JPH01208425A - 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

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、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。

〔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。

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。

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。

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。

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。

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　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。

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、　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。

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。

〔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。

〔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。

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（ｍ”）。

Ａｔは上下段各別口のノズル口断面積の総和（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。

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。

〔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。

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。

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。

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。

このシャフト炉本体１の材料装入口６がらは。

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。

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
。

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。

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。

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。

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。

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。

これにより。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

【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。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （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. （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. （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. （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。