JPH0327609B2 - - Google Patents
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- JPH0327609B2 JPH0327609B2 JP14919587A JP14919587A JPH0327609B2 JP H0327609 B2 JPH0327609 B2 JP H0327609B2 JP 14919587 A JP14919587 A JP 14919587A JP 14919587 A JP14919587 A JP 14919587A JP H0327609 B2 JPH0327609 B2 JP H0327609B2
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Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Description
<産業上の利用分野>
本発明の金属鉄および/またはFeOを含有する
製鉄ダスト、製鋼ダスト等の粉体原料から空気酸
化防止性に優れたブリケツトあるいはペレツト等
の塊状物を製造する方法に関するものである。 <従来の技術> 例えば転炉において発生する集塵ダストは、金
属鉄(以下M・Fe)を20%以上含有し、更に鉄
分として酸化鉄(以下FemOn)を30%以上含有
している。従来より転炉ダストは湿式又は乾式の
集塵法により集塵されているが、湿式法において
は、脱水し、更には乾燥してケーキ状とし、また
乾式法においては粉体状のまま再利用されてい
る。さらに、前述のダストを焼結減量その他の製
鉄、製鋼原料として利用するためペレツト又は、
ブリケツトに成形することが一般に行われてい
る。これ等ダストのペレツト化方法として、(イ)特
開昭49−79964号公報のように酸化鉄を含む含水
スラジ(スラリー)と、動・植物油を含む油およ
びアルカリとを接触・撹拌する方法や(ロ)特開昭56
−105438号公報のように微粉鉱石類にバリウムの
酸化物、水酸化物、炭酸塩、硫酸塩を1種または
2種類以上BaO値に換算して0.1〜10.0%配合し、
さらにセメント系バインダーを混合し該混合物を
塊成化した後、養生を行つて成品化することを特
徴とする非焼成ペレツトの製造法、(ハ)特開昭56−
56298号公報のように水分を含むダストに生石灰
および/またはセメントを、製造直後のミニペレ
ツトの水分が110℃×24時間乾燥後の測定で10〜
20%となる如く添加し、高速で撹拌混合すること
を特徴とするミニペレツトの製造方法、が開示さ
れている。さらに(ニ)特開昭53−135815号公報には
製鉄用ペレツトの原料の総量に対して0.2〜5重
量%の消化ドロマイトをバインダーとして混合し
て造粒することを特徴とするペレツトの製造方
法、が提案されている。 <発明が解決しようとする問題点> 前述従来の製造方法は生ペレツトの冷間圧潰強
度を高め、運搬中や再利用工程における圧潰・粉
化を防止するために有用な方法であるが、含有さ
れた金属鉄粉又はFeO粉の酸化防止という観点か
らは十分でなく前述の乾燥粉あるいは脱水ケーキ
をそのまま再利用する場合と同様以下のような問
題がある。すなわち転炉ダストは場合によつては
20%にも及ぶ金属鉄を含み、その他はFeOを主成
分とするものであるから、空気中に放置すると、
大気中の湿分やO2あるいは残存湿分等により、
保存中に金属鉄やFeOの酸化反応が起こり、同時
に発熱するための再利用工程までの保存・運搬中
において次のような問題を伴う。 (1) 発熱沈静のため散水が必要で、散水設備なら
びに散水処理のためのコストが必要である。 (2) 粉化や焼結による大塊化をまねき、再利用工
程での貯蔵ホツパー内でのホツパー詰り等のト
ラブルを生じる。 (3) 金属鉄やFeO等の酸化度の低い含有鉄分の利
用率が低下し、例えば転炉での再利用に際して
Fe3O4,Fe2O3等の還元のために余分な熱エネ
ルギーを必要とする。 (4) 粉化飛散のためダストの再利用率が低下す
る。前述(1)、(2)、(4)の問題を解決する方法とし
て特開昭49−109212号公報には、転炉のガス回
収に当り散水により捕集された未燃焼ダストを
ドライヤーにより乾燥する場合の加熱ガス温度
を900℃以下とするとともに乾燥後のダストが
ドライヤー排出時における含水量を5〜10%に
規制しダスト中Feの殆んどをFe3O4に変えるこ
とを特徴とする転炉未燃焼ダストの酸化処理方
法、が提案されている。しかしながらこの方法
では、(a)再利用工程でFe3O4の還元に余分な熱
エネルギーが必要となる。(b)酸化処理に余分な
熱エネルギーが必要となる。(c)転炉等の鉄浴中
への添加時Fe3O4の還元による局部的な吸熱の
ため、スラグ中の鉄酸化物含有量を必要以上に
増加せしめる等の欠点をまぬがれない。 <問題点を解決するための手段> 本発明は前述のような従来方法のもつ問題点を
解消し、製鉄ダストや製鋼ダストのような金属鉄
および/またはFeOを含有する粉体原料から空気
酸化防止性に優れたブリケツトまたはペレツト等
の塊状物を経済的かつ確実に製造する方法を提供
することを目的とするものである。 本発明は金属鉄および/またはFeOを含有する
水分5wt%以下の粉体原料に、増強バインダーを
添加すると共に常温において水100gに対し1g
以上の溶解度を有し、1wt%水溶液としたときの
水素イオン濃度が10-10mol/以下となる化学
的性質を有するアルカリ性塩を1〜5wt%添加
し、混合したのち塊状に成形する方法で、前述目
的を達するものである。 金属鉄やFeOを含有する製鉄ダスト、製鋼ダス
トなどの粉体原料から製造したブリケツトやペレ
ツトなどの塊状物を保存する際に再生する酸化
は、主に残留湿分、大気湿分等の水によつて進行
するもので、FeやFeOとH2Oとの酸化反応であ
り、この酸化反応によつて前述のような種々の問
題を生じるのである。 ところで金属鉄やFeOを含有するダストの酸化
反応は、常温において下記のように示される鉄サ
ビ発生の反応である。 Fe+2H+→Fe2++H2 ……(1) 2Fe2++2H+→2Fe3++H2 ……(1)′ Fe2++2OH-→Fe(OH)2 ……(2) 4Fe(OH)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3 ……(3) Fe3++3OH-→Fe(OH)3 ……(3)′ この時、H+、OH-はH2OH++OH-による
水の解離反応が生成要因になる。H+は酸性が高
い程多く(PHが低い)、アルカリ性が高い程少
ない(PHが高い)。通常アルカリ性といわれる
域は〔H+〕<10-7(mol/)、すなわちPH>7
である。 金属鉄およびFeOを含有するダストの酸化反応
は上記(1)、(1)′の反応が律速で進むため、H+濃度
の寄与が非常に大きいことになる。一方、上記
(2)、(3)、(3)′の反応熱は500kcal/KgFe以上の発
熱反応であり、これらの反応熱によつて下記(4)、
(5)、(6)等の反応連鎖を誘発し、酸化が急速に伝播
することになる。したがつて、H+濃度を低減す
れば、酸化反応が抑制されることになり、常温で
の酸化は生じなくなつてくる。 3Fe+4H2O→Fe3O4+4H2 ……(4) Fe2O3+FeFeO ……(5) 2Fe+202→Fe3O4 ……(6) 前述の反応(1)、(1)′反応すなわちFe+2H+→
Fe2++H2↑、2Fe2++2H+→Fe3++H2↑の反応
におけるH+(水素イオン)濃度依存性を第1図に
示している。MDD値とは鋼製配管の酸化腐食に
対する腐食速度指数であるが、本テストでは
100MDD=1000/酸化開始までの経過日数となつたた めMDD値整理を行つた。MDD値では、20以
下:耐食性良好、20〜100:注意必要、100〜
200:危険、200以上:耐食性なし、と定義されて
いる。100MDD=0.48mm/年全面腐食相当であ
る。第1図に示す通り、PH10のアルカリ性す
なわち水素イオン濃度〔H+〕が10-10mol/以
下になれば酸化が著しく抑制されることがわか
る。ここで定義しているPHとは、アルカリ塩を
含有する含金属鉄ダスト10gを水100gに混入し、
十分に撹拌後測定した値であり、含金属鉄ダスト
中のアルカリ量をxwt%とすると、アルカリ量は
10×x/100=x/10gとなる。アルカリ塩の分子量は たかだか100であり、 x/10×1/10/100+x/10×1000/10010(-14+1
0)mol/, 100>>x/10であるから100+x/10→100として計 算すると10-4x10-4、x1となり、アルカリ
塩の添加量は1wt%以上が必要となる。なお、ア
ルカリ塩の添加量は、後述の実施例を示す第2表
および第3表から明らかなようにほぼ5wt%で酸
化防止効果が飽和し、これを超過する添加は経済
的でないので上限値を5wt%としている。 一方、アルカリ塩のPHは、強アルカリである
ことより11以上が望まれるので、これに基づいて
常温において水100gに対する溶解量ygは次の
ようになる。 y/100+y×1000/100×1/100>10(-14+11)、100>
>yよ りy×10-3>10-3、y>1となる。したがつてア
ルカリ塩/水=1g/100gより大きい溶解度が
必要である。 なお、アルカリ塩としては、水酸化カルシウム
Ca(OH)2、水酸化ナトリウムNaOHがアルカリ
塩/水=1g/100g以上と溶解度が高く、比較
的安価であり適当である。これに対して消化ドロ
マイトは溶解度が0.7g/100gで小さく不適であ
り、また水酸化バリウムは高価であり経済的でな
いので好ましくない。 <実施例> T・Fe55%、M・Fe25%、FeO10%、Al2O35
%、C4%、MnO2%の組成からなる含水量5%以
下の転炉ダストに糖密5.0wt%を増強バインダー
として添加しブリケツト化する際、第1表に示す
各水準でアルカリ塩としてCa(OH)2、NaOHを
添加混合したのち、卵形に近い形状のブリケツト
(長径30mm、短径20mm、長さ20mm)を製造し、第
1表に示す各水準について繰り返しテスト数4回
で次のような条件によりテストを行つた。前述の
形状を有するブリケツトを直径約10m、高さ5m
の円錐状に約10トンを山積みにして保管したとき
と、ホツパー内に外気をしや断して保管したとき
の発熱テストを行つた。その結果を第1表に示し
ている。酸化発熱までの時間は水準1を1として
時間比で表している。
製鉄ダスト、製鋼ダスト等の粉体原料から空気酸
化防止性に優れたブリケツトあるいはペレツト等
の塊状物を製造する方法に関するものである。 <従来の技術> 例えば転炉において発生する集塵ダストは、金
属鉄(以下M・Fe)を20%以上含有し、更に鉄
分として酸化鉄(以下FemOn)を30%以上含有
している。従来より転炉ダストは湿式又は乾式の
集塵法により集塵されているが、湿式法において
は、脱水し、更には乾燥してケーキ状とし、また
乾式法においては粉体状のまま再利用されてい
る。さらに、前述のダストを焼結減量その他の製
鉄、製鋼原料として利用するためペレツト又は、
ブリケツトに成形することが一般に行われてい
る。これ等ダストのペレツト化方法として、(イ)特
開昭49−79964号公報のように酸化鉄を含む含水
スラジ(スラリー)と、動・植物油を含む油およ
びアルカリとを接触・撹拌する方法や(ロ)特開昭56
−105438号公報のように微粉鉱石類にバリウムの
酸化物、水酸化物、炭酸塩、硫酸塩を1種または
2種類以上BaO値に換算して0.1〜10.0%配合し、
さらにセメント系バインダーを混合し該混合物を
塊成化した後、養生を行つて成品化することを特
徴とする非焼成ペレツトの製造法、(ハ)特開昭56−
56298号公報のように水分を含むダストに生石灰
および/またはセメントを、製造直後のミニペレ
ツトの水分が110℃×24時間乾燥後の測定で10〜
20%となる如く添加し、高速で撹拌混合すること
を特徴とするミニペレツトの製造方法、が開示さ
れている。さらに(ニ)特開昭53−135815号公報には
製鉄用ペレツトの原料の総量に対して0.2〜5重
量%の消化ドロマイトをバインダーとして混合し
て造粒することを特徴とするペレツトの製造方
法、が提案されている。 <発明が解決しようとする問題点> 前述従来の製造方法は生ペレツトの冷間圧潰強
度を高め、運搬中や再利用工程における圧潰・粉
化を防止するために有用な方法であるが、含有さ
れた金属鉄粉又はFeO粉の酸化防止という観点か
らは十分でなく前述の乾燥粉あるいは脱水ケーキ
をそのまま再利用する場合と同様以下のような問
題がある。すなわち転炉ダストは場合によつては
20%にも及ぶ金属鉄を含み、その他はFeOを主成
分とするものであるから、空気中に放置すると、
大気中の湿分やO2あるいは残存湿分等により、
保存中に金属鉄やFeOの酸化反応が起こり、同時
に発熱するための再利用工程までの保存・運搬中
において次のような問題を伴う。 (1) 発熱沈静のため散水が必要で、散水設備なら
びに散水処理のためのコストが必要である。 (2) 粉化や焼結による大塊化をまねき、再利用工
程での貯蔵ホツパー内でのホツパー詰り等のト
ラブルを生じる。 (3) 金属鉄やFeO等の酸化度の低い含有鉄分の利
用率が低下し、例えば転炉での再利用に際して
Fe3O4,Fe2O3等の還元のために余分な熱エネ
ルギーを必要とする。 (4) 粉化飛散のためダストの再利用率が低下す
る。前述(1)、(2)、(4)の問題を解決する方法とし
て特開昭49−109212号公報には、転炉のガス回
収に当り散水により捕集された未燃焼ダストを
ドライヤーにより乾燥する場合の加熱ガス温度
を900℃以下とするとともに乾燥後のダストが
ドライヤー排出時における含水量を5〜10%に
規制しダスト中Feの殆んどをFe3O4に変えるこ
とを特徴とする転炉未燃焼ダストの酸化処理方
法、が提案されている。しかしながらこの方法
では、(a)再利用工程でFe3O4の還元に余分な熱
エネルギーが必要となる。(b)酸化処理に余分な
熱エネルギーが必要となる。(c)転炉等の鉄浴中
への添加時Fe3O4の還元による局部的な吸熱の
ため、スラグ中の鉄酸化物含有量を必要以上に
増加せしめる等の欠点をまぬがれない。 <問題点を解決するための手段> 本発明は前述のような従来方法のもつ問題点を
解消し、製鉄ダストや製鋼ダストのような金属鉄
および/またはFeOを含有する粉体原料から空気
酸化防止性に優れたブリケツトまたはペレツト等
の塊状物を経済的かつ確実に製造する方法を提供
することを目的とするものである。 本発明は金属鉄および/またはFeOを含有する
水分5wt%以下の粉体原料に、増強バインダーを
添加すると共に常温において水100gに対し1g
以上の溶解度を有し、1wt%水溶液としたときの
水素イオン濃度が10-10mol/以下となる化学
的性質を有するアルカリ性塩を1〜5wt%添加
し、混合したのち塊状に成形する方法で、前述目
的を達するものである。 金属鉄やFeOを含有する製鉄ダスト、製鋼ダス
トなどの粉体原料から製造したブリケツトやペレ
ツトなどの塊状物を保存する際に再生する酸化
は、主に残留湿分、大気湿分等の水によつて進行
するもので、FeやFeOとH2Oとの酸化反応であ
り、この酸化反応によつて前述のような種々の問
題を生じるのである。 ところで金属鉄やFeOを含有するダストの酸化
反応は、常温において下記のように示される鉄サ
ビ発生の反応である。 Fe+2H+→Fe2++H2 ……(1) 2Fe2++2H+→2Fe3++H2 ……(1)′ Fe2++2OH-→Fe(OH)2 ……(2) 4Fe(OH)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3 ……(3) Fe3++3OH-→Fe(OH)3 ……(3)′ この時、H+、OH-はH2OH++OH-による
水の解離反応が生成要因になる。H+は酸性が高
い程多く(PHが低い)、アルカリ性が高い程少
ない(PHが高い)。通常アルカリ性といわれる
域は〔H+〕<10-7(mol/)、すなわちPH>7
である。 金属鉄およびFeOを含有するダストの酸化反応
は上記(1)、(1)′の反応が律速で進むため、H+濃度
の寄与が非常に大きいことになる。一方、上記
(2)、(3)、(3)′の反応熱は500kcal/KgFe以上の発
熱反応であり、これらの反応熱によつて下記(4)、
(5)、(6)等の反応連鎖を誘発し、酸化が急速に伝播
することになる。したがつて、H+濃度を低減す
れば、酸化反応が抑制されることになり、常温で
の酸化は生じなくなつてくる。 3Fe+4H2O→Fe3O4+4H2 ……(4) Fe2O3+FeFeO ……(5) 2Fe+202→Fe3O4 ……(6) 前述の反応(1)、(1)′反応すなわちFe+2H+→
Fe2++H2↑、2Fe2++2H+→Fe3++H2↑の反応
におけるH+(水素イオン)濃度依存性を第1図に
示している。MDD値とは鋼製配管の酸化腐食に
対する腐食速度指数であるが、本テストでは
100MDD=1000/酸化開始までの経過日数となつたた めMDD値整理を行つた。MDD値では、20以
下:耐食性良好、20〜100:注意必要、100〜
200:危険、200以上:耐食性なし、と定義されて
いる。100MDD=0.48mm/年全面腐食相当であ
る。第1図に示す通り、PH10のアルカリ性す
なわち水素イオン濃度〔H+〕が10-10mol/以
下になれば酸化が著しく抑制されることがわか
る。ここで定義しているPHとは、アルカリ塩を
含有する含金属鉄ダスト10gを水100gに混入し、
十分に撹拌後測定した値であり、含金属鉄ダスト
中のアルカリ量をxwt%とすると、アルカリ量は
10×x/100=x/10gとなる。アルカリ塩の分子量は たかだか100であり、 x/10×1/10/100+x/10×1000/10010(-14+1
0)mol/, 100>>x/10であるから100+x/10→100として計 算すると10-4x10-4、x1となり、アルカリ
塩の添加量は1wt%以上が必要となる。なお、ア
ルカリ塩の添加量は、後述の実施例を示す第2表
および第3表から明らかなようにほぼ5wt%で酸
化防止効果が飽和し、これを超過する添加は経済
的でないので上限値を5wt%としている。 一方、アルカリ塩のPHは、強アルカリである
ことより11以上が望まれるので、これに基づいて
常温において水100gに対する溶解量ygは次の
ようになる。 y/100+y×1000/100×1/100>10(-14+11)、100>
>yよ りy×10-3>10-3、y>1となる。したがつてア
ルカリ塩/水=1g/100gより大きい溶解度が
必要である。 なお、アルカリ塩としては、水酸化カルシウム
Ca(OH)2、水酸化ナトリウムNaOHがアルカリ
塩/水=1g/100g以上と溶解度が高く、比較
的安価であり適当である。これに対して消化ドロ
マイトは溶解度が0.7g/100gで小さく不適であ
り、また水酸化バリウムは高価であり経済的でな
いので好ましくない。 <実施例> T・Fe55%、M・Fe25%、FeO10%、Al2O35
%、C4%、MnO2%の組成からなる含水量5%以
下の転炉ダストに糖密5.0wt%を増強バインダー
として添加しブリケツト化する際、第1表に示す
各水準でアルカリ塩としてCa(OH)2、NaOHを
添加混合したのち、卵形に近い形状のブリケツト
(長径30mm、短径20mm、長さ20mm)を製造し、第
1表に示す各水準について繰り返しテスト数4回
で次のような条件によりテストを行つた。前述の
形状を有するブリケツトを直径約10m、高さ5m
の円錐状に約10トンを山積みにして保管したとき
と、ホツパー内に外気をしや断して保管したとき
の発熱テストを行つた。その結果を第1表に示し
ている。酸化発熱までの時間は水準1を1として
時間比で表している。
【表】
【表】
第1表から明らかなように、アルカリ塩を1〜
5wt%添加することにより、酸化までの時間は大
幅に延び、かつPH10以上にすれば酸化発熱まで
の時間を、通常転炉ダストを再利用されるまでの
時間に十分足りる長さにすることができる。 <効果> 本発明は、金属鉄及び又はFeOを含むダスト等
の粉状物のブリケツト又はペレツト等の塊状物の
酸化が防止できるので製鉄、製鋼用原料として再
利用するに当たり、次のような効果が得られる。 (1) ブリケツト又はペレツト化した後再利用工程
までの酸化発熱を完全に防止でき、散水などが
不要である。 (2) 粉化や大塊状化によるホツパー詰り等のトラ
ブルを防止できる。 (3) 粉化飛散による再利用率の低下が図れ、処理
ダスト量に対する再利用工程有効使用量の比率
が従来50〜60%であつたものが、95%以上に向
上できる。 (4) 処理に余分な熱エネルギーを必要とせず処理
費が安い。 (5) 再利用工程におけるFe3O4の還元用の余分エ
ネルギーが不必要となる。
5wt%添加することにより、酸化までの時間は大
幅に延び、かつPH10以上にすれば酸化発熱まで
の時間を、通常転炉ダストを再利用されるまでの
時間に十分足りる長さにすることができる。 <効果> 本発明は、金属鉄及び又はFeOを含むダスト等
の粉状物のブリケツト又はペレツト等の塊状物の
酸化が防止できるので製鉄、製鋼用原料として再
利用するに当たり、次のような効果が得られる。 (1) ブリケツト又はペレツト化した後再利用工程
までの酸化発熱を完全に防止でき、散水などが
不要である。 (2) 粉化や大塊状化によるホツパー詰り等のトラ
ブルを防止できる。 (3) 粉化飛散による再利用率の低下が図れ、処理
ダスト量に対する再利用工程有効使用量の比率
が従来50〜60%であつたものが、95%以上に向
上できる。 (4) 処理に余分な熱エネルギーを必要とせず処理
費が安い。 (5) 再利用工程におけるFe3O4の還元用の余分エ
ネルギーが不必要となる。
第1図はアルカリ塩水溶液のPH値と金属鉄の
腐食度を示すMDD値の関係を示すグラフ、であ
る。
腐食度を示すMDD値の関係を示すグラフ、であ
る。
Claims (1)
- 1 金属鉄および/またはFeOを含有する水分
5wt%以下の粉体原料に、増強バインダーを添加
すると共に常温において水100gに対し1g以上
の溶解度を有し、1wt%水溶液としたときの水素
イオン濃度が10-10mol/以下となる化学的性
質を有するアルカリ性の塩を1〜5wt%添加し、
混合したのち塊状に成形することを特徴とする酸
化防止性に優れた塊状物の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14919587A JPS63312920A (ja) | 1987-06-17 | 1987-06-17 | 酸化防止性に優れた塊状物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14919587A JPS63312920A (ja) | 1987-06-17 | 1987-06-17 | 酸化防止性に優れた塊状物の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63312920A JPS63312920A (ja) | 1988-12-21 |
| JPH0327609B2 true JPH0327609B2 (ja) | 1991-04-16 |
Family
ID=15469895
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14919587A Granted JPS63312920A (ja) | 1987-06-17 | 1987-06-17 | 酸化防止性に優れた塊状物の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63312920A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2659596B2 (ja) * | 1989-10-23 | 1997-09-30 | 川崎製鉄株式会社 | 含金属鉄ダスト粉の保存方法 |
| JP5480969B2 (ja) * | 2010-06-16 | 2014-04-23 | 三菱日立製鉄機械株式会社 | 生ペレット |
-
1987
- 1987-06-17 JP JP14919587A patent/JPS63312920A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63312920A (ja) | 1988-12-21 |
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