JPS63312920A

JPS63312920A - 酸化防止性に優れた塊状物の製造方法

Info

Publication number: JPS63312920A
Application number: JP14919587A
Authority: JP
Inventors: Nozomi Tamura; 望田村; Masuhito Shimizu; 益人清水; Tetsuji Nishiyama; 西山　哲司
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1987-06-17
Filing date: 1987-06-17
Publication date: 1988-12-21
Also published as: JPH0327609B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明は金属鉄および／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
れたブリケットあるいはペレッ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Ｆｅ５Ｏｎ）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原料その他
の製鉄、製鋼原料として利用するためペレット又は、ブ
リケットに成形することが一般に行われている。これ等
ダストのベレット他方法として、（イ）特開昭４９−７
９９６４号公報のように酸化鉄を含む含水スラリ（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（Ｅｌ）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、養生を行っ
て成品化することを特徴とす、る非焼成ペレットの製造
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
直後のミニペレットの水分が１１０’ＣＸ２４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ットの製造方法、が
開示されている。

さらに（ニ）特開昭５３−１３５８１５号公報には製鉄
用ペレットの原料の総量に対して０．２〜５重景％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
を特徴とするペレットの製造方法、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化ベレッ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Ｆｅ
Ｏ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
よっては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０！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
程での貯蔵ホッパー内でのホッ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Ｆｅｘ
Ｏａ、　ＦｅｘＯａ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）の間２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’
Ｃ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
殆どをＦｅ５Ｏａ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Ｆｅ１
Ｏ，の還元に余分な熱エネルギーが必要となる。

（ロ）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Ｆｅ１０４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
ブリケットまたはペレッ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５
１１ｔ％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−　”　ｓ＋ｏｌ　／　Ｊ！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ットやペレットなどの塊
状物を保存する際に発生する酸化は、主に残留湿分、大
気湿分等の水によって進行するもので、ＦｅやＦｅＯと
ＨｔＯとの酸化反応であり、この酸化反応によって前述
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”　＝’　Ｆｅ”　、　＋　Ｈｚ　　　
　　　−・−−−−−−（＋）２Ｆｅ”　　＋２）１”
　　−＊　　２Ｆｅ”＋Ｈｚ　　　　−−−−−・（１
）’Ｆｅ”＋　　２０Ｈ−→Ｒｅ（ＯＨ）ｚ　　　　　
　−”−＝’−（２）４Ｆｅ（ＯＨ）　ｚ　＋　Ｏｘ　
＋　２８ｚｏ−＋　４Ｆｅ（ＯＨ）　３　”’−’−”
−”　（３）Ｆｅ”　＋　　３０Ｈ−−＊　　Ｆｅ（Ｏ
Ｈ）ｚ　　　　　　−−−−−−−（３）　’この時、
Ｈ”　、　ＯＨ−はＨｔＯ’；”　Ｈ”　＋ＯＨ−ニよ
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（Ｐ
Ｈが高い）０通常アルカリ性といわれる域は（ｌ（”　
）　＜１０−’　（ｍｏｌ　／　ｊ！　）　、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って下記（
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。したがって、Ｈ″濃度低減すれば、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っ
てくる。

３Ｆｅ　＋　４　Ｉｎｔｏ　４　Ｆｅ５０．　＋　４Ｈ
ｚ　　　−＝−−−（４）Ｆｅｚｅｓ　＋　Ｆｅ　；！
ＦｅＯ−−−−−−（５）２Ｆｅ　＋　２０１−ｈＦｅ
ｓＯ４”−”−”’−”’　（６）前述の反応（１１，
（１）’反応すなわちＦｅ　＋　２Ｈ”　→Ｆｅ”＋Ｈ
ｔ　ｔ　ｌ　２Ｆｅ”　＋２Ｈ”　４　Ｆｅ”　＋Ｈｔ
↑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、本テストではとなった
ためＭＤＤ値整理を行った。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。　　１００Ｍ　Ｄ　Ｄ　−０，４８Ｍ／
年全面腐食相当である。第１図に示す通り、ＰＨ≧１０
のアルカリ性すなわち水素イオン濃度〔Ｈ０〕がＩＱ−
１１１ｍｏｌ／ｌ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１０　ｇ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、アルカリ量は量はたかだか１００であり、ｘ　　　　　　　１００１００＋−− して計算すると１０“４ｘ≧１０−’、　　ｘ≧１とな
り、アルカリ塩の添加量はＩｓ＜ｔ％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。

１００＋ｙ　　　　　１００　　　　１００１ｏｏ＞＞
ｙより）ＩＸＩＯ−’ゴ＞ＩＱ−３，ｙ　＞　１となる
。

したがってアルカリ塩／水−１ｇ／１００ｇより太きい
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　（
ＯＲ）　ｚ　＋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％、　
Ａｆｆｉｔｏ、　５％、Ｃ４％、　ＭｎＯ２％の組成か
らなる含水１５％以下の転炉ダストにＷ！！’Ｅ　５．
０ｗｔ％を増強バインダーとして添加しブリケット化す
る際、第１表に示す各水準でアルカリ塩としてＣａ（Ｏ
Ｈ）ｔ、　ＮａＯＨを添加混合したのち、卵形に近い形
状のブリケット（長径３０ｍｍ、短径２０ｍｍ、厚さ２
０ｍｍ）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った
。前述の形状を有するブリケットを直径約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、ホッパー内に外気をしゃ断して保管したときの発熱
テストを行った。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ｌを１として時間比で表している
。

第　　１　　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。

く効　果〉本発明は、金属鉄及び又はＦｅＯを含むダスト等の粉状
物のブリケット°又はペレッ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）　　ブリケット又はペレッ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ッパー詰り等のトラ
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％であったものが、９５％以上に向上できる。

（４）処理に余分な熱工、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Ｆｅ５Ｏ４の還元用の余
分エネルギーが不必要となる。

【図面の簡単な説明】

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。特許出願人　　　川崎製鉄株式会社第　　１　　図

Claims

【特許請求の範囲】

金属鉄および／またはＦｅＯを含有する水分５ｗｔを％
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＾−
＾１＾０ｍｏｌ／ｌ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。