JPH10314799A - 鉄分の多い含油スラッジの処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製鉄所で発生する鉄分の多い含油スラッジを
簡単な処理により油分を除き、これを焼結原料として利
用可能にする。 【解決手段】 鉄分の多い含油スラッジ２を天日乾燥場
で乾燥した後、放流ヤード12上に予め敷き詰めておき、
その上に転炉11から排出した高温状態の転炉スラグ９を
放出して接触させるこにより、含油スラッジ２の油分を
燃焼により除去する。油分を除去した鉄分の多いスラッ
ジを焼結原料として利用し、焼結鉱として高炉に装入し
鉄分を回収する一方、高炉から排出したスラグを水砕ス
ラグとして利用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、製鉄所内の分塊工
場、圧延工場あるいは製鋼工場内で発生する鉄分の多い
各種の含油スラッジの処理方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】製鉄所では、分塊工場または圧延工場か
ら発生するスラッジや、製鋼工場に設置された連続鋳造
設備において鋳片の直接冷却系で発生するスラッジのよ
うにグリース等に起因する油分を２〜25％含むものが発
生する。このようなスラッジには、鉄分も多いことから
含油スラッジを製鉄原料としてリサイクルするため、一
般的に次のようにして使用されている。

【０００３】(1) 焼結鉱の原料としてリサイクルする場
合が多かったが、油分は焼結機において揮発し、集塵装
置に蓄積され、高温雰囲気によって自然発火し、集塵装
置の焼失を招く原因になる。このため最近では、油分が
10％未満の極低油分のスラッジに制限しており、前述し
たスラッジのうち油分10〜25重量％を含有する油分の高
いスラッジは焼結原料として再利用できていない。

【０００４】(2) 含油スラッジ中の油分を焼却して造粒
還元し、ペレットとして高炉に装入する場合もあるが、
このための設備の建設、運転には、多大の費用を必要と
するだけでなく、燃焼に伴う大気汚染を含めた環境問題
が生じる欠点がある。 (3) 含油スラッジを団鉱とした後、高温で焼結して高炉
または転炉等に装入する場合や、団鉱成型機で成型した
団鉱を直接転炉等に装入する場合がある。これらの場
合、団鉱を取り扱う時に破壊粉化し易く、歩留り低下に
よる損失となる。特に油分は団鉱の圧潰強度を低下させ
る原因になるので、油分焼却処理が必要になり、結局前
記(2) の場合と同じ問題が生じる。

【０００５】(4) 含油スラッジを含水率20〜40重量％に
脱水し、耕耘式乾燥を行った後に、セメント系バインダ
を添加して調湿混練、造粒して非乾燥養生ペレットを製
造し、製鋼用ペレットとして使用する方法（特公昭57-4
3622号公報）は、設備は比較的簡単であるが、それでも
設備と運転コストは、決して安いとは言えず問題が残
る。

【０００６】図２は、従来の油分の高い含油スラッジを
自然乾燥し、さらに焼結設備またはペレット設備で焼結
鉱やペレットを製造し、高炉の鉄源として利用する場合
を示している。図２に示すように、含油スラッジを水と
共にスケールピットまたは沈殿槽等のスラッジ集合槽１
に集め、このスラッジ集合槽１内で沈殿し、水から分離
して槽内に堆積した含油スラッジ２は、通常、バケット
３等を用いて地上ホッパ４に搬出し、一旦貯蔵する。そ
して、地上ホッパ４から切り出した含油スラッジ２をダ
ンプカー５で運び出すか、もしくは、ローリー車６で流
動状態のまま運び出し、所定の場所に露掘りした溜め池
８に溜めておき、簡単な脱水を行う。後日、ショベルカ
ー13を用いて溜め池８内の含油スラッジ２を掻き出し、
天日乾燥場７まで搬送して山積みし、長期間かけて太陽
熱により自然乾燥させる。

【０００７】十分に自然乾燥した後、油分焼却設備内で
含油スラッジ２内の油分を燃焼させて除去し、焼結原料
として焼結設備に供給し、他の焼結原料と混合して焼結
処理することによって焼結鉱を製造するか、あるいはペ
レット設備に供給し、他の原料と混合して還元処理する
ことによってペレットを製造する。そして焼結鉱または
ペレットを高炉の原料として再利用する。この場合、油
分を除去するため油分焼却設備で燃焼するのに燃料や運
搬費がかかり、また燃焼後の冷却のため冷却ファン等を
設置する設備費が必要であり、さらにこれを運転するた
めの費用もかかり、コスト高になる。焼結原料、ペレッ
ト原料としての再利用では、これらの製造設備を既に備
えている場合が通常なので、必要とするホッパ等を除け
ば殆どの設備は新設する必要はないが、運転コストが嵩
むことになり、総合的にみてコストの問題が残る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】製鉄所の分塊工場や圧
延工場の環水スラッジ、連続鋳造設備の直接冷却水系の
環水スラッジには、油分含有量が10〜25重量％もあるた
め、鉄分を25〜40重量％含有しているにもかかわらず製
鉄原料として十分に資源化できず、その安価な処理方法
が求められていた。

【０００９】以上に説明したような事情から鉄分の多い
含油スラッジの再使用は、鉄資源としての価値とは裏腹
に問題があり、むしろ産業廃棄物として投棄料を支払っ
て埋め立て処分する方が安上がりな場合もある。しか
し、ここでも「含油量５％以下」という規制や、他の廃
棄物との混合による希釈禁止等の制約があり、油分の高
いスラッジは投棄もできず、行き場がないというのが実
情であった。

【００１０】本発明は、このような点を鑑み、処分に困
っている鉄分の多い含油スラッジを簡単な処理により高
炉用の製鉄原料としてリサイクルし、鉄源として、また
高炉から排出した溶融スラグを水砕スラグ等として活用
する鉄分の多い含油スラッジの処理方法を提供すること
を目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の請求項１記載の本発明は、鉄分の多い含油スラッジの
処理方法において、前記鉄分の多い含油スラッジと転炉
から排出された高温状態の転炉スラグとを接触させ、該
含油スラッジ中の油分を燃焼により除去して鉄分の多い
スラッジとし、これを他の焼結原料に配合して焼結した
焼結鉱として高炉に装入することを特徴とする鉄分の多
い含油スラッジの処理方法である。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１に示すように、含油スラッジ２
を水と共にスケールピットまたは沈殿槽等のスラッジ集
合槽１に集める。表１に示すように厚板、熱延、形鋼工
場の環水から生じる圧延環水スラッジは鉄分が多く、油
分が少ない。これに対して分塊工場の分塊環水スラッジ
は鉄分が少なく、油分が多い。また、連鋳工場からの直
接冷却水系の連鋳環水スラッジは、鉄分、油分共に両者
の間にある。

【００１３】

【表１】

【００１４】このような成分の含油スラッジ２をスラッ
ジ集合槽１内で沈殿させ、水14から分離した含油スラッ
ジ２を、前記図２に基づいて説明したのと同じ手順を経
て溜め池８に溜めて水分の地中への浸透や太陽熱により
ある程度水分を除く。その後、ショベルカー13を運転し
て溜め池８内の含油スラッジ２を掻き出し、天日乾燥場
７まで移動させ山積みする。山積みした含油スラッジ２
は、定期的に時々反転させる耕耘作業を行う他は、特に
手間をかけることなく太陽熱でゆっくりと自然乾燥させ
る。このような低温乾燥作業を大きなビニールハウスの
中で行えば、より効率的に乾燥させることができ、また
雨天時等に影響されることがないので乾燥程度の変動を
小さくできる。通常は、天日乾燥場７に堆積させた含油
スラッジ２を、雨に曝させながら１年程度の長期間をか
けて天日により自然乾燥する場合が多く、これによって
乾燥した含油スラッジ２とすることができる。

【００１５】一方、転炉11を出鋼側に傾動して炉内の溶
鋼を出鋼口15から出鋼する一方、転炉11を反対の排滓側
に傾動して炉内の転炉スラグ９を炉口を介して軌道上の
台車に搭載した鍋10に排出した後、専用の放流ヤード12
に運んで鍋10内から地上もしくは専用の容器に放流する
のが一般的である。この時、転炉スラグ９は大半がまだ
溶融流動状態にあるが、放流と共に急速に冷えて凝固
し、冷却状態になる。この時、転炉スラグ９の冷却を促
進するため、散水することもあるが、いずれにしても従
来は転炉スラグが保有する潜熱、顕熱の有効利用を図る
ことなく冷却させるだけであった。

【００１６】本発明は、潜熱、顕熱を保有する溶融状
態、半溶融状態または凝固直後の固体状態の転炉スラグ
（以下、高温状態の転炉スラグという）と鉄分の多い含
油スラッジとを接触させ、油分を燃焼により除去せんと
するものである。転炉スラグと含油スラッジとを接触さ
せる手段は多数考えられるが、ここではそのいくつかの
具体例について説明する。

【００１７】(1) 前述のようにして天日乾燥場７で乾燥
した含油スラッジ２を、放流ヤード12の地面上に予め敷
いておき、その上に転炉11から排出した鍋10内の転炉ス
ラグ９を放出して接触させ、高温状態の転炉スラグが保
有する潜熱、顕熱を有効利用して天日乾燥した含油スラ
ッジ２を昇温し油分の燃焼により除去する。 (2) 鍋10内に予め天日乾燥した含油スラッジ２を入れて
おき、その上に転炉11から排出する溶融状態の転炉スラ
グ９を受け入れて接触させ、昇温して油分の燃焼により
除去する。鍋10内の含油スラッジ２上へ転炉スラグ９を
受入れた時に、水蒸気爆発が生じるのを防ぐため、鍋10
の残熱等を利用して、天日乾燥した含油スラッジ２の水
分を完全に除去しておくことが不可欠である。また、油
分の燃焼処理時に煙や炎の発生が多いので集塵設備を設
置する等の配慮が必要である。

【００１８】(3) 転炉11から鍋10内に受け入れた溶融状
態の転炉スラグ９上に、上方から天日乾燥した含油スラ
ッジ２を投入して接触させ、油分の燃焼により除去す
る。 (4) 鍋10から放流ヤード12上に放流した溶融状態、半溶
融状態または凝固直後の固体状態の転炉スラグ９上に、
投射機その他の設備を用いて天日乾燥した含油スラッジ
２を散布し接触させ、昇温して油分の燃焼により除去す
る。この場合には、最初の散布による接触で含油スラッ
ジ２の水分を完全に蒸発除去させ、次回にこの上に転炉
スラグ９を再放流することにより確実に油分の燃焼除去
を行うことができる。

【００１９】(5) 特異な場合としては、放流ヤード12の
地面上に放流した溶融状態、半溶融状態もしくは凝固直
後の固体状態の転炉スラグ９上に、全く乾燥させること
なく水分の多い含油スラッジ２を散布して接触させる。
これは、転炉スラグ９の温度を散水により冷却する目的
を兼ねて行うものであるため、転炉スラグ９の温度を低
下させるので１回の接触では含油スラッジ２中の油分が
容易に燃えない。したがって、１回目の接触で含油スラ
ッジ２中の水分を転炉スラグ９の熱により蒸発させた
後、水分を除いた含油スラッジ２上に、高温状態の転炉
スラグ９を再放流することで、含油スラッジ２を昇温し
て油分の燃焼により除去する。この場合の利点は、含油
スラッジ２を予め天日乾燥する手間を省略できると共に
スラッジピットから直接にポンプ輸送するなどの流体搬
送手段が採用できるため、ハンドリングが簡単になり、
物流費用を削減できる。

【００２０】以上のようにして、天日乾燥した含油スラ
ッジまたは場合によっては全く乾燥しない水分の多い含
油スラッジと高温状態の転炉スラグとを接触させること
により、油分を燃焼除去した含油スラッジは、転炉スラ
グと混合状態になっている。ところで、転炉スラグは、
製鉄所では粗鋼１トン当たり130kg 程度発生し、最近で
はこれらは全量が焼結原料の一部として利用され、焼結
鉱として高炉に装入されるようになっている。一方、含
油スラッジの発生量は、転炉スラグ発生量の1/100 以下
のオーダーであるから、全体的にみれば僅かな量であ
り、含油スラッジを混合してもリサイクルされる転炉ス
ラグが成分変動を起こすほどの影響を与えることはな
い。

【００２１】また、含油スラッジと転炉スラグとの接触
による燃焼で油分が除去されているので、焼結機の排ガ
ス集塵系での油分に起因する火災が発生する心配は排除
される。このようにして油分を除去した鉄分の多いスラ
ッジが、他の焼結原料と配合されて焼結され、焼結鉱と
して高炉に装入されることにより、鉄分の有効な資源化
が達成される。ここで、鉄分以外のスラッジの他の成分
は、溶銑１トン当たり300kg 程度の比率で発生する高炉
スラグの一部となって高炉から排出される。この高炉ス
ラグは水砕スラグや徐冷スラグとして、セメント原料、
路盤材等として全てを活用することができる。

【００２２】なお、転炉から排出された転炉スラグを冷
却後に焼結原料として用いる前に、磁力選鉱等により転
炉スラグ中の有価鉄分を回収する場合がある。この場
合、転炉スラグの一部もしくは全部が高炉に装入されな
いことになるが、磁力選鉱等により回収した転炉スラグ
中の有価鉄分は、転炉にリサイクルする等して再利用さ
れるので、鉄源として利用することに変わりはない。

【００２３】

【実施例】前記表１に示す油分を含有する含油スラッジ
のうち、連鋳環水スラッジを、前記図１に示す工程を経
て天日乾燥場７に堆積させ、雨に曝させながら１年程度
の長期間をかけて天日により自然乾燥させた。この乾燥
させた含油スラッジ２を天日乾燥場７から掘り出して放
流ヤード12まで搬送し、予め敷詰めておく。そして放流
ヤードの地面上に予め敷詰めてある含油スラッジ上に、
転炉11から表２に示すような成分を有する溶融状態の転
炉スラグを鍋10内に排出して接触させ、高温状態の転炉
スラグが保有する潜熱、顕熱を有効利用して天日乾燥し
た含油スラッジ２の油分を燃焼によりこれを除去する。

【００２４】

【表２】

【００２５】連鋳環水スラッジの発生量に比較して転炉
から排出される転炉スラグの発生量が圧倒的に多いため
含油スラッジの油分はほぼ完全に燃焼により除去するこ
とができた。このようにして油分を除去した連鋳環水ス
ラッジを焼結原料に配合して焼結機に装入し、焼結鉱を
製造した。得られた焼結鉱を高炉の原料として使用した
ところ、好調な炉況のもとに高炉操業を行うことができ
目標成分の溶銑を製造することができた。また、高炉か
ら排出した高炉スラグから水砕スラグを製造したので、
含油スラッジ中の鉄分を除く他の成分も水砕スラグに移
行し、有効に利用することができた。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、鉄
分の多い含油スラッジと転炉から排出した高温状態の転
炉スラグとを接触させることにより、含油スラッジの油
分が簡単に燃焼により除去されるので、焼結機の操業に
支障を与えることなく焼結原料の一部として利用され、
焼結鉱として高炉にリサイクルされる。このため含油ス
ラッジ中の鉄分は高炉から排出する溶銑中に回収され、
また溶銑と共に排出したスラグは水砕スラグ等として利
用可能となる。一方、従来有効利用されていなかった転
炉スラグの潜熱、顕熱を、含油スラッジの乾燥、燃焼に
用いることができ、排熱の有効利用においても価値があ
る。

【００２７】これらにより、従来コスト面から経済的な
処理方法がなかった含油スラッジの資源化が可能にな
り、産業上の効果は多大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る含油スラッジの処理プロセスを示
す概略説明図である。

【図２】従来に係る含油スラッジの処理プロセスを示す
概略説明図である。

【符号の説明】

１ スラッジ集合槽 ２ 含油スラッジ ３ バケット ４ 地上ホッパ ５ ダンプカー ６ ローリー車 ７ 天日乾燥場 ８ 溜め池 ９ 転炉スラグ 10 鍋 11 転炉 12 放流ヤード 13 ショベルカー 14 水 15 出鋼口

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉄分の多い含油スラッジの処理方法にお
   いて、前記鉄分の多い含油スラッジと転炉から排出され
   た高温状態の転炉スラグとを接触させ、該含油スラッジ
   中の油分を燃焼により除去して鉄分の多いスラッジと
   し、これを他の焼結原料に配合して焼結した焼結鉱とし
   て高炉に装入することを特徴とする鉄分の多い含油スラ
   ッジの処理方法。