JPH01247535A - ステンレス鋼製造時の副生物からの有価金属回収方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、？を力を製錬用エネルギーとして使用するこ
となり、シかも、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、スランジおよび転炉スラグか
ら有価金属を還元回収する方法に関するものである。

〔従来の技術とその問題点］ 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、同クロ
ム酸化物含有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。

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１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
によって該溶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。

一方、上記のスラグの他にも、ステンレス鋼製造過程で
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。

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ｌ−１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、ａ浮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
ている。

また、ダス）［をブリケット状に成形する代わりに、炭
材を内装したペレットを作り、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
ｅｒｅｎｃｅ＋　ＩＳＳ−ＡＩＭＥ　Ｄｅｃｅｍｂｅｒ
、１９８６に報告されている。

さらに、ダスト類を塊成化せずに、粉状のまま製錬炉に
投入して還元製錬する方法も、同じく。

Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　４４ｔｈ　Ｅ
ｌｅｃｔｒｉｃ　Ｆｕｒｎａｃｅ　Ｃｏｎ−ｆｅｒｅｎ
ｃｅ、　ｌ５Ｓ−＾ＩＭＥ、　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製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。

しかし、これら従来提案されたいずれの方法も製錬用エ
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。

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。

例えば、粉状の炭材と、　Ｃａｂ、ＳｉＪ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
溶解する方法が同しく　　Ｐｒｏｃｅｅｄ−ｉｎｇｓ　
ｏｆ　ｔｈｅ　４４ｔｈ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｆｕｒｎ
ａｃｅ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ。

ｌ５ｓ−八ＩＭε、　Ｄｅｃｅｍｂｅｒ　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。

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
ては湿分の多い、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。

本発明者らは、このような問題を解決することを目的と
して、先に特願昭６３−３２３８４号において上下２段
の羽口を備えたシャフト炉と一連の付帯設備からなる有
価金属回収設備を提案し、また昭和６３年３月１８日付
は特許願（朱書）においてこの設備を用いた有利な金属
回収方法を提案した。

（発明の目的〕 本発明は、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、スランジ、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
象とし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一括して収率よ（しか
も熱経済的に回収することを目的としたものであり、特
に先に提案した前記特許出願による方法の一層の改善を
目的としたものである。

〔目的を達成する手段〕

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、ステンレス鋼精錬時に発生する有価金属含有スラグ
を塊状物と粉状物に分別し、ステンレス鋼製造時に副生
ずるダスト、スラッジ、スケールその他の粉状物と前記
のスラグ扮状物とからなる粉状副生物質を収集し、上下
二段に羽口を備えたシャフト炉の炉頂部から前記の塊状
スラグを少なくとも炭材および鋼屑と共に該シャフト炉
内に装填し、上段羽口から高温酸素富化空気を炉内に送
気しながら前記の収集した乾燥粉状副生物質をこの高温
酸素富化空気によって炉内にインジェクションし、そし
て該高温酸素富化空気よりも酸素富化率の低い高温酸素
富化空気または酸素富化しない高温空気を下段羽口から
吹込む操業を行って、シャフト炉の炉底からフェロメタ
ル溶湯を取り出すことを特徴とするステンレス鋼製造時
の副生物からの有価金属回収方法である。

先の該特許出願で提案した設備と方法ではシャフト炉の
上段羽口および下段羽口の両者から酸素富化率の高い高
温酸素富化空気を導入するものであったが、下段羽口か
ら吹込む高温酸素富化空気はその酸素富化率を上段羽口
のそれよりも低くすることができること、場合によって
は、酸素を富化しない高温空気を吹込むだけで良好な操
業成績が得られることが今回明らかにされ、この点にお
いて本発明は該先願の発明と区別される改善点を存する
ものである。

本発明法の実施にあたり、スラグを塊状物と粉状物に分
別するさいに、平均粒径が５１１ＩＩ１以上のものを塊
状物、５ｍ＋ｗ未満のものを粉状物として分別し、５１
１１１以上の塊状物、好ましくは１０ｍｍ以上の塊状物
をシャフト炉の炉頂部から炉内に装入するようにする。

また、上下二段の羽口から炉内に供給する空気源を、シ
ャフト炉から発生する廃ガスを熱源の一部または全部と
して昇温処理することもできる。

本発明においては、ステンレス鋼製造時に不可避的に副
生する有価金属含有副生物質をその形態や発生源を問わ
ずに一括して処理対象とし、これらから、その発生形態
のまま、つまり特別な塊成化処理や特別な選鉱操作など
を行わずに２粒径の大きなものと小さなものに分別して
集荷し、同し処理炉（シャフト炉）にその装入位置を変
えるだけで同時処理を行って各種の有価金属が溶鉄中に
溶解したフェロメタル溶湯を得るものであり、該副生物
中のダストやスラッジは通常は粒径の小さな粒子からな
り、またステンレス鋼製造所の各所で発生するスケール
類も粉状のものが多いので前記の分別操作は実質上スラ
グだけについて行えばよい、このスラグも実際は転炉ス
ラグがメインとなる。集荷した粉状副生物質は特にスラ
ッジを対象とする場合に含水している。本発明では処理
対象シャフト炉の廃ガスを利用してこれの乾燥処理を行
い、シャフト炉への装入操作のトラブルを回避すると同
時に炉況の安定と粉状副生物質中の有価金属酸化物の溶
融還元を効率よく行わせる。

〔発明の詳述〕

以下に図面を参照しながら本発明の内容を具体的に説明
する。

第１図は本発明法を実施するのに好適な設備の全体を示
したものである。第１図において、ｌはシャフト炉本体
を示す。このシャフト炉本体ｌ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よりも上方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。炉頂部本実材料装
入口６となる開口を有しており、この材料装入口６にパ
ケット７によって塊状スラグを含む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膝上
部から強制的に炉外に吸引する。

このような上下二段羽口をもつシャフト炉自身について
は、これと類似の炉が従来より知られており２例えば特
開昭５７−１９８２０５号公報、特公昭５９−１８４５
３号公報、特開昭６０−１６２７１８号公報、特開昭６
２−１６７８０８号公報および特開昭６２−１６７８０
９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。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（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６２−１６７８０
９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。

本発明においては、シャフト炉本体ｌの材料装入口６か
らは、秤量器９によって秤量されつつ鋼屑１合金鉄、炭
材が塊状転炉スラグと共にパケット７によって装填され
、炉の稼働中に下降する材料要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から昇温された酸素富化空気が炉
内に導入され７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：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。なお下段羽口群４からはこのようなインジ
ェクションは行わず。

上段羽口よりも酸素富化率の低い昇温された酸素富化空
気または空気だけが炉内に供給される。

このシャフト炉本体ｌのほかに５次のような付帯設備が
設置される。先ず、前記の中腹上部の廃ガス取出口８か
らＣＯ＋Ｊツ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ｌＯ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１１で除塵された炉内ガスが廃ガス送風機
１０に吸引され、高圧ガスとして吐出される。得られる
Ｃ０ＩＪツチの高圧ガスは、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。このために
、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。

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。このバーナー１４の燃
料の一部または全部として前記廃ガス送風機ｌＯ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１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にホンパー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、スラッジ、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。

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
れる。これによって、送風管路２２には高温高圧の除湿
空気が送気され１分岐管路Ａを通じて上段羽口用の送風
ヘッダー３２八に供給されると共に１分岐管路Ｂを通じ
て上段羽口用の送風ヘッダー３２Ｂに供給される０分岐
管路ＡとＢにはそれぞれ風量調整ダンパー２９八と２９
Ｂが介装されており、これらの調節によって上下段羽口
への送風量（圧）を調整する。また１分岐管路ＡとＢに
は純酸素源から酸素供給管２４Ａと２４Ｂが接続され、
これらの酸素供給管にはそれぞれ制御弁Ｖ、、Ｖ、が介
装されている。この制御弁Ｖａ、Ｖｔを調整することに
よって、上下段羽口への送風空気の酸素富化率を調整す
る。本発明法による場合には、上段羽口への酸素富化率
を高くシ、下段羽口への酸素富化率はこれより低く、場
合によっては酸素富化率を零にした空気だけにする点に
特徴がある。

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ｌＯで得られた高温のＣＯ’Ｊ７チのガス
を利用することができる。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１亥ガ
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、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、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常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ＣＯリッチの廃ガスを利用すればよい。

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ッンするもの
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を有した構造を有している。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
く送風ヘングー管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。

これにより。

送風へ７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。

粉体供給管３３の上端は第一ホツバ−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３５が介
装される。第一ホツバ−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０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、この熱交換器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１ｌｆｆ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Ｉ３のバ
ーナー２５に供給して燃料として再利用できる。

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上
全てが第二ホッパー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
ソバ−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と第二ホンパー３８の間の開閉弁３６を閉成し
たままで。

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。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、第一ホンパー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を通して風函部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
ンパー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ンパー３
４内に重力で流れ込む。所定量の粉状副生物質を第一ホ
ツバ−３４に供給したら開閉弁３６を閉じ、第二ホンパ
ー３８を大気に開放して、前段回の湿分を含んだ高圧空
気を系外に排出し９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。第二ホンパー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より炉内に連続的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１２で行
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ツバ−３４と第二ホッパー３８を
設は且つ第二ホンパー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。

なお９図示の例では下段羽口群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、高温酸素低高化空気ま
たは高温空気の炉内への噴射だけに供される。

以上のようにし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
から鋼屑および炭材（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からイン
ジェクションする操業を行うのであるが、そのさい、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して行なう。

上段羽口群５および下段羽口群４か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
する炭材が次式に示すような反応で燃焼する。

２　　Ｃ＋　Ｏｚ　＝　　２　　ＣＯ 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／！ｌ（赤熱状ａ）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Ｎｉ、Ｃｒ、Ｆｅ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。

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２ｏ００°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熔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有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。

炭材の加熱のみでは燃焼ガスのｇ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、
Ｆｅ等の有価金属酸化物は還元される。そのさい、炉頂
部より装入する転炉スラグは５１未満の粒子であるとダ
ストロスとなって廃ガス取出口８から廃ガス中に移行し
やすくなるので、５ｍｍ以上、好ましくは１０ｍｍ以上
の塊状スラグのものを使用する。還元回収された有価金
属類は、鋼屑や合金鉄の熔融物とともに、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、Ｓ
ｉＯ２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。

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り部より
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１０００ｋｃａｌ／
Ｎｓ’の発熱量を存している。本発明では、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したも
のであり、従来のように電力を消費する方法に比べて非
常に経済的に処理目的が達成できる。

ここで２本発明者らの変型なる試験研究の結果。

上段羽口から吹き込む乾燥粉体の流量に対して高温酸素
富化空気の流量が不足すると、粉体の半溶融状態のまま
羽口近傍に滞留し、粉体の安定吹込みが不能になる事、
ならびに、上段羽口から吹き込む高温酸素富化空気の酸
素富化率が高いほど。

粉体の流量に対する高温酸素富化空気のｍｌを低減でき
る事が知見できた。すなわち、乾燥粉体の流量と高温酸
素富化空気の流量に応じて上段羽口から吹き込む高温酸
素富化空気の酸素富化率を設定すれば、粉体の安定吹込
みは可能であることが判った。ただし酸素富化率を増大
するほど粉体吹込み量当り高温酸素富化空気の流量を低
減でき。

設備はコンパクトなものにすることができるが。

その反面、酸素の使用量が増大し、かつ、上述したよう
に熱効率が低下するため、上段羽口から吹き込む高温酸
素富化空気の酸素富化率は１０％以下が望ましい。ここ
で酸素富化率とは次式で示され一方、下段羽口から吹き
込む高温酸素富化空気の酸素富化率については以下の知
見を得た。すなわち、第２図に示すように、下段羽口か
ら吹き込む高温酸素富化空気の酸素富化率に対する下段
羽口から吹き込む高温酸素富化空気の酸素富化率の比を
１から０．１まで下げ、酸素の使用量をその分低減して
も、粉体に含まれる有価金属酸化物の中で最も還元しに
くいＣｒ酸化物の還元回収率はほとんど低下しない事が
判明した。

したがって、有価金属酸化物の還元回収率を低下させず
且つ酸素の使用量を低減するためには。

上段羽口から吹き込む高温酸素富化空気の酸素富化率は
乾燥粉体の流量と高温酸素富化空気の流量に応じて設定
し、その設定値よりも低い値（設定値の１／１０以上、
設定値未満の範囲）に下段羽口から吹き込む高温酸素富
化空気の酸素富化率を管理するばよい。

また一方、第３図に示すように、下段羽口から吹き込む
高温空気には酸素富化をおこなわずにその分酸素の使用
量を低減しても、粉体に含まれる有価金属酸化物の中で
最も還元しにくいＣ「酸化物の還元回収率は、酸素富化
率が上段羽口から吹き込む高温酸素富化空気の酸素富化
率と等しい高温酸素富化空気を下段羽口から吹き込んだ
場合と比べて、はとんど低下しない事が判明した。

したがって、有価金属酸化物の還元回収率を低下させず
且つ酸素の使用量を低減するためには。

上段羽口から吹き込む高温酸素富化空気の酸素富化率は
乾燥粉体の流量と高温酸素富化空気の流量に応じて設定
し、一方、下段羽口から吹き込む高温空気には酸素富化
を行わない方法を採用すればよい。

次に９本発明の実施例をあげる。

〔実施例１〕 第１図に示したような炉内径が０．６ｍφであって、下
部に２本の上段羽口と２本の下段羽口を取り付けたシャ
フト炉１へ、第１表に示したようなダスト、スラッジお
よび転炉スラグを供給して。

以下のように有価金属を回収した。なお、第１表中の転
炉スラグ扮は、転炉スラグを冷却後、塊状に破砕する際
に生じた一５Ｉｌｌｌの転炉スラグを−２１１−粒度ま
で再粉砕して得たものである。

送風機２Ｉで０．８ｋｇｆ／ｃ＋＋”に昇圧した流１４
．７Ｎｍ３／ｓｉｎの空気を除湿装置２３を通過させて
、湿分５　ｇ／Ｎｍ３にした後、ステンレス鋼管を伝熱
管とした熱風発生炉１３で加熱して、温度６００℃の高
温空気を得た。

これを分岐管路Ａと分岐管路Ｂにそれぞれ２．３Ｎｍ’
／＠ｔｎと２．４Ｎｍ’／ｗｉｎに分配した後、酸素供
給管２４＾よび酸素供給管２４Ｂからぞれ純酸素を０．
２Ｎｍ３７ｗｉｎおよび０．１Ｎｍ’／＋ｗｉｎ添加し
て、酸素富化率を上段羽口系；６．３％、下段羽口系；
３．２％とした。

酸洗スラッジ、転炉ダスト、電気炉ダストおよび転炉ス
ラグは、第２表に示した供給量（ドライベース）で、そ
れぞれ加熱乾燥炉１２に供給して粉体の水分が３％にな
るまで乾燥した。その後、ホッパー３８内で、水分０．
５％になるまで粉体を乾燥した後、その粉体をホッパー
３４に供給した。ホッパー３４からは、粉体を６０ｋｇ
／Ｈの流量で切り出して上段羽口からシャフト炉へ吹き
込んだ、シャフト炉炉頂からは、第３表に示すような配
合条件の炭材９合金鉄３ｗ４屑、転炉スラグを装入した
。

シャフト炉廃ガスは、毎分６．５Ｎｍ”発生し、その発
熱量は１０５０ｋｃａｌ／Ｎｗ３であった。廃ガスは熱
風発生炉１３へ２．３Ｎｍ’／ｗｉｎ供給し、そして、
加熱乾燥炉１２とホッパー３８へは合計０．７Ｎｍ３７
ｓｉｎ供給した。

酸洗スラッジ、転炉ダス＋−，ｉｔ電気炉ダストよび転
炉スラグからの有価金属の回収率は、Ｆｅ；９９．３％
、Ｎｉ；９９．５％、Ｃｒ；９７．５％、Ｍｎ；９７．
２％であった。

〔比較例１〕 上段羽口群５および下段羽口群４に酸素富化率６．３％
の高温酸素富化空気をそれぞれ等流量で２．５Ｎｍ３／
ｓｉｎ供給した以外は、実質的に実施例１と同一条件で
、酸洗スランジ、転炉ダスト、電気炉ダストおよび転炉
スラグからの有価金属の回収を行った０発熱量が１０８
０ｋｃａｌ／Ｎｍ’のシャフト炉廃ガスが毎分６．８Ｎ
＋ｍ３発生した。同座ガスを熱風発生炉１３へ２．３Ｎ
＋＊”／ｍｉｎ＋　加熱乾燥炉１２とホッパー３８へは
合計０．６Ｎ＋ｗ３／＋ｍｉｎ供給した。

本例では実施例１よりも酸素を１時間当り４．７Ｎｍ”
多量に使用したことになった。有価金属の回収率は、Ｆ
ｅ；９９．５％、Ｎ１Ｈ９９，５％、　　Ｃｒ；９７．
８％、Ｍｎ；９７．４％であり、実施例１と大差なかっ
た。

（比較例２］ 上段羽口群５および下段羽口群４に酸素富化率１．０％
の高温酸素富化空気をそれぞれ２．５Ｎｍｆｆ／＋ｗｉ
ｎ供給して、第２表に示した供給量（ドライベース）で
水分０．５％以下の粉体を上段羽口から吹き込んだ以外
は実施例１と実質上同じ条件で操業した。

この場合には、上段羽口前で粉体の溶融不良が発生し、
粉体の安定吹込が不能となった。

〔実施例２〕 上段羽口群５および下段羽口群４にそれぞれ２．３Ｎｍ
’／ｗｉｎおよび２．５Ｎｍ’／ｗｉｎの高温空気を分
配し。

上段羽口群５のみに純酸素を０．２Ｎｍ３／＋ｉｉｎ添
加して酸素富化率を６．３％とした。下段羽口系には酸
素富化は実施しなかった。

酸洗メランジ。転炉ダスト、電気炉ダストおよび転炉ス
ラグからの有価金属の回収率は、Ｆｅ；９９．３％、　
　Ｎ　ｉ　；　９９．５％、Ｃｒ；９７．５％、Ｍｎ；
９７．２％であった。

〔比較例３〕 上段羽口群５および下段羽口群４に酸素富化率６．３％
の高温酸素富化空気をそれぞれ２．５Ｎｅ＋’／ｓｉｎ
供給した以外は、実質的に実施例２と同一条件で酸洗ス
ラッジ、転炉ダスト、電気炉ダストおよび転炉スラグか
らの有価金属の回収を行った０発熱量が１０８０ｋｃａ
ｌ／Ｎｍ’のシ＋７ト炉廃ガス毎分６．６Ｎｍ３発生し
た。該廃ガスを熱風発生炉１３へ２．２Ｎｍ’／ｓ＋ｉ
ｎ。

加熱乾燥炉１２とホッパー３８へは合計０．６Ｎｍ’／
ｗｉｎ供給した。

その場合には実施例２よりも酸素を１時間当り６　Ｎ＋
ｍ’多量に使用したことになった。有価金属の回収率は
、　　Ｆ　ｅ　；　９９．７％、Ｎｉ１９９．８％、　
　Ｃｒ；９７．８％、Ｍｎ；９７．４％であり、実施例
２と大差なかった。

〔比較例４〕 上段羽口群５および下段羽口群４に酸素富化しない温度
６００℃の高温空気をそれぞれ２．５Ｎｍ’／ｓｉｎ供
給して、第２表に示した供給量（ドライベース）で水分
０．５％以下の粉体を上段羽口から吹き込んだ以外は実
施例２と同様の操業を行った。この場合には上段羽口前
で粉体の溶融不良が発生し、粉体の安定吹込が不能とな
った。

以上のように本発明によると、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各種副生
物を処理対象としてこれから電力を消費することな（有
価金属がフェロメタル溶湯として純酸素使用量を低減し
ながら回収することができ１本発明法で回収されたフェ
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。特に転炉スラグは塊状物は塊状物のま
ま、また各種の粉状物は粉状の発生形態のまま処理対象
とすることが出来ると共に廃ガスを処理のために有効に
利用できるので非常に経済的且つ操業性よく有価金属の
回収が達成され、その回収率も純酸素使用量が少ないに
もかかわらず非常に高い。したがって、既述の目的が効
果的に達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明法を実施するのに好適な設備の機器配置
を略断面で示した系統図である。第２図は上下段羽口か
ら吹込む高温酸素富化空気の酸素富化率の比とＣｒの還
元回収率の関係を示したものである。第３図は下段羽口
から吹込む高温高気の酸素富化の有無とＣ「還元回収率
との関係を示した図である。 ■・・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・・装入バケット、　　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
１２２・・高温空気の送気管路、２３・・除湿器。 ２４・・酸素供給管路、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・・第一ホツバ−１３
５・・定流！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。 第２図 ０　　（＋、＋　　０．２　０．３　０．４　０．５　
０．６　　（１，７＋１．８　０．９　　＋、０　１．
１　１．２第３図 Ｃｒの還元回収率（％）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ステンレス鋼精錬時に発生する有価金属含有スラ
   グを塊状物と粉状物に分別し、ステンレス鋼製造時に副
   生するダスト、スラッジ、スケールその他の粉状物と前
   記のスラグ粉状物とからなる粉状副生物質を収集し、上
   下二段に羽口を備えたシャフト炉の炉頂部から前記の塊
   状スラグを少なくとも炭材および鋼屑と共に該シャフト
   炉内に装填し、上段羽口から高温酸素富化空気を炉内に
   送気しながら前記の収集した乾燥粉状副生物質をこの高
   温酸素富化空気によって炉内にインジェクションし、そ
   して該高温酸素富化空気よりも酸素富化率の低い高温酸
   素富化空気を下段羽口から吹込む操業を行って、シャフ
   ト炉の炉底からフェロメタル溶湯を取り出すことを特徴
   とするステンレス鋼製造時の副生物からの有価金属回収
   方法。
2. （２）ステンレス鋼精錬時に発生する有価金属含有スラ
   グを塊状物と粉状物に分別し、ステンレス鋼製造時に副
   生するダスト、スラッジ、スケールその他の粉状物と前
   記のスラグ粉状物とからなる粉状副生物質を収集し、上
   下二段に羽口を備えたシャフト炉の炉頂部から前記の塊
   状スラグを少なくとも炭材および鋼屑と共に該シャフト
   炉内に装填し、上段羽口から高温酸素富化空気を炉内に
   送気しながら前記の収集した乾燥粉状副生物質をこの高
   温酸素富化空気によって炉内にインジェクションし、そ
   して酸素富化しない高温空気を下段羽口から吹込む操業
   を行って、シャフト炉の炉底からフェロメタル溶湯を取
   り出すことを特徴とするステンレス鋼製造時の副生物か
   らの有価金属回収方法。