電気炉ダストの還元処理方法
【課題】この発明は、製鋼用電気炉で発生する電気炉ダストと炭材との粉状混合物を圧縮成形してブリケットとし、これを回転炉床炉で加熱還元処理する方法であって、成形後から回転炉床炉に装入するまでのハンドリングに耐えうるブリケット強度を確保するとともに、回転炉床炉内でのバースティングを防止しつつブリケットの乾燥に必要なエネルギを低減しうる方法を提供することを目的とする。
【解決手段】この方法は、製鋼用電気炉１で発生する電気炉ダストＡに、炭材ＢとバインダＣと必要により水分とを添加し混合して、水分含有量が０．５〜３質量％の粉状混合物Ｄとする工程と、この粉状混合物Ｄをブリケットマシン４で圧縮成形して生ブリケットＥとした後、この生ブリケットＥを、乾燥せずにそのまま回転炉床炉５に装入し、加熱還元して還元鉄ブリケットＦと粗酸化亜鉛Ｇとを得る工程とを含む。
【解決手段】この方法は、製鋼用電気炉１で発生する電気炉ダストＡに、炭材ＢとバインダＣと必要により水分とを添加し混合して、水分含有量が０．５〜３質量％の粉状混合物Ｄとする工程と、この粉状混合物Ｄをブリケットマシン４で圧縮成形して生ブリケットＥとした後、この生ブリケットＥを、乾燥せずにそのまま回転炉床炉５に装入し、加熱還元して還元鉄ブリケットＦと粗酸化亜鉛Ｇとを得る工程とを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製鋼用電気炉で発生する電気炉ダストを回転炉床炉にて還元処理する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
製鋼用電気炉から発生する電気炉ダストは、鉄分だけでなく、亜鉛や鉛などの非鉄金属を含む、超微粉のダストである。このような電気炉ダストを有効に利用するために、従来、種々の処理方法が提案されている。
【０００３】
例えば、電炉ダストに炭材を添加し水分を加えてペレットに造粒し、ロータリキルンで加熱して、亜鉛や鉛を還元揮発して回収するとともに鉄分を還元して還元鉄ペレットとして回収する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。電気炉ダストに炭材を添加してペレット化することにより、次のような効果が得られる。
（１）ペレット内に内装される炭材が、亜鉛や鉛の還元揮発および鉄の還元を促進する。
（２）ロータリキルンは通常、電気炉とは離れた場所に設置されるが、電気炉の近くであらかじめペレット化し、ペレットの形でロータリキルンまで輸送することで、輸送に際しての微粉の飛散を防止することができる。
【０００４】
しかしながら、前記ペレットは、ロータリキルン内での転動による衝撃で容易に崩壊・粉化し、これにより、炉壁への固着物の形成や大量のダストロスの発生といった問題を生じさせる。
【０００５】
そこで、ロータリキルンの代わりに、ロータリハーネス炉（回転炉床炉）を用い、水平面内で回転する炉床上にペレットを静置して加熱還元する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。この方法は、ペレットを崩壊・粉化させることなく、亜鉛分等を回収するとともに、鉄分を還元鉄ペレットとして回収することを可能にする。
【０００６】
しかしながら、この方法では、前記ロータリキルンを用いる方法と同様、電気炉ダストに炭材を添加し多量の水分を加えてペレットとする必要があり、ペレット（生ペレット）の水分含有量は７〜１５質量％にも達する。前記特許文献２では、生ペレットを乾燥せずにそのまま回転炉床炉に装入して加熱することが記載されている（同文献の段落［００１３］、図２）が、このように多量に水分を含有する生ペレットをいきなり高温雰囲気内に装入すると、ペレットが急速加熱されて、その内部の水分が急激に水蒸気となり、そのガス圧にてペレットが爆裂（バースティング）する可能性が高い。
【０００７】
このようなペレットのバースティングを回避するために、回転炉床炉の加熱帯の前段に予熱帯を設け、予熱帯にて比較的低い温度域でペレットを予熱してバースティングの発生を防止しつつペレットから水分をゆっくり除去する方法が提案されている（特許文献３参照）。しかしながら、この方法では、回転炉床炉のサイズを維持した場合に電気炉ダストの処理速度が大幅に低下する一方、電気炉ダストの処理速度を確保した場合に回転炉床炉が著しく大型化する問題がある。
【０００８】
また、生ペレットを乾燥機にて乾燥してその水分含有量を１質量％以下にしてから回転炉床炉に装入すること（特許文献４参照）も考えられる。このように十分に乾燥したペレットを回転炉床炉に装入することは、バースティングを確実に防止するとともに、回転炉床炉のサイズを維持しつつ電気炉ダストの処理速度を確保することを可能にするが、乾燥機を別途必要とするうえ、その乾燥に必要なエネルギを多く必要とする問題がある。
【０００９】
そこで、本出願人は、電気炉ダストと炭材からなる粉状混合物をペレット化することに代えて、当該粉状混合物を圧縮成形によりブリケット化して回転炉床炉に装入する方法を提案した（特許文献５参照）。
【００１０】
一般的には、圧縮成形によるブリケット化は転動造粒によるペレット化ほどには多量の水分を必要としないことから、前記方法によれば、乾燥機を省略するとともに、乾燥に必要なエネルギが大幅に減少することが期待できる。
【００１１】
しかしながら、成形後から回転炉床炉に装入するまでの間におけるハンドリングに耐えうる強度を確保しつつ、回転炉床炉内でのバースティングを確実に防止しうる、ブリケットの製造条件（特に、適正水分含有量）については不明であった。
【特許文献１】特開平６−１７４３８３号公報
【特許文献２】特開平９−２０９０４７号公報
【特許文献３】特開平１１−３３７２６４号公報
【特許文献４】特開平１１−１９３４２３号公報
【特許文献５】特開２００４−７６１５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
そこで、本発明は、製鋼用電気炉で発生する電気炉ダストと、炭材との粉状混合物を圧縮成形してブリケットとし、これを回転炉床炉で加熱還元処理する方法において、成形後から回転炉床炉に装入するまでの間におけるハンドリングに耐えうる強度を確保するとともに、回転炉床炉内でのバースティングを確実に防止しつつ、ブリケットの乾燥に必要なエネルギを可及的に低減しうる、電気炉ダストの還元処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１記載の発明は、電気炉ダストの還元処理を行うための方法であって、 製鋼用電気炉で発生する電気炉ダストに、少なくとも炭材とバインダとを添加して混合することにより、水分含有量が０．５〜３質量％の粉状混合物を生成する混合工程と、この粉状混合物を圧縮成形して生ブリケットとする成形工程と、
この生ブリケットを、乾燥せずにそのまま回転炉床炉に装入し、加熱還元して還元鉄ブリケットと粗酸化亜鉛とを得る還元工程と、を備える。
【００１４】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の電気炉ダストの還元処理方法であって、前記混合工程では、前記炭材及びバインダに加え、生成される粉状混合物の水分含有量を０．５〜３質量％の範囲内の量にするために必要な水分が添加される。
【００１５】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の電気炉ダストの還元処理方法であって、前記回転炉床炉が前記製鋼用電気炉に隣接するように設置される。
【００１６】
請求項４記載の発明は、請求項１または２記載の電気炉ダストの還元処理方法であって、前記電気炉ダストが前記製鋼用電気炉から前記回転炉床炉まで空気圧送式の粉流体運搬用タンク車で輸送される。
【００１７】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の電気炉ダストの還元処理方法であって、前記成形工程では、双ロール型ブリケットマシンが用いられ、その成形線圧が４４ｋＮ／ｃｍ以上に設定される。
【００１８】
請求項６記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の電気炉ダストの還元処理方法であって、前記混合工程では、前記バインダとして繊維質バインダが添加される。
【００１９】
請求項７記載の発明は、請求項１〜６のいずれかに記載の電気炉ダストの還元処理方法であって、さらに、前記電気炉ダストを含む粒状混合物から生成された還元鉄ブリケットを当該電気炉ダストが発生した製鉄用電気炉内に戻す工程を含む。
【発明の効果】
【００２０】
以上のように、本発明は、電気炉ダストの還元処理方法を提供する。この方法は、製鋼用電気炉で発生する電気炉ダストに炭材とバインダと（必要な場合には）水分とを混合して、水分含有量が０．５〜３質量％の粉状混合物とする混合工程と、この粉状混合物を圧縮成形して生ブリケットとする成形工程と、この生ブリケットを、乾燥せずにそのまま回転炉床炉に装入し、加熱還元して還元鉄ブリケットと粗酸化亜鉛とを得る還元工程と、を含むので、電気炉ダストと炭材等からなる粉状混合物の水分含有量を適正範囲内の量にすることにより、生ブリケットのハンドリング強度を確保するとともに、事前の乾燥を省略しても回転炉床炉内でのバースティングが確実に防止することを可能にする。この結果、回転炉床炉内で炉床上に固着物が形成されたり、大量のダストロスが発生することを防ぎ、高歩留で安定な操業を実現することができる。また、ペレット化が行われる従来方法に比べ、ブリケット化を行う本発明に係る方法では、生ブリケットの水分含有量及びその生ブリケットの乾燥に必要なエネルギが大幅に削減され、より低コストでの電気炉ダストの還元処理が可能である。
【００２１】
ここで、前記回転炉床炉が前記製鋼用電気炉に隣接するように設置されれば、製鋼用電気炉から回転炉床炉まで電気炉ダストを輸送する必要がないため、従来のように発塵防止のためにペレット化する必要がなく、したがって水分の添加が不要となる効果が得られる。
【００２２】
また、製鋼用電気炉から離れた場所に回転炉床炉が設置される場合でも、製鋼用電気炉から回転炉床炉まで例えばジェットパック車といった空気圧送式の粉流体運搬用タンク車を用いて電気炉ダストの輸送を行えば、当該輸送のためにペレット化する必要がなくなり、水分の添加が不要となる効果が得られる。
【００２３】
また、前記成形工程において、双ロール型ブリケットマシンを用い、その成形線圧を４４ｋＮ／ｃｍ以上とすることにより、圧潰強度および落下強度の双方について十分な強度をもつブリケットを得ることができる。
【００２４】
また、前記混合工程において、前記バインダとして繊維質バインダが混合されれば、その繊維質がブリケット中に分散して水蒸気を抜けやすくすることにより、ブリケット内部の水蒸気圧を緩和して耐バースティング特性を向上させることができる。
【００２５】
本発明に係る方法は、さらに、前記電気炉ダストを含む粒状混合物から生成された還元鉄ブリケットを当該電気炉ダストが発生した製鉄用電気炉内に戻す工程を含むことにより、当該電気炉ダストに含まれる元素を効率良く回収することを可能にし、経済性の向上及び資源の有効活用に寄与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２７】
〔実施形態〕
図１は、製鋼用電気炉１と、この製鋼用電気炉１から集塵機２により集塵された電気炉ダストを還元処理するための本発明の一実施形態に係る還元処理設備とを示す概略フロー図である。この還元処理設備は、ミキサ３と、ブリケットマシン４と、回転炉床炉５と、集塵機６とを備える。
【００２８】
前記製鋼用電気炉１内で電気炉ダストＡが発生する。この電気炉ダストＡは、バグフィルタなどの集塵機２にて乾式で捕集され、スクリュコンベア、フライトコンベア、ロータリバルブ、気送などの手段で図示しない所定の貯槽に一旦貯蔵される。
【００２９】
（混合工程）
前記電気炉ダストＡは、前記貯槽から切り出され、これにコークス粉などの炭材Ｂが所定量配合され、さらに糖蜜などのバインダＣが適量添加される。これらがミキサ３で混合されることにより、粉状混合粉Ｄが生成される。炭材Ｂの配合量は、電気炉ダスト中の鉄分、亜鉛分等の金属元素が還元されるのに必要な炭素量に基づいて決定されればよい。ミキサ３での混合の際には、必要に応じて水分が添加される。具体的に、この水分の添加は、得られる粉状混合物Ｄの水分含有量が０．５〜３質量％の範囲となるように行われる。この水分含有量を得るのに水分の添加が必要ない場合にはその添加が全く行われず、必要な場合はその必要最小限の量だけの水分が添加されて前記混合が行われる。
【００３０】
前記粉状混合物Ｄの水分含有量の下限が０．５質量％である理由は、若干の水分量が存在するほうが、後述のように成形される生ブリケットＥの強度をより確実に確保することができるためである。他方、粉状混合物Ｄの水分含有量の上限が３質量％である理由は、これより水分含有量が多いと、前記生ブリケットＥが回転炉床炉５に装入される際にバースティングが発生するおそれが高まるためである（後記実施例１参照）。
【００３１】
（成形工程）
前記のように水分含有量が調整された粉状混合物Ｄは、前記ブリケットマシン（例えば双ロール型のブリケットマシン４）にて、アーモンド形、ピロー形など所定形状の生ブリケット（以下、単に「ブリケット」ということもある。）Ｅに圧縮成形される。ブリケットマシン４の成形線圧は、十分な生ブリケットＥの強度（圧潰強度および落下強度）が得られるように、４４ｋＮ／ｃｍ以上、さらには６４ｋＮ／ｃｍ以上であるのが好ましい（後記実施例３参照）。
【００３２】
（還元工程）
ブリケットマシン４で圧縮成形された生ブリケットＥは、乾燥処理されることなく、そのまま回転炉床炉５の図示しない炉床上に装入され、炉内を１周する間に加熱還元される。そのうちの鉄分は還元鉄ブリケットＦとして回収され、亜鉛分などの非鉄金属はバグフィルタなどの集塵機６で粗酸化亜鉛Ｇとして捕集される。前記生ブリケットＥの水分含有量は３質量％以下に制限されていることから、当該生ブリケットＥが回転炉床炉５内高温雰囲気下に装入されても、バースティングが発生することがない。
【００３３】
ここで、前記生ブリケットＥの代わりにペレットが成形される従来技術では、上述したように、バースティングを回避するため、回転炉床炉への装入の際に当該ペレットがドライヤなどで事前に乾燥されて水分含有量を１質量％以下に制限される。すなわち、前記ペレットは、転動による非常に小さい圧縮力を受けてソフトに成形されるものであるため、低い水蒸気圧でもバースティングが発生しやすいことから、バースティングを防止するには水分含有量を極力低くする必要がある。
【００３４】
これに対し、前記ブリケットは例えば双ロールにより非常に高い圧縮力を受けて強固に成形されるものであるため、前記ペレットに比べ、より高い水蒸気圧でもバースティングが発生することを防ぐことができる。この理由により、ペレットよりもブリケットの水分含有量を高くすることができる。
【００３５】
回収された前記還元鉄ブリケットＦは、製鋼用電気炉１の原料の一部として、あるいは高炉への装入原料の一部として、再利用することができる。また、粗酸化亜鉛Ｇは、亜鉛精錬用の原料として有効利用することができる。
【００３６】
このように、電気炉ダストが還元鉄ブリケットとしてリサイクルされる場合、当該還元鉄ブリケットは前記電気炉ダストが発生した製鉄用電気炉に戻されることが好ましい。その理由は次のとおりである。製鉄用電気炉から発生した電気炉ダスト中には、製鉄用電気炉で製造する鋼種に依存する合金元素としてＭｎ，Ｍｏ，Ｎｂ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｖ，Ｔｉ，Ｗなどが含まれ、その他にはＡｌ，Ｂ，Ｃｏ，Ｃｒ，Ｌａ，Ｐｂ，Ｓｅ，Ｔｅ，Ｚｒなども含まれる。これらの元素は、前記リサイクルによって元の鋼と異種の鋼に混じった場合には単に不純元素となるだけであるが、元の鋼と同種の鋼に混じれば、経済性を高めて資源の有効活用に寄与することができる。例えば、高Ｍｎ合金鋼を製造する製鋼用電気炉から発生した電気炉ダストは多くのＭｎを含むため、この電気炉ダストが同種の鋼を製造する製鋼用電気炉に還元鉄としてリサイクルされることにより、Ｍｎの有効な回収が可能になる。一方、例えば高Ｃｕの溶鋼を製造する製鉄用電気炉から発生した電気炉ダストにはＣｕが多く含まれ、この電気炉ダストが多種の鋼を製造する製鋼用電気炉に還元鉄として戻されることは不純元素を増加させるだけで好ましくない。従って、前記電気炉ダストを含む粒状混合物から生成された還元鉄ブリケットは、当該電気炉ダストが発生した製鉄用電気炉内に戻されることが好ましい。
【００３７】
（変形例）
前記実施形態では、回転炉床炉５が製鋼用電気炉１に隣接するように設置されるが、本発明は必ずしもこれに限定されず、製鋼用電気炉１から離れた場所に回転炉床炉５が設置される場合にも適用できる。
【００３８】
前記製鋼用電気炉１に隣接して回転炉床炉５が設置される場合は、製鋼用電気炉１から回転炉床炉５まで電気炉ダストＡを輸送する必要がないため、従来のように発塵防止のためにペレット化する必要がなく、したがって水分の添加が不要となる効果が得られる。
【００３９】
一方、製鋼用電気炉１から離れた場所に回転炉床炉５が設置される場合は、製鋼用電気炉１から回転炉床炉５まで電気炉ダストＡを輸送する必要があるが、その輸送手段として例えばジェットパック車といった空気圧送式の粉流体運搬用タンク車を採用すればよい。これにより、輸送のためにペレット化する必要がなくなり、水分の添加が不要となる効果が得られる。
【００４０】
前記ジェットパック車は、密閉式のタンクを有するもので、粉体を乾粉のまま飛散させることなく輸送する機能を有する。集塵機からジェットパック車のタンクへの電気炉ダストの積み込みは、重力による落し込みや、空気等で電気炉ダストを流動化させながらの移送により、行われることが可能である。また、ジェットパック車のタンクから貯槽への移送も、空気等による電気炉ダストの流動化によって行われることができる。
【００４１】
また、前記実施形態では、ブリケット化に際しバインダＣとして糖蜜が添加されるが、ペーパフラフ、麦藁、シリコンファイバ等の繊維質バインダが添加されることがより好ましい。その繊維質は、生ブリケット中に分散して当該繊維質に沿って水蒸気を抜けやすくし、ブリケット内部の水蒸気圧を緩和する。これにより耐バースティング特性がさらに向上する（後記実施例２参照）。
【００４２】
また、前記実施形態では、１種類の電気炉ダストＡのみが用いられるが、複数種類の電気炉ダストを混合したものが用いられてもよい。さらに、電気炉ダストに加えて、高炉ダスト、転炉ダスト、ミルスケール等の他の製鉄所ダストや、鉄鉱石を混合したものを用いることもできる。
【００４３】
また、前記実施形態では、炭材Ｂとしてコークス粉が用いられるが、石炭、オイルコークス、木炭、木材チップ、廃プラスチック、古タイヤ等を使用することもできる。
【００４４】
また、前記実施形態では、粉状混合物Ｄの水分含有量は、ミキサ３での混合に際して水分をまったく添加しないか、または、必要最小限の水分量を添加することにより、調整されるが、もとの電気炉ダストＡの水分含有量が高すぎてそのまま用いると粉状混合物Ｄの水分含有量が３質量％を超えてしまう場合は、電気炉ダストＡを事前乾燥したり、水分含有量の低い他の電気炉ダスト等を混合することによって当該水分含有量が調整されればよい。また、もとの電気炉ダストＡの水分含有量が低すぎてそのまま用いると粉状混合物Ｄの水分含有量が０．５質量％を下回ってしまう場合、ミキサ３での水分の添加に代え、またはこれに加えて、水分含有量の高い他の電気炉ダスト等を混合することにより、前記調整がされてもよい。
【実施例１】
【００４５】
（水分含有量の影響）
生ブリケット（粉状混合物）の水分含有量が耐バースティング特性に及ぼす影響を調査するため、以下の試験が実施された。
【００４６】
この試験では、下記表１に示す平均粒径および化学成分をそれぞれ有する、電気炉ダスト８７．５質量部と、炭材としてのＣＤＱ粉（コークス粉）１２．５質量部とに、バインダとして糖蜜が所定量配合され、これに水分が添加されたものがミキサで混合されるとともに、その水分の添加量を種々変更することにより、複数種の粉状混合粉が作成された。ここで、電気炉ダストおよびＣＤＱ粉は、いずれも乾粉状態であったため特に乾燥を行わずにそのまま使用された。
【表１】
【００４７】
前記各粉状混合物は、ロール直径：５２０ｍｍ、ロール幅：２００ｍｍ、ポケット寸法：長さ３０ｍｍ×幅２５ｍｍ×深さ７ｍｍの回転ロールを備えた双ロール型のブリケットマシンにより、線圧４４ｋＮ／ｃｍで圧縮成形され、これにより体積約１０ｃｍ３の生ブリケットが製造された。
【００４８】
そして、耐バースティング特性を把握するため、以下の急速加熱試験が実施された。この試験では、４個の生ブリケットが軽量アルミナトレー上に載置され、Ｎ２雰囲気に置換された横型加熱炉中の１３００℃の均熱帯へ２秒間で到達するように装入されてその位置で保持され、ブリケット中の鉄分の還元率が９０％以上になる時間加熱された後、横型加熱炉の冷却ゾーンに移送されてＮ２雰囲気中で常温まで冷却された。この冷却後に還元鉄ブリケットが取り出され、篩にて３．３５ｍｍ以下（「−３．３５ｍｍ」とも表示する。）の小粒子が分離され、その小粒子の量に基づいて耐バースティング特性が評価される。具体的には、この３．３５ｍｍ以下の小粒子の割合が５質量％以下のとき、耐バースティング特性が良好（表２および表３における○印）であると判断される。この評価法は、たとえ還元鉄ブリケットにクラックが入っていても、金属鉄が焼結し、小片に分離していなければ、製品還元鉄ブリケットとして実用に供しうることを考慮して、策定されたものである。
【００４９】
測定結果を下記表２に示す。
【表２】
【００５０】
前記表２の結果は、生ブリケット（粉状混合物）の水分含有量が３質量％を超えると、バインダを増量してもバースティングを防止することは困難である（試験Ｎｏ．１−２、１−３参照）が、生ブリケット（粉状混合物）の水分含有量を３質量％以下に制限することでバースティングを防止できることを示している（試験Ｎｏ．１−１参照）。
【実施例２】
【００５１】
（バインダの種類の影響）
バインダの種類が生ブリケットの圧潰強度および耐バースティング特性に及ぼす影響を調査するため、以下の試験が実施された。
【００５２】
バインダとして、前記実施例１の糖蜜に代えて、下記表３に示す各種バインダが使用され、実施例１と同じ装置および条件で生ブリケットが製造され、圧潰強度の測定および急速加熱試験が実施された。
【００５３】
ここに、ブリケットの圧潰強度は、ＩＳＯ４７００に準拠した測定試験により求められたものである。この測定試験は、ブリケットを横に寝かせてその厚み方向に圧縮荷重を掛け、このブリケットが破壊したときの最小荷重を測定するものであり、１０個のブリケットについての測定値の平均値が前記圧潰強度として算出される。
【００５４】
測定結果を生ブリケットの配合条件とともに下記表３に示す。この表中、前記圧潰強度の単位である「ｋｇｆ」は９．８０６６５Ｎに相当する。
【表３】
【００５５】
前記表３の結果は、バインダを添加しないと水分含有量を本発明の規定範囲内（０．５〜３質量％）に制限しても耐バースティング特性が不良となるために、所定量のバインダの添加が必要であることを、示している（試験Ｎｏ．２−６参照）。
【００５６】
また、前記表２および表３の結果を比較すると、糖蜜の添加によって良好な耐バースティング特性を得るためには３質量部程度の添加量が必要であるのに対し、繊維質バインダ（ペーパフラフ、麦藁、シリコンファイバ）の添加では１質量部程度の添加量で十分であり（試験Ｎｏ．１−１、２−１、２−２、２−４参照）、繊維質バインダを用いることで、耐バースティング特性が大幅に向上することがわかる。
【実施例３】
【００５７】
（成形圧の影響）
成形圧が生ブリケットの圧潰強度および落下強度に及ぼす影響を調査するため、以下の試験が実施された。
【００５８】
この試験では、バインダとしてペーパフラフが用いられ、前記表２の試験Ｎｏ．２−１の配合条件（ペーパフラフ１質量部、水分含有量１質量％）にて、前記実施例１および２と同じ装置にて、成形圧のみを順次変更して生ブリケットが製造され、その圧潰強度および落下強度が測定された。
【００５９】
ここに、生ブリケットの落下強度は、生ブリケット５個を５ｍの高さから鉄板上に落下させた後に６．３５ｍｍの篩でふるい分けたときの、その篩上の質量割合（％）である。
【００６０】
測定結果を図２に示す。なお、線圧の単位である「ｔｏｎ」は９．８０６６５ｋＮに相当する。
【００６１】
図２に示すように、ブリケットマシンの成形線圧の上昇は、その線圧が低い領域では、生ブリケットの圧潰強度、落下強度をともに上昇させるが、前記線圧が約４．５ｔｏｎ／ｃｍ以上の領域では、前記いずれの強度も飽和する傾向が見られ、約６．５ｔｏｎ／ｃｍにて、いずれの強度ともほぼ最高値に到達する。この結果から、十分なブリケット強度（圧潰強度および落下強度）を得るためには、成形線圧は４４ｋＮ／ｃｍ（約４．５ｔｏｎ／ｃｍ）以上、さらには６４ｋＮ／ｃｍ（約６．５ｔｏｎ／ｃｍ）以上とするのが好ましいことがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】製鉄用電気炉と、この製鉄用電気炉から集塵される電気炉ダストを還元処理するための本発明の実施形態に係る還元処理設備を示す概略フロー図である。
【図２】前記還元処理設備におけるブリケットマシンでの成形線圧と、当該ブリケットマシンにより生成される生ブリケットの圧潰強度および落下強度との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００６３】
１…製鋼用電気炉
２…集塵機
３…ミキサ
４…ブリケットマシン
５…回転炉床炉
６…集塵機
Ａ…電気炉ダスト
Ｂ…炭材
Ｃ…バインダ
Ｄ…粉状混合物
Ｅ…生ブリケット
Ｆ…還元鉄ブリケット
Ｇ…粗酸化亜鉛
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製鋼用電気炉で発生する電気炉ダストを回転炉床炉にて還元処理する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
製鋼用電気炉から発生する電気炉ダストは、鉄分だけでなく、亜鉛や鉛などの非鉄金属を含む、超微粉のダストである。このような電気炉ダストを有効に利用するために、従来、種々の処理方法が提案されている。
【０００３】
例えば、電炉ダストに炭材を添加し水分を加えてペレットに造粒し、ロータリキルンで加熱して、亜鉛や鉛を還元揮発して回収するとともに鉄分を還元して還元鉄ペレットとして回収する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。電気炉ダストに炭材を添加してペレット化することにより、次のような効果が得られる。
（１）ペレット内に内装される炭材が、亜鉛や鉛の還元揮発および鉄の還元を促進する。
（２）ロータリキルンは通常、電気炉とは離れた場所に設置されるが、電気炉の近くであらかじめペレット化し、ペレットの形でロータリキルンまで輸送することで、輸送に際しての微粉の飛散を防止することができる。
【０００４】
しかしながら、前記ペレットは、ロータリキルン内での転動による衝撃で容易に崩壊・粉化し、これにより、炉壁への固着物の形成や大量のダストロスの発生といった問題を生じさせる。
【０００５】
そこで、ロータリキルンの代わりに、ロータリハーネス炉（回転炉床炉）を用い、水平面内で回転する炉床上にペレットを静置して加熱還元する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。この方法は、ペレットを崩壊・粉化させることなく、亜鉛分等を回収するとともに、鉄分を還元鉄ペレットとして回収することを可能にする。
【０００６】
しかしながら、この方法では、前記ロータリキルンを用いる方法と同様、電気炉ダストに炭材を添加し多量の水分を加えてペレットとする必要があり、ペレット（生ペレット）の水分含有量は７〜１５質量％にも達する。前記特許文献２では、生ペレットを乾燥せずにそのまま回転炉床炉に装入して加熱することが記載されている（同文献の段落［００１３］、図２）が、このように多量に水分を含有する生ペレットをいきなり高温雰囲気内に装入すると、ペレットが急速加熱されて、その内部の水分が急激に水蒸気となり、そのガス圧にてペレットが爆裂（バースティング）する可能性が高い。
【０００７】
このようなペレットのバースティングを回避するために、回転炉床炉の加熱帯の前段に予熱帯を設け、予熱帯にて比較的低い温度域でペレットを予熱してバースティングの発生を防止しつつペレットから水分をゆっくり除去する方法が提案されている（特許文献３参照）。しかしながら、この方法では、回転炉床炉のサイズを維持した場合に電気炉ダストの処理速度が大幅に低下する一方、電気炉ダストの処理速度を確保した場合に回転炉床炉が著しく大型化する問題がある。
【０００８】
また、生ペレットを乾燥機にて乾燥してその水分含有量を１質量％以下にしてから回転炉床炉に装入すること（特許文献４参照）も考えられる。このように十分に乾燥したペレットを回転炉床炉に装入することは、バースティングを確実に防止するとともに、回転炉床炉のサイズを維持しつつ電気炉ダストの処理速度を確保することを可能にするが、乾燥機を別途必要とするうえ、その乾燥に必要なエネルギを多く必要とする問題がある。
【０００９】
そこで、本出願人は、電気炉ダストと炭材からなる粉状混合物をペレット化することに代えて、当該粉状混合物を圧縮成形によりブリケット化して回転炉床炉に装入する方法を提案した（特許文献５参照）。
【００１０】
一般的には、圧縮成形によるブリケット化は転動造粒によるペレット化ほどには多量の水分を必要としないことから、前記方法によれば、乾燥機を省略するとともに、乾燥に必要なエネルギが大幅に減少することが期待できる。
【００１１】
しかしながら、成形後から回転炉床炉に装入するまでの間におけるハンドリングに耐えうる強度を確保しつつ、回転炉床炉内でのバースティングを確実に防止しうる、ブリケットの製造条件（特に、適正水分含有量）については不明であった。
【特許文献１】特開平６−１７４３８３号公報
【特許文献２】特開平９−２０９０４７号公報
【特許文献３】特開平１１−３３７２６４号公報
【特許文献４】特開平１１−１９３４２３号公報
【特許文献５】特開２００４−７６１５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
そこで、本発明は、製鋼用電気炉で発生する電気炉ダストと、炭材との粉状混合物を圧縮成形してブリケットとし、これを回転炉床炉で加熱還元処理する方法において、成形後から回転炉床炉に装入するまでの間におけるハンドリングに耐えうる強度を確保するとともに、回転炉床炉内でのバースティングを確実に防止しつつ、ブリケットの乾燥に必要なエネルギを可及的に低減しうる、電気炉ダストの還元処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１記載の発明は、電気炉ダストの還元処理を行うための方法であって、 製鋼用電気炉で発生する電気炉ダストに、少なくとも炭材とバインダとを添加して混合することにより、水分含有量が０．５〜３質量％の粉状混合物を生成する混合工程と、この粉状混合物を圧縮成形して生ブリケットとする成形工程と、
この生ブリケットを、乾燥せずにそのまま回転炉床炉に装入し、加熱還元して還元鉄ブリケットと粗酸化亜鉛とを得る還元工程と、を備える。
【００１４】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の電気炉ダストの還元処理方法であって、前記混合工程では、前記炭材及びバインダに加え、生成される粉状混合物の水分含有量を０．５〜３質量％の範囲内の量にするために必要な水分が添加される。
【００１５】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の電気炉ダストの還元処理方法であって、前記回転炉床炉が前記製鋼用電気炉に隣接するように設置される。
【００１６】
請求項４記載の発明は、請求項１または２記載の電気炉ダストの還元処理方法であって、前記電気炉ダストが前記製鋼用電気炉から前記回転炉床炉まで空気圧送式の粉流体運搬用タンク車で輸送される。
【００１７】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の電気炉ダストの還元処理方法であって、前記成形工程では、双ロール型ブリケットマシンが用いられ、その成形線圧が４４ｋＮ／ｃｍ以上に設定される。
【００１８】
請求項６記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の電気炉ダストの還元処理方法であって、前記混合工程では、前記バインダとして繊維質バインダが添加される。
【００１９】
請求項７記載の発明は、請求項１〜６のいずれかに記載の電気炉ダストの還元処理方法であって、さらに、前記電気炉ダストを含む粒状混合物から生成された還元鉄ブリケットを当該電気炉ダストが発生した製鉄用電気炉内に戻す工程を含む。
【発明の効果】
【００２０】
以上のように、本発明は、電気炉ダストの還元処理方法を提供する。この方法は、製鋼用電気炉で発生する電気炉ダストに炭材とバインダと（必要な場合には）水分とを混合して、水分含有量が０．５〜３質量％の粉状混合物とする混合工程と、この粉状混合物を圧縮成形して生ブリケットとする成形工程と、この生ブリケットを、乾燥せずにそのまま回転炉床炉に装入し、加熱還元して還元鉄ブリケットと粗酸化亜鉛とを得る還元工程と、を含むので、電気炉ダストと炭材等からなる粉状混合物の水分含有量を適正範囲内の量にすることにより、生ブリケットのハンドリング強度を確保するとともに、事前の乾燥を省略しても回転炉床炉内でのバースティングが確実に防止することを可能にする。この結果、回転炉床炉内で炉床上に固着物が形成されたり、大量のダストロスが発生することを防ぎ、高歩留で安定な操業を実現することができる。また、ペレット化が行われる従来方法に比べ、ブリケット化を行う本発明に係る方法では、生ブリケットの水分含有量及びその生ブリケットの乾燥に必要なエネルギが大幅に削減され、より低コストでの電気炉ダストの還元処理が可能である。
【００２１】
ここで、前記回転炉床炉が前記製鋼用電気炉に隣接するように設置されれば、製鋼用電気炉から回転炉床炉まで電気炉ダストを輸送する必要がないため、従来のように発塵防止のためにペレット化する必要がなく、したがって水分の添加が不要となる効果が得られる。
【００２２】
また、製鋼用電気炉から離れた場所に回転炉床炉が設置される場合でも、製鋼用電気炉から回転炉床炉まで例えばジェットパック車といった空気圧送式の粉流体運搬用タンク車を用いて電気炉ダストの輸送を行えば、当該輸送のためにペレット化する必要がなくなり、水分の添加が不要となる効果が得られる。
【００２３】
また、前記成形工程において、双ロール型ブリケットマシンを用い、その成形線圧を４４ｋＮ／ｃｍ以上とすることにより、圧潰強度および落下強度の双方について十分な強度をもつブリケットを得ることができる。
【００２４】
また、前記混合工程において、前記バインダとして繊維質バインダが混合されれば、その繊維質がブリケット中に分散して水蒸気を抜けやすくすることにより、ブリケット内部の水蒸気圧を緩和して耐バースティング特性を向上させることができる。
【００２５】
本発明に係る方法は、さらに、前記電気炉ダストを含む粒状混合物から生成された還元鉄ブリケットを当該電気炉ダストが発生した製鉄用電気炉内に戻す工程を含むことにより、当該電気炉ダストに含まれる元素を効率良く回収することを可能にし、経済性の向上及び資源の有効活用に寄与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２７】
〔実施形態〕
図１は、製鋼用電気炉１と、この製鋼用電気炉１から集塵機２により集塵された電気炉ダストを還元処理するための本発明の一実施形態に係る還元処理設備とを示す概略フロー図である。この還元処理設備は、ミキサ３と、ブリケットマシン４と、回転炉床炉５と、集塵機６とを備える。
【００２８】
前記製鋼用電気炉１内で電気炉ダストＡが発生する。この電気炉ダストＡは、バグフィルタなどの集塵機２にて乾式で捕集され、スクリュコンベア、フライトコンベア、ロータリバルブ、気送などの手段で図示しない所定の貯槽に一旦貯蔵される。
【００２９】
（混合工程）
前記電気炉ダストＡは、前記貯槽から切り出され、これにコークス粉などの炭材Ｂが所定量配合され、さらに糖蜜などのバインダＣが適量添加される。これらがミキサ３で混合されることにより、粉状混合粉Ｄが生成される。炭材Ｂの配合量は、電気炉ダスト中の鉄分、亜鉛分等の金属元素が還元されるのに必要な炭素量に基づいて決定されればよい。ミキサ３での混合の際には、必要に応じて水分が添加される。具体的に、この水分の添加は、得られる粉状混合物Ｄの水分含有量が０．５〜３質量％の範囲となるように行われる。この水分含有量を得るのに水分の添加が必要ない場合にはその添加が全く行われず、必要な場合はその必要最小限の量だけの水分が添加されて前記混合が行われる。
【００３０】
前記粉状混合物Ｄの水分含有量の下限が０．５質量％である理由は、若干の水分量が存在するほうが、後述のように成形される生ブリケットＥの強度をより確実に確保することができるためである。他方、粉状混合物Ｄの水分含有量の上限が３質量％である理由は、これより水分含有量が多いと、前記生ブリケットＥが回転炉床炉５に装入される際にバースティングが発生するおそれが高まるためである（後記実施例１参照）。
【００３１】
（成形工程）
前記のように水分含有量が調整された粉状混合物Ｄは、前記ブリケットマシン（例えば双ロール型のブリケットマシン４）にて、アーモンド形、ピロー形など所定形状の生ブリケット（以下、単に「ブリケット」ということもある。）Ｅに圧縮成形される。ブリケットマシン４の成形線圧は、十分な生ブリケットＥの強度（圧潰強度および落下強度）が得られるように、４４ｋＮ／ｃｍ以上、さらには６４ｋＮ／ｃｍ以上であるのが好ましい（後記実施例３参照）。
【００３２】
（還元工程）
ブリケットマシン４で圧縮成形された生ブリケットＥは、乾燥処理されることなく、そのまま回転炉床炉５の図示しない炉床上に装入され、炉内を１周する間に加熱還元される。そのうちの鉄分は還元鉄ブリケットＦとして回収され、亜鉛分などの非鉄金属はバグフィルタなどの集塵機６で粗酸化亜鉛Ｇとして捕集される。前記生ブリケットＥの水分含有量は３質量％以下に制限されていることから、当該生ブリケットＥが回転炉床炉５内高温雰囲気下に装入されても、バースティングが発生することがない。
【００３３】
ここで、前記生ブリケットＥの代わりにペレットが成形される従来技術では、上述したように、バースティングを回避するため、回転炉床炉への装入の際に当該ペレットがドライヤなどで事前に乾燥されて水分含有量を１質量％以下に制限される。すなわち、前記ペレットは、転動による非常に小さい圧縮力を受けてソフトに成形されるものであるため、低い水蒸気圧でもバースティングが発生しやすいことから、バースティングを防止するには水分含有量を極力低くする必要がある。
【００３４】
これに対し、前記ブリケットは例えば双ロールにより非常に高い圧縮力を受けて強固に成形されるものであるため、前記ペレットに比べ、より高い水蒸気圧でもバースティングが発生することを防ぐことができる。この理由により、ペレットよりもブリケットの水分含有量を高くすることができる。
【００３５】
回収された前記還元鉄ブリケットＦは、製鋼用電気炉１の原料の一部として、あるいは高炉への装入原料の一部として、再利用することができる。また、粗酸化亜鉛Ｇは、亜鉛精錬用の原料として有効利用することができる。
【００３６】
このように、電気炉ダストが還元鉄ブリケットとしてリサイクルされる場合、当該還元鉄ブリケットは前記電気炉ダストが発生した製鉄用電気炉に戻されることが好ましい。その理由は次のとおりである。製鉄用電気炉から発生した電気炉ダスト中には、製鉄用電気炉で製造する鋼種に依存する合金元素としてＭｎ，Ｍｏ，Ｎｂ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｖ，Ｔｉ，Ｗなどが含まれ、その他にはＡｌ，Ｂ，Ｃｏ，Ｃｒ，Ｌａ，Ｐｂ，Ｓｅ，Ｔｅ，Ｚｒなども含まれる。これらの元素は、前記リサイクルによって元の鋼と異種の鋼に混じった場合には単に不純元素となるだけであるが、元の鋼と同種の鋼に混じれば、経済性を高めて資源の有効活用に寄与することができる。例えば、高Ｍｎ合金鋼を製造する製鋼用電気炉から発生した電気炉ダストは多くのＭｎを含むため、この電気炉ダストが同種の鋼を製造する製鋼用電気炉に還元鉄としてリサイクルされることにより、Ｍｎの有効な回収が可能になる。一方、例えば高Ｃｕの溶鋼を製造する製鉄用電気炉から発生した電気炉ダストにはＣｕが多く含まれ、この電気炉ダストが多種の鋼を製造する製鋼用電気炉に還元鉄として戻されることは不純元素を増加させるだけで好ましくない。従って、前記電気炉ダストを含む粒状混合物から生成された還元鉄ブリケットは、当該電気炉ダストが発生した製鉄用電気炉内に戻されることが好ましい。
【００３７】
（変形例）
前記実施形態では、回転炉床炉５が製鋼用電気炉１に隣接するように設置されるが、本発明は必ずしもこれに限定されず、製鋼用電気炉１から離れた場所に回転炉床炉５が設置される場合にも適用できる。
【００３８】
前記製鋼用電気炉１に隣接して回転炉床炉５が設置される場合は、製鋼用電気炉１から回転炉床炉５まで電気炉ダストＡを輸送する必要がないため、従来のように発塵防止のためにペレット化する必要がなく、したがって水分の添加が不要となる効果が得られる。
【００３９】
一方、製鋼用電気炉１から離れた場所に回転炉床炉５が設置される場合は、製鋼用電気炉１から回転炉床炉５まで電気炉ダストＡを輸送する必要があるが、その輸送手段として例えばジェットパック車といった空気圧送式の粉流体運搬用タンク車を採用すればよい。これにより、輸送のためにペレット化する必要がなくなり、水分の添加が不要となる効果が得られる。
【００４０】
前記ジェットパック車は、密閉式のタンクを有するもので、粉体を乾粉のまま飛散させることなく輸送する機能を有する。集塵機からジェットパック車のタンクへの電気炉ダストの積み込みは、重力による落し込みや、空気等で電気炉ダストを流動化させながらの移送により、行われることが可能である。また、ジェットパック車のタンクから貯槽への移送も、空気等による電気炉ダストの流動化によって行われることができる。
【００４１】
また、前記実施形態では、ブリケット化に際しバインダＣとして糖蜜が添加されるが、ペーパフラフ、麦藁、シリコンファイバ等の繊維質バインダが添加されることがより好ましい。その繊維質は、生ブリケット中に分散して当該繊維質に沿って水蒸気を抜けやすくし、ブリケット内部の水蒸気圧を緩和する。これにより耐バースティング特性がさらに向上する（後記実施例２参照）。
【００４２】
また、前記実施形態では、１種類の電気炉ダストＡのみが用いられるが、複数種類の電気炉ダストを混合したものが用いられてもよい。さらに、電気炉ダストに加えて、高炉ダスト、転炉ダスト、ミルスケール等の他の製鉄所ダストや、鉄鉱石を混合したものを用いることもできる。
【００４３】
また、前記実施形態では、炭材Ｂとしてコークス粉が用いられるが、石炭、オイルコークス、木炭、木材チップ、廃プラスチック、古タイヤ等を使用することもできる。
【００４４】
また、前記実施形態では、粉状混合物Ｄの水分含有量は、ミキサ３での混合に際して水分をまったく添加しないか、または、必要最小限の水分量を添加することにより、調整されるが、もとの電気炉ダストＡの水分含有量が高すぎてそのまま用いると粉状混合物Ｄの水分含有量が３質量％を超えてしまう場合は、電気炉ダストＡを事前乾燥したり、水分含有量の低い他の電気炉ダスト等を混合することによって当該水分含有量が調整されればよい。また、もとの電気炉ダストＡの水分含有量が低すぎてそのまま用いると粉状混合物Ｄの水分含有量が０．５質量％を下回ってしまう場合、ミキサ３での水分の添加に代え、またはこれに加えて、水分含有量の高い他の電気炉ダスト等を混合することにより、前記調整がされてもよい。
【実施例１】
【００４５】
（水分含有量の影響）
生ブリケット（粉状混合物）の水分含有量が耐バースティング特性に及ぼす影響を調査するため、以下の試験が実施された。
【００４６】
この試験では、下記表１に示す平均粒径および化学成分をそれぞれ有する、電気炉ダスト８７．５質量部と、炭材としてのＣＤＱ粉（コークス粉）１２．５質量部とに、バインダとして糖蜜が所定量配合され、これに水分が添加されたものがミキサで混合されるとともに、その水分の添加量を種々変更することにより、複数種の粉状混合粉が作成された。ここで、電気炉ダストおよびＣＤＱ粉は、いずれも乾粉状態であったため特に乾燥を行わずにそのまま使用された。
【表１】
【００４７】
前記各粉状混合物は、ロール直径：５２０ｍｍ、ロール幅：２００ｍｍ、ポケット寸法：長さ３０ｍｍ×幅２５ｍｍ×深さ７ｍｍの回転ロールを備えた双ロール型のブリケットマシンにより、線圧４４ｋＮ／ｃｍで圧縮成形され、これにより体積約１０ｃｍ３の生ブリケットが製造された。
【００４８】
そして、耐バースティング特性を把握するため、以下の急速加熱試験が実施された。この試験では、４個の生ブリケットが軽量アルミナトレー上に載置され、Ｎ２雰囲気に置換された横型加熱炉中の１３００℃の均熱帯へ２秒間で到達するように装入されてその位置で保持され、ブリケット中の鉄分の還元率が９０％以上になる時間加熱された後、横型加熱炉の冷却ゾーンに移送されてＮ２雰囲気中で常温まで冷却された。この冷却後に還元鉄ブリケットが取り出され、篩にて３．３５ｍｍ以下（「−３．３５ｍｍ」とも表示する。）の小粒子が分離され、その小粒子の量に基づいて耐バースティング特性が評価される。具体的には、この３．３５ｍｍ以下の小粒子の割合が５質量％以下のとき、耐バースティング特性が良好（表２および表３における○印）であると判断される。この評価法は、たとえ還元鉄ブリケットにクラックが入っていても、金属鉄が焼結し、小片に分離していなければ、製品還元鉄ブリケットとして実用に供しうることを考慮して、策定されたものである。
【００４９】
測定結果を下記表２に示す。
【表２】
【００５０】
前記表２の結果は、生ブリケット（粉状混合物）の水分含有量が３質量％を超えると、バインダを増量してもバースティングを防止することは困難である（試験Ｎｏ．１−２、１−３参照）が、生ブリケット（粉状混合物）の水分含有量を３質量％以下に制限することでバースティングを防止できることを示している（試験Ｎｏ．１−１参照）。
【実施例２】
【００５１】
（バインダの種類の影響）
バインダの種類が生ブリケットの圧潰強度および耐バースティング特性に及ぼす影響を調査するため、以下の試験が実施された。
【００５２】
バインダとして、前記実施例１の糖蜜に代えて、下記表３に示す各種バインダが使用され、実施例１と同じ装置および条件で生ブリケットが製造され、圧潰強度の測定および急速加熱試験が実施された。
【００５３】
ここに、ブリケットの圧潰強度は、ＩＳＯ４７００に準拠した測定試験により求められたものである。この測定試験は、ブリケットを横に寝かせてその厚み方向に圧縮荷重を掛け、このブリケットが破壊したときの最小荷重を測定するものであり、１０個のブリケットについての測定値の平均値が前記圧潰強度として算出される。
【００５４】
測定結果を生ブリケットの配合条件とともに下記表３に示す。この表中、前記圧潰強度の単位である「ｋｇｆ」は９．８０６６５Ｎに相当する。
【表３】
【００５５】
前記表３の結果は、バインダを添加しないと水分含有量を本発明の規定範囲内（０．５〜３質量％）に制限しても耐バースティング特性が不良となるために、所定量のバインダの添加が必要であることを、示している（試験Ｎｏ．２−６参照）。
【００５６】
また、前記表２および表３の結果を比較すると、糖蜜の添加によって良好な耐バースティング特性を得るためには３質量部程度の添加量が必要であるのに対し、繊維質バインダ（ペーパフラフ、麦藁、シリコンファイバ）の添加では１質量部程度の添加量で十分であり（試験Ｎｏ．１−１、２−１、２−２、２−４参照）、繊維質バインダを用いることで、耐バースティング特性が大幅に向上することがわかる。
【実施例３】
【００５７】
（成形圧の影響）
成形圧が生ブリケットの圧潰強度および落下強度に及ぼす影響を調査するため、以下の試験が実施された。
【００５８】
この試験では、バインダとしてペーパフラフが用いられ、前記表２の試験Ｎｏ．２−１の配合条件（ペーパフラフ１質量部、水分含有量１質量％）にて、前記実施例１および２と同じ装置にて、成形圧のみを順次変更して生ブリケットが製造され、その圧潰強度および落下強度が測定された。
【００５９】
ここに、生ブリケットの落下強度は、生ブリケット５個を５ｍの高さから鉄板上に落下させた後に６．３５ｍｍの篩でふるい分けたときの、その篩上の質量割合（％）である。
【００６０】
測定結果を図２に示す。なお、線圧の単位である「ｔｏｎ」は９．８０６６５ｋＮに相当する。
【００６１】
図２に示すように、ブリケットマシンの成形線圧の上昇は、その線圧が低い領域では、生ブリケットの圧潰強度、落下強度をともに上昇させるが、前記線圧が約４．５ｔｏｎ／ｃｍ以上の領域では、前記いずれの強度も飽和する傾向が見られ、約６．５ｔｏｎ／ｃｍにて、いずれの強度ともほぼ最高値に到達する。この結果から、十分なブリケット強度（圧潰強度および落下強度）を得るためには、成形線圧は４４ｋＮ／ｃｍ（約４．５ｔｏｎ／ｃｍ）以上、さらには６４ｋＮ／ｃｍ（約６．５ｔｏｎ／ｃｍ）以上とするのが好ましいことがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】製鉄用電気炉と、この製鉄用電気炉から集塵される電気炉ダストを還元処理するための本発明の実施形態に係る還元処理設備を示す概略フロー図である。
【図２】前記還元処理設備におけるブリケットマシンでの成形線圧と、当該ブリケットマシンにより生成される生ブリケットの圧潰強度および落下強度との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００６３】
１…製鋼用電気炉
２…集塵機
３…ミキサ
４…ブリケットマシン
５…回転炉床炉
６…集塵機
Ａ…電気炉ダスト
Ｂ…炭材
Ｃ…バインダ
Ｄ…粉状混合物
Ｅ…生ブリケット
Ｆ…還元鉄ブリケット
Ｇ…粗酸化亜鉛
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気炉ダストの還元処理を行うための方法であって、
製鋼用電気炉で発生する電気炉ダストに、少なくとも炭材とバインダとを添加して混合することにより、水分含有量が０．５〜３質量％の粉状混合物を生成する混合工程と、
この粉状混合物を圧縮成形して生ブリケットとする成形工程と、
この生ブリケットを、乾燥せずにそのまま回転炉床炉に装入し、加熱還元して還元鉄ブリケットと粗酸化亜鉛とを得る還元工程と、を備える。
【請求項２】
請求項１記載の電気炉ダストの還元処理方法であって、
前記混合工程では、前記炭材及びバインダに加え、生成される粉状混合物の水分含有量を０．５〜３質量％の範囲内の量にするために必要な水分が添加される。
【請求項３】
請求項１または２記載の電気炉ダストの還元処理方法であって、
前記回転炉床炉が前記製鋼用電気炉に隣接するように設置される。
【請求項４】
請求項１または２記載の電気炉ダストの還元処理方法であって、
前記電気炉ダストが前記製鋼用電気炉から前記回転炉床炉まで空気圧送式の粉流体運搬用タンク車で輸送される。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の電気炉ダストの還元処理方法であって、
前記成形工程では、双ロール型ブリケットマシンが用いられ、その成形線圧が４４ｋＮ／ｃｍ以上に設定される。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の電気炉ダストの還元処理方法であって、
前記混合工程では、前記バインダとして繊維質バインダが添加される。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の電気炉ダストの還元処理方法であって、
さらに、前記電気炉ダストを含む粒状混合物から生成された還元鉄ブリケットを当該電気炉ダストが発生した製鉄用電気炉内に戻す工程を含む。
【請求項１】
電気炉ダストの還元処理を行うための方法であって、
製鋼用電気炉で発生する電気炉ダストに、少なくとも炭材とバインダとを添加して混合することにより、水分含有量が０．５〜３質量％の粉状混合物を生成する混合工程と、
この粉状混合物を圧縮成形して生ブリケットとする成形工程と、
この生ブリケットを、乾燥せずにそのまま回転炉床炉に装入し、加熱還元して還元鉄ブリケットと粗酸化亜鉛とを得る還元工程と、を備える。
【請求項２】
請求項１記載の電気炉ダストの還元処理方法であって、
前記混合工程では、前記炭材及びバインダに加え、生成される粉状混合物の水分含有量を０．５〜３質量％の範囲内の量にするために必要な水分が添加される。
【請求項３】
請求項１または２記載の電気炉ダストの還元処理方法であって、
前記回転炉床炉が前記製鋼用電気炉に隣接するように設置される。
【請求項４】
請求項１または２記載の電気炉ダストの還元処理方法であって、
前記電気炉ダストが前記製鋼用電気炉から前記回転炉床炉まで空気圧送式の粉流体運搬用タンク車で輸送される。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の電気炉ダストの還元処理方法であって、
前記成形工程では、双ロール型ブリケットマシンが用いられ、その成形線圧が４４ｋＮ／ｃｍ以上に設定される。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の電気炉ダストの還元処理方法であって、
前記混合工程では、前記バインダとして繊維質バインダが添加される。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の電気炉ダストの還元処理方法であって、
さらに、前記電気炉ダストを含む粒状混合物から生成された還元鉄ブリケットを当該電気炉ダストが発生した製鉄用電気炉内に戻す工程を含む。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００９−５２１４１（Ｐ２００９−５２１４１Ａ）
【公開日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１９６７７０（Ｐ２００８−１９６７７０）
【出願日】平成２０年７月３０日（２００８．７．３０）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ジェットパック
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月３０日（２００８．７．３０）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ジェットパック
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
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