(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶銑を脱燐処理する工程と、
上記脱燐処理がされた溶銑を脱炭処理する工程と
を有し、
上記脱燐処理において、原料の一部として脱燐処理ダスト及び粒径５０μｍ未満の粒子が８０体積％以上の脱炭処理微粒ダストの少なくとも一種を含むリサイクル亜鉛源を用い、
上記脱炭処理において、原料として脱燐処理を経た溶銑と実質的に亜鉛を含まないその他の原料とのみを用い、
上記脱燐処理に用いるリサイクル亜鉛源量Ｘ（ｋｇ／ｔ）が下記式（１）及び（２）を満たし、
上記脱燐処理で発生するスラグの塩基度が１．５６以上であるダストリサイクル方法。
Ｘ≦（１２６−１００Ｂ）／Ａ  ・・・（１）
Ｘ≦（４．７８−１００ｂ＋０．０３８４ｃ−１．２９７ｄ）／ａ  ・・・（２）
（上記式（１）中、Ａは、リサイクル亜鉛源における亜鉛濃度（質量％）である。Ｂは、脱燐処理に供するリサイクル亜鉛源以外の原料に含まれる亜鉛の量（ｋｇ／ｔ）である。
上記式（２）中、ａは、リサイクル亜鉛源における鉛濃度（質量％）である。ｂは、脱燐処理に供するリサイクル亜鉛源以外の原料に含まれる鉛の量（ｋｇ／ｔ）である。ｃは、脱燐処理で発生するスラグ量（ｋｇ／ｔ）である。ｄは、上記スラグの塩基度である。）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、亜鉛を含むダストのリサイクル方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の転炉精錬においては、脱燐工程と脱炭工程とを分離し、脱炭処理の前に溶銑に対して脱燐処理を行うことが多い。このように脱燐処理と脱炭処理とを分離することで、プロセストータルでの排出スラグ量を低減することができる。上記脱燐処理は、以前は混銑車等の搬送容器内で実施されることが多かったが、上記搬送容器はフリーボードが小さいため酸素供給速度を高めることができず、処理に時間を要していた。このため、現在はフリーボードが大きく、酸素の供給速度も高めることができる転炉容器を用いた脱燐処理が広く普及している。
【０００３】
ここで、上記脱燐処理や脱炭処理で生じるダストは、多量の鉄分を含むため、可能な限り再利用することが好ましい。これらのダストのリサイクル手法としては、焼結鉱原料やペレット原料として用い、焼結鉱やペレットとして高炉へ投入する方法が挙げられる。しかしこの場合、ダスト中の亜鉛濃度が高いと高炉耐火物への付着物量が増えるため、これらのダストの高炉原料へのリサイクルには量的限度がある（特開２００７−９２４０号公報参照）。同様の理由から、亜鉛メッキ屑も高炉原料として大量にリサイクルすることができない。
【０００４】
このような中、亜鉛を含むダストを脱燐処理において副原料としてリサイクルする方法が提案されている（特開平６−２６４１２６号公報、特開平７−２６３１７号公報及び特開平８−３３３６１２号公報参照）。このように亜鉛を含むダストを脱燐処理の際に用いると、脱燐炉中で亜鉛が揮発する。従って、後工程の脱炭処理において亜鉛を実質的に含まない副原料を用いることで、脱炭処理の際に発生するダストの亜鉛濃度が低減され、このダストを高炉原料としてリサイクル可能となるとされている。
【０００５】
しかし、このようにダストを脱燐処理にリサイクルする方法では、（１）脱燐処理の際に全ての亜鉛が揮発するわけではないため、脱燐処理で大量の亜鉛を含む原料を使用した場合、溶湯中に残存した亜鉛が脱炭処理で揮発し、脱炭処理ダストに含有されるため、上記不都合の解決には至らない。また（２）ダストには亜鉛以外に鉛も濃縮しているため、脱燐処理の際に生じるスラグの溶出鉛濃度が高まり、このスラグのリサイクルが困難となるという不都合がある。
【０００６】
他方、スラグ中の鉛の溶出を抑える技術としては、スラグ組成を調整することなどによりスラグ中の鉛を不溶化させる方法が提案されている（特開２００２−２０８１５号公報参照）。しかし、この技術はスラグの有効利用には資するものの、ダストのリサイクルを効果的に行うための参考となるものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−９２４０号公報
【特許文献２】特開平６−２６４１２６号公報
【特許文献３】特開平７−２６３１７号公報
【特許文献４】特開平８−３３３６１２号公報
【特許文献５】特開２００２−２０８１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、脱燐処理で生じるスラグからの溶出鉛濃度、及び脱炭処理で生じる微粒ダストを高炉へ投入した際の付着物量が許容できる範囲内で、製鉄工程で生じるダストを脱燐処理に最大限再利用することができるダストのリサイクル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】
【０００９】
上記課題を解決するためになされた発明は、
溶銑を脱燐処理する工程と、
上記脱燐処理がされた溶銑を脱炭処理する工程と
を有し、
上記脱燐処理において、原料の一部として脱燐処理ダスト及び脱炭処理微粒ダストの少なくとも一種を含むリサイクル亜鉛源を用い、
上記脱炭処理において、実質的に亜鉛を含まない副原料を用い、
上記脱燐処理に用いるリサイクル亜鉛源量Ｘ（ｋｇ／ｔ）が下記式（１）及び（２）を満たすダストリサイクル方法である。
Ｘ≦（１２６−Ｂ）／Ａ  ・・・（１）
Ｘ≦（４．７８−１００ｂ＋０．０３８４ｃ−１．２９７ｄ）／ａ  ・・・（２）
（上記式（１）中、Ａは、リサイクル亜鉛源における亜鉛濃度（質量％）である。Ｂは、脱燐処理に供するリサイクル亜鉛源以外の原料に含まれる亜鉛の量（ｋｇ／ｔ）である。
上記式（２）中、ａは、リサイクル亜鉛源における鉛濃度（質量％）である。ｂは、脱燐処理に供するリサイクル亜鉛源以外の原料に含まれる鉛の量（ｋｇ／ｔ）である。ｃは、脱燐処理で発生するスラグ量（ｋｇ／ｔ）である。ｄは、上記スラグの塩基度である。）
【００１０】
ここで、ｋｇ／ｔとは主原料１ｔに対する質量であり、この主原料の量は処理に供される溶銑、冷銑及びスクラップ（亜鉛メッキ屑を含む）の合計量をいう。また、副原料とは、上記主原料（溶銑、冷銑及びスクラップ）以外の原料をいう。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のダストリサイクル方法によれば、脱燐処理の際に用いるリサイクル亜鉛源量Ｘが式（１）を満たし、かつ脱炭処理において実質的に亜鉛を含まない副原料を用いることで、脱炭処理で発生する脱炭処理微粒ダスト中の亜鉛濃度を制御できるため、これを高炉への原料として有効に再利用することができる。また、上記亜鉛源量Ｘが式（２）を満たすことで、脱燐処理の際に生じるスラグからの鉛溶出量を所定範囲に抑えることができる。従って、当該ダストリサイクル方法によれば、脱燐処理で生じるスラグからの溶出鉛濃度、及び脱炭処理で生じる微粒ダストを高炉へ投入した際の付着物量が許容できる範囲内で、製鉄工程で生じるダスト（亜鉛源）を脱燐処理に最大限再利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】脱炭処理微粒ダストＺｎ濃度と脱燐炉への装入Ｚｎ量との関係を示すグラフ
【図２】脱燐処理スラグＰｂ溶出濃度と装入Ｐｂ量等との関係を示すグラフ
【図３】本発明のダストリサイクル方法の一実施形態に用いられるダスト回収分離システムを示す模式図
【図４】実施例の結果を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明のダストリサイクル方法の実施の形態を図面を参照にしつつ詳説する。
【００１４】
当該ダストリサイクル方法は、
（１）溶銑を脱燐処理する工程、及び
（２）上記脱燐処理がされた溶銑を脱炭処理する工程
を有する。以下、各工程について説明する。
【００１５】
（１）脱燐処理工程
この工程では、脱炭処理に先駆けて転炉容器を用いて脱燐処理を実施する。なお、脱燐処理でのスロッピングを防止する目的で、脱燐処理に先駆けて脱珪処理を実施することもある。
【００１６】
上記転炉容器としては、特に限定されず、公知のものを用いることができる。また、後工程の脱炭処理で用いる転炉容器と同一の転炉容器を用いてもよいし、別の転炉容器を用いてもよい。具体的には上底吹転炉、底吹転炉、上吹転炉等を用いることができるが、処理効率などの点から上底吹転炉が好ましい。上記転炉容器のサイズとしては、特に制限されず、例えば、出鋼量５０〜４００ｔ規模のものを用いることができる。
【００１７】
上記脱燐処理においては、主原料（溶銑並びに必要に応じて冷銑及びスクラップ）及び副原料（焼結鉱、石灰、ダスト等）が用いられる。当該ダストリサイクル方法においては、この際、原料の一部として脱燐処理ダスト及び脱炭処理微粒ダストβの少なくとも一種を含むリサイクル亜鉛源を用いる。また、リサイクル亜鉛源としては、上記ダストに加えて、亜鉛メッキ屑を用いることができる。なお、亜鉛メッキ屑等のメッキ屑は、スクラップとしての主原料の一つとなる。
【００１８】
脱燐処理ダスト及び脱炭処理ダストとは、脱燐処理又は脱炭処理の際に生じるダストのことを言う。また、脱燐処理及び脱炭処理はそれぞれバッチ処理（バッチ式）で行われ、この（１）脱燐処理工程で用いられる脱燐処理ダスト及び脱炭処理微粒ダストβ（脱燐処理リサイクル用脱炭処理微粒ダスト）は、この工程で処理される溶銑とは別の溶銑に対する処理の際に生じたダストである。また、便宜上、本発明のダストリサイクル方法において、（２）脱炭処理工程で生じる脱炭処理微粒ダストを脱炭処理微粒ダストα、（１）脱燐処理工程で用いる脱炭処理微粒ダストを脱炭処理微粒ダストβとして区別する。
【００１９】
また、脱炭処理微粒ダストとは、粒径５０μｍ未満の粒子が８０体積％以上のものをいう。この粒径は、レーザー回折・散乱式の粒径分析装置で測定される値をいう。
【００２０】
この脱燐処理に用いるリサイクル亜鉛源量Ｘ（ｋｇ／ｔ）は下記式（１）及び（２）を満たす。
Ｘ≦（１２６−Ｂ）／Ａ  ・・・（１）
Ｘ≦（４．７８−１００ｂ＋０．０３８４ｃ−１．２９７ｄ）／ａ  ・・・（２）
（上記式（１）中、Ａは、リサイクル亜鉛源における亜鉛濃度（質量％）である。Ｂは、脱燐処理に供するリサイクル亜鉛源以外の原料に含まれる亜鉛の量（ｋｇ／ｔ）である。
上記式（２）中、ａは、リサイクル亜鉛源における鉛濃度（質量％）である。ｂは、脱燐処理に供するリサイクル亜鉛源以外の原料に含まれる鉛の量（ｋｇ／ｔ）である。ｃは、脱燐処理で発生するスラグ量（ｋｇ／ｔ）である。ｄは、上記スラグの塩基度である。）
【００２１】
ここで、上記式（１）及び（２）を導出した根拠を示す。
【００２２】
（式（１）について）
脱炭処理で発生する脱炭処理微粒ダストαをリサイクル原料として高炉に装入する場合の弊害は、上述のようにダスト中の亜鉛濃度が高くなると高炉耐火物への付着物量の増加することである。この際、ダスト中の亜鉛濃度が０．７質量％以上であると付着物量が増加するとされている（特開２００７−９２４０号公報参照）。そこで、高炉へリサイクルする脱炭処理微粒ダストαの亜鉛濃度閾値を０．７質量％とした。
【００２３】
実績値としての脱炭処理微粒ダストの亜鉛（Ｚｎ）濃度をＶ（質量％）、脱燐炉（脱燐処理に用いる転炉容器）への装入亜鉛量をＺ（ｋｇ／ｔ）として、切片０で直線回帰することにより下記式（１−ｉ）を得た（図１参照）。
Ｖ＝０．５５９７Ｚ  ・・・（１−ｉ）
【００２４】
また、上述のとおり、脱炭処理微粒ダストαの亜鉛濃度Ｖは０．７質量％以下とする必要がある。そこで、上記式（１−ｉ）にＶ≦０．７を代入して変形することで、下記式（１−ｉｉ）を得た。
Ｚ≦１．２６  ・・・（１−ｉｉ）
【００２５】
ここで、脱燐炉への装入亜鉛量Ｚは、リサイクル亜鉛源量Ｘ（ｋｇ／ｔ）、リサイクル亜鉛源における亜鉛濃度Ａ（質量％）及び脱燐処理に供するリサイクル亜鉛源以外の原料に含まれる亜鉛の量Ｂ（ｋｇ／ｔ）を用いて、下記式（１−ｉｉｉ）のように表すことができる。
Ｚ＝Ｘ×Ａ／１００＋Ｂ  ・・・（１−ｉｉｉ）
よって、上記式（１−ｉｉ）及び（１−ｉｉｉ）から上記式（１）が得られる。
【００２６】
（式（２）について）
ダストリサイクルにおける鉛（Ｐｂ）の弊害は、上述のように脱燐処理の際に揮発しなかったＰｂがスラグに残存し、脱燐スラグからの鉛溶出の原因となることにある。一般的にこの脱燐スラグは、路盤材や土木工事用の埋め戻し材等に使用される。この際、このスラグは環境省告示第４６号法に記載の土壌溶出試験における鉛溶出濃度０．０１ｐｐｍ以下の基準を満たす必要がある。そこで、この鉛溶出濃度の基準を満たす指標として、式（２）を導いた。
【００２７】
ここで、鉛溶出濃度Ｖ（ｐｐｍ）は、脱燐炉（脱燐処理に用いる転炉容器）に装入するＰｂ量Ｚ（ｋｇ／ｔ）に比例すると考えられる。なお、この装入Ｐｂ量は、溶銑の量及び溶銑中のＰｂ濃度や、リサイクルするダストの量及びダスト中のＰｂ濃度に比例する。また、発生するスラグ量ｃ（ｋｇ／ｔ）が多い場合はスラグ中のＰｂ濃度が低下するため、発生スラグ量が多いほど鉛溶出濃度が低下する傾向がある。さらには、この発生するスラグの塩基度ｄ（ＣａＯ／ＳｉＯ２）が高いと、ＣａＯ＋Ｈ２Ｏ＝Ｃａ（ＯＨ）２の反応量が多くなるため、スラグと接触する水のｐＨが高くなり、鉛溶出濃度が増加する傾向にある。これらの点を踏まえ、実績値としてスラグからの鉛溶出濃度をＶ（ｐｐｍ）、この際の装入鉛量をＺ（ｋｇ／ｔ）、発生するスラグ量をｃ（ｋｇ／ｔ）及びこのスラグの塩基度をｄとし、Ｖを従属変数、Ｚ、ｃ及びｄを独立変数、切片０として重回帰を行うことで下記式（２−ｉ）を得た（図２参照）。
Ｖ＝０．２０９Ｚ−８．００×１０−５ｃ＋２．７６×１０−３ｄ  ・・・（２−ｉ）
【００２８】
ここで、装入鉛量（Ｚ）は、脱燐処理に用いるリサイクル亜鉛源量Ｘ（ｋｇ／ｔ）、このリサイクル亜鉛源における鉛濃度ａ（質量％）、及び脱燐処理に供するリサイクル亜鉛源以外の原料に含まれる鉛の量ｂ（ｋｇ／ｔ）を用いると、下記式（２−ｉｉ）で表すことができる。
Ｚ＝Ｘ×ａ／１００＋ｂ  ・・・（２−ｉｉ）
【００２９】
上記式（２−ｉｉ）を式（２−ｉ）に代入すると、下記式（２−ｉｉｉ）が得られる。
Ｖ＝０．２０９（Ｘ×ａ／１００＋ｂ）−８．００×１０−５ｃ＋２．７６×１０−３ｄ  ・・・（２−ｉｉｉ）
【００３０】
一方、鉛溶出濃度Ｖは上述のように０．０１ｐｐｍ以下とする必要があるため、Ｖ≦０．０１を上記式（２−ｉｉｉ）に代入し変形することで、上記式（２）を導くことができる。
【００３１】
なお、各原料に含まれる亜鉛及び鉛の量は、各原料種の質量と亜鉛又は鉛濃度との積で求めることができる。上記亜鉛又は鉛濃度の測定方法としては、特に制限されず、公知の方法を用いることができる。
【００３２】
上記脱燐処理においては、発生するダストを回収する。上記回収の手段としては、特に制限されず、公知の集塵機等を用いることができる。但し、後に詳述する脱炭処理の際のダストと分別して回収する。このように分別して回収する方法としては、特に限定されず、例えば、脱燐処理と脱炭処理とを異なる排ガス集塵系統を持つ転炉で実施する方法や、同一の排ガス集塵系統を用い、処理毎にダストを振り分ける方法などを挙げることができる。なお、この脱燐処理ダストは、後述する脱炭処理ダストと異なり、微粒と粗粒とに分けても分けなくてもよい。
【００３３】
また、上記脱燐処理においては、発生するスラグ（脱燐スラグ）も回収される。この脱燐スラグは、鉛溶出濃度が抑えられており、路盤材や土木工事用の埋め戻し材等に使用することができる。
【００３４】
（２）脱炭処理工程
この工程では、上記脱燐処理がされた溶銑を転炉容器により脱炭処理する。上述したように、脱炭処理で用いる転炉容器は、脱燐処理で用いた転炉容器と同一のものでも異なるものでもよい。また、脱燐処理後に出湯せず、脱燐スラグだけを排出して脱炭処理を行ういわゆる中間排滓方式を採用してもよい。
【００３５】
この脱炭処理においては、転炉容器に主原料（上記脱炭処理がされた溶銑並びに必要に応じて冷銑及びスクラップ）と共に副原料が装入される。この際、副原料としては、実質的に亜鉛を含まないもの（石灰、焼結鉱等）のみを用いる。
【００３６】
上記脱炭処理においては、発生するダストを回収し、この回収されたダストを微粒ダストと粗粒ダストとに分離する。上記回収の手段としては、特に制限されず、公知の集塵機等を用いることができる。また、上記分離の手段としても、特に制限されず、公知の分級器等を用いることができる。例えば、図３に示すダスト回収分離システム１が、好適に用いられる。
【００３７】
図３のダスト回収分離システム１は、脱炭炉２（転炉）、集塵フード３ａ、３ｂ、３ｃ、散水機４、分級器５、シックナー６及び換気集塵機７を備える。上記集塵フード３ａは脱炭炉２の直上に設けられており、集塵フード３ｂ、３ｃは集塵フード３ａの周囲に設けられている。
【００３８】
上記ダスト回収分離システム１においては、吹錬中には、脱炭炉２からのダストＹを含む排ガスＸが、集塵フード３ａを介して散水機４に送られ、散水機４内で排ガスＸとダストＹとに分離される。分離されたダストＹは水と共に分級器５に送られる。分級器５においては、質量が大きい粗粒ダストＹ１が回収される。一方、質量の小さい微粒ダストＹ２は上澄み液と共にシックナー６に送られ、その後沈殿回収される。
【００３９】
一方、溶銑装入時及び出鋼時には、排ガスＸは換気集塵機７によって処理される。すなわち、溶銑装入時及び出鋼時には、脱炭炉２を傾斜して作業が行われることから、上記集塵フード３ａの周囲に配置される集塵フード３ｂ、３ｃを介して、換気集塵機７に排ガスＸが送られる。
【００４０】
上記回収分離システム１においては、このように吹錬中に発生するダストＹを回収し、粗粒ダストＹ１と微粒ダストＹ２とに分離することができる。なお、上記粗粒ダストは粒径５０μｍ以上の粒子が８０体積％以上のものをいい、上記微粒ダストは粒径５０μｍ未満の粒子が８０体積％以上のものをいう。
【００４１】
上記脱炭処理においても、発生するスラグ（脱炭スラグ）は回収される。この脱炭スラグも、路盤材や土木工事用の埋め戻し材等に使用することができる。
【００４２】
（３）リサイクル工程（上記（２）脱炭処理工程で発生する脱炭処理微粒ダストαをリサイクル原料として高炉に装入する工程）
上記（２）脱炭処理工程で発生し、回収及び分離された脱炭処理微粒ダストαは、亜鉛濃度が高炉耐火物への付着が少ない０．７質量％以下に制御されている。従って、この脱炭処理微粒ダストαは、量的な制限を考慮せずにリサイクル原料として高炉に装入することができる。この際、この脱炭処理微粒ダストα（高炉へのリサイクル用脱炭処理微粒ダスト）は、通常焼結鉱原料やペレット原料として用いられ、焼結鉱又はペレットとして高炉へ投入される。また、上記（２）脱炭処理工程で発生した脱炭処理微粒ダストは、全量高炉原料としてリサイクルしなくてもよく、例えば脱燐処理等へ用いることもできる。なお、上記高炉には、他に主原料として鉄鉱石及びコークスが装入され溶銑（銑鉄）が得られる。
【００４３】
本発明のダストリサイクル方法によれば、（１）脱燐処理工程の際に用いるリサイクル亜鉛源量Ｘが式（１）を満たし、かつ（２）脱炭処理工程において実質的に亜鉛を含まない副原料を用いることで、（２）脱炭処理工程で発生する脱炭処理微粒ダスト中の亜鉛濃度を制御できるため、これを高炉への原料として有効に再利用することができる。また、上記リサイクル亜鉛源量Ｘが式（２）を満たすことで、脱燐処理の際に生じるスラグからの鉛溶出量を所定範囲に抑えることができる。従って、当該ダストリサイクル方法によれば、（１）脱燐処理工程で生じるスラグからの溶出鉛濃度、及び（２）脱炭処理工程で生じる微粒ダストを高炉へ投入した際の付着物量が許容できる範囲内で、製造工程で生じるダスト（亜鉛源）を最大限脱燐処理へ再利用することができる。
【実施例】
【００４４】
以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例における測定方法、用いた転炉容器（脱燐炉・脱炭炉）及び原料は以下のとおりである。
【００４５】
［測定方法］
（１）ダスト（脱燐処理ダスト、脱炭処理微粒ダストα、及び脱炭処理微粒ダストβ）及び亜鉛メッキ屑中の亜鉛及び鉛濃度
なお、リサイクル亜鉛源の一つとして脱燐処理に用いた脱炭処理微粒ダスト（脱燐処理リサイクル用脱炭処理微粒ダスト）を脱炭処理微粒ダストβ、実施例における脱炭処理で生じた脱炭処理微粒ダスト（高炉リサイクル用脱炭処理微粒ダスト）を脱炭処理微粒ダストαとする。
ＩＣＰ発光分析法により各濃度を測定した。分析下限は、それぞれ０．０１質量％である。
【００４６】
（２）溶銑の亜鉛及び鉛濃度
ＩＣＰ−ＭＡＳＳにより各濃度を測定した。分析下限は、それぞれ１ｐｐｍである。
【００４７】
（３）リサイクル亜鉛源における亜鉛濃度Ａ及び鉛濃度ａ
脱燐処理に投入した脱燐処理ダスト、脱炭処理微粒ダスト及び亜鉛メッキ屑における各亜鉛又は鉛濃度の加重平均値とした。具体的には、下記式にて求めた。
【００４８】
【数１】
0005823346.tif 000002
【００４９】
ここで、
Ｗｉ：亜鉛源ｉ（脱炭処理微粒ダストβ、脱燐処理ダスト及び亜鉛メッキ屑）の脱燐処理投入量［ｋｇ／ｔ］
［％Ｚｎ］ｉ：亜鉛源ｉ中のＺｎ濃度［ｗｔ％］
［％Ｐｂ］ｉ：亜鉛源ｉ中のＰｂ濃度［ｗｔ％］
【００５０】
（４）スラグ量
スラグ量とは、脱燐処理中に発生するスラグの質量であり、下記式により導出した。
【００５１】
【数２】
0005823346.tif 000003
【００５２】
ここで、
Ｗｉ：副原料ｉの投入量［ｋｇ］
Ｗｊ：主原料ｊ（溶銑、冷銑及びスクラップ）の投入量［ｋｇ］
（％ＣａＯ）ｉ：副原料ｉのＣａＯ濃度［質量％］
（％ＳｉＯ２）ｉ：副原料ｉのＳｉＯ２濃度［質量％］
［％Ｓｉ］ｊ：主原料ｊ中のＳｉ濃度［質量％］
ＭＳｉＯ２：ＳｉＯ２の分子量［ｋｇ／ｍｏｌ］
ＭＳｉ：Ｓｉの分子量［ｋｇ／ｍｏｌ］
（％ＳｉＯ２＋％ＣａＯ）ｍａｘ：スラグ中ＣａＯ濃度とＳｉＯ２濃度の最大値
である。なお、（％ＳｉＯ２＋％ＣａＯ）ｍａｘは、当業者定法による脱燐スラグの分析値より６３質量％を用いた。これにより、スラグ量は実操業範囲における最小値となるため、ダストリサイクル可能量は安全サイドに見積もられることになる。
【００５３】
（５）スラグ塩基度
スラグ塩基度とは、スラグ中の（ＣａＯ）／（ＳｉＯ２）のことであり、以下の式によって導出した。
【００５４】
【数３】
0005823346.tif 000004
【００５５】
ここで、
Ｗｉ：副原料ｉの投入量［ｋｇ］
Ｗｊ：主原料ｊ（溶銑、冷銑及びスクラップ）の投入量［ｋｇ］
（％ＣａＯ）ｉ：副原料ｉのＣａＯ濃度［質量％］
（％ＳｉＯ２）ｉ：副原料ｉのＳｉＯ２濃度［質量％］
［％Ｓｉ］ｊ：主原料ｊ中のＳｉ濃度［質量％］
ＭＳｉＯ２：ＳｉＯ２の分子量［ｋｇ／ｍｏｌ］
ＭＳｉ：Ｓｉの分子量［ｋｇ／ｍｏｌ］
である。
【００５６】
（６）スラグからのＰｂ溶出濃度
環境省告示４６号で定められた土壌溶出試験に準じて測定した。
【００５７】
［脱燐炉及び脱炭炉］
脱燐炉及び脱炭炉（転炉）は、容量２５０ｔ（粗鋼ｔｏｎ）の上底吹転炉（上吹ノズル：６孔、スロート径：４２ｍｍ、孔角度：１５°）を用いた。また、底吹きのガスはＮ２及びＣＯガスを使用した。底吹きの羽口型式は一層環状管であり、個数は４個である。
【００５８】
［原料］
（１）脱燐炉投入溶銑
［Ｃ］：４．２〜４．６質量％
［Ｓｉ］：０．３〜０．５質量％
［Ｍｎ］：０．１〜０．４質量％
［Ｐ］：０．１０〜０．１３０質量％
ＨＭＲ＝９４〜９８質量％（各実施例毎のＨＭＲは表１に示す）
【００５９】
（２）脱炭炉投入溶銑
［Ｃ］：３．４〜３．８質量％
［Ｓｉ］：０．０１質量％以下
［Ｍｎ］：０．１〜０．２質量％
［Ｐ］：０．０１５〜０．０２５質量％
ＨＭＲ＝８８〜１００質量％
【００６０】
（３）溶銑並びに脱燐処理ダスト、脱炭処理微粒ダストβ及び亜鉛メッキ屑以外のＺｎ源及びＰｂ源
Ｚｎ含有副原料としては、Ｚｎ含有量０．０１質量％の焼結鉱を用いた。その他の用いた副原料はＺｎを実質上含有しない。
Ｐｂ含有副原料としては、Ｐｂ含有量０．００２質量％の上記焼結鉱を用いた。その他の用いた副原料はＰｂを実質上含有しない。
なお、主原料の一つとしてのスクラップは、Ｚｎ及びＰｂを実質上含有しない工場内発生のものを用いた。
【００６１】
（４）脱燐炉に投入する脱燐処理ダスト及び脱炭処理微粒ダストβ
脱燐処理ダストは、回収した脱燐処理ダストを分級することなく、外数５質量％の澱粉をバインダーとして用いてブリケット状（４０ｍｍ×４０ｍｍ×２５ｍｍ）にしたものを用いた。
脱炭処理微粒ダストβは、図３に示した装置で脱炭炉から回収及び分離して得られた脱炭処理微粒ダスト（粒径５０μｍ未満の粒子が８０体積％以上）を外数５質量％の澱粉をバインダーとして用いてブリケット状（４０ｍｍ×４０ｍｍ×２５ｍｍ）にしたものを用いた。
【００６２】
［実施例１〜１５、比較例Ｉ−１〜Ｉ−６及び比較例ＩＩ−１〜ＩＩ〜６］
上記脱燐炉に主原料としての溶銑及びスクラップを装入した。亜鉛メッキ屑は、他のスクラップと同様、溶銑投入前にスクラップシューターにより装入した。次いで、炉上ホッパーから石炭、焼結鉱等の副原料と共にブリケット状にした上記脱燐処理ダスト及び脱炭処理微粒ダストβを装入し、吹錬（脱燐処理）を行った。
次いで、上記脱炭炉に主原料としての上記脱燐処理を経た溶銑及び実質的に亜鉛を含まないスクラップを装入した。次いで、炉上ホッパーから石炭等の副原料を装入し、吹錬（脱炭処理）を行った。なお、脱炭処理における副原料としては、実質的に亜鉛を含まない副原料のみを用いた。
脱炭処理の際に生じるダストを図３に示した装置で脱炭炉から回収及び分離して、脱炭処理微粒ダストαを得た。また、脱燐処理の際に生じるスラグは回収した。
【００６３】
各実施例及び比較例の脱燐処理において装入した主原料（溶銑及びスクラップ）の装入量と、溶銑の装入量、ＨＭＲ、Ｚｎ濃度（ｐｐｍ）及びＰｂ濃度（ｐｐｍ）と、副原料としての焼結鉱の装入量（Ｗｓｉｎ（ｋｇ／ｔ））と、リサイクル亜鉛源（脱燐処理ダスト、脱炭処理微粒ダストβ及び亜鉛メッキ屑）の装入量、Ｚｎ濃度及びＰｂ濃度とは、表１に示すとおりである。他の条件は、各実施例及び比較例において同一である。表１中の濃度（ｐｐｍ及び％）は全て質量基準である。
【００６４】
また、脱燐処理の際のリサイクル亜鉛源における亜鉛濃度Ａ（質量％）、リサイクル亜鉛源以外の原料に含まれる亜鉛の量Ｂ（ｋｇ／ｔ）、リサイクル上限値Ｘ（Ｚｎ）（ｋｇ／ｔ）、リサイクル亜鉛源量Ｘ、リサイクル亜鉛における鉛濃度ａ（質量％）、リサイクル亜鉛源以外の原料に含まれる鉛の量ｂ（ｋｇ／ｔ）、リサイクル亜鉛源以外の原料に含まれる鉛の量ｂ、（ｋｇ／ｔ）、スラグ量（ｋｇ／ｔ）、スラグ塩基度（−）、及びリサイクル上限値Ｘ（Ｐｂ）は、表２に示すとおりである。表２中の濃度（％）は全て質量基準である
【００６５】
なお、表２中のリサイクル上限値は、式（１）により導かれる上限値をＸ（Ｚｎ）、式（２）により導かれる上限値をＸ（Ｐｂ）としたものである。また、表２中の適否の欄において、「○」は式（１）又は（２）を満たすこと、「Ｌ」は式（１）又は（２）を満たすが上限値に近いもの（３ｋｇ／ｔ以下）、「↓」は式（１）又は（２）を満たさないことを示す。
【００６６】
また、表２中のリサイクル亜鉛源以外の原料に含まれる亜鉛の量Ｂ（ｋｇ／ｔ）及びリサイクル亜鉛源以外の原料に含まれる鉛の量ｂ（ｋｇ／ｔ）は、以下の式にて算出した。
Ｂ＝ＨＭＲ×［ｐｐｍ  Ｚｎ］×１／１０００＋Ｗｓｉｎ×（０．０１／１００）
ｂ＝ＨＭＲ×［ｐｐｍ  Ｐｂ］×１／１０００＋Ｗｓｉｎ×（０．００２／１００）
【００６７】
【表１】
0005823346.tif 000005
【００６８】
【表２】
0005823346.tif 000006
【００６９】
脱炭処理で生じた微粒ダストαにおける亜鉛濃度、及び脱燐処理中に発生したスラグからの鉛溶出濃度を上記方法にて測定した。測定結果を表３及び図４に示す。なお、表３中の評価の欄において、「○」は溶鋼中の亜鉛濃度又はスラグからの鉛溶出濃度が上限値以下であること、「×」は上限値を超えていることを示す。表３中の濃度（ｐｐｍ及び％）は質量基準である。
【００７０】
【表３】
0005823346.tif 000007
【００７１】
表３及び図４に示されるように、実施例１〜１５は、式（１）及び（２）を共に満たすリサイクル亜鉛源量をリサイクルしているため、脱炭処理で生じる微粒ダストαの亜鉛濃度が０．７０質量％以下に抑え、かつ脱燐処理で発生するスラグからの鉛溶出濃度を０．０１０ｐｐｍ以下に抑えることができる。なお、上記微粒ダストの亜鉛濃度が０．７０質量％以下であることから、この微粒ダストαをリサイクル原料として高炉に用いることができる。一方、比較例Ｉ（Ｉ−１〜Ｉ〜６）は微粒ダストα中の亜鉛含有量が上限を超え、比較例ＩＩ（ＩＩ−１〜ＩＩ−６）はスラグからの鉛溶出濃度が上限を超えている。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
以上説明したように、本発明のダストリサイクル方法は、脱燐処理の際に生じるスラグからの溶出鉛濃度、及び脱炭処理で生じる微粒ダストを高炉へ投入した際の付着物量が許容できる範囲内で、製鉄工程で生じるダスト（亜鉛源）を最大限脱燐処理へ再利用することができる。従って、当該ダストリサイクル方法は、製鉄に好適に利用される。
【符号の説明】
【００７３】
１  ダスト回収分離システム
２  脱炭炉
３ａ、３ｂ、３ｃ  集塵フード
４  散水機
５  分級器
６  シックナー
７  換気集塵機
Ｘ  排ガス
Ｙ  ダスト
Ｙ１  粗粒ダスト
Ｙ２  微粒ダスト
【図１】
0005823346.tif 000008
【図２】
0005823346.tif 000009
【図３】
0005823346.tif 000010
【図４】
0005823346.tif 000011