第二ホッパー
はその内部粉体に熱を付与するに熱交換器を具備した大
気開放の容器として構成し、廃ガス送風機で得られる高
圧ガスをこの熱交換器に通気する構成とすることができ
る。
Here, each of the upper tuyeres has a structure having a wind box behind the nozzle opening, and the above-mentioned powder supply equipment is connected to the wind box of this upper stage tuyere. That is, there is a powder supply pipe communicating with the air box of the upper tuyere, a first hopper consisting of a closed container communicating with this powder supply pipe, and a communication pipe with an on-off valve interposed for this first hopper. Install a powder supply facility consisting of a second hopper connected through the hopper. In this case, the second hopper shall be configured as a container open to the atmosphere and equipped with a heat exchanger to apply heat to the internal powder, and the high pressure gas obtained by the waste gas blower shall be vented to this heat exchanger. Can be done.

また、上段羽口群と下段羽口群は、下式(1)および(
2)の関係が同時に満足するように設定する。
In addition, the upper tuyere group and the lower tuyere group are calculated by the following formula (1) and (
Set so that the relationship 2) is satisfied at the same time.

但し、Afは上段羽口群レベルと下段羽口群レベルでの
シャフト炉の炉内断面積の平均値(m”)。
However, Af is the average value (m”) of the internal cross-sectional area of the shaft furnace at the level of the upper tuyere group and the level of the lower tuyere group.

Atは上下段各別口のノズル口断面積の総和(m”)。At is the sum of the cross-sectional areas of the nozzle openings of the upper and lower tiers (m”).

Lは上段羽口群と下段羽口群の間の垂直方向の間隔(m
)、Dpcは材料装入口より装入される炭材の平均粒子
径(m ) 、 D tuとI)ttは上段羽口と下段
羽口のノズル口の直径(m)、そして■。と■、は上段
羽口と下段羽口から吹き込む羽口1本当りの高温酸素富
化空気の流量(m ”/m1n)である。
L is the vertical distance between the upper and lower tuyere groups (m
), Dpc is the average particle diameter (m) of the carbon material charged from the material charging port, D tu and I)tt are the diameters (m) of the nozzle ports of the upper and lower tuyeres, and ■. and (2) are the flow rates (m''/m1n) of high-temperature oxygen-enriched air per tuyere blown from the upper and lower tuyeres.

本発明設備では、ステンレス鋼製造時の副生物のうち転
炉スラグ等の如き塊状のものは炉頂部の材料装入口より
、またダスト、スラッジ、スケール、粉状スラグ等の如
き、形態が粉粒状のものは上段羽口群より炉内に供給す
るという材料形態による装入部位の選択を行ったうえ、
炉頂部の材料装入口からは鋼屑や炭材を装入し、該各種
の副生物を一括して溶融還元することによって各種金属
が鉄中に溶融したフェロメタル溶湯を製造するものであ
り、また、炉内ガスはシャフト炉の中腹上部より強制吸
引してこれを燃料ガスまたは熱源ガスとして含水粉状物
質の乾燥と酸素富化空気の昇温に利用することによって
この設備だけで完成独立した熱利用サイクルを構成して
、ステンレス鋼製造時の副生物処理設備として完成され
た装置を提供するものである。
In the equipment of the present invention, among the by-products during stainless steel manufacturing, lumps such as converter slag are collected from the material charging port at the top of the furnace, and dust, sludge, scale, powdery slag, etc. The material was fed into the furnace from the upper tuyere group, and the charging location was selected based on the material form.
Steel scraps and carbonaceous material are charged through the material charging port at the top of the furnace, and the various by-products are melted and reduced all at once to produce ferrometal molten metal in which various metals are melted into iron. In addition, the gas inside the furnace is forcibly drawn from the upper part of the shaft furnace and used as a fuel gas or heat source gas to dry the water-containing powder material and raise the temperature of the oxygen-enriched air. The present invention provides a complete device that constitutes a heat utilization cycle and serves as a by-product treatment facility during stainless steel manufacturing.

〔発明の詳述〕[Detailed description of the invention]

上下二段羽口をもつ本発明のシャフト炉と類似の竪型炉
については1例えば特開昭57−198205号公報、
特公昭59−18453号公報、特開昭60−1627
18号公報、特開昭62−167808号公報および特
開昭62−167809号公報等に示されている。しか
しこれらはいずれも鉱石(鉄鉱石またはクロム鉱石)を
装入原料としてその溶融還元を図るものであった。
For a vertical furnace similar to the shaft furnace of the present invention having two upper and lower tuyere stages, see 1, for example, JP-A-57-198205;
Japanese Patent Publication No. Sho 59-18453, Japanese Patent Publication No. Sho 60-1627
18, JP-A-62-167808, and JP-A-62-167809. However, all of these methods used ore (iron ore or chromium ore) as a raw material for melting and reduction.

したがって1本発明のようにステンレス鋼製造時に発生
するダスト、スラッジ、スケール、スラグといった形態
不定の複雑物質を処理対象とするものではなく、鉄鉱石
やクロム鉱石からいかに高い還元率で効率よく溶融還元
を図るかといったことに主眼をおいたものであった。な
お、これら公報のうち特開昭62−167808号公報
と特開昭62−167809号公報では、上段羽口から
吹込む粉状クロム鉱石に粉状スラグを含有随伴させる方
法が示されているが、ここで使用する粉状スラグはクロ
ム鉱石を溶融還元するための造滓材として利用されるも
のであり、スラグ自体が製錬対象物質ではない。
Therefore, unlike the present invention, the object is not to treat complex substances of indefinite form such as dust, sludge, scale, and slag that are generated during stainless steel manufacturing, but to efficiently melt and reduce iron ore and chromium ore at a high reduction rate. The main focus was on how to achieve this goal. Note that among these publications, JP-A-62-167808 and JP-A-62-167809 disclose a method in which powdery chromium ore is included and entrained in powdered chromium ore injected from the upper tuyere. The powdered slag used here is used as a slag material for melting and reducing chromium ore, and the slag itself is not a material to be smelted.

本発明は、これら公報に示されたのと類似の上下二段羽
口をもつシャフト炉を用いるのであるが処理対象とする
物質が形態不定の複雑物質であることから種々の改良を
力Uえると共に炉内装入に必要な予備処理を兼ねた装置
を一体不可分的に接続したものである。以下のその装置
構成を図面に従って具体的に説明する。
The present invention uses a shaft furnace with two upper and lower tuyeres similar to those shown in these publications, but since the material to be treated is a complex material with an indeterminate shape, various improvements can be made. This system is inseparably connected to a device that also performs the preliminary processing necessary for loading into the furnace. The configuration of the device will be specifically explained below with reference to the drawings.

第1図において、1はシャフト炉本体を示す。In FIG. 1, 1 indicates a shaft furnace main body.

このシャフト炉本体1は、炉底部に出銑口2.その上部
に出滓口3を有し、この出滓口3より上部の中腹下部に
下段羽口群4.その上部に上段羽口群5を有している。
This shaft furnace body 1 has a tap hole 2 at the bottom of the furnace. It has a slag outlet 3 in its upper part, and a group of lower tuyeres 4. It has an upper tuyere group 5 above it.

炉頂部は材料装入口6となる開口を有しており、この材
料装入口6にバケット7によって塊状の装入材料がこの
材料装入口6の近辺にまで装填される。そして、材料装
入口6よりもかなり下方の中腹上部に廃ガス取出口8が
設けである。つまり、炉内装入物の装填高さよりも低い
位置から炉内ガスをこの廃ガス取出口8より強制的に吸
引するのであり、炉内で生成する燃焼ガス中のCOが酸
化しない間に且つ低温にまで冷却される前に炉中腹上部
から強制的に炉外に吸引する。
The top of the furnace has an opening that serves as a material charging port 6, into which bulk material is loaded using a bucket 7 up to the vicinity of the material charging port 6. Further, a waste gas outlet 8 is provided at the upper part of the middle, which is considerably lower than the material charging port 6. In other words, the in-furnace gas is forcibly sucked in from the waste gas outlet 8 from a position lower than the loading height of the in-furnace contents. Before it has cooled down to 100%, it is forcibly sucked out of the furnace from the upper part of the furnace.

このシャフト炉本体1の材料装入口6がらは。This shaft furnace main body 1 has a material charging port 6.

秤量器9によって秤量されつつ鋼屑1合金鉄、炭材、転
炉スラグなどの塊状材料がバケフト7によって装填され
、炉の稼働中に下降する材料層分を随時補って炉の稼働
中は実質上炉頂部まで材料層が常に存在するようにする
。一方、上段羽口群5および下段羽口群4から昇温され
た酸素富化空気が炉内に導入され、同時に、上段羽口群
5からは乾燥された粉状の物質(ステンレス鋼製造時に
発生したダスト、スラッジ、スケール、粉体スラグ等−
以下これらを総称して粉状副生物質と呼ぶ)が該酸素富
化空気に随伴して炉内に導入されるのであり3本発明設
備ではこの羽口部分に供給する材料の処理系統と装置構
成に一つの特徴を有している。
While being weighed by the weigher 9, bulk materials such as steel scrap 1 alloy ferro, carbonaceous material, and converter slag are loaded by the bucket lift 7, and the material layer that descends during the operation of the furnace is compensated for at any time, so that the amount of material during the operation of the furnace is substantially reduced. Ensure that there is always a layer of material up to the top of the upper furnace. On the other hand, heated oxygen-enriched air is introduced into the furnace from the upper tuyere group 5 and the lower tuyere group 4, and at the same time, the upper tuyere group 5 introduces dried powdery substances (in the production of stainless steel). Generated dust, sludge, scale, powder slag, etc.
These substances (hereinafter collectively referred to as powdery by-products) are introduced into the furnace together with the oxygen-enriched air.3 In the equipment of the present invention, there is a processing system and equipment for the materials supplied to the tuyeres. It has one feature in its configuration.

先ず、前記の中腹上部の廃ガス取出口8からCOリッチ
で高温の炉内ガスを強制的に抜き出すための廃ガス送風
機10が設置される。この廃ガス送風機10と廃ガス取
出口8との間には除塵機11が設置され、この除塵機1
1で除塵された炉内ガスが廃ガス送風[10に吸引され
、高温高圧ガスとして吐出される。得られるCOリンチ
の高温高圧ガスは、上段羽口群に供給される粉状副生物
質の一次乾燥と二次乾燥、そして上下段羽口群に供給す
る酸素富化空気の昇温に供されるのであり、このために
First, a waste gas blower 10 is installed to forcibly extract CO-rich, high-temperature furnace gas from the waste gas outlet 8 in the upper part of the midsection. A dust remover 11 is installed between the waste gas blower 10 and the waste gas outlet 8.
The furnace gas removed in step 1 is sucked into the waste gas blower [10] and discharged as high-temperature, high-pressure gas. The resulting high-temperature, high-pressure gas from the CO lynch is used for primary drying and secondary drying of the powdered by-products that are supplied to the upper tuyere group, and to raise the temperature of the oxygen-enriched air that is supplied to the upper and lower tuyere groups. and for this purpose.

このガスを熱源の一部または全部として含水粉状物質を
乾燥する粉体乾燥炉12と、このガスを熱源の一部また
は全部とする熱風発生炉13が設置される。
A powder drying furnace 12 that uses this gas as part or all of its heat source to dry the water-containing powder material, and a hot air generating furnace 13 that uses this gas as part or all of its heat source are installed.

粉体乾燥炉12は、バーナー14の燃焼ガスによって含
水粉状物質を乾燥する炉である。この八−す−14の燃
料の一部または全部として前記廃ガス送風機10から吐
出するガスが管路15を経て供給される。この炉の形式
としては流動炉や回転炉が使用できるが9図示のように
バーナー14の燃焼ガスと含水粉状物質とを接触させる
乾燥炉本体部16にホッパー17から該物質を連続供給
し、処理済粉体を連続的に集粉容器18に排出すると同
時に、排ガス中に同伴する微粒子を捕集するためのサイ
クロン19を備えた装置として構成したものがよい。該
乾燥炉ホッパー17には1本発明設備の処理原料である
ダスト、スランジ、スケール、粉状スラグなどの水分を
含有した粉状副生物質が供給され、ここで−次乾燥され
る。−次乾燥という意味は、水分が零になるまで完全乾
燥しないで若干の水分が残存するように乾燥するという
意味である。完全乾燥すると、乾燥排ガスに随伴する微
粒子が多くなると共に上段羽口群5にまで輸送する過程
でも発塵のために処理が煩雑となりまた歩留りの低下を
招くので好ましくない。完全乾燥は、後述のように上段
羽口近傍に設けられた第二ホッパー(38)内で行なう
のである。
The powder drying furnace 12 is a furnace that dries the water-containing powder material using combustion gas from the burner 14 . Gas discharged from the waste gas blower 10 is supplied via a pipe line 15 as part or all of the fuel for the eight-seat 14. As the type of furnace, a fluidized furnace or a rotary furnace can be used, but as shown in Figure 9, the material is continuously supplied from a hopper 17 to a drying furnace main body 16 that brings the combustion gas of the burner 14 into contact with the water-containing powder material, It is preferable that the apparatus be configured as a device equipped with a cyclone 19 for continuously discharging the treated powder into the powder collection container 18 and at the same time collecting fine particles entrained in the exhaust gas. The drying furnace hopper 17 is supplied with moisture-containing powdery by-products such as dust, sludge, scale, powdery slag, etc., which are the processing raw materials of the equipment of the present invention, and are further dried there. - Next drying means not drying completely until the moisture content is zero, but drying so that some moisture remains. Complete drying is not preferable because the amount of fine particles accompanying the dried exhaust gas increases, and the process of transporting the gas to the upper tuyere group 5 also causes dust to be generated, making processing complicated and causing a decrease in yield. Complete drying is carried out in the second hopper (38) provided near the upper tuyere, as will be described later.

一方、上段羽ロ群5および下段羽口群4への送風は、大
気を吸引する送風機21から上下段羽口に通ずる送風管
路22において、除湿器23と熱風発生炉13が介装さ
れ、除湿器23と熱風発生炉13の間には酸素供給管2
4が接続される。すなわち、送風機21によって圧縮し
た高圧空気に酸素供給管24から酸素を導入して酸素を
富化したうえ熱風発生炉13で昇温し、高温高圧の酸素
富化空気を製造して上下段羽口群に供給する。この熱風
発生炉13の熱源の一部または全部として、廃ガス送風
機10で得られた高温のCo’)yチのガスを利用する
。その利用にあたっては、該ガス中のCOを燃焼してそ
の発熱量を利用すると同時に該ガスの有する顕熱をも利
用する形態と、ガスの有する顕熱だけを利用する形態と
があるが、前者の方がより有効である。このため、該ガ
スを−たん燃焼させたうえその燃焼ガスと酸素富化空気
とを熱交換するようにした熱風発生炉を使用するのが有
利である。この熱交換に当たっては1図示のように、ガ
スバーナー25で当該ガスを燃料の一部として燃焼させ
て得た燃焼ガス通路26内に、酸素富化空気通路27を
、熱伝導性材料からなる隔壁28を介して配設してなる
間接熱交換方式を採用することが便宜である。なお。
On the other hand, air is blown to the upper vane group 5 and the lower tuyere group 4 by interposing a dehumidifier 23 and a hot air generating furnace 13 in the air conduit 22 leading from the air blower 21 that sucks the atmosphere to the upper and lower tuyeres. An oxygen supply pipe 2 is provided between the dehumidifier 23 and the hot air generator 13.
4 is connected. That is, oxygen is introduced into the high-pressure air compressed by the blower 21 through the oxygen supply pipe 24 to enrich the oxygen, and then the temperature is raised in the hot-air generator 13 to produce high-temperature and high-pressure oxygen-enriched air, which is then passed through the upper and lower tuyeres. feed the group. As part or all of the heat source of this hot air generating furnace 13, high-temperature Co')ychi gas obtained by the waste gas blower 10 is used. There are two ways to use it: one is to burn the CO in the gas and use its calorific value, and the other is to use the sensible heat of the gas, and the other is to use only the sensible heat of the gas. is more effective. For this reason, it is advantageous to use a hot air generating furnace which combusts the gas and then exchanges heat between the combustion gas and oxygen-enriched air. For this heat exchange, as shown in Figure 1, an oxygen-enriched air passage 27 is inserted into a combustion gas passage 26 obtained by burning the gas as a part of fuel in a gas burner 25, using a partition wall made of a thermally conductive material. It is expedient to adopt an indirect heat exchange system in which the heat exchanger is disposed through the heat exchanger 28. In addition.

この間接熱交換方式に代えて、燃焼室と蓄熱室を備えた
通富の熱風炉を使用することもでき、その燃焼室の燃料
ガスの一部または全部として該高温のCOUソチの廃ガ
スを利用すればよい。
Instead of this indirect heat exchange method, it is also possible to use a Tsutomi hot air stove equipped with a combustion chamber and a heat storage chamber, and use the high-temperature COU Sochi waste gas as part or all of the fuel gas in the combustion chamber. Just use it.

次に1本発明設備の一つの特徴である羽口回りの装置構
成について説明する。
Next, the configuration of the equipment around the tuyere, which is one of the features of the equipment of the present invention, will be explained.

上段羽口群5は当該粉状副生物質を各羽口に分配しなが
ら高温酸素富化空気によってインジェクションするもの
であり、このためにいずれもノズル口30の背後に風函
部31を有した構造を存している。この風函部31には
、ノズル口30から離れた位置で、シャフト炉を取り巻
く送風へラダー管32が接続され、この送風ヘッダー管
32が既述の送風管路22に接続されている。また、風
函部31の上面には粉体供給管33が接続されている。
The upper tuyere group 5 is for injecting the powdered by-products with high-temperature oxygen-enriched air while distributing them to each tuyere, and for this purpose, each of them had a wind box part 31 behind the nozzle opening 30. It has a structure. A ladder pipe 32 is connected to the air blower surrounding the shaft furnace at a position away from the nozzle opening 30 to this air box portion 31, and this air header pipe 32 is connected to the air blower pipe line 22 described above. Further, a powder supply pipe 33 is connected to the upper surface of the air box part 31.

これにより。Due to this.

送風ヘソグー管32から風函部31内に導入された高温
酸素富化空気の噴射流に粉体供給管33から供給される
粉体が風函内で混合分散されてからノズル口30より炉
内に噴射される。
The powder supplied from the powder supply pipe 33 is mixed and dispersed in the air box with the jet stream of high-temperature oxygen-enriched air introduced into the air box part 31 from the air blower tube 32, and then is sent into the furnace from the nozzle port 30. is injected into.

粉体供給管33の上端は第一ホッパー34に接続される
。また粉体供給管33の途中には定流量調節弁34が介
装される。第一ホッパー34は閉鎖容器からなっており
、その上面には、開閉弁36を介装した連通管37の下
端が接続され、この連通管37の上端は第二ホッパー3
8の下部に接続されている。第二ホッパー38は圧力調
整弁39を有した密閉容器であり、この第二ホッパー3
8には、既述の乾燥炉12で一次乾燥された粉状副生物
質が、管路40および分岐管41を経て供給される。分
岐管41には粉体の切出し弁42が取付けである。この
第二ホッパー38の内部には熱交換器43が設置されて
おり、この熱交(^器43には廃ガス送風機10から供
給される高温高圧の廃ガスの一部が通気され、該廃ガス
の顕熱を利用して第二ホッパー38内の粉状副生物質を
最終的に加熱乾燥(二次乾燥)する。該熱交換器43で
顕熱の一部を粉状副生物質に付与したあとの廃ガスは乾
燥炉12のバーナー14または熱風発生炉13のバーナ
ー25に供給して燃料として再利用できる。
The upper end of the powder supply pipe 33 is connected to a first hopper 34 . Further, a constant flow control valve 34 is interposed in the middle of the powder supply pipe 33. The first hopper 34 is a closed container, and the lower end of a communication pipe 37 with an on-off valve 36 interposed therein is connected to its upper surface, and the upper end of this communication pipe 37 is connected to the second hopper 34.
It is connected to the bottom of 8. The second hopper 38 is a closed container with a pressure regulating valve 39.
Powdered by-products that have been primarily dried in the drying oven 12 described above are supplied to the pipe 8 through a pipe 40 and a branch pipe 41. A powder cutoff valve 42 is attached to the branch pipe 41. A heat exchanger 43 is installed inside this second hopper 38, and a part of the high temperature and high pressure waste gas supplied from the waste gas blower 10 is vented to this heat exchanger 43, and the waste gas is Using the sensible heat of the gas, the powdery byproducts in the second hopper 38 are finally heated and dried (secondary drying).The heat exchanger 43 converts a portion of the sensible heat into powdery byproducts. The waste gas after being applied can be supplied to the burner 14 of the drying furnace 12 or the burner 25 of the hot air generating furnace 13 and reused as fuel.

このようにして、乾燥炉12において発塵が生じない程
度の含水率にまで一次乾燥されてから、第二ホッパー3
8内において再度加熱され、付着していた水分の実質止
金てが第二ホッパー38内空気に放出されて湿分が実質
上零になるまで二次乾燥された粉状副生物質は、第一ホ
ッパー34をいったん介してから風函部31に供給され
る。その動作は次のようにして行なう。先ず、第一ホ・
ンパー34と第二ホッパー38の間の開閉弁36を閉成
したままで。
In this way, after primary drying is performed in the drying oven 12 to a moisture content that does not generate dust, the second hopper 3
The powdered by-product material is heated again in the second hopper 38, and the powdered by-product material is secondarily dried until the moisture content becomes substantially zero by releasing substantially all of the attached moisture into the air in the second hopper 38. After passing through the first hopper 34, it is supplied to the wind box section 31. The operation is performed as follows. First, the first ho.
The on-off valve 36 between the pumper 34 and the second hopper 38 remains closed.

第二ホッパー38の圧力を大気圧に開放する。この大気
圧に開放された第二ホッパー38内に、粉体の切出し弁
42を開いて所定量の粉状副生物質を装填する0次いで
、切出し弁42を閉じこのホッパー38の内圧を風函部
31の高温酸素富化空気の内圧に等しくなるまで昇圧す
る。その間、熱交換器43によってホッパー38内の粉
状副生物質を加熱し、付着していた水分をホッパー内空
気に移行させる。−方、第一ホソバ−34は、開閉弁3
6が閉じた状態では、粉体供給管33および定流量調節
弁35を通じて風函部31に連通しているので、風函部
31の内圧と等しい圧力に維持されている。この状態で
、開閉弁36を開くと、第二ホッパー38および第一ホ
、ソバー34は共に同じ高圧に維持された状態で(した
がって風函部31内の高温酸素富化空気が逆流すること
なく)、加熱乾燥された粉状副生物質が第一ホッパー3
4内に重力で流れ込む。粉状副生物質を所定量第一ホッ
パー34に供給したら第二ホッパー38を大気に開放し
て、前段口の湿分を含んだ高圧空気を系外に排出し5次
の粉状副生物質供給動作を行ない、以後、前記の動作を
繰り返す、第二ホッパー38で完全乾燥された粉状副生
物質は、粉体供給管33および定流量調節弁35におい
て目詰りを起こすことなく良好に風函部31に導入され
、高温酸素富化空気と良好に混合してノズル口30より
炉内にインジェクションされる。粉状副生物質の形態が
複雑で且つその時の事情によって形状が経時変化しやす
いので、この完全乾燥がなされていないと良好なインジ
ェクションが行えないこともある。しかしこの完全乾燥
を前記の乾燥炉127行なうと前述のように発塵の問題
が生じてこれまたトラブルの原因となる。本発明に従っ
て第一ホッパー34と第二ホッパー38を設は且つ第二
ホッパー38内で最終的な二次乾燥を行なうと、かよう
なトラブルが回避できることがわかった。
The pressure in the second hopper 38 is released to atmospheric pressure. The powder cutoff valve 42 is opened and a predetermined amount of powdered byproduct material is loaded into the second hopper 38, which is open to atmospheric pressure.Then, the cutout valve 42 is closed and the internal pressure of this hopper 38 is reduced to a vacuum. The pressure is increased until it becomes equal to the internal pressure of the high-temperature oxygen-enriched air in section 31. During this time, the heat exchanger 43 heats the powdery byproducts in the hopper 38, and the attached moisture is transferred to the air inside the hopper. - On the other hand, the first housing bar 34 is the on-off valve 3
6 is in the closed state, the pressure is maintained at the same level as the internal pressure of the air box 31 because it communicates with the air box 31 through the powder supply pipe 33 and the constant flow control valve 35. In this state, when the on-off valve 36 is opened, the second hopper 38, the first ho, and the sober 34 are both maintained at the same high pressure (therefore, the high temperature oxygen-enriched air in the wind box 31 does not flow back). ), the heated and dried powdery by-products are transferred to the first hopper 3.
It flows into 4 by gravity. After supplying a predetermined amount of powdered by-products to the first hopper 34, the second hopper 38 is opened to the atmosphere, and the high-pressure air containing moisture at the front stage outlet is discharged to the outside of the system to produce the fifth powdered by-products. The powdery by-product material completely dried in the second hopper 38 is supplied and then the above-mentioned operation is repeated. The air is introduced into the box 31, mixed well with high-temperature oxygen-enriched air, and then injected into the furnace through the nozzle port 30. Since the shape of the powdery by-product is complex and its shape tends to change over time depending on the circumstances at the time, good injection may not be possible unless it is completely dried. However, if this complete drying is performed in the drying oven 127, the above-mentioned problem of dust generation will occur, which will also cause trouble. It has been found that such troubles can be avoided by providing the first hopper 34 and the second hopper 38 and performing the final secondary drying in the second hopper 38 according to the present invention.

なお1本発明設備では下段羽口群4も上段羽口群5と同
様に風函部を設けた構造のものが使用されているが、下
段羽口群4は上段羽口群5のように粉状副生物質をイン
ジェクションするのには使用せず、高温酸素富化空気の
炉内への噴射だけに供される。
Note that in the equipment of the present invention, the lower tuyere group 4 also has a structure provided with a wind box like the upper tuyere group 5; It is not used to inject powdered by-products, but only for injecting hot oxygen-enriched air into the furnace.

以上のように構成した本発明設備によって、ステンレス
鋼製造時に発生する副生物のうち転炉スラグのような塊
状物は炉頂の材料装入口6がら鋼屑および炭材(コーク
ス)、さらに場合によって合金鉄および造滓材と共にシ
ャフト炉本体に装填し粉状副生物質は上段羽口群5がら
インジェクションする操業を行った場合に、上段羽口群
5と下段羽口群4との垂直距離並びに全羽口のノズル口
面積を適正範囲に設定することが必要であることがわか
った。以下、これについて説明する。
With the equipment of the present invention configured as described above, lumps such as converter slag among the by-products generated during stainless steel manufacturing are removed from the material charging port 6 at the top of the furnace, along with steel scraps and carbonaceous material (coke), and in some cases. When carrying out an operation in which the ferroalloy and slag materials are loaded into the shaft furnace main body and the powdered by-products are injected through the upper tuyere group 5, the vertical distance between the upper tuyere group 5 and the lower tuyere group 4 and It was found that it was necessary to set the nozzle opening area of all tuyeres within an appropriate range. This will be explained below.

上段羽口群5および下段羽口群4がらシャフト炉内に吹
込まれた高温酸素富化空気によってシャフト炉内に存在
する炭材が(3)式に示すような反応で燃焼する。
The high-temperature oxygen-enriched air blown into the shaft furnace through the upper tuyere group 5 and the lower tuyere group 4 causes the carbonaceous material present in the shaft furnace to burn in a reaction as shown in equation (3).

2C+0□= 2 CO(3) 燃焼ガスは2000°C以上の高温であり、それがシャ
フト炉上部へ流通する過程で炉頂から投入された炭材等
を加熱する。したがって上段羽口および下段羽口の各々
の前には高温(赤熱状態)のコークスが存在する。ダス
ト、スラッジおよび転炉スラグ粉末等からなる乾燥され
た粉状副生物質が上段羽口群5から連続的に吹込まれる
と1羽口前に存在する赤熱コークスと接触して急速に溶
融し且つ粉体中のN i + Cr + F e等有価
金属の酸化物は還元される。同様なことは炉頂より装入
されている塊状スラグについても起こる。金属酸化物の
還元反応は吸熱を伴いながら進行するが、その反応熱は
炭材の燃焼熱によって賄なわれる。生成した有価金属の
融液はスラグと共にシャフト炉の炉底部へ滴下する。
2C+0□=2CO(3) The combustion gas has a high temperature of 2000°C or more, and as it flows to the upper part of the shaft furnace, it heats the carbon material etc. introduced from the top of the furnace. Therefore, high-temperature (red-hot) coke exists in front of each of the upper and lower tuyeres. When dried powdery by-products consisting of dust, sludge, converter slag powder, etc. are continuously blown in from the upper tuyere group 5, they contact the red-hot coke present one tuyere before and rapidly melt. In addition, oxides of valuable metals such as N i + Cr + Fe in the powder are reduced. The same thing happens with the lumpy slag charged from the top of the furnace. The reduction reaction of metal oxides proceeds while absorbing heat, and the heat of the reaction is covered by the heat of combustion of the carbonaceous material. The generated valuable metal melt drips into the bottom of the shaft furnace together with the slag.

このような溶融還元によって、ダスト、スラッジ、スケ
ール、転炉スラグ中の有価金属を効率良く還元回収する
ためには、上段羽口と下段羽口は前記の(1)および(
2)弐で示す条件を満足させる必要があることがわかっ
た。すなわち、シャフト炉断面積Afと上下段各羽口の
ノズル口断面積の総和Atとの関係については、Af/
Atが小さくなる程。
In order to efficiently reduce and recover dust, sludge, scale, and valuable metals in converter slag through such melting and reduction, the upper and lower tuyeres must meet the conditions described in (1) and (1) above.
2) It was found that it was necessary to satisfy the condition shown in 2. In other words, the relationship between the shaft furnace cross-sectional area Af and the sum total At of the nozzle opening cross-sectional areas of the upper and lower tuyeres is expressed as Af/
The smaller At becomes.

上段羽口から吹込んだ粉体の溶融物はシャフト炉の中心
方向へ浸透し難くなり、比較的温度の低い炉壁側のみを
選択的に滴下するようになる。このため、溶融物中の有
価金属酸化物、特にCr酸化物の還元が効率良く進行し
なくなる。Af/At≧20に設定すると、還元を効率
良く進行させることができることがわかった。一方、上
段羽口群レベルと下段羽口群レベル間の垂直方向の間隔
(L)については上下段各別口の送風量と羽口の口径な
らびにシャフト炉内へ供給される炭材の平均粒子径に応
して適正な(L)範囲が存在し、その範囲を越えると、
上段羽口と下段羽口の間に低温領域が生じ、そのために
、この低温領域内に吹込み粉体の溶融物が多量に滞留す
るようになり2円滑な溶融物の滴下が阻害されて、溶融
物中の有価金属酸化物の還元反応が遅延するようになる
。しかしこの(L)の範囲を定めるにあたって既述の(
2)弐で表される各パラメータを用いて該範囲とすれば
上下段別日間は常に高温状態を維持でき金属酸化物の還
元反応を早やかに進行させ得ることがわかった。
The molten powder injected from the upper tuyere becomes difficult to penetrate toward the center of the shaft furnace, and selectively drips only on the furnace wall side, where the temperature is relatively low. For this reason, the reduction of valuable metal oxides in the melt, particularly Cr oxides, does not proceed efficiently. It has been found that when Af/At≧20, reduction can proceed efficiently. On the other hand, regarding the vertical distance (L) between the upper and lower tuyere group levels, the air flow rate of the upper and lower separate ports, the diameter of the tuyere, and the average particle size of the carbon material supplied into the shaft furnace are determined. There is an appropriate (L) range depending on the diameter, and beyond that range,
A low-temperature region is created between the upper and lower tuyeres, and a large amount of the molten powder remains in this low-temperature region, inhibiting the smooth dripping of the molten material. The reduction reaction of valuable metal oxides in the melt becomes delayed. However, in determining the scope of (L), the above (
2) It has been found that if the parameters represented by 2 are set within the range, the high temperature state can be maintained at all times during the upper and lower stages, and the reduction reaction of the metal oxide can proceed quickly.

一方1本発明設備の稼働において、上段羽口前および下
段羽口前で生成する燃焼ガスは2000°Cを上まわる
高温であり、そのガスの顕熱はきわめて大である。上段
羽口から吹込んだ粉状副生物質の溶解ならびにその酸化
物の還元反応に、燃焼ガスの顕熱の一部が消費されるも
のの、その消費量は燃焼ガスが有する顕熱量に比べて小
さい。したがって、シャフト炉の熱効率を向上させるた
めには燃焼ガスの顕熱をを効に回収する必要がある。上
段羽口や下段羽口から吹込まれる高温酸素富化空気によ
って燃焼する炭材は、シャフト炉炉頂部から炉下部へ降
下する過程で燃焼ガスにより予め加熱され、その分燃焼
ガスの顕熱回収ができるが。
On the other hand, in operation of the equipment of the present invention, the combustion gas generated in front of the upper tuyere and in front of the lower tuyere has a high temperature of over 2000°C, and the sensible heat of the gas is extremely large. Although some of the sensible heat of the combustion gas is consumed in the dissolution of the powdery byproducts injected from the upper tuyere and the reduction reaction of its oxides, the amount consumed is less than the amount of sensible heat possessed by the combustion gas. small. Therefore, in order to improve the thermal efficiency of the shaft furnace, it is necessary to effectively recover the sensible heat of the combustion gas. The carbonaceous material that is combusted by the high-temperature oxygen-enriched air that is blown in from the upper and lower tuyeres is preheated by the combustion gas as it descends from the top of the shaft furnace to the bottom of the furnace, and the sensible heat of the combustion gas is recovered accordingly. Although it is possible.

炭材の加熱のみでは燃焼ガスの顕熱回収は不十分である
。シャフト炉炉頂部より炭材とともに転炉スラグ、鋼屑
9合金鉄等を装入すれば、燃焼ガスの顕熱回収が図れる
と共にこれら転炉スラグ、鋼屑ならびに合金鉄は炉内を
降下するに従って高温となり溶解し、且つ転炉スラグは
溶解して炭材層内を滴下する過程で同スラグ中のCr 
+ F e等の有価金属酸化物は還元される。還元回収
された有価金属類は、鋼屑や合金鉄の溶融物とともに、
炉下部へ滴下し、炉底部にフェロメタル溶湯として溜ま
り、出湯口2からフェロメタル溶湯として回収すること
ができる。また、また転炉スラグ、ダスト、スラッジ中
のCab、SiO□等を主成分とする溶融スラグは出滓
口3から炉外へ排出される。
Heating the carbonaceous material alone is insufficient to recover sensible heat from the combustion gas. By charging converter slag, steel scraps, ferroalloys, etc. from the top of the shaft furnace furnace together with carbonaceous materials, sensible heat recovery from the combustion gas can be achieved, and these converter slags, steel scraps, and ferroalloys will be released as they descend through the furnace. The converter slag becomes high temperature and melts, and in the process of melting and dripping into the carbonaceous layer, Cr in the slag is removed.
+ Valuable metal oxides such as Fe are reduced. The valuable metals that have been reduced and recovered, along with steel scrap and molten ferroalloy, are
It drips into the lower part of the furnace, collects as molten ferrometal at the bottom of the furnace, and can be recovered as molten ferrometal from the tapping port 2. In addition, converter slag, dust, and molten slag mainly composed of Cab, SiO□, etc. in the sludge are discharged from the slag outlet 3 to the outside of the furnace.

このようにして、塊状の転炉スラグも本発明設備におい
て塊状のまま処理対象物として使用することができ、炭
材の燃焼によって発生する燃焼ガスの顕熱がこの塊状ス
ラグ並びにフェロメタル溶湯を得るための鉄源などの溶
解熱に有効に利用できるが、シャフト炉の中腹上部に設
けた廃ガス取出口8より炉内ガスを強制的に炉外に取り
出すことによって、 COを約30%以上含有し且つ高
温を維持したCOガスリッチの高温ガスを得ることがで
きる。すなわち、炉頂部からではなく炉中腹部上部より
炉内ガスを強制吸引することによってCOの酸化反応が
ほとんど進行しないままの高温ガスを取り出すことがで
きる。このガスは鉄溶鉱炉やキュポラの廃ガスに比べて
燃料ガスとしての有用性が高く、約1000kca l
/Nm3の発熱量を有している。本発明設備では、この
廃ガスを既に説明したように乾燥炉12.熱交換器43
.熱風発生炉13での熱源ガスに利用することによって
、設備全体として熱とCOガスの完全有効利用を図りな
がらステンレス鋼製造時に発生する取り扱い難い各種の
副生物からの有価金属の回収を合理的に行なえるように
構成したものである。
In this way, the lumpy converter slag can also be used as a treatment target in the equipment of the present invention, and the sensible heat of the combustion gas generated by the combustion of the carbonaceous material can be used to obtain the lumpy slag and ferrometal molten metal. However, by forcibly extracting the furnace gas from the exhaust gas outlet 8 installed at the upper part of the shaft furnace, the CO content can be effectively used as melting heat for iron sources, etc. CO gas-rich high-temperature gas that maintains a high temperature can be obtained. That is, by forcibly suctioning the gas in the furnace from the upper part of the middle part of the furnace instead of from the top of the furnace, it is possible to take out high-temperature gas in which the oxidation reaction of CO has hardly progressed. This gas is more useful as a fuel gas than the waste gas from iron blast furnaces and cupolas, and has a production capacity of approximately 1000 kcal.
/Nm3. In the equipment of the present invention, this waste gas is transferred to the drying oven 12 as described above. heat exchanger 43
.. By using it as a heat source gas in the hot air generating furnace 13, it is possible to rationally recover valuable metals from various difficult-to-handle by-products generated during stainless steel manufacturing while making full effective use of heat and CO gas in the entire facility. It is configured so that it can be carried out.

以上説明したように1本発明によると、形状不定の且つ
場合によっては水分を多量に含むステンレス鋼製造時の
あらゆる副生物を処理対象としてこれから電力を消費す
ることなく有価金属がフェロメタル溶湯として回収する
ことができ、ステンレス鋼の本来の精錬設備に本設備を
付帯設置することによって9本設備で回収されたフェロ
メタル溶湯をステンレス鋼精錬のための粗溶湯として再
利用ができることになる。特に転炉スラグは塊状物は塊
状物のまま、また粉状物は粉状物として。
As explained above, according to the present invention, valuable metals can be recovered as ferrometal molten metal without consuming electricity by treating all by-products from stainless steel manufacturing that have an indefinite shape and, in some cases, contain a large amount of water. By installing this equipment as an accessory to the original stainless steel refining equipment, the ferrometal molten metal recovered by the nine equipment can be reused as crude molten metal for stainless steel refining. In particular, in the case of converter slag, lumps remain as lumps, and powders remain as powder.

発生形態のまま本発明設備に装入することができるので
、スラグの二次処理を特に必要としない点で非常に使い
易い設備となる。そして1本発明設備はそれのみで熱的
にも廃ガス有効利用の点でも完結したサイクルを有して
おり、炉内に装入される炭材は、酸化物の還元反応はも
とよりその燃焼によって生じた熱並びにガス成分の有効
利用によってあますことなく有価金属の回収に利用され
るので非常に効率の良い設備であり、既述の目的が効果
的に達成されたものである。
Since the slag can be charged into the equipment of the present invention in its generated form, the equipment is very easy to use in that no special secondary treatment of the slag is required. 1. The equipment of the present invention has a complete cycle in terms of thermal efficiency and effective utilization of waste gas, and the carbon material charged into the furnace undergoes not only the reduction reaction of oxides but also its combustion. The generated heat and gas components are effectively used to recover valuable metals, so it is a very efficient facility, and the above-mentioned objectives have been effectively achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明設備の全体の機器配置を系統的に示した
略断面図である。 1・・シャフト炉本体、  2・・出湯口。 3・・出滓口、  4・・下段羽口群、  5・・上段
羽口群、  6・・炉頂部の材料装入口。 7・・装入パケット、  8・・廃ガス取出口。 10・・廃ガス送風機、  11・・除塵機、12・・
粉状副生物質の乾燥炉、13・・熱風発生炉。 14・・乾燥炉のバーナー、  21・・羽口用送風機
。 22・・高温酸素富化空気の送気管路。 23・・除ン!器、25・・熱風発生炉のバーナー。 30・・羽口のノズル口、31・・上段羽口の風函部、
33・・粉体供給管、34・・第一ホッパー935・・
定流量調整弁、36・・開閉弁、38・・第二ホッパー
、39・・圧力調整弁、43  ・・熱交換器。
FIG. 1 is a schematic sectional view systematically showing the overall equipment arrangement of the equipment of the present invention. 1. Shaft furnace body, 2. Tap spout. 3. Slag outlet, 4. Lower tuyere group, 5. Upper tuyere group, 6. Material charging inlet at the top of the furnace. 7.Charging packet, 8..Waste gas outlet. 10...Waste gas blower, 11...Dust remover, 12...
Drying furnace for powdered by-products, 13.Hot air generating furnace. 14. Burner of drying oven, 21. Blower for tuyere. 22...High-temperature oxygen-enriched air supply pipe line. 23...excluded! 25. Burner of hot air generator. 30...Nozzle opening of tuyere, 31... Wind box part of upper tuyere,
33... Powder supply pipe, 34... First hopper 935...
Constant flow rate regulating valve, 36... Opening/closing valve, 38... Second hopper, 39... Pressure regulating valve, 43... Heat exchanger.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)炉頂部に材料装入口、炉底部に出湯口および出滓
口を有するシャフト炉であって、前記材料装入口より下
位の炉上部に廃ガス取出口を有し、且つ同高レベル位置
に配置された複数個の羽口からなる上段羽口群と、この
上段羽口群より下方の位置において同高レベル位置に配
置された複数個の羽口からなる下段羽口群とを前記出滓
口よりも上位の炉腹下部に設置してなるシャフト炉本体
と、該廃ガス取出口より炉内ガスを吸引してこれを高圧
ガスとして吐出する廃ガス送風機と、 該廃ガス送風機で得られる高圧ガスを熱源の一部または
全部として含水粉状物質を乾燥する粉体乾燥炉と、 該廃ガス送風機で得られる高圧ガスを熱源の一部または
全部とした熱風発生炉と、 該熱風発生炉で昇温した酸素富化空気を前記の上段羽口
群および下段羽口群に送気するようにした酸素富化空気
の送気管路と、 上段羽口群に送気される高温の酸素富化空気に前記粉体
乾燥炉で得られた乾燥粉体を供給する粉体供給設備と、
からなり、 ステンレス鋼製造時の副生物のうち粉状のものは前記の
上段羽口群より酸素富化空気と共に、そして塊状のもの
は前記シャフト炉の材料装入口より少なくとも鋼屑およ
び炭材と共に炉内に供給するようにした、ステンレス鋼
製造時の副生物から有価金属を回収する設備。
(1) A shaft furnace that has a material charging port at the top of the furnace, a tap hole and a slag tap at the bottom of the furnace, and has a waste gas outlet at the top of the furnace below the material charging port, and is located at the same level. An upper tuyere group consisting of a plurality of tuyeres arranged at the upper tuyere group, and a lower tuyere group consisting of a plurality of tuyeres arranged at the same level at a position below the upper tuyere group. A shaft furnace body installed in the lower part of the furnace belly above the tailings outlet, a waste gas blower that sucks in-furnace gas from the waste gas outlet and discharges it as high-pressure gas, and a a powder drying furnace that dries a water-containing powder material using a part or all of the heat source as a part or all of the high-pressure gas obtained by the waste gas blower; An oxygen-enriched air supply pipe for supplying oxygen-enriched air heated in the furnace to the upper tuyere group and the lower tuyere group; and high-temperature oxygen supplied to the upper tuyere group. Powder supply equipment that supplies the dry powder obtained in the powder drying furnace to enriched air;
Among the by-products during stainless steel manufacturing, powder-like by-products are collected from the upper tuyere group together with oxygen-enriched air, and lump-like products are collected from the material charging port of the shaft furnace together with at least steel scraps and carbonaceous material. Equipment that recovers valuable metals from by-products during stainless steel manufacturing, which are supplied to the furnace.
(2)上段羽口がノズル口の背後に風函部を有した構造
を有し、 前記の粉体供給設備が、該上段羽口の風函部に連通した
粉体供給管と、この粉体供給管に連通した閉鎖容器から
なる第一ホッパーと、この第一ホッパーに、開閉弁介装
の連通管を介して接続された第二ホッパーとからなる、 特許請求の範囲第1項記載のステンレス鋼製造時の副生
物から有価金属を回収する設備。
(2) The upper tuyere has a structure with a wind box behind the nozzle opening, and the powder supply equipment includes a powder supply pipe communicating with the wind box of the upper tuyere, and the powder Claim 1, comprising a first hopper consisting of a closed container communicating with a body supply pipe, and a second hopper connected to this first hopper via a communication pipe equipped with an on-off valve. Equipment that recovers valuable metals from by-products during stainless steel manufacturing.
(3)第二ホッパーはその内部粉体に熱を付与するに熱
交換器を具備した大気開放の容器からなり、廃ガス送風
機で得られる高圧ガスをこの熱交換器に通気する構成と
した特許請求の範囲第2項記載のステンレス鋼製造時の
副生物から有価金属を回収する設備。
(3) A patent in which the second hopper consists of a container open to the atmosphere and equipped with a heat exchanger to apply heat to the powder inside, and the high-pressure gas obtained by the waste gas blower is vented to this heat exchanger. A facility for recovering valuable metals from by-products during the production of stainless steel according to claim 2.
(4)上段羽口群と下段羽口群は、下式(1)および(
2)の関係が同時に満足するように設定された特許請求
の範囲第1項記載のステンレス鋼製造時の副生物から有
価金属を回収する設備、 Af/At≧20・・・(1) L≦2×10^−^4/√D_p_c・(V_u/D_
t_u+V_L/D_t_l)・・(2)但し、Afは
上段羽口群レベルと下段羽口群レベルでのシャフト炉の
炉内断面積の平均値(m^2)、Atは上下段各羽口の
ノズル口断面積の総和(m^2)、Lは上段羽口群と下
段羽口群の間の垂直方向の間隔(m)、D_p_cは材
料装入口より装入される炭材の平均粒子径(m)、D_
t_uとD_t_Lは上段羽口と下段羽口のノズル口の
直径(m)、そしてV_uとV_Lは上段羽口と下段羽
口から吹き込む羽口1本当りの高温酸素富化空気の流量
(m^2/min)である。
(4) The upper tuyere group and the lower tuyere group are calculated by the following formula (1) and (
Equipment for recovering valuable metals from by-products during stainless steel manufacturing according to claim 1, which is set so that the relationship 2) is simultaneously satisfied, Af/At≧20...(1) L≦ 2×10^-^4/√D_p_c・(V_u/D_
t_u+V_L/D_t_l)...(2) However, Af is the average value (m^2) of the internal cross-sectional area of the shaft furnace at the level of the upper and lower tuyere groups, and At is the average value (m^2) of the internal cross-sectional area of the shaft furnace at the level of the upper and lower tuyere groups, and At is the average value of the internal cross-sectional area of the shaft furnace at the level of the upper and lower tuyeres The total cross-sectional area of the nozzle opening (m^2), L is the vertical distance between the upper tuyere group and the lower tuyere group (m), and D_p_c is the average particle diameter of the carbon material charged from the material charging port. (m), D_
t_u and D_t_L are the diameters (m) of the nozzle openings of the upper and lower tuyeres, and V_u and V_L are the flow rates of high-temperature oxygen-enriched air per tuyere (m^) blown from the upper and lower tuyeres. 2/min).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006144039A (en) * 2004-11-16 2006-06-08 Daido Steel Co Ltd Method for recovering reduced metal, and metal reduction furnace used therein

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