(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
亜鉛を含有する鉄鋼ダストを還元剤とともに回転炉に装入して還元焙焼し、亜鉛を揮発回収する還元焙焼用回転炉であって、該回転炉の排出端側に加熱用のバーナーと炉の内壁付着物の除去装置がとが配設された回転炉の操業方法において、回転炉装入物から亜鉛が揮発除去され排出端近傍まで移動してきた鉄系酸化物を前記バーナーにより加熱することによって軟化ないしは半溶融状態にして、回転炉の排出端近傍の内壁にリング状の付着物を生成させた後、該付着物の上部を前記付着物除去装置により切削除去して、高さの一定したリング状のダムを形成することを特徴とする鉄鋼ダスト還元焙焼用回転炉の操業方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄鋼業の高炉、電気炉等で発生する鉄鋼ダストから亜鉛を還元揮発させて回収するための還元焙焼用回転炉の操業方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鉄鋼業における高炉や電気炉等から発生する鉄鋼ダストは、その主成分である酸化鉄以外に亜鉛や鉛成分が相当量含有されており、従来からこの鉄鋼ダスト中における亜鉛および鉛成分を回収することが行われている。
【０００３】
この回収方法の一つに、ウエルツキルン法に代表される還元焙焼法がある。この方法は排出端側に加熱用バーナーが配設された内熱向流型の回転炉（ロータリーキルン）を使用して鉄鋼ダストを強還元雰囲気中で適当な温度と滞留時間を選んで焙焼することにより、亜鉛、鉛を還元揮発させて回収し、一方鉄を固体の鉄系酸化物として排出し回収する方法である。
【０００４】
この回転炉は一定の傾斜を持たせた筒状のもので、その筒の高い側の端、即ち装入端からペレット状の鉄鋼ダストや還元剤等を装入する。これらの装入物は炉の回転に伴って回転炉の中を反対側の端、即ち排出端に向って移動し、その間に亜鉛などの成分が還元されて装入物中から揮発する。揮発した成分は装入端を経由して集塵装置に回収される。一方、装入物から揮発成分が除去された後の鉄系酸化物は更に下って排出端から排出され回収される。ここで亜鉛等の揮発する成分は、加熱バーナーに近いために最も高温となる排出端近傍で最も多量に揮発される。そのため亜鉛の回収率、即ち亜鉛の揮発率を高く維持するためには、この排出端近傍の高温部において装入物の滞留時間を充分長く保つ必要がある。その目的のために従来回転炉の排出端部に図１に示したように、例えば高さが約２００ｍｍ程度の耐火物によるリング状のダムが設けられている。このダムの奥側の装入物が最も多量に滞留する部分には装入端側から常時装入物が送り込まれ、その滞留部で装入物中から亜鉛等が揮発除去され、装入物は鉄系酸化物のペレットとなる。そうして鉄系酸化物のペレットは耐火物ダムを乗り越えて常時排出端から排出される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで耐火物ダムが形成されている排出端は、加熱バーナーの燃焼に伴って排出端から炉内に吸引される低温の空気と、炉が回転するためにその排出位置が常時変わる高温の鉄系酸化物により加熱・冷却が交互に繰り返される位置である。その加熱・冷却による熱衝撃のために耐火物ダムは短日のうちに破壊されてしまう。また装入物は還元焙焼過程で軟化ないし半溶融状態となって塊を形成することがしばしば発生する。
【０００６】
この塊は、装入物の滞留時間をより長くしようとして耐火物ダムの高さを２００ｍｍ以上にすると、ダムを乗り越えられなくなり、ダムの裏側に滞留して次第に肥大する。この肥大した塊が耐火物ダムと摩擦ないしは衝突してダムが破壊される。またこの塊は径が１ｍを超えるほどに巨大化することがあり、巨大化するとダムを破壊しなければ排出できなくなる。
【０００７】
このようにして破壊された、あるいは塊を排出するために破壊したダムを修復するには、回転炉の操業を停止ししなければならない。しかし、耐火物製のダムを修復するには、コストが掛かるばかりでなく、操業休止による損失が発生するという問題がある。そのためダムが半ば破壊された状態で低亜鉛揮発率に甘んじつつ、ダムの効果が全く期待できなくなるまで回転炉の操業を継続しているのが実状である。
【０００８】
このように従来の耐火物ダムにおいては、高さを２００ｍｍ以上にすることが困難であり、かつ操業期間中施工当初の高さを維持することが困難であるために、装入物の炉内滞留時間を充分長く保つことができず、亜鉛の揮発率を高く維持することは不可能である。この最大の原因は、従来の耐火物ダムでは操業を停止せずにダムを修復することが不可能であるということである。
【０００９】
そこで本発明の課題は、耐火物ダムに代わって操業中でも修復可能なダムを形成することにより、ダムの高さをより高くし、かつその高さを回転炉の操業期間中維持することによって、装入物の炉内滞留時間をより長くし、鉄鋼ダストからの亜鉛の揮発率をより向上することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明は、亜鉛を含有する鉄鋼ダストを還元剤とともに回転炉に装入して還元焙焼し、亜鉛を揮発回収する還元焙焼用回転炉であって、該回転炉の排出端側に加熱用のバーナーと炉の内壁付着物の除去装置がとが配設された回転炉の操業方法において、回転炉装入物から亜鉛が揮発除去され排出端近傍まで移動してきた鉄系酸化物を前記バーナーにより加熱することによって軟化ないしは半溶融状態にして、回転炉の排出端近傍の内壁にリング状の付着物を生成させた後、該付着物の上部を前記付着物除去装置により切削除去して、高さの一定したリング状のダムを形成することを特徴とする鉄鋼ダスト還元焙焼用回転炉の操業方法である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
回転炉には、装入物として鉄鋼ダストおよび粉あるいは粒状のコークス、石炭などの還元剤および必要に応じて溶剤が装入される。還元剤の配合比率は通常、鉄鋼ダストに対して１５〜３０重量％であり、装入される溶剤は１０重量％以下である。なお装入される鉄鋼ダストの組成の一例を表１に示す。
【００１２】
【表１】
0003804323.tif 000002
【００１３】
これらの装入物は還元焙焼過程で軟化したり半溶融状態となって炉の内壁に付着成長してリング状の付着物が生成されることがある。そのため除去装置を用いて定期的に付着物を除去している。本発明者等は、装入物のこの性質に着目し、本発明に至ったものである。
【００１４】
すなわち回転炉の操業に際し、装入物から亜鉛、鉛が還元揮発された後の鉄系酸化物が回転炉の排出端近傍まで移動してきたところで、この鉄系酸化物に通常の操業時より過剰の熱を前記加熱用バーナーより与え、鉄系酸化物を軟化したり半溶融状態にして炉の内壁に付着させる。付着物は炉が回転しているので炉の内壁にリング状に生成される。バーナーによる過熱を続けると付着物の上に軟化ないし半溶融状態の鉄系酸化物がさらに堆積する。このようにして付着物が所定の高さに達したら付着物除去装置により、付着物の上部を切削除去する。そうして目的の高さに成形し、付着物によるダムが形成される。
【００１５】
ここで用いられる付着物除去装置には、例えば本出願人により先に提案された実公昭５７−４１６７７号公報記載による付着物除去装置を用いることができる。この装置は回転炉の排出端の外側に、その軸方向に進退可能な台車を有し、その台車に俯仰可能な切削バーを設けたものであり、その切削バーを回転中の該回転炉に挿入して付着物を切削除去するよう構成されている。この付着物除去装置は回転炉の操業を停止せずに付着物除去作業ができることを特徴とするものである。
【００１６】
次にこの付着物除去装置を用いて付着物ダムの成形方法について模式図により説明する。図２は付着物ダムの成形過程の模式図であり、１は回転中の回転炉、３は回転炉の排出端近傍に生成されたリング状の付着物、４は付着物除去装置の切削バーであり、４−１はその先端の切削刃である。まず切削刃４−１を付着物に接触させる前に、切削バー４を俯仰させて切削後のダムの高さが目的の高さになるように切削刃の位置を設定する。次いで切削バーを前進させると炉の回転に伴って付着物の上部が切削除去され、高さの一定したリング状のダムが形成される。
【００１７】
なお付着物除去装置は、この実公昭５７−４１６７７号公報記載の装置に限定されるものではなく、同様の切削ができるものであればよい。
【００１８】
成形した付着物ダムの奥側、即ち装入端側に軟化ないし半溶融状態となった装入物によって塊が生成され、それがダムを乗り越えられなくなった場合は、付着物ダムの成形時と同様の操作を行ってダムを切削除去し、塊を排出することが可能である。その後、再度加熱用バーナーと付着物除去装置を操作して付着物ダムを形成すればよい。またダムが熱衝撃により破壊されかけた場合も同様にして修復することが可能である。
【００１９】
【実施例】
［実施例１］
排出端部に重油バーナーが配設された内径３．５ｍ、耐火物ライニング高さ４００ｍｍ、長さ５０ｍの回転炉に鉄鋼ダスト他の装入物を装入し、鉄鋼ダストの還元焙焼を行った。その還元焙焼過程で亜鉛、鉛が揮発除去され排出端近傍まで移動してきた鉄系酸化物に対して、重油バーナーにより過剰の熱を加え鉄系酸化物を軟化ないし半溶融状態にして、排出端より０〜５ｍの範囲に付着成長させた。その後、実公昭５７−４１６７７号公報に記載の付着物除去装置を用いて、前記付着物の上部を切削除去し、高さ２００ｍｍのダムを形成した。
【００２０】
次に付着物ダムの高さを２００ｍｍに保ちつつ操業を継続し、亜鉛の揮発率を調査するために回転炉の排出端から排出された鉄系酸化物を採取し、その中に残留する亜鉛量を分析した。このように重油バーナーにより過剰の熱を加えることによって排出端から０〜５ｍの範囲の付着物の高さを高くし、その後付着物除去装置により付着物の上部を切削除去することを繰り返して、付着物ダムの高さを２００ｍｍから６００ｍｍまで変化させ、その間のダムの高さと鉄系酸化物中に残留する亜鉛の品位との関係を調べた。その調査期間は６カ月間であり、その間操業を停止することなく、ダムが熱衝撃で破壊されかけた場合は前記の方法で修復し、また巨大化した塊が生成された場合は、ダムを一旦破壊して塊を排出した後、再度ダムを形成することによってダムの高さを維持しつつデータを採取した。
【００２１】
このようにして採取したデータを図３に示す。  図３より、ダムが高くなるに従って鉄系酸化物中に残留する亜鉛の品位が低下する、即ち亜鉛の揮発率が向上することがわかる。そうして従来の耐火物ダムでは２００ｍｍ以上に高くすることは不可能であったが、付着物ダムにすることによって従来より高くすることが可能になったために、装入物の炉内滞留時間がより長くなり、亜鉛および鉛の揮発率は従来の９３％、９５％からそれぞれ９６％、９８％に向上した。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明した通り、従来の耐火物ダムの代わりに炉の内壁付着物によるダムを形成する本発明の方法によれば、ダムの高さを従来より高く維持することが可能となり、装入物の炉内滞留時間がより長くなるために、鉄鋼ダストからの亜鉛の揮発回収率を極めて高く向上することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来の耐火物によるダムを示す模式図である。
【図２】  本発明における付着物除去装置により炉の内壁付着物を成形して付着物ダムを形成する模式図である。
【図３】  本発明の実施例における付着物ダムの高さと鉄系酸化物の亜鉛品位との関係を示した図である。
【符号の説明】
１  回転炉
２  耐火物ダム
３  付着物
４  切削バー
４−１  切削刃
【図１】
0003804323.tif 000003
【図２】
0003804323.tif 000004
【図３】
0003804323.tif 000005