JPH09209047A - ステンレス鋼製造工程廃棄物の再利用方法 - Google Patents

ステンレス鋼製造工程廃棄物の再利用方法

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JPH09209047A
JPH09209047A JP4430896A JP4430896A JPH09209047A JP H09209047 A JPH09209047 A JP H09209047A JP 4430896 A JP4430896 A JP 4430896A JP 4430896 A JP4430896 A JP 4430896A JP H09209047 A JPH09209047 A JP H09209047A
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JP
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chromium
waste
pellet
zinc
stainless steel
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JP4430896A
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Itaru Isomoto
格 礒本
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HIROSHIMA GAS KAIHATSU KK
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HIROSHIMA GAS KAIHATSU KK
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    • 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

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  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 環境汚染問題を解消し、与えられた資源・エ
ネルギを最大限に活用する、経済性にも優れたステンレ
ス鋼製造工程廃棄物の再利用方法を提供する。 【解決手段】 ステンレス鋼製造工程で生じた含クロム
廃棄物Wに適当量のクロム鉱石Oを配合した含クロム配
合物MとコークスCとを造粒してペレットPを製造する
造粒工程1、そのペレットPをロータリハーネス炉20
の炉床21に静置して、燃焼ガスにより加熱し、ペレツ
トPの崩壊・粉化を最小限にして、含クロム鉄ペレツト
N1を製造する還元工程2、その還元工程2の排ガスF
1の持つ顕熱を水蒸気Sとして回収する廃熱回収工程
3、及び還元工程2で発生し、廃熱回収工程3の排ガス
F2に同伴された含亜鉛ダストZを分離捕集し、回収す
る含亜鉛ダスト回収工程4からなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】 本発明はステンレス鋼製造
工程で発生する製鋼ダスト・スケール等の廃棄物を再利
用して含クロム鉄ペレツト又は含クロム銑鉄を製造す
る、ステンレス鋼製造工程廃棄物の再利用方法に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】 ステンレス鋼製造工程で発生する微細
粒子よりなる製鋼ダスト・スケール等の廃棄物には、亜
鉛等重金属、6価クロム化合物等の有害物が含まれてお
り、そのまま廃棄することは出来ず、その処理に苦慮し
ているのが実状である。
【0003】これら廃棄物をコークスと混合、造粒した
ペレツトをロータリキルンにより直接還元して含クロム
鉄ペレツトを製造しようとする試みがあるが、ペレツト
がロータリキルン内で転動し、加熱され、反応する間
に、摩擦・衝撃等により崩壊・粉化し、製品収率が低下
すること、ペレツト粉化物の耐火物への溶着等その他に
よるトラブルが多発すること、集塵機で捕集される多量
の煙道ダストには加熱中に気化する亜鉛が含まれ、廃棄
することが出来ないこと等の問題点がある。
【0004】また、上記含クロム鉄ペレツトを原料とし
て、ステンレス鋼を製造するために、クロム分が不足す
る含クロム鉄ペレツトにクロム鉱石を加えて、電気炉で
還元し、含クロム銑鉄を製造しようとすると、多大の電
力を消費し、経済的に成立しないと言う問題点がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】 解決しようとする課
題は、上記従来のステンレス鋼製造工程で発生する製鋼
ダストその他の廃棄物は、亜鉛・6価クロム化合物等有
害物が含まれ、その処理に苦慮していること、ロータリ
ーキルンにより直接還元して、含クロム鉄ペレツトとし
て再利用しようとする試みも製品収率が低い、有害ダス
トが多量に発生する、含クロム鉄ペレツトにクロム鉱石
を加えて、電気炉で還元し、含クロム銑鉄を製造しよう
とすると、多大の電力を消費し、経済的に成立しない等
実用化に難があることであって、
【0006】本発明は上記問題を解決した、ステンレス
鋼製造工程で発生する含クロム廃棄物から含クロム鉄ペ
レツト又は含クロム銑鉄として回収すると共に、亜鉛含
有率が高く、商品価値の高い含亜鉛ダストを回収するこ
とにより、環境汚染問題を解消し、与えられた資源・エ
ネルギを最大限に活用することが出来る、経済性にも優
れたステンレス鋼製造工程廃棄物の再利用方法を提供す
るものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】 第1の発明は、図1乃
至図4に示す如く、ステンレス鋼製造工程で生じた含ク
ロム廃棄物Wに適当量のクロム鉱石Oを配合した含クロ
ム配合物MとコークスCとを必要ならばバインダーと共
に水Hを媒体として造粒してペレットPを製造する造粒
工程1、そのペレットPをロータリハーネス炉20の水
平面内に回転する炉床21に静置して、燃焼ガスにより
加熱し、コークスCによる還元反応を生起させることに
より、ペレツトPの崩壊・粉化を最小限にして、含クロ
ム鉄ペレツトN1を製造する還元工程2、その還元工程
2の排ガスF1の持つ顕熱を水蒸気Sとして回収する廃
熱回収工程3、及び還元工程2で発生し、廃熱回収工程
3の排ガスF2に同伴された含亜鉛ダストZを分離捕集
し、回収する含亜鉛ダスト回収工程4からなり、亜鉛・
6価クロム化合物等有害物による公害汚染の問題が解消
され、含クロム銑鉄又はステンレス鋼の原料である良質
の含クロム鉄ペレツトN1が得られると共に、亜鉛含有
率が高く、商品価値が高い含亜鉛ダストZが得られる。
【0008】第2の発明は、第1の発明で得られた高温
の含クロム鉄ペレツトN1を直接電気炉に供給し、溶融
することにより、含クロム銑鉄N2を製造する電気炉溶
融工程5を付加したものであって、冷却・貯蔵・輸送・
再溶融に伴う諸コストが低減される。
【0009】
【発明の実施の形態】 本発明の実施の形態例につい
て、図1乃至図4により説明すると、1は含クロム配合
物MとコークスCとを水Hを媒体として造粒してペレッ
トPを製造する造粒工程であって、含クロム配合物Mと
しては、ステンレス鋼製造工程で生じた含クロム廃棄物
Wに必要に応じて適当量のクロム鉱石Oが配合されたも
のが使用される。
【0010】2は上記ペレツトPを還元して、含クロム
鉄ペレツトN1を製造する還元工程であって、ロータリ
ハーネス炉20の水平面内に回転する円環状の炉床21
に静置されたペレットPが燃焼ガスにより約1,100
℃に加熱され、各ペレットP内ではコークスCによる還
元反応が生起し、鉄・ニッケル・クロムその他の金属酸
化物が還元され、含クロム鉄ペレツトN1に変換され
る。なお、ペレツトPは炉床21上に2,3層静置され
た状態で、炉床21と共に移動するため、崩壊・粉化は
最小限に抑制される。また、ペレットPに含まれる亜鉛
は気化し、酸化され、ガスF1に同伴されて、次工程に
送られる。
【0011】3は還元工程2の排ガスF1の持つ顕熱を
水蒸気として回収する廃熱回収工程であり、発生したス
チームSは工場内の各種装置を駆動する電力として、自
家消費される。4は上記還元工程2で発生し、廃熱回収
工程3の排ガスF2に同伴された含亜鉛ダストZを分離
捕集し、回収する含亜鉛ダスト回収工程である。
【0012】6は上記還元工程2で得られた高温の含ク
ロム鉄ペレツトN1を直接電気炉に供給し、溶融するこ
とにより、含クロム銑鉄N2を製造する電気炉溶融工
程、7はその電気炉溶融工程6で得られた、溶融した含
クロム銑鉄N2を直接製鋼用電気炉に供給し、精錬する
ことにより、ステンレス鋼N3を製造するステンレス鋼
製鋼工程である。
【0013】次に各工程において使用される装置につい
て説明すると、10は円盤形造粒機であって、後述する
乾燥工程5で乾燥された微粉状の含クロム配合物Mと微
粉砕されたコークスCとの混合物が供給されると共に、
媒体として必要ならばバインダーと共に水Hが供給さ
れ、含クロム配合物MとコークスCとの混合物が傾斜し
た回転円盤上を転動する間に水Hを媒体にしていわゆる
雪だるま式に成長し、10ミリ台のペレツトPとなる。
なお、12,13,14はそれぞれコークスホッパー、
ベルトコンベア、スクリュー式ミキシングコンベア、1
5,16はそれぞれ造粒機10で製造されたペレットP
を順次ロータリハース炉20に送るフレキシブルコンベ
ア、ベルトコンベアである。
【0014】22は前記炉床21と共にロータリハース
炉20の炉体を形成する固定炉壁であって、内外の側壁
及び天井壁よりなる。23,24はそれぞれ固定炉壁2
2に複数基設けた、オイル等の燃料Fを燃焼するバー
ナ、燃焼用の空気Aを送込むブロワ、25は炉床21を
回転させるギア式動力伝達機構、26は回転する炉床2
1を支え、環状軌条27上を転動する車輪、28は炉床
21と固定壁22との間をシールする水シール機構、そ
の他2Aは炉床21へペレツトPを投入する投入口、2
Bは含クロム鉄ペレツトN1を炉外に取出すスクリュー
コンベアである。30はロータリハース炉21からの排
ガスF1の持つ顕熱を水蒸気Sとして回収する廃熱回収
ボイラ、40はバグフィルタ等の集塵機であって、廃熱
回収ボイラ30からの排ガスF2に同伴された含亜鉛ダ
ストZを分離捕集し、回収するものである。なお、41
は排ガスファンである。
【0015】その他、5は含クロム廃棄物W単独又はク
ロム鉱石Oとの混合物を乾燥する乾燥工程であって、装
置として、ロータリハース炉20からの排ガスF1の一
部に風量・温度調整用の空気Aを混合したものを熱ガス
とする気流乾燥方式等の乾燥機50、上記各種被乾燥物
を貯蔵し、切出すサージビン51、そのサージビン51
から切出される被乾燥物と乾燥機50で乾燥された乾燥
粉の一部とを混合し、水分を調整するパドルミキサ5
2、そのパドルミキサ52から乾燥機50への供給物を
解砕する解砕機53、乾燥機50からガスF3に同伴し
て排出される乾燥粉を粗分離するサイクロン54、未分
離のダストを捕集するバグフィルタ55、排ガスファン
56等が用いられる。なお、上記乾燥粉とバグフィルタ
55で捕集されたダストとが含クロム配合物Mとして造
粒機10に供給されることになる。
【0016】特徴とする作用について説明すると、還元
工程2においては、ペレツトPは炉床21上に2,3層
静置された状態で、ロータリハーネス炉20の炉床21
と共に移動するため、供給、排出時以外は摩擦・衝撃を
受けず、崩壊・粉化は最小限に抑制され、ロータリキル
ン方式に比較し、収率(金属化率)が極めて高く、90
%以上になり、しかも添加されたクロム鉱石も還元され
ていて、そのまま電気炉で溶解・精錬すれば、所望の組
成の良質のステンレス鋼が得られると共に、電気炉の負
担が大幅に低減され、全体として電力原単位が著しく低
減される。
【0017】しかも、上述のようにペレットPの崩壊・
粉化が少ないため、微粉の炉壁への溶着等のトラブルも
なく、ロータリハーネス炉20からの排ガスF1に同伴
され、廃熱回収ボイラ30を経て、集塵機40で捕集、
回収される含亜鉛ダストZは亜鉛の含有率が高く、商品
価値が高く、しかも廃棄物処理費が不要となるため、両
者によって得られる利益は極めて大きい。
【0018】また、ロータリハーネス炉20は、ペレッ
トPが燃焼ガスと共に炉壁よりの輻射熱を受けて加熱さ
れるため、還元反応完了までの時間が10〜20分とロ
ータリキルンのそれに比較して極めて短く、従って炉内
を空にするために必要な時間も短く、例えば普通鋼ダス
トを処理したい場合、短時間で普通鋼ダストに切替える
ことが出来、反対に短時間でまた元に戻すことも出来、
装置の多元的利用も可能である。なお、ロータリハーネ
ス炉20からの排ガスF1の顕熱は廃熱回収工程3にお
けるスチームSの発生及び乾燥工程5におけける原料廃
棄物M等の乾燥に有効に利用される。
【0019】第2の発明に示すように、電気炉溶融工程
6において、還元工程2で得られた高温の含クロム鉄ペ
レツトN1を直接電気炉に供給し、溶融することによ
り、含クロム銑鉄N2を製造し、さらにステンレス鋼製
鋼工程7において、その電気炉溶融工程6で得られた、
溶融した含クロム銑鉄N2を直接製鋼用電気炉に供給
し、精錬することにより、ステンレス鋼N3を製造すれ
ば、各工程間の冷却・貯蔵・輸送・再溶融の装置及び運
転保守に伴うコストが著しく低減される。
【0020】
【実施例】 ステンレス鋼製造工程で生じた含クロム廃
棄物W 100重量部に対して、クロム鉱石O 143
重量部を配合し、コークスCを添加して作ったペレット
Pを本発明の方法により還元した結果、含クロム鉄ペレ
ツトN1 211重量部、水蒸気S 464重量部、及
び含亜鉛ダスト 4220重量部がそれぞれ得られ、含
クロム鉄ペレツトN1を電気炉で溶解し、含クロム銑鉄
N2125重量部が得られた。なお、含クロム銑鉄N2
の組成(%)は次の通りである。すなわち C Si Ni Cr Fe % 4.7 0.9 1.7 42.1 50.6
【0021】
【発明の効果】 本発明は以上のように構成されるた
め、次の効果を奏する。 (ア)ペレットPの崩壊・粉化が最小限に抑制され、且
つロータリキルン方式に比較し、収率(金属化率)が極
めて高く、90%以上になり、微粉の炉壁への溶着等の
トラブルもない。 (イ)添加されたクロム鉱石も還元されていて、そのま
ま電気炉で溶解・精錬すれば、所望の組成のステンレス
鋼が得られると共に、電気炉の負担が大幅に低減され、
全体として電力原単位が著しく低減される。 (ウ)集塵機40で捕集、回収される含亜鉛ダストZは
亜鉛の含有率が高く、商品価値が高く、亜鉛資源として
再利用可能であり、それによって有害重金属による公害
汚染の問題も併せ解消され、得られる利益は極めて大き
い。 (エ)還元反応完了までの時間が10〜20分と短く、
従って炉内を空にするために必要な時間も短く、例えば
普通鋼ダストとの切替えを短時間で行うことが出来、装
置の多元的利用も可能である。 (オ)電気炉溶融工程6、ステンレス鋼製鋼工程7と直
接接続すれば、各工程間の冷却・貯蔵・輸送・再溶融の
装置及び運転保守に伴うコストが著しく低減される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態例を示すブロック図であ
る。
【図2】 本発明の実施の形態例を示す機器構成図であ
る。
【図3】 ロータリハース炉の平面図である。
【図4】 ロータリハース炉の断面図である。
【符号の説明】
1 造粒工程 2 還元工程 3 廃熱回収工程 4 含亜鉛ダスト回収工程 5 乾燥工程 6 電気炉溶融工程 7 ステンレス鋼製鋼工程 10 造粒機 12 コークスホッパー 13 ベルトコンベア 14 スクリュー式ミキシンゴコンベア 15 フレキシブルコンベア 16 ベルトコンベア 20 ロータリハーネス炉 21 炉床 22 固定炉壁 23 バーナ 24 ブロワ 25 動力伝達機構 26 車輪 27 軌条 28 水シール機構 2A 投入口 2B スクリューコンベア 30 廃熱回収ボイラ 40 集塵機 41 排ガスファン 50 乾燥機 51 サージビン 52 パドルミキサ 53 解砕機 54 サイクロン 55 バグフィルタ 56 排ガスファン A 空気 C コークス F 燃料 F1 排ガス F2 排ガス F3 排ガス H 水 N1 含クロム鉄ペレツト N2 含クロム銑鉄 N3 ステンレス鋼 M 含クロム配合物 P ペレット O クロム鉱石 S 水蒸気 W 含クロム廃棄物 Z 含亜鉛ダスト

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ステンレス鋼製造工程で生じた含クロム
    廃棄物(W)に適当量のクロム鉱石(O)を配合した含
    クロム配合物(M)とコークス(C)とを必要ならばバ
    インダーと共に水(H)を媒体として造粒してペレット
    (P)を製造する造粒工程(1)、そのペレット(P)
    をロータリハーネス炉(20)の水平面内に回転する炉
    床(21)に静置して、燃焼ガスにより加熱し、コーク
    ス(C)による還元反応を生起させることにより、ペレ
    ツト(P)の崩壊・粉化を最小限にして、含クロム鉄ペ
    レツト(N1)を製造する還元工程(2)、その還元工
    程(2)の排ガス(F1)の持つ顕熱を水蒸気(S)と
    して回収する廃熱回収工程(3)、及び還元工程(2)
    で発生し、廃熱回収工程(3)の排ガス(F2)に同伴
    された含亜鉛ダスト(Z)を分離捕集し、回収する含亜
    鉛ダスト回収工程(4)からなることを特徴とするステ
    ンレス鋼製造工程廃棄物の再利用方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の還元工程(2)で得られ
    た高温の含クロム鉄ペレツト(N1)を直接電気炉に供
    給し、溶融することにより、含クロム銑鉄(N2)を製
    造することを特徴とするステンレス鋼製造工程廃棄物の
    再利用方法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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