JP3048601B2 - 製鉄所副生含金属ダスト・スラジ類の処理方法 - Google Patents
製鉄所副生含金属ダスト・スラジ類の処理方法Info
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、製鉄所における金属および酸化金属を含有
する製鉄工程発生ダストおよび／またはスラジなどの処
理方法に関するものである。
する製鉄工程発生ダストおよび／またはスラジなどの処
理方法に関するものである。
＜従来の技術＞ 例えば転炉において発生する集塵ダストは、金属鉄
（以下Ｍ・Fe）を20％以上含有し、さらに鉄分として
（以下FemOn）を30％以上含有している。従来から転炉
ダストは湿式または乾式の集塵法により集塵されている
が、湿式法においては、脱水し、さらには乾燥してケー
キ状とし、また乾式法においては粉体状のまま再利用さ
れている。さらに、前述のダストを焼結原料その他の製
鉄、製鋼原料として利用するためペレット、またはブリ
ケットに成形されることが一般に行なわれている。これ
らダストのペレット化方法として、（イ）特開昭49−79
964号公報のようにFemOnを含む含水スラジ（スラリー）
と、動・植物油を含む油およびアルカリとを接触・攪拌
する方法や、（ロ）特開昭56−105438号公報のように微
粉鉱石類にバリウムの酸化物、水酸化物、炭酸塩、硫酸
塩を１種または２種類以上BaO値に換算して0.1〜10.0％
配分し、さらにセメント系バインダーを混合し該混合物
を塊成化した後、養生を行って製品化することを特徴と
する非焼成ペレットの製造法、（ハ）特開昭56−56298
号公報のように水分を含むダストに生石灰および／また
はセメントを、製造直後のミニペレットの水分が110℃
×24時間乾燥後の測定で10〜20％となるように添加し、
高速で攪拌混合することを特徴とするミニペレットの製
造方法、が開示されている。さらに（ニ）特開昭53−13
5815号公報には製鉄用ペレットの原料の総量に対して0.
2〜５重量％の消化ドロマイトをバインダーとして混合
して造粒することを特徴とするペレットの製造方法、が
提案されている。
（以下Ｍ・Fe）を20％以上含有し、さらに鉄分として
（以下FemOn）を30％以上含有している。従来から転炉
ダストは湿式または乾式の集塵法により集塵されている
が、湿式法においては、脱水し、さらには乾燥してケー
キ状とし、また乾式法においては粉体状のまま再利用さ
れている。さらに、前述のダストを焼結原料その他の製
鉄、製鋼原料として利用するためペレット、またはブリ
ケットに成形されることが一般に行なわれている。これ
らダストのペレット化方法として、（イ）特開昭49−79
964号公報のようにFemOnを含む含水スラジ（スラリー）
と、動・植物油を含む油およびアルカリとを接触・攪拌
する方法や、（ロ）特開昭56−105438号公報のように微
粉鉱石類にバリウムの酸化物、水酸化物、炭酸塩、硫酸
塩を１種または２種類以上BaO値に換算して0.1〜10.0％
配分し、さらにセメント系バインダーを混合し該混合物
を塊成化した後、養生を行って製品化することを特徴と
する非焼成ペレットの製造法、（ハ）特開昭56−56298
号公報のように水分を含むダストに生石灰および／また
はセメントを、製造直後のミニペレットの水分が110℃
×24時間乾燥後の測定で10〜20％となるように添加し、
高速で攪拌混合することを特徴とするミニペレットの製
造方法、が開示されている。さらに（ニ）特開昭53−13
5815号公報には製鉄用ペレットの原料の総量に対して0.
2〜５重量％の消化ドロマイトをバインダーとして混合
して造粒することを特徴とするペレットの製造方法、が
提案されている。
＜発明が解決しようとする課題＞ 前述従来の方法は生ペレットの冷間圧潰強度を高め、
運搬中や再利用工程における圧潰・粉化を防止するため
に有用な方法であるが、製鉄・製鋼原料としての再利用
に際して、ダストの塊粒化のための副原料を必要としダ
ストリサイクルコストの点では高価となる。
運搬中や再利用工程における圧潰・粉化を防止するため
に有用な方法であるが、製鉄・製鋼原料としての再利用
に際して、ダストの塊粒化のための副原料を必要としダ
ストリサイクルコストの点では高価となる。
また、ダストそのままの利用では金属鉄やFeOなどの
酸化度の低い含有鉄分の利用率が低く、例えば転炉での
再利用に際してFe3O4、Fe2O3などの還元のために余分な
熱エネルギーを必要とする。
酸化度の低い含有鉄分の利用率が低く、例えば転炉での
再利用に際してFe3O4、Fe2O3などの還元のために余分な
熱エネルギーを必要とする。
特開昭49−109212号公報には、転炉のガス回収に当た
り散水により捕集された未燃焼ダストをドライヤーによ
り乾燥する場合の加熱ガス温度を900℃以下とするとと
もに、乾燥後のダストがドライヤー排出時における含水
量を５〜10％に規制しダスト中Feの殆どをFe3O4に変え
ることを特徴とする転炉未燃焼ダストの酸化処理方法、
が提案されている。しかしながらこの方法では、（ａ）
再利用工程でFe3O4の還元に余分な熱エネルギーが必要
となる。（ｂ）酸化処理に余分な熱エネルギーが必要と
なる。（ｃ）転炉などの鉄浴中への添加時Fe3O4の還元
による局部的な吸熱のため、スラグ中の鉄酸化物含有量
を必要以上に増加せしめるなどの欠点をまぬがれない。
り散水により捕集された未燃焼ダストをドライヤーによ
り乾燥する場合の加熱ガス温度を900℃以下とするとと
もに、乾燥後のダストがドライヤー排出時における含水
量を５〜10％に規制しダスト中Feの殆どをFe3O4に変え
ることを特徴とする転炉未燃焼ダストの酸化処理方法、
が提案されている。しかしながらこの方法では、（ａ）
再利用工程でFe3O4の還元に余分な熱エネルギーが必要
となる。（ｂ）酸化処理に余分な熱エネルギーが必要と
なる。（ｃ）転炉などの鉄浴中への添加時Fe3O4の還元
による局部的な吸熱のため、スラグ中の鉄酸化物含有量
を必要以上に増加せしめるなどの欠点をまぬがれない。
本発明は、前述のような従来方法のもつ問題点を解消
し、製鉄ダストや製鋼ダストあるいは鉄鋼酸鉄スラジ金
属鉄および／またはFeO、さらにはNiO、Cr2O3、MnOなど
の有価金属酸化物を含有する粉体原料、または脱水ケー
キを還元焼結させることによって、塊粒状物を経済的か
つ確実に製造する方法を提供するためになされたもので
ある。
し、製鉄ダストや製鋼ダストあるいは鉄鋼酸鉄スラジ金
属鉄および／またはFeO、さらにはNiO、Cr2O3、MnOなど
の有価金属酸化物を含有する粉体原料、または脱水ケー
キを還元焼結させることによって、塊粒状物を経済的か
つ確実に製造する方法を提供するためになされたもので
ある。
＜課題を解決するための手段＞ 本発明は、製鉄所副生物としての含金属ダスト・ス
ラジ類の粉状物および／または脱水ケーキを、ペレタイ
ジングすることなく、酸素濃度５％以下の難酸化性雰囲
気、もしくは一酸化炭素ガス、水素ガスを含む還元性ガ
ス雰囲気で、少なくとも900℃を超える温度まで加熱し
て還元焼結塊とした後、製鉄・製鋼用原料として使用す
ることを特徴とする製鉄所副生含金属ダスト・スラジ類
の処理方法であり、200℃以下で予め乾燥した粉状物
および／または脱水ケーキを用いる前項記載の製鉄所
副生含金属ダスト・スラジ類の処理方法で、また製鉄
・製鋼排ガス中の含金属ダストを乾式集塵法で回収した
粉状物を用いる前項記載の製鉄所副生含金属ダスト・
スラジ類の処理方法で、かつ鉄鋼酸洗排液スラジの脱
水ケーキを用いる前項、または記載の製鉄所副生含
金属ダスト・スラジ類の処理方法で、また還元性ガス
として高炉ガス、転炉ガス、コークス炉ガスの少なくと
も１種を用いる前項、、、または記載の製鉄所
副生含金属ダスト・スラジ類の処理方法である。
ラジ類の粉状物および／または脱水ケーキを、ペレタイ
ジングすることなく、酸素濃度５％以下の難酸化性雰囲
気、もしくは一酸化炭素ガス、水素ガスを含む還元性ガ
ス雰囲気で、少なくとも900℃を超える温度まで加熱し
て還元焼結塊とした後、製鉄・製鋼用原料として使用す
ることを特徴とする製鉄所副生含金属ダスト・スラジ類
の処理方法であり、200℃以下で予め乾燥した粉状物
および／または脱水ケーキを用いる前項記載の製鉄所
副生含金属ダスト・スラジ類の処理方法で、また製鉄
・製鋼排ガス中の含金属ダストを乾式集塵法で回収した
粉状物を用いる前項記載の製鉄所副生含金属ダスト・
スラジ類の処理方法で、かつ鉄鋼酸洗排液スラジの脱
水ケーキを用いる前項、または記載の製鉄所副生含
金属ダスト・スラジ類の処理方法で、また還元性ガス
として高炉ガス、転炉ガス、コークス炉ガスの少なくと
も１種を用いる前項、、、または記載の製鉄所
副生含金属ダスト・スラジ類の処理方法である。
＜作 用＞ 本発明では、第３図に示すように900℃以上の温度で
金属鉄／トータル鉄×100（％）が50％の素原料を酸素
濃度５％以下あるいはCO、H2を含む還元ガス（酸素濃度
ゼロ％）中で加熱するようにしたことから、雰囲気中の
酸素による酸化反応が軽微もしくは皆無となる条件が成
り立つ。
金属鉄／トータル鉄×100（％）が50％の素原料を酸素
濃度５％以下あるいはCO、H2を含む還元ガス（酸素濃度
ゼロ％）中で加熱するようにしたことから、雰囲気中の
酸素による酸化反応が軽微もしくは皆無となる条件が成
り立つ。
また、900℃以上まで昇熱するようにしたことから、
第４図に示すようにN2ガス流量1 Nm3/分の雰囲気下で加
熱するとダスト中炭素による酸化金属の還元反応が進行
してCOガスが45％にも達する。900℃付近より金属鉄の
焼結反応が進行し、ダスト粒同士の付着焼結が進行する
ことによって第５図に示すように冷間の落下強度が向上
し、シャフト部への炉頂から装入や転炉への炉上バンカ
ーからの投入に求められる原料の落下強度が得られる。
落下強度としては転炉への投入の際には落下強度50％以
上、シャフト炉への装入の際には落下強度85％以上が目
安であり、それぞれは加熱温度900℃、1100℃で達成さ
れる。
第４図に示すようにN2ガス流量1 Nm3/分の雰囲気下で加
熱するとダスト中炭素による酸化金属の還元反応が進行
してCOガスが45％にも達する。900℃付近より金属鉄の
焼結反応が進行し、ダスト粒同士の付着焼結が進行する
ことによって第５図に示すように冷間の落下強度が向上
し、シャフト部への炉頂から装入や転炉への炉上バンカ
ーからの投入に求められる原料の落下強度が得られる。
落下強度としては転炉への投入の際には落下強度50％以
上、シャフト炉への装入の際には落下強度85％以上が目
安であり、それぞれは加熱温度900℃、1100℃で達成さ
れる。
なお落下強度の測定は焼結鉱に用いられるJIS M 8711
に沿った下記の方法を用いた。
に沿った下記の方法を用いた。
すなわち、底部にとびらを設けた試料箱に10〜50mmの
試料を約20kg入れて、試料箱を試料を落下させる鉄製台
2mの高さに上げ試料箱のとびらをすみやかに開いて、試
料を一度に落下させる。鉄製台上に落下した試料全量を
試料箱に装入し、2mの高さに引き上げる。
試料を約20kg入れて、試料箱を試料を落下させる鉄製台
2mの高さに上げ試料箱のとびらをすみやかに開いて、試
料を一度に落下させる。鉄製台上に落下した試料全量を
試料箱に装入し、2mの高さに引き上げる。
このように落下操作を４回繰り返し、試料全量を10mm
のふるいでふるい分けふるい上の試料の重量をはかり、
次式によって落下強度を算出する。
のふるいでふるい分けふるい上の試料の重量をはかり、
次式によって落下強度を算出する。
落下強度＝A/B×100 ここで、 A:ふるい分け後の10mm以上の試料の量、 B:試験前の試料の量。
また、脱水ケーキと乾燥ダストの差は低温（約100
℃）での所要時間が脱水ケーキの際には水分蒸発のため
長くなるのみで、900℃より上で加熱した後の最終性状
に差はなかった。乾燥ダストを用いる際には、200℃以
下で乾燥した場合酸化量の増加はほとんどない。
℃）での所要時間が脱水ケーキの際には水分蒸発のため
長くなるのみで、900℃より上で加熱した後の最終性状
に差はなかった。乾燥ダストを用いる際には、200℃以
下で乾燥した場合酸化量の増加はほとんどない。
還元性ガスとしては製鉄所副生ガスが組成的にも適す
るので、これを安価なガスとして利用し得る。ただし90
0℃以上の温度域では、ダスト中に通常４％程度含まれ
る炭素による脱酸反応が主となるため、還元性ガスは雰
囲気酸素濃度を低位に押える効果が達成されれば良く、
少量で済む。
るので、これを安価なガスとして利用し得る。ただし90
0℃以上の温度域では、ダスト中に通常４％程度含まれ
る炭素による脱酸反応が主となるため、還元性ガスは雰
囲気酸素濃度を低位に押える効果が達成されれば良く、
少量で済む。
酸洗排液スラジは鉄酸化物を多く含むため前記ダスト
と同様の処理が可能である。酸洗排液スラジは炭素濃度
が１％以下とダストに比べ低いためダストとの混合によ
る利用が好ましい。１％程度の炭素でも焼結は行える
が、場合によっては製鉄所で石炭をハンドリングする際
集塵される微粉石炭を添加することも有効である。ま
た、コークス粉でも良いが安価な石炭集塵粉が好まし
い。
と同様の処理が可能である。酸洗排液スラジは炭素濃度
が１％以下とダストに比べ低いためダストとの混合によ
る利用が好ましい。１％程度の炭素でも焼結は行える
が、場合によっては製鉄所で石炭をハンドリングする際
集塵される微粉石炭を添加することも有効である。ま
た、コークス粉でも良いが安価な石炭集塵粉が好まし
い。
＜実施例＞ 50kg/Hクラスの還元焼結テスト炉の例を第１図に示
す。
す。
脱水されたケーキスラジ、あるいは乾燥されたダスト
粉は入口ホッパー１により受け、炉内を移動するSUS 30
4ステンレス製の0.8mm tのエンドレスベルト４上にフィ
ダー２を介して厚さ40mm、幅0.5mにて層状に装入され
る。エンドレスベルト４の走行スピードは200mm/分であ
り、予熱帯６でケーキは乾燥昇熱され800℃となり加熱
帯７に入る。加熱帯７で900〜1100℃の所定温度に昇熱
し還元焼結される。雰囲気ガスは本テストではN2または
Ｃ（コークス炉ガス）を使用し1 Nm3/分で炉内へ供給し
た。ダスト脱水ケーキ、乾燥ダスト、酸洗排液スラジ脱
水ケーキ、ダスト脱水ケーキと酸洗スラジ脱水ケーキと
50％ずつの混合物を各々還元焼結テストに供した。その
結果を第１表に示す。
粉は入口ホッパー１により受け、炉内を移動するSUS 30
4ステンレス製の0.8mm tのエンドレスベルト４上にフィ
ダー２を介して厚さ40mm、幅0.5mにて層状に装入され
る。エンドレスベルト４の走行スピードは200mm/分であ
り、予熱帯６でケーキは乾燥昇熱され800℃となり加熱
帯７に入る。加熱帯７で900〜1100℃の所定温度に昇熱
し還元焼結される。雰囲気ガスは本テストではN2または
Ｃ（コークス炉ガス）を使用し1 Nm3/分で炉内へ供給し
た。ダスト脱水ケーキ、乾燥ダスト、酸洗排液スラジ脱
水ケーキ、ダスト脱水ケーキと酸洗スラジ脱水ケーキと
50％ずつの混合物を各々還元焼結テストに供した。その
結果を第１表に示す。
以上のように全ての素原料について、加熱帯の温度が
900℃では転炉投入に必要な落下強度50％以上を満足
し、1100℃では高炉（シャフト炉）装入時に必要な落下
強度85％以上を満足している。
900℃では転炉投入に必要な落下強度50％以上を満足
し、1100℃では高炉（シャフト炉）装入時に必要な落下
強度85％以上を満足している。
また、還元率も60％以上でほとんどが80％以上あり、
再利用設備における必要熱源を大幅に減少できる。
再利用設備における必要熱源を大幅に減少できる。
さらに、トータル鉄中の金属鉄の割合も酸洗スラジを
除きほとんどＴ・Fe全量が金属鉄となることがわかっ
た。
除きほとんどＴ・Fe全量が金属鉄となることがわかっ
た。
なお、前記実施例はエンドレスベルトを使った還元焼
結炉を使ったが、第２図に示すように、鋳鉄機の鋳型に
類似した小容器である焼結ケース10をキャタピラー式に
エンドレスに連結した搬送体を用いてもよい。
結炉を使ったが、第２図に示すように、鋳鉄機の鋳型に
類似した小容器である焼結ケース10をキャタピラー式に
エンドレスに連結した搬送体を用いてもよい。
＜発明の結果＞ 本発明は、雰囲気中酸素濃度を５％以下あるいは還元
性ガスにしたことによって、含金属製鉄ダスト・スラジ
の酸化を防止でき、900℃以上に加熱することによりダ
スト・スラジ中炭素で還元焼結でき落下強度50％以上は
確保できるようになったため、転炉等の再利用工程に安
価に再び熱源を必要とすることなく供給できるようにな
った。
性ガスにしたことによって、含金属製鉄ダスト・スラジ
の酸化を防止でき、900℃以上に加熱することによりダ
スト・スラジ中炭素で還元焼結でき落下強度50％以上は
確保できるようになったため、転炉等の再利用工程に安
価に再び熱源を必要とすることなく供給できるようにな
った。
乾燥ダストや酸洗スラジ、脱水ケーキにも適用できる
ので製鉄所の含金属ダスト・スラジ類の回収再利用率が
向上した。
ので製鉄所の含金属ダスト・スラジ類の回収再利用率が
向上した。
第１図は、還元焼結用テスト用ベルト炉の模式図、第２
図は、還元焼結用炉の搬送体の別の例を示す斜視図、第
３図は、雰囲気中酸素濃度と950℃への加熱後のトータ
ル鉄中金属の割合との関係を示す特性図、第４図は、雰
囲気ガスN2（流量1 Nm3/分）の場合の加熱温度と雰囲気
中CO濃度との関係を示す特性図、第５図は、加熱温度と
還元焼結体の落下強度との関係を示す特性図である。 １……ダスト受ホッパー、２……フィダー、 ３……駆動ロール、４……エンドレスベルト、 ５……加熱源、６……予熱帯、 ７……加熱帯、８……冷却室、 ９……還元焼結炉、10……焼結ケース、 11……焼結ケース連結部。
図は、還元焼結用炉の搬送体の別の例を示す斜視図、第
３図は、雰囲気中酸素濃度と950℃への加熱後のトータ
ル鉄中金属の割合との関係を示す特性図、第４図は、雰
囲気ガスN2（流量1 Nm3/分）の場合の加熱温度と雰囲気
中CO濃度との関係を示す特性図、第５図は、加熱温度と
還元焼結体の落下強度との関係を示す特性図である。 １……ダスト受ホッパー、２……フィダー、 ３……駆動ロール、４……エンドレスベルト、 ５……加熱源、６……予熱帯、 ７……加熱帯、８……冷却室、 ９……還元焼結炉、10……焼結ケース、 11……焼結ケース連結部。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭49−10109（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−28516（ＪＰ，Ａ) 特公 昭37−7856（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C22B 1/16 C22B 7/02
Claims (5)
- 【請求項１】製鉄所副生物としての含金属ダスト・スラ
ジ類の粉状物および／または脱水ケーキを、ペレタイジ
ングすることなく、酸素濃度５％以下の難酸化性雰囲
気、もしくは一酸化炭素ガス、水素ガスを含む還元性ガ
ス雰囲気で、少なくとも900℃を超える温度まで加熱し
て還元焼結塊とした後、製鉄・製銅用原料として使用す
ることを特徴とする製鉄所副生含金属ダスト・スラジ類
の処理方法。 - 【請求項２】200℃以下で予め乾燥した粉状物および／
または脱水ケーキを用いる請求項１記載の製鉄所副生含
金属ダスト・スラジ類の処理方法。 - 【請求項３】製鉄・製鋼排ガス中の含金属ダストを乾式
集塵法で回収した粉状物を用いる請求項１記載の製鉄所
副生含金属ダスト・スラジ類の処理方法。 - 【請求項４】鉄鋼酸洗排液スラジの脱水ケーキを用いる
請求項１、または２記載の製鉄所副生含金属ダスト・ス
ラジ類の処理方法。 - 【請求項５】還元性ガスとしての高炉ガス、転炉ガス、
コークス炉ガスの少なくとも１種を用いる請求項１、
２、３、または４記載の製鉄所副生含金属ダスト・スラ
ジ類の処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17635090A JP3048601B2 (ja) | 1990-07-05 | 1990-07-05 | 製鉄所副生含金属ダスト・スラジ類の処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17635090A JP3048601B2 (ja) | 1990-07-05 | 1990-07-05 | 製鉄所副生含金属ダスト・スラジ類の処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0466625A JPH0466625A (ja) | 1992-03-03 |
| JP3048601B2 true JP3048601B2 (ja) | 2000-06-05 |
Family
ID=16012068
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17635090A Expired - Lifetime JP3048601B2 (ja) | 1990-07-05 | 1990-07-05 | 製鉄所副生含金属ダスト・スラジ類の処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3048601B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4536241B2 (ja) * | 2000-10-17 | 2010-09-01 | 株式会社アステック入江 | 脱水ケーキの乾燥処理方法及び乾燥処理設備 |
| JP4833592B2 (ja) * | 2005-06-22 | 2011-12-07 | 新日本製鐵株式会社 | 製鋼ダストの処理方法及び製鋼ダストの処理装置 |
| JP6525806B2 (ja) * | 2015-08-10 | 2019-06-05 | 日本製鉄株式会社 | 製鉄ダストの事前処理方法 |
-
1990
- 1990-07-05 JP JP17635090A patent/JP3048601B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0466625A (ja) | 1992-03-03 |
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