JPH101707A - ダスト中亜鉛の回収設備 - Google Patents
ダスト中亜鉛の回収設備Info
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- JPH101707A JPH101707A JP32038596A JP32038596A JPH101707A JP H101707 A JPH101707 A JP H101707A JP 32038596 A JP32038596 A JP 32038596A JP 32038596 A JP32038596 A JP 32038596A JP H101707 A JPH101707 A JP H101707A
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- hot metal
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Abstract
(57)【要約】
【課題】 亜鉛含有ダスト中の酸化亜鉛を還元、気化し
回収することで、回収されるダスト中の亜鉛含有率を約
５０％以上に濃縮し、亜鉛含有率量に応じた価格で亜鉛
含有ダストを販売すると共に、亜鉛含有ダストを用いて
溶銑の脱燐が可能になる設備を提供する。 【解決手段】 金属精錬炉から排出される主としてＦｅ
Ｏ，Ｆｅ2 Ｏ3 ，ＺｎＯを含有するダスト、炭材、及び
ＣａＯを原料投入口より炉本体内に添加し、前記炉本体
内に酸素及び／又は酸素富化ガスを吹き込んで溶鉄又は
溶銑を直接製造すると共にダスト中の亜鉛を回収する設
備において、上記ＦｅＯ，Ｆｅ2 Ｏ3 ，ＺｎＯを含有す
るダスト及びＣａＯの全部又は一部を溶銑中に吹き込む
羽口を炉本体の底面及び側面に配設したことを特徴とす
るダスト中亜鉛の回収設備。
回収することで、回収されるダスト中の亜鉛含有率を約
５０％以上に濃縮し、亜鉛含有率量に応じた価格で亜鉛
含有ダストを販売すると共に、亜鉛含有ダストを用いて
溶銑の脱燐が可能になる設備を提供する。 【解決手段】 金属精錬炉から排出される主としてＦｅ
Ｏ，Ｆｅ2 Ｏ3 ，ＺｎＯを含有するダスト、炭材、及び
ＣａＯを原料投入口より炉本体内に添加し、前記炉本体
内に酸素及び／又は酸素富化ガスを吹き込んで溶鉄又は
溶銑を直接製造すると共にダスト中の亜鉛を回収する設
備において、上記ＦｅＯ，Ｆｅ2 Ｏ3 ，ＺｎＯを含有す
るダスト及びＣａＯの全部又は一部を溶銑中に吹き込む
羽口を炉本体の底面及び側面に配設したことを特徴とす
るダスト中亜鉛の回収設備。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属精錬炉から排
出される主としてＦｅＯ，Ｆｅ2 Ｏ3 ，ＺｎＯを含有す
るダストから、有用金属である亜鉛を回収すると同時
に、上記ＦｅＯ，Ｆｅ2 Ｏ3 ，ＺｎＯを含有するダスト
を精錬剤として活用する設備に関するものである。
出される主としてＦｅＯ，Ｆｅ2 Ｏ3 ，ＺｎＯを含有す
るダストから、有用金属である亜鉛を回収すると同時
に、上記ＦｅＯ，Ｆｅ2 Ｏ3 ，ＺｎＯを含有するダスト
を精錬剤として活用する設備に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】高炉一環製鉄所において、金属精錬炉か
ら排出されるダストは鉄分等の有効成分を回収等の観点
から焼結原料として大半が利用されてきた。一方、高炉
２次灰及び転炉ダスト等の亜鉛を数％含むダストの焼結
原料への使用は、高炉耐火物に悪影響を及ぼすため、焼
結原料としての使用は厳しく制限されているので、工場
によっては、高炉２次灰及び転炉ダスト等の亜鉛を数％
含むダストの多くは埋め立てられている。
ら排出されるダストは鉄分等の有効成分を回収等の観点
から焼結原料として大半が利用されてきた。一方、高炉
２次灰及び転炉ダスト等の亜鉛を数％含むダストの焼結
原料への使用は、高炉耐火物に悪影響を及ぼすため、焼
結原料としての使用は厳しく制限されているので、工場
によっては、高炉２次灰及び転炉ダスト等の亜鉛を数％
含むダストの多くは埋め立てられている。
【０００３】一方、製鋼用電気炉において、亜鉛メッキ
鋼板のスクラップを含む鋼スクラップを原料にして鋼を
製造するに際し、精錬中に発生するダストの中には、鉄
の他に有用金属が、例えば亜鉛が１０〜３０％、と多量
に含有されている。このようなダストをそのまま廃棄す
ることは、資源の有効利用上極めて不経済であるのみな
らず、前記有用金属は反面有害物質であることから、こ
れをそのまま廃棄することは公害上重大な問題である。
鋼板のスクラップを含む鋼スクラップを原料にして鋼を
製造するに際し、精錬中に発生するダストの中には、鉄
の他に有用金属が、例えば亜鉛が１０〜３０％、と多量
に含有されている。このようなダストをそのまま廃棄す
ることは、資源の有効利用上極めて不経済であるのみな
らず、前記有用金属は反面有害物質であることから、こ
れをそのまま廃棄することは公害上重大な問題である。
【０００４】図４に亜鉛含有ダストにおける亜鉛含有率
とその利用方法を示す。亜鉛含有率が約１５％以上であ
れば亜鉛精錬業者が引き取るが、亜鉛含有率が約１５〜
５０％の場合、亜鉛１次精錬が必要となり処理コストが
高くつくため、亜鉛含有率に応じた処理費用をつけて亜
鉛含有ダストを引き取ってもらうことになり、電気炉に
おける製鋼コストを押し上げる結果となっている。亜鉛
含有率が約５０％以上の場合、亜鉛２次精錬のみで精錬
可能となり処理コストが安くなるため、亜鉛含有量に応
じた価格で亜鉛含有ダストを販売することになる。一
方、亜鉛含有率が約０．５％以下であれば、焼結原料と
しての使用が可能で、亜鉛含有率が約２％以下であれ
ば、鉄源としてセメント原料で使用可能である。従っ
て、亜鉛含有率が約２〜１５％の亜鉛含有ダスト、例え
ば高炉２次灰及び転炉ダスト等は再利用が困難である。
とその利用方法を示す。亜鉛含有率が約１５％以上であ
れば亜鉛精錬業者が引き取るが、亜鉛含有率が約１５〜
５０％の場合、亜鉛１次精錬が必要となり処理コストが
高くつくため、亜鉛含有率に応じた処理費用をつけて亜
鉛含有ダストを引き取ってもらうことになり、電気炉に
おける製鋼コストを押し上げる結果となっている。亜鉛
含有率が約５０％以上の場合、亜鉛２次精錬のみで精錬
可能となり処理コストが安くなるため、亜鉛含有量に応
じた価格で亜鉛含有ダストを販売することになる。一
方、亜鉛含有率が約０．５％以下であれば、焼結原料と
しての使用が可能で、亜鉛含有率が約２％以下であれ
ば、鉄源としてセメント原料で使用可能である。従っ
て、亜鉛含有率が約２〜１５％の亜鉛含有ダスト、例え
ば高炉２次灰及び転炉ダスト等は再利用が困難である。
【０００５】これらの課題を解決するために、溶融スラ
グに電気炉ダストペレットをバブリングガスと共に吹き
込み、気化する亜鉛を主体とする金属酸化物を回収し、
亜鉛を主体とする金属酸化物を濃縮する方法が特公昭６
０−２８８９４号、特公昭６０−２８８９５号、特公昭
６０−２８８９６号、特公昭６０−２８８９７号の各公
報等で提案されている。しかるに、この方法では、なお
以下の課題を抱えている。 溶融スラグの顕熱を利用して亜鉛を還元及び気化する
ために、溶融スラグの量に対して処理する電気炉ダスト
の量に制限があり、大量の電気炉ダストの処理ができな
い。 電気炉ダスト中の鉄分は、溶融スラグの顕熱を利用し
て溶解され、溶融スラグ中に混ざり合うため、電気炉ダ
スト中の鉄分を有効に回収できない。
グに電気炉ダストペレットをバブリングガスと共に吹き
込み、気化する亜鉛を主体とする金属酸化物を回収し、
亜鉛を主体とする金属酸化物を濃縮する方法が特公昭６
０−２８８９４号、特公昭６０−２８８９５号、特公昭
６０−２８８９６号、特公昭６０−２８８９７号の各公
報等で提案されている。しかるに、この方法では、なお
以下の課題を抱えている。 溶融スラグの顕熱を利用して亜鉛を還元及び気化する
ために、溶融スラグの量に対して処理する電気炉ダスト
の量に制限があり、大量の電気炉ダストの処理ができな
い。 電気炉ダスト中の鉄分は、溶融スラグの顕熱を利用し
て溶解され、溶融スラグ中に混ざり合うため、電気炉ダ
スト中の鉄分を有効に回収できない。
【０００６】これらの課題を解決するために、亜鉛含有
ダストペレットをコークスと石英と共にロータリーキル
ンに装入し、前記コークスと石英によって亜鉛分を還元
及び気化し、亜鉛酸化物を濃縮する方法が特公昭６１−
５４０９４号、特開昭５８−１４４４３６号公報等で提
案されている。しかるに、この方法でも、なお以下の課
題を抱えている。即ち、亜鉛含有ダストペレットの鉄分
は、亜鉛等の気化する成分以外の不純物、例えばＳｉＯ
2 ，ＣａＯ等と共に焼結され、焼結ペレットとして回収
されるため、この鉄分を有効回収するためには、別の溶
融及び還元設備が必要となる。
ダストペレットをコークスと石英と共にロータリーキル
ンに装入し、前記コークスと石英によって亜鉛分を還元
及び気化し、亜鉛酸化物を濃縮する方法が特公昭６１−
５４０９４号、特開昭５８−１４４４３６号公報等で提
案されている。しかるに、この方法でも、なお以下の課
題を抱えている。即ち、亜鉛含有ダストペレットの鉄分
は、亜鉛等の気化する成分以外の不純物、例えばＳｉＯ
2 ，ＣａＯ等と共に焼結され、焼結ペレットとして回収
されるため、この鉄分を有効回収するためには、別の溶
融及び還元設備が必要となる。
【０００７】これらの課題を解決するために、特開昭５
４−１５８３２０号、特開昭５６−８１６５５号公報等
で提案されている、底吹羽口から溶銑に向けて酸素含有
ガスを吹き込み、上部ランスから酸素を上吹きし、原
料、炭材、造滓剤を炉の上方且つ排ガスタクトの途中か
ら投入する転炉型の溶融還元炉において、前記亜鉛含有
ダストを処理する方法も考えられた。この方法では、亜
鉛含有ダスト中の鉄分はスラグ中で前記炭材によって還
元され、溶銑として回収することが可能となる。
４−１５８３２０号、特開昭５６−８１６５５号公報等
で提案されている、底吹羽口から溶銑に向けて酸素含有
ガスを吹き込み、上部ランスから酸素を上吹きし、原
料、炭材、造滓剤を炉の上方且つ排ガスタクトの途中か
ら投入する転炉型の溶融還元炉において、前記亜鉛含有
ダストを処理する方法も考えられた。この方法では、亜
鉛含有ダスト中の鉄分はスラグ中で前記炭材によって還
元され、溶銑として回収することが可能となる。
【０００８】しかるに、この方法でも、なお以下の課題
を抱えている。 底吹羽口から溶銑に向けて酸素含有ガスを吹き込んで
いるため、溶銑の粒がスラグ中及びスラグ上に吹き上げ
られることで、燃焼性ガスと共に飛散するダスト中の鉄
分が増加する。 亜鉛含有ダスト、炭材、造滓剤を炉の上方且つ排ガス
ダストの途中から投入するため、前記亜鉛含有ダスト、
炭材、造滓剤が排ガス流速の早い箇所を通過するため、
前記亜鉛含有ダスト、炭材、造滓剤が炉内のスラグに到
達する前に前記燃焼性ガスと共に飛散する量が増加し、
回収されるダスト中の亜鉛以外の成分（例えば鉄分，Ｓ
ｉＯ2 ，ＣａＯ等）が増加する。
を抱えている。 底吹羽口から溶銑に向けて酸素含有ガスを吹き込んで
いるため、溶銑の粒がスラグ中及びスラグ上に吹き上げ
られることで、燃焼性ガスと共に飛散するダスト中の鉄
分が増加する。 亜鉛含有ダスト、炭材、造滓剤を炉の上方且つ排ガス
ダストの途中から投入するため、前記亜鉛含有ダスト、
炭材、造滓剤が排ガス流速の早い箇所を通過するため、
前記亜鉛含有ダスト、炭材、造滓剤が炉内のスラグに到
達する前に前記燃焼性ガスと共に飛散する量が増加し、
回収されるダスト中の亜鉛以外の成分（例えば鉄分，Ｓ
ｉＯ2 ，ＣａＯ等）が増加する。
【０００９】上記，により、炉内に投入される亜鉛
含有ダスト、炭材、造滓剤の内、燃焼性ガスと共に飛散
する割合が約１０〜１５％に達することで、結果として
回収されるダスト中の亜鉛含有率が低下するという課題
があった。
含有ダスト、炭材、造滓剤の内、燃焼性ガスと共に飛散
する割合が約１０〜１５％に達することで、結果として
回収されるダスト中の亜鉛含有率が低下するという課題
があった。
【００１０】一方、溶銑の脱燐は例えば、特開昭５６−
２３２１２公報に提案されているように、ＣａＯと酸化
鉄（鉄鉱石やミルスケール等のＦｅＯ，Ｆｅ2 Ｏ3 ）を
主成分とし、反応性を高めるためにＣａＦやＣａＣｌ2
等の添加剤を加えたフラックスを用いて実施しており、
酸化鉄の代替えとして酸素ガスが活用されてはいるが、
高温で容易に分解する酸化物の活用に関しての提示はな
い。
２３２１２公報に提案されているように、ＣａＯと酸化
鉄（鉄鉱石やミルスケール等のＦｅＯ，Ｆｅ2 Ｏ3 ）を
主成分とし、反応性を高めるためにＣａＦやＣａＣｌ2
等の添加剤を加えたフラックスを用いて実施しており、
酸化鉄の代替えとして酸素ガスが活用されてはいるが、
高温で容易に分解する酸化物の活用に関しての提示はな
い。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な問題点を解決するためになされたものであり、その目
的とするところは、亜鉛含有ダスト中の酸化亜鉛を還
元、気化し回収することで、回収されるダスト中の亜鉛
含有量を５０％以上に濃縮し、亜鉛含有量に応じた価格
で亜鉛含有ダストを販売すると共に、亜鉛含有ダストを
用いて溶銑の脱燐が可能になる設備を提供することにあ
る。
な問題点を解決するためになされたものであり、その目
的とするところは、亜鉛含有ダスト中の酸化亜鉛を還
元、気化し回収することで、回収されるダスト中の亜鉛
含有量を５０％以上に濃縮し、亜鉛含有量に応じた価格
で亜鉛含有ダストを販売すると共に、亜鉛含有ダストを
用いて溶銑の脱燐が可能になる設備を提供することにあ
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、金属精錬炉から排出される主としてＦ
ｅＯ，Ｆｅ2 Ｏ3 ，ＺｎＯを含有するダスト、炭材、及
び造滓剤を原料投入口より炉本体内に添加し、前記炉本
体内に酸素及び／又は酸素富化ガスを吹き込んでダスト
中の亜鉛を回収する設備において、上記ＦｅＯ，Ｆｅ2
Ｏ3 ，ＺｎＯを含有するダスト及びＣａＯの全部又は一
部を溶銑中に吹き込む羽口を炉本体の底面及び側面に配
設したことを特徴とするダスト中亜鉛の回収設備であ
る。また、前記のダスト中の亜鉛を回収する設備におい
て、上記ＦｅＯ，Ｆｅ2 Ｏ3 ，ＺｎＯを含有するダスト
及びＣａＯの全部又は一部を溶銑中に吹き込むランスを
溶銑中に挿脱自在に配設したことを特徴とするものであ
る。
めに、本発明は、金属精錬炉から排出される主としてＦ
ｅＯ，Ｆｅ2 Ｏ3 ，ＺｎＯを含有するダスト、炭材、及
び造滓剤を原料投入口より炉本体内に添加し、前記炉本
体内に酸素及び／又は酸素富化ガスを吹き込んでダスト
中の亜鉛を回収する設備において、上記ＦｅＯ，Ｆｅ2
Ｏ3 ，ＺｎＯを含有するダスト及びＣａＯの全部又は一
部を溶銑中に吹き込む羽口を炉本体の底面及び側面に配
設したことを特徴とするダスト中亜鉛の回収設備であ
る。また、前記のダスト中の亜鉛を回収する設備におい
て、上記ＦｅＯ，Ｆｅ2 Ｏ3 ，ＺｎＯを含有するダスト
及びＣａＯの全部又は一部を溶銑中に吹き込むランスを
溶銑中に挿脱自在に配設したことを特徴とするものであ
る。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の溶融還元炉の炉体構造に
おいては、上記手段により、以下の作用がある。 炉本体の底面及び側面に配設した羽口または溶銑中に
挿脱自在に配設したランスからＦｅＯ，Ｆｅ2 Ｏ3 ，Ｚ
ｎＯを含有するダスト及びＣａＯの全部又は一部を溶銑
中に吹き込むことにより、還元反応により亜鉛及び鉄分
を回収と同時に、溶銑の脱燐が可能となる。
おいては、上記手段により、以下の作用がある。 炉本体の底面及び側面に配設した羽口または溶銑中に
挿脱自在に配設したランスからＦｅＯ，Ｆｅ2 Ｏ3 ，Ｚ
ｎＯを含有するダスト及びＣａＯの全部又は一部を溶銑
中に吹き込むことにより、還元反応により亜鉛及び鉄分
を回収と同時に、溶銑の脱燐が可能となる。
【００１４】炉本体の底面及び側面に配設した羽口ま
たは溶銑中に挿脱自在に配設したランスからＦｅＯ，Ｆ
ｅ2 Ｏ3 ，ＺｎＯを含有するダスト及びＣａＯの全部又
は一部を溶銑中に吹き込むことにより、前記ダストが炉
内のスラグに到達する前に前記燃焼性ガスと共に飛散す
る割合が約２％に低下し、回収されるダスト中の亜鉛以
外の成分（例えば鉄分，ＳｉＯ2 ，ＣａＯ等）が減少す
ることで、結果として回収されるダスト中の亜鉛含有率
が上昇する。
たは溶銑中に挿脱自在に配設したランスからＦｅＯ，Ｆ
ｅ2 Ｏ3 ，ＺｎＯを含有するダスト及びＣａＯの全部又
は一部を溶銑中に吹き込むことにより、前記ダストが炉
内のスラグに到達する前に前記燃焼性ガスと共に飛散す
る割合が約２％に低下し、回収されるダスト中の亜鉛以
外の成分（例えば鉄分，ＳｉＯ2 ，ＣａＯ等）が減少す
ることで、結果として回収されるダスト中の亜鉛含有率
が上昇する。
【００１５】以下、本発明の一実施例を図１〜図３に基
づいて説明する。図１は、本発明に係わる溶融還元設備
の第１の実施例のフロー図である。水平断面が長方形の
炉体１は基礎２に固定され、炉体１の内面は水冷パネル
３及び耐火物４を内張りされており、炉体１上面には、
亜鉛含有ダスト、炭材、及び造滓剤を添加する原料投入
口５と炉体１から発生する燃焼性ガスを排出するガス排
出口６が各々配設されている。
づいて説明する。図１は、本発明に係わる溶融還元設備
の第１の実施例のフロー図である。水平断面が長方形の
炉体１は基礎２に固定され、炉体１の内面は水冷パネル
３及び耐火物４を内張りされており、炉体１上面には、
亜鉛含有ダスト、炭材、及び造滓剤を添加する原料投入
口５と炉体１から発生する燃焼性ガスを排出するガス排
出口６が各々配設されている。
【００１６】炉体１の底部には溶銑７が溜まり、その上
部に溶銑７より比重の軽いスラグ８が溜まっており、溶
銑７は溶銑溜まり９を介して出銑口１１から、スラグは
スラグ溜まり１０を介して出滓口１２からそれぞれ連続
又は断続的に排出される。本実施例は、炉体１の内面が
水冷パネル３及び耐火物４を内張りされているダスト処
理炉について説明しているが、本発明が炉体１の内面が
耐火物４のみで内張りされているダスト処理炉について
も適用可能なことは、言うまでもない。
部に溶銑７より比重の軽いスラグ８が溜まっており、溶
銑７は溶銑溜まり９を介して出銑口１１から、スラグは
スラグ溜まり１０を介して出滓口１２からそれぞれ連続
又は断続的に排出される。本実施例は、炉体１の内面が
水冷パネル３及び耐火物４を内張りされているダスト処
理炉について説明しているが、本発明が炉体１の内面が
耐火物４のみで内張りされているダスト処理炉について
も適用可能なことは、言うまでもない。
【００１７】原料投入口５から投入された亜鉛含有ダス
ト中の酸化鉄（ＦｅＯ及びＦｅ2 Ｏ3 ）及び酸化亜鉛
（ＺｎＯ）は、同じく原料投入口５から投入された炭材
中炭素分により、スラグ８中で以下の式（１），
（２），（３）に示す反応により還元される。 ＦｅＯ ＋ Ｃ→ Ｆｅ＋ ＣＯ （吸熱反応） ‥‥（１） Ｆｅ2 Ｏ3 ＋３Ｃ→２Ｆｅ＋３ＣＯ （吸熱反応） ‥‥（２） ＺｎＯ ＋ Ｃ→ Ｚｎ＋ ＣＯ （吸熱反応） ‥‥（３）
ト中の酸化鉄（ＦｅＯ及びＦｅ2 Ｏ3 ）及び酸化亜鉛
（ＺｎＯ）は、同じく原料投入口５から投入された炭材
中炭素分により、スラグ８中で以下の式（１），
（２），（３）に示す反応により還元される。 ＦｅＯ ＋ Ｃ→ Ｆｅ＋ ＣＯ （吸熱反応） ‥‥（１） Ｆｅ2 Ｏ3 ＋３Ｃ→２Ｆｅ＋３ＣＯ （吸熱反応） ‥‥（２） ＺｎＯ ＋ Ｃ→ Ｚｎ＋ ＣＯ （吸熱反応） ‥‥（３）
【００１８】式（１），（２）で還元された鉄分は、ス
ラグ中で粒鉄となり、この粒鉄は比重がスラグ８よりも
重いため、スラグ８内を沈降し、溶銑７に至る。一方、
式（３）で還元された金属亜鉛は、その沸点が９０６℃
とスラグ８の温度：約１４００℃より低いため、亜鉛蒸
気となり炉から排出される燃焼性ガスと共にガス排出口
６より排出される。
ラグ中で粒鉄となり、この粒鉄は比重がスラグ８よりも
重いため、スラグ８内を沈降し、溶銑７に至る。一方、
式（３）で還元された金属亜鉛は、その沸点が９０６℃
とスラグ８の温度：約１４００℃より低いため、亜鉛蒸
気となり炉から排出される燃焼性ガスと共にガス排出口
６より排出される。
【００１９】また、原料投入口５から投入された炭材中
炭素分の一部は、炉体１を貫通してスラグ８に向けて配
設された下部羽口１３を通じてスラグ８中に吹き込まれ
る酸素と以下の式（４）に示す反応により酸化される。 Ｃ＋１／２Ｏ2 →ＣＯ （発熱反応） ‥‥（４） このダスト処理炉のエネルギー効率即ち炭材原単位は、
式（１）〜（４）の反応に必要な炭素分の合計によって
決定される。
炭素分の一部は、炉体１を貫通してスラグ８に向けて配
設された下部羽口１３を通じてスラグ８中に吹き込まれ
る酸素と以下の式（４）に示す反応により酸化される。 Ｃ＋１／２Ｏ2 →ＣＯ （発熱反応） ‥‥（４） このダスト処理炉のエネルギー効率即ち炭材原単位は、
式（１）〜（４）の反応に必要な炭素分の合計によって
決定される。
【００２０】一方、溶銑７に粒体羽口２５を用いて脱燐
剤（ＦａＯ，Ｆｅ2 Ｏ3 ，ＺｎＯを含有するダスト、Ｃ
ａＯ，ＣａＦやＣａＣｌ2 混合物）を吹き込み、溶銑脱
燐を実施する。ＺｎＯは、ＦｅＯやＦｅ2 Ｏ3 よりも還
元されやすく、酸素供給源としては極めて反応性が高
い。ＣａＯと共に吹き込まれたＺｎＯは、以下の式
（５）により燐（Ｐ）と反応し、亜鉛蒸気として溶銑か
ら離脱し、炉から排出される燃焼性ガスと共にガス排出
口６より排出される。 ｎ（ＣａＯ）＋５ＺｎＯ＋２Ｐ→ｎ（ＣａＯ）・Ｐ2 Ｏ5 ＋Ｚｎ ‥‥（５） また、上記の式（５）によって発生するｎ（ＣａＯ）・
Ｐ2 Ｏ5 を含んだスラグは、出滓口１２を通って炉外に
排出される。
剤（ＦａＯ，Ｆｅ2 Ｏ3 ，ＺｎＯを含有するダスト、Ｃ
ａＯ，ＣａＦやＣａＣｌ2 混合物）を吹き込み、溶銑脱
燐を実施する。ＺｎＯは、ＦｅＯやＦｅ2 Ｏ3 よりも還
元されやすく、酸素供給源としては極めて反応性が高
い。ＣａＯと共に吹き込まれたＺｎＯは、以下の式
（５）により燐（Ｐ）と反応し、亜鉛蒸気として溶銑か
ら離脱し、炉から排出される燃焼性ガスと共にガス排出
口６より排出される。 ｎ（ＣａＯ）＋５ＺｎＯ＋２Ｐ→ｎ（ＣａＯ）・Ｐ2 Ｏ5 ＋Ｚｎ ‥‥（５） また、上記の式（５）によって発生するｎ（ＣａＯ）・
Ｐ2 Ｏ5 を含んだスラグは、出滓口１２を通って炉外に
排出される。
【００２１】本実施例は、ＦｅＯ，Ｆｅ2 Ｏ3 ，ＺｎＯ
を含有するダスト及びＣａＯの全部又は一部を溶銑中に
吹き込む粉体羽口２５を炉本体の底面に配設したダスト
処理炉について説明しているが、本発明が粉体羽口２５
を炉本体の側面に配設したダスト処理炉についても適用
可能なことは、言うまでもない。
を含有するダスト及びＣａＯの全部又は一部を溶銑中に
吹き込む粉体羽口２５を炉本体の底面に配設したダスト
処理炉について説明しているが、本発明が粉体羽口２５
を炉本体の側面に配設したダスト処理炉についても適用
可能なことは、言うまでもない。
【００２２】さらに、上記式（１）〜（４）によりスラ
グ８中で発生したＣＯガス及び炭材中水素分は、炉体１
を貫通して２次燃焼帯１６に向けて配設された上部羽口
１４を通じて２次燃焼帯１５中に吹き込まれる酸素と以
下の式（６），（７）に示す反応により酸化される。 ＣＯ＋１／２Ｏ2 →ＣＯ2 （発熱反応） ‥‥（６） Ｈ2 ＋１／２Ｏ2 →Ｈ2 Ｏ （発熱反応） ‥‥（７）
グ８中で発生したＣＯガス及び炭材中水素分は、炉体１
を貫通して２次燃焼帯１６に向けて配設された上部羽口
１４を通じて２次燃焼帯１５中に吹き込まれる酸素と以
下の式（６），（７）に示す反応により酸化される。 ＣＯ＋１／２Ｏ2 →ＣＯ2 （発熱反応） ‥‥（６） Ｈ2 ＋１／２Ｏ2 →Ｈ2 Ｏ （発熱反応） ‥‥（７）
【００２３】この式（６），（７）の反応を炉内２次燃
焼と呼び、この２次燃焼の度合いの大小を以下の式
（８）で定義される炉内２次燃焼率で表すことと、この
２次燃焼率は上部羽口１４を通じて２次燃焼帯１５中に
吹き込まれる酸素の流量を増加することで増加すること
は広く知られている。 炉内２次燃焼率＝（ＣＯ2 ％＋Ｈ2 Ｏ％）／（ＣＯ2 ％＋ＣＯ％＋Ｈ2 Ｏ％ ＋Ｈ2 ％） ‥‥（８） 但し、（８）式中のＣＯ2 ％，ＣＯ％，Ｈ2 Ｏ％，Ｈ2
％は、ガス排出口６における燃焼性ガスの各成分の体積
分率を示す。
焼と呼び、この２次燃焼の度合いの大小を以下の式
（８）で定義される炉内２次燃焼率で表すことと、この
２次燃焼率は上部羽口１４を通じて２次燃焼帯１５中に
吹き込まれる酸素の流量を増加することで増加すること
は広く知られている。 炉内２次燃焼率＝（ＣＯ2 ％＋Ｈ2 Ｏ％）／（ＣＯ2 ％＋ＣＯ％＋Ｈ2 Ｏ％ ＋Ｈ2 ％） ‥‥（８） 但し、（８）式中のＣＯ2 ％，ＣＯ％，Ｈ2 Ｏ％，Ｈ2
％は、ガス排出口６における燃焼性ガスの各成分の体積
分率を示す。
【００２４】炉内２次燃焼率を上昇させると、２次燃焼
帯１５における式（６），（７）の反応熱の一部がスラ
グ８に伝達し、スラグ中の式（４）の発熱反応に必要な
炭素分を減少せしめることで、炭材原単位が減少する。
帯１５における式（６），（７）の反応熱の一部がスラ
グ８に伝達し、スラグ中の式（４）の発熱反応に必要な
炭素分を減少せしめることで、炭材原単位が減少する。
【００２５】一方、炉体１で発生した高温の燃焼性ガス
は、炉体１の上部に配設されたガス排出口５、排ガスダ
クト１６を通して、廃熱ボイラー１７に導かれ、ガス排
出口５と排ガスダクト１６の間の隙間から流入した２次
燃焼用空気中の酸素により完全燃焼し、燃焼性ガスの顕
熱、潜熱を蒸気化して回収された後、サイクロン等の１
次集塵機１８、バグフィルター又は電気集塵機等の２次
集塵機１９、ブロアー２０、煙突２３等を通して系外に
排出される。一方、廃熱ボイラー１７で燃焼性ガスの顕
熱、潜熱によって高圧蒸気化された蒸気は、蒸気配管２
２を通ってタービン２３及び発電器２４に導かれ電力に
変換される。
は、炉体１の上部に配設されたガス排出口５、排ガスダ
クト１６を通して、廃熱ボイラー１７に導かれ、ガス排
出口５と排ガスダクト１６の間の隙間から流入した２次
燃焼用空気中の酸素により完全燃焼し、燃焼性ガスの顕
熱、潜熱を蒸気化して回収された後、サイクロン等の１
次集塵機１８、バグフィルター又は電気集塵機等の２次
集塵機１９、ブロアー２０、煙突２３等を通して系外に
排出される。一方、廃熱ボイラー１７で燃焼性ガスの顕
熱、潜熱によって高圧蒸気化された蒸気は、蒸気配管２
２を通ってタービン２３及び発電器２４に導かれ電力に
変換される。
【００２６】本実施例は、炉体１で発生した高温の燃焼
性ガスを完全燃焼し、燃焼性ガスの顕熱、潜熱を蒸気化
して回収し、タービン２３及び発電器２４により電力に
変換するダスト処理炉について説明しているが、本発明
が前記燃焼性ガスを未燃ガスのままで回収するダスト処
理炉についても適用可能なことは、言うまでもない。
性ガスを完全燃焼し、燃焼性ガスの顕熱、潜熱を蒸気化
して回収し、タービン２３及び発電器２４により電力に
変換するダスト処理炉について説明しているが、本発明
が前記燃焼性ガスを未燃ガスのままで回収するダスト処
理炉についても適用可能なことは、言うまでもない。
【００２７】図２は、本発明に係わる溶融還元設備の第
２の実施例の炉本体断面図であり、粉体羽口２５を溶銑
溜まり９の底面及び側面に配設し、溶銑溜まり９中の溶
銑７に脱燐剤（ＦｅＯ，Ｆｅ2 Ｏ3 ，ＺｎＯを含有する
ダスト、ＣａＯ，ＣａＦやＣａＣｌ2 混合物）を吹き込
む如くなしたものである。この場合、溶銑溜まり９で発
生する蒸気亜鉛を含むガスを回収する分岐ダクト２７
を、溶銑溜まり９と排ガスダクト１６間に設置する。
２の実施例の炉本体断面図であり、粉体羽口２５を溶銑
溜まり９の底面及び側面に配設し、溶銑溜まり９中の溶
銑７に脱燐剤（ＦｅＯ，Ｆｅ2 Ｏ3 ，ＺｎＯを含有する
ダスト、ＣａＯ，ＣａＦやＣａＣｌ2 混合物）を吹き込
む如くなしたものである。この場合、溶銑溜まり９で発
生する蒸気亜鉛を含むガスを回収する分岐ダクト２７
を、溶銑溜まり９と排ガスダクト１６間に設置する。
【００２８】また、溶銑溜まり９中の溶銑７の浴面より
Ｈｓだけ上方に出滓口２９を設置することにより、上記
の式（５）によって発生するｎ（ＣａＯ）・Ｐ2 Ｏ5 を
含んだスラグ２８は、溶銑溜まり９中の溶銑７の浴面上
にＨｓの厚みを保持しながら、出滓口２９を通って炉外
に排出される。
Ｈｓだけ上方に出滓口２９を設置することにより、上記
の式（５）によって発生するｎ（ＣａＯ）・Ｐ2 Ｏ5 を
含んだスラグ２８は、溶銑溜まり９中の溶銑７の浴面上
にＨｓの厚みを保持しながら、出滓口２９を通って炉外
に排出される。
【００２９】また、出銑口１１は溶銑溜まり９中の溶銑
７の浴面より下の高さに設置する。出銑樋３０の出銑口
１１と反対側から溶銑溜まり９中の溶銑７の浴面までの
高低差：Ｈｍを以下の式（９）で決定することにより、
溶銑溜まり９中の溶銑７とスラグは完全に分離され、溶
銑７は出銑口１１から、スラグ２８は出滓口２９から排
出される。 Ｈｍ＝Ｈｓ×ｙｓ／ｙｍ ‥‥（９） ここで、ｙｓ：スラグの密度、ｙｍ：溶銑の密度
７の浴面より下の高さに設置する。出銑樋３０の出銑口
１１と反対側から溶銑溜まり９中の溶銑７の浴面までの
高低差：Ｈｍを以下の式（９）で決定することにより、
溶銑溜まり９中の溶銑７とスラグは完全に分離され、溶
銑７は出銑口１１から、スラグ２８は出滓口２９から排
出される。 Ｈｍ＝Ｈｓ×ｙｓ／ｙｍ ‥‥（９） ここで、ｙｓ：スラグの密度、ｙｍ：溶銑の密度
【００３０】図３は、本発明に係わる溶融還元設備の第
３の実施例の炉本体断面図であり、粉体ランス２６を溶
銑溜まり９に挿脱自在に配設し、溶銑溜まり９中の溶銑
７に脱燐剤を吹き込む如くなしたものである。この場合
も、図２と同様に溶銑溜まり９中で発生する蒸気亜鉛を
含むガスを回収する分岐ダクト２７を溶銑溜まり９と排
ガスダクト１６間に設置すると共に、溶銑溜まり９中の
溶銑７の浴面よりＨｓだけ上方に出滓口２９を設置す
る。
３の実施例の炉本体断面図であり、粉体ランス２６を溶
銑溜まり９に挿脱自在に配設し、溶銑溜まり９中の溶銑
７に脱燐剤を吹き込む如くなしたものである。この場合
も、図２と同様に溶銑溜まり９中で発生する蒸気亜鉛を
含むガスを回収する分岐ダクト２７を溶銑溜まり９と排
ガスダクト１６間に設置すると共に、溶銑溜まり９中の
溶銑７の浴面よりＨｓだけ上方に出滓口２９を設置す
る。
【００３１】一方、前記亜鉛蒸気は、炉体１から排出さ
れる燃焼性ガスと共に排出口６より排出された後、廃熱
ボイラー１７中で冷却されると共に、前記完全燃焼の課
程で酸化され再び酸化亜鉛の細粒となる。この酸化亜鉛
の細粒は、飛散ダスト中の他の成分（例えば鉄分，Ｓｉ
Ｏ2 ，ＣａＯ，炭素分等）と共にサイクロン等の１次集
塵機１８、バグフィルター又は電気集塵機等の２次集塵
機１９によって捕集されるわけであるが、酸化亜鉛は、
前述のように一旦蒸気化しているため他のダスト成分よ
り粒度が小さく、サイクロン等の１次集塵機１８を通過
して、バグフィルター又は電気集塵機等の２次集塵機１
９によって捕集される割合が他のダスト成分より高い。
以下の表１に、発明者らが実炉試験等で求めた各ダスト
成分の１次集塵機１８及び２次集塵機１９ての捕集割合
を示す。
れる燃焼性ガスと共に排出口６より排出された後、廃熱
ボイラー１７中で冷却されると共に、前記完全燃焼の課
程で酸化され再び酸化亜鉛の細粒となる。この酸化亜鉛
の細粒は、飛散ダスト中の他の成分（例えば鉄分，Ｓｉ
Ｏ2 ，ＣａＯ，炭素分等）と共にサイクロン等の１次集
塵機１８、バグフィルター又は電気集塵機等の２次集塵
機１９によって捕集されるわけであるが、酸化亜鉛は、
前述のように一旦蒸気化しているため他のダスト成分よ
り粒度が小さく、サイクロン等の１次集塵機１８を通過
して、バグフィルター又は電気集塵機等の２次集塵機１
９によって捕集される割合が他のダスト成分より高い。
以下の表１に、発明者らが実炉試験等で求めた各ダスト
成分の１次集塵機１８及び２次集塵機１９ての捕集割合
を示す。
【００３２】
【表１】
【００３３】従って、１次集塵機１８で捕集される粗粒
ダストを炉体１に再び投入すると共に、２次集塵機１９
で捕集される細粒ダストを回収することにより、回収さ
れるダスト中の亜鉛含有率が更に上昇する。
ダストを炉体１に再び投入すると共に、２次集塵機１９
で捕集される細粒ダストを回収することにより、回収さ
れるダスト中の亜鉛含有率が更に上昇する。
【００３４】また、炉体１から排出される燃焼性ガスと
共にガス排出口から排出される飛散ダスト中の炭素分
は、下流側に前記完全燃焼型の廃熱ボイラー１７を配し
た場合には、その約９０％が完全燃焼の課程で酸化さ
れ、ＣＯ2 ガスとなることも発明者らの実炉試験等で求
められている。
共にガス排出口から排出される飛散ダスト中の炭素分
は、下流側に前記完全燃焼型の廃熱ボイラー１７を配し
た場合には、その約９０％が完全燃焼の課程で酸化さ
れ、ＣＯ2 ガスとなることも発明者らの実炉試験等で求
められている。
【００３５】表２に、高炉２次灰の成分の１例を示す。
また、それを従来技術（特開昭５６−８１６５５公報等
で提案されている転炉型の溶融還元炉）及び本発明に係
わるダスト中亜鉛の回収設備で処理した場合の、１次集
塵機１８で捕集される粗粒ダスト（炉体１に再び投入）
及び２次集塵機１９で捕集される細粒ダスト（回収ダス
ト）の成分及び溶銑中〔Ｐ〕の１例を表３に示す。回収
される細粒ダストの亜鉛含有率が従来技術では約４３％
であったのが、本発明に係わるダスト中亜鉛の回収設備
では約７０％にまで濃縮することができた。また、溶銑
中〔Ｐ〕については、高炉２次灰の一部を溶銑７中に吹
き込むことにより、従来技術の約３０％とすることがで
きた。
また、それを従来技術（特開昭５６−８１６５５公報等
で提案されている転炉型の溶融還元炉）及び本発明に係
わるダスト中亜鉛の回収設備で処理した場合の、１次集
塵機１８で捕集される粗粒ダスト（炉体１に再び投入）
及び２次集塵機１９で捕集される細粒ダスト（回収ダス
ト）の成分及び溶銑中〔Ｐ〕の１例を表３に示す。回収
される細粒ダストの亜鉛含有率が従来技術では約４３％
であったのが、本発明に係わるダスト中亜鉛の回収設備
では約７０％にまで濃縮することができた。また、溶銑
中〔Ｐ〕については、高炉２次灰の一部を溶銑７中に吹
き込むことにより、従来技術の約３０％とすることがで
きた。
【００３６】
【表２】
【００３７】
【表３】
【００３８】
【発明の効果】本発明の溶融還元炉の炉体構造において
は、上記手段により、以下の効果が期待できる。 炉本体の底面及び側面に配設した羽口または溶銑中に
挿脱自在に配設したランスからＦｅＯ，Ｆｅ2 Ｏ3 ，Ｚ
ｎＯを含有するダスト及びＣａＯの全部又は一部を溶銑
中に吹き込むことにより、還元反応により亜鉛及び鉄分
を回収と同時に、溶銑の脱燐が可能となる。
は、上記手段により、以下の効果が期待できる。 炉本体の底面及び側面に配設した羽口または溶銑中に
挿脱自在に配設したランスからＦｅＯ，Ｆｅ2 Ｏ3 ，Ｚ
ｎＯを含有するダスト及びＣａＯの全部又は一部を溶銑
中に吹き込むことにより、還元反応により亜鉛及び鉄分
を回収と同時に、溶銑の脱燐が可能となる。
【００３９】炉本体の底面及び側面に配設した羽口ま
たは溶銑中に挿脱自在に配設したランスからＦｅＯ，Ｆ
ｅ2 Ｏ3 ，ＺｎＯを含有するダスト及びＣａＯの全部又
は一部を溶銑中に吹き込むことにより、前記ダストが炉
内のスラグに到達する前に前記燃焼性ガスと共に飛散す
る割合が約２％に低下し、回収されるダスト中の亜鉛以
外の成分（例えば鉄分，ＳｉＯ2 ，ＣａＯ等）が減少す
ることで、結果として回収されるダスト中の亜鉛含有率
が上昇する。
たは溶銑中に挿脱自在に配設したランスからＦｅＯ，Ｆ
ｅ2 Ｏ3 ，ＺｎＯを含有するダスト及びＣａＯの全部又
は一部を溶銑中に吹き込むことにより、前記ダストが炉
内のスラグに到達する前に前記燃焼性ガスと共に飛散す
る割合が約２％に低下し、回収されるダスト中の亜鉛以
外の成分（例えば鉄分，ＳｉＯ2 ，ＣａＯ等）が減少す
ることで、結果として回収されるダスト中の亜鉛含有率
が上昇する。
【図１】本発明の一実施例のフロー図。
【図２】本発明の第２の実施例における炉本体断面説明
図。
図。
【図３】本発明の第３の実施例における炉本体断面説明
図。
図。
【図４】亜鉛含有ダストにおける亜鉛含有率とその利用
方法を示す図。
方法を示す図。
１ 炉体 ２ 基礎 ３ 水冷パネル ４ 耐火物 ５ 原料投入口 ６ ガス排出口 ７ 溶銑 ８，２８ スラグ ９ 溶銑溜まり １０ スラグ溜まり １１ 出銑口 １２，２９ 出滓口 １３ 下部羽口 １４ 上部羽口 １５ ２次燃焼帯 １６ 排ガスダスト １７ 廃熱ボイラー １８ １次集塵機 １９ ２次集塵機 ２０ ブロアー ２１ 煙突 ２２ 蒸気配管 ２３ タービン ２４ 発電器 ２５ 粉体羽口 ２６ 粉体ランス ２７ 分岐ダクト ３０ 出銑樋 ３１ 出滓樋 Ｈｓ 溶銑溜まり９中の溶銑７の浴面から出滓口２９
までの高低差 Ｈｍ 出銑樋３０の出銑口１１と反対側から溶銑溜ま
り９中の溶銑７の浴面までの高低差
までの高低差 Ｈｍ 出銑樋３０の出銑口１１と反対側から溶銑溜ま
り９中の溶銑７の浴面までの高低差
Claims (2)
- 【請求項１】 金属精錬炉から排出される主としてＦｅ
Ｏ，Ｆｅ2 Ｏ3 ，ＺｎＯを含有するダスト、炭材、及び
ＣａＯを原料投入口より炉本体内に添加し、前記炉本体
内に酸素及び／又は酸素富化ガスを吹き込んで溶鉄又は
溶銑を直接製造すると共に、ダスト中の亜鉛を回収する
設備において、上記ＦｅＯ，Ｆｅ2 Ｏ3 ，ＺｎＯを含有
するダスト及びＣａＯの全部又は一部を溶銑中に吹き込
む羽口を炉本体の底面及び側面に配設したことを特徴と
するダスト中亜鉛の回収設備。 - 【請求項２】 金属精錬炉から排出される主としてＦｅ
Ｏ，Ｆｅ2 Ｏ3 ，ＺｎＯを含有するダスト、炭材、及び
ＣａＯを原料投入口より炉本体内に添加し、前記炉本体
内に酸素及び／又は酸素富化ガスを吹き込んで溶鉄又は
溶銑を直接製造すると共にダスト中の亜鉛を回収する設
備において、上記ＦｅＯ，Ｆｅ2 Ｏ3，ＺｎＯを含有す
るダスト及びＣａＯの全部又は一部を溶銑中に吹き込む
ランスを溶銑中に挿脱自在に配設したことを特徴とする
ダスト中亜鉛の回収設備。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32038596A JPH101707A (ja) | 1996-04-12 | 1996-11-29 | ダスト中亜鉛の回収設備 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8-91569 | 1996-04-12 | ||
| JP9156996 | 1996-04-12 | ||
| JP32038596A JPH101707A (ja) | 1996-04-12 | 1996-11-29 | ダスト中亜鉛の回収設備 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH101707A true JPH101707A (ja) | 1998-01-06 |
Family
ID=26433008
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32038596A Withdrawn JPH101707A (ja) | 1996-04-12 | 1996-11-29 | ダスト中亜鉛の回収設備 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH101707A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4692189A (en) * | 1986-07-21 | 1987-09-08 | Ciba-Geigy Corporation | Novel compositions based on indanthrone blue pigments |
| JP2007009240A (ja) * | 2005-06-28 | 2007-01-18 | Kobe Steel Ltd | 転炉ダストの再利用方法 |
| KR20160077304A (ko) * | 2014-12-22 | 2016-07-04 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 더스트로부터 자원을 회수하는 방법 |
| JP2021025687A (ja) * | 2019-08-02 | 2021-02-22 | 日本エア・リキード合同会社 | 炉の制御システム、炉の制御方法およびその制御システムを備える炉 |
-
1996
- 1996-11-29 JP JP32038596A patent/JPH101707A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4692189A (en) * | 1986-07-21 | 1987-09-08 | Ciba-Geigy Corporation | Novel compositions based on indanthrone blue pigments |
| JP2007009240A (ja) * | 2005-06-28 | 2007-01-18 | Kobe Steel Ltd | 転炉ダストの再利用方法 |
| KR20160077304A (ko) * | 2014-12-22 | 2016-07-04 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 더스트로부터 자원을 회수하는 방법 |
| JP2021025687A (ja) * | 2019-08-02 | 2021-02-22 | 日本エア・リキード合同会社 | 炉の制御システム、炉の制御方法およびその制御システムを備える炉 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040203 |