JP2007002283A - Method and equipment for treating steel making dust - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、製鋼ダストの処理方法及び製鋼ダストの処理装置に関するものであり、特に、エネルギー消費を最小限に抑えることが可能な製鋼ダストの処理方法およびその装置に関するものである。 The present invention relates to a steelmaking dust processing method and a steelmaking dust processing apparatus, and more particularly to a steelmaking dust processing method and apparatus capable of minimizing energy consumption.
一般的な製鋼工程においては、高炉から出銑された銑鉄に炭素が多く含まれるので、炭素分を除去するために転炉において脱炭処理を行なう必要が有る。具体的には、高炉から出銑された銑鉄を転炉に流し込み、場合によっては鉄スクラップを予め投入し、その後、銑鉄内に酸素を吹き込んで脱炭させている。
ところで、転炉の酸素の吹き込み工程では、排ガスとともに製鋼ダストが排出される。この製鋼ダストは、金属鉄を40質量%ないし50質量%程度含み、更に残部が酸化鉄及びその他不純物からなる平均粒径がコンマ数μmないし数十μm程度の微粒子の集合であり、金属鉄を含む点で貴重な資源である。そこで、この製鋼ダストを製鋼工程にリサイクルするための処理方法が従来から検討されている。
In a general steelmaking process, pig iron discharged from a blast furnace contains a large amount of carbon, and therefore it is necessary to perform a decarburization process in the converter to remove the carbon content. Specifically, pig iron discharged from the blast furnace is poured into the converter, and in some cases, iron scrap is previously charged, and then oxygen is blown into the pig iron to decarburize it.
By the way, in the oxygen blowing process of the converter, the steelmaking dust is discharged together with the exhaust gas. This steelmaking dust is a collection of fine particles containing about 40 mass% to about 50 mass% of metallic iron, and the balance of iron oxide and other impurities having an average particle diameter of about several μm to several tens of μm. It is a valuable resource in terms of inclusion. Then, the processing method for recycling this steelmaking dust to a steelmaking process is examined conventionally.
従来の製鋼ダストの処理方法の一例として、湿式集塵機で捕集した製鋼ダストを水中で貯留し、その後、圧搾操作により脱水して含水率20質量%程度の脱水ケーキとし、この脱水ケーキを露天に曝して金属鉄成分を酸化させて酸化鉄にしてから、バインダーを混合して固形化し、この固形分を転炉に投入する方法が知られている。
しかし、この処理方法では、せっかく高炉で還元させた鉄を再び酸化鉄に戻す点でエネルギーロスが生じてしまう問題がある。また、成形後も固形物に含まれる金属鉄が発火するおそれがあり、固形物の管理が煩雑になるという問題がある。
As an example of a conventional steelmaking dust treatment method, steelmaking dust collected by a wet dust collector is stored in water, and then dehydrated by a pressing operation to obtain a dehydrated cake having a water content of about 20% by mass. A method is known in which a metal iron component is oxidized by exposure to iron oxide, and then solidified by mixing a binder, and this solid content is put into a converter.
However, this treatment method has a problem that energy loss occurs in that iron reduced by the blast furnace is returned to iron oxide. Further, there is a problem that the metallic iron contained in the solid matter may ignite after molding, and the management of the solid matter becomes complicated.
また、従来の製鋼ダストの処理方法の別の例として、製鋼ダストを焼結機に投入して焼結体とし、この焼結体を高炉に再投入する方法も知られている。
しかし、焼結体には、スクラップ鉄に含まれていた亜鉛が酸化亜鉛として濃縮されており、酸化亜鉛は高炉の操業に悪影響を及ぼすおそれがある。そのため、焼結機で焼結させた鉄をリサイクルするにしてもその量が限られるという問題がある。
As another example of a conventional method for treating steelmaking dust, a method is also known in which steelmaking dust is charged into a sintering machine to form a sintered body, and this sintered body is recharged into a blast furnace.
However, zinc contained in scrap iron is concentrated as zinc oxide in the sintered body, and zinc oxide may adversely affect the operation of the blast furnace. Therefore, there is a problem that even if iron sintered by a sintering machine is recycled, the amount is limited.
また、回収された製鋼ダストをスラリー状態で乾燥させるには、相当なエネルギーを要する。特許文献1(特許第3251609号公報)には、スラリーの粘度が60ポアズ以下になるまで機械脱水してから、このスラリーを高温の燃焼ガス雰囲気に噴霧して水分を蒸発させる技術が開示されている。
しかし、特許文献1に記載の方法では、機械脱水後のスラリーを常に一定の条件で噴霧すべく、スラリーの粘度や温度を管理する必要があり、手間がかかっていた。また、スラリーを噴霧するにはスラリーに水分を多く含ませる必要があるが、この場合スラリーの噴霧雰囲気を高温にして水分を効率よく蒸発させる必要が有り、噴霧による乾燥のエネルギー消費が大きくなるといった問題があった。
However, in the method described in
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、製鋼ダストに含まれる金属鉄の酸化を防止してエネルギーロスを防止するとともに、脱水ケーキの乾燥に伴うエネルギー消費量を少なくし、更にリサイクルに伴う製鋼ダストや脱水ケーキの輸送や取り扱いを簡便にすることが可能となる製鋼ダストの処理方法及び製鋼ダストの処理装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and prevents oxidation of metallic iron contained in steelmaking dust to prevent energy loss, and also reduces energy consumption accompanying drying of the dehydrated cake, It is an object of the present invention to provide a steelmaking dust processing method and a steelmaking dust processing apparatus that make it possible to easily transport and handle steelmaking dust and dehydrated cake accompanying recycling.
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
本発明の製鋼ダストの処理方法は、銑鉄の不純物除去工程において排出される製鋼ダストの処理方法であって、400℃以上800℃以下の燃焼ガス流が流れる乾燥流路の中に、前記製鋼ダストが含有されてなる含水率30質量%以下の湿式集塵ダストを押し出して、前記湿式集塵ダスト中の水分を蒸発させるとともに前記製鋼ダストを前記燃焼ガス流に流す乾燥工程と、前記乾燥流路の下流側に配置させた分別回収装置によって、前記製鋼ダストを、金属鉄高含有ダストと、金属鉄の含有量が前記金属鉄高含有ダストよりも低い金属鉄低含有ダストとに分別して回収する分別回収工程とを具備してなることを特徴とする。
また本発明の製鋼ダストの処理方法においては、前記金属鉄高含有ダストの金属鉄含有率が30質量%以上であり、前記金属鉄低含有ダストの金属鉄含有率が30質量%未満であることが好ましい。
また本発明の製鋼ダストの処理方法においては、前記分別回収装置として、前記乾燥流路の下流側に接続された1または2以上のサイクロンと、前記サイクロンの下流側に連結されたバッグフィルタとを用いることが好ましい。
また本発明の製鋼ダストの処理方法においては、前記分別回収工程において回収された金属鉄高含有ダストまたは金属鉄低含有ダストのいずれか一方または両方を、溶融状態の銑鉄に返送することが好ましい。
また本発明の製鋼ダストの処理方法においては、前記燃焼ガスに代えて400℃以上800℃以下の窒素ガスを用いてもよい。
In order to achieve the above object, the present invention employs the following configuration.
The method for treating steelmaking dust according to the present invention is a method for treating steelmaking dust discharged in a pig iron impurity removal step, wherein the steelmaking dust is placed in a drying flow path through which a combustion gas flow of 400 ° C or higher and 800 ° C or lower flows. A drying step of extruding wet dust collection dust having a water content of 30% by mass or less containing water to evaporate water in the wet dust collection dust and flowing the steelmaking dust into the combustion gas stream; and the drying flow path The steelmaking dust is separated and recovered into a metal iron high-content dust and a metal iron low-content dust whose content of metal iron is lower than that of the metal iron high-content dust. A separate collection step.
Moreover, in the processing method of the steelmaking dust of this invention, the metal iron content rate of the said metal iron high content dust is 30 mass% or more, and the metal iron content rate of the said metal iron low content dust is less than 30 mass%. Is preferred.
In the steelmaking dust treatment method of the present invention, as the separation and recovery device, one or more cyclones connected to the downstream side of the drying flow path, and a bag filter connected to the downstream side of the cyclone. It is preferable to use it.
In the steelmaking dust treatment method of the present invention, it is preferable to return either one or both of the high metal iron content dust and the low metal iron content dust recovered in the fractional recovery step to molten pig iron.
In the steelmaking dust treatment method of the present invention, nitrogen gas having a temperature of 400 ° C. or higher and 800 ° C. or lower may be used instead of the combustion gas.
次に、本発明の製鋼ダストの処理装置は、銑鉄の不純物除去工程において排出される製鋼ダストを処理する処理装置であって、400℃以上800℃以下の燃焼ガス流が流れる乾燥流路と、前記製鋼ダストが含有されてなる含水率30質量%以下の湿式集塵ダストを前記乾燥流路に押し出す押出機構とが少なくとも備えられた乾燥装置と、前記乾燥流路の下流側に配置され、前記製鋼ダストを、金属鉄高含有ダストと、金属鉄の含有量が前記金属鉄高含有ダストよりも低い金属鉄低含有ダストとに分別して回収する分別回収装置とを具備してなることを特徴とする。
また本発明の製鋼ダストの処理装置においては、前記金属鉄高含有ダストの金属鉄含有率が30質量%以上であり、前記金属鉄低含有ダストの金属鉄含有率が30質量%未満であることが好ましい。
Next, the steelmaking dust processing apparatus of the present invention is a processing apparatus for processing the steelmaking dust discharged in the pig iron impurity removal step, and a drying flow path through which a combustion gas flow of 400 ° C. or higher and 800 ° C. or lower flows. A drying device provided with at least an extrusion mechanism for extruding wet dust collecting moisture containing 30% by mass or less of the steelmaking dust into the drying channel; and disposed on the downstream side of the drying channel, The steelmaking dust is provided with a metal iron high-content dust and a fraction collection device for separating and collecting the metal iron high-content dust and the metal iron low-content dust lower than the metal iron high-content dust. To do.
Moreover, in the steelmaking dust processing apparatus of this invention, the metal iron content rate of the said metal iron high content dust is 30 mass% or more, and the metal iron content rate of the said metal iron low content dust is less than 30 mass%. Is preferred.
尚、本発明における湿式集塵ダストには、平均粒径20μm以上の製鋼ダストを含む粒状ダストと、平均粒径20μm未満の製鋼ダストを含む脱水ケーキとが含まれる。粒状ダストは、製鋼ダストを水に捕集させてから更に水中で自然沈降させてなるものである。また、脱水ケーキは、粒状ダスト沈降後の上澄み液を脱水して、水分をある程度除去した後に得られるケーキ状のものである。更に、粒状ダストの一部には、平均粒径20μm未満の製鋼ダストが含まれる場合があり、また脱水ケーキの一部には、平均粒径20μm以上の製鋼ダストが含まれる場合がある。 The wet dust collection dust in the present invention includes granular dust containing steelmaking dust having an average particle diameter of 20 μm or more and dehydrated cake containing steelmaking dust having an average particle diameter of less than 20 μm. Granular dust is obtained by collecting steelmaking dust in water and then allowing it to settle naturally in water. Further, the dehydrated cake is a cake obtained after dehydrating the supernatant liquid after sedimentation of granular dust and removing water to some extent. Furthermore, a part of the granular dust may contain a steelmaking dust having an average particle diameter of less than 20 μm, and a part of the dehydrated cake may contain a steelmaking dust having an average particle diameter of 20 μm or more.
本発明においては、湿式集塵ダストを乾燥流路に押し出して湿式集塵ダスト中の水分を蒸発させることにより、それまで水分によって固形化されていた製鋼ダストが結着力を失ってダスト状とされる。次に製鋼ダストは、燃焼ガス流によって乾燥流路の下流側に配置された分別回収装置にダスト状のまま運ばれ、分別回収装置によって分別回収される。
湿式集塵ダストの乾燥に用いる燃焼ガス流は、COG等の燃料を空気で燃焼させて得られたガスであり、ガス成分の大部分は二酸化炭素と窒素からなる不活性なガスである。従って、製鋼ダストが燃焼ガスに曝されても製鋼ダストに含まれる金属鉄が酸化されるおそれが少なく、製鋼ダストの物性は乾燥前後でほとんど変化しない。従って、一旦湿式集塵ダストとされた製鋼ダストを、乾燥流路内で再び元のダスト状に戻すことが可能になる。
こうしてダスト状に戻された製鋼ダストは、分別回収装置によって平均粒径毎に分級される。平均粒径が比較的大きい分級成分には金属鉄が多く含まれ、一方、平均粒径が比較的小さい分級成分には酸化鉄が多く含まれ金属鉄が少なくなっている。従って、製鋼ダストを金属鉄の含有量別に分別回収することによって、分別された製鋼ダストをそれぞれ、高炉から転炉までの製鋼工程の中に最適な条件で返送させることができ、製鋼ダストの効率的なリサイクルが可能になる。
なお、製鋼ダストを金属鉄の含有量別に分別する場合には、金属鉄の含有量として30質量%を目安とし、含有率30質量%以上のダストを金属鉄高含有ダストとして回収し、含有率30質量%未満のダストを金属鉄低含有ダストとして回収することにより、製鋼工程に分別返送する際の使い分けが容易になる。
In the present invention, by extruding the wet dust collection dust into the drying flow path and evaporating the water in the wet dust collection dust, the steelmaking dust that has been solidified by the water until then loses its binding force and becomes dusty. The Next, the steelmaking dust is transported in the form of dust to a separation and recovery device disposed on the downstream side of the drying flow path by the combustion gas flow, and is separately collected by the separation and recovery device.
The combustion gas flow used for drying the wet dust collection dust is a gas obtained by burning a fuel such as COG with air, and most of the gas components are inert gas composed of carbon dioxide and nitrogen. Therefore, even when the steelmaking dust is exposed to the combustion gas, the metal iron contained in the steelmaking dust is less likely to be oxidized, and the physical properties of the steelmaking dust hardly change before and after drying. Therefore, it becomes possible to return the steelmaking dust once made into wet dust collection dust to the original dust form again in the drying flow path.
The steelmaking dust thus returned to the dust form is classified for each average particle diameter by the separation and recovery device. A classification component having a relatively large average particle size contains a large amount of metallic iron, while a classification component having a relatively small average particle size contains a large amount of iron oxide and a small amount of metallic iron. Therefore, by separating and collecting steelmaking dust according to the content of metallic iron, the separated steelmaking dust can be returned under optimum conditions during the steelmaking process from blast furnace to converter, and the efficiency of steelmaking dust. Recycling becomes possible.
In addition, when separating steelmaking dust according to the content of metallic iron, the content of metallic iron is set to 30% by mass as a guide, and dust with a content rate of 30% by mass or more is recovered as high-metallic iron content dust. By collecting less than 30% by mass of dust as low-metal-iron-containing dust, it is easy to use properly when separating and returning to the steelmaking process.
また、分別回収装置として具体的には、単独若しくは複数段のサイクロンと、バッグフィルタを用いることができる。ここで、金属鉄が30質量%以上含まれる金属鉄高含有ダストは、主に初段のサイクロンで回収することが可能であり、金属鉄が30質量%未満含まれる金属鉄低含有ダストは、2段目以降のサイクロン及びバッグフィルタで回収することが可能である。 Further, specifically, a single or multiple-stage cyclone and a bag filter can be used as the separation and recovery device. Here, the metal iron high-content dust containing 30% by mass or more of metal iron can be recovered mainly by the first-stage cyclone, and the metal iron low-content dust containing less than 30% by mass of metal iron is 2 It is possible to collect with a cyclone and a bag filter after the stage.
また、脱炭工程において多量の鉄屑溶解が必要な場合、あるいは銑鉄中の珪素濃度が低く、脱炭工程における熱裕度が低い場合には、金属鉄高含有ダストを優先的に返送すると良い。それによって、より少ない熱量でより多くの鉄分を回収することができる。
一方、脱炭工程での多量の鉄屑溶解を必要としない場合、あるいは銑鉄中の珪素濃度が高く、脱炭工程における熱裕度が十分に高い場合には、金属鉄低含有ダストを優先的に返送すると良い。その場合、酸化鉄を還元するための熱量は大きくなるが、酸化鉄が銑鉄中の珪素や炭素の酸化剤としての役割を果たしつつ、鉄分を有効に銑鉄に変えることが可能となる。
In addition, when a large amount of iron scrap is required in the decarburization process, or when the silicon concentration in the pig iron is low and the heat tolerance in the decarburization process is low, the metal iron-rich dust should be returned preferentially. . Thereby, more iron can be recovered with less heat.
On the other hand, when it is not necessary to dissolve a large amount of iron scrap in the decarburization process, or when the silicon concentration in pig iron is high and the heat tolerance in the decarburization process is sufficiently high, dust containing low metal iron is preferential. It is good to send it back to. In this case, although the amount of heat for reducing iron oxide increases, it is possible to effectively change the iron content to pig iron while iron oxide serves as an oxidizing agent for silicon and carbon in pig iron.
更にまた本発明では、燃焼ガスに代えて窒素を用いても良く、これにより製鋼ダストの酸化を確実に防止することが可能になる。 Furthermore, in the present invention, nitrogen may be used in place of the combustion gas, which makes it possible to reliably prevent oxidation of the steelmaking dust.
以上説明したように、本発明によれば、製鋼ダストに含まれる金属鉄の酸化を防止してエネルギーロスを防止するとともに、湿式集塵ダストの乾燥に伴うエネルギー消費量を少なくし、更にリサイクルに伴う製鋼ダストや湿式集塵ダストの輸送や取り扱いを容易にできる製鋼ダストの処理方法及び製鋼ダストの処理装置を提供できる。 As described above, according to the present invention, the metal iron contained in the steelmaking dust is prevented from being oxidized to prevent energy loss, and the energy consumption accompanying the drying of the wet dust collection dust is reduced, and further recycling is possible. It is possible to provide a steelmaking dust processing method and a steelmaking dust processing apparatus capable of easily transporting and handling the accompanying steelmaking dust and wet dust collecting dust.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。尚、以下の説明で参照する図面は、本実施形態の製鋼ダストの処理装置の構成を説明するためのものであり、図示される各部の大きさや厚さや寸法等は、実際の処理装置の寸法関係と異なる場合がある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The drawings referred to in the following description are for explaining the configuration of the steelmaking dust processing apparatus of the present embodiment, and the size, thickness, dimensions, etc. of each part shown are the dimensions of the actual processing apparatus. The relationship may be different.
図1に、本実施形態の製鋼ダストの処理装置1(以下、処理装置と表記する)を示す。本実施形態の処理装置1は、主に、転炉の酸素の吹き込み工程おいて、排ガスとともに排出される製鋼ダストを処理する際に適用されるものである。なお、この製鋼ダストは、金属鉄と、酸化鉄と、場合によって酸化亜鉛と、その他不純物とが含まれてなるものである。
図1に示す処理装置1は、製鋼ダストが含有されてなる湿式集塵ダストの乾燥装置Aと、乾燥された製鋼ダストの分別回収装置Bとから概略構成されている。
FIG. 1 shows a steelmaking dust processing apparatus 1 (hereinafter referred to as a processing apparatus) of this embodiment. The
The
乾燥装置Aは、乾燥流路2を内蔵した乾燥機本体2aと、この乾燥機本体2aに燃焼ガスを供給する燃焼ガス供給装置3と、湿式集塵ダストを乾燥機本体2aの乾燥流路2に押出すための押出装置4(押出機構)とから構成されている。
The drying device A includes a dryer
燃焼ガス供給装置3は、バーナー装置3aと、バーナー装置3aから乾燥機本体2aに燃焼ガスを供給する供給管3bとから構成されている。バーナー装置3aには、燃料としてのコークスガス(COG)やLNGが供給されるとともに、酸化剤としての空気が供給され、バーナー装置3aに内蔵されたバーナーによって燃料が燃焼されて燃焼ガスが生成される。燃焼ガスの含有成分は、少量の酸素や、微量の一酸化炭素または窒素酸化物等が含まれるが、大半の成分は窒素と二酸化炭素であり、こうした成分面から見ると燃焼ガスはほぼ不活性なガスといえる。乾燥機本体2aに供給する燃焼ガスの温度は、400℃以上800℃以下の範囲が好ましく、400℃以上600℃以下の範囲がより好ましい。温度が400℃以上であれば、熱量が十分になって湿式集塵ダストに含まれる水分を完全に蒸発することが可能になる。また、温度が800℃以下であれば、燃焼ガスの熱やダストの発火によってバッグフィルタを損傷させるおそれがない。
The combustion gas supply device 3 includes a
次に、乾燥機本体2aは、中空円筒形状の筐体2bからなり、筐体内部が乾燥流路2とされている。筐体2bの下側には、燃焼ガスを導入する導入口2cが設けられるとともに、筐体2bの上側に燃焼ガスを排出する排出口2dが設けられている。従って乾燥機本体2aにおいては、燃焼ガス流が上昇気流となって乾燥流路2の下側(上流側)から上側(下流側)に向けて流れるように構成されている。また導入口2cには燃焼ガス供給装置の供給管3bが接続され、排出口2dには、乾燥後の製鋼ダストが含まれる燃焼ガスを分別回収装置Bに送るための配送管2fが接続されている。
Next, the dryer
また、乾燥流路2の図中下方(上流側)には燃焼ガス流を撹拌するためのローター2gが備えられており、このローター2gによって燃焼ガス流が乾燥流路2内をムラなく流れるように構成されている。また乾燥流路2の図中上方(下流側)には整流板2hが配設されている。
Further, a
また、乾燥流路2の中流部分にあたる筐体2bには、押出装置4が取付けられている。この押出装置4は、高粘稠性の流動体を一定の速度で押出せるものであればどのようなもの良く、例えば図示したようにスクリューコンベア4aを用いることができる。このスクリューコンベア4aは、中空円柱状の外装体4bと、外装体4bの内部に回転自在に取付けられたスクリュー4cとから構成されている。外装体4bの下流側には開口部4dが設けられ、この開口部4dを介して外装体4bの内部と乾燥流路2とが連通されている。
An
また、外装体4bの上流側にはホッパ14が取付けられている。このホッパ14には、含水率30質量%以下の湿式集塵ダストが投入されるようになっている。湿式集塵ダストには、平均粒径20μm以上の製鋼ダストを含む粒状ダストと、平均粒径20μm未満の製鋼ダストを含む脱水ケーキとが含まれる。ここで平均粒径20μm以上の製鋼ダストを含む粒状ダストの性状としては、鉄分90質量%(乾ダストベース)以上で水分が20〜30質量%、平均粒径20μm未満の製鋼ダストを含む粒状ダストの性状としては、鉄分70質量%(乾ダストベース)以上で水分が10質量%以下が、それぞれ例示できる。また、湿式集塵ダストは、脱水ケーキと粒状ダストとの混合物でも良く、脱水ケーキのみからなるものでも良い。
このような湿式集塵ダストは、製鋼ダストの処理装置は別の場所に設置された図示略の湿式集塵ダスト調製装置によって調製される。即ち、製鋼ダストを水に捕集させてから更に水中で自然沈降させることによって粒状ダストが調製される。この粒状ダストは、粗粒分離機で採取できる。また、粒状ダスト沈降後の上澄み液を脱水して、水分をある程度除去することにより、脱水ケーキが調製される。
湿式集塵ダストが上記のように二段階の工程を経て調製される関係上、粒状ダストの一部には平均粒径20μm未満の製鋼ダストが含まれる場合があり、脱水ケーキの一部には平均粒径20μm以上の製鋼ダストが含まれる場合がある。
A
Such wet dust collection dust is prepared by a wet dust collection dust preparation device (not shown) installed at a place different from the steel dust processing apparatus. That is, granular dust is prepared by collecting steelmaking dust in water and then allowing it to spontaneously settle in water. This granular dust can be collected with a coarse particle separator. Moreover, a dehydrated cake is prepared by dehydrating the supernatant liquid after the granular dust settles and removing water to some extent.
Due to the fact that wet dust collection dust is prepared through a two-step process as described above, some of the granular dust may contain steelmaking dust with an average particle size of less than 20 μm, and some of the dehydrated cake Steelmaking dust having an average particle size of 20 μm or more may be included.
次に、分別回収装置Bについて説明する。図1に示す処理装置1には、分別回収装置Bとして、乾燥機本体2aの下流側に接続された複数段のサイクロン5と、サイクロン5の更に下流側に接続されたバッグフィルタ6とから構成されている。
本実施形態のサイクロン5は2段で構成されている。1段目のサイクロン5aは乾燥機本体2aから延ばされた配送管2fに接続されており、2段目のサイクロン5bは一段目のサイクロン5aの下流側に接続されている。また、バッグフィルタ6は2段目のサイクロン5bの下流側に接続されている。
Next, the sorting and collecting apparatus B will be described. The
The
また、1段目のサイクロン5aは、第1サイクロン本体部15aと、第1サイクロン本体部15aの下側に接続された第1回収部15bとから構成される。また、2段目のサイクロン5aは、第2サイクロン本体部15cと、第1サイクロン本体部15cの下側に接続された第2回収部15dとから構成される。更に、バッグフィルタ6は、フィルター本体部6aと、フィルター本体部6aの下側に接続された最終回収部6bとから構成されている。
The first-
更に、分別回収装置Bには、貯蔵ホッパ7と吹き込みタンク8が取付けられている。貯蔵ホッパ7は、各サイクロン5a,5b及びバッグフィルタ6の各回収部15b,15d,6bの下流に接続されており、サイクロン等によって分別回収された製鋼ダストを貯蔵できるようになっている。また、吹き込みタンク8は貯蔵ホッパ7の更に下流に接続されており、高炉から転炉までの製鋼工程の中を流れる溶融状態の銑鉄に対して製鋼ダストを返送できるようになっている。製鋼ダストの返送は、高炉から出銑された銑鉄から転炉で脱炭処理を行うまでの間であれば、どのタイミングで返送しても良い。なお、貯蔵ホッパ7と吹き込みタンク8は、分別回収された製鋼ダストの酸化を防止するために、窒素等の不活性ガス雰囲気にすることが望ましい。
Furthermore, a storage hopper 7 and a blowing tank 8 are attached to the separation and recovery device B. The storage hopper 7 is connected downstream of each of the
また本実施形態の処理装置1では、製鋼ダストの酸化を防止するために、押出装置4から吹き込みタンク8に至までの間を全て密閉して、外部からの酸素の侵入を防止することが望ましい。
Moreover, in the
次に、本実施形態の製鋼ダストの処理方法を上記の処理装置1を例にして説明する。この処理方法は、乾燥装置Aによって湿式集塵ダストに含まれる製鋼ダストを乾燥させる乾燥工程と、分別回収装置Bによって製鋼ダストを分別して回収する分別回収工程とから概略構成されている。
Next, the steelmaking dust processing method of the present embodiment will be described using the
乾燥工程は、400℃以上800℃以下の燃焼ガス流が流れる乾燥流路の中に、製鋼ダストが含有されてなる含水率30質量%以下の湿式集塵ダストを押し出して、湿式集塵ダスト中の水分を蒸発させるとともに製鋼ダストを燃焼ガス流に乗せて流し、後段の分別回収装置に送る工程である。 In the drying step, wet dust collection dust having a moisture content of 30% by mass or less, in which steelmaking dust is contained, is extruded into a dry flow path in which a combustion gas flow of 400 ° C. or more and 800 ° C. or less flows. This is a step of evaporating the water and flowing steelmaking dust on the combustion gas flow and sending it to the subsequent separation and recovery device.
乾燥工程についてより具体的に説明すると、まず燃焼ガス供給装置3において、例えばコークスガスを空気で燃焼させて燃焼ガスを形成する。このときの燃焼ガスの温度は400℃以上800℃以下が好ましく、400℃以上600℃以下がより好ましい。燃焼ガスの温度調整は、窒素ガスまたはバッグフィルタ6から排出された使用済みの燃焼ガスで希釈して降温させることで調整すれば良い。
温度調整された燃焼ガスは、供給管3bを介して乾燥機本体2aの乾燥流路2に供給され、乾燥流路2内を燃焼ガス流となって流れる。燃焼ガスの流量は400Nm3/h以上1200Nm3/h以下が良い。
The drying process will be described more specifically. First, in the combustion gas supply device 3, for example, coke gas is burned with air to form combustion gas. The temperature of the combustion gas at this time is preferably 400 ° C. or higher and 800 ° C. or lower, and more preferably 400 ° C. or higher and 600 ° C. or lower. The temperature of the combustion gas may be adjusted by diluting with nitrogen gas or the used combustion gas discharged from the
The temperature-adjusted combustion gas is supplied to the drying
一方、転炉における酸素吹き込み工程によって排ガスとともに排出された製鋼ダストは、図示しない湿式集塵機で捕集されてから図示略の湿式集塵ダスト調製装置に送られる。図示略の湿式集塵ダスト調製装置においては、供給された製鋼ダストのスラリーを粗粒分離槽で自然沈降させることによって粒状ダストとすると共に、後段のシックナーで沈殿したスラリーを更に脱水することにより脱水ケーキとする。そして、粒状ダストと脱水ケーキとの混合物または脱水ケーキ単独からなる湿式集塵ダストを調製する。調製した湿式集塵ダストは、スクリューコンベア4a(押出装置)に送られる。なお、湿式集塵ダストの含水率を30質量%以下にすることによって、乾燥流路2内における湿式集塵ダストの乾燥を十分にすることができる。含水率が30質量%を越えると、湿式集塵ダストに含まれる製鋼ダストの乾燥が不十分になるので好ましくない。
On the other hand, the steelmaking dust discharged together with the exhaust gas in the oxygen blowing process in the converter is collected by a wet dust collector (not shown) and then sent to a wet dust collector preparation apparatus (not shown). In the wet dust collection equipment not shown, the supplied steelmaking dust slurry is naturally settled in a coarse separation tank to form granular dust, and the slurry settled in the subsequent thickener is further dehydrated. A cake. And the wet dust collection dust which consists of a mixture of a granular dust and a dewatering cake or a dewatering cake single is prepared. The prepared wet dust collection dust is sent to the
スクリューコンベア4aに供給された湿式集塵ダストは、スクリュー4cによって混錬されながら徐々に乾燥流路2側に押出される。スクリュー4cに混錬されることによって含水率が更に数質量%程度低下する。このときの押出速度は、燃焼ガスの流量にもよるが、湿式集塵ダストの単位時間当たりの押出量として6t/h以上15t/h以下程度にすることが望ましい。
The wet dust collection dust supplied to the
そして、乾燥流路2内に押し出された湿式集塵ダストは、高温の燃焼ガスに触れて直ちに水分が蒸発され、それまで水分によって固形化されていた製鋼ダストは結着力を失ってダスト状となり、上昇気流となった燃焼ガス流によって舞い上げられ、燃焼ガス流にそのまま乗って乾燥機本体2aの排出口2dから排出される。
The wet dust collection dust pushed out into the drying
また、湿式集塵ダストの乾燥に用いる燃焼ガス流は、コークスガス等の燃料を空気で燃焼させて得られたガスであり、ガス成分の大部分は二酸化炭素と窒素からなる不活性なガスである。従って、製鋼ダストが燃焼ガスに曝されても製鋼ダストに含まれる金属鉄が酸化されるおそれが少なく、製鋼ダストの物性は乾燥によってほとんど変化しない。従って、一旦湿式集塵ダストにされた製鋼ダストは、乾燥流路内で再び元のダスト状に戻される。 The combustion gas flow used for drying wet dust collection dust is a gas obtained by burning a fuel such as coke gas with air, and the majority of the gas components are inert gas consisting of carbon dioxide and nitrogen. is there. Therefore, even if the steelmaking dust is exposed to the combustion gas, the metal iron contained in the steelmaking dust is less likely to be oxidized, and the physical properties of the steelmaking dust are hardly changed by drying. Therefore, the steelmaking dust once made into wet dust collection dust is returned again to the original dust shape in the drying flow path.
次に、分別回収工程では、乾燥工程において乾燥された製鋼ダストを、金属鉄が30質量%以上含まれる金属鉄高含有ダストと、金属鉄が30質量%未満含まれる金属鉄低含有ダストとに分別して回収する。 Next, in the separation and recovery step, the steelmaking dust dried in the drying step is divided into a high-metal-iron-containing dust containing 30% by mass or more of metallic iron and a low-containing metal-iron containing metal iron of less than 30% by mass. Separate and collect.
分別回収工程についてより具対的に説明すると、燃焼ガスとともに乾燥済みの製鋼ダストは、配送管2fを介して1段目のサイクロン5aに送られる。1段目のサイクロン5aにおいては、燃焼ガス中に含まれる製鋼ダストのうち、平均粒径30μm以上のダストのみを分級回収し、残りの製鋼ダストは燃焼ガスとともに2段目のサイクロン5bに送る。1段目のサイクロン5aで分級回収された製鋼ダストは、サイクロン下部の第1回収部15bに貯留される。
2段目のサイクロン5bに送られた製鋼ダストは、平均粒径が1μm以上30μm未満のダストのみが分級回収され、残りの製鋼ダストは燃焼ガスとともにバッグフィルタ6に送られる。2段目のサイクロン5bで分級回収された製鋼ダストは、サイクロン下部の第2回収部15dに貯留される。
バッグフィルタ6においては、燃焼ガスとともに送られた残りの平均粒径1μm未満の製鋼ダストを燃焼ガスから分離させ、燃焼ガスは系外に排出させる。分離された製鋼ダストは最終回収部6bに貯留される。なお、ここで列挙した平均粒径の値は、各サイクロン5a,5b及びバッグフィルタ6の操業条件を変更することで適宜変えることが可能である。
More specifically explaining the separation and recovery step, the steelmaking dust that has been dried together with the combustion gas is sent to the first-
As for the steelmaking dust sent to the second-
In the
1段目のサイクロン5aで回収される製鋼ダストは主に、金属鉄を30質量%程度以上含んでおり、金属鉄の含有量が比較的多い金属鉄高含有ダストといえる。このダストは金属鉄を多く含むために比重が比較的重く平均粒径も大きいので、1段目のサイクロン5aでそのほとんどが回収される。
一方、2段目のサイクロン5bまたはバッグフィルタ6で回収される製鋼ダストは主に、金属鉄を0質量%以上30質量%未満程度含んでおり、金属鉄の含有量が比較的低い金属鉄低含有ダストといえる。このダストは金属鉄が少なく、酸化鉄を多く含むために比重が比較的軽く平均粒径が小さいので、2段目のサイクロン5bまたはバッグフィルタ6で回収される。
The steelmaking dust recovered by the first-
On the other hand, the steelmaking dust recovered by the second-
上記のようにして回収された金属鉄高含有ダストまたは金属鉄低含有ダストのいずれか一方または両方は、貯蔵ホッパを介して吹き込みタンク8から製鋼工程に返送される。金属鉄高含有ダストは、脱炭工程での熱裕度が低い場合に、優先的に銑鉄中に返送することが好ましい。また金属鉄低含有ダストは、脱炭工程での熱裕度が十分に高い場合に、優先的に銑鉄中に返送することが好ましい。 Either one or both of the metal iron high-content dust and the metal iron low-content dust collected as described above is returned from the blowing tank 8 to the steel making process via the storage hopper. It is preferable that the metal iron-rich dust is preferentially returned to the pig iron when the heat tolerance in the decarburization process is low. Moreover, it is preferable to return metal iron low content dust in pig iron preferentially, when the heat tolerance in a decarburization process is high enough.
以上、本実施形態の製鋼ダストの処理方法によれば、製鋼ダストが燃焼ガスに曝されても製鋼ダストに含まれる金属鉄が酸化されるおそれが少なく、製鋼ダストの物性は乾燥によってほとんど変化せず、酸化もされないので、一旦湿式集塵ダストにされた製鋼ダストを、乾燥流路内で再び元のダスト状に戻すことが可能になる。
こうしてダスト状にされた製鋼ダストは、分別回収装置によって平均粒径毎に分級され、平均粒径が比較的高い分級成分には金属鉄が多く含まれ、平均粒径が比較的小さい分級成分には酸化鉄が多く含まれ金属鉄が少なくなっている。従って、製鋼ダストを金属鉄の含有量別に分別回収することによって、分別された製鋼ダストをそれぞれ、高炉から転炉までの製鋼工程の中に最適な条件で返送させることができ、製鋼ダストの効率的なリサイクルを行なうことができる。
As described above, according to the steelmaking dust treatment method of the present embodiment, even when the steelmaking dust is exposed to combustion gas, the metal iron contained in the steelmaking dust is less likely to be oxidized, and the physical properties of the steelmaking dust are hardly changed by drying. Further, since it is not oxidized, the steelmaking dust once made into wet dust collection dust can be returned to the original dust form again in the drying flow path.
The steelmaking dust thus made into dust is classified for each average particle size by a separation and recovery device. The classification component having a relatively high average particle size contains a large amount of metallic iron, and the classification component having a relatively small average particle size. Contains a lot of iron oxide and less metal iron. Therefore, by separating and collecting steelmaking dust according to the content of metallic iron, the separated steelmaking dust can be returned under optimal conditions during the steelmaking process from the blast furnace to the converter. Recycling is possible.
また、図2には、本発明の製鋼ダストの処理装置11の別の例を示す。この図2に示す処理装置11と図1に示す処理装置1の相違点は、燃焼ガス供給装置の構成にある。すなわち、図2に示す処理装置における燃焼ガス供給装置13は、バーナー装置13aと、熱交換器13bと、窒素ガス供給配管13cとから構成され、バーナー装置13aで発生させた燃焼ガスの熱を、熱交換器13bを介して窒素ガスに与えて窒素ガスの温度を400℃ないし800℃とし、この高温の窒素ガスを乾燥流路2に供給できるようになっている。
FIG. 2 shows another example of the steelmaking
この例の処理装置11によれば、湿式集塵ダストの乾燥を高温の純窒素で行なうことができ、製鋼ダストの酸化をほぼ完全に防止することができ、金属鉄の収率をより高めることができる。
According to the
以下、本発明の実施例について説明する。
図1に示す処理装置を用いて製鋼ダストの処理実験を行なった。
まず、COG及び空気を空燃比1:1の割合でバーナー装置に供給して燃焼させ、400〜600℃程度の燃焼ガスを発生させた。この燃焼ガスを600Nm3/hの流量で乾燥流路に供給した。そして、含水率23質量%の脱水ケーキと、粒径20μm以上の製鋼ダストを含む含水率8質量%の粒状ダストとの混合物(質量比で脱水ケーキ:粒状ダスト=8:2)を押出量100kg/hで乾燥流路に押し出した。
1段目のサイクロンでは、平均粒径65μm以上のダストを金属鉄高含有ダストとして回収した。また2段目のサイクロンでは、平均粒径2μmのダストを金属鉄低含有ダストとして回収した。更に、バッグフィルタでは、平均粒径1μm以下のダストを金属鉄低含有ダストとして回収した。
回収されたダストについて、ダストの成分、平均粒径及び10μm以下の粒子の含有率を測定した。結果を表1に示す。
Examples of the present invention will be described below.
A processing experiment of steelmaking dust was performed using the processing apparatus shown in FIG.
First, COG and air were supplied to the burner device at a ratio of air / fuel ratio of 1: 1 and burned to generate combustion gas of about 400 to 600 ° C. This combustion gas was supplied to the drying channel at a flow rate of 600 Nm 3 / h. A mixture of a dehydrated cake having a moisture content of 23% by mass and a granular dust having a moisture content of 8% by mass including steelmaking dust having a particle size of 20 μm or more (dehydrated cake: granular dust = 8: 2 in terms of mass ratio) of 100 kg is extruded. / H for extrusion into the drying channel.
In the first-stage cyclone, dust having an average particle size of 65 μm or more was recovered as high-metal iron-containing dust. Further, in the second-stage cyclone, dust having an average particle diameter of 2 μm was collected as low-metal iron-containing dust. Furthermore, in the bag filter, dust having an average particle diameter of 1 μm or less was recovered as low-metal iron-containing dust.
About the collect | recovered dust, the content rate of the component of a dust, an average particle diameter, and a particle | grain of 10 micrometers or less was measured. The results are shown in Table 1.
表1に示すように、1段目のサイクロンで回収された試料1のダストは、金属鉄の含有量が43質量%程度と高いことがわかる。一方、2段目のサイクロンまたはバッグフィルタで回収された試料2または試料3のダストは、金属鉄の含有量がそれぞれ0.8質量%、0.6質量%と低い一方、FeOがそれぞれ66.5質量%、76質量%と極めて高いことがわかる。
これは、金属鉄を多く含むダストは平均粒径が大きいため比較的早い段階で回収され、一方酸化鉄を多く含むダストは嵩高になって比重が小さくなり、また平均粒径も小さいものであるために、2段目のサイクロン以降で回収されたためと考えられる。
As shown in Table 1, it can be seen that the dust of the
This is because dust containing a lot of metallic iron has a large average particle size and is recovered at a relatively early stage, while dust containing a lot of iron oxide is bulky and has a low specific gravity and a small average particle size. Therefore, it is thought that it was collected after the second-stage cyclone.
1、11…処理装置(製鋼ダストの処理装置)、2…乾燥流路、4…押出装置(押出機構)、A…乾燥装置、B…分別回収装置
DESCRIPTION OF
Claims (7)
400℃以上800℃以下の燃焼ガス流が流れる乾燥流路の中に、前記製鋼ダストが含有されてなる含水率30質量%以下の湿式集塵ダストを押し出して、前記湿式集塵ダスト中の水分を蒸発させるとともに前記製鋼ダストを前記燃焼ガス流に流す乾燥工程と、
前記乾燥流路の下流側に配置させた分別回収装置によって、前記製鋼ダストを、金属鉄高含有ダストと、金属鉄の含有量が前記金属鉄高含有ダストよりも低い金属鉄低含有ダストとに分別して回収する分別回収工程とを具備してなることを特徴とする製鋼ダストの処理方法。 A method for treating steelmaking dust discharged in a pig iron impurity removal process,
Moisture in the wet dust collection dust is extruded by extruding a wet dust collection dust having a moisture content of 30% by mass or less in which the steelmaking dust is contained in a dry flow path through which a combustion gas flow of 400 ° C or higher and 800 ° C or lower flows. Evaporating and flowing the steelmaking dust into the combustion gas stream;
The steelmaking dust is separated into a high-metal-iron-containing dust and a low-metal-iron-containing dust whose metal iron content is lower than that of the high-metal iron-containing dust by a separation and recovery device disposed downstream of the drying flow path. A method for treating steelmaking dust, comprising a separation and recovery step of separating and recovering.
400℃以上800℃以下の燃焼ガス流が流れる乾燥流路と、前記製鋼ダストが含有されてなる含水率30質量%以下の湿式集塵ダストを前記乾燥流路に押し出す押出機構とが少なくとも備えられた乾燥装置と、
前記乾燥流路の下流側に配置され、前記製鋼ダストを、金属鉄高含有ダストと、金属鉄の含有量が前記金属鉄高含有ダストよりも低い金属鉄低含有ダストとに分別して回収する分別回収装置と、
を具備してなることを特徴とする製鋼ダストの処理装置。 A processing apparatus for processing steelmaking dust discharged in a pig iron impurity removal process,
A drying flow path through which a combustion gas flow of 400 ° C. or higher and 800 ° C. or lower flows, and an extrusion mechanism for extruding wet dust collecting dust containing water content of 30% by mass or less into the drying flow path are provided. Drying equipment,
Fractionation that is arranged downstream of the drying flow path and separates and collects the steelmaking dust into metal iron high content dust and metal iron low content dust whose metal iron content is lower than the metal iron high content dust A recovery device;
An apparatus for treating steelmaking dust, comprising:
The steelmaking dust according to claim 6, wherein the metal iron content of the high metal iron content dust is 30% by mass or more, and the metal iron content of the low metal iron content dust is less than 30% by mass. Processing equipment.
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