(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
製鉄関連設備から排出される酸化鉄含有集塵ダストを、溶銑脱珪、脱燐処理する酸化剤として利用する溶銑予備処理剤の製造に際し、前記酸化鉄含有集塵ダストが粒径分布で50μm 以下の割合が50質量％以上かつ凝集度が70を超える高い凝集性を有する超微粉集塵ダストであり、該超微粉集塵ダストを貯蔵ホッパに受け入れる前の段階で前記溶銑予備処理剤の５〜50質量％の割合として、残部の酸化鉄および脱珪脱燐助剤を包含する粒径分布で50μm 超〜1000μm の割合が50質量％以上かつ凝集度が70以下の低い凝集性を有する粉粒体と混合させてなることを特徴とする酸化鉄含有集塵ダストを利用した溶銑予備処理剤の製造方法。
【請求項２】
前記超微粉集塵ダストを前記溶銑予備処理剤の10〜30質量％の割合とすることを特徴とする請求項１記載の酸化鉄含有集塵ダストを利用した溶銑予備処理剤の製造方法。
【請求項３】
製鉄関連設備から排出される酸化鉄含有集塵ダストを、溶銑脱珪、脱燐処理する酸化剤として利用する溶銑予備処理剤の使用に際し、前記酸化鉄含有集塵ダストが粒径分布で50μm 以下の割合が50質量％以上かつ凝集度が70を超える高い凝集性を有する超微粉集塵ダストであり、該超微粉集塵ダストを前記溶銑予備処理剤の５〜50質量％の割合として、残部の酸化鉄および脱珪脱燐助剤を包含する粒径分布で50μm 超〜1000μm の割合が50質量％以上かつ凝集度が70以下の低い凝集性を有する粉粒体と混合させた前記溶銑予備処理剤を、ホッパあるいはディスペンサから排出する気送過程で超微粉集塵ダストを分散させることを特徴とする酸化鉄含有集塵ダストを利用した溶銑予備処理剤の使用方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、製鉄関連設備から排出される酸化鉄含有集塵ダストを利用した溶銑予備処理剤の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、溶銑予備処理では、高炉鋳床に設置された出銑樋内の溶銑に酸化鉄を主体とする脱珪剤を散布し、その流下する過程で脱珪を図る特開昭58-56723号公報に開示されている散布方式と、出銑樋端に近接して設けられた傾注樋内の溶銑に対して酸化鉄を主とする脱珪剤を投射添加する特開昭59-143010 号公報等に開示されている投射方式が知られている。また、取鍋やトピードカー等の溶銑容器内に収容された溶銑中に酸化鉄、生石灰、炭酸カルシウム等を混合した脱珪脱燐剤を空気、窒素等の搬送気体によって輸送管路内を浮遊状態で輸送し、浸漬ランスの先端から吹き込むインジェクション方式が知られている。
【０００３】
従来の散布方式、投射方式およびインジェクション方式による溶銑予備処理には、粒径１mm以下の脱珪剤、脱珪脱燐剤が一般的に用いられている。これら予備処理剤は粉砕処理によって粒度が調整されているため、粒度分布として100 μm 以下の比率が少なくなっている。従来の溶銑予備処理剤は粒径が比較的大きいため溶銑予備処理を実施する際、溶銑との反応速度が遅いので溶銑容器内のスラグ中に未反応の酸化鉄が増加して反応効率が低下すると共にスラグフォーミングが著しくなる。
【０００４】
フォーミング防止剤を添加しても溶銑容器への溶銑充填量低下が避けられなかった。溶銑を脱珪、脱燐処理するための酸化鉄源として、焼結鉱粉や破砕ミルスケールが使用されているが、これらの粉粒体は貯蔵ホッパからディスペンサを経由して気体輸送配管内を高速高圧で搬送される。これら粉粒体は硬いため高速高圧で搬送する際に、気体輸送配管が著しく磨耗する。
【０００５】
管体の磨耗を低減するため微粉鉄鉱石で薄めて機械的衝撃を緩和することが知られている。例えば、特公平4-38809 号公報には、製鉄関連設備から排出される酸化鉄含有集塵ダストを、下記粉体特性を満たすという条件の下で、粉粒状のスケールおよび／または鉄鉱石と混合したものであることを特徴とする溶銑予備処理剤が開示されている。粒度構成：150 μm 以下で、かつ105 μm 以下のものが全体の80〜90重量％を占める流動性指数:35 〜40、噴流性指数:79 〜90。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、前記特公平4-38809 号公報に開示されている従来技術は、酸化鉄含有集塵ダストの粒度構成が：150 μm 以下で、かつ105 μm 以下のものが全体の80〜90重量％を占めることを要件の一つとしており、微粉ダストと粒度の大きい他のダストとの混合組み合わせに大きな制限があり、製鉄関連設備から排出される酸化鉄含有集塵ダストの全てに適用できるものとなっていない。すなわち、酸化鉄含有集塵ダストには、電気炉から発生するダストのように粒径分布で50μm 以下が50質量％以上を占めるものがあるが、前記公報の従来技術はこのような超微粉ダストに適用することができない。
【０００７】
本発明は、酸化鉄含有集塵ダストのうち粒径分布で50μm 以下が50質量％以上を占める凝集性の大きな超微粉ダストを、ホッパ内に堆積した状態から棚吊りを生じることなく安定して切り出すことを可能にした溶銑予備処理剤の製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための請求項１記載の本発明は、製鉄関連設備から排出される酸化鉄含有集塵ダストを、溶銑脱珪、脱燐処理する酸化剤として利用する溶銑予備処理剤の製造に際し、前記酸化鉄含有集塵ダストが粒径分布で50μm 以下の割合が50質量％以上かつ凝集度が70を超える高い凝集性を有する超微粉集塵ダストであり、該超微粉集塵ダストを貯蔵ホッパに受け入れる前の段階で前記溶銑予備処理剤の５〜50質量％の割合として、残部の酸化鉄および脱珪脱燐助剤を包含する粒径分布で50μm 超〜1000μm の割合が50質量％以上かつ凝集度が70以下の低い凝集性を有する粉粒体と混合させてなることを特徴とする酸化鉄含有集塵ダストを利用した溶銑予備処理剤の製造方法である。
【０００９】
請求項２記載の本発明は、前記超微粉集塵ダストを前記溶銑予備処理剤の10〜30質量％の割合とすることを特徴とする請求項１記載の酸化鉄含有集塵ダストを利用した溶銑予備処理剤の製造方法である。
請求項３記載の本発明は、製鉄関連設備から排出される酸化鉄含有集塵ダストを、溶銑脱珪、脱燐処理する酸化剤として利用する溶銑予備処理剤の使用に際し、前記酸化鉄含有集塵ダストが粒径分布で50μm 以下の割合が50質量％以上かつ凝集度が70を超える高い凝集性を有する超微粉集塵ダストであり、該超微粉集塵ダストを前記溶銑予備処理剤の５〜50質量％の割合として、残部の酸化鉄および脱珪脱燐助剤を包含する粒径分布で50μm 超〜1000μm の割合が50質量％以上かつ凝集度が70以下の低い凝集性を有する粉粒体と混合させた前記溶銑予備処理剤を、ホッパあるいはディスペンサから排出する気送過程で超微粉集塵ダストを分散させることを特徴とする酸化鉄含有集塵ダストを利用した溶銑予備処理剤の使用方法である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明らは、酸化鉄含有集塵ダストのうち粒径分布で50μm 以下が50質量％以上を占める超微粉の電気炉ダストを脱珪、脱燐処理するための溶銑予備処理剤として利用することに着目し種々検討を重ねた。
溶銑処理センタでトピードカー内の溶銑に超微粉の電気炉ダスト単体を吹き込む実験を試みたが、その際には、電気炉ダストが超微粉のため搬送時に輸送用タンクローリに60％が残留し、またホッパ内で電気炉ダストの棚吊りを起こし、吹き込み用ランスから電気炉ダストを安定して吹き込むことができなかった。
【００１１】
そこで、超微粉の電気炉ダストに、50μm 超が50質量％以上の粒径分布を有する比較的粗粒の焼結ダスト並びに石灰粉（CaO ）とを混合してトピードカー内の溶銑に吹き込む実験を行った。
表１に、焼結機から発生する焼結ダストおよび電気炉から発生する電気炉ダストの粒度分布およびその他の性状を示す。表１に示すように、焼結ダストは50μm 以下が１質量％の粒度分布で凝集度が70であるのに比較して、電気炉ダストは50μm 以下が70質量％の粒度分布であり超微粉であるために凝集度が79と高い値を示している。
【００１２】
なお、凝集度とは、振幅１mm、振動時間（sec ）＝20＋(1.6−W)/0.06 の条件で振動させた粉体を、60、100 、200 メッシュの３段階で篩分けし、（60メッシュオーバ）＋（100 メッシュオーバ）×0.6 ＋（200 メッシュオーバ）×0.2 の式で算出される粉体重量比率で表したものである。
ここで、Ｗ＝(P−A)×C/100 ＋A (g/cm3) であり、Ｃ：圧縮度（＝ 100×(P-A) ）、Ｐ：緩み見掛け比重、Ａ：固め見掛け比重である。
【００１３】
【表１】
0004599744.tif 000002
【００１４】
図２に焼結ダストと電気炉ダストとを混合した溶銑予備処理剤における電気炉ダストの混合比率（質量％）と安息角との関係を、また図３に石灰粉と電気炉ダストとを混合した溶銑予備処理剤における電気炉ダストの混合比率（質量％）と安息角との関係を示す。
図２から凝集度が70を超える電気炉ダストと凝集度が70以下である焼結ダストと混合する場合、電気炉ダストの混合比率が40質量％まではホッパ内に棚吊りを起こすことなく浸漬ランスからトピードカー内の溶銑中に吹き込み可能であるが、40質量％を超えると安息角が55度を超えるためホッパ内に棚吊りが発生し、吹き込み不可能となる。
【００１５】
また、図３から凝集度が70以下の石灰粉と混合する場合、電気炉ダストの混合比率が50質量％まではホッパ内に棚吊りを起こすことなく吹き込み可能である。50質量％を超えると安息角が55度を超えるためホッパ内に棚吊りが発生し、吹き込み不可能となる。
このように原料の種類により若干の差はあるが電気炉ダストが50質量％を超えると間違いなくホッパ内に棚吊りが発生して切り出し困難となりトピードカーへの吹き込みができなくなることが分かった。さらに電気炉ダストのホッパ内での棚吊り防止には、これと混合する焼結ダスト、石灰粉の粒径分布を50μm 超〜1000μm の割合が50質量％以上とする必要のあることが分かった。
【００１６】
図２および図３から焼結ダストや石灰粉に混合可能な凝集度が70を超える電気炉ダストの混合比率は、安息角を55度以下のレベルに確保できる50質量％が上限となる。一方、電気炉ダストの混合比率の下限は、利用量を勘案して５質量％とする。電気炉ダストの利用量並びに吹き込みの安定性を考慮すると電気炉ダストの混合比率は、10〜30質量％の範囲が好適となる。
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、鉄スクラップの溶解、精錬を行う電気炉１から発生する排ガスは、CO、H2等の可燃性ガスを含有しているので、これを燃焼塔２に導いて燃焼させ、1000〜1200℃の燃焼ガスとする。その燃焼ガスでスクラップ原料を予熱すると共に空気予熱器（図示せず）へ供給して燃焼用空気を予熱し、これを燃焼塔２に供給することにより熱回収している。このようにして低温とした排ガスは、集塵機３に導かれ排ガス中のダストが集塵される。
【００１８】
集塵機３内に溜まった電気炉ダストは、専用コンテナ４に収納してトラックにより搬送されてミキサー５に供給されると共に、焼結ダストホッパ６からミキサー５に切り出された焼結ダストと混合して溶銑予備処理剤とする。
電気炉ダストおよび焼結ダストの粒度分布およびその他の性状は、表１に示した通りである。電気炉ダストは、粒径分布で50μm 以下の割合が50質量％以上の超微粉で、かつ凝集度が70を超える高い凝集性を有するので、凝集度が70以下で凝集性が低い焼結ダストと混合して電気炉ダストの混合比率を５〜50質量％、好ましくは10〜30質量％の割合とする。例えば、溶銑予備処理剤中の電気炉ダストの混合比率を20質量％、焼結ダストの混合比率を80質量％とする。
【００１９】
ミキサー５により混合された溶銑予備処理剤は、タンクローリ７により搬送され、貯蔵ホッパ８に貯蔵される。貯蔵ホッパ８に貯蔵された溶銑予備処理剤は電気炉ダストの混合比率が20質量％であるため、貯蔵ホッパ８内に溶銑予備処理剤が堆積した状態から排出口へ棚吊りを生じることなくスムーズな流れを形成しつつ開状態の開閉弁９を通過し、下方に配置されたディスペンサ10に安定して供給される。
【００２０】
ディスペンサ10は加圧気体供給ライン（図示省略）により空気等の気体で所定の圧力に加圧された後に開閉弁11を開き、ディスペンサ10内の溶銑予備処理剤が、堆積した状態から排出口へ棚吊りを生じることなくスムーズな流れを形成しつつロータリフィーダ17による切り出し量の制御により所定速度で輸送管路12に供給される。
【００２１】
輸送管路12には、溶銑予備処理剤を輸送するのに必要な空気等の搬送気体13が供給されており、したがって、溶銑予備処理剤は浮遊状態で輸送管路13内を流れ、トピードカー14内に挿入した浸漬ランス15から溶銑16中に吹き込まれて溶銑16の脱珪、脱燐処理が行われる。このとき、ディスペンサ10内の溶銑予備処理剤は、気体圧力により浮遊状態で排出口から切り出され、引き続き浮遊状態で輸送管路13内を流れる間に電気炉ダストの分散が促進される。このため微粉同士の凝集が抑制され、各部への付着による閉塞等のトラブルが防止できるのである。
【００２２】
溶銑予備処理剤中の電気炉ダストの混合比率を20質量％、焼結ダストの混合比率を80質量％とした本発明例（貯蔵ホッパ８→ディスペンサ10→輸送管路12→浸漬ランス15→トピードカー14という一連の吹込工程）における吹込時間（min )と粉体吹込速度（kg/min）との関係を図４に示した。図４から明らかなように、本発明によれば溶銑予備処理剤の吹込開始から約30分の吹込終了まで550kg/min程度の粉体吹込速度で安定した状態で吹き込みを実施することができる。
【００２３】
一方、図５に溶銑予備処理剤中の電気炉ダストの混合比率を60質量％、焼結ダストの混合比率を40質量％とする比較例における吹込時間（min ）と粉体吹込速度（kg/min）との関係を示した。比較例の場合、電気炉ダストの比率が高く、吹込時間５分経過頃からディスペンサ10内に棚吊りが生じたため急激に吹込速度が低下し、約10分で吹き込みが不可能となった。
【００２４】
前記実施の形態では、焼結ダストと電気炉ダストとを混合した溶銑予備処理剤の場合について説明したが、本発明では電気炉ダスト以外の粒径分布で50μm 以下の割合が50質量％以上かつ凝集度が70を超える高い凝集性を有する製鉄関連設備から排出される超微粉の各種酸化鉄含有集塵ダストにも適用できる。超微粉ダストと混合する原料としては、粒径分布で50μm 超〜1000μm の割合が50質量％以上かつ凝集度が70以下の低い凝集性を有するものであれば一般的に使用されている酸化鉄および脱珪脱燐助剤を包含する各種原料（石灰粉、溶銑予備処理で発生した集塵ダスト、粉砕鉱石、粉砕ダスト、螢石粉等）が利用できるのはいうまでもない。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によって製造された溶銑予備処理剤は、ホッパ等の貯留槽や容器内での堆積状態から排出口方向への流れが促され、棚吊りを生じることなくスムーズに切り出すことができ、このため凝集性の大きい超微粉の酸化鉄含有集塵ダストを溶銑予備処理剤として有効に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明での溶銑予備処理剤の調合、吹き込み例を示すフロー図である。
【図２】焼結ダストと電気炉ダストとを混合した溶銑予備処理剤における電気炉ダスト混合比率と安息角との関係を示すグラフである。
【図３】石灰粉と電気炉ダストとを混合した溶銑予備処理剤における電気炉ダスト混合比率と安息角との関係を示すグラフである。
【図４】本発明例における溶銑予備処理剤の粉体吹込速度の経時変化を示すグラフである。
【図５】比較例における溶銑予備処理剤の粉体吹込速度の経時変化を示すグラフである。
【符号の説明】
１  電気炉
２  燃焼塔
３  集塵機
４  専用コンテナ
５  ミキサー
６  焼結ダストホッパ
７  タンクローリ
８  貯蔵ホッパ
９、11  開閉弁
10  ディスペンサ
12  輸送管路
13  搬送気体
14  トピードカー
15  浸漬ランス
16  溶銑
17  ロータリフィーダ
【図１】
0004599744.tif 000003
【図２】
0004599744.tif 000004
【図３】
0004599744.tif 000005
【図４】
0004599744.tif 000006
【図５】
0004599744.tif 000007