(57)【要約】  【課題】溶銑予備処理に際して発生するダストを用いた機械撹拌式溶銑脱硫装置による、溶銑予備処理ダストのリサイクル方法を提供する。  【解決手段】溶銑予備処理装置より発生するダストを乾式集塵機により集塵し、得られた集塵ダストを機械攪拌式脱硫装置にリサイクルして使用する方法において、集塵ダスト単独または一種類以上の精錬剤とともに、溶銑鍋内の溶銑表面の直上に設置したノズルより溶銑に向けて上方から吹き付けか、溶銑中に浸漬させた攪拌羽根に設置したノズルより溶銑中に吹込む。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶銑予備処理装置より発生するダストを乾式集塵機により集塵し、得られた集塵ダストを機械攪拌式脱硫装置にリサイクルして使用する方法において、集塵ダストを単独または一種類以上の他の精錬剤とともに、溶銑鍋内の溶銑表面の直上に設置したノズルより溶銑に向けて上方から吹き付けることを特徴とする、溶銑予備処理ダストのリサイクル方法。
【請求項２】
溶銑予備処理装置より発生するダストを乾式集塵機により集塵し、得られた集塵ダストを機械攪拌式脱硫装置にリサイクルして使用する方法において、集塵ダストを単独または一種類以上の他の精錬剤とともに、溶銑中に浸漬させた攪拌羽根に設置したノズルより溶銑中に吹込むことを特徴とする、溶銑予備処理ダストのリサイクル方法。
【請求項３】
精錬剤の一部を上方添加することを特徴とする、請求項１または２に記載の溶銑予備処理ダストのリサイクル方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶銑予備処理に際して発生するダストのリサイクル使用する溶銑脱硫方法に係り、より詳しくは生石灰およびソーダ灰を精錬剤とする溶銑予備処理工程で発生するダストを集塵してこれを溶銑の脱硫精錬剤としてリサイクル使用する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、鉄鋼材料に対して極低燐化、極低硫化が要求されていることから、溶銑段階において脱燐、脱硫を行う溶銑予備処理を行うことが主流となっている。例えば、溶銑予備処理脱硫では、生石灰、ソーダ灰等の精錬剤を粉体の状態で混銑車もしくは溶銑鍋内の溶銑に吹き込むインジェクション方式や、精錬剤を溶銑鍋内の溶銑に上方より添加し、攪拌羽根で攪拌する機械攪拌方式等が採用されている。これらの溶銑予備処理では、一般的に、反応効率を高めるために、より粒度の小さい精錬剤が使用されており、また、精錬能を向上させるという観点から、滓化に優れた揮発性のソーダ灰が適用されている。結果、溶銑予備処理装置から発生する集塵ダストは増加傾向であり、環境保全ならびに集塵ダストに含有されている未反応の有価成分の有効利用を目的として、近年、リサイクルする方法が提案され、実用化されている。
【０００３】
例えば、特許文献１（特開平５−５９４１７号公報）では、乾式集塵機にて捕集したダストを浸漬ランスで溶銑内に投入するインジェクション方式の溶銑予備処理にリサイクルする方法が提案されている。インジェクション方式は、基本的に粉体の精錬剤を使用する溶銑予備処理装置であることから、粉状で捕集されたダストを精錬剤の一部としてリサイクルするためにブリケット化などの成型処理を必要とせず、ダストのリサイクル使用ということだけから考えると好都合な方式である。しかし、溶銑脱硫法としては一般に機械撹拌式の方が脱硫剤の脱硫反応効率が高く、しかも脱硫処理能率も高い。ダストのリサイクル使用に好都合ということのみから、溶銑脱硫にインジェクション方式を採用することは、通常は不合理である。
【０００４】
一方、機械撹拌式の溶銑脱硫法においては、溶銑が溶銑鍋中で旋回しているために粉体インジェクション用のランスを溶銑中に浸漬することができない。したがって、脱硫剤は溶銑の上方から添加せざるを得ず、ダストのような微粉を通常の脱硫剤のように上方から添加すると、投入されたダストが溶銑の脱硫に寄与することなく、再び集塵機に引き込まれてしまい、精錬剤としての利用効率が低下してしまうという難点がある。この対策として、特許文献２（特開平９−１９４９２３号公報）では、ダストを単独または他の精錬剤と混合しブリケットに成形した後、溶銑予備処理用の精錬剤として再利用する方法が提案されており、これにより、ダストを単独で上方添加する場合よりも、より高い脱硫能が得られている。しかし、一般的にブリケットのような形状に成形する場合には、余分な工数・労力を必要とし、特に組成・粒径分布が一定しないダストのような物質をブリケット化する場合には、さらに成形にコストがかかってしまうということが問題点として挙げられていた。
【特許文献１】特開平５−５９４１７号公報
【特許文献２】特開平９−１９４９２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、溶銑脱硫法における機械撹拌式の高効率な脱硫反応効率を活かし、かつ、溶銑予備処理に際して発生するダストを、機械撹拌式溶銑脱硫装置においても粉状のまま精錬剤として有効にリサイクルする方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、ダストの溶銑への添加方法に着目して試験を重ねた結果、機械攪拌式脱硫装置においては、溶銑鍋内の溶銑を脱硫処理する際に、その溶銑表面直上に設置されたノズルより溶銑に向けて上方からダストおよび精錬剤を吹き付けることによって、精錬剤としての効果を低下させることなく脱硫反応を予想外に速やかに進行させうることを見出した。
【０００７】
また、攪拌羽根に設置したノズルより、直接溶銑中にダストおよび精錬剤を吹き込むことによって、より一層精錬剤としての効果を向上させることを見出した。
さらに、生石灰等、揮発性の低い他の精錬剤の上方添加との併用によっても、精錬剤としての効果が縮小されないことを確認し、本発明を完成させるに至った。
【０００８】
ここに、本発明は次の通りである。
（１）溶銑予備処理装置より発生するダストを乾式集塵機により集塵し、得られた集塵ダストを機械攪拌式脱硫装置にリサイクルして使用する方法において、集塵ダストを単独または一種類以上の他の精錬剤とともに、溶銑鍋内の溶銑表面の直上に設置したノズルより溶銑に向けて上方から吹き付けることを特徴とする、溶銑予備処理ダストのリサイクル方法。
【０００９】
（２）溶銑予備処理装置より発生するダストを乾式集塵機により集塵し、得られた集塵ダストを機械攪拌式脱硫装置にリサイクルして使用する方法において、集塵ダストを単独または一種類以上の他の精錬剤とともに、溶銑中に浸漬させた攪拌羽根に設置したノズルより溶銑中に吹込むことを特徴とする、溶銑予備処理ダストのリサイクル方法。
【００１０】
（３）精錬剤の一部を上方添加することを特徴とする、上記（１）または（２）に記載の溶銑予備処理ダストのリサイクル方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明法によれば、集塵ダストを廃棄することなく、そのままの形態で機械撹拌式溶銑脱硫装置にリサイクルすることが可能となり、さらに、ダストに含まれている有価成分と等量の精錬剤を削減することができるため、省資源化に大いに寄与しうるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明にかかる溶銑予備処理ダストのリサイクル方法を添付図面を参照してさらに詳述する。
本発明においてリサイクルするダストは、溶銑予備処理装置より発生するダストが対象であり、従来技術に見られる直接精錬剤を吹き込むインジェクション方式や、精錬剤を上方添加する機械攪拌方式等、ダストが発生する精錬装置の方式に限定されるものではない。
【００１３】
本発明によれば、そのような従来の溶銑予備処理に際して発生したダストは捕集されるが、本発明によれば乾式集塵機を用いて集塵され、得られたダスト（集塵ダスト）がリサイクル使用されるのである。集塵ダストは一旦ホッパーに貯蔵されたものを使用してもよく、回収された集塵ダストを連続して使用してもよい。
【００１４】
乾式集塵機により集塵されたダストは、単独のまま用いることが可能であるが、ダストに含有している水分の影響で流動性が低下し、輸送配管内で閉塞してしまうことが懸念されるために、他の精錬剤とともに用いることも可能である。この場合、予めダストと精錬剤を混合したものを用いることもできるが、個別の貯蔵ホッパーから取り出して、輸送配管内で合流させる方法を採用しても差し支えない。
【００１５】
集塵ダストの平均粒径は２μｍ〜３００μｍ程度であり、それはそのまま吹き込むことができる大きさである。必要により添加される生石灰、ソーダ灰等の精錬剤についてもほぼ同じ程度の大きさであればよい。ただし、それらの精錬剤を上置きにする場合には、それよりも大きく、具体的には０．５ｍｍ〜５ｍｍ程度まで大きいのが好ましい。
【００１６】
図１は、吹き付けによる本発明の１態様を示したものである。ダストおよび精錬剤は、溶銑表面直上に設置されたノズルを通して、機械攪拌式脱硫装置により攪拌されている溶銑鍋内の溶銑に向けて上方から吹き付けられる構成となっている。ノズルの配置は、ノズル先端が極力溶銑表面に近い方が効果的であるが、近すぎる場合には、溶銑表面から飛散した地金がノズル先端に付着することによって、ノズル孔を閉塞させる危険性があるため、飛散した地金が到達しない程度にノズル先端と溶銑表面の距離を離しておくことが重要である。また、ノズル先端と溶銑表面の距離が離れすぎている場合には、ノズル先端から噴出されたダストまたは精錬剤の溶銑表面への到達率が低下し、精錬剤としての効果が低下してしまう危険性がある。従って、ノズル先端と溶銑表面との距離については、機械攪拌式脱硫装置の規模に応じて、適宜調整することが望ましい。
【００１７】
本発明において使用するノズルの形状、機能、さらには集塵ダストの供給形態については特に制限はなく、従来より粉体吹き込みに用いられているものを使用すればよい。ガスは窒素が普通用いられる。
【００１８】
図２は、吹き込みによる本発明の別の態様を示したものである。ダストおよび精錬剤は、攪拌羽根を介して溶銑中に吹き込まれる構成となっている。この場合、ダストは直接溶銑中に吹き込まれることから、図１の吹き付け方式と比較して、より精錬剤としての効果を安定させることが可能である。
【００１９】
図２に示すように集塵ダストを攪拌羽根に設けたノズルから溶銑内に吹き込むときは、その回転軸の中心に設けた供給管を経て集塵ダストが搬送され、その先端部においてその方向を水平方向に曲げられ、攪拌羽根の先端部から溶銑内に吹き込まれる。
【実施例】
【００２０】
本例では、２５０ｔの溶銑を使用した場合の実施例について詳述する。
表１に、処理対象とした溶銑の処理開始前の主要成分と温度を示す。
【００２１】
【表１】
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【００２２】
本例では、脱硫処理条件を、撹拌時間  １２分、撹拌羽根回転数  １１５ｒｐｍとし、集塵ダストおよび精錬剤の吹き付け・吹き込み速度は、その使用量に応じて５０〜２００ｋｇ／ｍｉｎ．で調整した。集塵ダストと精錬剤の各配合量は、ＣａＯ純分とＮａ２ＣＯ３純分の総和が６．０ｋｇ／ｔ程度と等量になるように設定した。吹き付け・吹き込みガスは、いずれの場合も窒素を用いた。
【００２３】
表２に、実施例において使用した集塵ダストおよび精錬剤（生石灰、ソーダ灰）の組成を示した。集塵ダスト中には、有価成分であるＣａＯ、Ｎａ２ＣＯ３が、それぞれ３９．５ｗｔ％、３２．４ｗｔ％含まれている。また、集塵ダスト以外の精錬剤としては、ＣａＯ含有率が９２．０ｗｔ％の生石灰と、Ｎａ２ＣＯ３含有率が９９．９ｗｔ％のソーダ灰を使用した。本例で使用した集塵ダストは、機械撹拌式脱硫装置から発生したものであり、平均粒径１００μｍであり、その他のダストとともに吹き付ける精錬剤の平均粒径は１００μｍであった。
【００２４】
【表２】
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【００２５】
表３に、各溶銑脱硫処理におけるダストおよび精錬剤の使用量を、対象溶銑量当たりの原単位で示す。また、図３には、各方法による溶銑脱硫処理の結果を示す。
【００２６】
【表３】
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【００２７】
従来法は、通常操業として行っている生石灰とソーダ灰の上方添加法である。この生石灰の粒径は０．５〜５ｍｍであり、ソーダ灰の粒径は０．５〜２ｍｍである。
【００２８】
比較法は、集塵ダストのみの上方添加である。従来法に比べて、処理後のＳ濃度が高く、ダストが溶銑にまで届いた比率が低いことと、溶銑に届いた後の脱硫剤反応効率が低いことが考えられる。
【００２９】
本発明法１は、集塵ダストのみを上方から吹き付けた結果である。上方から添加する通常の生石灰やソーダ灰を一切使わなかったにも関わらず、従来法なみに脱硫することができた。集塵ダストの使用量は比較法と同じであるため、この効果は主として上方からの吹き付けによりダストが溶銑にまで届く比率が高まった結果と考えられる。
【００３０】
本発明法２〜４は、上方からの生石灰添加とダストおよび生石灰粉等の吹き付けを併用した結果である。上方からの生石灰添加を併用しても、或いは吹き付け剤中のダスト比率を変えても、従来法と同様な脱硫成績を得ることができた。そうすると、ダスト中に含まれるＣａＯ分やＮａ２ＣＯ３分は、上方から添加する生石灰中のＣａＯ分や、一緒に吹き付けられる生石灰粉やソーダ灰粉中のＣａＯ分やＮａ２ＣＯ３分と、脱硫精錬剤として等価の働きをしているものと考えられる。
【００３１】
本発明法５〜８は、本発明法１〜４と同じダストおよび精錬剤の使用原単位により、上方からの吹き付け法を撹拌羽根からの吹き込み法に変更した結果である。いずれの条件においても、吹き込み法の方が吹き付け法よりも良く脱硫されていた。この脱硫が良く進む効果は、主として粉体が直接溶銑中に吹き込まれるため、一層良く飛散ロスが低減された結果であると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明法における吹き付け方法を示した模式的説明図である。
【図２】本発明法における吹き込み方法を示した模式的説明図である。
【図３】本発明の実施例における処理前［Ｓ］と処理後［Ｓ］の比較を示したグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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