(57)【要約】【課題】高炉湿ダストを効率的にリサイクル可能な高炉湿ダストのリサイクル方法の提供を目的とする。【解決手段】本発明の高炉湿ダストのリサイクル方法は、高炉排ガスから湿式集塵機により回収され、炭素及び酸化鉄を含む高炉湿ダストのリサイクル方法であって、上記高炉湿ダスト又はこの高炉湿ダストに酸化鉄含有ダストを混合した混合ダストを溶銑排出後の混銑車の炉体内に投入する工程と、上記投入工程後に上記炉体を保持する工程と、上記保持工程後に上記炉体内に溶銑を注入する工程とを備え、上記投入工程で投入される高炉湿ダスト又は混合ダストの鉄に対する炭素の質量比が０．５以上であり、上記投入工程での炉体内温度が１０００℃以上であることを特徴とする。上記保持工程で、上記炉体を揺動させるとよい。上記保持工程での保持時間としては、１．５時間以上１０時間以下が好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉排ガスから湿式集塵機により回収され、炭素及び酸化鉄を含む高炉湿ダストのリサイクル方法であって、
上記高炉湿ダスト又はこの高炉湿ダストに酸化鉄含有ダストを混合した混合ダストを溶銑排出後の混銑車の炉体内に投入する工程と、
上記投入工程後に上記炉体を保持する工程と、
上記保持工程後に上記炉体内に溶銑を注入する工程と
を備え、
上記投入工程で投入される高炉湿ダスト又は混合ダストの鉄に対する炭素の質量比が０．５以上であり、
上記投入工程での炉体内温度が１０００℃以上であることを特徴とする高炉湿ダストのリサイクル方法。
【請求項２】
上記保持工程で、上記炉体を揺動させる請求項１に記載の高炉湿ダストのリサイクル方法。
【請求項３】
上記保持工程での保持時間が１．５時間以上１０時間以下である請求項１又は請求項２に記載の高炉湿ダストのリサイクル方法。
【請求項４】
上記投入工程で高炉湿ダスト又は混合ダストを投入する炉体内にスラグが残存している請求項１、請求項２又は請求項３に記載の高炉湿ダストのリサイクル方法。
【請求項５】
上記投入工程前に、高炉湿ダスト又は混合ダストを塊成する工程をさらに備える請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の高炉湿ダストのリサイクル方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炉湿ダストのリサイクル方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高炉排ガスから集塵されるダストとして、乾式集塵機によって回収される乾ダストと湿式集塵機によって回収される湿ダストとが存在している。このうち、乾ダストは水分が少なく取扱性に優れるため、焼結原料等としてほぼ全量がリサイクルされている。一方、湿ダストは含水率が高いため、リサイクルする場合には事前に多量の水分を除去する必要がある。湿ダストの水分は、真空脱水機やフィルタープレスなどの圧搾機により、トラックなどで運搬できる水分量まで除去され、さらにドラム式乾燥機などの乾燥設備により、その後の処理に要求される水分量まで除去されるのが一般的である。
【０００３】
このような湿ダストを効率的に乾燥させると共に、この乾燥後の湿ダストのリサイクルを促進する方法として、混銑車や溶銑鍋等の溶銑輸送容器を用いることが提案されている。具体的には、例えば空の混銑車に湿ダストを投入し、この湿ダストを混銑車の余熱を使用して乾燥した上、この混銑車に溶銑を注ぐことにより、ダスト中の酸化鉄を溶銑に溶解して、鉄源として回収する方法が提案されている。しかしながら、このリサイクル方法は、溶銑を混銑車に注いだときに、溶銑中の炭素とダスト中の酸化鉄とが急激に反応して一酸化炭素ガスを発生させ、これが混銑車の炉口からの溶銑の突沸や火炎の発生を引き起こし、操業上支障をきたすという問題を有する。このような問題に鑑みて、例えば「製鉄工程における転炉排ガス回収ダストの利用方法」（特開２００９−７９２５６号公報参照）が発案されている。
【０００４】
この回収ダストの利用方法は、回収ダストに加えて、厚み１ｍｍ以下でかつ長さが２００ｍｍ以下の冷鉄源と、厚みが１ｍｍを超える冷鉄源又は長さが２００ｍｍを超える冷鉄源とを溶銑輸送容器（混銑車の炉体）に投入する。この回収ダストの利用方法は、厚みが１ｍｍ以下でかつ長さが２００ｍｍ以下の冷鉄源が回収ダストの下敷きとなると共に、厚みが１ｍｍを超える冷鉄源又は長さが２００ｍｍを超える冷鉄源が回収ダストを覆うことで溶銑と回収ダストとの直接接触を防止することができ、回収ダストの急激な反応を防止することができるとされている。
【０００５】
しかしながら、この回収ダストの利用方法は、溶銑輸送容器（混銑車の炉体）の内部に冷鉄源を長時間放置しておくと、冷鉄源の酸化反応が進行するため、溶銑を受銑した際に一酸化炭素ガスの発生量が増加して、溶銑の突沸や火炎発生のリスクが高まるおそれがある。また、溶銑輸送容器に回収ダストと共に複数の冷鉄源を投入する必要があるため、作業効率が悪く、かつ回収ダストの処理効率が低いという不都合を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−７９２５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、高炉湿ダストを効率的にリサイクル可能な高炉湿ダストのリサイクル方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するためになされた発明は、高炉排ガスから湿式集塵機により回収され、炭素及び酸化鉄を含む高炉湿ダストのリサイクル方法であって、上記高炉湿ダスト又はこの高炉湿ダストに酸化鉄含有ダストを混合した混合ダストを溶銑排出後の混銑車の炉体内に投入する工程と、上記投入工程後に上記炉体を保持する工程と、上記保持工程後に上記炉体内に溶銑を注入する工程とを備え、上記投入工程で投入される高炉湿ダスト又は混合ダストの鉄に対する炭素の質量比が０．５以上であり、上記投入工程での炉体内温度が１０００℃以上であることを特徴とする。
【０００９】
当該高炉湿ダストのリサイクル方法では、投入工程で投入される高炉湿ダスト又は混合ダストの鉄に対する炭素の質量比が上記範囲内とされ、かつ炉体内温度が上記範囲内とされていることから高炉湿ダスト又は混合ダスト中の酸化鉄を炭素で十分に還元することができる。つまり、当該高炉湿ダストのリサイクル方法では、高炉湿ダスト又は混合ダストの鉄に対する炭素の質量比及び炉体内温度が上記範囲内とされているので、炉体内に投入された炭素は吸熱反応により一酸化炭素に変換される。そのため、この一酸化炭素によって高炉湿ダスト又は混合ダスト中の酸化鉄が的確に還元される。その結果、当該高炉湿ダストのリサイクル方法は、上記溶銑注入工程によって溶銑が炉体内に注入された際、酸化鉄中の酸素と溶銑中の炭素との急激な反応に起因する溶銑の突沸や火炎の発生を抑制することができる。従って、当該高炉湿ダストのリサイクル方法は、高炉湿ダスト又は混合ダスト中の酸化鉄を溶銑によって安全かつ確実に溶解させて高炉湿ダストを効率的にリサイクルすることができる。また、当該高炉湿ダストのリサイクル方法は、混銑車の廃熱を利用するため、リサイクルにかかるコストを抑えることができる。
【００１０】
上記保持工程で、上記炉体を揺動させるとよい。このように、上記保持工程で炉体を揺動させることによって、炉体内に投入された高炉湿ダスト又は混合ダストによって形成される層（高炉湿ダスト層又は混合ダスト層）の表面の平坦化を促進することができ、これにより高炉湿ダスト又は混合ダストを略均一に加熱することができる。
【００１１】
上記保持工程での保持時間としては、１．５時間以上１０時間以下が好ましい。このように、上記保持工程での保持時間を上記範囲内とすることによって、高炉湿ダスト又は混合ダスト中の酸化鉄の還元効果を促進することができる。
【００１２】
上記投入工程で高炉湿ダスト又は混合ダストを投入する炉体内にスラグが残存しているとよい。このように、上記投入工程で高炉湿ダスト又は混合ダストを投入する炉体内にスラグが残存していることによって、このスラグからの伝熱により高炉湿ダスト又は混合ダストの加熱を促進することができる。
【００１３】
上記投入工程前に、高炉湿ダスト又は混合ダストを塊成する工程をさらに備えるとよい。このように、上記投入工程前に高炉湿ダスト又は混合ダストを塊成する工程をさらに備えることによって、高炉湿ダスト又は混合ダスト中の酸化鉄及び炭素を近接させることができる。これにより、この酸化鉄と炭素との反応を促進し、高炉湿ダスト又は混合ダスト中の酸化鉄を容易かつ確実に還元することができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明の高炉湿ダストのリサイクル方法は、高炉湿ダストを効率的にリサイクルすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例１〜６及び比較例１における高炉湿ダスト投入時の混銑車の炉体内の温度とこの高炉湿ダストの還元率との関係を示すグラフである。
【図２】実施例７〜１１における混合ダスト投入時の混銑車の炉体内の温度とこの高炉湿ダストの還元率との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を詳説する。
【００１７】
当該高炉湿ダストのリサイクル方法は、溶銑払い出し後の混銑車の炉体内の予熱を用いて高炉湿ダスト又はこの高炉湿ダストに酸化鉄含有ダストを混合した混合ダスト（以下、この高炉湿ダスト及び混合ダストを合わせて単に「湿ダスト」ともいう。）を加熱及び乾燥させた上、この湿ダストを溶銑と混合することで高炉湿ダストのリサイクルを行うものである。当該高炉湿ダストのリサイクル方法は、塊成工程と、投入工程と、保持工程と、注入工程とを備える。
【００１８】
（湿ダスト）
まず、当該高炉湿ダストのリサイクル方法で用いる湿ダストについて説明する。上記高炉湿ダストは、高炉炉頂排ガスから湿式集塵機により回収され、炭素及び酸化鉄を含む。上記湿ダストの鉄に対する炭素の質量比としては、０．５以上であり、１以上がより好ましい。上記湿ダストの鉄に対する炭素の質量比が上記範囲内であることによって、湿ダスト中の酸化鉄を炭素で十分に還元することができる。なお、当該高炉湿ダストのリサイクル方法は、溶銑払い出し後の混銑車の炉体内に湿ダストを投入した上、この湿ダスト中の酸化鉄を炭素で還元することを特徴としている。この点、酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）を炭素（Ｃ）で還元する場合、その反応式はＦｅ２Ｏ３＋３ＣＯ→２Ｆｅ＋３ＣＯ２であることから、鉄（Ｆｅ）に対する炭素（Ｃ）の質量比は０．３２以上であればよいとも考えらえる。しかしながら、本発明者らが鋭意検討したところ、湿ダスト中の酸化鉄と炭素とは均一ではなく偏在していることがあるため、酸化鉄を的確に還元するためには鉄に対する炭素の質量比は０．５以上であることが必要である。なお、上記湿式集塵機としては、特に限定されるものではなく、例えばウエットスクラバー等の水を使用した集塵機を用いることができる。
【００１９】
上記湿ダストの含水率の下限としては、１０質量％が好ましく、１５質量％がより好ましい。一方、上記湿ダストの含水率の上限としては、４０質量％が好ましく、３０質量％がより好ましい。上記含水率が上記下限に満たないと、運搬する際に発塵しやすくなり環境を悪化させる原因となると共に、湿ダストの脱水にかかるコストが増加するおそれがある。逆に、上記含水率が上記上限を超えると、運搬する際に付着し易くなりハンドリング性が悪化するとともに、混銑車の炉体内における水分の蒸発量が多くなり、この蒸発に起因して炉体内の温度が低くなるおそれがある。
【００２０】
上記湿ダストの平均粒径の下限としては、１μｍが好ましく、５μｍがより好ましい。一方、上記湿ダストの平均粒径の上限としては、１２０μｍが好ましく、１００μｍがより好ましい。上記平均粒径が上記下限に満たないと、湿ダストが付着しやすくなり、湿ダストの混銑車の炉体内への投入が困難になるおそれがある。逆に、上記平均粒径が上記上限を超えると、湿ダスト中の炭素の一酸化炭素へのガス化反応や一酸化炭素による酸化鉄の還元反応の反応面積が減少するため、十分に還元が進行しなくなるおそれがある。なお、「平均粒径」は、累積分布における５０％径（メジアン径）を意味する。
【００２１】
＜塊成工程＞
上記塊成工程では、湿ダストを混銑車の炉体内に投入する前にこの湿ダストを塊成する。上記塊成工程によって得られる塊成化湿ダストの形状及びこの塊成化に用いる装置としては、特に限定されるものではなく、例えばダブルロール成形機等を用いた圧縮成型によるブリケット、パン型造粒機等を用いた転動造粒によるペレット、押出成型機を用いた押出成型によるスティック等が挙げられる。中でも、取扱い性や混銑車の炉体内への投入性の観点から球形状のブリケットに塊成することが好ましい。
【００２２】
また、上記湿ダストを球形状（楕円体）のブリケットに塊成する場合、ｘ軸方向の径、ｙ軸方向の径、及びｚ軸方向の径の比としては、例えば６：５：３とすることができる。
【００２３】
上記湿ダストの塊成に用いるバインダーとしては、特に限定されず、例えば糖蜜、澱粉、リグニン、ベントナイト等が挙げられる。
【００２４】
バインダーを添加した湿ダストを混練する方法は特に限定されず、例えばバッチ式又は連続式の混練機に湿ダストを投入して混練する方法を用いることができる。上記混練機は、湿ダストを撹拌できるものであれば特に限定されず、例えばロール方式混練機等を用いることができる。また、湿ダストの混練時間としては特に限定されず、例えば５分以上１０分以下とすることができる。
【００２５】
塊成化湿ダストの平均体積の下限としては、１ｃｍ３が好ましく、１０ｃｍ３がより好ましく、２０ｃｍ３がさらに好ましい。一方、塊成化湿ダストの平均体積の上限としては、７０ｃｍ３が好ましく、５０ｃｍ３がより好ましく、４０ｃｍ３がさらに好ましい。塊成化湿ダストの平均体積が上記下限に満たないと、塊成化湿ダストの混銑車の炉体内への投入が困難になるおそれがある。逆に、塊成化湿ダストの平均体積が上記上限を超えると、塊成化湿ダストの中心部位まで混銑車からの熱が十分に伝わらず炭素の一酸化炭素へのガス化反応が進行しないおそれがあり、その結果還元が十分に進行しないおそれがある。
【００２６】
塊成化湿ダストのかさ密度の下限としては、１ｋｇ／Ｌが好ましく、１．５ｋｇ／Ｌがより好ましく、２ｋｇ／Ｌがさらに好ましい。塊成化湿ダストのかさ密度が上記下限に満たないと、湿ダスト中の酸化鉄及び炭素を的確に近接させることができないおそれがある。一方、湿ダスト中の酸化鉄及び炭素は近接しているほど好ましいため、塊成化湿ダストのかさ密度の上限としては特に限定されるものではなく、例えば３ｋｇ／Ｌとすることができる。なお、「塊成化湿ダストのかさ密度」とは、塊成化湿ダストの質量を体積で割ったみかけ密度を意味する。
【００２７】
湿ダストの乾燥粉状態でのかさ密度に対する塊成後のかさ密度の比の下限としては、２．５が好ましく、３．２がより好ましい。上記かさ密度の比が上記下限に満たないと、湿ダスト中の酸化鉄及び炭素を的確に近接させることができないおそれがある。一方、湿ダスト中の酸化鉄及び炭素は近接しているほど好ましため、上記かさ比の上限としては特に限定されるものではなく、例えば５とすることができる。なお、「湿ダストの乾燥粉状態でのかさ密度」とは、ＪＩＳ−Ｒ１６２８（１９９７）「ファインセラミックス粉末のかさ密度測定方法」に基づくゆるめのかさ密度を意味する。
【００２８】
塊成化湿ダストの含水率の下限としては、２質量％が好ましく、４質量％がより好ましい。一方、塊成化湿ダストの含水率の上限としては、１０質量％が好ましく、７質量％がより好ましい。上記含水率が上記下限に満たないと、塊成化湿ダストの脱水にかかるコストが増加するおそれがある。逆に、上記含水率が上記上限を超えると、混銑車の炉体内に投入され、急速加熱される際、水分の急激な気化により塊成化湿ダストがバースティングを起こし粉化するおそれがある。
【００２９】
なお、混銑車の炉体内に上記混合ダストを投入する場合、この塊成工程では必ずしも混合ダストを塊成する必要はなく、例えば高炉湿ダストのみを塊成し、この塊成化高炉湿ダストに酸化鉄含有ダストを混合することで混合ダストとしてもよい。
【００３０】
＜投入工程＞
上記投入工程では、上記湿ダストを溶銑排出後の混銑車の炉体内に投入する。湿ダストを混銑車の炉体内に投入する方法としては、特に限定されるものではなく、例えば重機にて炉口から投入する方法が挙げられる。
【００３１】
上記投入工程における上記湿ダストの投入量としては、混銑車の炉体のサイズ等にもよるため特に限定されるものではないが、例えば１００ｋｇ以上３０００ｋｇ以下とすることができる。上記湿ダストの投入量が上記下限に満たないと、リサイクル効率が十分に向上しないおそれがある。逆に、上記湿ダストの投入量が上記上限を超えると、炉体内に溶銑を注入するまでの時間内に十分加熱できないおそれがある。
【００３２】
上記投入工程での上記炉体内温度の下限としては、１０００℃であり、１１００℃がより好ましい。上記炉体内温度が上記下限に満たないと、炉体内に投入された炭素が十分に一酸化炭素に変換されず、その結果湿ダスト中の酸化鉄を的確に還元できないおそれがある。一方、上記投入工程での上記炉体内温度の上限としては、特に限定されるものではないが、この炉体に注入される溶銑の温度が１５００℃程度であることから、例えば１４００℃とすることができる。
【００３３】
上記投入工程で湿ダストを投入する炉体内にはスラグが残存していることが好ましい。このスラグは、溶銑払出し後に炉体から排銑のみを行い、排さいを行わないことで得られる。このように、炉体内にスラグが残存していることによって、このスラグからの伝熱により湿ダストの加熱を促進することができる。つまり、炉体内に残存するスラグの温度は、通常炉体内の温度よりも高い。また、上記投入工程時の炉体内の温度は上記範囲内とされていることから、このスラグは固体として存在している。そのため、このスラグが残存している炉体内に湿ダストを投入することで、湿ダストをこのスラグと接触させ、このスラグからの伝熱を利用して加熱することができる。なお、このスラグの温度としては、例えば１０００℃以上１３００℃以下程度とされる。
【００３４】
上記スラグの残存量の下限としては、５００ｋｇが好ましく、１０００ｋｇがより好ましい。一方、上記スラグの残存量の上限としては、特に限定されるものではないが、例えば２０００ｋｇとすることができる。上記スラグの残存量が上記範囲内であることによって、湿ダストの加熱を容易かつ確実に促進することができる。
【００３５】
上記スラグの残存量に対する湿ダストの投入量の比の下限としては、０．５が好ましく、１がより好ましい。一方、上記スラグの残存量に対する湿ダストの投入量の比の上限としては、３が好ましく、２．５がより好ましい。上記スラグの残存量に対する湿ダストの投入量の比が上記範囲内であることによって、湿ダストの加熱を容易かつ確実に促進することができる。
【００３６】
＜保持工程＞
上記保持工程では、上記投入工程後に上記炉体を保持する。上記保持工程での保持時間の下限としては、１．５時間が好ましく、２時間がより好ましい。一方、上記保持工程での保持時間の上限としては、１０時間が好ましく、６時間がより好ましい。上記保持時間が上記下限に満たないと、湿ダスト中の酸化鉄を十分に還元できないおそれがある。逆に、上記保持時間が上記上限を超えると、混銑車の使用時間が長くなり、他の工程に支障を生じるおそれがある。
【００３７】
上記保持工程では、上記炉体を揺動させることが好ましい。このように上記保持工程で炉体を揺動させることによって、炉体内に投入された湿ダストによって形成される層（湿ダスト層）の表面の平坦化を促進することができ、湿ダストを略均一に加熱することができる。つまり、湿ダストは、炉体内に投入された際に炉口の直下近傍の領域が隆起した山型に堆積され易い。一方、炉体内に堆積された湿ダスト（湿ダスト層）は、まず炉体内面に配設される耐火物からの輻射伝達によって表層が加熱され、続いて表層からの伝熱によって内部が加熱される。そのため、この湿ダスト層が山型に堆積されていると、伝熱距離が長い中心部の昇温が遅れ、この部分での酸化鉄の還元反応が的確に行われ難くなる。これに対し、上記炉体の揺動によれば、湿ダスト層の表面の平坦化を促進することができるので、湿ダスト層内における伝熱距離の短縮化及び均一化を促進して湿ダストをより均一に加熱することができる。
【００３８】
上記炉体の揺動方法としては、特に限定されるものではなく、例えば炉体を混銑車の進行方向と垂直方向に傾動させる方法が挙げられる。またこの傾動方法としては、上記炉体を混銑車の進行方向に対して左右対称に傾動するのが好ましい。上記炉体の往復回数（上記炉体を左右に各１回傾動する場合を１往復とした場合の往復回数）としては、１以上３以下が好ましく、２がより好ましい。上記往復回数が上記範囲内であることによって、湿ダストの表面を十分に平坦にすることができる。なお、上記往復回数が上記上限を超えると、混銑車の停止時間が長くなり、他の工程に支障を生じるおそれがある。
【００３９】
上記炉体を傾動させる場合の傾動角度としては、湿ダストの堆積角以上が好ましく、例えば９０°とすることができる。なお、「堆積角」とは、湿ダスト層の頂角をいう。
【００４０】
上記炉体の揺動は、上記湿ダストを炉体内に投入した後できるだけ早いタイミングで行うのが好ましい。上記炉体の揺動時期としては、例えば湿ダストの投入から３０分以内が好ましく、１０分以内がより好ましい。また、上記炉体の揺動は、上記湿ダストの投入後に加え、上記保持工程中に複数回行うことも好ましい。このように、上記保持工程中の複数のタイミングで上記炉体を揺動することによって、炉体内に保持される湿ダストを混ぜることができ、これによりこの湿ダストをさらに均一に加熱することができる。なお、各タイミングにおける上記炉体の往復回数としては、上述の範囲内とすることが好ましい。
【００４１】
なお、上記保持工程で上記炉体を揺動する場合、この炉体内にはスラグが残存していることがさらに好ましい。このようにスラグが残存している炉体を揺動することで、湿ダスト及びスラグが混合され、このスラグが湿ダスト層内に分散配置され易い。これにより、このスラグからの伝熱によって湿ダストをさらに均一に加熱することができる。
【００４２】
上記保持工程における湿ダストの還元率の下限としては、２０％が好ましく、８５％がより好ましく、９０％がさらに好ましい。上記還元率が上記下限に満たないと、溶銑が炉体内に注入された際に溶銑の突沸や火炎の発生を生じるおそれがある。一方、上記還元率は高い方が好ましく、その上限としては１００％とすることができる。なお、「湿ダストの還元率」とは、湿ダストの酸化鉄（ＦｅＯｘ；０＜Ｘ≦１．５）中の酸素（Ｏ）の還元率Ｒを意味し、具体的には以下の式によって計測される値をいう。
Ｒ［％］＝（１．５−Ｏ［ｍｏｌ］／Ｆｅ［ｍｏｌ］）÷１．５×１００
なお、上記式におけるＯは湿ダスト中の酸素量を意味し、Ｆｅは湿ダスト中の鉄分を意味する。
【００４３】
＜注入工程＞
上記注入工程では、上記保持工程後に上記炉体内に溶銑を注入する。上記溶銑の注入方法としては、特に限定されるものではなく、例えば公知の出銑樋、傾注樋等を用いる方法が挙げられる。また、上記注入工程での溶銑の注入量としては、特に限定されるものではなく、通常の操業に従った量とすることができる。
【００４４】
＜利点＞
当該高炉湿ダストのリサイクル方法では、投入工程で投入される湿ダストの鉄に対する炭素の質量比が上記範囲内とされ、かつ炉体内温度が上記範囲内とされていることから湿ダスト中の酸化鉄を炭素で十分に還元することができる。つまり、当該高炉湿ダストのリサイクル方法では、湿ダストの鉄に対する炭素の質量比及び炉体内温度が上記範囲内とされているので、炉体内に投入された炭素は吸熱反応により一酸化炭素に変換される。そのため、この一酸化炭素によって湿ダスト中の酸化鉄が的確に還元される。その結果、当該高炉湿ダストのリサイクル方法は、上記溶銑注入工程によって溶銑が炉体内に注入された際、酸化鉄中の酸素と溶銑中の炭素との急激な反応に起因する溶銑の突沸や火炎の発生を抑制することができる。従って、当該高炉湿ダストのリサイクル方法は、湿ダスト中の酸化鉄を溶銑によって安全かつ確実に溶解させて高炉湿ダストを効率的にリサイクルすることができる。また、当該高炉湿ダストのリサイクル方法は、混銑車の廃熱を利用するため、リサイクルにかかるコストを抑えることができる。
【００４５】
当該高炉湿ダストのリサイクル方法は、上記投入工程前に、湿ダストを塊成する工程を備えるので、湿ダスト中の酸化鉄及び炭素を近接させることができる。これにより、この酸化鉄と炭素との反応を促進し、この酸化鉄を容易かつ確実に還元することができる。また、当該高炉湿ダストのリサイクル方法においては、炭素は吸熱反応によって一酸化炭素に変換されるため、この反応に起因して炉体内の温度が徐々に低下する。しかしながら、このように塊成工程によって湿ダスト中の酸化鉄及び炭素を近接させておくことで、酸化鉄の還元反応の低下を抑制することができる。
【００４６】
［その他の実施形態］
なお、本発明に係る高炉湿ダストのリサイクル方法は、上記態様の他、種々の変更、改変を施した態様で実施することができる。例えば当該高炉湿ダストのリサイクル方法は、必ずしも上記塊成工程を備えなくてもよい。当該高炉湿ダストのリサイクル方法は、上記塊成工程を備えない場合でも、混銑車の炉体内の温度を適切に制御することで高炉湿ダストを効率的にリサイクルすることができる。
【実施例】
【００４７】
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。
【００４８】
（湿ダスト）
高炉のシックナーの排泥を真空脱水して水分を約４０質量％まで落とし、さらにドラム型乾燥機を用いて水分を２５質量％に落とすことで粉粒状の高炉湿ダストＡを得た。また、２軸パドルミキサーを用いて高炉湿ダストＡに、転炉湿ダスト及び溶銑予備処理ダストを質量比５：４：１で混合し、含水率１８質量％の粉粒状の混合ダストＢを得た。この高炉湿ダストＡ及び混合ダストＢの成分及び品質を表１に示す。なお、かさ密度は、ＪＩＳ−Ｒ１６２８（１９９７）「ファインセラミックス粉末のかさ密度測定方法」に基づくゆるめのかさ密度に準拠して測定した。
【００４９】
【表１】
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【００５０】
（塊成化湿ダスト）
次に、高炉湿ダストＡにバインダーとしてαデンプン２質量％を添加して混合した上、ダブルロール式のブリケットマシンを用いて高炉湿ダストＡをブリケットに塊成することで含水率５質量％の塊成化高炉湿ダストＣを得た。また、塊成化高炉湿ダストＣと同様の方法で、混合ダストＢをブリケットに塊成することで含水率５質量％の塊成化混合ダストＤを得た。この塊成化高炉湿ダストＣ及び塊成化混合ダストＤの成分及び品質を表２に示す。なお、表２における「乾燥粉状」とは含水率１質量％以下の粉末状態を意味する。また、乾燥粉状のかさ密度は、ＪＩＳ−Ｒ１６２８（１９９７）「ファインセラミックス粉末のかさ密度測定方法」に基づくゆるめのかさ密度に準拠して測定した。さらに、塊成後のかさ密度としては、塊成化高炉湿ダストＣ，Ｄの質量を体積で割ったみかけ密度を採用した。
【００５１】
【表２】
2016188414.tif 000004
【００５２】
（実施例１〜１１、比較例１）
湿ダストＡ〜Ｄを製鋼工場で溶銑を払い出した後の混銑車の炉体内に炉口から重機にて投入した。炉体内に堆積した湿ダストＡ〜Ｄの頂角はいずれも約３５°であった。続いて、湿ダストＡ〜Ｄの投入直後に炉体を混銑車の進行方向に対して左右対称に傾動させた。また、この炉体の傾動の往復回数は２回とし、傾動角度は９０°とした。湿ダストＡ〜Ｄの投入量（ｋｇ）、投入時の炉体内温度（℃）、炉体内のスラグの残存の有無、及び炉体の保持時間（ｈ）を表３に示す。なお、表３における投入時温度は、混銑車の炉体の炉口部分から放射温度計によって計測した。
【００５３】
また、表３の保持時間経過後における湿ダストＡ〜Ｄの還元率（％）を上述の式によって計測した。さらに、溶銑注入後の突沸及び火炎の発生の有無を以下の基準に基づいて評価した。
【００５４】
［評価方法］
高炉の鋳床から鋳床下に停車した混銑車の炉体内に溶銑を注入する際に、鋳床下部に設置したカメラで混銑車炉口部を監視して火炎及び突沸について評価した。なお、高炉の鋳床から混銑車炉口までの高さ方向の距離は７ｍである。
（評価基準）
Ａ：火炎が確認されず、かつ突沸も生じていない
Ｂ：火炎が確認されたがこの火炎は鋳床までは上がっておらず、かつ突沸も生じていない
Ｃ：鋳床まで火炎が上がるか又は突沸が生じている（操業上問題となる）
【００５５】
【表３】
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【００５６】
［評価結果］
表３に示すように、全ての実施例（実施例１〜１１）について、操業上問題となるような突沸・火炎が抑制されている。
【００５７】
実施例１〜６及び比較例１における高炉湿ダストＡ及び塊成化高炉湿ダストＣ投入時の混銑車の炉体内の温度と高炉湿ダストＡ及び塊成化高炉湿ダストＣの還元率との関係を図１に示す。表１及び図１に示すように、実施例１，２は、高炉湿ダストＡの投入時の温度が１１００℃以上であるため、８５％以上の高い還元率が得られている。また、実施例１，２を比較すると、スラグが残存している実施例２の方が還元率が高くなっている。また、実施例５，６は、かさ密度の高い塊成化高炉湿ダストＣを用いているため、投入時の温度が１０００℃以上１１００℃未満であっても９０％以上の高い還元率が得られている。さらに、実施例５，６を比較すると、スラグが残存している実施例６の方が還元率が高くなっている。加えて、実施例１，４を比較すると、保持時間の長い実施例１の方が還元率が高くなっている。
【００５８】
実施例７〜１１における混合ダストＢ及び塊成化混合ダストＤ投入時の混銑車の炉体内の温度と混合ダストＢ及び塊成化混合ダストＤの還元率との関係を図２に示す。表１及び図２に示すように、実施例５，６と同様、塊成化混合ダストＤを用いた実施例１０，１１については、投入時の温度が１０００℃以上１１００℃未満であっても９０％以上の高い還元率が得られている。また、実施例７，８を比較するとスラグが残存している実施例８の方が還元率が高くなっている。さらに、実施例７，８の混合ダストＢは、実施例１，２の高炉湿ダストＡよりもかさ密度（粉粒状）が高いことから、実施例７，８は実施例１，２に比べて還元率が高くなっている。さらに、実施例１０，１１の塊成化混合ダストＤは、実施例５，６の塊成化高炉湿ダストＣよりもかさ密度（塊成後）が高いことから、実施例１０，１１は実施例５，６に比べて還元率が高くなっている。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
以上説明したように、本発明の高炉湿ダストのリサイクル方法は、高炉湿ダストの効率的なリサイクル方法として適している。
【図１】
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【図２】
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