(57)【要約】【課題】製鋼工程から発生する製鋼ダストを再資源化の目的で塊成化し、直接転炉もしくは還元炉へ投入する際の製鋼ダストの塊成化方法を提供する。【解決手段】製鋼ダストに生石灰を２〜１５質量％となるように加えて混合・押出成形して成形体を製造し、該成形体を２ｍ高さ以下に積付け、屋内養生することを特徴とする製鋼ダストの塊成化方法。また、上記製鋼ダストの塊成化方法において、成形体に含まれる金属鉄の量を５質量％以上にしていることを特徴とする製鋼ダストの塊成化方法。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
製鋼ダストに生石灰を２〜１５質量％となるように加えて混合・押出成形して成形体を製造し、該成形体を２ｍ高さ以下に積付け、屋内養生することを特徴とする製鋼ダストの塊成化方法。
【請求項２】
請求項１記載の製鋼ダストの塊成化方法において、成形体に含まれる金属鉄の量を５質量％以上にしていることを特徴とする製鋼ダストの塊成化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、製鋼工程から発生する製鋼ダストを再資源化の目的で塊成化し、直接転炉もしくは還元炉へ投入する際の製鋼ダストの塊成化方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、製鋼工程から発生する製鋼ダストは放置すると含有金属鉄が酸化発熱するので、発生する製鋼ダストの塊成化技術では、直接転炉へのリサイクルは無理なため、４０〜６０日程度屋外で発熱が収まるまで酸化養生で自己焼結によって塊成化し製鋼工程へリサイクルしているが、しかし、酸化養生用ヤードが広大な面積を要し、かつ酸化養生時のダスト積付けを高くすると内部まで酸化養生が促進されないこと、および酸化後の材冷却に時間を要する等の問題がある。
【０００３】
また、酸化養生作業による自己焼結塊成方式はあくまでダスト自身の鉄分酸化にまかせた塊成方式のため５〜７０ｍｍ以上の収率が約５０％に留まり、非常に効率が悪く、かつ−５ｍｍサイズの粉はステンレス鋼のダクトの場合溶銑Ｃｒ値により高炉使用量も制限を受け、このダストの発生量が増加した場合はダスト余剰問題を招く。さらに、この酸化養生による自己焼結塊成品は製鋼工程での使用時のハンドリングを考慮し鉄分を完全に酸化させたものであるため、製鋼工程での鉄分の還元エネルギーも嵩むという問題を有している。
【０００４】
一方、製鋼ダストを塊成化しリサイクルする際の成形水分というと、一般的にブリケットは５％前後、ペレットは１０％前後である。この塊成水分範囲から外れた状態でバインダーと混合・成形しても成形状態が悪化してしまう。例えばペレットであれば所望粒径が得られないこと、ペレット圧密度が低下しバインダーによる強度が発現しないこと、また、ブリケットではカップ割れが生じ成形出来ない等の現象となる。しかるに、製鋼ダストは発生時水分が２０〜３０％あり、前述したペレットやブリケットで成形する場合は所望の最適成形水分まで酸化養生による乾燥もしくは強制乾燥が必要である。
【０００５】
しかし、成形の際、湿潤な製鋼ダストを強制乾燥し成形最適水分に調湿することは、エネルギー的にロスが多い。また、製鋼ダストを強熱で乾燥するとこの製鋼ダスト中に存在している金属鉄を酸化促進することとなり、この製鋼ダスト塊成・養生後、製鋼工程にて還元することを考慮すると、その分の還元熱がロスになり、かつ製鋼工程での還元時間の遅延による生産性低下を招く。また、製鋼ダストを長期酸化養生することも同様に還元熱のロスに繋がる。しかるに製鋼ダストの成形は、この製鋼ダストを極力発生水分に近い状態で成形することを検討する必要がある。
【０００６】
製鋼ダスト塊成化のためのバインダー選定では、例えば特開平４−２２２６８０号公報に記載されたものを用いることができるが、しかし、有機系バインダーであるカルボキシメチルセルローズ（ＣＭＣ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、澱粉等は非常に高価であり、かつ所望強度確保に必要なバインダー量を配合するとコストアップとなるという問題を有し、かつ成形体水分を絶対乾燥状態まで低減しないと強度を発現しない特徴を持っている。そこで上記バインダーの諸問題から新たなバインダーの選定と成形体の高強度化を図る必要がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、安価なバインダーを用い、成形体の強度を短期間で発現し、成形体に含まれる未酸化の金属鉄量を多くして使用時の還元反応に消費される熱量を制御することができる製鋼ダストの塊成化方法を提供する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上述したような問題を鑑み研究を行った結果、製鋼ダストに生石灰を２〜１５質量％添加・押出成形し、この成形体を積付け高さ２ｍ以下で屋内大気養生することで生石灰の炭酸化と成形体表面の鉄分酸化で強度向上を図り、かつ生石灰の水和発熱で成形体乾燥養生期間を短縮化することで必要以上に成形体内部の鉄分酸化を抑制し、含有金属鉄を５％以上保持する製鋼ダストの塊成化方法を見出した。その発明の要旨とするところは、
（１）製鋼ダストに生石灰を２〜１５質量％となるように加えて混合・押出成形して成形体を製造し、該成形体を２ｍ高さ以下に積付け、屋内養生することを特徴とする製鋼ダストの塊成化方法。
（２）前記（１）記載の製鋼ダストの塊成化方法において、成形体に含まれる金属鉄の量を５質量％以上にしていることを特徴とする製鋼ダストの塊成化方法にある。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について図面に従って詳細に説明する。　　　　　　　　　　　上述したように、成形物乾燥工程で強制乾燥を行っては金属鉄の酸化が促進してしまう問題があることから、本発明においては製鋼ダストに生石灰を添加・混合・押出成形して後、該成形体を屋内大気下自然養生するものである。
図１は、本発明に係る製鋼ダストの成形方法の工程図である。この図１に示すように、製鋼ダスト１と生石灰２とを混合機３によって混合した後押出成形機４にて押出成形して成形体を製造し、この成形体を２ｍ高さ以下に積付けて屋内酸化養生５にて大気酸化養生させた後篩分機６にて篩分けした篩上を製品７とする。篩分けした篩下８は再度混合機３に返して混合される。
【００１０】
本発明において製鋼ダストに生石灰を２〜１５質量％となるように加えた理由は、生石灰を２質量％未満では、成形体内部の鉄分酸化を抑制し、含有金属鉄を５％以上保持する効果が得られず、また、１５質量％を超える添加は、その効果が飽和し、生石灰を過剰使用によるコストアップとなることから、その範囲を２〜１５質量％とした。また、成形体を２ｍ高さ以下に積付けした理由は、２ｍを超える高さであると、本発明の特徴とする生石灰の炭酸化と成形体表面の鉄分酸化で強度向上を図るために大気との緩慢な反応を呈する自然養生および乾燥が十分に行われないことから、上限を２ｍとした。また、成形体に含まれる金属鉄の量を５質量％以上とした理由は、成形体に含まれる未酸化の金属量を多くして使用時の還元反応に消費される熱量を抑制するためであり、５質量％未満になると、その効果が得られないことから、その下限を５質量％とした。
【００１１】
図２は、養生日数と落下強度との関係を示す図である。この図に示すように、成形体強度については、従来自己焼結品（水分５％）と生石灰添加押出成形品（水分５％）で各１０ｋｇを２ｍの高さから３回落下させ、＋５ｍｍの残存率を見たもので、両者とも８０％を示した。従って、落下強度が従来での製鋼工程で使用している酸化養生での自己焼結品と本発明での生石灰添加押出成形品と同等ないしそれ以上の強度を有することを確認した。また、図２および表１に乾燥速度を示しているように、従来自己焼結品（成形時水分２３％）に対し、生石灰添加押出成形品（成形時水分１５％）は養生日数が７日と１／７弱に短縮することが出来ることが分かる。
【００１２】
【表１】
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【００１３】
表２に養生後成形体の残留金属量の結果を示している。この表２に示すように、従来自己焼結品の養生前（Ｆｅ２３％）が養生後水分５％時の金属鉄が３％に対し、石灰添加押出成形品の養生前（Ｆｅ２３％）が養生後水分５％時の金属鉄が１７％と高いことが分かる。すなわち、本発明に係る石灰添加押出成形品は養生後においても、ダストの持つ金属鉄を必要以上に酸化させることなく含有し、生石灰の炭酸化と成形体表面の鉄分酸化で強度向上を図っている。
【００１４】
【表２】
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【００１５】
【実施例】
以下、本発明について実施例によって具体的に説明する。
図１に示す製鋼ダストの成形工程に基づいて製造した石灰添加押出成形品を実際に製鋼転炉へ吹錬時に投入し、昇温用炭材の使用原単位や操業状況を確認した。その結果を表３に示す。従来自己焼結品の炭材４．７ｋｇ／ダスト−Ｔに比べ、本発明に係る石灰添加押出成形品は炭材３．０ｋｇ／ダスト−Ｔとなり、ダスト残留金属鉄アップにより、炭材原単位が改善され、かつ転炉操業にも問題は確認されなかった。
【００１６】
【表３】
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【００１７】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明による製鋼ダストの成形方法はダストの持つ金属鉄を必要以上に酸化させることなく、成形体所望強度と成形体乾燥速度も従来酸化養生による自己焼結成品に比べ１／７の短期間で実施可能で効率的かつ経済的に製鋼工程へリサイクルすることが出来る工業的に極めて優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る製鋼ダストの成形方法の工程図である。
【図２】養生日数と落下強度との関係を示す図である。
【符号の説明】
１　製鋼ダスト
２　生石灰
３　混合機
４　押出成形機
５　屋内酸化養生
６　篩分機
７　製品
８　篩下
【図１】
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【図２】
2004052052.tif 000007