(57)【要約】【課題】製鉄ダストおよび／または製鉄スラッジの処理コストの増加を抑制しつつ、金属を酸化させることなく還元焼結物として、高炉や転炉で容易に利用することができる製鉄原料の製造方法を提供する。【解決手段】製鉄原料の製造方法であって、製鉄工程で発生する、製鉄ダストおよび／または製鉄スラッジと、炭材と、を混合して反応容器内に充填し、前記製鉄ダストおよび／または製鉄スラッジを、酸素を遮断した状態で該反応容器を加熱し、前記製鉄ダストと製鉄スラッジに含まれる金属分の少なくとも一部を還元させた還元焼結物を製鉄原料とすることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
製鉄工程で発生する、製鉄ダストおよび／または製鉄スラッジと、炭材と、を混合して反応容器内に充填し、前記製鉄ダストおよび／または製鉄スラッジを、酸素を遮断した状態で該反応容器を加熱し、前記製鉄ダストと製鉄スラッジに含まれる金属分の少なくとも一部を還元させた還元焼結物を製鉄原料とすることを特徴とする、製鉄原料の製造方法。
【請求項２】
製鉄工程で発生する、炭素を含む製鉄ダストおよび／または炭素を含む製鉄スラッジを反応容器内に充填し、前記製鉄ダストおよび／または製鉄スラッジを、酸素を遮断した状態で該反応容器を加熱し、前記製鉄ダストと製鉄スラッジに含まれる金属分の少なくとも一部を還元させた還元焼結物を製鉄原料とすることを特徴とする、製鉄原料の製造方法。
【請求項３】
前記反応容器の加熱は、最高温度が１０５０℃以上１３００℃以下の範囲の温度で２４時間以上行なわれることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の製鉄原料の製造方法。
【請求項４】
前記反応容器の加熱は、最高温度が１０５０℃以上１２００℃以下の範囲の温度で２４時間以上行なわれることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の製鉄原料の製造方法。
【請求項５】
前記製鉄ダストおよび／または製鉄スラッジは、鉄、クロム、マンガンおよびニッケルの化合物を１種以上を含有することを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の製鉄原料の製造方法。
【請求項６】
前記反応容器は、加熱炉を用いて加熱され、
前記加熱炉は、トンネル炉または回転炉床炉であることを特徴とする、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の製鉄原料の製造方法。
【請求項７】
前記加熱炉では、製鉄ダストおよび／または製鉄スラッジの少なくとも１つの含有比率が異なるように充填された複数の反応容器が同時に加熱されることを特徴とする、請求項６に記載の製鉄原料の製造方法。
【請求項８】
前記加熱炉では、充填された製鉄ダストおよび／または製鉄スラッジの少なくとも１つの種類が異なるように充填された複数の反応容器が同時に加熱されることを特徴とする、請求項６または請求項７に記載の製鉄原料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製鉄ダストおよび／または製鉄スラッジを効率よく還元し、同時に塊状の利用しやすい形状の製鉄原料にする、製鉄原料の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に行なわれている製鉄工程においては、鉄を含む金属成分を含有する一定量の製鉄ダストが発生する。製鉄ダストの主な発生源としては高炉、転炉、焼結機、あるいは原料処理工程、溶銑予備処理工程である。これらの製鉄ダストには、金属の一部またはその酸化物、還元材もしくは熱源として装入されている石炭またはコークスなどを由来とする炭素分を含有している。また、酸洗工程・圧延工程では製鉄スラッジとよばれる金属分の酸化物や水酸化物を含有したスラリー状の物質が排出される。この製鉄スラッジには、圧延工程で使用される油分が含まれるものもある。
【０００３】
これらの製鉄ダストや製鉄スラッジは、有価金属を含む未利用資源である。このため、製鉄ダストや製鉄スラッジに含まれる金属は、何らかの形で製鉄工程にリサイクルすることが望ましい。しかしながら、以下の２つの理由により、直接リサイクルすることが難しい。
【０００４】
一点目は、処理に熱量を必要とする点である。これらの金属成分は酸化物もしくは水酸化物であることが多い。これらを金属に戻すために酸素を取り除く（還元する）には熱量が必要であり、これらを高炉または転炉で溶融するには少なくとも１５００℃まで昇温するための顕熱と溶解熱が必要となる。また、多量の製鉄ダストおよび製鉄スラッジを転炉に投入すると、溶銑中に含まれるカーボンによる直接還元反応により、転炉内の温度が低下してしまい、精錬に支障をきたす場合がある。
【０００５】
二点目は、製鉄ダストや製鉄スラッジが微粒状であるので高炉・転炉に装入することが難しい点である。製鉄ダストや製鉄スラッジが密度の低い微粒の場合は気流輸送で搬送されるが、流動化し易く搬送が不安定となり、搬送工程で詰まりが発生することがある。仮に、気流輸送ができたとしても、高炉または転炉に導入した際に、高炉内のガスもしくは転炉内のガスにより吹き飛ばされてしまい、溶銑もしくは溶鋼内に固定することが難しく、いわゆる“歩留まり”が低下しやすい。すなわち、製鉄ダストや製鉄スラッジをそのまま直接的に転炉・高炉で処理することは難しく、なんらかの方法で還元したり、粒径または密度などを調整することが必要になっていた。
【０００６】
製鉄ダストや製鉄スラッジの処理方法として特許文献１には、オープン炉を用いて転炉スラッジを焼成して塊状体とする方法が開示されている。また、特許文献２には、細粒ダストを湿式回収し、沈殿槽に形成されるスラリーをフィルタープレイスにより圧搾し、ケーキにしてから転炉に装入する方法が開示されている。さらに、特許文献３には、電気炉ダストに炭材とバインダーとを添加してブリケットを成形し、回転炉床炉内で加熱還元する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特公昭６２−１９４９２号公報
【特許文献２】特許第３７１２９４４号公報
【特許文献３】特開２００９−５２１４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、オープン炉を用いて塊状体を焼成する方法は、空気中で焼成するので、ダスト中の金属が酸化される。このため、生成した塊状体を高炉・転炉で処理する際に、焼成時に酸化された金属を改めて還元することになり、還元に必要な熱量が増加する。また、圧搾して乾燥してケーキにする方法は、乾燥固化しただけのケーキであるので、生成したケーキを輸送、保管等を行っているハンドリング中に粉化してしまい、粉は改めてなんらかの処理を行う必要が生じる。また、回転炉床炉を用いる方法は、ダストに高価なバインダーを添加して、ブリケットを形成するので、ダスト処理コストが増加するという課題があった。また、これらダスト、スラッジ処理設備は通常の製品との混合を避けるために、専用の設備として建設する必要があり、この建設コストがダスト、スラッジの処理コストを増加させる要因となっていた。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決し、製鉄工程で発生した製鉄ダストや製鉄スラッジを、処理コストの増加を抑制しつつ、ダスト中の金属を酸化させることなく還元焼結物として、高炉や転炉で容易に利用することができる製鉄原料の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このような課題を解決するための本発明の特徴は、以下の通りである。
（１）製鉄工程で発生する、製鉄ダストおよび／または製鉄スラッジと、炭材と、を混合して反応容器内に充填し、前記製鉄ダストおよび／または製鉄スラッジを、酸素を遮断した状態で該反応容器を加熱し、前記製鉄ダストと製鉄スラッジに含まれる金属分の少なくとも一部を還元させた還元焼結物を製鉄原料とすることを特徴とする、製鉄原料の製造方法。
（２）製鉄工程で発生する、炭素を含む製鉄ダストおよび／または炭素を含む製鉄スラッジを反応容器内に充填し、前記製鉄ダストおよび／または製鉄スラッジを、酸素を遮断した状態で該反応容器を加熱し、前記製鉄ダストと製鉄スラッジに含まれる金属分の少なくとも一部を還元させた還元焼結物を製鉄原料とすることを特徴とする、製鉄原料の製造方法。
（３）前記反応容器の加熱は、最高温度が１０５０℃以上１３００℃以下の範囲の温度で２４時間以上行なわれることを特徴とする、（１）または（２）に記載の製鉄原料の製造方法。
（４）前記反応容器の加熱は、最高温度が１０５０℃以上１２００℃以下の範囲の温度で２４時間以上行なわれることを特徴とする、（１）または（２）に記載の製鉄原料の製造方法。
（５）前記製鉄ダストおよび／または製鉄スラッジは、鉄、クロム、マンガンおよびニッケルの化合物を１種以上を含有することを特徴とする、（１）から（４）のいずれか１つに記載の製鉄原料の製造方法。
（６）前記反応容器は、加熱炉を用いて加熱され、
前記加熱炉は、トンネル炉または回転炉床炉であることを特徴とする、（１）から（５）のいずれか１つに記載の製鉄原料の製造方法。
（７）前記加熱炉では、製鉄ダストおよび／または製鉄スラッジの少なくとも１つの含有比率が異なるように充填された複数の反応容器が同時に加熱されることを特徴とする、（６）に記載の製鉄原料の製造方法。
（８）前記加熱炉では、充填された製鉄ダストおよび／または製鉄スラッジの少なくとも１つの種類が異なるように充填された複数の反応容器が同時に加熱されることを特徴とする、（６）または（７）に記載の製鉄原料の製造方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の製鉄原料の製造方法を実施することによって、バインダーを用いることなく、製鉄ダストや製鉄スラッジ中の金属分が還元された塊状の還元焼結物を生成できる。この還元焼結物を製鉄原料として用いることで、処理コストの増加を抑制しつつ、高炉または転炉において還元に必要な熱量を増加させることなく容易に利用できる製鉄原料を製造できる。また、本発明の製鉄原料の製造方法により、反応容器毎に異なる組成の製鉄ダスト、製鉄スラッジを処理することができる。つまり、同じ加熱炉を用いて、一般的な鉄製品の加熱と製鉄ダスト、製鉄スラッジの加熱を並行して加熱処理を行うことが可能である。これにより、専用の設備として加熱炉を建設する必要がなくなり、製鉄ダスト、製鉄スラッジの処理コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態に係る製鉄原料の製造方法を含む、クロム含有ダストのリサイクル方法を示す。
【図２】本実施形態に係る製鉄原料の製造が適用される還元焼結設備の一例を示す。
【図３】反応容器内に充填されたクロム含有ダストと粉状コークスの状態を示す断面図である。
【図４】加熱炉の昇温プロファイルを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明者らは、製鉄ダストおよび／または製鉄スラッジを効率よく還元する方法について検討し、その結果、高温の還元雰囲気下に長時間ダストを保持すると、含有する金属酸化物が還元された還元焼結物を生成できることを見出した。そこで、鉱石やミルスケールを還元し、海綿鉄を製造する方法として利用されているトンネル炉を用いた方法を利用して、これを工程的に実施できることを確認した。この発明は上記の知見に立脚するものである。
【００１４】
以下、発明の実施形態を通じて本発明を説明する。なお、本発明の実施形態を、溶融還元工程の転炉および酸化精錬工程の転炉から発生したクロム含有ダストの処理を例に説明する。
【００１５】
図１は、本実施形態に係る製鉄原料の製造方法を含む、クロム含有ダストのリサイクル方法を示す。図１に示したリサイクル方法では、まず、転炉１０を用いたステンレス製錬工程で発生した製鉄ダストであるクロム含有ダストが集塵設備１２で集塵される。集塵設備１２で集塵されたクロム含有ダストは、本実施形態に係る製鉄原料の製造方法が適用される還元焼結設備１４で還元焼結処理されて、クロム含有ダストに含まれる酸化鉄および酸化クロムの少なくとも一部が還元された還元焼結物が生成される。そして、酸化クロムの還元率が高い還元焼結物は、スクラップシュートを用いて酸化精錬工程の転炉に装入されて、クロム含有ダストのクロムおよび鉄が回収される。一方、酸化クロムの還元率が低い還元焼結物は、粉砕設備１６を用いて粉砕された後に、バーナーランスからインジェクションで溶融還元工程の転炉に装入され、未還元の酸化クロムおよび酸化鉄が還元されることによって当該クロム含有ダストに含まれるクロムおよび鉄が回収される。なお、クロム含有ダストに含まれる酸化クロムおよび酸化鉄は、製鉄ダストに含まれる金属分の一例である。
【００１６】
図２は、本実施形態に係る製鉄原料の製造方法が適用される還元焼結設備の一例を示す。還元焼結設備１４は、スクリューフィーダー装置２０と、加熱炉４０と、取り出し治具５０とを備える。スクリューフィーダー装置２０は、ホッパ２２と、スクリュー２６とを有する。集塵設備１２で集塵されたクロム含有ダスト２４は、ホッパ２２に貯留される。クロム含有ダスト２４は、ホッパ２２の下側に設けられたスクリュー２６によって予め定められた量のクロム含有ダスト２４が切り出される。
【００１７】
スクリュー２６から切り出されたクロム含有ダスト２４は、ロート２８にガイドされ、反応容器３０に充填される。また、同様に、図示しないスクリューフィーダー装置から、予め定められた量の粉状コークスが反応容器３０に供給される。このようにして、反応容器３０には、予め定められた量のクロム含有ダスト２４と、粉状コークスとが供給される。図３は、反応容器内に充填されたクロム含有ダストと粉状コークスの状態を示す断面図である。反応容器３０は、直径が４５ｍｍであって高さが２ｍのＳｉＣ製の円筒型耐熱容器であるサガー４０と、サガー４０の底部にモルタルで接着されたアルミナ製の円形板４２とから構成される。
【００１８】
反応容器３０には、まず、粉状コークス４４が底部に充填される。次いで、粉状コークス４４の上に、外周側に粉状コークス４６、中心側にクロム含有ダスト２４が充填される。さらに、その上に、粉状コークス５０が充填される。このように粉状コークスおよびクロム含有ダスト２４が反応容器３０に充填されたのち、クロム含有ダスト２４の中央部に粉状コークス５２がさらに充填される。
【００１９】
図３に示すように、反応容器３０内にはクロム含有ダスト２４の周囲を囲むように粉状コークスが充填される。これにより、クロム含有ダスト２４がサガー４０および円形板４２に焼き付くことを防止できる。また、粉状コークス５０を上部に充填することで、クロム含有ダスト２４を酸素が遮断された状態にすることができる。これにより、還元されたクロム含有ダスト２４が再び酸化されることを防止できる。さらに、クロム含有ダスト２４の中央部に粉状コークス５２を充填することで、還元焼結処理が終了した後に、クロム含有ダスト２４の中央部に空洞が形成される。この空洞に、後述する取り出し治具を上方から挿入し、取り出し治具を還元焼結物の底部に係止させることで、当該還元焼結物を反応容器３０から容易に取り出すことができる。
【００２０】
粉状コークスおよびクロム含有ダストが充填された反応容器３０は、台車３２に載置された状態で加熱炉４０内に搬入され、加熱炉４０内で還元焼結処理される。なお、加熱炉４０は、例えば、全長約５０ｍのトンネル炉である。トンネル炉は、多数の台車３２を収容でき、反応容器３０に充填されたクロム含有ダストを同時に加熱して還元焼結処理できる。なお、トンネル炉には多数の台車３２に載置された多数の反応容器３０を収容できるが、これらの反応容器３０には、異なる種類の製鉄ダストや製鉄スラッジが充填されていてもよく、また、異なる含有比率で、製鉄ダストや製鉄スラッジが充填されていてもよい。
【００２１】
このように、本実施形態に係る製鉄原料の製造方法は、反応容器３０および加熱炉４０を用いて、これら複数の種類の製鉄ダストや製鉄スラッジを処理できるので、製鉄ダストや製鉄スラッジの処理設備の数を減らすことができる。これにより、製鉄所全体の省スペースおよび低コスト化に寄与できる。なお、図３に示した例においては、４本の反応容器３０が１台の台車３２に載置される例を示した。しかしながら、１台の台車３２に載置される数は４本に限るものではない。さらに、加熱炉４０も、トンネル炉を用いた例を示したが、これに限るものではなく、回転炉床炉であってもよい。
【００２２】
反応容器３０に充填されたクロム含有ダスト２４は、加熱炉４０内の高温雰囲気下にて長時間保持される。加熱炉４０内の雰囲気温度は、１０５０℃以上１３００℃以下の範囲内の雰囲気温度にすることが望ましい。なお、雰囲気温度が１０００℃より低くなると、金属酸化物によってはその還元が進行しなくなる場合があり、得られた金属の純度が低下するので好ましくない。特に、クロム酸化物は、雰囲気温度が１０００℃より低くなると、酸化クロムの還元率が低くなる。
【００２３】
また、雰囲気温度が１３００℃を超えると、クロム含有ダストの周囲に充填した酸化防止用の粉状コークスが消費されてしまい、還元されたクロム含有ダストが再度酸化してしまう場合がある。また、雰囲気温度が１３００℃を超えると、金属焼結が過度に進行しその強度が高くなり過ぎ、粉砕設備１６で粉砕する場合の消費電力が増加したり、粉砕工具の損耗が増加したりもする。また、雰囲気温度が過度に高くなると融液が生成し、サガー４０と還元焼結物が固着して還元焼結物が取り出せなくなるおそれがあり好ましくない。
【００２４】
そこで発明者らは、加熱炉４０の雰囲気温度に関する検討を行い、雰囲気温度が１２００℃以下であってもクロム酸化物を還元できることを見出した。クロム酸化物が比較的低温の雰囲気下でも還元できた理由は、酸化鉄がＣＯガスにより還元されて金属鉄が生成し、当該金属鉄の表面にＣＯガスに由来する炭素が析出し、この炭素に近接している酸化クロムが還元されたからと考えられる。そのため、上記において、加熱炉４０内の雰囲気温度を１０５０℃以上１３００℃以下の範囲内としたが、加熱炉内の雰囲気温度は、液相の鉄の発生および金属焼結の過度の進行を抑制するために、１０５０℃以上１２００℃以下の範囲内とすることがより好ましい。また、保持時間に関しては、２４時間以上保持することが望ましい。なお、保持時間を２４時間未満にすると、金属酸化物の還元率が低くなるので好ましくない。
【００２５】
加熱炉４０内の高温雰囲気下にて長時間保持された反応容器３０は、加熱炉４０から搬出されて冷却される。反応容器３０内に充填されたクロム含有ダスト２４は、加熱炉４０内で還元焼結処理されて、クロム含有ダストに含まれる酸化鉄および酸化クロムの少なくとも一部が還元された還元焼結物３４になる。その後、還元焼結物３４は、取り出し治具５０によって反応容器３０から取り出される。取り出された還元焼結物３４は、製鉄原料として酸化精錬工程の転炉または溶融還元工程の転炉に装入され、クロム含有ダスト２４に含まれるクロムおよび鉄が回収される。
【００２６】
本実施形態に係る製鉄原料の製造方法では、反応容器３０内にクロム含有ダスト２４と粉状コークスを充填し加熱炉４０で加熱することで、クロム含有ダスト２４を還元焼結物３４にできる。このように、本実施形態に係る製鉄原料の製造方法では、バインダー等を用いることなく、クロム含有ダストを還元焼結物３４にできるので、ダスト処理コストの増加を抑制できる。また、クロム含有ダストを当該クロム含有ダストに含まれる酸化クロムおよび酸化鉄の一部を還元させた強度の高い還元焼結物３４にできるので、当該還元焼結物３４を製鉄原料として酸化精錬工程の転炉または溶融還元工程の転炉に装入することで、粉化による歩留低下を抑制しつつ、還元に必要な熱量を増加させることなくクロムおよび鉄を回収できる。
【００２７】
なお、本発明の実施形態を溶融還元工程の転炉および酸化精錬工程の転炉から発生したクロム含有ダストの処理を例に説明した。しかしながら、本実施形態に係る製鉄ダストおよび製鉄スラッジの処理方法は、クロム含有ダストに限られず、マンガン酸化物およびニッケル酸化物を含むダストの処理にも適用できる。また、酸洗工程または圧延工程で発生するスラッジとよばれる金属分を含有したスラリー状の物質の処理にも適用できる。
【００２８】
また、本実施形態において、反応容器３０にクロム含有ダスト２４と粉状コークスを充填する例を示したが、転炉１０を用いたステンレス製錬工程で発生したクロム含有ダスト２４は炭素を含むので、粉状コークスを充填することは必須ではない。しかしながら、例えば、酸洗工程または圧延工程で発生する金属分を含有したスラリー状のスラッジは炭素を含まない場合があるので、この場合においては、当該スラッジに含まれる金属を還元するために反応容器３０に粉状コークスを充填する。
【実施例】
【００２９】
次に、図２および図３を用いて説明した還元焼結設備１４を用いて還元焼結処理した実施例を説明する。表１は、実施例として用いたステンレスダスト、比較例として用いた鉄鉱石、酸化防止用として反応容器に充填した粉状コークスの組成をそれぞれ示す。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
表１において、Ｔ−Ｆｅは、ステンレスダスト中の鉄含有割合（質量％）を示し、Ｍ−Ｆｅは、ステンレスダスト中の金属鉄含有割合（質量％）を示す。また、Ｔ-Ｃｒは、ステンレスダスト中の全クロム含有率（質量％）を示し、Ｔ−Ｃは、ステンレスダスト中の全炭素含有率（質量％）を示し、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３およびＣａＯは、ステンレスダスト中に含まれる各それぞれの物質の含有割合（質量％）を示す。なお、鉄鉱石および粉状コークスについても同様である。
【００３２】
図４は、加熱炉の昇温プロファイルを示すグラフである。横軸は、反応容器の炉内滞在時間（ｈ）であり、縦軸は、炉内サンプル周辺温度（℃）である。本実施例では、図４における最高温度および保持時間を変えて還元焼結処理を行い、Ｆｅ金属化率、Ｃｒ金属化率および還元焼結物の強度を確認した。表２は、実施例や比較例の条件およびその結果を示す。
【００３３】
【表２】
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【００３４】
表２において、最高温度（℃）は、加熱炉４０内の最高温度を示す。保持時間（ｈ）は、加熱炉４０内において最高温度で保持された時間を示す。Ｆｅ金属化率（質量％）は、酸化鉄から金属鉄に還元された割合を示す。Ｃｒ金属化率（質量％）は、酸化クロムから金属クロムに還元された割合を示す。また、還元焼結物強度における○は、強度の高い塊状の還元焼結物とすることができた状況を示し、×は、強度の高い還元焼結物とすることができなかった状況を示す。なお、ここでは還元焼結物の強度は、高炉や転炉へ輸送する際に粉化しない程度の強度があれば良いので、ＪＩＳ  Ｍ８７１１に規定される落下強度（ＳＩ）が７０％以上であれば○と評価し、７０％未満であれば×と評価した。
【００３５】
比較例１は、鉄鉱石および粉状コークスを反応容器３０に充填し、加熱炉４０で還元焼結処理した結果を示す。Ｆｅ金属化率は９０質量％以上になっており、また、十分な強度を有する還元焼結物が生成していた。
【００３６】
まず、還元焼結物の強度について説明する。比較例２から５の結果から、加熱炉４０の最高温度が１０２５℃以下であると、保持時間を２４時間にしてもステンレスダストから強度の高い還元焼結物が生成できないことがわかる。また、保持時間が１８時間以下であると、最高温度を１１２５℃にしても、ステンレスダストから強度の高い還元焼結物が生成できないことがわかる。一方、実施例１〜５、８〜１０の結果から、加熱炉４０の最高温度が１０５０℃以上であって保持時間を２４時間にすることでステンレスダストから強度の高い還元焼結物が生成できることがわかる。これらの結果から、バインダー等を用いなくても、加熱炉４０の最高温度を１０５０℃以上にし、当該温度における保持時間を２４時間以上にすることで、ステンレスダストから強度の高い還元焼結物が生成できることが確認された。
【００３７】
比較例２、３および実施例１〜５、８〜１０は、最高温度を変更した例である。最もＦｅ金属化率が高いのは、最高温度を１１２５℃にした実施例３であり、Ｆｅ金属化率は、９５質量％であった。これは、１０５０℃未満では温度が低く、酸化鉄の還元が進みにくいことと、１３００℃を超えると周囲に充填した粉状コークスが消費されてしまい、還元された金属鉄が再酸化されたことが原因であると考えられる。また、最高温度を１３５０℃まで上げた実施例１０は、ステンレスダストから強度の高い還元焼結物が生成できたものの、還元焼結物が溶融して容器と融着し、還元焼結物の取り出しが困難になった。表２から、保持時間を２４時間としたままでＦｅ金属化率９０質量％以上にするには、最高温度を１０５０℃以上１２００℃以下の範囲内にすればよく、Ｆｅ金属化率を８０質量％以上にするには、最高温度を１０５０℃以上１３００℃以下の範囲内にすればよいことがわかる。
【００３８】
比較例４、５および実施例３、６、７は、最高温度１１２５℃にして保持時間を変えた例である。これらの比較例および実施例から、Ｆｅ金属化率を９０質量％以上にするには、保持時間を２４時間以上にすればよいことがわかる。
【００３９】
以上説明したように、本実施形態に係る製鉄原料の製造方法を実施することで、ステンレスダストから、バインダーを用いることなく強度が高くステンレスダストに含まれる金属酸化物が還元された塊状の還元焼結物を生成できる。このように、バインダーを用いることなくステンレスダストから強度が高い塊状の還元焼結物を生成できるので、ダスト処理コストの増加を抑制できることがわかる。また、強度が高く金属酸化物が還元された塊状の還元焼結物を製鉄原料として用いることで高炉または転炉に装入しやすく、また、粉化による歩留低下をも抑制でき、さらに還元に必要な熱量を増加させることなくクロムおよび鉄を回収できることがわかる。
【符号の説明】
【００４０】
１０：    転炉
１２：    集塵設備
１４：    還元焼結設備
１６：    粉砕設備
２０：    スクリューフィーダー装置
２２：    ホッパ
２４：    クロム含有ダスト
２６：    スクリュー
２８：    ロート
３０：    反応容器
３２：    台車
３４：    還元焼結物
４０：    加熱炉
５０：    取り出し治具
【図１】
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【図２】
2018003080.tif 000006
【図３】
2018003080.tif 000007
【図４】
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