JPS61177331A - 普通鋼並びに特殊鋼ダスト、スラツジ類の還元焙焼装置 - 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、普通鋼、特殊鋼を製造する過程で発生する普
通鋼並びに特殊鋼ダスト、スラッジ類（以下、ダスト、
スラッジ類という）に含まれている有価金属を回収する
に使用する還元焙焼装置に関するものである。

〔従来技術〕

一般に、普通鋼あるいは特殊鋼を製造する際に発生する
ダスト、スラッジ類には、Ｚｎ、　Ｐｂ、　Ｃｄ等の有
害成分を含む一方、Ｎｉｓ　Ｃｒ、Ｆｅ等の有価金属が
含まれていて、そのまま産業廃棄物として処理すること
が困難であるので、その処理方法及び装置が種々検討さ
れている。

この一手段として、該ダスト、スラッジ類を冶金炉に投
入し再使用することが一部において提案されている。

ところが、上記ダスト、スラッジ類は、ダスト、スラッ
ジ類にＺｎ、　Ｐｂ、　Ｃｄ等の有害成分を含んでいる
ので、有害成分の処理にコスト高の弊害を有し、更には
有価金属の回収率も低いという欠点がそこで、これらの
ダスト、スラッジ類を専用のアーク式電気炉によって還
元溶解を行い、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ合金の製造を行う装置
も一部において採用されている。

〔従来技術の問題点〕

ところが、上記ダスト、スラッジ類を専用のアーク式電
気炉によって還元溶解を行い、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ合金の
製造が行う手段は、特別の装置が必要であるのと、高価
な電気エネルギーとを使用するので、コスト高になると
いう問題点があった。

本発明は、上記事情に鑑みて成されるもので、比較的簡
単な装置で運転経費が安く、ダスト、スラッジ類から有
害成分を除去すると共に、Ｎｉｓ　Ｆｅ、Ｃｒを含む有
価金属を効率良く還元メタル化するダスト、スラッジ類
の還元焙焼装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的に沿う本発明に係る普通鋼並びに特殊鋼ダスト
、スラッジ類の還元焙焼装置は、底部が開閉できる火格
子となって上部に排気口と原料供給口が設けられている
焙焼炉の中間部に開閉できる火格子を配設して複数の焙
焼帯を形成し、上記夫々の火格子を下段から順次開閉し
て、上記原料供給口から投入した塊成化されたダスト、
スラッジ類を順次下段に移行させると共に、底部の開閉
できる火格子から焙焼された上記ダスト、スラッジ類を
排出するようにして構成されている。

ここに、中間部の火格子とは焙焼炉の中央に１個だけ配
設されているものの他、上下方向に所定の間隔では２個
またはそれ以上に配設されて、２段または３段以上の焙
焼帯を形成しているものも含むものであるが、焙焼速度
を早くする為、上下方向の夫々の火格子の間隔が１００
０＋ｕｎ以下であることが好ましい。

また、上記火格子は上部のダスト、スラッジ類の塊成化
物を必要な場合、下段の焙焼帯に落下させる必要がある
ので、開閉する構造となっているが、その開閉機構には
、例えば火格子が水平方向にスライドして開閉する機構
のもの、中間部の火格子が水平方向に所定の間隔で並び
一端には回動軸が設けられている開閉板より成る機構の
もの或いは中間部の火格子が目の粗い複数の格子材より
成って、上記格子材が横方向にスライドすることによっ
て格子の開口部が大きくなって開閉する機構のもの等も
含まれるものである。

〔作用〕

続いて、本発明に係る普通鋼並びに特殊鋼ダスト、スラ
ッジ類の焙焼装置の使用方法とその作用につき、更に詳
しく説明する。

まず、底部及び中間部の火格子を閉じた状態で、上部の
原料供給口から、所定の量の炭素質固形燃料を含む還元
材が混合されて塊成化物されたダスト、スラッジ類（以
下、塊成化物という）を一定量投入した後、火格子を下
段から開閉させて、塊成化物を下段の焙焼帯に移行させ
る。このように操作することによって上段の焙焼帯には
塊成化物が無くなるので、上記原料供給口から塊成化物
を再度供給して、常時塊成化物が焙焼炉内に装入されて
いる状態にしておき、最下段の火格子から塊成化物にバ
ーナ等で着火すると共に、排気口に集塵装置等を接続し
、集塵装置の風量を調整して、少なくとも最下段の焙焼
帯が還元性雰囲気を保持しえるようにしておく。

この後、焙焼が上部に進行して最下段の焙焼帯全体が高
温大要になって、その上部に配設されている火格子を通
して上段焙焼帯の中頃まで大要が上昇した時点で、焙焼
炉の底部の火格子を開いて焙焼された塊成化物を落下さ
せ、用意された容器に該塊成化物を入れる。

そして、底部の火格子を閉じた後に、すぐ上の中間部の
火格子を開いて、上段焙焼帯の塊成化物を最下段焙焼帯
に移す。この場合、前記操作によって塊成化物は既に着
火されているので、新たに着火する必要はない。この後
上記操作と同様な操作をなして、上段にある塊成化物を
下段に移行させる。

この操作によって、最下段にある塊成化物は全体が還元
性雰囲気の高温状態となるので、有価金属の還元が行わ
れると共に、有害成分が揮化される。

〔実施例〕

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明の一実施例
に係る普通鋼並びに特殊鋼ダスト、スラッジ類の還元焙
焼装置について説明し、本発明の理解に供する。ここに
、第１図は本発明の一実施例に係る普通鋼並びに特殊鋼
ダスト、スラッジ類の還元焙焼装置の縦断面図、第２図
は他の実施例に係る普通鋼並びに特殊鋼ダスト、スラッ
ジ類の還元焙焼装置に使用する火格子の一部概略断面図
を示す。

第１図に示すように、本発明の一実施例に係る普通鋼並
びに特殊鋼ダスト、スラッジ類の還元焙焼装置（以下還
元焙焼装置という）１０は焙焼炉１１とその付属装置か
ら成り、焙焼炉１１は、中間部に開閉できる火格子１２
が設けられて、上下２段の焙焼帯１３及び１４を形成し
ている。

上記焙焼炉１１の上部には、排気孔を形成する円錐台状
のフード１５が接続され、該フード１５には途中に風量
調節弁１６が配設されて図示しない集塵装置に接続され
ているダクト１７が接続されている。

また、上記フード１７には、該焙焼装置１０に所定の原
料を投入する原料供給口１８が設けられ、該原料供給口
１８には原料を投入する場合以外は常時閉めてお（こと
のできる開閉Ｍ１９が設けられている。

次に、焙焼炉１１の中間部に設けられている火格子１２
について詳しく説明すると、該火格子１２は、上部に載
っている塊成化物をその格子隙間から落下させないで火
炎及び空気等は自由に通す格子体から成り、左右の格子
体２０．２１が水平横方向に手動または駆動手段によっ
てスライドされて開閉するようになっている。

一方、焙焼炉１１の底部に設けられている火格子２２は
、左右２個の火格子２２ａ、２２ｂから成り、夫々の火
格子２２ａ、２２ｂの一端には回動軸２３ａ、２３ｂが
配設され、該回動軸２３ａ、２３ｂを中心に夫々の火格
子２２ａ、２２ｂが回動して、火格子２２が開閉する構
造となっている。

なお、上記火格子２２の代わりに、前記した火格子１２
を使用することも可能であり、このようにすることによ
って、還元焙焼装置全体の高さを小さくすることが可能
となる。

上記焙焼炉１１の下部には切り換えダンパー付のホンパ
ー２４が配設され、上記焙焼装置ＩＯから排出された物
を下部の併設された２個のコンテナ２５．２６のいずれ
か一方に投入できるようになっている。

上記コンテナ２５．２６は夫々Ｍ２７．２８を有して、
該コンテナ２５．２６に収納された物を密閉できる構造
となっている。

なお、上記焙焼炉１１には、中仕切板２９．３０が設け
られて、通気性を均一にして内部の焙焼が偏らないよう
になっている。

また、焙焼炉の側面には、適当に通気孔を設けることも
可能であり、この通気孔を適当に設けることによって必
要な空気を補充し、塊成化物の焙焼を円滑に進めること
ができる場合がある。

続いて、上記実施例に係るダスト、スラッジ類の還元焙
焼装置の作用につき詳しく説明する。

まず、予備作業としてダスト、スラッジ類にこれらを還
元焙焼するに必要な炭素質固形燃料を含む還元材と必要
によりバインダーとを加えて混練した後、製団機等で所
定の大きさに塊成してお（。この後、上記作業によって
塊成化したダスト、スラッジ類の塊成化物３１をホンパ
ー３２に溜めた後フィダー３３を介して、上記原料供給
口１８から、還元焙焼装置ｌＯ内に所定量投入した後、
中間部の火格子１２を開けて、該塊成化物３１を下段焙
焼帯１４に移行させ、再度、原料供給口１８から所定量
の塊成化物を投入して上段焙焼帯１３にも塊成化物３１
を供給しておく。

このような状態で、下段焙焼帯１４に着火して、図示し
ない集塵装置を運転しすると共に、焙焼炉１１の内部が
還元性雰囲気を保持しえるように、前記風量調節弁１６
を調整する。

この後、焙焼が上部に進行して下段焙焼帯１４全体が高
温大要になって、中間部の火格子１２を通して上段焙焼
帯６の中頃まで大要が上昇した時点で、炉底部の火格子
２２を開いて焙焼されたダスト、スラッジ類を下部のホ
ンパー２４に落下させると共に下部の切換ダンパーを操
作してコンテナ２６中に入れた後、上部のｌｊ［２８を
して投入したダスト、スラッジ類を冷却する。このよう
に、焙焼処理されたダスト、スラッジ類である焙焼鉱を
、一度に纏めてコンテナ２６または２５中に投入するの
で、再酸化を受は難り、次工程の冶金炉への赤熱高温装
入も容易に行えることとなる。

次いで、底部の火格子２２を閉じた後に、中間部の火格
子１２を開いて、上段焙焼帯１３の塊成化物を下段焙焼
帯１４に移し、この後上記火格子１２を閉じて新たな塊
成化物３１を上段焙焼帯１３に投入して焙焼を続ける。

以上の操作を繰り返すことによって、上記焙焼炉１１内
で連続的に塊成化されたダスト、スラ・フジ類の焙焼を
行えることになる。

ここで、焙焼層厚が厚すぎると焙焼速度が遅く、しかも
クリンカーを造る虞があり、連続操業を阻害するので、
一段の焙焼層厚を１００（１＋ｍ以下とし、焙焼速度を
助長させる為、前記した通気孔とは別に、上段焙焼帯１
３の底部に設けられている火格子１２から上段焙焼帯１
３内に適当に空気が入るようにすることが好ましい。ま
た、中仕切板２９．３０は塊成物層の通気性を均一にし
、焙焼炉１１内の焙焼が均一に行われるようにする為の
ものであるが、焙焼炉径が５００１以下の小型炉では特
に必要としない。

以上の工程によって、ダスト、スラッジ類の塊成化物を
還元焙焼されるが、還元焙焼されることによって、ダス
ト、スラッジ類に含まれているＺｎ、Ｐｂ、　Ｃｄ等の
有害成分を還元揮化させると共にＮｉ、Ｃｒ、　Ｆｅ等
の有価金属を還元メタル化させることができる。

このようにして還元焙焼されてメタル化したＮｉ、Ｃｒ
、　Ｆｅ等の有価金属を冶金炉に投入して、Ｎｉ、Ｃｒ
、　Ｆｅ等の有価金属を回収する。

そして、上記工程によって揮化したＺｎｓ　Ｐｂｓ　Ｃ
ｄ等の揮発性物質は、上部に設けられているダクト１７
等によって集塵装置に吸引されて回収されるなお、上記
実施例においては、焙焼炉１１の中間部に単独の火格子
１２を設けて焙焼帯を上下に二分しているが、焙焼炉の
中間部に所定の間隔で２段に火格子を配設して、焙焼帯
を３段に形成することも可能であり、これによって、最
上段の焙焼帯が下からの気流の熱を受けて加熱されるの
で、熱効率が向上する。

また、上記実施例においては、中間部の火格子を横方向
にスライドさせて火格子の開閉を行っているが、例えば
第２図に示すように、火格子３４を、水平方向に所定の
間隔で並び一端には回動軸３５が設けられている開閉板
３６より構成し、火格子３４を閉める場合には、上記開
閉板３６を横方向に一列に並べ（第２図に示す通り）、
火格子３４を開ける場合には上記回動軸３５を９０度時
計方向に回転することによって構成することも可能であ
る。この場合、開閉板３６には適当に通気孔３７を設け
てお（ことにより、開閉板３６の巾をある程度広くする
ことが可能である。

更には、上記火格子を所定の間隔で径の大きい落下孔と
径の小さい通気孔とが設けられた二枚の当接する部材よ
り構成し、水平方向にスライドさせて上下二枚の部材の
落下孔を合わせて火格子を開け、上下二枚の落下孔の位
置を外して火格子を閉める構造となったものでも可能で
ある。この場合、上部の部材の落下孔の設けられていな
い場所には、該塊成化物の安息角より大きい傾斜を有す
る山部を形成しておくと、上部部材に載った塊成化物が
支障なく下段の焙焼帯に落下することが可能となる。

〔実験例〕

続いて、本発明に係る普通鋼並びに特殊鋼ダスト、スラ
ッジ類の還元焙焼装置の性能及び効果を確認する為に行
った実験について説明する。使用した還元焙焼装置は、
上記実施例に係る還元焙焼装置と同一構造のものを使用
したが、その寸法等については、以下に示す通りである
。

炉の上部が集塵装置に連結し、炉体の断面が１３００ｍ
ｍＸ１３００ｍｍで高さが１４００ｍｍの角型シャフト
炉に、炉底部と中段部に火格子を設けて、両人格子の間
隔を７００ｍｍとした焙焼炉を造り、普通鋼並びに特殊
鋼ダスト、スラッジ類の一例であるステンレス鋼電気炉
ダスト１００重量部に対し、コークス粉１５重量部と、
ＮａｚＣＯ３を３重量部とを混練して、５０ｆｆ１ｍ×
４０１１ｆｆｌ×３０ｍ１Ｗの豆炭状に塊成化したブリ
ケットを充填した後、ガスバーナーを用いて炉底部のブ
リケットに着火し、焼断面積１．２当たり約ＬＯｍ３／
分の弱風量で吸引しながら焙焼を行った。

この後、下段のブリケット全体が大府になり、上段のブ
リケットの約２／３まで大府が上昇した処で、下段の焙
焼処理ブリケットである焙焼鉱を排出し、次いで上段の
ブリケットを下段に移し、上段に新たなブリケットを充
填して焙焼を続けて、前記ステンレス鋼電気炉ダストの
還元焙焼を行った。

次に、上記還元焙焼装置によって得られた焙焼鉱と焙焼
前のブリケットを各々１００ｋｇづつ１ｔ工−ル式電気
炉で溶解処理して、還元焙焼効果を明らかにした結果を
第１表に示す。

第１表 この表で明らかな如く、上記実験例に係る還元焙焼炉で
処理すると、メタルの歩留りが高く、有価金属の回収率
もはるかに上昇することが分かる。また使用電力量でも
、焙焼鉱の方が有利であり、また、特にＮｉ、　Ｃｒ、
　Ｆｅの回収率が高くなっていることは、本発明に係る
如く簡単を還元焙焼装置であっても充分に産業上使用で
きることを示している。

〔発明の効果〕

本発明は、以上のように構成されていて、その装置が比
較的簡単であり、更には、電力を必要としないので、運
転経費が安くなり、ダスト、スラッジ類から有害成分を
除去すると共に、Ｎｉ、　Ｆｅ、Ｃｒを含む有価金属を
効率良く還元メタル化することができることとなった。

また、本装置は塊成化されたダスト、スラッジ類を連続
的に還元焙焼することができると共に、焙焼装置から焙
焼されたダスト、スラッジ類を排出する場合は還元焙焼
されてメタル化された焙焼鉱を同時に落下させているの
で、再酸化されることが殆どな（、従って有効に有価金
属の回収ができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る普通鋼並びに特殊鋼ダ
スト、スラッジ類の還元焙焼装置の縦断面図、第２図は
他の実施例に係る普通鋼並びに特殊鋼ダスト、スラッジ
類の還元焙焼装置に使用する火格子の一部概略断面図を
示す。 〔符号の説明〕 １０−・−一一−−還元焙焼装置、１１−・・−焙焼炉
、１２．３４−−−−一・−火格子、１３−・・−上段
焙焼帯、１４−−一−−・−下段焙焼帯、１５−−−−
−フード（排気孔）、１８・・−一原料供給口、２２−
・−・火格子、３５−・−回動軸、３６−−−−−開閉
板、

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）底部が開閉できる火格子となって、上部に排気口
   と原料供給口が設けられている焙焼炉の中間部に開閉で
   きる火格子を配設して複数の焙焼帯を形成して成り、上
   記夫々の火格子を下段から順次開閉して、上記原料供給
   口から投入した塊成化されたダスト、スラッジ類を順次
   下段に移行させると共に、底部の開閉できる火格子から
   焙焼された上記ダスト、スラッジ類を排出させることを
   特徴とする普通鋼並びに特殊鋼ダスト、スラッジ類の還
   元焙焼装置。
2. （２）中間部の火格子が１又は上下方向に所定の間隔で
   配設された２の火格子から成り、２段または３段の焙焼
   帯を形成する特許請求の範囲第１項記載の普通鋼並びに
   特殊鋼ダスト、スラッジ類の還元焙焼装置。
3. （３）夫々の火格子の上下の間隔が１０００ｍｍ以下で
   ある特許請求の範囲第１項または第２項記載の普通鋼並
   びに特殊鋼ダスト、スラッジ類の還元焙焼装置。
4. （４）中間部の火格子が横方向にスライドして開閉する
   特許請求の範囲第１項、第２項または第３項記載の普通
   鋼並びに特殊鋼ダスト、スラッジ類の還元焙焼装置。
5. （５）中間部の火格子が、水平方向に所定の間隔で並び
   一端には回動軸が設けられている開閉板より成る特許請
   求の範囲第１項、第２項または第３項記載の普通鋼並び
   に特殊鋼ダスト、スラッジ類の還元焙焼装置。
6. （６）中間部の火格子が目の粗い複数の格子材より成っ
   て、上記格子材が横方向にスライドすることによって格
   子の開口部が大きくなって開閉する特許請求の範囲第１
   項、第２項または第３項記載の普通鋼並びに特殊鋼ダス
   ト、スラッジ類の還元焙焼装置。