(57)【要約】【課題】  転炉にて発生するダストを捕集する際に、Ｚｎの分離効率が高い方法を提供する。【解決手段】  転炉にて発生するダストを捕集する際に、操業の１サイクルの時間帯を少なくとも２以上に区分して時間帯別にダストを分別して捕集する方法において、吹錬前期の送酸速度を１５０Ｎｍ3／ｈ／ｔ以下として吹錬することを特徴とする含Ｚｎ転炉ダストの分離方法であり、吹錬前期と吹錬後期の間で一旦吹錬を中断することが好ましい。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
転炉にて発生するダストを捕集する際に、操業の１サイクルの時間帯を少なくとも２以上に区分して時間帯別にダストを分別して捕集する方法において、吹錬前期の送酸速度を１５０Ｎｍ3／ｈ／ｔ以下として吹錬することを特徴とする含Ｚｎ転炉ダストの分離方法。
【請求項２】
請求項１記載の含Ｚｎ転炉ダストの分離方法において、吹錬前期と吹錬後期の間で一旦吹錬を中断することを特徴とする含Ｚｎ転炉ダストの分離方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は含Ｚｎ転炉ダストの分離方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
転炉精錬においては、転炉にスクラップと溶銑を主原料として装入し、酸素ガスを吹き込みながら、脱珪、脱りん、脱炭等の酸化反応を行わせることにより、不純物を除去しているが、その際に発生する転炉排ガス中には大量のダストが含まれ、通常、その発生量は溶鋼トン当たり数％にもなる。
【０００３】
転炉ダストは、そのほとんどが酸化鉄、金属鉄からなる鉄分であり、その他に、微量のＣａＯ、ＳｉＯ2等のスラグ成分、炭素分、Ｚｎ分等を含むが、鉄の品位が高いため、有用な鉄源として製鉄工程内にリサイクルできる。
【０００４】
しかし、亜鉛メッキスクラップ等に起因して混入するＺｎ分を含むダストを高炉にリサイクルすると、Ｚｎが高炉内壁に凝着したり、Ｚｎ蒸気が高炉耐火物に侵入して侵食したりするなど、高炉操業に重大な障害を及ぼすため、Ｚｎ含有量の面から高炉へのリサイクル量には制約がある。
【０００５】
従って、ダストの多くは、製鋼工程内でリサイクルされ、例えば、脱珪、脱りんのための固体酸素源として溶銑予備処理工程や、鉄源として転炉工程で使用されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００６】
この場合は、ダストの繰り返し使用によりＺｎの濃縮が可能となる一方、ダスト中酸化鉄の還元に必要な熱量分だけスクラップよりも消費エネルギーが増加するため、熱裕度の面から製鋼工程へのリサイクル量にも限界がある。
【０００７】
このように、ダストは鉄分が多く有用な鉄源であるにもかかわらず、Ｚｎ含有量の面や熱裕度の面でリサイクル量に制約があり、ダストの発生量とリサイクル量のバランスが合わない場合は大量の余剰ダスト在庫が発生することになる。
【０００８】
そこで、高炉へのリサイクルに不可欠な脱Ｚｎを目的に、脱Ｚｎプロセスが実用化されており、例えば、ダストと還元用炭素原料を混練造粒したペレットを還元設備に装入し、Ｚｎ分を還元・揮発させる方法がある。
【０００９】
この方法により、Ｚｎ分を除去した還元鉄は高炉にリサイクルできるが、ダストを還元して脱Ｚｎを行うための別工程が必要となるため、設備費が多大になるという問題がある。
【００１０】
一方、製鋼工程内で一部のダストにＺｎ分を濃化させることにより、その他のダストのＺｎによる汚染を防ぎ、Ｚｎ分の低いダストを得る方法として、操業の１サイクルの時間帯を少なくとも２以上に区分して時間帯別にダストを分別して捕集する方法（例えば、特許文献３参照）がある。
【００１１】
この方法は、吹錬前期のダストにＺｎが濃化しやすいという特性を利用し、その時間帯に発生したダストを他の時間帯に発生したダストと分別して捕集することで、高Ｚｎ濃度ダストと低Ｚｎ濃度ダストを分離するものである。
【００１２】
しかし、特許文献３には、ダストにＺｎを濃化させるための吹錬条件に関する記載がなく、この方法だけでは分離能が不十分であるという問題があった。
【００１３】
【特許文献１】特開平０８−３２５６１７公報
【特許文献２】特開平０５−１９５０９４公報
【特許文献３】特許第１４３９６１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
設備費が安価で、かつ、分離効率の高い含Ｚｎ転炉ダストの分離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】
【００１５】
本発明は、転炉にて発生するダストを捕集する際に、操業の１サイクルの時間帯を少なくとも２以上に区分して時間帯別にダストを分別して捕集する方法において、Ｚｎの分離効率を高めるものであり、その手段として、吹錬前期の送酸速度を適正な範囲とすること、さらに、吹錬を中断すること、を特徴とするものである。
【００１６】
すなわち、本発明の要旨は以下の通りである。
【００１７】
（１）転炉にて発生するダストを捕集する際に、操業の１サイクルの時間帯を少なくとも２以上に区分して時間帯別にダストを分別して捕集する方法において、吹錬前期の送酸速度を１５０Ｎｍ３／ｈ／ｔ以下として吹錬することを特徴とする含Ｚｎ転炉ダストの分離方法。
【００１８】
（２）前記（１）記載の含Ｚｎ転炉ダストの分離方法において、吹錬前期と吹錬後期の間で一旦吹錬を中断することを特徴とする含Ｚｎ転炉ダストの分離方法。
【発明の効果】
【００１９】
設備費が安価で、かつ、分離効率の高い含Ｚｎ転炉ダストの分離が可能となり、高炉へのダストリサイクル量が増加する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明を実施するための最良の形態を下記に説明する。
【００２１】
転炉で発生するダストは発生要因別に、（１）上吹きランスより供給される酸素ガスジェットの衝突の運動エネルギーにより発生するスピッティング系ダスト、（２）脱炭反応で発生するＣＯガス気泡の破裂により発生するバブルバースト系ダスト、および、（３）火点（＝酸素ガスジェットの衝突により高温となった部位）からの蒸発により発生するヒューム系ダスト、の３種類に大別される。
【００２２】
図１に、温度と鉄およびＺｎの蒸気圧の関係を示すが、通常、転炉吹錬の温度域（＝１２００〜１７００℃）では、Ｚｎの蒸気圧は鉄の蒸気圧より高く、特に低温域においては、その差が大きい。従って、高温の吹錬後期に比べ、低温の吹錬前期の方が、相対的にＺｎが蒸発しやすく、特に、ヒューム系ダストに濃化しやすいといえる。
【００２３】
一方、ダストにはヒューム系ダスト以外に、前述したような酸素ジェットの運動エネルギーで発生するスピッティング系ダストや、破泡のエネルギーで発生するバブルバースト系ダストが含まれているが、これらのダストは、ジェットや破泡の運動エネルギーで飛散するものであり、組成は溶鉄とほぼ同じであるため、ヒューム系ダストのようなダスト中へのＺｎの濃化が生じ難い。
【００２４】
そこで、一部のダストにＺｎを濃化させ、その他のダストのＺｎによる汚染を防ぎ、Ｚｎ分の低いダストを得る方法として、スピッティング系ダストやバブルバースト系ダストの発生を抑制しつつ、ヒューム系ダスト中へのＺｎ濃化が進行しやすい状態で吹錬を行い、その状態で得られたダストを分別して捕集すれば良いといえる。
【００２５】
本発明者らは、以上の考えに基づき鋭意調査を重ねた結果、送酸速度が１５０Ｎｍ3／ｈ／ｔ以下の範囲において、スピッティング系ダストやバブルバースト系ダストの発生が著しく抑制され、図２に示すように、吹錬前期のダスト中へのＺｎ濃化が著しく進行することを見出した。
【００２６】
なお、送酸速度が１５０Ｎｍ3／ｈ／ｔ超では、スピッティング系ダストやバブルバースト系ダストの発生量が多いため、Ｚｎ濃化が不十分であった。
【００２７】
一方、送酸速度が低いほど、吹錬前期のダスト中へのＺｎ濃化は進行しやすいが、送酸速度が低すぎる場合は、吹錬時間の延長を招き転炉の生産性が低下するため、８０Ｎｍ3／ｈ／ｔ以上が望ましい。
【００２８】
ここで、吹錬前期とは、吹錬開始からダスト中のＺｎ濃度が低位でほぼ一定となるまでの時間帯であり、時間は、吹錬条件やスクラップ装入量等にもよるが、通常吹錬開始から３分ないし１０分経過するまでの時間帯である。
【００２９】
さらに、通常、転炉ダストは、ベンチュリースクラバー等の湿式集塵機により連続的に集塵され、その集塵水をシックナーで沈降分離することで処理されているが、シックナーまでの集塵水流路通過中に、前後のダストが混合されてしまうため、吹錬前期と吹錬後期の間で、一旦、吹錬を中断することにより、吹錬前後期のダストの混合を防ぎ、さらに、分離能が向上することも見出した。
【００３０】
また、この場合、吹錬の中断時間は、集塵水流路におけるダストの滞留時間や混合度合にもよるが、少なくとも１分以上確保することが望ましい。
【００３１】
また、吹錬前期で、主として、脱珪、脱りんを行った後、生成したスラグを排滓し、吹錬後期で、主として、脱炭を行う吹錬方法と組み合わせることで、吹錬の中断時間を、排滓時間として有効に活用できる。
【実施例】
【００３２】
本発明の根拠となる転炉吹錬試験とダスト調査結果について説明する。
【００３３】
試験は３７０ｔ転炉において実施した。スクラップおよび溶銑を装入した後、吹錬前期の送酸速度および送酸速度の切り替え時期を変更して吹錬を実施し、集塵機下部の集塵水流路より集塵水を採取・濾過して、ダスト濃度、組成を調査した。その結果と集塵水流量から、ダスト発生量、Ｚｎのバランスを計算し、比較を行った。
【００３４】
表１に試験水準を示す。水準１は、送酸速度一定での比較例、水準２は、吹錬前期の送酸速度を本発明で規定する範囲の範囲外とした比較例、水準３、４は、吹錬前期の送酸速度を本発明で規定する範囲の範囲内とした発明例、なお、水準５は、水準３と同様の送酸パターンで、かつ、吹錬前期と吹錬後期の間に、４分の吹錬中断期間を設けた発明例である。
【００３５】
【表１】
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【００３６】
図３、図４、および、図５に、それぞれ、水準１、水準３、および、水準５におけるダスト発生速度およびダスト中Ｚｎ濃度の経時変化の例を示す。水準１（図３）と水準３（図４）を比較すると、水準３においては、吹錬前期のダスト発生量が少なく、吹錬前期のダスト中にＺｎが濃化しやすいことがわかる。
【００３７】
また、水準３（図４）と水準５（図５）を比較すると、水準５では、吹錬の中断により、吹錬前期と後期の間にダストがほとんど発生しない期間があるため、高Ｚｎ濃度ダストと低Ｚｎ濃度ダストが、集塵水流路で混合することなく高効率で分離できることがわかる。
【００３８】
また、全水準に共通する特徴として、吹錬後期の吹錬終了間際の時間帯で、Ｚｎ濃度が高い期間があるが、これは、吹錬終了間際に溶鋼中の炭素濃度が低下して脱炭速度が低下するため、ＣＯガス気泡の破裂によるバブルバースト系ダストが減少することで、Ｚｎの含有量が高いヒューム系ダストの割合が増えたためと考えられる。
【００３９】
従って、操業の１サイクルの時間帯区分が２つの場合は、吹錬前期および吹錬終了間際のダストを高Ｚｎ濃度ダストとして、吹錬後期途中までのダストを低Ｚｎ濃度ダストとして分別するのが望ましい。
【００４０】
表２に、操業の１サイクルの時間帯を２つに区分して、時間帯別にダストを分別して捕集した場合の各水準における高Ｚｎ濃度ダストおよび低Ｚｎ濃度ダストの発生量、Ｚｎ濃度を試験結果から算出した結果、ならびに、高炉へのリサイクル可能量、リサイクル率を示す。
【００４１】
なお、リサイクル可能量の計算では、リサイクル優先順位を、低Ｚｎ濃度ダスト、高Ｚｎ濃度ダストの順として、ダスト中に含まれるＺｎ量が高炉の装入制約上限となるまでリサイクルできるとして計算し、リサイクル率は、リサイクル可能量をダスト発生量で除したものである。
【００４２】
また、水準０はダストを高Ｚｎ濃度ダストと低Ｚｎ濃度ダストに分別しない場合に相当する。本発明の方法により、高炉へのダストのリサイクル可能量、リサイクル率ともに向上することがわかる。
【００４３】
【表２】
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【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明によれば、転炉ダストのリサイクル量を増すことができるので、鉄鋼産業における資源の有効活用に貢献する。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】温度と鉄およびＺｎの蒸気圧の関係を示す図である。
【図２】送酸速度と吹錬前期のダスト中Ｚｎ濃度、吹錬前期と吹錬後期のダスト中Ｚｎ濃度比の関係を示す図である。
【図３】試験中のダスト発生速度およびダスト中Ｚｎ濃度の経時変化（水準１）を示す図である。
【図４】試験中のダスト発生速度およびダスト中Ｚｎ濃度の経時変化（水準３）を示す図である。
【図５】試験中のダスト発生速度およびダスト中Ｚｎ濃度の経時変化（水準５）を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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