JP2000192128A

JP2000192128A - 炉の操業方法

Info

Publication number: JP2000192128A
Application number: JP37301098A
Authority: JP
Inventors: Toshio Fujimura; 俊生藤村; Masato Mizufuji; 政人水藤; Yoshiaki Hara; 義明原; Natsuo Ishiwatari; 夏生石渡
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1998-12-28
Filing date: 1998-12-28
Publication date: 2000-07-11

Abstract

(57)【要約】【課題】電炉ダストから亜鉛と鉄とを分離回収するにあ
たり、完全な分離を可能とする炉の操業方法を提供す
る。【解決手段】上下段に二段の羽口を有し且つ炭素系固体
還元材を充填する固体還元材充填層型炉の操業方法であ
って、前記上段羽口前温度を１５００℃以上とし且つ炉
頂部の温度Ｔ（℃）及び炉頂部の酸素ポテンシャルＰo₂
(atm）を次の条件で設定される領域として、高揮発性金
属である亜鉛を蒸気の状態とし、同時に非常に高いカロ
リーの燃料ガスを抽出する。そして、排ガス中の亜鉛の
蒸気を湿式冷却してスラリーとして回収する。一方の鉄
は低揮発性金属であるので、炉内で溶融還元されて炉床
部に溜まる。Ｔ≧７３０（℃） log(Ｐo₂）≦−４８１３８／（Ｔ＋２７３）＋２５．３
５

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電炉や高炉のダス
ト等から亜鉛等の高揮発性金属を蒸気として製造した
り、廃プラスチックやシュレッダダスト等を燃焼させて
燃料ガスを製造したりする固体還元材充填層型溶融還元
炉の操業方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車用表面処理鋼板等のように
亜鉛を含む鉄スクラップの発生量が増加している。この
鉄スクラップを主原料とする電炉等では、亜鉛と鉄とを
主成分とするダストが発生する。このダストは、現在、
回収コストが高いことから、集塵後、無害化処理されて
から埋め立て投棄されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記電
炉ダストに含まれる亜鉛の含有率は２０〜３０％であ
り、同量の鉄分も含まれている。それらの形態は、酸化
物であったり、水酸化物であったりするが、ダストその
ものの発生量は製鋼トンあたり１５キログラムと多く、
低コストで且つ廃棄物なく、夫々を完全分離した状態で
回収する技術が求められている。同時に、固体還元剤充
填層型溶融還元炉内で、これらを回収する際には多量の
燃料ガスが発生すると考えられるが、この燃料ガスもで
きるだけ高いカロリーの状態で回収したい。更に、この
ような固体還元材充填層型溶融還元炉には、例えば廃プ
ラスチックやシュレッダダスト等の可燃物を装入して燃
焼させることも想定されるが、そのような場合に、所謂
ダイオキシンを発生させることなく、完全燃焼させた
い。

【０００４】本発明は前記諸問題を解決すべく開発され
たものであり、亜鉛等の高揮発性金属の酸化物や水酸化
物と鉄等の低揮発性金属の酸化物や水酸化物とを分離し
て回収すると共に、高カロリーの燃料ガスも回収し、ダ
イオキシンを発生させることなく可燃物等を完全燃焼で
きる固体還元材充填層型溶融還元炉の操業方法を提供す
ることを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記諸問題を解決するた
め、本発明のうち請求項１に係る炉の操業方法は、固体
還元材充填層型溶融還元炉の操業方法であって、溶融還
元領域の温度を１５００℃以上とし、且つ溶融還元領域
を除く炉内全域及び炉頂部の温度Ｔ（℃）及び炉頂部の
酸素ポテンシャルＰo₂(atm）を次の条件で設定される領
域として、少なくとも高揮発性金属蒸気及び燃料ガスの
何れか一方を製造することを特徴とするものである。

【０００６】Ｔ≧７３０（℃） log(Ｐo₂）≦−４８１３８／（Ｔ＋２７３）＋２４．７
４本発明者等は、特に亜鉛を含む電炉ダストから亜鉛と鉄
とを完全分離して回収する点に着目し、具体的に発生す
る諸問題を解決すべく鋭意検討を重ねた。このとき、最
も問題となったのは、亜鉛のガスが二酸化炭素中の酸素
と結合して、固体の酸化亜鉛になってしまう反応であ
る。回収する以前の亜鉛が固体の酸化亜鉛になってしま
うと、それが排ガスダクト等に付着して回収できなくな
ってしまい、また付着が著しくなるとダクトが閉塞し、
操業を継続できなくなる。そして、本発明者等は、前述
した反応が、固体還元材充填層型溶融還元炉の炉内或い
は炉頂部の温度と、雰囲気の酸素ポテンシャルとに左右
されることを見出した。即ち、炉頂部の温度が低くて
も、雰囲気の酸素ポテンシャルが高くても、反応が促進
する。ここで、酸素ポテンシャルとは、雰囲気の酸化性
の度合いを示す指標であり、炉頂部の雰囲気が殆ど二酸
化炭素と一酸化炭素のみであることから、具体的にＣＯ
＋１／２Ｏ₂＝ＣＯ₂の反応の自由エネルギー変化 ΔＧ°＝−６７１５０＋２０．３７（Ｔ＋２７３）（ca
l) から求められる下記１式で定義した。

【０００７】 log(Ｐo₂）＝２log(Ｐco₂/Ｐco）− 29386/(Ｔ＋273)＋8.914 ……… (1) このように炉内或いは炉頂部の温度と酸素ポテンシャル
とを規定することにより、亜鉛等の高揮発性金属を蒸気
の状態に維持し、その後の回収を容易にすることができ
るのである。また、酸素ポテンシャルの小さい炉頂部の
高温ガスは、高カロリーの燃料ガスとなり得る。なお、
溶融還元領域の温度を１５００℃以上とするのは、溶融
還元反応を起こすための温度を確保するためと、生成す
る融体の温度を確保し、良好な出銑滓を実現するためで
ある。また、原料供給部分の温度は原料の溶融を促進す
るために１７００℃以上であることが望ましい。

【０００８】一方、電炉ダスト等の粉粒体原料を羽口か
ら吹込むる場合、後述するように粉粒体原料が炉内の上
昇気流によって吹き飛んでしまわないように、羽口前温
度が装入原料が即座に溶融する温度である必要があり、
それを前述のように１５００℃以上と規定した。また、
本発明のうち請求項２に係る炉の操業方法は、前記請求
項１の発明において、少なくとも上下に二段の羽口を有
することを特徴とするものである。

【０００９】この発明では、上段の羽口から原料を吹込
むことにより、原料の溶融する領域と還元する領域とを
分離することができ、より大きな製錬領域を確保できる
ため、生産性を高めることができる。また、本発明のう
ち請求項３に係る炉の操業方法は、前記請求項１又は２
の発明において、燃料ガスを製造するときに、当該燃料
ガスのガスカロリーが１５００kcal／Nm³以上であるこ
とを特徴とするものである。

【００１０】また、本発明のうち請求項４に係る炉の操
業方法は、前記請求項１乃至３の発明において、金属酸
化物，金属水酸化物，可燃物，及びそれらの混合物の何
れか一つ又は複数を装入原料とすることを特徴とするも
のである。この発明は、前記請求項１乃至３の発明で装
入可能な原料を特定するものであり、具体的には鉄、ク
ロム、ニッケル等の低揮発性金属の酸化物、水酸化物、
及びそれらを含む鉱石、ダスト、スラッジや、亜鉛、鉛
等の高揮発性金属の酸化物、水酸化物、及びそれらを含
む鉱石、ダスト、スラッジや、プラスチック、紙、油等
の可燃物、及びそれらを含む廃プラスチック、シュレッ
ダーダスト等が挙げられる。

【００１１】また、本発明のうち請求項５に係る炉の操
業方法は、前記請求項１乃至４の発明において、粉粒状
装入原料は羽口から吹込むことを特徴とするものであ
る。この発明では、軽量のため吹き飛ばされ易い粉粒状
装入原料を羽口から吹込むことで、当該粉粒状装入原料
は、前記羽口前の高温に曝されて即座に溶融、燃焼、還
元、蒸発するため、その装入方法を規定することによ
り、炉内の上昇気流によってそれが炉頂部に吹き飛ばさ
れるのを抑制防止することができる。

【００１２】また、本発明のうち請求項６に係る炉の操
業方法は、前記請求項１乃至５の発明において、塊状装
入原料は炉頂から装入することを特徴とするものであ
る。この発明では、重量があって吹き飛ばされにくい塊
状装入原料は、炉頂から装入しても、炉内の上昇気流に
よって吹き飛ばされることはないから、その装入方法を
規定したものである。

【００１３】また、本発明のうち請求項７に係る炉の操
業方法は、前記請求項６の発明において、前記塊状装入
原料を炉頂から連続的に装入することを特徴とするもの
である。前述のような塊状装入原料を炉頂から装入する
にあたり、一度に大量に装入すると、炉頂部の温度が低
下する。この発明は、前記請求項１の発明における炉頂
部温度の規定を満足するために、塊状装入原料を炉頂か
ら連続的に装入することを規定して、炉頂部の温度が低
下しすぎないようにするものである。

【００１４】また、本発明のうち請求項８に係る炉の操
業方法は、前記請求項１乃至７の発明において、羽口吹
込みガスとして、熱風，酸素富化した熱風，及び純酸素
の何れかを用いることを特徴とするものである。熱風や
酸素富化した熱風を羽口吹込みガスとして用いることは
周知であるが、この発明では、更に純酸素を用いること
により、特に下段羽口から純酸素を吹き込むと炉内温度
を著しく上昇することができ、もって前記請求項１の発
明の規定を満足し易くなるという点に着目したものであ
る。

【００１５】また、本発明のうち請求項９に係る炉の操
業方法は、前記請求項１乃至８の発明において、高揮発
性金属蒸気を製造するときに、炉頂部から排出したガス
を湿式冷却して高揮発性金属を回収することを特徴とす
るものである。この発明は、前記請求項１の発明の炉頂
部の温度及び酸素ポテンシャルを満足すると、亜鉛等の
高揮発性金属は完全に蒸気のままであるから、これを湿
式冷却することで、当該高揮発性金属を急速に固化し、
スラリーとして回収することができるようにするための
ものである。

【００１６】また、本発明のうち請求項１０に係る炉の
操業方法は、前記請求項１乃至８の発明において、炉頂
部から排出した高温のガスを急冷することを特徴とする
ものである。この発明は、前記請求項９の発明と異な
り、前記炉頂部から排出した高温のガスを急冷すること
だけを規定するものであり、例えば可燃物を高温で燃焼
するとダイオキシンは発生しにくいが、その燃焼排ガス
が徐冷されると、再びダイオキシンが再合成される恐れ
があるため、炉頂部の高温のガスを急冷することによ
り、それを抑制防止することを目的としたものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。図１は、本発明の炉の操業方法を適用した
竪型炉である。この竪型炉１内には、コークス等の固体
還元材２が充填されており、全体として固体還元材充填
層型溶融還元炉を構成する。この竪型炉１には、少なく
とも上下二段の羽口３，４が設けられている。このよう
に上下二段に羽口３，４を設ける竪型炉１としては、例
えばクロム鉱石を効率よく溶融還元するために開発され
た炉等を適用することができる。つまり、上段の羽口３
だけでは溶融還元に十分な熱量が得られないときに、下
段の羽口４から熱量を補い、その間に十分に溶融還元さ
せるように構成されたものである。

【００１８】これらの羽口３，４には、送風機５から熱
風発生炉６を通して、熱風や、それに酸素を富化したも
のや、或いは必要に応じて純酸素が吹込みガスとして用
いられる。これは、炉内の固体還元材２を燃焼し、その
燃焼熱を原料の溶融、燃焼、蒸発、還元等に利用するた
めに、酸素が必要であるためであり、また吹込みガスを
加熱する場合には、炉内への入熱の形態として吹込みガ
スの持つ顕熱を利用できるためでもある。また、これら
のうち、特に下段の羽口４に供給する熱風中の酸素の割
合が増加するにつれて、前述のように上段の羽口３まで
の間の熱量が増加し、それが純酸素になると炉内温度を
著しく高くすることができる。本実施形態では、後述の
ように羽口前温度や炉頂部温度を高く設定しなければな
らないので、それらに鑑みて供給熱風中の酸素の割合を
調整するとよい。

【００１９】一方、上段の羽口３には、原料吹込み装置
７から原料が吹込まれる。この上段の羽口３から吹込ま
れる原料は、原則的に粉粒状のものに限定され、吹込み
直後に溶融、燃焼、還元、蒸発する。この原料のうち、
溶融した鉄等の低揮発性金属の酸化物や水酸化物は、固
体還元材の充填層を滴下する過程で還元され、炉床部に
溜まる。また、蒸発する亜鉛等の高揮発性金属の蒸気
は、固体還元材２の隙間を通って炉頂部に上昇し、後述
のように炉内ガスと共に排出される。

【００２０】電炉ダスト等の粉粒状原料は、原則的に上
段の羽口３から吹込まれる。これは、粉粒状の原料が軽
いため、炉内の上昇気流によって、例えば前述のように
低揮発性金属が十分に溶融して固体還元材２の充填層内
を滴下する以前に吹き飛ばされ、そのまま炉頂部から排
出されてしまうのを抑制防止するためである。これに対
して、塊状原料は重量が大きいので、炉内の上昇気流を
受けても吹き飛ばない。また、この種の塊状原料は、前
述のように羽口前で瞬時に溶融する必要がないので、炉
頂装入装置８により原則として炉頂から装入する。ま
た、後述のように、本実施形態では、炉頂部の温度を高
温に維持する必要があるのに対して、塊状原料を一度に
多量に装入すると、炉頂部の温度が下がり過ぎてしまう
恐れがあるため、塊状原料は原則として連続的に装入
し、炉頂部の温度が下がらないようにする。具体的に
は、炉頂からの装入管方式で連続的に装入するのがよ
い。勿論、塊状原料を一度に多量に装入しても、十分な
熱量が得られ、炉頂部温度を高く維持できればよいが、
そのようにすると燃料の原単位が増加するので回避した
い。また、塊状原料を粉砕して粉粒状にしたときには、
上段の羽口３から吹込むべきである。

【００２１】また、本実施形態では、炉頂部の温度を高
く維持するために、当該炉頂部の空間に二次燃焼ガスを
供給し、意図的に炉頂部内で燃焼させている。また、こ
の炉頂部から排ガスを排出するダクト内にも二次燃焼ガ
スを供給してダクト内でも燃焼させている。但し、二次
燃焼ガスを燃焼させると二酸化炭素が発生する。本実施
形態では、炉頂部を含み、当該炉頂部から排ガス冷却・
清浄装置までの間のダクト内における酸素ポテンシャル
を温度に応じて小さくする必要があり、そのためにはガ
ス温度と組成を測定して、二次燃焼ガスの供給量を厳し
く管理する必要がある。

【００２２】このようにして炉頂部から排出された排ガ
スは排ガス冷却・清浄装置９内に送り込まれる。この排
ガス冷却・清浄装置９は、具体的に湿式冷却装置、つま
り排ガス中に液体を散布して、排ガス温度を低下させる
と共に、蒸気の状態にある物質を冷却固化し、液体と一
緒に滴下・沈殿させ、それをスラリーとして分離回収で
きるようにすると共に、液化或いは固化しない気体は気
体のまま採取するためのものである。本実施形態では、
後述のように排ガス中から亜鉛等の高揮発性金属を固化
して分離回収すると共に、排出される排ガスを、一酸化
炭素ガスを含む高カロリーの燃料ガスとして得る。ま
た、このように高温の排ガスを急速に冷却することによ
り、原料中に含まれる有害物質であるダイオキシンの再
合成を防止することもできるのである。

【００２３】次に、前述のような固体還元材充填層型溶
融還元炉で、主として低揮発性金属である鉄の酸化物や
水酸化物と高揮発性金属である亜鉛の酸化物や水酸化物
とを含む電炉ダスト等の粉粒物を装入原料とし、それを
鉄分と亜鉛とに分離回収し、同時に高カロリー燃料ガス
を採取するための条件について説明する。ここで、原料
の組成の一例を表１に示す。表から明らかなように、鉄
分と亜鉛とをかなりの割合で含み、その他に酸化カルシ
ウム、シリカ、アルミナ等を含んでいる。

【００２４】

【表１】

【００２５】次に、操業条件を表２に示す。ここでは、
酸素富化した熱風を前記粉粒状原料と共に羽口から吹き
込むものとする。

【００２６】

【表２】

【００２７】前述のように粉粒状装入原料は、羽口（少
なくとも二段の羽口を有する場合は上段羽口）から吹込
まれる。若し、この羽口前温度が低いと、溶融滴下して
分離回収しようとする鉄分が十分に溶融しないうちに、
炉内の上昇気流によって吹き飛ばされ、炉頂部から排出
され、前記排ガス冷却・清浄装置で取り出される。つま
り、亜鉛だけを分離回収したい排ガス冷却・清浄装置内
のスラリーに鉄分が混入してしまうことになる。これに
は、羽口前温度，特に粉粒状原料を吹込む吹込み羽口前
温度が大いに関与していることが分かった。そこで、吹
込み羽口前温度と、排ガス冷却・清浄装置内のスラリー
に含まれている鉄分濃度（図では固形分中鉄分濃度）と
の関係を図２に示す。

【００２８】同図から明らかなように、スラリー中に含
まれている鉄分濃度は、吹込み羽口前温度が１５００℃
以上の領域では小さくなる。つまり、羽口前温度を１５
００℃以上に設定すれば、粉粒状装入物中の鉄分は、当
該羽口前で即座に溶融し、滴下するため、炉内の上昇気
流によって吹き飛ばされる割合は少ないと考えられる。
また、吹込み羽口前温度を１７００℃以上とすることに
より、更に溶融を促進することができる。そして、この
ように溶融してしまえば、当該溶融鉄分は、固体還元材
層を滴下し、その間に還元されて炉床部に溜まる。従っ
て、それを取り出せば、純度の高い鉄を分離回収できる
ことになる。

【００２９】一方、気体の亜鉛と二酸化炭素とが反応す
ると固体の酸化亜鉛と一酸化炭素とが生成される。この
反応は可逆反応であり、温度が低いほど、或いは酸素ポ
テンシャルが大きいほど、固体の酸化亜鉛が生成され易
い。炉内及び炉頂部から排ガスダクトにかけての温度が
低かったり、或いは酸素ポテンシャルが大きかったりす
ると、固体の酸化亜鉛が前記排ガス冷却・製造装置まで
到達できずに炉壁やダクト壁に付着し、その付着量が著
しく多くなると、ダクトや炉内を閉塞して、操業が継続
できなくなる恐れもある。

【００３０】前記反応を司る要因は温度と酸素ポテンシ
ャルである。酸素ポテンシャルは、雰囲気がほぼ一酸化
炭素と二酸化炭素とのみであることから、ここでは酸素
ポテンシャルは前記１式で定義した。そして、この酸素
ポテンシャルと炉頂部との温度の関係を、前記反応に必
要な反応熱に置換して調べてみると、図３に示す一本の
曲線（実質的には直線）が得られ、これより酸素ポテン
シャルが小さいか、或いは温度が高い領域では気体の亜
鉛が安定している。つまり、図中の曲線より左下方の領
域では気体の亜鉛状態が維持できるのである。この領域
は、下記２式で与えられる。

【００３１】 log(Ｐo₂）≦−４８１３８／（Ｔ＋２７３）＋２５．３５ ……… (2) 但し、Ｔ：炉内或いは炉頂部の雰囲気温度（℃）Ｐo₂：酸素ポテンシャル（atm) この条件に、更に亜鉛が気体で安定する温度条件とし
て、炉頂部の雰囲気温度を７３０℃以上とした。更に二
次燃焼を行う前の炉頂部でのガス温度Ｔ（℃）、酸素ポ
テンシャルがＰo₂(atm）が下記３式で囲まれた領域にあ
るのが望ましい。その理由としては、炉頂の装入面に近
い部分でも酸化亜鉛の付着が減少するとか、炉内での酸
化亜鉛の付着がなくなるとか、二次燃焼を行う必要がな
くなるためであり、二次燃焼を行う場合にあっても、過
剰に高温の燃焼ガスを生じることがなく、また酸素ポテ
ンシャルを過剰に小さくする必要がないためである。

【００３２】Ｔ≧７３０℃ log(Ｐo₂）≦−２９３８６／（Ｔ＋２７３）＋６．５１ ……… (3) これらの条件を満足しながら操業すると、炉頂部から排
ガスダクトにかけて酸化亜鉛が付着することなく、前述
のように亜鉛と鉄分との分離回収が可能であり、同時に
高カロリー燃料ガスを採取することもできる。一方、こ
の条件から外れると、凡そ１週間から２週間で炉壁に付
着する酸化亜鉛が炉内を閉塞し、操業を継続できなくな
った。なお、これらの条件を操作するには、羽口からの
送風量や富化酸素量、原料吹込み速度の調整によるコー
クス比の変更、炉頂部やダクトでの二次燃焼の実施及び
二次燃焼ガスの調整を主な手段とした。

【００３３】なお、本発明は、必ずしも上下二段の羽口
を有する固体還元剤充填層型溶融還元炉に限定されるも
のではなく、一段或いは一個の羽口を有するものにも幅
広く提供できる。その場合の具体的な炉の構成は図４に
示すようになる。羽口の段数以外は前記実施形態と同様
である。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のうち請求
項１に係る炉の操業方法によれば、固体還元材充填層型
溶融還元炉の溶融還元領域の温度を１５００℃以上とし
且つ溶融還元領域を除く炉内全域及び炉頂部の温度Ｔ
（℃）及び炉頂部の酸素ポテンシャルＰo₂(atm）を（Ｔ
≧７３０（℃），log(Ｐo₂）≦−４８１３８／（Ｔ＋２
７３）＋２５．３５）で設定される領域として、少なく
とも高揮発性金属蒸気及び燃料ガスの何れか一方を製造
することとしたため、電炉ダスト等に含まれる亜鉛等の
高揮発性金属は揮発して蒸気となり、炉頂部へと上昇
し、鉄等の低揮発性金属は溶融して炉床部に流下するこ
とで両者の完全分離が可能となり、前記亜鉛等の高揮発
性金属を蒸気の状態に維持してその後の回収を容易化す
ると共に、炉頂部の高温ガスを高カロリーの燃料ガスと
して回収することができる。

【００３５】また、本発明のうち請求項２に係る炉の操
業方法によれば、少なくとも上下に二段の羽口を有する
炉の上段の羽口から原料を吹込むことにより、原料の溶
融する領域と還元する領域とを分離することができ、よ
り大きな製錬領域を確保できるため、生産性を高めるこ
とができる。また、本発明のうち請求項３に係る炉の操
業方法によれば、製造される燃料ガスのガスカロリーが
１５００kcal／Nm³以上であることとしたため、一酸化
炭素を含む高カロリーの燃料ガスを採集することができ
る。

【００３６】また、本発明のうち請求項４に係る炉の操
業方法によれば、金属酸化物，金属水酸化物，可燃物，
及びそれらの混合物の何れか一つ又は複数を装入原料と
することとしたため、種々の装入原料を、溶融、還元、
燃焼、蒸発、分離、回収したり、高カロリー燃料ガスを
製造したりすることができる。また、本発明のうち請求
項５に係る炉の操業方法によれば、粉粒状装入原料は羽
口から吹込みこととしたため、軽量のため吹き飛ばされ
易い粉粒状装入原料が前記羽口前の高温に曝されて即座
に溶融、燃焼、還元、蒸発し、炉内の上昇気流によって
それが炉頂部に吹き飛ばされるのを抑制防止することが
できる。

【００３７】また、本発明のうち請求項６に係る炉の操
業方法によれば、塊状装入原料は炉頂から装入すること
としたため、重量があって吹き飛ばされにくい塊状装入
原料は、炉内の上昇気流によって吹き飛ばされることは
ない。また、本発明のうち請求項７に係る炉の操業方法
によれば、塊状装入原料を炉頂から連続的に装入するこ
ととしたため、炉頂部の温度が低下し過ぎるのを抑制防
止して、前記請求項１の発明における炉頂部温度の規定
を満足することができる。

【００３８】また、本発明のうち請求項８に係る炉の操
業方法によれば、羽口吹込みガスとして、熱風，酸素富
化した熱風，及び純酸素の何れかを用いることとしたた
め、特に下段羽口から純酸素を吹き込むと炉内温度を著
しく上昇することができ、もって前記請求項１の発明の
規定を満足し易くなる。また、本発明のうち請求項９に
係る炉の操業方法によれば、高揮発性金属蒸気を製造す
るときに、炉頂部から排出したガスを湿式冷却して高揮
発性金属を回収することとしたため、前記請求項１の発
明の炉頂部の温度及び酸素ポテンシャルの規定によって
完全に蒸気のままである亜鉛等の高揮発性金属を湿式冷
却することで、当該高揮発性金属を急速に固化し、スラ
リーとして回収することができる。

【００３９】また、本発明のうち請求項１０に係る炉の
操業方法によれば、炉頂部から排出した高温のガスを急
冷することとしたため、ダイオキシンが再合成を抑制防
止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の炉の操業方法を適用した炉の概略構成
図である。

【図２】羽口前温度と炉頂部からの排ガスに含まれて回
収された鉄分濃度との関係を示す説明図である。

【図３】炉頂部の温度と酸素ポテンシャルとで規制され
る領域の説明図である。

【図４】本発明の炉の操業方法を適用した炉の他の例を
示す概略構成図である。

【符号の説明】

１は竪型炉２は固体還元材３は上段の羽口４は下段の羽口５は送風機６は熱風発生炉７は原料吹込み装置８は炉頂装入装置９は排ガス冷却・清浄装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者原義明千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社技術研究所内 (72)発明者石渡夏生千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社技術研究所内Ｆターム(参考） 4K001 AA30 BA14 DA01 DA06 EA08 GA01 GB03 4K012 CB04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固体還元材充填層型溶融還元炉の操業方
法であって、炉内溶融還元領域の温度を１５００℃以上
とし、且つ溶融還元領域を除く炉内全域及び炉頂部の温
度Ｔ（℃）及び炉頂部の酸素ポテンシャルＰo₂(atm）を
次の条件で設定される領域として、少なくとも高揮発性
金属蒸気及び燃料ガスの何れか一方を製造することを特
徴とする炉の操業方法。Ｔ≧７３０（℃） log(Ｐo₂）≦−４８１３８／（Ｔ＋２７３）＋２５．３
５
【請求項２】前記請求項１の炉の操業方法において、
少なくとも上下に二段の羽口を有することを特徴とする
炉の操業方法。
【請求項３】前記請求項１又は２の炉の操業方法にお
いて、燃料ガスを製造するときに、当該燃料ガスのガス
カロリーが１５００kcal／Nm³以上であることを特徴と
する炉の操業方法。
【請求項４】前記請求項１乃至３の何れかの炉の操業
方法において、金属酸化物，金属水酸化物，可燃物，及
びそれらの混合物の何れか一つ又は複数を装入原料とす
ることを特徴とする炉の操業方法。
【請求項５】前記請求項１乃至４の何れかの炉の操業
方法において、粉粒状装入原料は羽口から吹込むことを
特徴とする炉の操業方法。
【請求項６】前記請求項１乃至５の何れかの炉の操業
方法において、塊状装入原料は炉頂から装入することを
特徴とする炉の操業方法。
【請求項７】前記請求項６の炉の操業方法において、
前記塊状装入原料を炉頂から連続的に装入することを特
徴とする炉の操業方法。
【請求項８】前記請求項１乃至７の何れかの炉の操業
方法において、羽口吹込みガスとして、熱風，酸素富化
した熱風，及び純酸素の何れかを用いることを特徴とす
る炉の操業方法。
【請求項９】前記請求項１乃至８の何れかの炉の操業
方法において、高揮発性金属蒸気を製造するときに、炉
頂部から排出したガスを湿式冷却して高揮発性金属を回
収することを特徴とする炉の操業方法。
【請求項１０】前記請求項１乃至８の何れかの炉の操
業方法において、炉頂部から排出した高温のガスを急冷
することを特徴とする炉の操業方法。