[发明专利]炼钢炉渣还原处理装置和炼钢炉渣还原处理系统

说明书

技术领域

本发明涉及将在炼钢工序中产生的炉渣(炼钢炉渣)以工业规模进行还原、回收有价值成分，并且对炼钢炉渣的性状进行改质以使其适合于各种用途的炼钢炉渣还原处理装置和炼钢炉渣还原处理系统。本申请基于2012年6月27日在日本提出的专利申请2012-144473号、2012年6月27日在日本提出的专利申请2012-144557号、和2012年10月25日在日本提出的专利申请2012-235692号要求优先权，将其内容援引于本申请中。

背景技术

在炼钢工序中，产生大量的炼钢炉渣。炼钢炉渣包含Fe、Mn等金属成分、和P等，由于包含大量CaO所引起的膨胀、崩坏性，向路基材料、骨材等的利用被限制。但是，近年来，资源的再循环在积极地推进，到目前为止公开了许多从炼钢炉渣回收有价值物质的方法。

专利文献1中公开了一种钢渣的处理方法，该方法对收纳于熔炉的钢铁熔液，添加在钢铁熔炼时产生的钢渣，并且添加热和还原材料，一边对钢渣进行改性，一边使Fe、Mn和P向熔液移动来取得改性炉渣，然后使熔液中的Mn和P向炉渣移动。但是，该处理方法直到得到所需的成分组成的炉渣为止，需要连续进行多次批量处理，因此工作效率差。

专利文献2中公开了一种方法，该方法向碳含有率低于1.5重量％的钢水，供给氧化铁含有率超过5重量％的钢渣，然后导入碳或碳载体，将钢水碳化，得到碳含有率超过2.0重量％的钢水后，进行还原处理。

但是，专利文献2的方法通过在装入熔渣时将铁液中的C浓度(碳浓度)设为低于1.5重量％，抑制大量的气体产生，在实施熔融还原时使C浓度上升至超过2.0重量％来进行所期望的还原。因此，由于反复进行脱碳升温和渗碳还原，成为批量处理，工作效率差。再者，在实施还原处理时，由于使C浓度上升至超过2.0重量％，因此可认为专利文献2的方法主要通过炉渣-金属间的反应来促进还原反应。

另外，在专利文献2的方法中，除了将碳材料作为还原材料使用以外，也作为热源使用，因此排气量增加。其结果，可设想热效率降低、粉尘产生量增加。

非专利文献1中公开了将钢渣粉末、碳材料粉末和炉渣改质材料粉末从中空电极装入电炉内，进行了还原试验的结果。但是，非专利文献1的还原试验是在电炉中对固化并粉碎了的冷态的炼钢炉渣进行处理的试验，因此能源消耗率(单位消耗能源)大。

另外，专利文献3中公开了在开放型直流电炉中，将在有色金属精炼中产生了的熔渣通过碳质还原材料进行还原，分离为金属相和炉渣相，从而回收有价金属的技术。但是，专利文献3的方法同样是将冷态炉渣作为处理对象的电炉的批量处理，因此能源消耗率大。

这样地，从炉渣回收有价值成分的方法都存在工作效率差、或能源消耗率大的难点。

在先技术文献

专利文献1：日本国特开昭52-033897号公报

专利文献2：日本国特表2003-520899号公报

专利文献3：澳大利亚专利AU-B-20553/95号说明书

非专利文献1：Scandinavian Journal of Metallurgy2003；32：p.7-14

发明内容

如上所述，将热态炼钢炉渣通过批量处理进行回收的现有方法，存在工作效率差，另外，将冷态炼钢炉渣熔融并作为资源进行回收的现有方法，存在能源消耗率高的难点。

因此，本发明的目的是作为工作效率良好、并且能源消耗率低的方法，提供可以进行炼钢炉渣的还原处理，回收有价值成分，并且对炼钢炉渣的性状进行改质以使其适合于各种用途的炼钢炉渣还原处理装置和炼钢炉渣还原处理系统。

本发明的主旨如下。

(1)本发明的第一方式是一种炼钢炉渣还原处理装置，是使用电炉对热炼钢炉渣进行连续还原处理的炼钢炉渣还原处理装置，具备：炉渣供给容器，其向上述电炉内流入上述热态炼钢炉渣；电极，其被设置于上述电炉，并且将通过上述热态炼钢炉渣的还原而生成了的铁液上的熔渣层与上述铁液一起加热；辅助原料供给部，其向上述熔渣层供给包含还原材料的辅助原料；和倾动装置，其使上述炉渣供给容器倾动而对上述热态炼钢炉渣向上述电炉的流入量进行调整。

(2)上述(1)所述的炼钢炉渣还原处理装置中，上述电炉可以为固定式的密闭型电炉。

(3)上述(2)所述的炼钢炉渣还原处理装置中，上述密闭型电炉可以为直流电炉。

(4)上述(1)～(3)的任一项所述的炼钢炉渣还原处理装置中，上述辅助原料供给部可以为设置于上述电极的内部的辅助原料供给管。