(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高水分のＣｒ含有スラッジと、Ｃｒ含有焼却残渣および集塵ダストの少なくとも１種以上と、燒結乾ダストを混合して水分含有率が１０〜１４．９％の混合物とし、得られた混合物を亜鉛含有量が０．５％以下の含鉄亜鉛粗粒ダストおよびバインダーとともに混合した後、前記亜鉛粗粒ダストを核として造粒して生ペレットを形成し、次いで該生ペレットを養生した後、４％以下の減率乾燥域まで乾燥して炉内の溶融スラグの比重よりも大きな製鋼用ペレットとして利用することを特徴とするＣｒ含有スラッジや焼却残渣等の処理方法。
【請求項２】
高水分のＣｒ含有スラッジと、Ｃｒ含有焼却残渣および集塵ダストの少なくとも１種以上と、燒結乾ダストを混合して水分含有率が１０〜１４．９％の混合物とし、得られた混合物を亜鉛含有量が０．５％以下の含鉄亜鉛粗粒ダストおよびバインダーとともに混合した後、前記亜鉛粗粒ダストを核として造粒して生ペレットを形成し、次いで該生ペレットを養生して得られる製鋼用ペレットであって、比重が投入する炉内の溶融スラグの比重よりも大きく、かつ４％以下の減率乾燥域まで乾燥されていることを特徴とする製鋼用ペレット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有効成分を再利用することができるＣｒ含有スラッジや焼却残渣等の処理方法およびそれにより得られる製鋼用ペレットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、製鉄所あるいはその他の工場等においては、メッキ処理工程や酸洗い処理工程や湿式集塵処理工程を経た後に高水分のＣｒ含有スラッジが発生するケースがある。この場合、発生したＣｒ含有スラッジ類は、従来は産業廃棄物として埋め立て処理されているのが普通である。
また、圧延用ロールは長期間使用するとロールプロフィールが崩れるため研削処理を実施しているが、この作業で生じる研削屑には研削油が混在しているとともにＣｒ濃度も５％前後と高いため、産業廃棄物として埋め立て処理されるのが普通である。また、圧延廃油、含油スラッジ等の焼却炉から発生する焼却残渣は水封部への排出となることが多く、通常は湿潤状態で埋め立て処理されるのが普通である。
更には、廃油等の焼却場の集塵ダストは、焼却物からの重金属類発生の懸念があり、また乾燥した微紛で取り扱いにくいため、ドラム缶に詰めて最終処分場で埋め立て処理されるのが普通である。
【０００３】
しかしながら、最近では埋め立て場の受け入れ可能容量が減少しているとともに、埋め立て処理のために外部委託する費用も高くなりコストアップの要因になるという問題点があった。更に、スラッジ中には鉄分等の有効成分を含んでおり、廃棄処理してしまうと資源の無駄遣いになるという問題点もあった。
【０００４】
一方、本出願人はＣｒ含有スラッジではないが、鉄−亜鉛系スラッジをペレット化して転炉へ投入することにより、産業廃棄物の減量化を図るとともに、スラッジ中に存在する鉄分等の有効成分の再利用を図る方法を開発し、先に特開昭５６−１３９６３３号公報として提案した。しかしながら、この方法によるときは脱水設備が大掛りで設備費が高くなるうえに乾燥時間も長くなるという問題点があった。また、ペレットを転炉に投入する際にペレット中の水分量が多くて炉内爆裂を生じるため、この技術をそのままＣｒ含有スラッジに適用した場合には、Ｃｒの分散が不均一となってスラグへの不均一混合およびペレット鉄歩留まりが大幅に低下するという問題点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記のような従来の問題点を解決して、Ｃｒ含有スラッジ、Ｃｒ含有焼却残渣、集塵ダスト等から有効成分を再利用することができるとともに、製鋼用ペレットを簡単な設備により短時間で、かつ安価に生産することができるＣｒ含有スラッジや焼却残渣等の処理方法、およびその処理方法により得られるものであって、転炉へ投入した場合にも炉内爆裂を生じることがなくて均一に分散でき高い鉄歩留まりで、かつＣｒ基準値以下での転炉繰業を可能とすることができる製鋼用ペレットを提供することを目的として完成されたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するためになされた本発明は、高水分のＣｒ含有スラッジと、Ｃｒ含有焼却残渣および集塵ダストの少なくとも１種以上と、燒結乾ダストを混合して水分含有率が１０〜１４．９％の混合物とし、得られた混合物を亜鉛含有量が０．５％以下の含鉄亜鉛粗粒ダストおよびバインダーとともに混合した後、前記亜鉛粗粒ダストを核として造粒して生ペレットを形成し、次いで該生ペレットを養生した後、４％以下の減率乾燥域まで乾燥して炉内の溶融スラグの比重よりも大きな製鋼用ペレットとして利用することを特徴とするＣｒ含有スラッジや焼却残渣等の処理方法である。
【０００７】
また、高水分のＣｒ含有スラッジと、Ｃｒ含有焼却残渣および集塵ダストの少なくとも１種以上と、燒結乾ダストを混合して水分含有率が１０〜１４．９％の混合物とし、得られた混合物を亜鉛含有量が０．５％以下の含鉄亜鉛粗粒ダストおよびバインダーとともに混合した後、前記亜鉛粗粒ダストを核として造粒して生ペレットを形成し、次いで該生ペレットを養生して得られる製鋼用ペレットであって、比重が投入する炉内の溶融スラグの比重よりも大きく、かつ４％以下の減率乾燥域まで乾燥されていることを特徴とする製鋼用ペレットである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照しつつ本発明の好ましい実施の形態を示す。
図面は、本発明に係る製鋼用ペレットの製造工程の一例を示す全体フロー図であり、図中１は燒結乾ダストの供給源、２はＣｒ含有スラッジおよびＣｒ含有焼却残渣の供給源、３は含鉄亜鉛ダストの供給源、４はこれらの供給源より供給される各原料を貯留するとともに一定量ずつ切り出すためのホッパーである。
【０００９】
前記Ｃｒ含有スラッジは、５０〜６０％の高水分を含むものであり、このままホッパー４に貯留するとブリッジを形成して正確に切り出し配合することができない。そのため、本発明ではＣｒ含有スラッジを予め燒結乾ダストと混合しておき水分含有率が１０％程度の混合物とし、これをホッパー４に貯留することでブリッジの発生を防止するのである。
【００１０】
また、Ｃｒ含有焼却残渣も約５０％程度の高水分を含むものであり、前記スラッジと同様に予め燒結乾ダストと混合しておくことでブリッジの発生を防止するのである。この焼却残渣は、ロール研削屑を廃油、含油スラッジとともにロータリーキルン等の焼却設備により焼却して生じる残渣を水封部より排出して得られるものであり、従来埋め立て処分していたロール研削屑や含油スラッジ等の有効利用を図ることを可能にするものである。
【００１１】
前記ホッパー４には含鉄亜鉛ダストおよびバインダーを貯留する。含鉄亜鉛ダストは、後述するように製造した製鋼用ペレットを転炉に投入した場合にスラグ層を通過して溶銑内に入り込むだけの十分な質量を付与するためのものである。即ち、製鋼用ペレットの比重調整を行うためのものであり、炉内スラグの比重よりも大きくなるように調製し添加する。
バインダーとしては、例えばシリカ、ＣａＯからなるエスメントと称される高炉水砕スラグ微粉末、製紙スラッジ等を用いることができる。なお、ホッパー４には造粒に必要な生石灰も貯留してある。
【００１２】
なお、含鉄亜鉛ダストとしては、高亜鉛ダストと低亜鉛ダストの２種類を用いることが好ましい。ここで高亜鉛ダストとは、亜鉛含有量が約２％程度のものをいい、低亜鉛ダストとは、亜鉛含有量が約０．５％以下のものをいう。高亜鉛ダストは微粒であるため、後工程で造粒した場合に核を形成できず所望形状の製鋼用ペレットが得られないおそれがあり、本発明では径の大きい粗粒ダストである低亜鉛ダストを加えることで、造粒時の核として利用するのである。
【００１３】
１１は集塵機で発生した集塵ダストを貯留するダストホッパーである。従来、乾燥した微紛で取り扱いにくい集塵ダストは、通常キレート樹脂により固化した後、ドラム缶に詰めて最終処分場で埋め立て処理されていたが、ダスト中には鉄分を多量に含んでおりリサイクルして有効活用することが望まれていた。本発明では、この集塵ダストをペレット成形用の水分調整剤として利用することにより有効活用を図るものである。
この集塵ダストは、図中の実線で示されるように燒結乾ダストに混入させたり、破線で示されるようにホッパー４に供給したりすることができる。
【００１４】
以上のように、ホッパー４に貯留した高水分のＣｒ含有スラッジと、Ｃｒ含有焼却残渣および集塵ダストの少なくとも１種以上と、燒結乾ダストを混合して水分含有率を１０％程度とした混合物と、含鉄亜鉛ダスト、バインダーおよび生石灰を所定量切り出しして、ボールミルのような混合装置５で混合する。次いで、得られた混合物をパンペレタイザーのような造粒装置６で造粒して、粒径が２０〜３０ｍｍ程度、水分含有率が１０％程度の生ペレットを形成する。
【００１５】
その後、該生ペレットを養生ヤード７で養生することにより、バインダーの水和反応で強度を発現させる。その後、バンド乾燥機のような乾燥装置８で乾燥して製鋼用ペレットとする。
この時、水分含有率が１０％程度の生ペレットを４％以下の減率乾燥域まで乾燥して製鋼用ペレットとする。このように、ペレット中の自由水分を除去して４％以下の減率乾燥域まで乾燥することにより、ペレットを転炉へ投入した場合の急激な水分蒸発をなくし炉内爆裂が生じるのを的確に防止することができる。
【００１６】
その後、得られた製鋼用ペレットは、地上バンカーまでトラック輸送して転炉１０の炉上ホッパー９まで搬送される。そして該ホッパー内の製鋼用ペレットは、高炉溶銑を装入後に副原料とともに投入することにより利用に供されることとなる。
【００１７】
以上のようにして得られる製鋼用ペレットは、粒径が約１０〜３０ｍｍで、比重が炉内の溶融スラグの比重よりも大きいもの（炉内スラグ比重２．５〜３．０に対し、ペレット比重３．０〜３．５）であり、また水分含有率も４％以下の減率乾燥域まで十分に乾燥したものである。
従って、このペレットを転炉に投入した場合は、比重が大きいためにペレットがスラグ層に浮遊することがなく溶銑内に入り込むことができる。また、自由水分を除去して４％以下の減率乾燥域まで乾燥してあるので急激な水分蒸発による炉内爆裂もなく、スラグおよび溶銑内で均一に分散されてペレット中の鉄成分等を歩留まりよく（鉄歩留まりは約９０％）確保することができる。しかも、炉内爆裂がないのでＣｒが炉壁に付着して炉材を侵食することもなく、またＣｒが溶銑内で偏在することがなく均一に分散するのでＣｒ基準値以下（溶銑成分規制値０．０５５％以下）での繰業を可能とする。
【００１８】
また、４％以下の減率乾燥域まで乾燥してないペレットでは鉄歩留まりが４０％程度と低く、溶銑・溶鋼のトン当たり５ｋｇ以下しか投入することができないのに対して、本発明のペレットでは溶銑・溶鋼のトン当たり２０〜４０ｋｇ投入しても鉄歩留まりを９０％以上確保できることが確認されている。
なお、亜鉛についてはＺｎＯとして発生ダストとともに循環し、徐々にダスト中のＺｎ濃度を高めていき、高亜鉛濃縮ダストとして再利用に供することができる。
また、従来は廃棄処分されていたロール研削屑や集塵ダストから鉄分の回収が可能で有効活用できるとともに、乾燥した集塵ダストを用いた場合には水分調整用の焼結乾ダストの使用量を減少させることができ大幅なコストダウンを図ることが可能となる。
【００１９】
［表１］に示した調合により製鋼用ペレットを製造した。実施例１はＣｒ含有スラッジと集塵ダストを用いた場合、実施例２はＣｒ含有スラッジとＣｒ含有焼却残渣を用いた場合、実施例３、４はＣｒ含有スラッジとＣｒ含有焼却残渣および集塵ダストを用いた場合を示す。
いずれの場合も、ペレットとして十分な強度を有しており、また炉内爆裂もなく、また溶銑に約２０ｋｇ／ｔ投入してもＣｒ基準値以下（溶銑成分規制値０．０５５％以下）での繰業が可能であった。
【００２０】
【表１】
0004237965.tif 000002
【００２１】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明のＣｒ含有スラッジや焼却残渣等の処理方法は、Ｃｒ含有スラッジ、Ｃｒ含有焼却残渣、集塵ダスト等から有効成分を再利用することができるとともに、製鋼用ペレットを簡単な設備により短時間で、かつ安価に生産することができるものであり、またこれにより得られる製鋼用ペレットは、転炉へ投入した場合にも炉内爆裂を生じることがなくて均一に分散でき高い鉄歩留まりで、かつＣｒ基準値以下での転炉繰業を可能とすることができるものである。
よって本発明は従来の問題点を一掃したＣｒ含有スラッジや焼却残渣等の処理方法およびそれにより得られる製鋼用ペレットとして、産業の発展に寄与するところは極めて大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す製造工程の全体フロー図である。
【符号の説明】
１  燒結乾ダストの供給源
２  Ｃｒ含有スラッジおよびＣｒ含有焼却残渣の供給源
３  含鉄亜鉛ダストの供給源
４  ホッパー
５  混合装置
６  造粒装置
７  養生ヤード
８  乾燥装置
１０  転炉
１１  ダストホッパー
【図１】
0004237965.tif 000003