JPH0726159B2 - 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 - Google Patents

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
なく，しかも，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，スラッジおよび転炉スラグから
有価金属を還元回収する乾燥式製錬設備に関するもので
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，
スラグ上部よりフエ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
だけのフエロシリコン（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，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，ニッケルや
等が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62−2013号公報に
は，酸洗スラッジを脱水乾燥したものとダスト類および
スケール類をバインダーと共に十分混練して圧力成形機
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。

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Proceedings of the 44th Electric Furna
ce Conference,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，粉状のまま精錬炉に
投入して還元精錬する方法も，同じく,Proceedings of
the 44th Electric Furnace Conference,ISS−AIME,Dec
ember 1986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。

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。

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,CaO,SiO₂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，次い
で，そのペレットをキュポラで溶解する方法が同じくPr
oceedings of the 44th Electric Furnace Conference,
ISS−AIME,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。

〔発明の目的〕

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，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エ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
使用できるフエ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。

〔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，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である。

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。

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。

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（m²）， Atは上下段各羽口ノズル口断面積の総和（m²）,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）,Dtu
とDt_Lは上段羽口と下段羽口のノズル口の直径（ｍ），
そしてVu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（m²/min）である。

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エ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。

〔発明の詳述〕

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，例えば特開昭57−198205号公報，特公昭59
−18453号公報，特開昭60−162718号公報，特開昭62−1
67808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。したがって，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。

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
加えると共に炉内装入に必要な予備処理を兼ねた装置の
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。

第１図において,1はシャフト炉本体を示す。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。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が設けてある。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。

このシャフト炉本体１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，合金鉄，炭材，転炉スラグ
などの塊状材料がバケット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，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。

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11に除塵さ
れた炉内ガスが廃ガス送風機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リッチの高温高圧ガス
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，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，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，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，ここで一次乾燥される。一次乾燥という意
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，上段羽口群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12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24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リッ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，該ガスを一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，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，この間接交換方式に代えて，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。

次に，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。

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，シャフト炉の取り巻く送風ヘ
ッダー管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。これにより，送風ヘ
ッダー管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38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38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
が取付けてある。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。

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38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，第一ホッパー34と第
二ホッパー38の間の開閉弁36を閉成したままで，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。一方第
一ホッパー34は，開閉弁36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
よび第一ホッパー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ッパ
ー34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の大気に開放し
て，前段回の湿分を含んだ高圧空気を系外に排出し，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ッパ
ー34と第二ホッパー38を設け且つ第二ホッパー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。

なお，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。

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。

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（３）式に示すような反応で燃焼する。

2C＋O₂＝2CO （３） 燃焼ガスは2000℃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，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。

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）式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，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解するようになる。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羽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
径に応じて適正な（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，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）式で表される各パラメータを用いて該範囲
とすれば上下段羽口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。

一方，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℃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，合金鉄等を装入すれば，燃焼ガ
スの顕熱回数が図れると共にこれから転炉スラグ，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。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，炉底部にフエロメタル溶
湯として溜まり，出湯口２からフエ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CaO,SiO₂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
ラグ並びにフエ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1000kcal/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。

以上説明したように，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
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エ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，本設備で回収されたフエロ
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，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，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。

【図面の簡単な説明】 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……装入バケット,8……廃ガス取出口,10……廃ガ
ス送風器,11……除塵機,12……粉状副生物質の乾燥炉,1
3……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
湿器,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,35……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。

フロントページの続き (72)発明者 小林 芳夫 山口県新南陽市大字富田4976番地 日新製 鋼株式会社周南製鋼所内 (72)発明者 福田 富也 東京都千代田区丸の内３丁目４番１号 日 新製鋼株式会社内 (72)発明者 松永 滋 山口県新南陽市大字富田4976番地 日新製 鋼株式会社周南製鋼所内 (72)発明者 岡田 昌幸 山口県新南陽市大字富田4976番地 日新製 鋼株式会社周南製鋼所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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。
2. 【請求項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。
3. 【請求項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。
4. 【請求項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， 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（m²）,Atは上下段各羽
   口のノズル口断面積の総和（m²）,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）,DtuとDt_Lは上段
   羽口と下段羽口のノズル口の直径（ｍ），そしてVu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（m²/min）である。