成果報告書詳細
管理番号20150000000082
タイトル平成22年度-平成24年度成果報告書 省エネルギー革新技術開発事業 実用化開発 難利用鉄系スクラップの利用拡大のための研究開発
公開日2015/4/15
報告書年度2010 - 2012
委託先名JFEスチール株式会社
プロジェクト番号P09015
部署名省エネルギー部
和文要約本研究開発では、鉄スクラップ利用製鉄を推進するための必須技術として、「Cool Earth-エネルギー革新技術計画」の主旨に沿うエネルギー使用合理化技術(「重点的に取り組むべきエネルギー革新技術」のうち「11)革新的材料・製造・加工技術」に相当)と位置付け、Cuを含有するため難利用鉄スクラップとされる低級老廃屑中のCuを除去し、省エネルギーを推進しつつ高級鋼製造を可能とするための実用的目途を獲得するための技術開発を行った。平成20-21年度の先導研究に続き、平成22-24年度に、現在工業的に実現していないCu除去技術、Cu除去後スラグ処理技術の実用化を目指した研究開発を併行して推進し、トータルプロセスのFSを行った。
1)Cu除去技術の実用性のスケールアップ実験での検証;
Na2CO3-FeS系フラックスによる硫化脱Cu技術のスケールアップ検討を行うため、4ton規模溶鉄のCu除去実験が可能な装置を導入し、溶銑Cu除去実験を実施。フラックス組成、処理温度、撹拌条件などを適正化し、本テーマにおいて目標とするCu除去率40%に対して最大52%の除去率を達成。
2)Cu除去後スラグの処理技術のスケールアップ実験での検証;
通常の製鋼精錬で発生しない脱Cu後の硫化物スラグのリサイクルプロセスのスケールアップ検討を行うため、kg規模の脱Cu後スラグ湿式処理装置を導入し、有用元素の回収実験を実施。冷却制御→粉砕・分級(乾式処理)→溶解・晶析(湿式処理)工程により、スラグ中のNa分を88%再利用可能。
3)トータルプロセスFS;
低級スクラップの溶解→高Cu濃度溶銑から機械攪拌式脱Cu設備で硫化フラックス脱Cu→高炉溶銑と混合→既存の脱S処理設備、脱炭転炉を経て高級鋼製造といった一連の鉄鋼製造フローに、脱Cu後スラグからのNa分回収によるフラックス再利用までを組み合わせたトータルプロセスの概略コストを評価。スクラップ価格変動を勘案した試算を実施し、当該プロセスの経済性の発現する条件を把握。
英文要約Title: "Advanced research project on enhancement of usage of hard-to-use ferrous scrap" (FY2010-2012) Final Report

A research project was carried out with the aim of developing a steelmaking process utilizing low grade ferrous scrap from the viewpoint of energy saving. The possibility of removing Cu from low grade scrap (hard-to-use ferrous scrap containing Cu) and manufacturing high grade steel with reduced energy consumption was verified. After leading research in 2008-2009, advanced research on Cu removal and treatment of slag after Cu removal, which have not been practicable to date, was carried out on an ongoing basis, and a feasibility study of the total process was conducted.
1) Verification of practicability of Cu removal by scale-up experiment;
A scale-up experiment on Cu removal from up to 4 tons of hot metal with Na2CO3-FeS fluxes was carried out with newly-constructed experimental equipment. A maximum Cu removal ratio of 52% was achieved by optimization of the flux composition, hot metal temperature and impeller stirring condition, substantially exceeding the 40% target of the project.
2) Verification of practicability of treating slag after Cu removal by scale-up experiment;
With the aim of recovering valuable components in the slag, a scale-up experiment on treatment of sulfide slag after Cu removal was performed at the kg order using a newly-constructed wet process experimental equipment. Although treatment of sulfide slag is unusual in the conventional steelmaking process, it was possible to recover 88% of the Na in the slag by appropriate control of slag solidification, dissolution and recrystallization conditions.
3) Feasibility study of total process;
A rough economic estimate was prepared for the total process, consisting of a Cu removal process for Cu-containing hot metal after melting low grade scrap and the following process for removal of S from the hot metal with existing equipment, in combination with a flux recycling process by extraction of Na from the slag after Cu removal. Cost variations and the conditions for feasibility of the total process were calculated considering changes in the price of scra
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