(57)【要約】【課題】低コストで歩留まりよく含油スラッジの鉄分を回収でき、かつリサイクル設備からの排ガスの油分濃度の低減及び高炉用焼結原料の焼結効率の向上が可能な含油スラッジのリサイクル方法の提供を目的とする。【解決手段】本発明の含油スラッジのリサイクル方法は、製鋼工程で排出される含油スラッジを高炉用焼結原料の一部としてリサイクルする方法であって、含油スラッジに生石灰を含水率が１質量％以下になるよう混合する工程と、混合工程で得られた粉体を下向き火炎のバーナーで燃料と混焼し、ドワイトロイド式焼結機の着火後の焼結原料層上に吹き付ける工程とを備えており、吹き付け工程におけるバーナーと焼結原料層との平均距離Ｈを１５０ｍｍ超、バーナーの火炎温度Ｔを１，３００℃超、単位時間当たりに供給される含油スラッジを融点まで昇温するために必要な熱量Ｑｍに対するバーナーの燃焼排ガスの単位時間当たりの熱量Ｑｇの比が３．２超である。【選択図】図３
2016191078.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
製鋼工程で排出される含油スラッジを高炉用焼結原料の一部としてリサイクルする方法であって、
上記含油スラッジに生石灰を含水率が１質量％以下になるよう混合する工程と、
上記混合工程で得られた粉体を下向き火炎のバーナーで燃料と混焼し、ドワイトロイド式焼結機の着火後の焼結原料層上に吹き付ける工程と
を備えており、
上記吹き付け工程におけるバーナーと焼結原料層との平均距離Ｈを１５０ｍｍ超、バーナーの焼結原料層表面での火炎温度Ｔを１，３００℃超、単位時間当たりに供給される含油スラッジを融点まで昇温するために必要な熱量Ｑｍ［ｋｃａｌ／ｈ］に対する上記バーナーの燃焼排ガスの単位時間当たりの熱量Ｑｇ［ｋｃａｌ／ｈ］の比が３．２超であることを特徴とする含油スラッジのリサイクル方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、含油スラッジのリサイクル方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
製鉄プロセスの製鋼工程では、熱間圧延等の圧延、連続鋳造などの工程で鉄分と潤滑油に由来する油分とを含有する冷却排水が発生する。この冷却排水が含有する鉄分のうち、粒径の大きいものは沈降処理によってミルスケールとして回収され、粒径の小さいものはフィルター等によって鉄分及び油分を含有する含油スラッジとして回収される。この含油スラッジは、高炉用焼結原料等の一部として用いることで有効活用することが望まれる。しかし、含油スラッジは、焼却等によって油分及び水分を除去する場合、油分の一部が揮発してリサイクル設備からの排ガスの油分濃度を上昇させ、その結果、捕集ダスト中の油分濃度が上昇するため集塵装置のメンテナンス回数の増加等の不都合がある。また、含油スラッジは、飛散等し易い微粒子であるため、リサイクルにおいて鉄分回収の歩留まりが低下し易いという不都合もある。
【０００３】
他方、製鉄プロセスの製銑工程では、粉状の鉄鉱石と石灰石等の副原料と粉コークス等の固体燃料とを含有する焼結原料を焼結することで製造される高炉用焼結原料（焼結鉱）が用いられる。この高炉用焼結原料は、一般にドワイトロイド式焼結機を用いて焼結される。具体的には、無端ベルトに焼結原料を層状に堆積し、この焼結原料層を上記無端ベルトで一方向に搬送しながら、点火炉による表層への着火と、着火後の焼結原料層の下方からの吸気とを行う。この方法によれば、上記着火により焼結原料層の表層に固体燃料の燃焼により赤熱状態となった燃焼帯が形成され、焼結原料層の下流への搬送に伴って上記吸気により燃焼帯が焼結原料層内を下降する。焼結原料層は、燃焼帯の通過中に燃焼熱でカルシウムフェライト、ＦｅＯ、ＳｉＯ２等の比較的低融点の物質が固相反応で形成された後、上記低融点物質が溶融して鉄鉱石等の間に浸透する。そして、燃焼帯の通過後の焼結原料層では、溶融した上記低融点物質が放熱により固化してバインダーとして機能することで焼結原料が焼成される。しかし、上記方法は、放熱性の高い焼結原料層の表層において、上記低融点物質の形成及び溶融が不十分となることで高炉用焼結原料の焼結効率が低下し易いという不都合がある。
【０００４】
そこで、上述のリサイクル設備からの排ガスの油分濃度上昇及び鉄分回収の歩留まり低下と、高炉用焼結原料の製造における焼結効率低下とを同時に解決する方法として、ドワイトロイド式焼結機を用いた含油スラッジのリサイクル方法が提案されている。具体的には、油分及び水分を含有するスラッジをパルス燃焼法で乾燥処理し、この乾燥した含油スラッジを焼結機の焼結原料の上面に供給する方法が提案されている（特開平１１−６０１９号公報参照）。また、上記特許文献では、上記方法において、乾燥した含油スラッジを焼結機の点火炉のバーナー部に吹き込み、焼結原料の上面に供給することも提案されている。しかし、上記従来の含油スラッジのリサイクル方法は、焼結原料の上面に付着しなかった含油スラッジが点火炉内の天井や仕切り壁等の耐火物表面に付着成長し、上記耐火物を脱落させるなどの設備トラブルにつながるおそれがある。また、上記従来の含油スラッジのリサイクル方法は、パルス燃焼法により工程が複雑化してコストが上昇し易いという別の不都合があり、さらに含油スラッジの鉄分回収の歩留まりの向上にも未だ改善の余地がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−６０１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、低コストで歩留まりよく含油スラッジの鉄分を回収でき、かつリサイクル設備からの排ガスの油分濃度の低減、及び高炉用焼結原料の焼結効率の向上が可能な含油スラッジのリサイクル方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するためになされた発明は、製鋼工程で排出される含油スラッジを高炉用焼結原料の一部としてリサイクルする方法であって、上記含油スラッジに生石灰を含水率が１質量％以下になるよう混合する工程と、上記混合工程で得られた粉体を下向き火炎のバーナーで燃料と混焼し、ドワイトロイド式焼結機の着火後の焼結原料層上に吹き付ける工程とを備えており、上記吹き付け工程におけるバーナーと焼結原料層との平均距離Ｈを１５０ｍｍ超、バーナーの焼結原料層表面での火炎温度Ｔを１，３００℃超、単位時間当たりに供給される含油スラッジを融点まで昇温するために必要な熱量Ｑｍ［ｋｃａｌ／ｈ］に対する上記バーナーの燃焼排ガスの単位時間当たりの熱量Ｑｇ［ｋｃａｌ／ｈ］の比が３．２超であることを特徴とする。
【０００８】
当該含油スラッジのリサイクル方法は、上記混合工程で含油スラッジに生石灰を混合し、生石灰の水和及びその反応熱により水分が１質量％以下になるように含油スラッジを乾燥させることで粉体を得る。このように、含油スラッジに生石灰を混合させることで、容易に含油スラッジを乾燥させることができ、その結果、後述する燃料との混焼の促進、及び気流輸送による設備コストの低減や粉塵の抑制等が可能になる。次に、当該含油スラッジのリサイクル方法は、上記吹き付け工程で上記粉体を下向き火炎のバーナーで燃料と混焼し、ドワイトロイド式焼結機の着火後の焼結原料層上に吹き付ける。上記粉体は、混焼によって高温に加熱されることで含有する油分が燃焼する。そのため、当該含油スラッジのリサイクル方法は、リサイクル設備からの排ガスの油分濃度を低減できる。また、上記粉体は、鉄分及びＣａＯ源を含油するため、混焼の際に融点が１，２００℃程度と比較的低いカルシウムフェライトの形成及び溶融が促進される。そのため、上記粉体は、含油スラッジ単味よりも溶融し易い。さらに、ドワイロイド式焼結機の着火後の焼結原料層上は、水分が少なく、燃焼によりカルシウムフェライト等の比較的融点の低い物質が形成され、かつ比較的高温である。そのため、混焼して吹き付けられた上記粉体のうち、比較的小さい粒子は焼結原料層との接触によりさらに高温加熱されて溶融し、また比較的大きく溶融し難い粒子も溶融した上記粒子や焼結原料に捕捉されるため、いずれも焼結原料層への付着が促進される。そして、付着した上記粉体は、溶融した上述の比較的小さい粒子や焼結原料が放熱して固化することにより、焼結原料と共に造粒される。その結果、当該含油スラッジのリサイクル方法は、従来のドワイトロイド式焼結機を活用して含油スラッジを高炉用焼結原料の一部として使用できるため、低コストで含油スラッジの鉄分を回収でき、また鉄分回収の歩留まりがよい。さらに、当該含油スラッジのリサイクル方法は、焼結効率の低下し易い焼結原料層の表層に上記バーナーによる加熱と溶融した上記粉体の供給とを行うことによって、高炉用焼結原料の焼結効率を向上できる。
【０００９】
また、当該含油スラッジのリサイクル方法は、上記吹き付け工程におけるバーナーと焼結原料層との平均距離Ｈ、上記バーナーの焼結原料層表面での火炎温度Ｔ、及び上記熱量Ｑｍに対する上記熱量Ｑｇの比を上記範囲とする。これらの結果、当該含油スラッジのリサイクル方法は、上記粉体を十分に加熱して溶融させることで焼結原料層の表層への付着を促進することができ、その結果、含油スラッジの鉄分回収の歩留まり及び焼結鉱率をより向上できる。
【００１０】
ここで「含水率」とは、含油スラッジに含まれる水の質量をＷ１、含油スラッジの乾燥質量をＷ２としたとき、Ｗ１／（Ｗ１＋Ｗ２）×１００で求められる値である。「下向き」とは、鉛直方向下方向とのなす角度が９０°未満である方向をいう。「バーナーの火炎温度」とは、焼結原料層表面との接炎部の任意の１０点を熱電体で測定した温度の平均値をいう。「融点まで昇温するために必要な熱量」とは、２０℃から融点まで昇温するために必要な熱量のことをいう。「燃焼排ガス」とは、燃焼反応により生じたガスと、支燃ガス及びキャリアガスに由来する窒素等の不燃ガスと、燃焼反応で消費されなかった酸素及び燃料ガスとをあわせたものをいう。
【発明の効果】
【００１１】
当該含油スラッジのリサイクル方法は、低コストで歩留まりよく含油スラッジの鉄分を回収でき、かつリサイクル設備からの排ガスの油分濃度の低減、及び高炉用焼結原料の焼結効率の向上が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ＣａＯとＦｅ２Ｏ３との成分系平衡状態図である。
【図２】本発明の一実施形態に用いるドワイトロイド式焼結機を示す模式図である。
【図３】図２の焼結原料層を示す模式的拡大断面図である。
【図４Ａ】実施例で用いる含油スラッジの粒径分布を示すグラフである。
【図４Ｂ】一般的なドワイトロイド式焼結機で生じる排ガスの煤塵の粒径分布を示すグラフである。
【図５】混合物Ｍにおける粉体Ｐの含有割合と、融点温度との関係を示すグラフである。
【図６】焼結鍋試験装置を示す模式図である。
【００１３】
以下、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しつつ説明する。
【００１４】
本発明の含油スラッジのリサイクル方法は、含油スラッジに生石灰を含水率が１質量％以下になるよう混合する工程（混合工程）と、上記混合工程で得られた粉体を下向き火炎のバーナーで燃料と混焼し、ドワイトロイド式焼結機の着火後の焼結原料層上に吹き付ける工程（吹き付け工程）とを備える。以下、各工程について説明する。
【００１５】
＜混合工程＞
本工程は、含油スラッジに生石灰を含水率が１質量％以下になるよう混合する。本工程により、含油スラッジ、生石灰及びその水和物（消石灰）を含有する粉体が得られる。
【００１６】
［含油スラッジ］
含油スラッジは、製鋼工程で排出され、酸化鉄（ＩＩ）、酸化鉄（ＩＩＩ）等の鉄分を含有する金属屑に油分及び水分が混入したものである。含油スラッジは、二酸化ケイ素、酸化マンガン、酸化カリウム等の不可避不純物をさらに含有してもよい。
【００１７】
［生石灰］
生石灰としては、特に限定されず、従来公知のものを用いることができる。生石灰の混合量の下限としては、含油スラッジ１００質量部に対して、２０質量部が好ましく、３０質量部がより好ましい。一方、上記混合量の上限としては、含油スラッジ１００質量部に対して、６０質量部が好ましく、５０質量部がより好ましい。上記混合量が上記下限より小さい場合、含油スラッジの乾燥が不十分となるおそれ、及び上記粉体のカルシウムフェライトの形成量低下のおそれがある。逆に、上記混合量が上記上限を超える場合、コスト上昇のおそれがある。
【００１８】
［粉体］
本工程で得られる粉体は、含油スラッジ、生石灰及びその水和物（消石灰）を含有する。上記粉体の含水率の上限としては、０．５質量％が好ましく、０．１質量％がより好ましく、０質量％がより好ましい。上記含水率が上記上限を超える場合、上記粉体の気流輸送や燃料との混焼が困難となるおそれがある。
【００１９】
上記粉体におけるＦｅ２Ｏ３（酸化鉄（ＩＩＩ））のＣａＯに対する組成比（モル比）の下限としては、７２：２８が好ましく、７５：２５がより好ましい。一方、上記組成比の上限としては、８５：１５が好ましく、８０：２０がより好ましい。上記組成比を図１のＣａＯとＦｅ２Ｏ３との成分系平衡状態図にＩで示す上記範囲とすることで、比較的融点の低いカルシウムフェライトの形成をより促進できる。
【００２０】
なお、上記粉体の組成比を上記範囲に調整する方法としては、例えば上述の生石灰の混合量を調整する方法、上記粉体に微細焼結鉱等の酸化鉄ダストを混合する方法などが挙げられる。
【００２１】
上記粉体に微細焼結鉱を混合する場合、微細焼結鉱の混合量の下限としては、上記粉体１００質量部に対して、２０質量部が好ましく、３０質量部がより好ましい。一方、上記混合量の上限としては、上記粉体１００質量部に対して、９０質量部が好ましく、８０質量部がより好ましい。上記混合量が上記下限より小さい場合、又は上記上限を超える場合、上記粉体の融点温度の低下が不十分となるおそれがある。
【００２２】
＜吹き付け工程＞
本工程は、混合工程で得られた粉体を下向き火炎のバーナーで燃料と混焼し、ドワイトロイド式焼結機の着火後の焼結原料層上に吹き付ける。
【００２３】
［ドワイトロイド式焼結機］
図２のドワイトロイド式焼結機１は、格子状底部を有する火格子であるパレットが連結した無端ベルト２を備える。この無端ベルト２は、少なくとも一部に後述する焼結原料層Ｘが載積され、図示しない一対のローラーにより両端から駆動されることにより焼結原料層Ｘを一方向（図２では左側から右側）に搬送する。ドワイトロイド式焼結機１は、複数のパレット２の上方に、焼結原料層Ｘの上流側から下流側に順次配設される原料ホッパー３、ガイド４、点火炉５及び混焼用バーナー６を備える。この点火炉５は、ドワイトロイド式焼結機１の幅方向に複数並列して配設される着火用バーナー７と、この着火用バーナーを覆う点火炉フード８とを有する。また、ドワイトロイド式焼結機１は、点火炉５から焼結原料層Ｘの最下流付近まで、無端ベルト２の下方に配設される複数の風箱９を備える。複数の風箱９は、配管１０により集塵機１１に接続され、この集塵機１１は、図示しない煙突に接続される。さらに、ドワイトロイド式焼結機１は、焼結原料層Ｘの最下流に図示しない排鉱部を備える。ここで「幅方向」とは、上記搬送方向と垂直な方向をいう。
【００２４】
原料ホッパー３は、無端ベルト２の最上流付近の上方に配設され、下方の無端ベルト２上に後述する焼結原料を供給することで焼結原料層Ｘを形成する。原料ホッパー３の下流側に配設されるガイド４は、上記焼結原料の平均堆積厚さ（焼結原料層Ｘの平均厚さ）を調整する。ガイド４の下流側に配設される点火炉５の着火用バーナー７は、平均厚さを調整された焼結原料層Ｘの表層に着火する。点火炉５の下流側に配設される混焼用バーナー６は、上記粉体を燃料と混焼し、着火後の焼結原料層Ｘ上に吹き付ける。複数の風箱９は、無端ベルト２の格子状底部を介して焼結原料層Ｘの下方から吸気し、焼結原料層Ｘの上部から下部への気流を発生させる。焼結原料層Ｘで生じた排ガスは、複数の風箱９により回収され、集塵機１１で集塵処理されて上記煙突で大気に放出される。排鉱部は、焼結された焼結原料層Ｘを排出する。
【００２５】
図３は、焼結原料層Ｘの詳細を示す。焼結原料層Ｘは、無端ベルト２により一方向（図３では左側から右側）に搬送され、着火点Ａで点火炉５の着火用バーナー７により着火され、表層に１，２００℃程度の赤熱状態にある燃焼帯Ｘ１が形成される。燃焼帯Ｘ１は、焼結原料層Ｘの下流への搬送に伴って、風箱９の吸気で発生した気流により下降するため、焼結原料層Ｘの下流側ほど下部に形成される。また、燃焼帯Ｘ１は、焼結原料層Ｘの下流側への移動に伴い燃え広がることで厚さが増大する。焼結原料層Ｘの焼結は、燃焼帯Ｘ１の通過により行われる。燃焼帯Ｘ１は、焼結原料層Ｘの最下部に到達し、焼結原料層Ｘ全層の焼結の終了する位置、すなわち燃焼帯Ｘ１の上端が焼結原料層Ｘの下端に接する位置に終端Ｃを有する。燃焼帯Ｘ１が形成されている着火点Ａから終端Ｃまでの区間の焼結原料層Ｘは、燃焼帯Ｘ１と、この燃焼帯Ｘ１よりも下部の焼結前の焼結原料層Ｘ２と、燃焼帯Ｘ１よりも上部の焼結後の焼結原料層Ｘ３とを備える。
【００２６】
焼結原料層Ｘは、吹き付け位置Ｂで混焼用バーナー６により燃料と混焼した上記粉体を吹き付けられる。
【００２７】
ドワイトロイド式焼結機１は、着火後の焼結原料層Ｘの上方を覆う循環フードを備え、燃焼帯Ｘ１の少なくとも一部が焼結原料層Ｘの下端に到達している領域下方の風箱９から回収した比較的高温の排ガスを集塵処理した後に上記循環フードに供給してもよい。
【００２８】
さらに、ドワイトロイド式焼結機１は、ガイド４と点火炉５との間に粉コークスのホッパーをさらに備え、焼結原料層Ｘ上に粉コークスを載置してもよい。これにより、点火炉５の着火用バーナー７による焼結原料層Ｘの表層の着火が容易となる。また、吹き付け位置Ｂおける焼結原料層Ｘの表層を比較的高温（例えば７００℃以上）にすることで吹き付けられた上記粉体の焼結原料層Ｘへの付着をより促進できる。その結果、含油スラッジの鉄分回収の歩留まり及び含油スラッジの処理能力を向上できる。
【００２９】
ドワイトロイド式焼結機１の機長平均長さの下限としては、例えば８０ｍである。一方、上記機長平均長さの上限としては、例えば１２０ｍである。また、無端ベルト２による焼結原料層Ｘの搬送速度の下限としては、例えば２．５ｍ／ｓである。一方、上記搬送速度の上限としては、例えば３．５ｍ／ｓである。ここで「ドワイトロイド式焼結機１の機長平均長さ」とは、焼結帯Ｘ１の上記搬送方向平均長さ、すなわち着火点Ａから終端Ｃまでの上記搬送方向平均長さである。
【００３０】
［焼結原料層］
焼結原料層Ｘは、後述する焼結原料が堆積した層である。焼結原料層Ｘにおける焼結原料の平均堆積厚さの下限としては、例えば０．５５ｍである。一方、上記平均堆積厚さの上限としては、例えば０．６５ｍである。
【００３１】
［焼結原料］
焼結原料は、鉄鉱石、副原料、固体燃料及び水分を含有する。焼結原料は、含有する水分の表面張力等によって造粒されている擬似粒子である。焼結原料は、本発明の効果を損なわない範囲で他の成分を含有してもよい。
【００３２】
焼結原料の擬似粒子の平均粒径の下限としては、例えば２．５ｍｍである。一方、上記平均粒径の上限としては、例えば５ｍｍである。ここで「平均粒径」とは、累積５０％平均体積径（メディアン径）をいう。他の成分の平均粒径についても同様である。
【００３３】
焼結原料の含水率の下限としては、例えば４質量％である。一方、上記含水率の上限としては、例えば８質量％である。
【００３４】
（鉄鉱石）
鉄鉱石としては、粉末状である限り特に限定されず、従来公知のものを用いることができる。鉄鉱石としては、例えば公称目開き寸法が１０ｍｍのふるい下に通過し、かつ公称目開き寸法が１．０ｍｍのふるい上に留まるものなどが挙げられる。ここで、「公称目開き」とは、ＪＩＳ−Ｚ８８０１：２０００「試験用ふるい−第１部：金属製網ふるい」に規定された公称目開きをいう。
【００３５】
焼結原料における鉄鉱石の含有量の下限としては、例えば６５質量％である。一方、上記含有量の上限としては、例えば８０質量％である。
【００３６】
（副原料）
焼結原料が含有する副原料としては、例えば炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）、生石灰（ＣａＯ）等のＣａＯ源、珪石、蛇紋岩等などが挙げられる。焼結原料における副原料の含有量の下限としては、鉄鉱石１００質量部に対して、例えば１５質量部である。一方、上記含有量の上限としては、鉄鉱石１００質量部に対して、例えば３５質量部である。
【００３７】
（個体燃料）
焼結原料が含有する固体燃料としては、例えばコークスブリーズ（粉コークス）等が挙げられる。コークスブリーズとしては、例えば公称目開き５ｍｍのふるい下に通過するものを用いることができる。
【００３８】
焼結原料における固体燃料の含有量の下限としては、鉱石量（鉄鉱石及び副原料の合計含有量）１００質量部に対して、例えば３．５質量部である。一方、上記含有量の上限としては、鉱石量１００質量部に対して、例えば５．５質量部である。
【００３９】
（焼結原料の製造方法）
焼結原料は、例えば鉄鉱石、副原料、固体燃料及びその他の任意成分を配合し、所定量の水と共にミキサー等で混合することで製造できる。
【００４０】
［混焼用バーナー］
混焼用バーナー６は、吹き付け位置Ｂの上方に火口が鉛直方向下向きとなるように配設され、上記粉体を燃料と混焼し、着火後の焼結原料層Ｘ上に吹き付ける。混焼用バーナー６は、幅方向に１又は複数配設される。
【００４１】
混焼用バーナー６は、上記粉体をキャリアガスによって噴射する第１管と、この第１管と平行に配設され、上記粉体の噴射流を覆うようにコークス炉ガス（ＣＯＧ）等のガス燃料を噴射する第２管とを備える多重管ランスを用いることができる。上記キャリアガスとしては、特に限定されないが、例えば窒素ガス等の不活性ガス、空気などが挙げられる。このような多重管ランスとしては、例えば無機粒子の火炎内球状化処理に用いられるもの等が挙げられる。混焼用バーナー６は、火炎温度の上昇と上記粉体の飛散抑止との観点から、火炎を覆う筒状の耐火物をさらに備えるとよい。
【００４２】
吹き付け工程における混焼用バーナー６と焼結原料層Ｘとの平均距離Ｈとしては、１５０ｍｍ超である。上記平均距離Ｈの下限としては、２５０ｍｍが好ましく、４００ｍｍがより好ましく、５５０ｍｍがさらに好ましい。一方、上記平均距離Ｈの上限としては、８００ｍｍが好ましく、６５０ｍｍがより好ましい。上記平均距離Ｈが上記下限より小さい場合、発生する火炎中に上記粉体が滞留する時間が短くなるため、上記粉体の溶融が不十分となるおそれがある。逆に、上記平均距離Ｈが上記上限を超える場合、焼結原料層Ｘの表面付近での火炎温度低下のおそれや上記粉体が周囲に飛散し易くなるおそれがある。なお、混焼用バーナー６の平均火炎長は、上記平均距離Ｈ以上であることが好ましい。
【００４３】
混焼用バーナー６の平均径の下限としては、例えば８０ｍｍである。一方、上記平均径の上限としては、例えば１２０ｍｍである。
【００４４】
混焼用バーナー６は、着火点Ａから下流方向の吹き付け位置Ｂが接炎部となるように設置される。吹き付け位置Ｂの位置は、焼結原料層Ｘの表層温度を高める観点から、着火点Ａに近いほど好ましい。但し、混焼用バーナー６を点火炉５の内部に配設した場合、焼結原料層Ｘの表層に付着しなかった上記粉体が点火炉フード８の内側に付着することで故障等の原因となるおそれがある。そのため、混焼用バーナー６は、点火炉５の下流側（出口側）の直下に配設されるとよい。
【００４５】
具体的な点火炉５の出口と吹き付け位置Ｂとの平均距離の上限としては、１０ｍが好ましく、１ｍがより好ましい。上記平均距離が上記上限を超える場合、吹き付け位置Ｂの焼結原料層Ｘの表面温度の低下により、上記粉体の付着が不十分となるおそれがある。
【００４６】
混焼用バーナー６の単位時間当たりのガス燃料の使用量の下限としては、バーナー径等に合わせて適宜変更可能であるが、例えば２５Ｎｍ３／ｈである。一方、上記使用量の上限としては、バーナー径等に合わせて適宜変更可能であるが、例えば３５Ｎｍ３／ｈである。
【００４７】
混焼用バーナー６は、上記ガス燃料に支燃ガスを加えて混焼してもよい。上記支燃ガスとしては、例えば酸素そのものや、酸素を添加した空気等が挙げられる。支燃ガスとして酸素を添加した空気を用いる場合、酸素の添加量の下限としては、空気１００体積部に対して、例えば１０体積部である。
【００４８】
混焼用バーナー６の混焼に支燃ガスを使用する場合、単位時間当たりの支燃ガスの使用量は、ガス燃料の種類、使用量等、支燃ガスの種類などに合わせて適宜変更可能である。具体的な上記使用量の下限としては、例えば２０Ｎｍ３／ｈである。一方、上記使用量の上限としては、例えば１００Ｎｍ３／ｈである。
【００４９】
混焼用バーナー６の混焼に支燃ガスを使用する場合、上記混焼ではガス燃料の燃焼以外にも含油スラッジが含有する酸化鉄の酸化や油分の燃焼も行われる。そのため、混焼用バーナー６は、混焼に使用するガス燃料の完全燃焼に必要な最低の支燃ガスの空気量（理論空気量）に対する実際に使用される支燃ガスの空気量の比（空気比）を１超に調整して酸素余剰にすることが好ましい。具体的な空気比の下限としては、１．０５が好ましく、１．１５がより好ましい。一方、上記空気比の上限としては、１．５が好ましく、１．２５がより好ましい。上記空気比が上記下限より小さい場合、ガス燃料の不完全燃焼による火炎温度低下のおそれや含油スラッジの油分の不完全燃焼によるリサイクル設備からの排ガスの油分濃度上昇のおそれがある。逆に、上記空気比が上記上限を超える場合、後述する燃焼排ガス量の増加による火炎温度低下のおそれがある。
【００５０】
混焼用バーナー６に単位時間当たりに供給される含油スラッジ量Ｍ［ｋｇ／ｈ］の下限としては、１０ｋｇ／ｈが好ましく、２５ｋｇ／ｈがより好ましく、５０ｋｇ／ｈがさらに好ましく、７０ｋｇ／ｈが特に好ましい。一方、上記含油スラッジ量Ｍの上限としては、１００ｋｇ／ｈが好ましく、８０ｋｇ／ｈがより好ましい。上記含油スラッジ量Ｍが上記下限より小さい場合、含油スラッジの処理能力が不十分となるおそれがある。逆に、上記含油スラッジ量Ｍが上記上限を超える場合、含油スラッジの溶融が困難となり鉄分回収の歩留まり低下のおそれがある。なお、含油スラッジ量Ｍは、乾燥質量をいう。
【００５１】
混焼用バーナー６が上記粉体の噴射に用いるキャリアガスの単位時間当たりの使用量の下限としては、例えば５ｋｇ／ｈである。一方、上記使用量の上限としては、例えば９ｋｇ／ｈである。
【００５２】
混焼用バーナー６の単位時間当たりの燃焼排ガス量Ｇの下限としては、４５ｋｇ／ｈが好ましく、５５ｋｇ／ｈがより好ましい。一方、上記燃焼排ガス量Ｇの上限としては、１６０ｋｇ／ｈが好ましく、１４０ｋｇ／ｈがより好ましく、１００ｋｇ／ｈがさらに好ましく、６５ｋｇ／ｈが特に好ましい。上記燃焼排ガス量Ｇが上記下限より小さい場合、燃焼排ガス流が不安定となり上記粉体が周囲に飛散し易くなるおそれがある。逆に、上記燃焼排ガス量Ｇが上記上限を超える場合、燃焼排ガスの流速上昇により火炎中に上記粉体が滞留する時間が短くなるため、上記粉体の溶融が不十分となるおそれがある。
【００５３】
混焼用バーナー６の焼結原料層表面での火炎温度Ｔの下限としては、１，３００℃超である。上記火炎温度Ｔの下限としては、１，３４０℃が好ましく、１，５００℃がより好ましい。一方、上記火炎温度Ｔの上限としては、１，７００℃が好ましく、１，６５０℃がより好ましく、１，６００℃がさらに好ましい。上記火炎温度Ｔが上記下限より小さい場合、上記粉体が焼結原料層Ｘの表層に付着し難くなるおそれがある。逆に、上記火炎温度Ｔが上記上限を超える場合、燃料コストの増加に見合うだけの鉄分回収の歩留まり向上等が困難となるおそれがある。
【００５４】
混焼用バーナー６の燃焼排ガスの単位時間当たりの熱量Ｑｇ［ｋｃａｌ／ｈ］の下限としては、２０，０００ｋｃａｌ／ｈが好ましく、２５，０００ｋｃａｌ／ｈがより好ましい。一方、上記熱量Ｑｇの上限としては、６０，０００ｋｃａｌ／ｈが好ましく、５０，０００ｋｃａｌ／ｈがより好ましく、３０，０００ｋｃａｌ／ｈがさらに好ましく、２８，０００ｋｃａｌ／ｈが特に好ましい。上記熱量Ｑｇが上記下限より小さい場合、上記粉体の溶融が不十分となるおそれがある。逆に、上記熱量Ｑｇが上記上限を超える場合、燃料消費量の増加によるコスト増に見合うだけの鉄分回収の歩留まり向上等が困難となるおそれがある。
【００５５】
混焼用バーナー６の燃焼排ガスの単位時間当たりの熱量Ｑｇ［ｋｃａｌ／ｈ］は、下記式（１）によって算出される。ここで、Ｔは火炎温度である。ｃは排ガス比熱である。Ｇは理論湿り排ガス量である。
Ｑｇ［ｋｃａｌ／ｈ］＝Ｔ［℃］×ｃ［ｋｃａｌ／ｋｇ・℃］×Ｇ［ｋｇ／ｈ］・・・（１）
【００５６】
上記式（１）の理論湿り排ガス量Ｇ［ｋｇ／ｈ］は、上記ガス燃料がコークス炉ガスである場合、下記式（２）によって算出される。ここで、Ｈ［ｋｇ／ｈ］、Ｏ［ｋｇ／ｈ］、Ｎ［ｋｇ／ｈ］及びＷ［ｋｇ／ｈ］は、それぞれ混焼用バーナー６が単位時間当たりに使用するコークス炉ガスが含む水素原子、酸素原子、窒素原子及び水分子の質量である。ＭＡｉｒは燃焼空気量である。ＭＯは燃焼酸素量である。ＭＣはキャリアガス量である。
Ｇ［ｋｇ／ｈ］＝Ｈ［ｋｇ／ｈ］＋Ｏ［ｋｇ／ｈ］＋Ｎ［ｋｇ／ｈ］＋Ｗ［ｋｇ／ｈ］＋ＭＡｉｒ［ｋｇ／ｈ］＋ＭＯ［ｋｇ／ｈ］＋ＭＣ［ｋｇ／ｈ］・・・（２）
【００５７】
上記式（１）において、コークス炉ガスと空気とを燃焼させた場合に生じる排ガス比熱ｃは、例えば固定値０．２８ｋｃａｌ／ｋｇ・℃として計算することができる。
【００５８】
混焼用バーナー６が単位時間当たりに供給される含油スラッジを融点まで昇温するために必要な熱量Ｑｍ［ｋｃａｌ／ｈ］は、上記含油スラッジ量Ｍにより決まるが、上記熱量Ｑｍの下限としては、例えば１，０００ｋｃａｌ／ｈである。一方、上記熱量Ｑｍの上限としては、例えば１０，０００ｋｃａｌ／ｈである。
【００５９】
混焼用バーナー６が単位時間当たりに供給される含油スラッジを常温（２０℃）から融点まで昇温するために必要な熱量Ｑｍ［ｋｃａｌ／ｈ］は、下記式（３）によって求めることができる。ここで、Ｑａは単位質量当たりの含油スラッジの昇温に必要な理論熱量である。
Ｑｍ［ｋｃａｌ／ｈ］＝Ｍ［ｋｇ／ｈ］×Ｑａ［ｋｃａｌ／ｋｇ］・・・（３）
【００６０】
上記式（３）において、理論熱量Ｑａ［ｋｃａｌ／ｋｇ］は、下記式（４）で求めることができ、例えば固定値１００ｋｃａｌ／ｋｇとして計算することができる。ここで、Ｑｏｂは含油スラッジの単位質量当たりの油分の燃焼熱量である。Ｑｆｏは含油スラッジの単位質量当たりに含まれるＦｅＯ及び金属鉄の酸化熱量である。Ｑｃｄは含油スラッジの単位質量当たりに含まれる水酸化カルシウムの分解熱量である。Ｑｓｔは単位質量当たりの含油スラッジの昇温に必要な化学反応を考慮しない熱量である。
Ｑａ［ｋｃａｌ／ｋｇ］＝Ｑｏｂ［ｋｃａｌ／ｋｇ］＋Ｑｆｏ［ｋｃａｌ／ｋｇ］＋Ｑｃｄ［ｋｃａｌ／ｋｇ］＋Ｑｓｔ［ｋｃａｌ／ｋｇ］・・・（４）
【００６１】
上記式（４）において、含油スラッジの単位質量当たりの油分の燃焼熱量Ｑｏｂ［ｋｃａｌ／ｋｇ］は、下記式（５）で求めることができる。ここで、１０，０００ｋｃａｌ／ｋｇは単位質量当たりの油分の燃焼熱量である。ＯＳｏｉｌは含油スラッジの含油率［質量％］である。
Ｑｏｂ＝１０，０００［ｋｃａｌ／ｋｇ］×ＯＳｏｉｌ［質量％］／１００・・・（５）
【００６２】
上記式（４）において、含油スラッジの単位質量当たりに含まれるＦｅＯ及び金属鉄の酸化熱量Ｑｆｏ［ｋｃａｌ／ｋｇ］は、下記式（６）で求めることができる。ここで、４７１ｋｃａｌ／ｋｇは、単位質量当たりのＦｅＯの酸化熱量である。ＯＳｆｅｏは含油スラッジのＦｅＯの含有割合［質量％］である。１，７５１ｋｃａｌ／ｋｇは単位質量当たりの金属鉄の酸化熱量である。ＯＳｍｆｅは含油スラッジの金属鉄の含有割合［質量％］である。
Ｑｆｏ＝（４７１［ｋｃａｌ／ｋｇ］×ＯＳｆｅｏ［質量％］／１００）＋（１，７５１［ｋｃａｌ／ｋｇ］×ＯＳｍｆｅ［質量％］／１００）・・・（６）
【００６３】
上記式（４）において、含油スラッジの単位質量当たりに含まれる水酸化カルシウムの分解熱量Ｑｃｄ［ｋｃａｌ／ｋｇ］は、下記式（７）で求めることができる。ここで、２１０ｋｃａｌ／ｋｇは単位質量当たりの水酸化カルシウムの分解熱量である。ＯＳｃｈは、含油スラッジの水酸化カルシウムの含有割合［質量％］である。
Ｑｃｄ＝２１０［ｋｃａｌ／ｋｇ］×ＯＳｃｈ［質量％］／１００・・・（７）
【００６４】
上記式（４）において、単位質量当たりの含油スラッジの昇温に必要な化学反応を考慮しない熱量Ｑｓｔ［ｋｃａｌ／ｋｇ］は、下記式（８）で求めることができる。ここで、０．２５ｋｃａｌ／℃・ｋｇは含油スラッジの比熱である。Ｔｍｐは、含油スラッジの融点［℃］であり、例えば測定値である１，３６０℃を用いて計算することができる。
Ｑｓｔ＝０．２５［ｋｃａｌ／℃・ｋｇ］×（Ｔｍｐ［℃］−２０［℃］）・・・（８）
【００６５】
単位時間当たりに供給される含油スラッジを融点まで昇温するために必要な熱量Ｑｍ［ｋｃａｌ／ｈ］に対する混焼用バーナー６の燃焼排ガスの単位時間当たりの熱量Ｑｇ［ｋｃａｌ／ｈ］の比（熱量Ｑｇ［ｋｃａｌ／ｈ］／熱量Ｑｍ［ｋｃａｌ／ｈ］）としては、３．２超である。上記比の下限としては、３．３が好ましく、３．４がより好ましい。一方、上記比の上限としては、２０が好ましく、１７がより好ましく、１０がさらに好ましく、４が特に好ましい。上記比が上記下限より小さい場合、上記粉体の溶融が不十分となるおそれがある。逆に、上記比が上記上限を超える場合、燃料消費量の増加によるコスト増に見合うだけの鉄分回収の歩留まり向上等が困難となるおそれがある。
【００６６】
混焼用バーナー６の燃焼排ガスの流速の下限としては、１０ｍ／ｓが好ましく、１３ｍ／ｓがより好ましい。一方、上記流速の上限としては、３０ｍ／ｓが好ましく、２０ｍ／ｓがより好ましく、１５ｍ／ｓがさらに好ましい。上記流速が上記下限より小さい場合、排ガス流が不安定となり上記粉体が周囲に飛散し易くなるおそれがある。逆に、上記流速が上記上限を超える場合、火炎長は上記流速の１／２乗に比例して大きくなるため、火炎中に上記粉体が滞留する時間が短くなり、上記粉体の溶融が不十分となるおそれがある。なお、上記流速は、例えば単位時間当たりの燃焼排ガスの実体積量［ｍ３／ｈ］を混焼用バーナー６の火口の面積［ｍ２］で除す方法等で求めることができる。
【００６７】
混焼用バーナー６の配設位置は、着火後の焼結原料層Ｘの幅方向の全体でもよく、一部のみでもよい。混焼用バーナー６を幅方向の一部に配設する場合、上記配設位置としては、幅方向で一方又は両方の端部付近が好ましい。上記端部付近とは、例えば端部から５００ｍｍ以内の領域である。ドワイトロイド式焼結機１を用いた高炉用焼結原料の製造工程では、焼結原料層Ｘの表層のうち、幅方向端部付近が特に放熱性が高く焼結効率が低下し易い。そのため、混焼用バーナー６の配設位置を着火後の焼結原料層Ｘの幅方向の一方又は両方の端部付近とすることで、リサイクルを行う含油スラッジ量が少ない場合でも、当該含油スラッジのリサイクル方法によって高炉用焼結原料の焼結効率を向上できる。
【００６８】
［その他の実施形態］
上記実施形態は、本発明の構成を限定するものではない。従って、上記実施形態は、本明細書の記載及び技術常識に基づいて上記実施形態各部の構成要素の省略、置換又は追加が可能であり、それらは全て本発明の範囲に属するものと解釈されるべきである。
【００６９】
上記吹き付け工程に用いるバーナーとしては、上述の混焼用バーナーには限定されず、例えば火炎の根元に上記粉体を供給する機構を備えるバーナー等を用いてもよい。また、上記バーナーが火炎を覆う筒状の耐火物をさらに備える場合、排ガス流を旋回させてもよい。さらに、上記バーナーの燃料としては、重油、再生油等の液体燃料でもよく、微粉炭等の固体燃料でもよい。
【実施例】
【００７０】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００７１】
＜含油スラッジの粒径分布＞
実施例で用いる含油スラッジと、参考例として一般的なドワイトロイド式焼結機で生じる排ガスの煤塵との粒径分布をそれぞれ図４Ａ及び図４Ｂに示す。図４Ｂに示すように、一般的なドワイトロイド式焼結機で生じる排ガスの煤塵は、粒径が３００μｍ以下の粒子が約９０質量％を占める。また、図４Ａに示すように、含油スラッジも粒径が３００μｍ以下の粒子が約７０質量％を占める。つまり、含油スラッジは、焼結が不十分であると焼結ベッド（ドワイトロイド式焼結機の焼結原料層）に付着せず混焼バーナーの周囲に煤塵として放出されるため、鉄分を回収し難いと判断される。
【００７２】
＜粉体の調製＞
含油スラッジ１００質量部と生石灰４０質量部とを２軸パドルミキサーを用いて混合し、粉体（以下、「粉体Ｐ」ともいう）を得た。この粉体Ｐの含水率は０質量％であった。下記表１に、粉体Ｐの組成［質量％］を示す。なお、下記表１において、「ＴＦｅ」は全鉄量、「ＭＦｅ」は金属鉄量をそれぞれ示す。
【００７３】
【表１】
2016191078.tif 000003
【００７４】
＜焼結鉱の添加による粉体Ｐの融点温度変化＞
粉体Ｐに微細焼結鉱を混合し、混合物（以下、「混合物Ｍ」ともいう）を得た。次に、ＪＩＳ−Ｍ８８０１：２００８「石炭類−試験方法」に記載の「灰の溶融性試験方法」に準拠し、昇温速度５℃／分で１，５５０℃まで連続加熱しながら混合物Ｍの溶融温度（軟化点）を測定した。混合物Ｍにおける粉体Ｐの含有割合［質量％］と融点温度［℃］との関係を図５に示す。
【００７５】
図５から明らかなように、粉体Ｐの含有割合が７０質量％及び５０質量％（微細焼結鉱の含有割合が３０質量％及び５０質量％）である混合物Ｍは、上記含有割合が０質量％及び７０質量％の混合物Ｍよりも溶融温度が低かった。すなわち、粉体Ｐは、単味で加熱するよりも、微細焼結鉱を３０質量％又は５０質量％混合して加熱することで溶融し易くなる。これは、粉体Ｐと微細焼結鉱とを適度に混合して加熱した場合、ＣａＯ、ＦｅＯ、Ｆｅ２Ｏ３、ＳｉＯ２などの成分の固相反応によりカルシウムフェライトをはじめとした比較的低融点の物質が生成され易くなるためであると推察される。そのため、粉体Ｐに微細焼結鉱を加えることで、粉体Ｐ単味で燃料と混焼するよりも溶融し易くできると判断される。
【００７６】
＜焼結鍋試験＞
以下、図６の焼結鍋試験装置Ｚ１を用い、試験例１〜３及び比較試験例１〜３の焼結鍋試験を行った。図６の焼結鍋試験装置Ｚ１は、平均径が１００φ、平均高さが４００ｍｍで底部に網が張られている円筒状の焼結鍋Ｚ２と、この焼結鍋Ｚ２の上方に配設され、下向きの火口を有するガスバーナーＺ３と、焼結鍋Ｚ２の下方に配設され、図示しないブロワーに接続される排ガス管Ｚ４とを備える。ガスバーナーＺ３は、コークス炉ガスを原料として下向き火炎を発生させることで焼結鍋Ｚ２の装入物を上方から加熱できる。排ガス管Ｚ４は、途中で図示しない油分回収用板が配設される。
【００７７】
焼結鍋試験装置Ｚ１は、図示しない混焼用バーナーをさらに備える。この混焼用バーナーは、無機粒子の火炎内球状化処理に用いられるもので、粉体Ｐをキャリアガス（窒素）によって噴射する第１管と、この第１管と平行に配設され、上記粉体の噴射流を覆うようにガス燃料と支燃ガスとを噴射する第２管とを備える多重管ランスである。上記ガス燃料は、コークス炉ガスである。上記支燃ガスは、酸素を添加した常温の空気である。
【００７８】
焼結鍋試験装置Ｚ１は、後述する造粒後の焼結鍋試験用原料を焼結鍋Ｚ２に投入し、この焼結鍋試験用原料をガスバーナーＺ３で加熱することにより、燃焼鍋試験用原料の表層を着火して燃焼帯を形成できる。そして、焼結鍋試験装置Ｚ１は、上記ブロワーにより吸気することにより、焼結鍋Ｚ２の内部を負圧にし、焼結鍋Ｚ２の上部から装入物を通過して排ガス管Ｚ４に向かう気流を発生できる。上記気流により、燃焼帯が燃焼試験用原料内を下降する。また、燃焼帯で生じた排ガスは、排ガス管Ｚ４を通過し、上記油分回収用板に吹き付けされることで油分が回収される。さらに、焼結鍋試験装置Ｚ１は、上記混焼用バーナーで粉体Ｐをガス燃料及び支燃ガスと混焼して着火後の焼結鍋試験用原料の表層に吹き付けることができる。なお、焼結鍋試験装置Ｚ１における焼結鍋試験用原料の単位面積当たりの通気量は、実機のドワイトロイド式焼結機１における焼結原料層の単位面積当たりの通気量とほぼ同等である。そのため、焼結鍋試験装置Ｚ１は、ドワイトロイド式焼結機による高炉用焼結原料の製造工程における焼結原料層の上端から鉛直方向下方向に４００ｍｍまでの状態を再現できる。
【００７９】
［焼結鍋試験用原料の調製］
実機のドワイトロイド式焼結機１による高炉用焼結原料の製造に用いられる代表２銘柄の鉄鉱石をふるいにかけ、公称目開き寸法が１０ｍｍのふるい下に通過し、かつ公称目開き寸法が５ｍｍのふるい上に留まるもの１３．８質量部、公称目開き寸法が５ｍｍのふるい下に通過し、かつ公称目開き寸法が３ｍｍのふるい上に留まるもの１６．８質量部、公称目開き寸法が３ｍｍのふるい下に通過し、かつ公称目開き寸法が１ｍｍのふるい上に留まるもの１５．８質量部、及び公称目開き寸法が１ｍｍのふるい下に通過するもの３４．１質量部をそれぞれ配合し、粉末状の鉄鉱石を得た。また、石灰石１７．９質量部と硅石１．７質量部とを混合し、副原料を得た。上記粉末状の鉄鉱石１００質量部と上記副原料２５質量部とを配合し、全量６０ｋｇの鉱石配合物を得た。この鉱石配合物１００質量部に対して、公称目開き寸法が５ｍｍのふるい下に通過するコークスブリーズ４．５質量部を加え、焼結鍋試験用原料を得た。
【００８０】
［焼結鍋試験用原料の造粒］
焼結鍋試験用原料１００質量部に対して水を約６質量部加え、ミキサーでの混合によって焼結鍋試験用原料の中で比較的粒径が大きい核となる粒子に比較的粒径が小さい粉末状の粒子を付着させて造粒した。造粒後の焼結鍋試験原料は、焼結試験鍋内での通気性に優れる擬似粒子である。
【００８１】
造粒後の焼結鍋試験用原料を図６の焼結鍋Ｚ２に装入し、その上方から着火用コークスブリーズ１５ｇを載置した。上記ブロアーにより、差圧６００ｍｍＡｑで吸気しながらガスバーナーＺ３で９０秒間加熱することで着火用コークスブリーズに着火し、表層に燃焼帯を形成させた。その後、上記ブロアーにより差圧１，０００ｍｍＡｑで吸気することで燃焼帯を下降させた。その後、上記混焼用バーナーにより粉体Ｐとガス燃料とを混焼して着火後の焼結鍋試験用原料の表層に吹き付けた。上記吹き付け時間は１５秒間とした。燃焼帯の上端が焼結鍋試験用原料の下端に到達したら上記ブロアーによる吸気を停止し、焼結を終了した。冷却後、焼結鍋Ｚ２の装入物を取り出し、円筒形の焼結物を得た。
【００８２】
＜焼結鍋試験の評価＞
試験例１〜３及び比較試験例１〜３の焼結鍋試験について、以下の方法によって排ガス油分、焼結強度（落下強度）、及び含油スラッジの付着歩留まりを評価した。
【００８３】
［排ガス中油分］
上記油分回収板に付着した油分量を測定し、これを排ガス中油分［ｍｇ］とした。排ガス中油分は、少ないほど排ガスの油分濃度が低くてよいことを示し、１．５ｍｇ以下の場合を「Ａ（良好）」、１．５ｍｇ超の場合を「Ｂ（不良）」と評価した。
【００８４】
［焼結強度］
得られた焼結物を２ｍの高さから鉄板上に落下させ、回収した落下物を同様の条件で再度落下させ、二回落下後の焼結物を得た。落下前の焼結物の質量と、二回落下後の焼結物のうち公称目開き寸法が５ｍｍのふるい上に留まる焼結物の質量とを測定した。上記ふるい上に留まる落下後の焼結物の質量を落下前の焼結物の質量で除した値を焼結強度［質量％］とした。焼結強度は、高いほど焼結効率が高くよいことを示し、７３．５質量％超の場合を「Ａ（良好）」、７２質量％超７３．５質量％以上の場合を「Ｂ（やや良好）」、７２質量％以下の場合を「Ｃ（不良）」と評価した。
【００８５】
［粉体Ｐの付着歩留まり］
混焼及び吹き付けに用いた含油スラッジの質量から、焼結鍋試験装置Ｚ１の周囲に飛散した含油スラッジの質量を引くことにより、混焼用バーナーでの吹き付けにより焼結鍋試験用原料に付着回収された含油スラッジの質量を求めた。次に、吹き付けにより付着回収された質量を混焼に用いた粉体Ｐの質量で除した値を求め、これを粉体Ｐの付着歩留まり［質量％］とした。粉体Ｐの付着歩留まりは、高いほど含油スラッジの鉄分を歩留まりよく回収できてよいことを示し、９５質量％以上の場合を「Ａ（良好）」、９５質量％未満の場合を「Ｂ（不良）」と評価した。
【００８６】
下記表２に、混焼用バーナーに単位時間当たりに供給される含油スラッジ量Ｍ［ｋｇ／ｈ］と、この含油スラッジを常温（２０℃）から融点まで昇温するために必要な熱量Ｑｍ［ｋｃａｌ／ｈ］とを示す。上記熱量Ｑｍ［ｋｃａｌ／ｈ］は、上記含油スラッジ量Ｍ［ｋｇ／ｈ］に上記式（６）の理論熱量Ｑａとして１００ｋｃａｌ／ｋｇを乗じて求めた。また、下記表２には、混焼用バーナーの単位時間当たりのガス燃料及び支燃ガスの使用量を示す。さらに、下記表２には、混焼用バーナーの単位時間当たりのキャリアガスの使用量、燃焼排ガス量Ｇ、燃焼排ガス熱量Ｑｇ、バーナー径、焼結鍋試験原料までの平均距離Ｈ、火炎温度Ｔ、Ｑｇ／Ｑｍ、及び燃焼排ガス流速を示す。
【００８７】
下記表３に、試験例１〜３及び比較試験例１〜３の焼結鍋試験の評価を示す。
【００８８】
【表２】
2016191078.tif 000004
【００８９】
【表３】
2016191078.tif 000005
【００９０】
上記表３から明らかなように、試験例１〜３の燃焼鍋試験では、排ガス中油分、焼結強度及び粉体Ｐの付着歩留まりが全て良好であった。このことから、当該含油スラッジのリサイクル方法は、距離Ｈ、火炎温度Ｔ及びＱｇ／Ｑｍを上記範囲とすることで、低コストで歩留まりよく含油スラッジの鉄分を回収でき、かつリサイクル設備からの排ガスの油分濃度の低減、及び高炉用焼結原料の焼結効率の向上が可能であると判断される。
【００９１】
さらに、試験例３の燃焼鍋試験は、試験例１及び２の燃焼鍋試験と比較し、単位時間当たりに供給する含油スラッジの量を増加させても排ガス中油分、焼結強度及び粉体Ｐの付着歩留まりの良好さを保持できた。これは、試験例３は、距離Ｈが比較的大きく、かつ排ガス流速が比較的小さいため、火炎中に粉体Ｐが滞留する時間が比較的長なくなり、その結果、溶融に必要な熱量をより多く受け取ることができたためであると判断される。
【００９２】
一方、比較試験例１〜３の燃焼鍋試験では、排ガス中油分は良好であったが、試験例１〜３と比較して、焼結強度及び粉体Ｐの付着歩留まりが低下した。この原因として、試験例１は距離Ｈが小さいため火炎中に粉体Ｐが滞留する時間が比較的短く、試験例２は火炎温度Ｔが比較的低く、試験例３ではＱｇ／Ｑｍが低いため、いずれも粉体Ｐに溶融に必要な熱量を与えられなかったためであると判断される。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
当該含油スラッジのリサイクル方法は、低コストで歩留まりよく含油スラッジの鉄分を回収でき、かつリサイクル設備からの排ガスの油分濃度の低減、及び高炉用焼結原料の焼結効率の向上が可能である。
【符号の説明】
【００９４】
１  ドワイトロイド式焼結機
２  無端ベルト
３  原料ホッパー
４  ガイド
５  点火炉
６  混焼用バーナー
７  着火用バーナー
８  点火炉フード
９  風箱
１０  配管
１１  集塵機
Ｘ  焼結原料層
Ｘ１  燃焼帯
Ｘ２  焼結前の焼結原料層
Ｘ３  焼結後の焼結原料層
Ｚ１  焼結鍋試験装置
Ｚ２  焼結鍋
Ｚ３  ガスバーナー
Ｚ４  排ガス管
Ａ  着火点
Ｂ  吹き付け位置
Ｃ  終端
【図１】
2016191078.tif 000006
【図２】
2016191078.tif 000007
【図３】
2016191078.tif 000008
【図４Ａ】
2016191078.tif 000009
【図４Ｂ】
2016191078.tif 000010
【図５】
2016191078.tif 000011
【図６】
2016191078.tif 000012