JP2002275549A - 含油スラッジの処理方法 - Google Patents

含油スラッジの処理方法

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JP2002275549A
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Takeshi Hirakawa
猛 平川
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NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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    • Y02W10/40Valorisation of by-products of wastewater, sewage or sludge processing

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  • Treatment Of Sludge (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 前処理を行った含油スラッジを搬送する工程
や特殊な設備を要すること無く、既存の焼結設備を利用
して、含油スラッジを焼結鉱の原料として利用するため
の含油スラッジの処理方法を提供すること。 【解決手段】 焼結機出側の排鉱部において、高温状態
にある焼結鉱に含油スラッジを接触させることにより、
含油スラッジ中の油分の少なくとも一部を燃焼させた
後、含油スラッジの固形分を焼結粉とともに回収し、返
鉱の一部として焼結原料に用いることを特徴とする含油
スラッジの処理方法を用いる。また、高温状態にある焼
結鉱に接触させる含油スラッジの平均粒径を50mm以
下とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、製鉄所内の連続鋳
造工程や圧延工程などにおいて発生する、鉄分の多い含
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】製鉄所において、連続鋳造工程や圧延工
程などで発生するスラッジと呼ばれる廃棄物には、鉄分
が多く含まれているので、製鉄原料としての再利用が行
われている。例えば鋼の圧延工程で回収されるスラッジ
は、ロール冷却、スケール除去などに使用される水を油
水分離処理、凝集沈降処理、濾過処理したときに回収さ
れる二次沈殿物であり、粒径がμmオーダーの鉄分を含
有した固形物で、60質量%以上の鉄分の他に、10〜
40質量%の水分および0.5〜5質量%の油分を含有
している。分塊工場や連鋳工場のスラッジには更に多く
の油分が含まれている。このような油分を含むスラッジ
を含油スラッジと呼び、この油分がスラッジを再利用す
る上で大きな障害となっている。含油スラッジを製鉄原
料として再利用するために、焼結原料に混合して焼結
し、焼結鉱として高炉に装入することが考えられるが、
含油スラッジを焼結鉱の原料として多量に直接焼結機に
投入すると、燃焼性が非常に悪いため、含まれる油分が
焼結機内で充分に燃焼できずに油蒸気が発生し、排ガス
の集塵装置内に蓄積されて自然発火や爆発を引き起こす
という問題がある。
【0003】このような問題に対して、特開昭54−2
8484号公報には、事前に上記の含油スラッジをロー
タリーキルン等で加熱し、焼却処理して油分と水分を除
去し、残った焼却灰を焼結原料として使用する方法が開
示されている。このように含油スラッジ内の油分・水分
を除去する前処理を行えば焼結鉱の焼結段階での火災等
の問題はなくなるが、前処理を行うには加熱のためのエ
ネルギーが必要であり、前処理を行った含油スラッジを
運搬可能な程度に冷却した後に焼結機まで運搬し、その
後また焼結機で加熱することを考えると、エネルギーの
多大な損失である。また前処理の加熱の工程と、前処理
の工程から焼結機へ運搬する工程の2工程が必要であ
る。前処理における加熱のエネルギーとして高温状態の
転炉スラグを有効利用する技術が特開平10−3147
99号公報に開示されているが、前処理の加熱の工程
と、前処理の工程から焼結機へ運搬する工程の2工程が
必要である点では特開昭54−28484号公報の技術
と同じである。
【0004】一方で、運搬等の工程を必要としない、含
油スラッジの油分を焼結機で直接燃焼させるための技術
が、特開平11−6019号公報に開示されている。こ
の技術は、油分水分及び鉄分を含むスラッジを焼結機で
処理してリサイクルする際、焼結機での燃焼性を阻害せ
ず、油分を効率的に燃焼除去し、またその廃エネルギー
を有効に活用するために、パルス燃焼法を用いて含油ス
ラッジを処理する方法である。この方法は、含油スラッ
ジをパルス燃焼法で乾燥した微粉の状態にした上で、焼
結機の焼結原料の上面に供給して燃焼性を良くし、含油
スラッジの油分を燃焼除去するものであり、前処理を行
った含油スラッジを焼結機に運搬するような工程は必要
無いものの、従来の焼結機の設備に加えて新たにパルス
燃焼器を設置する必要があり、含油スラッジをパルス燃
焼器で加熱・粉砕するという前処理を行っているのと同
じ事である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の問題点に鑑みなされたもので、その目的は、前処理
を行った含油スラッジを搬送する工程や特殊な設備を要
すること無く、既存の焼結設備を利用して、含油スラッ
ジを焼結鉱の原料として利用するための含油スラッジの
処理方法を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するためになされたものであり、本件第1の発明
は、焼結機出側の排鉱部において、高温状態にある焼結
鉱に含油スラッジを接触させることにより、含油スラッ
ジ中の油分の少なくとも一部を燃焼させた後、含油スラ
ッジの固形分を焼結粉とともに回収し、返鉱の一部とし
て焼結原料に用いることを特徴とする含油スラッジの処
理方法である。本件第2の発明は、高温状態にある焼結
鉱に接触させる含油スラッジの平均粒径が50mm以下
であることを特徴とする含油スラッジの処理方法であ
る。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて具体的に説明する。
【0008】図1は、本発明の一実施形態を示す模式図
である。図1を用いて、まず高炉における製鉄原料とし
て用いる通常の焼結鉱の製造工程を説明する。粉鉄鉱
石、媒溶剤、粉コークスなどからなる焼結原料1を焼結
機3に投入して高温で加熱して焼結し、塊状の焼結鉱5
を製造する。焼結が完了した焼結鉱5を焼結機3の出側
より順次排鉱する。焼結鉱5を高温の状態で破砕機11
により破砕し、高炉での通気性を確保するため通常5〜
50mm程度の粒径とする。その後、焼結鉱5を冷却機
13に搬送して、冷却を行い、さらに二次破砕機14で
2次破砕を行う。焼結鉱5を焼結機3より排鉱する部分
である、焼結機3の出側から冷却機13による冷却が行
われる前までの破砕機11を含む部分を、排鉱部Aと呼
ぶ。破砕された焼結鉱5には5mm未満の粉状になった
焼結鉱が混在しているので、ふるい15によりふるい分
けを行い、規定の粒径のもののみを高炉の原料として使
用するために高炉槽17に搬送する。ふるい15による
ふるい分けで取り除かれた粉状になった焼結鉱(焼結
粉)は、焼結過程で集塵されたダストと混合して返鉱1
9とする。この返鉱19を焼結原料1と混合して、再び
焼結鉱の原料として使用する。
【0009】次に本発明の一実施形態を図1を用いて説
明する。本発明では、通常の焼結鉱の製造工程を用いな
がら、含油スラッジの油分を除去できることが特徴であ
り、焼結鉱の原料として使用する含油スラッジ21を焼
結鉱の排鉱部Aに投入して焼結鉱5と接触させることが
要点である。
【0010】排鉱部Aに投入された焼結鉱5の温度は6
00℃程度の高温であり、含油スラッジ21の油分は2
00℃で燃焼するので、含油スラッジ21が焼結鉱5に
接触すると焼結鉱5の余熱により含油スラッジ21の油
分および水分が燃焼及び蒸発して除去される。含油スラ
ッジ21は、粒径がμmオーダーの鉄分が塊状化したも
のであるので、油分及び水分が除去されると鉄粉とな
る。焼結機3を用いて焼結原料1として含油スラッジ2
1を加熱する場合には、焼結鉱5が塊状であるので中心
部まで熱が伝わり難く、加熱も室温から徐々に昇温して
行われるので、含油スラッジの油分が燃焼するのに充分
な熱量が供給されないうちに未燃焼の油分が揮発し、排
気中の油分が上昇して集塵装置内に蓄積するが、焼結鉱
5の余熱を用いる本発明の方法では、含油スラッジ21
は急速に均一に加熱されるので油分がほぼ完全に燃焼
し、排気中の油分の上昇を低いレベルに抑えることがで
きる。また、余熱を用いるのでエネルギーも有効に利用
できる。
【0011】含油スラッジ21は、焼結鉱5が高温であ
るうちに混合する程効果的であり、焼結鉱5が500℃
以上である状態で混合することが望ましい。
【0012】含油スラッジ21は排鉱部Aのいずれの部
分に投入しても良いが、焼結機3にあまり近いと、含油
スラッジ21を投入する際に焼結機3の集塵装置に吸込
まれる恐れがあるので、破砕機11の下流側に投入する
とより安全である。一方、排鉱部Aに投入された焼結鉱
5は破砕機11により破砕されるので、破砕機11また
はこれより上流側で含油スラッジ21を投入すると、含
油スラッジ21と高温の焼結鉱5を混合しながら接触さ
せることが可能となり、油分の燃焼性が高まるので効果
的であるが、集塵装置中の油分濃度に注意する必要があ
る。
【0013】含油スラッジ21の投入方法としては、焼
結設備に搬入された含油スラッジ21をベルトコンベア
などを用いて、排鉱部Aを落下中の焼結鉱5に混合する
ように投入したり、焼結機3の終端部分へ投入したり、
破砕機11の上部へ投入するなど、装置の配置上都合の
良い場所から投入すれば良い。塊状の焼結鉱5と含油ス
ラッジ21が排鉱部A内で層状になるように投入する
と、油分の燃焼性が高まる上に、集塵装置に集塵されに
くいので効果的である。
【0014】上記のようにして混合した高温の焼結鉱5
と含油スラッジ21を、冷却機13に搬送して冷却を行
い、さらに破砕機14で2次破砕を行う。その後ふるい
15によりふるい分けを行う。規定の粒径以上のものは
高炉原料として使用するために高炉槽17に搬送される
が、含油スラッジ21は油分及び水分が除去されて粉状
であるので、焼結粉とともにふるい分けにより返鉱19
とされ、焼結鉱5のみが高炉槽17に搬送される。この
返鉱19を焼結原料1と混合して、再び焼結鉱の原料と
して使用するが、返鉱19中の含油スラッジ21は既に
油分が燃焼により除去されているので、焼結段階で油分
が発生することはない。このようにして製造した焼結鉱
5に、排鉱部Aにおいて新たに含油スラッジ21を投入
することにより、繰り返し含油スラッジから油分を除去
して焼結原料として利用できるので、含油スラッジを焼
結原料として利用するサイクルが成立する。
【0015】含油スラッジはその発生工場や、発生後の
保管状況により、含有する油分や水分の割合、形状等が
異なるので、焼結機の排鉱部への投入前に、ある程度は
均一化する必要がある。水分量は、発生後の放置期間を
調整したり脱水を行うなどして、運搬や粉砕処理が可能
な程度に減少させる。形状については、塊状である含油
スラッジの粒径があまり大きいと、排鉱部において焼結
鉱と混合した際に油分と水分が十分に除去されない場合
があるので、平均粒径が50mm以下となるように破砕
してから排鉱部へ投入することが望ましい。含油スラッ
ジの平均粒径を10mm以下とすると、ほぼ完全に油分
を燃焼、水分を蒸発させることができる。含油スラッジ
の粒径は小さいほど良好に油分が燃焼するが、あまり粒
径が小さいとハンドリングが難しくなる。
【0016】上記のようにして焼結鉱を製造すれば、含
油スラッジの油分は良好に燃焼するが、常に完全燃焼さ
せるのは難しく、また、焼結機や排鉱部で発生する油分
の量については、含油スラッジだけでなく、その他の焼
結原料から発生する分もあるので、焼結機や排鉱部の排
ガス中の油分濃度やダスト中の油分濃度をモニターして
おき、一定値以上になった場合は投入する含油スラッジ
の量や種類を調整するなどして対応することが安全上好
ましい。
【0017】本発明で用いる含油スラッジとしては、一
般に含油スラッジと呼ばれる粒径がμmオーダーの鉄分
と水分および油分を主として含有するものに加えて、粒
径がmmオーダーの鉄分を60%以上、数10%の水
分、数%の油分を含む研磨屑などのスラッジも用いるこ
とができる。通常ミルスケールと呼ばれるスラッジは油
分が少ないものを指すが、焼結原料として用いると油分
の発生が問題になる場合は、本発明の処理方法を用いる
ことができる。製鉄所で発生するスラッジであっても、
Znの含有量が高い含油スラッジを用いると高炉の炉体
レンガに悪影響を与える恐れがあるので注意が必要であ
る。その他、焼結原料としてそのまま焼結機に投入する
ことができない油分の多い鉄原料で、ふるい分けで焼結
鉱と分離可能な形状にできるものであれば、含油スラッ
ジとして本発明に用いることが可能である。
【0018】以上のようにして製造した焼結鉱の品質は
良好であり、操業も含油スラッジを用いない従来の焼結
鉱の製造時と同様に円滑で、集塵機中のダストの焼損等
のトラブルも無い。この焼結鉱は、高炉以外に転炉など
においても鉄原料として使用することが可能である。
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、従来の焼結鉱製造設備
を用いて含油スラッジの油分除去処理が可能となる。ま
た、焼結鉱製造設備に含油スラッジ投入のためのわずか
な設備の変更を行うだけで、含油スラッジを焼結原料と
して利用することができるので、低コストでの含油スラ
ッジの製鉄原料としてのリサイクルが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態を示す模式図である。
【符号の説明】
1 焼結原料 3 焼結機 5 焼結鉱 11 破砕機 13 冷却機 14 二次破砕機 15 ふるい 17 高炉槽 19 返鉱 21 含油スラッジ A 排鉱部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C22B 1/20 C22B 1/20 M

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 焼結機出側の排鉱部において、高温状態
    にある焼結鉱に含油スラッジを接触させることにより、
    含油スラッジ中の油分の少なくとも一部を燃焼させた
    後、含油スラッジの固形分を焼結粉とともに回収し、返
    鉱の一部として焼結原料に用いることを特徴とする含油
    スラッジの処理方法。
  2. 【請求項2】 高温状態にある焼結鉱に接触させる含油
    スラッジの平均粒径が50mm以下であることを特徴と
    する、請求項1に記載の含油スラッジの処理方法。
JP2001071804A 2001-03-14 2001-03-14 含油スラッジの処理方法 Pending JP2002275549A (ja)

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