JP4736504B2 - スラグ中の粒鉄回収方法 - Google Patents

Description

本発明は、スラグ中に含まれる地金（以下、粒鉄という。）を回収する方法に関し、特に移動式の機械を用いて、効率的に、かつ、スラグの運搬や処理したスラグの仮置き等の物流付帯作業を発生させることなく、スラグ中の粒鉄を回収する方法に関するものである。

従来、鉄鋼の製造工程で発生する高炉スラグ、製鋼スラグ、電気炉スラグ、ステンレス鋼スラグからの粒鉄回収は、大型の固定式専用プラントを用いて行う方法が一般的であった。

たとえば、特許文献１では、スラグを粉砕するジョークラッシャーの下部に、ドラム式の磁選機を設置することで、スラグ中の粒鉄を回収する装置が提案されている。
特開２００３−１０７２４号公報

また、特許文献２では、ドラム式磁選機のドラム周速度を制御することにより、スラグ中の粒鉄を効率的に回収する方法が提案されている。
特開平０５−１２３６０５号公報

また、特許文献３では、ロッドミル内で粉砕処理を行うことでスラグと粒鉄を分別し、粒鉄を回収する方法が提案されている。
特公昭６３−５８２１１号公報

しかしながら、前記のような大型の固定式専用プラントを用いて回収処理を実施する場合、以下の問題がある。
1) 固定式プラントは設備の移転、移動が不可能なため、各設備の設置スペ−スが必要となり、多大な敷地面積が必要である。

2) 通常、固定式プラントとスラグの置場が別であるため、プラントでの処理に際してスラグの運搬や、処理したスラグの仮置き等の物流付帯作業が必要である。
3) 処理能率向上のために大量の処理を一度に行うので、スラグを搬送するベルト上のスラグ層の厚さが増加し、磁選機にて回収される粒鉄の回収率が低下する。

この3)の問題に対応するため、磁選機の数のみを増加させても、ベルトで搬送するスラグの量には変化がないので、ベルト上のスラグ層の厚さは減少せず、満足な結果は得られない。のみならず、設備コストも増加する。

一方、処理速度を変化させずにベルト上のスラグ層の厚さを薄くしようとする場合は、幅広のベルトが必要となるので、設備コストが増加する。
更に、一回処理したスラグを固定式プラントにて再処理する場合も、物流付帯費用（物流コスト）の増加や、再処理に伴う能力不足等の問題が発生する。

本発明が解決しようとする問題点は、従来の固定式専用プラントを用いたスラグ中の粒鉄回収方法では、多大な敷地面積や、処理に際してのスラグの運搬、処理したスラグの仮置き等の物流付帯作業が必要で、しかも粒鉄の回収率が悪いという点である。

本発明のスラグ中の粒鉄回収方法は、
多大な敷地面積や、処理に際してのスラグの運搬、処理したスラグの仮置き等の物流付帯作業を削減し、かつ磁選機に供給されるスラグの粒度を均一化し、磁選機とスラグ中の粒鉄との間隔を一定として、磁着効率を向上させ、スラグ中からの粒鉄の回収率を向上するために、
磁選機と篩い機を搭載した移動可能な台車の磁選機の上流側に篩い機を配置し、この上流側に篩い機を配置した磁選機を、破砕前のスラグ置場もしくは予め破砕したスラグ置場の近傍まで移動させ、このスラグ置場の近傍で、前記篩い機で整粒したスラグを、スラグを供給する搬送ベルトの幅により定まる、処理能率の低下限界点となる処理速度に調整しつつ、磁選機に供給してスラグ中の粒鉄を回収することを最も主要な特徴としている。

前記の本発明のスラグ中の粒鉄回収方法においては、スラグ中の粒鉄回収に際し、使用する移動可能な磁選機は、１台でも複数台でも良いが、磁選作業の効率化、及び、磁選機１台当りの処理量減少に伴う回収率向上の観点からは、複数台使用することが好ましい。この場合、１台の台車に複数台の磁選機を搭載したものを使用しても、また、１台の磁選機を搭載した台車を複数台使用しても良いが、前者を採用することが好ましい。

また、上流側に篩い機を備えさせた前記磁選機を複数台使用する場合には、磁選機１台当りの処理量が減少するのにあわせて、スラグ層厚が減少して粒鉄の回収率が向上する。その際、磁選機にスラグを搬送するベルトの幅に応じて処理速度を最適に調整する本発明では、ベルト幅に応じた最適処理量で粒鉄の回収が行える。この処理速度の調整は、ベルトの搬送速度と磁選機の処理速度を共に調整することが望ましい。

また、上流側に篩い機を備えさせた前記磁選機を複数台使用する場合に、篩い機で分級したスラグを各磁選機に供給し、各磁選機では前記供給されたスラグからそれぞれ粒鉄を回収するようにすれば、スラグ中からの粒鉄の回収率の更なる向上が図れる。

また、前記の本発明のスラグ中の粒鉄回収方法において、前記磁選機での粒鉄回収に際し、移動可能な破砕機で破砕したスラグを使用する場合は、スラグの運搬や、処理したスラグの仮置き等の物流付帯作業が一切発生しなくなる。

本発明によれば、多大な敷地面積が不要となり、敷地の有効活用が可能となる。また、スラグの近傍での作業により、処理に際してのスラグの運搬、処理したスラグの仮置き等の物流付帯作業も削減できる。さらに、高能率にかつ高効率にスラグからの粒鉄回収が可能となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を用いて詳細に説明する。
図１は本発明のスラグ中の粒鉄回収方法に使用する移動式機械の一例を示した概略図である。この図１に示した移動式機械は、例えばクローラ式の自走台車１に、１台の磁選機２と、この磁選機２の上流側に篩い機３を搭載したものである。

この移動式機械を用いて、スラグ中の粒鉄を回収する場合には、予め破砕したスラグの置場近傍までこの移動機械を自走させる。そして、例えばショベルカー４を用いて篩い機３に投入された前記スラグの内、篩い下の整粒されたスラグ６のみを搬送ベルト５で磁選機２に送り、この磁選機２で前記スラグ６中から粒鉄７が回収される。この際、後述するように、搬送ベルト５の幅に応じた処理速度に調整する。

このような、予め破砕したスラグ６の置場近傍まで磁選機２を移動して、粒鉄７の回収を行う本発明方法によれば、粒鉄７の回収に多大な敷地面積が必要でなくなり、敷地の有効活用が図れるようになる。また、スラグ６の置場近傍での作業により、処理に際してのスラグ６の運搬や、処理したスラグ６の仮置き等の物流付帯作業も削減できるようになる。

前記磁選機２はスラグ６からスラグ６中の粒鉄７を回収できるものであれば、図２に示したような、搬送ベルト５の先端に設置されたプーリ式の磁選機や、図３に示したような、搬送ベルト５の先端部に吊り下げられた吊り下げ式の磁選機など、その構成は問わない。

また、前記磁選機２は、図１に示したように、自走台車１に１台搭載したものに限らず、たとえば３台の磁選機２を搭載しても良い。この場合、前記篩い機３でスラグ６を３段階に分級し、各分級されたスラグ６から各々の磁選機２で粒鉄７を回収するようにすれば、回収率の更なる向上が図れる。

このように１台の自走台車１に、複数台の磁選機２を設置することにより、図４に示すように、スラグ６からの粒鉄７の回収率が向上し、かつ、処理能率の低下限界点が向上（高処理量の維持が可能）する。なお、図４は篩い機３で整粒しないスラグ６を、幅が１００ｍｍの搬送ベルト５で磁選機２に供給した場合の結果である。

前記の自走台車１に３台の磁選機２を搭載し、３段階に分級したスラグ６から各々の磁選機２で粒鉄７を回収した場合の操業条件の一例を下記表１に、また、この表１に示した試験条件で回収された粒鉄７の形状を図５に示す。

また、下記表２には、前記の方法で一旦粒鉄７の回収がなされたスラグ６より、再度粒鉄７の回収を実施した回収率の結果の一例を示す。スラグ６の種類、性状等によって回収率にばらつきが生じるが、平均で１０％程度の粒鉄回収率の向上が図れていることが分かる。

本発明の粒鉄回収方法に使用するスラグ６は、必ずしも篩い機３で整粒したものに限らないが、篩い機３で整粒したスラグ６を使用することによって、同一量の処理を実施した場合、磁選機２の磁石面とスラグ６中の粒鉄７との距離が均一化するので、図６に示したように、磁着効率が向上し、粒鉄７の回収効率が１０％改善されていることが分かる。なお、図６は幅が１００ｍｍの搬送ベルト５で、自走台車１に搭載した１台の磁選機２に脱燐炉の炉下スラグを供給した場合の結果である。

また、図７は、幅が１００ｍｍの搬送ベルト５で、１台の磁選機２に、表２に示した各スラグ６を供給して粒鉄７を回収した場合の回収率を示したものであるが、搬送ベルト５の幅が１００ｍｍの設備では、処理速度が１時間当たり８０トンを超える領域から、回収率の低下が認められた。

言い換えれば、篩い機３で３つに分級したスラグ６から、それぞれの磁選機２で粒鉄７を回収する場合には、１時間当たり２４０トン（８０トン／時間×３ライン）までスラグ６を供給しても粒鉄７の回収率低減はないことになる。一方、処理速度が１時間当たり２００トンの通常の固定式プラントを使用した場合には、大幅な回収率低下となることは図７より明らかである。

さらに、図８に示すように、搬送ベルト５の幅により処理速度の最適点（処理能率の低下限界点）が異なり、ベルト幅の増大に伴いその限界点は上昇することが分かる。従って、たとえば篩い機３で３つに分級したスラグ６から、それぞれの磁選機２で粒鉄７を回収する場合には、搬送ベルト５の幅に応じた処理速度に調整（搬送ベルト５の幅が狭いときは限界処理速度を低くするなど）すれば、ベルト幅に応じた最適処理量で粒鉄７の回収が行えることになる。

本発明方法により、一旦、粒鉄７の回収がなされたスラグ６より、再度、粒鉄７の回収を実施した場合の効果（固定式プラントを使用した場合との比較）の一例を図９に示す。篩い機３による整粒を実施せず、磁選機２を１台だけ使用した場合の粒鉄７の回収率は１０３％と、固定式プラントを使用した場合の粒鉄７の回収率とほぼ同程度であった。

しかし、磁選機２を３台使用した場合の回収率は１０７％、さらに３台の磁選機２に篩い機３で整粒した後のスラグ６を供給した場合の回収率は１１０％、さらに処理速度を最適に調整した場合の回収率は１１３％と、段々向上した。

また、前記本発明の何れかのスラグ中の粒鉄回収方法において、磁選機２での粒鉄７の回収に際し、移動可能な台車に搭載した破砕機（例えばジョークラッシャーやインパクトクラッシャーなど。図示省略。）で破砕したスラグ６を使用すれば、図１０に示したように、必要とする敷地面積も従来の固定式プラントを使用する場合に比べて大幅に減少する。また、スラグ６の運搬や、処理したスラグ６の仮置き等の物流付帯作業が一切発生しなくなるという効果も得られる。

この場合、使用する移動式破砕機は、求められる製品のサイズによって１台使用しても良いし、要求サイズによっては２台（１台目は粗破砕、２台目は細破砕）を組み合わせても良い。発明者らの実験では、破砕機を２台組み合わせた場合、篩い機３を使用した場合に比べて粒鉄７の回収率は２％向上した。但し、どちらの場合も、磁選効率の向上の観点からは篩い機３も共に使用することが望ましい。

本発明は上記の例に限らず、例えば、台車は自走式でなくても良い等、各請求項に記載された技術的思想の範囲内で、適宜実施の形態を変更しても良いことは言うまでもない。

本発明は、粒鉄を含有するものであれば、鉄鋼の製造工程で発生する高炉スラグ等に限らず廃棄物溶融スラグなどから粒鉄を回収する場合にも適用できる。

本発明のスラグ中の粒鉄回収方法に使用する移動式機械の一例を示した概略図である。 搬送ベルトの先端に設置されたプーリ式の磁選機の説明図である。 搬送ベルトの先端部に吊り下げられた吊り下げ式の磁選機の説明図である。 磁選機の数による粒鉄の回収率への影響を示した図である。 表１に示した試験条件で回収された粒鉄の形状を示した図で、（ａ）は２．５ｍｍ未満、（ｂ）は２．５〜５．０ｍｍ、（ｃ）は５ｍｍを超えるスラグから回収した粒鉄である。 篩実施の有無による粒鉄回収率の影響を示す図である。 幅が１００ｍｍの搬送ベルトで、１台の磁選機に、表２に示した各スラグを供給して粒鉄を回収した場合の回収率を示した図である。 搬送ベルトの幅と処理速度の最適点との関係を示した図である。 本発明方法により、一旦、粒鉄の回収がなされたスラグより、再度、粒鉄の回収を実施した場合の効果の一例を示した図である。 従来の固定式プラントを使用する場合と、本発明方法による場合の必要な敷地に面積を比較した場合の効果の一例を示した図である。

符号の説明

１ 自走台車
２ 磁選機
３ 篩い機
５ 搬送ベルト
６ スラグ
７ 粒鉄

Claims (4)

1. 磁選機と篩い機を搭載した移動可能な台車の磁選機の上流側に篩い機を配置し、この上流側に篩い機を配置した磁選機を、破砕前のスラグ置場もしくは予め破砕したスラグ置場の近傍まで移動させ、このスラグ置場の近傍で、前記篩い機で整粒したスラグを、スラグを供給する搬送ベルトの幅により定まる、処理能率の低下限界点となる処理速度に調整しつつ、磁選機に供給してスラグ中の粒鉄を回収することを特徴とするスラグ中の粒鉄回収方法。
2. スラグ中の粒鉄回収に際し、前記磁選機を複数使用することを特徴とする請求項１に記載のスラグ中の粒鉄回収方法。
3. 請求項２に記載のスラグ中の粒鉄回収方法において、
   篩い機で分級したスラグを各磁選機に供給し、各磁選機では前記供給されたスラグからそれぞれ粒鉄を回収することを特徴とするスラグ中の粒鉄回収方法。
4. 請求項１〜３の何れかに記載のスラグ中の粒鉄回収方法において、
   前記磁選機での粒鉄回収に際し、移動可能な破砕機で破砕したスラグを使用することを特徴とするスラグ中の粒鉄回収方法。