JP5823368B2 - Dust recycling method - Google Patents

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Description

本発明は、亜鉛を含むダストのリサイクル方法に関する。   The present invention relates to a method for recycling zinc-containing dust.

近年の製鋼工程では、脱燐処理と脱炭処理とを分離し、転炉容器での脱炭処理の前に溶銑に対して、脱燐処理を行うことが多い。このように脱燐処理と脱炭処理とを分離することで、プロセストータルでの排出スラグ量を低減することができる。上記脱燐処理は、以前は混銑車等の搬送容器内で実施されることが多かったが、上記搬送容器はフリーボードが小さいため酸素供給速度を高めることができず、処理に時間を要していた。このため、現在はフリーボードが大きく、酸素の供給速度も高めることができる転炉容器を用いた脱燐処理が広く普及している。   In recent steelmaking processes, the dephosphorization process and the decarburization process are separated, and the dephosphorization process is often performed on the hot metal before the decarburization process in the converter vessel. By separating the dephosphorization process and the decarburization process in this way, the total amount of discharged slag can be reduced. Previously, the dephosphorization process was often carried out in a transport container such as a kneading vehicle. However, the transport container has a small freeboard, so the oxygen supply rate cannot be increased, and the process takes time. It was. For this reason, dephosphorization using a converter vessel that is large in free board and capable of increasing the oxygen supply rate is now widespread.

上記脱燐処理や脱炭処理で生じるダストは、多量の鉄分を含むため、可能な限り再利用することが好ましい。これらのダストのリサイクル手法としては、焼結鉱原料やペレット原料として用い、焼結鉱やペレットとして高炉へ投入する方法が挙げられる。しかし、この場合、ダスト中の亜鉛濃度が高いと高炉耐火物への付着物量が増えるため、これらのダストの高炉原料へのリサイクルには量的限度がある(特開2007−9240号公報参照)。同様の理由から、亜鉛メッキ屑も高炉原料として大量にリサイクルすることができない。   Since the dust generated by the dephosphorization treatment or the decarburization treatment contains a large amount of iron, it is preferably reused as much as possible. As a method for recycling these dusts, there is a method in which the dust is used as a sintered ore raw material or a pellet raw material and is charged into the blast furnace as a sintered ore or pellet. However, in this case, since the amount of deposits on the blast furnace refractory increases when the zinc concentration in the dust is high, there is a quantitative limit in recycling these dusts to the blast furnace raw material (see JP 2007-9240 A). . For the same reason, galvanized scraps cannot be recycled in large quantities as blast furnace raw materials.

このような中、亜鉛を含むダストを脱燐処理において副原料としてリサイクルする方法が提案されている(特開平6−264126号公報、特開平7−26317号公報及び特開平8−333612号公報参照)。このように亜鉛を含むダストを脱燐処理の際に用いると、脱燐炉中で亜鉛が揮発する。従って、後工程の脱炭処理において亜鉛を実質的に含まない副原料を用いることで、脱炭処理の際に発生するダストの亜鉛濃度が低減され、このダストを高炉原料としてリサイクル可能となるとされている。   Under such circumstances, a method of recycling zinc-containing dust as an auxiliary material in the dephosphorization process has been proposed (see JP-A-6-264126, JP-A-7-26317, and JP-A-8-333612). ). When dust containing zinc is used in the dephosphorization process, zinc volatilizes in the dephosphorization furnace. Therefore, by using a secondary raw material that does not substantially contain zinc in the decarburization process in the subsequent step, the zinc concentration of dust generated during the decarburization process is reduced, and this dust can be recycled as a blast furnace raw material. ing.

しかし、このようにダストを脱燐処理にリサイクルする従来の方法では、(1)熱余裕や、副原料ホッパーの切り出し等の設備制約の関係上、脱燐炉に大量のダストを投入することが実際の操業では困難である場合がある。また、(2)脱燐処理の際に全ての亜鉛が揮発するわけではないため、脱燐処理で大量の亜鉛を含む原料を使用した場合、溶湯中に残存した亜鉛が脱炭炉に移行し、脱炭処理ダストに含有されるため、上記不都合の解決には至らない。さらに、(3)ダストには亜鉛以外に鉛も濃縮しているため、脱燐処理の際に生じるスラグの鉛溶出濃度が高まり、このスラグのリサイクルが困難となるという不都合がある。   However, in the conventional method of recycling the dust to the dephosphorization process in this way, (1) a large amount of dust may be thrown into the dephosphorization furnace due to equipment restrictions such as heat margin and cutting out the auxiliary material hopper. It may be difficult in actual operation. In addition, (2) not all zinc volatilizes during the dephosphorization process, so when a raw material containing a large amount of zinc is used in the dephosphorization process, the zinc remaining in the molten metal is transferred to the decarburization furnace. Since it is contained in the decarburized dust, the above inconvenience cannot be solved. Further, (3) since lead is also concentrated in the dust in addition to zinc, there is an inconvenience that the elution concentration of lead in the slag generated during the dephosphorization treatment is increased and it is difficult to recycle the slag.

他方、スラグ中の鉛の溶出を抑える技術としては、スラグ組成を調整することなどによりスラグ中の鉛を不溶化させる方法が提案されている(特開2002−20815号公報参照)。しかし、この技術はスラグの有効利用には資するものの、ダストのリサイクルを効果的に行うための参考となるものではない。   On the other hand, as a technique for suppressing the elution of lead in the slag, a method of insolubilizing lead in the slag by adjusting the slag composition has been proposed (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-20815). However, although this technology contributes to the effective use of slag, it is not a reference for effective dust recycling.

特開2007−9240号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2007-9240 特開平6−264126号公報JP-A-6-264126 特開平7−26317号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-26317 特開平8−333612号公報JP-A-8-333612 特開2002−20815号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-20815

本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、脱炭処理で生じるスラグからの鉛溶出濃度、及び脱炭処理で生じる微粒ダストを高炉へ投入した際の付着物量が許容できる範囲内で、製鉄工程で生じるダストを最大限再利用することができるダストのリサイクル方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made based on the above-described circumstances, and the lead elution concentration from the slag produced by the decarburization treatment and the amount of deposits when the fine dust produced by the decarburization treatment is introduced into the blast furnace can be tolerated. It is an object of the present invention to provide a dust recycling method capable of reusing the dust generated in the iron making process as much as possible.

上記課題を解決するために、本発明者らは、微粒ダストを脱燐炉だけでなく脱炭炉にも投入することを検討した。その結果、所定の条件を満足すれば、脱炭処理で生じるスラグからの鉛溶出濃度、及び脱炭処理で生じる微粒ダストを高炉へ投入した際の付着物量が許容できる範囲内で、微粒ダストを脱炭炉にも投入できることを見出した。
その結果得られた本発明に係るダストのリサイクル方法は、
溶銑を脱燐処理する工程と、上記脱燐処理がされた溶銑を脱炭処理する工程とを有し、
上記脱燐処理及び脱炭処理において、鉄源として脱燐処理ダスト及び脱炭処理微粒ダストの少なくとも一種をリサイクルするに際し、上記脱炭処理にリサイクルする鉄源中の亜鉛量X(kg/t)及び鉛量Y(kg/t)が下記式(1)及び(2)を満たすダストリサイクル方法である。
X≦0.166−0.122×HMR×A ・・・(1)
Y≦0.0290−0.182×HMR×a+0.000390×W−0.00514×C ・・・(2)
(上記式(1)及び(2)中、HMRは脱炭炉での溶銑比率であり、(溶銑質量/脱炭炉主原料投入質量)である。Aは脱燐処理にリサイクルする鉄源中の亜鉛量(kg/t)である。aは脱燐処理にリサイクルする鉄源中の鉛量(kg/t)である。Wは脱炭処理で発生するスラグ量(kg/t)である。Cは脱炭処理で発生するスラグの塩基度である。)
In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors studied to introduce fine dust into not only a dephosphorization furnace but also a decarburization furnace. As a result, if the prescribed conditions are satisfied, the fine particle dust is within the allowable range of the lead elution concentration from the slag generated by the decarburization process and the amount of deposits when the fine dust generated by the decarburization process is charged into the blast furnace. It was found that it could be put into a decarburization furnace.
The resulting dust recycling method according to the present invention is
A step of dephosphorizing the hot metal, and a step of decarburizing the hot metal after the dephosphorization treatment,
In the dephosphorization treatment and decarburization treatment, when recycling at least one of dephosphorization dust and decarburization fine dust as an iron source, the amount of zinc X (kg / t) in the iron source recycled for the decarburization treatment And lead amount Y (kg / t) is a dust recycling method that satisfies the following formulas (1) and (2).
X ≦ 0.166−0.122 × HMR × A (1)
Y ≦ 0.0290−0.182 × HMR × a + 0.000390 × W s −0.00514 × C s (2)
(In the above formulas (1) and (2), HMR is the hot metal ratio in the decarburization furnace and is (molten metal mass / decarburization furnace main raw material input mass). A is in the iron source recycled for dephosphorization treatment Z is the amount of zinc (kg / t), a is the amount of lead (kg / t) in the iron source recycled for dephosphorization, and W s is the amount of slag (kg / t) generated by decarburization. there .C s is basicity of slag generated in the decarburization process.)

ここで、[kg/t]とは主原料1tに対する質量であり、この主原料の量は処理に供される溶銑、冷銑及びスクラップ(亜鉛メッキ屑を含む)の合計量をいう。また、副原料とは、上記主原料(溶銑、冷銑及びスクラップ)以外の原料をいう。   Here, [kg / t] is the mass with respect to the main raw material 1t, and the amount of the main raw material means the total amount of hot metal, cold iron and scrap (including galvanized scraps) to be processed. The auxiliary raw material refers to raw materials other than the main raw materials (hot metal, cold iron, and scrap).

本発明のダストリサイクル方法によれば、脱炭処理にリサイクルする鉄源中の亜鉛量Xが式(1)を満たすことで、脱炭処理で発生する脱炭処理微粒ダストの亜鉛濃度を制御できるため、この亜鉛濃度を制御した脱炭処理微粒ダストを焼結鉱、ペレット等の高炉原料として有効に再利用することができる。また、脱炭処理にリサイクルする鉄源中の鉛量Yが式(2)を満たすことで、脱炭処理の際に生じるスラグからの鉛溶出濃度を所定濃度に抑えることができる。従って、当該ダストリサイクル方法によれば、脱炭処理で生じるスラグからの鉛溶出濃度、及び脱炭処理で生じる微粒ダストを高炉へ投入した際の付着物量が許容できる範囲内で、製鉄工程で生じるダストを最大限再利用することができる。   According to the dust recycling method of the present invention, the zinc concentration in the decarburized fine dust generated in the decarburization process can be controlled by satisfying the formula (1) when the zinc amount X in the iron source recycled for the decarburization process is satisfied. For this reason, the decarburized fine particle dust in which the zinc concentration is controlled can be effectively reused as a blast furnace raw material such as sintered ore and pellets. Moreover, the lead elution density | concentration from the slag which arises in the case of a decarburization process can be suppressed to a predetermined density | concentration because the lead amount Y in the iron source recycled to a decarburization process satisfy | fills Formula (2). Therefore, according to the dust recycling method, the lead elution concentration from the slag generated by the decarburization process and the amount of deposits when the fine dust generated by the decarburization process is input to the blast furnace are acceptable in the iron making process. Dust can be reused as much as possible.

脱炭処理微粒ダスト亜鉛濃度と脱炭処理での投入亜鉛量等との関係を示すグラフA graph showing the relationship between the decarburized fine dust zinc concentration and the amount of zinc input in the decarburization process 脱炭スラグ鉛溶出濃度と脱炭処理での投入鉛量等との関係を示すグラフGraph showing the relationship between the decarburized slag lead elution concentration and the amount of lead introduced in the decarburization process 本発明のダストリサイクル方法の一実施形態に用いられるダスト回収分離システムを示す模式図The schematic diagram which shows the dust collection | recovery separation system used for one Embodiment of the dust recycling method of this invention 脱燐スラグ鉛溶出濃度と脱燐処理での投入鉛量等との関係を示すグラフGraph showing the relationship between the dephosphorization slag lead elution concentration and the amount of lead input in the dephosphorization process 実施例の結果を示すグラフThe graph which shows the result of an Example

以下、本発明のダストリサイクル方法の実施の形態を図面を参照しつつ詳説する。   Hereinafter, embodiments of the dust recycling method of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

当該ダストリサイクル方法は、
(1)溶銑を脱燐処理する工程、及び
(2)上記脱燐処理がされた溶銑を脱炭処理する工程
を有する。以下、各工程について説明する。
The dust recycling method is
(1) a step of dephosphorizing the hot metal, and (2) a step of decarburizing the hot metal after the dephosphorization treatment. Hereinafter, each step will be described.

(1)脱燐処理工程
この工程では、脱炭処理に先駆け、転炉容器を用いて脱燐処理を実施する。なお、脱燐処理でのスロッピングを防止する目的で、脱燐処理に先駆けて脱珪処理を実施することもある。
(1) Dephosphorization process In this process, a dephosphorization process is implemented using a converter vessel prior to a decarburization process. Note that desiliconization may be performed prior to dephosphorization for the purpose of preventing slopping in the dephosphorization.

上記転炉容器としては、特に限定されず、公知のものを用いることができる。また、後工程の脱炭処理で用いる転炉容器と同一の転炉容器を用いてもよいし、別の転炉容器を用いてもよい。具体的には上底吹転炉、底吹転炉、上吹転炉等を用いることができるが、処理効率などの点から上底吹転炉が好ましい。上記転炉容器のサイズとしては、特に制限されず、例えば、出鋼量50〜400t規模のものを用いることができる。   It does not specifically limit as said converter vessel, A well-known thing can be used. Moreover, the same converter vessel as the converter vessel used in the decarburization process of a post process may be used, and another converter vessel may be used. Specifically, an upper bottom blowing converter, a bottom blowing converter, an upper blowing converter, or the like can be used, but an upper bottom blowing furnace is preferable from the viewpoint of processing efficiency. The size of the converter vessel is not particularly limited, and, for example, one having a steel output amount of 50 to 400 t can be used.

上記脱燐処理の処理対象としては、転炉容器に投入される主原料(溶銑並びに必要に応じて冷銑及びスクラップ)及び副原料(焼結鉱、石灰、ダスト等)が挙げられる。当該ダストリサイクル方法においては、副原料として亜鉛及び鉛を含有する脱燐処理ダスト及び脱炭処理微粒ダストβの少なくとも一種を用いる。また、主原料のスクラップとして亜鉛メッキ屑等のメッキ屑が用いられる。従って、原料中の亜鉛源としては、脱燐処理ダスト、脱炭処理微粒ダストβ及び亜鉛メッキ屑が代表的となる。   Examples of the treatment target of the dephosphorization treatment include main raw materials (hot metal and, if necessary, cold iron and scrap) and auxiliary raw materials (sintered ore, lime, dust, etc.) put into the converter vessel. In the dust recycling method, at least one of dephosphorization dust and decarburization fine dust β containing zinc and lead is used as an auxiliary material. Moreover, plating scraps such as galvanized scraps are used as the main raw material scrap. Therefore, typical examples of the zinc source in the raw material include dephosphorization dust, decarburization fine dust β, and zinc plating waste.

脱燐処理ダスト及び脱炭処理ダストとは、脱燐処理又は脱炭処理の際に生じるダストのことを言う。また、脱燐処理及び脱炭処理はそれぞれバッチ処理(バッチ式)で行われ、この(1)脱燐処理工程で用いられる脱燐処理ダスト及び脱炭処理微粒ダストβは、この工程で処理される溶銑とは別の溶銑に対する処理の際に生じたダストである。なお、便宜上、本発明のダストリサイクル方法において、(2)脱炭処理工程で生じる脱炭処理微粒ダストを脱炭処理微粒ダストα、(1)脱燐処理工程で用いる脱炭処理微粒ダストを脱炭処理微粒ダストβとして区別する。   The dephosphorization dust and the decarburization dust mean dust generated during the dephosphorization treatment or the decarburization treatment. In addition, the dephosphorization treatment and the decarburization treatment are each carried out by a batch treatment (batch type), and the dephosphorization treatment dust and the decarburization treatment fine dust β used in this (1) dephosphorization treatment step are treated in this step. It is dust generated during the treatment of hot metal other than hot metal. For convenience, in the dust recycling method of the present invention, (2) decarburized fine dust generated in the decarburizing process is decarburized fine dust α, and (1) the decarburized fine dust used in the dephosphorizing process is removed. Distinguish as charcoal-treated fine dust β.

また、脱炭処理微粒ダストとは、粒径50μm未満の粒子が80体積%以上のものをいう。この粒径は、レーザー回折・散乱式の粒径分析装置で測定される値をいう。   Further, the decarburized fine dust refers to particles having a particle size of less than 50 μm of 80% by volume or more. This particle size is a value measured by a laser diffraction / scattering particle size analyzer.

なお、後述するように脱炭処理でリサイクルする鉄源中の亜鉛量及び鉛量が後述する式(1)及び(2)を満たす範囲内にする必要があるため、脱燐処理でリサイクルする鉄源は、後の脱炭処理でリサイクル可能な鉄源の量との関係で、当該ダストリサイクル方法全体でリサイクルする鉄源の量が最大となるよう調整することが好ましい。   As will be described later, the amount of zinc and the amount of lead in the iron source recycled by the decarburization process needs to be within a range satisfying formulas (1) and (2) described later. The source is preferably adjusted so as to maximize the amount of iron source to be recycled in the entire dust recycling method in relation to the amount of iron source that can be recycled by the subsequent decarburization treatment.

上記脱燐処理においては、発生するダストを回収する。上記回収の手段としては、特に制限されず、公知の集塵機等を用いることができる。但し、後に詳述する脱炭処理の際のダストと分別して回収する必要がある。このように分別して回収する方法としては、特に限定されず、例えば、脱燐処理と脱炭処理とを異なる排ガス集塵系統を持つ転炉で実施する方法や、同一の排ガス集塵系統を用い、処理毎にダストを振り分ける方法などを挙げることができる。なお、この脱燐処理ダストは、後述する脱炭処理ダストと異なり、微粒と粗粒とに分けても分けなくてもよい。   In the dephosphorization process, the generated dust is recovered. The collection means is not particularly limited, and a known dust collector or the like can be used. However, it is necessary to separate and collect the dust from the decarburization process described in detail later. The method of separating and collecting in this way is not particularly limited. For example, a method of performing dephosphorization treatment and decarburization treatment in a converter having different exhaust gas dust collection systems, or using the same exhaust gas dust collection system. And a method of distributing dust for each treatment. In addition, unlike the decarburization processing dust mentioned later, this dephosphorization processing dust does not need to be divided into a fine particle and a coarse particle.

(2)脱炭処理工程
この工程では、上記脱燐処理がされた溶銑を転炉容器により脱炭処理する。上述したように、脱炭処理で用いる転炉容器は、脱燐処理で用いた転炉容器と同一のものでも異なるものでもよい。また、脱燐処理後に出湯せず、脱燐スラグだけを排出して引き続き脱炭処理を行ういわゆる中間排滓方式を採用してもよい。
(2) Decarburizing treatment step In this step, the dephosphorized hot metal is decarburized using a converter vessel. As described above, the converter vessel used in the decarburization process may be the same as or different from the converter vessel used in the dephosphorization process. Alternatively, a so-called intermediate waste method may be employed in which only the dephosphorization slag is discharged and the decarburization process is performed after the dephosphorization process.

この脱炭処理の対象としては、転炉容器に投入される主原料(上記脱燐処理がされた溶銑並びに必要に応じて冷銑及びスクラップ)と副原料(焼結鉱、石灰、ダスト等)とが挙げられる。脱炭処理工程においては、脱燐処理工程と同様に、副原料として亜鉛及び鉛を含有する脱燐処理ダスト及び脱炭処理微粒ダストの少なくとも一種を用いる。また、スクラップとしては、亜鉛メッキ屑等のメッキ屑を用いることができる。従って、原料中の亜鉛源としては、脱燐処理ダスト、脱炭処理微粒ダストβ及び亜鉛メッキ屑が代表的となる。   This decarburization process includes the main raw materials (the hot metal subjected to the above dephosphorization treatment and the cold iron and scrap if necessary) and the auxiliary raw materials (sintered ore, lime, dust, etc.) And so on. In the decarburization process, as in the dephosphorization process, at least one of dephosphorization dust and decarburization fine dust containing zinc and lead as auxiliary materials is used. Moreover, as scrap, plating scraps such as galvanized scraps can be used. Therefore, typical examples of the zinc source in the raw material include dephosphorization dust, decarburization fine dust β, and zinc plating waste.

この脱炭処理でリサイクルする鉄源中の亜鉛量X(kg/t)が下記式(1)を満たし、鉛量Y(kg/t)が下記式(2)を満たすようにする。
X≦0.166−0.122×HMR×A ・・・(1)
Y≦0.0290−0.182×HMR×a+0.000390×W−0.00514×C ・・・(2)
(上記式(1)(2)中、HMRは脱炭炉での溶銑比率であり、(溶銑質量/脱炭炉主原料投入質量)である。Aは脱燐処理にリサイクルする鉄源中の亜鉛量(kg/t)である。aは脱燐処理にリサイクルする鉄源中の鉛量(kg/t)である。Wは脱炭処理で発生するスラグ量(kg/t)である。Cは脱炭処理で発生するスラグの塩基度である。)
The zinc amount X (kg / t) in the iron source recycled by this decarburization treatment satisfies the following formula (1), and the lead amount Y (kg / t) satisfies the following formula (2).
X ≦ 0.166−0.122 × HMR × A (1)
Y ≦ 0.0290−0.182 × HMR × a + 0.000390 × W s −0.00514 × C s (2)
(In the above formulas (1) and (2), HMR is the hot metal ratio in the decarburization furnace and is (molten metal mass / decarburization furnace main raw material input mass). A is in the iron source recycled for dephosphorization treatment. Z is the amount of zinc (kg / t), a is the amount of lead (kg / t) in the iron source recycled for dephosphorization, and W s is the amount of slag (kg / t) generated in the decarburization process. .C s is the basicity of the slag generated in the decarburization process.)

ここで、上記式(1)及び(2)を導出した根拠を示す。   Here, the grounds for deriving the above formulas (1) and (2) are shown.

(式(1)について)
脱炭処理で発生する脱炭処理微粒ダストαを焼結鉱、ペレット等のリサイクル原料として高炉に投入する場合の弊害は、上述のようにダスト中の亜鉛濃度が高くなると高炉耐火物への付着物量が増加することである。この際、ダスト中の亜鉛濃度が0.7質量%以上であると付着物量が増加するとされている(特開2007−9240号公報参照)。そこで、高炉へリサイクルする脱炭処理微粒ダストαの亜鉛濃度閾値を0.7質量%とした。
(About formula (1))
The detrimental effect when decarburized fine dust α generated in the decarburization process is thrown into the blast furnace as a recycled raw material such as sintered ore, pellets, etc., is adhering to the blast furnace refractory when the zinc concentration in the dust increases as described above This is an increase in quantity. At this time, if the zinc concentration in the dust is 0.7% by mass or more, the amount of deposits is said to increase (see JP 2007-9240 A). Therefore, the zinc concentration threshold value of the decarburized fine dust α to be recycled to the blast furnace was set to 0.7 mass%.

脱炭処理微粒ダストαの亜鉛濃度は、脱炭炉での溶銑比率と脱燐処理にリサイクルする鉄源中の亜鉛量(以下、脱燐処理投入亜鉛量ともいう)との積と正の相関を有し、また、脱炭処理にリサイクルする鉄源中の亜鉛量(以下、脱炭処理投入亜鉛量ともいう)と正の相関を有すると考えられる。そこで、実績値としての脱炭処理微粒ダストαの亜鉛濃度をVZn(質量%)、脱炭炉での溶銑比率をHMR、脱燐処理投入亜鉛量をA(kg/t)、脱炭処理投入亜鉛量をX(kg/t)と定め、VZnを従属変数とし、HMRとAとの積、及びXを独立変数とし、切片を0として重回帰分析を行うことで下記式(1−i)を得た(図1参照)。重回帰分析には、後述する表3、4のデータを用いた。なお、図1中のRは決定係数である。
Zn=0.512×HMR×A+4.20×X ・・・(1−i)
The zinc concentration of decarburized fine dust α is positively correlated with the product of the hot metal ratio in the decarburization furnace and the amount of zinc in the iron source recycled for dephosphorization (hereinafter also referred to as dephosphorization input zinc amount). In addition, it is considered that there is a positive correlation with the amount of zinc in the iron source to be recycled for decarburization treatment (hereinafter also referred to as decarburization treatment input zinc amount). Therefore, the zinc concentration of the decarburized fine dust α as the actual value is V Zn (mass%), the hot metal ratio in the decarburization furnace is HMR, the dephosphorization treatment input zinc amount is A (kg / t), and the decarburization treatment. The amount of zinc input is defined as X (kg / t), V Zn is defined as a dependent variable, the product of HMR and A, and X is defined as an independent variable. i) was obtained (see FIG. 1). For the multiple regression analysis, data shown in Tables 3 and 4 described later were used. Note that R 2 in FIG. 1 is a determination coefficient.
V Zn = 0.512 × HMR × A + 4.20 × X (1-i)

また、上述のとおり、脱炭処理微粒ダストαの亜鉛濃度VZnは0.7質量%以下とする必要がある。そこで、上記式(1−i)にVZn≦0.7を代入して変形することで、上記式(1)が得られる。 Further, as described above, the zinc concentration V Zn of the decarburized fine dust α needs to be 0.7% by mass or less. Therefore, the above formula (1) is obtained by substituting V Zn ≦ 0.7 into the above formula (1-i) for deformation.

(式(2)について)
ダストリサイクルにおける鉛の弊害は、上述のように脱炭処理の際に揮発しなかった鉛が脱炭スラグに残存し、脱炭スラグからの鉛溶出の原因となることにある。一般的にこの脱炭スラグは、路盤材や土木工事用の埋め戻し材等に使用される。この際、このスラグは環境省告示第46号法に記載の土壌溶出試験における鉛溶出濃度0.01質量ppm以下の基準を満たす必要がある。そこで、この鉛溶出濃度の基準を満たす指標として、式(2)を導いた。
(Regarding formula (2))
The adverse effect of lead in dust recycling is that, as described above, lead that has not volatilized during the decarburization treatment remains in the decarburized slag and causes lead elution from the decarburized slag. Generally, this decarburized slag is used for roadbed materials, backfill materials for civil engineering work, and the like. At this time, this slag needs to satisfy the standard of lead elution concentration of 0.01 mass ppm or less in the soil elution test described in Ministry of the Environment Notification No. 46. Therefore, the formula (2) was derived as an index satisfying this lead elution concentration standard.

ここで、脱炭スラグからの鉛溶出濃度は、脱炭炉での溶銑比率と脱燐処理工程にリサイクルする鉄源中の鉛量(以下、脱燐処理投入鉛量ともいう)との積と正の相関を有し、また、脱炭処理工程にリサイクルする鉄源中の鉛量(以下、脱炭処理投入鉛量ともいう)と正の相関を有すると考えられる。また、発生するスラグ量(kg/t)が多い場合はスラグ中の鉛濃度が低下するため、発生スラグ量が多いほど鉛溶出濃度が低下する傾向がある。さらには、この発生する脱炭スラグの塩基度(CaO/SiO)が高いと、CaO+HO=Ca(OH)の反応量が多くなるため、脱炭スラグと接触する水のpHが高くなり、鉛溶出濃度が増加する傾向にある。これらの点を踏まえ、実績値として脱炭スラグからの鉛溶出濃度をVPb(質量ppm)、脱炭炉での溶銑比率をHMR、脱燐処理投入鉛量をa(kg/t)、脱炭スラグ量をW(kg/t)、脱炭スラグの塩基度をC、及び脱炭処理投入鉛量をY(kg/t)と定め、VPbを従属変数とし、HMRとaとの積、W、C及びYを独立変数とし、切片0として重回帰を行うことで下記式(2−i)を得た(図2参照)。重回帰分析には、後述する表2〜4のデータを用いた。なお、図2中のRは決定係数である。
Pb= 0.063×HMR×a−1.34×10−4×W+1.77×10−3×C+0.345Y ・・・(2−i)
Here, the lead elution concentration from the decarburization slag is the product of the hot metal ratio in the decarburization furnace and the amount of lead in the iron source recycled to the dephosphorization process (hereinafter also referred to as the dephosphorization input lead amount). It is considered to have a positive correlation and to have a positive correlation with the amount of lead in the iron source recycled to the decarburization process (hereinafter also referred to as the amount of lead input to the decarburization process). Further, when the amount of generated slag (kg / t) is large, the lead concentration in the slag decreases. Therefore, as the amount of generated slag increases, the lead elution concentration tends to decrease. Furthermore, if the basicity (CaO / SiO 2 ) of the generated decarburized slag is high, the reaction amount of CaO + H 2 O = Ca (OH) 2 increases, so the pH of the water in contact with the decarburized slag is high. Therefore, the lead elution concentration tends to increase. Based on these points, as the actual values, the lead elution concentration from decarburization slag is V Pb (mass ppm), the hot metal ratio in the decarburization furnace is HMR, the dephosphorization input lead amount is a (kg / t), The amount of charcoal slag is defined as W s (kg / t), the basicity of the decarburized slag is defined as C s , the amount of lead decarburized as Y (kg / t), V Pb is defined as a dependent variable, and HMR and a The following equation (2-i) was obtained by performing multiple regression with the product of, W s , C s, and Y as independent variables and an intercept 0 (see FIG. 2). For the multiple regression analysis, data shown in Tables 2 to 4 described later were used. Note that R 2 in FIG. 2 is a determination coefficient.
V Pb = 0.063 × HMR × a−1.34 × 10 −4 × W s + 1.77 × 10 −3 × C s + 0.345Y (2-i)

一方、鉛溶出濃度VPbは上述のように0.01質量ppm以下とする必要があるため、VPb≦0.01を上記式(2−i)に代入し変形することで上記式(2)が得られる。 On the other hand, since the lead elution concentration V Pb needs to be 0.01 mass ppm or less as described above, the above formula (2) can be obtained by substituting V Pb ≦ 0.01 into the above formula (2-i). ) Is obtained.

なお、各原料に含まれる亜鉛及び鉛の量は、各原料種の質量と、亜鉛又は鉛濃度との積で求めることができる。上記亜鉛又は鉛濃度の測定方法としては、特に制限されず、公知の方法を用いることができる。   In addition, the quantity of zinc and lead contained in each raw material can be calculated | required by the product of the mass of each raw material seed | species, and zinc or lead density | concentration. The method for measuring the zinc or lead concentration is not particularly limited, and a known method can be used.

上記脱炭処理においては、発生するダストを回収し、この回収されたダストを微粒ダストと粗粒ダストとに分離する。上記回収の手段としては、特に制限されず、公知の集塵機等を用いることができる。また、上記分離の手段としても、特に制限されず、公知の分級器等を用いることができる。例えば、図3に示すダスト回収分離システム1が、好適に用いられる。   In the decarburization process, the generated dust is collected, and the collected dust is separated into fine dust and coarse dust. The collection means is not particularly limited, and a known dust collector or the like can be used. The separation means is not particularly limited, and a known classifier or the like can be used. For example, a dust collection / separation system 1 shown in FIG. 3 is preferably used.

図3のダスト回収分離システム1は、脱炭炉2(転炉)、3種の集塵フード3a、3b、3c、散水機4、分級器5、シックナー6及び換気集塵機7を備える。上記集塵フード3aは脱炭炉2の直上に設けられており、集塵フード3b、3cは集塵フード3aの周囲に設けられている。   3 includes a decarburization furnace 2 (converter), three types of dust collection hoods 3a, 3b, and 3c, a sprinkler 4, a classifier 5, a thickener 6, and a ventilation dust collector 7. The dust collection hood 3a is provided immediately above the decarburization furnace 2, and the dust collection hoods 3b and 3c are provided around the dust collection hood 3a.

上記ダスト回収分離システム1においては、吹錬中には、脱炭炉2からのダストDを含む排ガスGが、集塵フード3aを介して散水機4に送られ、散水機4内で排ガスGとダストDとに分離される。分離されたダストDは水と共に分級器5に送られる。分級器5においては、質量が大きい粗粒ダストγが回収される。一方、質量の小さい微粒ダストαは上澄み液と共にシックナー6に送られ、その後沈殿回収される。   In the dust recovery and separation system 1, during blowing, the exhaust gas G including the dust D from the decarburization furnace 2 is sent to the sprinkler 4 through the dust collection hood 3 a, and the exhaust gas G in the sprinkler 4. And dust D. The separated dust D is sent to the classifier 5 together with water. In the classifier 5, coarse dust γ having a large mass is recovered. On the other hand, the fine dust α having a small mass is sent to the thickener 6 together with the supernatant, and then collected by precipitation.

一方、溶銑投入時及び出鋼時には、排ガスGは換気集塵機7によって処理される。すなわち、溶銑投入時及び出鋼時には、脱炭炉2を傾斜して作業が行われることから、上記集塵フード3aの周囲に配置される集塵フード3b、3cを介して、換気集塵機7に排ガスGが送られる。   On the other hand, the exhaust gas G is processed by the ventilation dust collector 7 when the hot metal is charged and when steel is discharged. That is, when hot metal is charged and when steel is discharged, the decarburization furnace 2 is tilted so that the work is performed, so that the ventilation dust collector 7 is provided via the dust collection hoods 3b and 3c arranged around the dust collection hood 3a. Exhaust gas G is sent.

上記回収分離システム1においては、このように吹錬中に発生するダストDを回収し、粗粒ダストγと微粒ダストαとに分離することができる。なお、上記粗粒ダストは粒径50μm以上の粒子が80体積%以上のものをいい、上記微粒ダストは粒径50μm未満の粒子が80体積%以上のものをいう。   In the recovery / separation system 1, the dust D generated during blowing can be recovered and separated into coarse dust γ and fine dust α. The coarse dust refers to particles having a particle size of 50 μm or more and 80 vol% or more, and the fine dust refers to particles having a particle diameter of less than 50 μm of 80 vol% or more.

(3)リサイクル工程(上記脱炭処理工程で発生する脱炭処理微粒ダストαをリサイクル原料として高炉に投入する工程)
上記脱炭処理工程で発生し、回収及び分離された脱炭処理微粒ダストαは、亜鉛濃度が高炉耐火物への付着が少ない0.7質量%以下に制御されている。従って、この脱炭処理微粒ダストαは、量的な制限を考慮せずにリサイクル原料として高炉に投入することができる。この際、この脱炭処理微粒ダストαは、通常焼結鉱原料やペレット原料として用いられ、焼結鉱又はペレットとして高炉へ投入される。また、脱炭処理工程で発生した脱炭処理微粒ダストαは、全量を高炉原料としてリサイクルしなくてもよく、脱燐処理や脱炭処理等へ用いることもできる。なお、上記高炉には、他に主原料として鉄鉱石及びコークスが投入され溶銑(銑鉄)が得られる。また、脱炭処理粗粒ダストγは、亜鉛濃度が極めて低い場合には、亜鉛含有量を考慮せずにスクラップとして脱燐処理及び脱炭処理にリサイクルすることができる。
(3) Recycling step (step of putting decarburized fine dust α generated in the above decarburizing step into the blast furnace as a recycled material)
The decarburized fine particle α generated, recovered and separated in the decarburization process is controlled to have a zinc concentration of 0.7% by mass or less with little adhesion to the blast furnace refractory. Therefore, the decarburized fine dust α can be input to the blast furnace as a recycled raw material without considering quantitative restrictions. At this time, the decarburized fine dust α is normally used as a sintered ore raw material or a pellet raw material and charged into the blast furnace as a sintered ore or pellet. The decarburized fine dust α generated in the decarburizing process does not have to be recycled as a blast furnace raw material, and can be used for dephosphorization or decarburization. The blast furnace is supplied with iron ore and coke as main raw materials to obtain hot metal (pig iron). In addition, when the zinc concentration is extremely low, the decarburized coarse dust γ can be recycled as scrap for dephosphorization and decarburization without considering the zinc content.

本発明のダストリサイクル方法によれば、脱炭処理にリサイクルする鉄源中の亜鉛量Xが式(1)を満たすことで、脱炭処理で発生する脱炭処理微粒ダストの亜鉛濃度を制御できるため、この亜鉛濃度を制御した脱炭処理微粒ダストを焼結鉱、ペレット等の高炉原料として有効に再利用することができる。また、脱炭処理にリサイクルする鉄源中の鉛量Yが式(2)を満たすことで、脱炭処理の際に生じるスラグからの鉛溶出濃度を所定濃度に抑えることができる。従って、当該ダストリサイクル方法によれば、脱炭処理で生じるスラグからの鉛溶出濃度、及び脱炭処理で生じる微粒ダストを高炉へ投入した際の付着物量が許容できる範囲内で、製鉄工程で生じるダストを最大限再利用することができる。   According to the dust recycling method of the present invention, the zinc concentration in the decarburized fine dust generated in the decarburization process can be controlled by satisfying the formula (1) when the zinc amount X in the iron source recycled for the decarburization process is satisfied. For this reason, the decarburized fine particle dust in which the zinc concentration is controlled can be effectively reused as a blast furnace raw material such as sintered ore and pellets. Moreover, the lead elution density | concentration from the slag which arises in the case of a decarburization process can be suppressed to a predetermined density | concentration because the lead amount Y in the iron source recycled to a decarburization process satisfy | fills Formula (2). Therefore, according to the dust recycling method, the lead elution concentration from the slag generated by the decarburization process and the amount of deposits when the fine dust generated by the decarburization process is input to the blast furnace are acceptable in the iron making process. Dust can be reused as much as possible.

[その他の実施形態]
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
[Other Embodiments]
The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is not limited to the configuration of the embodiment described above, but is defined by the scope of the claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of the claims. The

例えば、脱燐処理でのスラグを、例えば、脱炭処理でのスラグと同様に路盤材や土木工事用の埋め戻し材等に使用するのであれば、脱燐スラグからの鉛溶出濃度が0.01質量ppm以下になるように、脱燐処理にリサイクルする鉄源中の鉛量を制限してダストリサイクルする方法を採用可能である。この場合の脱燐処理にリサイクルする鉄源量H(kg/t)は下記式(3)を満たすことが好ましい。
H≦(4.78−100e+0.0384W−1.297CSP)/d ・・・(3)
(上記式(3)中、eは、上記脱燐処理にリサイクルする鉄源以外の原料(主原料)に含まれる鉛の量(kg/t)である。Wは、脱燐処理で発生するスラグ量(kg/t)である。CSPは、上記スラグの塩基度である。dは、脱燐処理にリサイクルする鉄源中の鉛濃度(質量%)である。)
For example, if the slag in the dephosphorization process is used for a roadbed material, a backfill material for civil engineering work, etc. as in the slag in the decarburization process, the lead elution concentration from the dephosphorization slag is 0. It is possible to adopt a method of dust recycling by limiting the amount of lead in the iron source recycled for the dephosphorization treatment so that it becomes 01 mass ppm or less. In this case, the iron source amount H (kg / t) recycled for the dephosphorization treatment preferably satisfies the following formula (3).
H ≦ (4.78-100e + 0.0384W p -1.297C SP) / d ··· (3)
In (the above formula (3), e is the amount of lead contained in the dephosphorization other than iron source to be recycled to the raw material (main raw material) (kg / t) .W p is generated in the dephosphorization (C SP is the basicity of the slag, d is the lead concentration (mass%) in the iron source recycled for the dephosphorization process.)

上記式(3)を導出した根拠を示す。脱燐スラグの鉛溶出濃度VPb/P(質量ppm)は、脱燐処理工程にリサイクルする鉄源中の鉛量a(kg/t)と正の相関を有すると考えられる。なお、この鉛量aは、溶銑の量及び溶銑中の鉛濃度や、リサイクルするダストの量及びダスト中の鉛濃度と正の相関を有すると考えられる。また、脱燐処理で発生するスラグ量W(kg/t)が多い場合はスラグ中の鉛濃度が低下するため、発生スラグ量が多いほど鉛溶出濃度が低下する傾向がある。さらには、この発生するスラグの塩基度CSP(CaO/SiO)が高いと、CaO+HO=Ca(OH)の反応量が多くなるため、スラグと接触する水のpHが高くなり、鉛溶出濃度が増加する傾向にある。これらの点を踏まえ、実績値として脱燐スラグからの鉛溶出濃度をVPb/P(質量ppm)、脱燐処理投入鉛量をa(kg/t)、脱燐処理で発生するスラグ量をW(kg/t)及びこのスラグの塩基度をCSPと定め、VPb/Pを従属変数とし、a、W及びCSPを独立変数とし、切片0として重回帰分析を行うことで下記式(3−i)を得た(図4参照)。重回帰分析に用いた試験データを表1に示す。
Pb/P=0.209a−8.00×10−5+2.76×10−3SP ・・・(3−i)

Figure 0005823368
The grounds for deriving the above equation (3) will be shown. It is considered that the lead elution concentration V Pb / P (mass ppm) of the dephosphorization slag has a positive correlation with the lead amount a (kg / t) in the iron source recycled in the dephosphorization process. The amount of lead a is considered to have a positive correlation with the amount of hot metal and the lead concentration in the hot metal, and the amount of dust to be recycled and the lead concentration in the dust. In addition, when the amount of slag W p (kg / t) generated by the dephosphorization process is large, the lead concentration in the slag decreases, and therefore the lead elution concentration tends to decrease as the amount of generated slag increases. Furthermore, when the basicity C SP (CaO / SiO 2 ) of the generated slag is high, the reaction amount of CaO + H 2 O = Ca (OH) 2 increases, so the pH of the water in contact with the slag increases. Lead elution concentration tends to increase. Based on these points, as the actual values, the lead elution concentration from dephosphorization slag is V Pb / P (mass ppm), the dephosphorization treatment input lead amount is a (kg / t), and the slag amount generated by dephosphorization treatment is By defining W p (kg / t) and the basicity of this slag as C SP , V Pb / P as a dependent variable, a, W p and C SP as independent variables, and performing multiple regression analysis with intercept 0 The following formula (3-i) was obtained (see FIG. 4). Table 1 shows the test data used in the multiple regression analysis.
V Pb / P = 0.209a−8.00 × 10 −5 W p + 2.76 × 10 −3 C SP (3-i)
Figure 0005823368

ここで、脱燐処理投入鉛量a(kg/t)は、脱燐処理にリサイクルする上記鉄源の量H(kg/t)、この鉄源中の鉛濃度d(質量%)、及び脱燐処理でリサイクルする上記鉄源以外の原料に含まれる鉛の量e(kg/t)を用い、下記式(3−ii)で表すことができる。
a=H×d/100+e ・・・(3−ii)
Here, the dephosphorization treatment input lead amount a (kg / t) is the amount H (kg / t) of the iron source recycled to the dephosphorization treatment, the lead concentration d (mass%) in the iron source, and the dephosphorization amount. It can be expressed by the following formula (3-ii) using the amount of lead e (kg / t) contained in the raw material other than the iron source recycled by the phosphorus treatment.
a = H × d / 100 + e (3-ii)

上記式(3−ii)のaを式(3−i)に代入すると、下記式(3−iii)が得られる。
Pb/P=0.209(H×d/100+e)−8.00×10−5+2.76×10−3SP ・・・(3−iii)
By substituting a in the above formula (3-ii) into the formula (3-i), the following formula (3-iii) is obtained.
V Pb / P = 0.209 (H × d / 100 + e) −8.00 × 10 −5 W p + 2.76 × 10 −3 C SP (3-iii)

一方、鉛溶出濃度VPb/Pは上述のように0.01質量ppm以下とする必要があるため、VPb/P≦0.01を上記式(3−iii)に代入し変形することで上記式(3)を導くことができる。 On the other hand, since the lead elution concentration V Pb / P needs to be 0.01 mass ppm or less as described above, by substituting V Pb / P ≦ 0.01 into the above formula (3-iii), The above formula (3) can be derived.

以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例における測定方法、用いた転炉容器(脱燐炉・脱炭炉)及び原料は以下のとおりである。本実施例では、脱燐処理にリサイクルする鉄源量は脱燐スラグからの鉛溶出濃度を考慮せずに決めているが、実施例での各脱燐スラグの鉛溶出濃度は0.01質量ppm以下であった。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to these Examples. The measuring method, the converter vessel (dephosphorization furnace / decarburization furnace) and the raw materials used in the examples are as follows. In this example, the amount of iron source recycled for dephosphorization treatment is determined without considering the lead elution concentration from the dephosphorization slag, but the lead elution concentration of each dephosphorization slag in the example is 0.01 mass. It was below ppm.

[測定方法]
(1)ダスト(脱燐処理ダスト、脱炭処理微粒ダストα、及び脱炭処理微粒ダストβ)及び亜鉛メッキ屑中の亜鉛及び鉛濃度
なお、リサイクルする鉄源の一つとして脱燐処理に用いた脱炭処理微粒ダスト(脱燐処理リサイクル用脱炭処理微粒ダスト)を脱炭処理微粒ダストβ、実施例における脱炭処理で生じた脱炭処理微粒ダスト(高炉リサイクル用脱炭処理微粒ダスト)を脱炭処理微粒ダストαとする。
ICP発光分析法により各濃度を測定した。分析下限は、それぞれ0.01質量%である。
[Measuring method]
(1) Concentrations of zinc and lead in dust (dephosphorized dust, decarburized fine dust α, and decarburized fine dust β) and galvanized scraps Used for dephosphorization as one of the iron sources to be recycled Decarburized fine dust (decarburized fine dust for dephosphorization recycling) was decarburized fine dust β, decarburized fine dust generated by decarburization in the examples (decarburized fine dust for blast furnace recycling) Is decarburized fine dust α.
Each concentration was measured by ICP emission spectrometry. The lower limit of analysis is 0.01% by mass.

(2)脱燐処理投入亜鉛量、及び脱燐処理投入鉛量
本実施例では、簡略化のためにリサイクルする鉄源以外の原料(溶銑を含む)には亜鉛と鉛が含まれていないとし、脱燐処理投入亜鉛量A、及び脱燐処理投入鉛量aとは、脱燐処理で投入した脱炭処理微粒ダストβ、脱燐処理ダスト、亜鉛メッキ屑に含まれる亜鉛量、及び鉛量の事として以下の式によって算出した。
(2) Dephosphorization treatment input zinc amount and dephosphorization treatment input lead amount In this example, it is assumed that raw materials other than the iron source to be recycled (including hot metal) do not contain zinc and lead for simplification. The dephosphorization treatment input zinc amount A and the dephosphorization treatment lead amount a are the decarburization treatment fine dust β, dephosphorization dust, zinc content and lead content contained in the dephosphorization treatment. It was calculated by the following formula.

Figure 0005823368
Figure 0005823368

ここで、
Wi:脱燐処理にリサイクルする鉄源i(脱炭処理微粒ダストβ、脱燐処理ダスト及び亜鉛メッキ屑)の投入量[kg/t]
[%Zn]i:上記鉄源i中の亜鉛濃度[質量%]
[%Pb]i:上記鉄源i中の鉛濃度[質量%]
here,
Wi: Input amount [kg / t] of iron source i (decarburized fine dust β, dephosphorized dust and galvanized scrap) recycled for dephosphorization treatment
[% Zn] i: Zinc concentration in the iron source i [mass%]
[% Pb] i: Lead concentration in the iron source i [mass%]

(3)脱炭処理投入亜鉛量、及び脱炭処理投入鉛量
本実施例では、簡略化のためにリサイクルする鉄源以外の原料(溶銑を含む)には亜鉛と鉛が含まれていないとし、脱炭処理投入亜鉛量X、及び脱炭処理投入鉛量Yとは、脱炭処理で投入した脱炭処理微粒ダストβ、脱燐処理ダスト、亜鉛メッキ屑に含まれる亜鉛量、及び鉛量の事として以下の式によって算出した。
(3) Decarburization treatment input zinc amount and decarburization treatment input lead amount In this example, it is assumed that raw materials other than the iron source to be recycled (including hot metal) do not contain zinc and lead for simplification. Decarburization treatment input zinc amount X and decarburization treatment input lead amount Y are decarburization treatment fine dust β, dephosphorization treatment dust, zinc content contained in galvanized scrap, and lead content. It was calculated by the following formula.

Figure 0005823368
Figure 0005823368

ここで、
Wi:脱炭処理にリサイクルする鉄源i(脱炭処理微粒ダストβ、脱燐処理ダスト及び亜鉛メッキ屑)の投入量[kg/t]
[%Zn]i:上記鉄源i中の亜鉛濃度[質量%]
[%Pb]i:上記鉄源i中の鉛濃度[質量%]
here,
Wi: Input amount of iron source i (decarburized fine dust β, dephosphorized dust and galvanized scrap) to be recycled for decarburization [kg / t]
[% Zn] i: Zinc concentration in the iron source i [mass%]
[% Pb] i: Lead concentration in the iron source i [mass%]

(4)脱炭炉スラグ量
脱炭炉スラグ量Wとは、脱炭処理中に発生するスラグの質量であり、下記式により導出した。
(4) Decarburization furnace slag amount The decarburization furnace slag amount W s is the mass of slag generated during the decarburization process, and was derived from the following equation.

Figure 0005823368
Figure 0005823368

ここで、
:副原料iの投入量[kg]
:主原料j(溶銑、冷銑及びスクラップ)の投入量[kg]
(%CaO):副原料iのCaO濃度[質量%]
(%SiO:副原料iのSiO濃度[質量%]
[%Si]:主原料j中のSi濃度[質量%]
SiO2:SiOの式量[kg/mol]
Si:Siの原子量[kg/mol]
(%SiO+%CaO)max:スラグ中CaO濃度とSiO濃度の最大値
である。なお、(%SiO+%CaO)maxは、当業者定法による脱燐スラグの分析値より63質量%を用いた。これにより、スラグ量は実操業範囲における最小値となるため、ダストリサイクル可能量は安全サイドに見積もられることになる。
here,
W i : Input amount of auxiliary material i [kg]
W j : Input amount of main raw material j (hot metal, cold iron and scrap) [kg]
(% CaO) i : CaO concentration of auxiliary material i [mass%]
(% SiO 2 ) i : SiO 2 concentration [mass%] of the auxiliary material i
[% Si] j : Si concentration [mass%] in the main raw material j
M SiO2 : Formula amount of SiO 2 [kg / mol]
M Si : Atomic weight of Si [kg / mol]
(% SiO 2 +% CaO) max: Maximum values of CaO concentration and SiO 2 concentration in slag. The (% SiO 2 +% CaO) max was 63% by mass based on the analysis value of dephosphorization slag by a person skilled in the art. Thereby, since the amount of slag becomes the minimum value in the actual operation range, the dust recyclable amount is estimated on the safe side.

(5)脱炭炉スラグ塩基度
脱炭炉スラグ塩基度Cは、以下の式によって導出した。
(5) decarburization slag basicity decarburization furnace slag basicity C s is derived by the following equation.

Figure 0005823368
Figure 0005823368

ここで、
:副原料iの投入量[kg]
:主原料j(溶銑、冷銑及びスクラップ)の投入量[kg]
(%CaO):副原料iのCaO濃度[質量%]
(%SiO:副原料iのSiO濃度[質量%]
[%Si]:主原料j中のSi濃度[質量%]
SiO2:SiOの式量[kg/mol]
Si:Siの原子量[kg/mol]
である。
here,
W i : Input amount of auxiliary material i [kg]
W j : Input amount of main raw material j (hot metal, cold iron and scrap) [kg]
(% CaO) i : CaO concentration of auxiliary material i [mass%]
(% SiO 2 ) i : SiO 2 concentration [mass%] of the auxiliary material i
[% Si] j : Si concentration [mass%] in the main raw material j
M SiO2 : Formula amount of SiO 2 [kg / mol]
M Si : Atomic weight of Si [kg / mol]
It is.

(6)スラグからの鉛溶出濃度
環境省告示46号で定められた土壌溶出試験に準じて測定した。
(6) Lead elution concentration from slag Measured according to the soil elution test defined by Ministry of the Environment Notification No. 46.

[脱燐炉及び脱炭炉]
脱燐炉及び脱炭炉(転炉)は、容量250t(粗鋼ton)の上底吹転炉(上吹ノズル:6孔、スロート径:42mm、孔角度:15°)を用いた。また、底吹きのガスはN及びCOガスを使用した。底吹きの羽口型式は一層環状管であり、個数は4個である。
[Dephosphorization furnace and decarburization furnace]
As the dephosphorization furnace and decarburization furnace (converter), an upper bottom blowing converter (upper blowing nozzle: 6 holes, throat diameter: 42 mm, hole angle: 15 °) having a capacity of 250 t (crude steel ton) was used. Further, N 2 and CO gas were used as the bottom blowing gas. The bottom-blown tuyere type is a single-layer annular tube, the number of which is four.

[原料]
(1)脱燐炉投入溶銑
[C]:4.2〜4.6質量%
[Si]:0.3〜0.5質量%
[Mn]:0.1〜0.4質量%
[P]:0.10〜0.130質量%
HMR=0.94〜0.98
[material]
(1) Dephosphorization furnace charged hot metal [C]: 4.2 to 4.6% by mass
[Si]: 0.3 to 0.5% by mass
[Mn]: 0.1 to 0.4% by mass
[P]: 0.10 to 0.130 mass%
HMR = 0.94-0.98

(2)脱炭炉投入溶銑
[C]:3.4〜3.8質量%
[Si]:0.01質量%以下
[Mn]:0.1〜0.2質量%
[P]:0.015〜0.025質量%
HMR=0.88〜1(各実施例毎のHMRは表2に示す)
(2) Decarburization furnace charged hot metal [C]: 3.4 to 3.8% by mass
[Si]: 0.01 mass% or less [Mn]: 0.1-0.2 mass%
[P]: 0.015-0.025 mass%
HMR = 0.88-1 (HMR for each example is shown in Table 2)

(3)溶銑並びに脱燐処理ダスト、脱炭処理微粒ダストβ及び亜鉛メッキ屑以外のZn源及びPb源
主原料の一つとしてのスクラップは、Zn及びPbを実質上含有しない工場内発生のものを用いた。
(3) Hot metal, dephosphorized dust, decarburized fine dust β, and zinc source other than galvanized scrap and Pb source Scrap as one of the main raw materials is generated in the factory substantially free of Zn and Pb. Was used.

(4)脱燐炉及び脱炭炉に投入する脱燐処理ダスト及び脱炭処理微粒ダストβ
脱燐処理ダストは、回収した脱燐処理ダストを分級することなく、外数5質量%の澱粉をバインダーとして用いてブリケット状(40mm×40mm×25mm)にしたものを用いた。
脱炭処理微粒ダストβは、図3に示した装置で脱炭炉から回収及び分離して得られた脱炭処理微粒ダスト(粒径50μm未満の粒子が80体積%以上)を外数5質量%の澱粉をバインダーとして用いてブリケット状(40mm×40mm×25mm)にしたものを用いた。
(4) Dephosphorization dust and decarburization fine dust β put into the dephosphorization furnace and decarburization furnace
The dephosphorization dust used was a briquette (40 mm × 40 mm × 25 mm) made of 5% by mass starch as a binder without classifying the recovered dephosphorization dust.
The decarburized fine dust β is a decarburized fine dust (80% by volume or more of particles having a particle size of less than 50 μm) obtained by collecting and separating from the decarburization furnace with the apparatus shown in FIG. % Starch was used as a binder to form a briquette (40 mm × 40 mm × 25 mm).

[実施例1〜15、比較例I−1〜I−6及び比較例II−1〜II〜6]
上記脱燐炉に主原料としての溶銑及びスクラップを投入した。亜鉛メッキ屑は、他のスクラップと同様、溶銑投入前にスクラップシューターにより投入した。次いで、炉上ホッパーから石炭、焼結鉱等の副原料と共にブリケット状にした上記脱燐処理ダスト及び脱炭処理微粒ダストβを投入し、吹錬(脱燐処理)を行った。次いで、上記脱炭炉に主原料としての上記脱燐処理を経た溶銑及びスクラップを投入した。次いで、炉上ホッパーから石炭、焼結鉱等の副原料と共にブリケット状にした上記脱燐処理ダスト及び脱炭処理微粒ダストβを投入し、吹錬(脱炭処理)を行った。脱炭処理の際に生じるダストを図3に示した装置で脱炭炉から回収及び分離して、脱炭処理微粒ダストαを得た。また、脱燐処理の際に生じるスラグは回収した。
[Examples 1-15, Comparative Examples I-1 to I-6 and Comparative Examples II-1 to II-6]
Hot metal and scrap as main raw materials were charged into the dephosphorization furnace. As with other scraps, galvanized scraps were charged with a scrap shooter before hot metal was charged. Next, the dephosphorized dust and decarburized fine dust β made into briquette together with auxiliary materials such as coal and sintered ore were introduced from the furnace hopper, and blown (dephosphorized). Next, the hot metal and scrap that had undergone the dephosphorization treatment as the main raw material were put into the decarburization furnace. Next, the dephosphorized dust and decarburized fine dust β made into briquette together with auxiliary materials such as coal and sintered ore were introduced from the furnace hopper, and blown (decarburized). The dust generated during the decarburization process was recovered and separated from the decarburization furnace with the apparatus shown in FIG. 3 to obtain a decarburized fine dust α. In addition, slag generated during the dephosphorization treatment was recovered.

各実施例及び比較例の脱燐処理において投入した主原料(溶銑及びスクラップ)の投入量と、溶銑量と、脱燐工程及び脱炭工程でリサイクルする鉄源(脱燐処理ダスト、脱炭処理微粒ダストβ及び亜鉛メッキ屑)の投入量、Zn濃度及びPb濃度と、脱炭炉でのHMRは、表2に示すとおりである。他の条件は、各実施例及び比較例において同一である。表2中の濃度(%)は全て質量基準である。   The amount of main raw materials (hot metal and scrap) input in the dephosphorization treatment of each Example and Comparative Example, the amount of hot metal, and the iron source (dephosphorization dust, decarburization treatment) recycled in the dephosphorization step and decarburization step Table 2 shows the input amount of fine dust β and galvanized scrap), the Zn concentration and the Pb concentration, and the HMR in the decarburization furnace. Other conditions are the same in each example and comparative example. All concentrations (%) in Table 2 are based on mass.

また、脱炭処理での投入亜鉛量の制御条件である式(1)に関し、脱燐処理投入亜鉛量(実施量)Aと、式(1)から導かれる脱炭処理投入亜鉛量の上限量XMaxと、脱炭処理投入亜鉛量(実施量)Xとは表3に示すとおりである。また、脱炭処理での投入鉛量の制御条件である式(2)に関し、脱燐処理投入鉛量(実施量)aと、脱炭炉スラグ量Wと、スラグ塩基度Cと、式(2)から導かれる脱炭処理投入鉛量の上限量YMaxと、脱炭処理投入鉛量(実施量)Yとは表3に示すとおりである。 Further, with respect to the formula (1) which is the control condition of the input zinc amount in the decarburization treatment, the dephosphorization treatment input zinc amount (implementation amount) A and the upper limit amount of the decarburization treatment input zinc amount derived from the equation (1) Table 3 shows X Max and the decarburization treatment input zinc amount (implementation amount) X. Also relates formula (2) is a control condition of the input lead content in the decarburization, and dephosphorization charged amount of lead (carried amount) a, a decarburization furnace slag weight W s, and slag basicity C s, Table 3 shows the upper limit amount Y Max of the decarburization treatment input lead amount derived from the equation (2) and the decarburization treatment input lead amount (implementation amount) Y.

なお、表3中の適否の欄において、「○」は式(1)又は(2)を満たすこと、「L」は式(1)又は(2)を満たすが上限値に近いもの(亜鉛に関しては0.03kg/t以下、鉛に関しては0.005kg/t以下)、「↑」は式(1)又は(2)を満たさないことを示す。   In addition, in the column of suitability in Table 3, “◯” satisfies the formula (1) or (2), and “L” satisfies the formula (1) or (2) but is close to the upper limit (with respect to zinc) Is 0.03 kg / t or less, and regarding lead is 0.005 kg / t or less), “↑” indicates that Formula (1) or (2) is not satisfied.

Figure 0005823368
Figure 0005823368

Figure 0005823368
Figure 0005823368

脱炭処理で生じた微粒ダストαにおける亜鉛濃度、及び脱炭処理中に発生したスラグからの鉛溶出濃度を上記方法にて測定した。測定結果を表4及び図5に示す。なお、表4中の評価の欄において、「○」は溶鋼中の亜鉛濃度又はスラグからの鉛溶出濃度が上限値以下であること、「×」は上限値を超えていることを示す。表4中の濃度(ppm及び%)は質量基準である。   The zinc concentration in the fine dust α generated by the decarburization treatment and the lead elution concentration from the slag generated during the decarburization treatment were measured by the above method. The measurement results are shown in Table 4 and FIG. In the evaluation column in Table 4, “◯” indicates that the zinc concentration in molten steel or the lead elution concentration from the slag is not more than the upper limit value, and “×” indicates that the upper limit value is exceeded. The concentrations (ppm and%) in Table 4 are based on mass.

Figure 0005823368
Figure 0005823368

表4及び図5に示されるように、実施例1〜15は、式(1)及び(2)を満たす量の鉄源をリサイクルしているため、脱炭処理で生じる微粒ダストαの亜鉛濃度を0.7質量%以下に抑え、かつ脱炭処理で発生するスラグからの鉛溶出濃度を0.01質量ppm以下に抑えることができる。なお、上記微粒ダストの亜鉛濃度が0.7質量%以下であることから、この微粒ダストαをリサイクル原料として高炉に用いることができる。一方、比較例I(I−1〜I〜6)は微粒ダストα中の亜鉛含有量が上限を超え、比較例II(II−1〜II−6)はスラグからの鉛溶出濃度が上限を超えている。   As Table 4 and FIG. 5 show, since Examples 1-15 are recycling the iron source of the quantity which satisfy | fills Formula (1) and (2), the zinc concentration of the fine dust alpha which arises by a decarburization process Can be suppressed to 0.7 mass% or less, and the lead elution concentration from the slag generated in the decarburization treatment can be suppressed to 0.01 mass ppm or less. In addition, since the zinc density | concentration of the said fine dust is 0.7 mass% or less, this fine dust alpha can be used for a blast furnace as a recycle raw material. On the other hand, in Comparative Example I (I-1 to I-6), the zinc content in the fine dust α exceeds the upper limit, and in Comparative Example II (II-1 to II-6), the lead elution concentration from the slag has an upper limit. Over.

以上説明したように、本発明のダストリサイクル方法では、脱炭処理で生じるスラグからの鉛溶出濃度、及び脱炭処理で生じる微粒ダストを高炉へ投入した際の付着物量が許容できる範囲内であって、製鉄工程で生じるダストを最大限再利用することができる。従って、当該ダストリサイクル方法は、製鉄に好適に利用される。   As described above, in the dust recycling method of the present invention, the lead elution concentration from the slag produced by the decarburization treatment and the amount of deposits when the fine dust produced by the decarburization treatment is introduced into the blast furnace are within an allowable range. Thus, dust generated in the iron making process can be reused to the maximum. Therefore, the dust recycling method is suitably used for iron making.

1 ダスト回収分離システム
2 脱炭炉
3a、3b、3c 集塵フード
4 散水機
5 分級器
6 シックナー
7 換気集塵機
G 排ガス
D ダスト
α 微粒ダスト
γ 粗粒ダスト

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Dust collection separation system 2 Decarburization furnace 3a, 3b, 3c Dust collection hood 4 Sprinkler 5 Classifier 6 Thickener 7 Ventilation dust collector G Exhaust gas D Dust α Fine dust γ Coarse dust

Claims (1)

溶銑を脱燐処理する工程と、上記脱燐処理がされた溶銑を脱炭処理する工程とを有し、
上記脱燐処理及び脱炭処理において、鉄源として脱燐処理ダスト及び粒径50μm未満の粒子が80体積%以上の脱炭処理微粒ダストの少なくとも一種をリサイクルするに際し、上記脱炭処理にリサイクルする鉄源中の亜鉛量X(kg/t)及び鉛量Y(kg/t)が下記式(1)及び(2)を満たすダストリサイクル方法。
X≦0.166−0.122×HMR×A ・・・(1)
Y≦0.0290−0.182×HMR×a+0.000390×Ws−0.00514×Cs ・・・(2)
(上記式(1)及び(2)中、HMRは脱炭炉での溶銑比率であり、(溶銑質量/脱炭炉主原料投入質量)である。Aは脱燐処理にリサイクルする鉄源中の亜鉛量(kg/t)である。aは脱燐処理にリサイクルする鉄源中の鉛量(kg/t)である。Wsは脱炭処理で発生するスラグ量(kg/t)である。Csは脱炭処理で発生するスラグの塩基度である。)
A step of dephosphorizing the hot metal, and a step of decarburizing the hot metal after the dephosphorization treatment,
In the dephosphorization process and the decarburization process, when the dephosphorization process dust and particles having a particle size of less than 50 μm are recycled as iron sources, at least one of the decarburization process fine dust having 80% by volume or more is recycled to the decarburization process. A dust recycling method in which the amount of zinc X (kg / t) and the amount of lead Y (kg / t) in the iron source satisfy the following formulas (1) and (2).
X ≦ 0.166−0.122 × HMR × A (1)
Y ≦ 0.0290−0.182 × HMR × a + 0.000390 × Ws−0.00514 × Cs (2)
(In the above formulas (1) and (2), HMR is the hot metal ratio in the decarburization furnace and is (molten metal mass / decarburization furnace main raw material input mass). A is in the iron source recycled for dephosphorization treatment Z is the amount of zinc (kg / t), a is the amount of lead (kg / t) in the iron source recycled for dephosphorization, and Ws is the amount of slag (kg / t) generated in the decarburization process. Cs is the basicity of slag generated in the decarburization process.)
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