(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化鉄を主成分とし、油分と水分を含有するスラッジの処理方法であって、
前記スラッジを所定の厚みの板状スラッジとした後、破砕して大きさが２０ｍｍ以下の細片状スラッジとし、乾燥炉で熱風により１００℃を超え、前記油分の揮発温度未満の温度に加熱し、乾燥させ、加熱処理後のスラッジの水分含有量を１．０質量％未満とすることを特徴とするスラッジの処理方法。
【請求項２】
酸化鉄を主成分とし、油分と水分を含有するスラッジの処理方法であって、
前記スラッジを所定の厚みの板状スラッジとした後、破砕して大きさが２０ｍｍ以下の細片状スラッジとし、乾燥炉で熱風により１００℃を超え、前記油分の揮発温度未満の温度に加熱し、乾燥させ、加熱処理後のスラッジの水分含有量を１．０質量％未満とし、かつ油分含有量を１０質量％以下とすることを特徴とするスラッジの処理方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のスラッジの処理方法により得た加熱処理後のスラッジを粉砕し、粉化スラッジとした状態で気体搬送し、精錬剤として溶銑に添加することを特徴とするスラッジの使用方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、酸化鉄を主成分とし、油分と水分を含有するスラッジの処理方法及びそのスラッジの使用方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、製鉄所の圧延工程においては、酸化鉄を主成分とし、圧延機等の設備の動作に使用した潤滑剤の油分と、冷却水からの水分を含有するスラッジが発生する。
このスラッジには、６０質量％以上の鉄分が含まれているため、製鉄原料として再利用することが望ましい。しかし、製鉄所内で発生するスラッジは、普通、１０質量％以下程度の油分を含有しているので、油分を含有したままの状態では製鉄原料として再利用することができないと従来考えられており、スラッジに含まれる油分を焼却炉で焼却するような場合があった。
【０００３】
スラッジの油分を焼却する処理方法の場合、高温で油分を焼却するため、大量の熱エネルギーが必要になる。またこの時、油分からは、揮発分が揮発し白煙と悪臭を発生する。このため、公害防止対策及び油分の燃焼に伴う耐熱対策を施した加熱設備が必要となる。このようなことから、スラッジの油分を焼却するスラッジの処理方法では、スラッジ処理コストが高くなる欠点があった。
【０００４】
そこで、スラッジの油分を焼却せずにスラッジの処理を行い、得られた処理後のスラッジを精錬剤としてリサイクルすることが特開平３−７９７１１号公報や特開２０００−２３７５１２号公報等において提案されている。
例えば、特開平３−７９７１１号公報には、スラッジとミルスケール（酸化鉄粉）とを混合し、搬送性を改善した処理後のスラッジを溶銑中に吹き込んで、溶鉄の脱珪を行うスラッジの使用方法が示されている。
【０００５】
また、特開２０００−２３７５１２号公報には、５〜４０質量％の水分と０．５〜１５質量％の油分を含むスラッジに所定の割合の生石灰分を混合し、搬送性を改善した処理後のスラッジを溶銑の精錬剤として有効利用可能であることが示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平３−７９７１１号公報に記載されているスラッジの処理方法では、スラッジ質量に対して約４倍ものミルスケール（酸化鉄粉）を必要とする。このミルスケールは、鉄粉製品の原料として使用できるものであり、粉末冶金用鉄粉などの高付加価値製品とすることができるため、溶銑の精錬剤として使用したのでは経済的ではない。
【０００７】
一方、特開２０００−２３７５１２号公報に記載されているスラッジの処理方法は、高価な生石灰を脱水助剤として用いるので、スラッジの処理コストが高いという問題がある。
また、生石灰を用いるスラッジの処理方法では、脱水助剤として使用した生石灰が生石灰水和物となり、溶銑の精錬剤、例えば脱燐剤、脱珪剤として使用した場合、生石灰水和物中の水分蒸発のための熱を必要とし、溶銑温度を維持するうえで不利であるという問題がある。そのうえ、生石灰を用いるスラッジの処理方法では、得られたスラッジを溶銑の脱燐剤、脱珪剤として使用した場合、生石灰が余剰のスラグを発生させるという問題もある。
【０００８】
そこで、本発明は、従来技術の上記問題点を解消することにあり、スラッジの処理コストを安価とすることができると共に、他の副原料と混ぜずに、溶銑の精錬剤として有効利用可能な処理後のスラッジを得ることができるスラッジの処理方法及びそのスラッジの使用方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、スラッジの油分を焼却せず、油分を含有したまま、スラッジの水分含有量を１．０質量％未満とすることで、粉化スラッジを得ることができるという知見を得て、本発明を完成させた。
本発明は、以下の通りである。
【００１０】
１．  酸化鉄を主成分とし、油分と水分を含有するスラッジの処理方法であって、前記スラッジを所定の厚みの板状スラッジとした後、破砕して大きさが２０ｍｍ以下の細片状スラッジとし、乾燥炉で熱風により１００℃を超え、前記油分の揮発温度未満の温度に加熱し、乾燥させ、加熱処理後のスラッジの水分含有量を１．０質量％未満とすることを特徴とするスラッジの処理方法である。
２．  酸化鉄を主成分とし、油分と水分を含有するスラッジの処理方法であって、前記スラッジを所定の厚みの板状スラッジとした後、破砕して大きさが２０ｍｍ以下の細片状スラッジとし、乾燥炉で熱風により１００℃を超え、前記油分の揮発温度未満の温度に加熱し、乾燥させ、加熱処理後のスラッジの水分含有量を１．０質量％未満とし、かつ油分含有量を１０質量％以下とすることを特徴とするスラッジの処理方法である。
【００１１】
３．  上記１．又は２．に記載のスラッジの処理方法により得た加熱処理後のスラッジを粉砕し、粉化スラッジとした状態で気体搬送し、精錬剤として溶銑に添加することを特徴とするスラッジの使用方法である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明では、例えば、製鉄所の圧延工程において発生するような、酸化鉄を主成分とし、油分と水分を含有するスラッジを用いる。このようなスラッジは、圧延工程において得られたままの状態では、水分含有量が１．０質量％をかなり超えているので、搬送性に難があり、気体搬送して溶銑に添加することができない。
【００１３】
そこで本発明例では、例えば、図１に示すようにして、スラッジの搬送性を改善する。まず、圧延工程において得られたスラッジを縦横寸法が１００ｍｍ×１５０ｍｍで厚みが１０ｍｍ程度の板状スラッジとする。次いで、この板状スラッジを適宜な破砕機（例えば、クラッシャー等）により破砕し、大きさが２０ｍｍ以下の細片状スラッジとする。その後、細片状スラッジを乾燥炉で熱風により１００℃を超え、油分揮発温度未満の温度に加熱し、乾燥させ、スラッジの水分含有量を１．０質量％未満とする。熱風は、熱風炉で灯油、Ｃガス、ＬＮＧ等を燃焼させて発生させることができる。
【００１４】
得られた加熱処理後のスラッジは、適宜な手段、例えば、撹拌機能を備えた乾燥機により粉砕し、粉末状（粉化）スラッジとすることが好ましい。さらに、加熱処理後のスラッジを気体搬送しバグフィルターなどで捕捉し、ホッパーに貯留する。図１では乾燥と粉化処理を同一の工程で行っているが、乾燥と粉化処理は別の工程として乾燥後、粉化処理を行ってもよい。
【００１５】
上記乾燥炉内でのスラッジの加熱温度は、スラッジに含まれる油分の揮発温度（略３００〜５００℃）に応じて定まるが、油分の揮発温度より過度に低くした場合、スラッジを乾燥するのに長時間を要し、又、油分揮発温度に近い温度では油分が蒸発する場合があるので 150〜 250℃の温度範囲とすることが望ましい。
以上のように加熱処理後のスラッジの水分含有量を１．０質量％未満とすることによって、後に詳述する気体搬送性を改善することができる。さらに加熱処理後のスラッジの油分含有量を１０質量％以下とすることにより、さらに気体搬送性を良好とすることができる。
【００１６】
このような本発明に係るスラッジの処理方法では、スラッジを１００℃を超え、油分の揮発温度未満の温度で加熱し、乾燥させているので、スラッジ処理時、スラッジの油分から白煙や悪臭が発生することを防止できる。また、本発明ではスラッジの加熱温度を油分の揮発温度未満としているので、油分を焼却する場合に比べてスラッジの処理に要する熱エネルギーが少なくてすみ、かつ加熱設備の耐熱温度を下げることができる。このため、スラッジの処理コストを安価とすることができる。しかも、加熱処理後のスラッジは、水分含有量が１．０質量％未満であるため、容易に粉化することができ、溶銑に添加する際、気体で搬送することができる。
【００１７】
また、本発明では、スラッジの搬送性を改善する方法としてスラッジを１００℃を超え、油分揮発温度未満の温度に加熱し、乾燥させる処理方法としたので粉末冶金用鉄粉などの高付加価値製品とすることができるミルスケールをスラッジと混合せずに、あるいは高価な生石灰とスラッジを混合せずに、処理後のスラッジを単体として溶銑の精錬剤として、有効利用することができる。
【００１８】
そのうえ、本発明では、生石灰を用いず、スラッジには油分が含まれているので、得られた処理後のスラッジを搬送し、脱燐剤、脱珪剤として使用した場合、生石灰水和物中の水分蒸発のための熱を必要としないうえ、スラッジの油分を熱源として利用することができるために、溶銑の温度低下を抑制でき、かつスラグの生成量を増やすことなく、溶銑の精錬を行うことができる。
【００１９】
【実施例】
〔実施例１〕
製鉄所の熱間圧延工程において発生した、酸化鉄を主成分とし、油分と水分を含有するスラッジを用い、図１に示した処理により、粉化スラッジを得た。その際、乾燥炉でスラッジを１００℃を超え、含有している油分の揮発温度未満の温度で加熱し、乾燥させ、スラッジの水分含有量を１．０質量％未満とした。なお、スラッジの加熱温度は、上述した乾燥炉の排ガス温度を測定し、排ガス温度が１５０〜２５０℃となるように乾燥炉に熱風を送った。また、スラッジの加熱時間は、加熱処理後のスラッジの水分含有量が１．０質量％未満となる時間を予め実験で求めておき、その時間よりやや長めとした。
【００２０】
加熱処理前後のスラッジの成分分析結果及び加熱処理前後のスラッジの気体搬送性を表１に示す。
なお、スラッジの気体搬送性は、精錬剤を溶銑に搬送する際の条件と同様とし、気体の圧力がゲージ圧力（大気圧を基準とした圧力）で０．１５ＭＰａ、気体の流量が４Ｎｍ3 ／ｍｉｎで気体の搬送ができる場合を○、気体の搬送ができない場合を×とした。気体は１００％Ｎ2 とした。
【００２１】
【表１】
0003969102.tif 000002
【００２２】
表１に示す結果から加熱処理後の粉化スラッジは、全スラッジ中水分含有量が１．０質量％未満であり、気体搬送ができることがわかる。
加熱処理後のスラッジを気体搬送し、精錬剤として溶銑に添加した結果、溶銑の温度低下を抑制でき、かつスラグの生成量を増やすことなく、溶銑の精錬剤として精錬、すなわち、脱燐、脱珪を行うことができた。なお、加熱処理後のスラッジの油分は、スラッジを溶銑に添加する際、燃焼してしまうため、精錬後の、溶鋼に悪影響を及ぼすことがないうえ、溶銑の温度が低下するのを抑制する効果がある。
〔実施例２〕
製鉄所の製鋼工程、連続鋳造工程、冷延工程等において発生した、油分含有量の異なる酸化鉄を主成分とし、油分と水分を含有するスラッジを用い、上記実施例１と同様に加熱処理し、表２に示す加熱処理後の粉化スラッジを得た。
【００２３】
【表２】
0003969102.tif 000003
【００２４】
この加熱処理後の粉化スラッジを実施例１と同様に気体搬送し、精錬剤として溶銑に添加した結果、溶銑の温度低下を抑制でき、かつスラグの生成量を増やすことなく、溶銑の精錬を行うことができた。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、スラッジの処理コストを安価とすることができると共に、スラッジを他の副原料と混ぜずに、スラッジを溶銑の精錬剤として有効利用することができ、かつ安価な溶銑の精錬剤を得ることができる。また、本発明より得られた加熱処理後のスラッジを使用すれば、溶銑の温度低下を抑制でき、かつスラグの生成量を増やすことなく、溶銑の精錬を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は好適な処理手順を示す処理フロー図である。
【図１】
0003969102.tif 000004