(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アーク熱により金属の溶解を行うアーク炉を溶融炉として用い、該アーク炉による金属の溶解操業の停止時に、該アーク炉の炉蓋から該電極棒を外した上で該炉蓋の該電極棒の挿入孔にバーナを挿入して、該バーナの火炎により粉体の溶融を行うことを特徴とする粉体の溶融処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は製鋼時に発生するダスト等の粉体の溶融処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
アーク炉を用いた製鋼においては、大気汚染防止のために集塵装置を設けてアーク炉からのダストを集塵することが行われている。
この製鋼排出物としてのダストは粒の細かい（例えば１〜５μｍ程度）粉体状であって、その成分としてFeO，Fe２O３（約６０％）や、ZnO（約１５％）を含んでいるものの、再利用が困難で従来そのまま廃却されていた。
【０００３】
しかしながら近年、廃却処分場の確保が次第に難しくなって来ており、また廃却に際しては廃却コストがかかる問題もある。
そこでかかる製鋼排出物としてのダストを溶融設備で溶融してスラグ化することが考えられている。
【０００４】
しかしながらその溶融設備として専用の溶融炉を用いると設備コストが高くなり、また溶融のためのエネルギーコストも高くなってイニシャルコスト及びランニングコストを合せた全体のコストが廃却コストに比べて著しく高いものになってしまう。
【０００５】
一方、都市ゴミの焼却場においては焼却炉内に燃え殻として残る主灰と、排ガス中から捕集される飛灰とが発生する。
これら主灰や飛灰についても、それらを溶融してスラグ化することが行われている。
その際に溶融設備として専用炉を用いた場合においても上記と同様の問題が生ずる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の粉体の溶融処理方法はこのような課題を解決するために案出されたもので、アーク熱により金属の溶解を行うアーク炉を溶融炉として用い、該アーク炉による金属の溶解操業の停止時に、該アーク炉の炉蓋から該電極棒を外した上で該炉蓋の該電極棒の挿入孔にバーナを挿入して、該バーナの火炎により粉体の溶融を行うことを特徴とする。
【０００７】
【作用及び発明の効果】
以上のように本発明は、本来金属の溶解を行うアーク炉を、粉体溶融のための溶融炉として用い、そのアーク炉からアーク発生のための電極棒を外した上でバーナを挿入し、かかるバーナから発生する火炎により粉体の溶融を行うもので、この溶融処理方法では、既存のアーク炉を溶融設備の溶融炉として用いることから、従来のように専用の溶融炉を用いる場合に比べて設備コストを安価に抑えることができる。
【０００８】
従来、アーク炉を用いた金属の溶解操業は通常電力コストの安価な夜間に行われており、昼間は一般にアーク炉は操業停止している。
ここにおいて本発明によれば、昼間停止しているアーク炉を用いて粉体の溶融処理を行うことで、既設アーク炉を有効に活用できる利点が得られる。
【０００９】
また従来にあっては、アーク炉が昼間停止している間、次の溶解操業に備えてこれを予熱し保温しておくことが行われているが、本発明によれば、昼間において粉体の溶融処理を行うことで、その溶融処理によって夜間の溶解操業に向けての予熱処理を兼用することができ、トータルとしてのエネルギーコストを安価となすことができる。
【００１０】
【実施例】
次に本発明の実施例を図面に基づいて詳しく説明する。
図１において１０はアーク炉であって、１２は炉本体、１４はその上端開口を閉鎖する炉蓋である。
この例のアーク炉１０はＡＣアーク炉であって、炉蓋１４に３つの電極の挿入孔１６ａ，１６ｂ，１６ｃが設けられており、それら挿入孔１６ａ，１６ｂ，１６ｃに３本の電極棒１８が炉内に向けて挿入されている。
このアーク炉１０では、電極棒１８と被熱物との間でアークを発生させ、そのアーク熱によって被熱物を加熱しこれを溶解する。
【００１１】
図１（Ｂ）はこのアーク炉１０を粉体の溶融炉として構成した状態を表している。
図示のように本例では、炉蓋１４の挿入孔１６ａ，１６ｂ，１６ｃに挿入されていた３本の電極棒１８を外した上で、その１つの挿入孔、例えば中央の挿入孔１６ｂにバーナ（ここでは酸素バーナ）１９を炉内に向けて挿入し、また他の挿入孔１６ａ，１６ｃについては盲栓２０で閉鎖して溶融炉を構成する。
【００１２】
図２はバーナ１９の先端面の構成を示したもので、図示のようにこのバーナ１９の先端面の中心部には燃料を噴出するための燃料噴出孔２２が設けられており、ここより燃料が噴出される。
更にこれを取り巻くようにして１次酸素を噴出するための酸素噴出孔２４ａがリング状に設けられている。
【００１３】
一方最も外周側には２次酸素を噴出するための酸素噴出孔２４ｂが周方向に沿って所定間隔ごとに複数設けられており、これら酸素噴出孔２４ａ，２４ｂより、１次酸素及び２次酸素が噴出されるようになっている。
他方、これら酸素噴出孔２４ａと２４ｂとの間の位置には燃料噴出孔２２周りに円弧状をなす長孔形状の粉体噴出孔２６が設けられている。
【００１４】
この例の溶融炉では、燃料噴出孔２２から燃料を噴出するとともに、酸素噴出孔２４ａ，２４ｂから１次酸素及び２次酸素を噴出して火炎を発生させ、そしてその火炎中に、バーナ１９の粉体噴出孔２６から粉体、例えば製鋼時に発生するダストの粉体を噴出して、火炎の熱によりこれを炉本体１２内で溶融させスラグ化する。
【００１５】
因みに以下にダストの組成の例が示してある。
成分        重量％
SiO２         ５
CaO          ５
FeO        ５５
Al２O３      ３
C        １〜３
ZnO        ２０
【００１６】
尚、このダストとともに製鋼過程で発生する還元スラグの粉体をともに噴出して、ダストと還元スラグとを溶融し、それらを反応させるようにしても良い。
この還元スラグは一例として以下のような組成を有している。
成分        重量％
SiO２         ２５
CaO          ５０
FeO            １
Al２O３        １１
C            ＜１
ZnO          ＜１
【００１７】
尚、還元スラグについては粉体状で供給するのでなく、溶融状態で炉本体１２内に投入することもできる。
【００１８】
以上のように本例の溶融処理方法では、アーク炉１０における電極棒１８を取り外してそこにバーナ１９を挿入セットし、これによってアーク炉１０を粉体の溶融炉として用いるもので、この溶融処理方法によれば、電力コストの安い夜間においては金属の溶解操業を、また通常停止状態とされる昼間においてはそのアーク炉１０をそのまま利用して溶融炉１０を構成し、製鋼時に発生するダスト等の粉体を溶融処理することができる。
【００１９】
かかる本例の溶融処理方法によれば、既存のアーク炉１０を溶融設備の溶融炉として用いることから、従来のように専用の溶融炉を用いる場合に比べて設備コストを安価に抑えることができ、また、通常昼間には停止しているアーク炉１０を用いて粉体の溶融処理を行うことで、既設アーク炉を有効に活用することができる。
加えて本例に従い溶解停止中のアーク炉１０を用いて粉体の溶融処理を行うことで、本来の溶解操業に向けての予熱処理を兼用できる。
【００２０】
以上本発明の実施例を詳述したがこれはあくまで一例示である。
例えば本発明においては高価な金属成分を含むダスト，スラッジ類（例えばステンレス工場からのダスト）を回収してこれを溶融炉においてバーナの火炎により溶融する場合においても適用可能であるし、更にその際２次スラグをそのままアーク炉に残し、サブマージドアーク加熱で還元してメタル回収するといったことも可能である。
【００２１】
また本発明は場合によって電極棒及びその挿入孔がそれぞれ１つのＤＣアーク炉に適用することも可能であるし、またダスト以外に焼却炉で発生する主灰や飛灰の溶融に適用することも可能であるなど、本発明はその主旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた態様で実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例である溶融処理方法の説明図である。
【図２】  図１におけるバーナの先端面の構成を示す図である。
【符号の説明】
１０  アーク炉
１４  炉蓋
１６ａ,１６ｂ,１６ｃ  挿入孔
１８  電極棒
１９  バーナ
【図１】
0004178802.tif 000002
【図２】
0004178802.tif 000003