JPH01176002A - 回収鉄粉の処理方法 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、転炉等の溶鋼処理容器で発生したダストから
回収された鉄粉を付加価値の高い製品とする回収鉄粉の
処理方法に関する。

〔従来の技術〕

転炉等の溶鋼処理容器で発生したダストは、たとえばベ
ンチュリースクラバー等の湿式集塵機によって排ガスと
分離される。そして、ダストに含まれている鉄分は、磁
選機でスラグ等の非金属物質と分離され、更に磨鉱によ
って表面に付着している酸化物やスケール等と分離され
る。このようにして得られた鉄粉は、緻密で純度９５％
程度の極めて高品位なものであり、ショツトブラスト、
磁粉探傷、溶接棒、切断用鉄粉等の各種用途に使用され
ている（特開昭５４−１２７８１０号公報、特開昭５５
−１４８２５号公報等参照）。

ところが、表面に付着している酸化物やスケール等を分
離する磨鉱工程で、鉄粉粒子は、その表面が平滑で突起
の少ない球状又は球状に近い形状になる。そのため、得
られた鉄粉の表面活性が低く、たとえば粉末冶金用原料
として使用する場合、鉄粉粒子相互の結合が円滑に進行
せず、焼結性に劣るものとなる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この鉄粉粒子の表面活性を向上させる手段としては、酸
化・還元により表面層を活性度の高い多孔質に改質する
ことが考えられる。また、処理対象が粉粒状の鉄粉であ
ることから、酸化及び還元を流動床式の処理槽で行うこ
とが考えられる。このときの温度条件としては、酸化工
程が５５０〜９００度であり、還元工程が５００〜８０
０度である。この温度を高めに維持すると、酸化反応及
び還元反応が円滑に進行し、処理速度が向上する。

しかし、流動床式の処理槽内部の温度を高めるとき、鉄
粉粒子相互が凝集し易くなる。この凝集があると、個々
の鉄粉粒子が酸化性ガス又は還元性ガスに均一に接触し
なくなり、鉄粉粒子の表面に形成される酸化層又は多孔
質層にバラツキが生じる。また、極端な場合には、処理
層の内部に棚吊りを生じ、酸化性ガス又は還元性ガスが
処理層内部を局部的に吹き抜けることになり、生産性が
極端に低下する。

そこで、本発明は、機械的な撹拌によって流動床式処理
層内部で鉄粉が凝集することを防止し、高い処理速度で
鉄粉の酸化、還元等の処理を行うことを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の処理方法は、その目的を達成するために、溶鋼
処理容器で発生したダストから回収された鉄粉を流動床
式処理槽に送り込み、処理槽内部に送り込まれる高温の
酸化性ガス又は還元性ガスにより前記鉄粉を流動化させ
、且つ形成された流動層を機械的に撹拌することを特徴
とする。

〔作用〕

第１図は、本発明にしたがって鉄粉の酸化又は還元を行
っている状態を模式的に示す。

処理層１には鉄粉２が供給されており、処理層１の底部
に設けた吹込みノズル３から酸化性ガスや還元性ガス等
の処理ガス４が吹き込まれる。この処理ガス４は、適宜
の整流器（図示せず）によって処理層１半径方向に関し
て均一な流量分布をもつ流れとなって網板５を通過し、
網板５上方にある鉄粉２を流動化させる。

このとき、たとえば鉄粉２を表面酸化する場合には、処
理層１の内部温度が５５０〜９００℃に維持される。こ
の内部温度が高いほど、鉄粉２の酸化反応が迅速に進行
するが、鉄粉２の凝集が顕著となる。そこで、本発明に
あっては、鉄粉２が凝集し易い処理層ｌの内部に撹拌器
６を挿入し、撹拌器６の羽根７で凝集した鉄粉２を解砕
する。しだがって、処理層１内にある鉄粉２は、常に個
々の粒子として存在しており、処理ガス４に対する接触
効率が増大する。

すなわち、撹拌器６による機械的な撹拌によって、処理
層１の内部温度の上限に対する制約が緩和され、高い反
応条件を維持することが可能となる。また、この機械的
な撹拌により、処理層ｌ内における鉄粉２の流動状態が
改善されるため、鉄粉２の流動化に必要な処理ガス４の
空塔速度を低下させることもできる。その結果、処理層
１に送り込まれた処理ガス４の滞留時間を長くし、処理
ガス４の利用効率も向上する。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明の特徴を具体的に説明する。

転炉ダストから回収した鉄粉は、次の組成及び粒度分布
をもっていた。

鉄粉の組成 成分　　　　　　　Ｃ金属鉄　Ｆ　ｅ　ＯＦ　ｅ　２０
　ｓ含有量（重量％）　　０．５０　９５．８　　１．
７２　　０．６７鉄粉の粒度分布 粒度（ｍ）　　　　　　含有量（重量％）＞２５０　　
　　　　　　２．１ ２５０〜１４９　　　　　　　１６．１１４９〜１０５
　　　　　　　２６．９１０５〜７４　　　　　　　　
１５．２７４〜６３　　　　　　　　１２．７ ６３〜４４　　　　　　　　１６．１ ＜４４　　　　　　　　　　１１．１ （平均粒径　　９４．６虜） この鉄粉を、流量１．５ｋｇ／分の割合で処理層１に送
り込み、空気５容量％及び水蒸気５容量％で残部が窒素
からなる組成をもつ酸化性ガスを処理ガス４として処理
層１に吹き込んだ。また、処理層１内の流動層は、回転
数６０回／分の撹拌器６により撹拌した。このとき、処
理層１の内部温度を９５０　℃に高めても、鉄粉２の凝
集は見られなかった。他方、撹拌器６による撹拌を行わ
ない場合、内部温度９００　℃以上で鉄粉２の凝集がほ
とんどの場合見られたので、このときの内部温度の上限
を９００　℃に設定した。

この温度差に応じて、撹拌器６を使用した場合の処理層
ｌ内での酸化処理時間が３０分で厚み２０膚の表面酸化
層を鉄粉２に形成することができたのに対し、撹拌器６
を使用しない場合に同じ厚みの表面酸化層を形成するの
に必要な時間は１時間であった。また、処理層１内に安
定した流動層を維持するのに必要な酸化性ガスの空塔速
度は、撹拌器６を使用した場合が０．４（Ｎｍ／ｓ）で
あったのに対し、撹拌器６を使用しない場合では０．２
（Ｎｍ／ｓ）であった。

次いで、表面酸化された鉄粉を、同様な構造をもつ流動
床式の還元槽で還元することにより、表面酸化層を多孔
質の金属表面層に還元した。このとき使用した還元性ガ
スは、窒素ベースで水素５０容量％の組成をもつもので
あった。この還元処理においても、撹拌器６を使用した
場合に処理層ｌの内部温度を８５０　℃に維持しても凝
集が見られず、還元工程を経た鉄粉は解砕する必要がな
いものであった。これに対し、撹拌器６を使用しない場
合には内部温度８００　℃以上でほとんどの場合凝集が
発生した。そのため、撹拌器６を使用した場合に還元処
理が１時間で完了したのに対し、撹拌器６を使用しない
場合の還元処理時間は２時間と長いものであった。しか
も、処理された鉄粉に凝集が見られたので、還元処理後
に解砕することが必要とされた。

このように撹拌器６を使用して処理層１内部を撹拌しな
がら、鉄粉２を酸化・還元することにより得られた製品
の組成を次に示す。

鉄粉の組成 成分　　　　　　　Ｃ金属鉄　Ｆ　ｅ　ＯＦ　ｅ　＝　
Ｏａ含有】（重量％’）　　０．０３　９８．０　　０
．７　　０．２処理された鉄粉は、平均厚み２０ｐの多
孔質表面層をもち、内部が緻密な地鉄であった。この鉄
粉を粉末冶金原料として使用したとき、多孔質表面層の
ために優れた焼結性を示し、また緻密な内層のため焼結
体の密度は？、’ｌ　　ｇ／ｃｄと高いものであった。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明においては、鉄粉を流動
床で処理する際に、機械的な撹拌を付加することによっ
て、鉄粉の凝集を防ぎ、処理層内部の流動状態を安定に
維持している。そのため、処理層の内部温度を高めて反
応効率を向上させることができる。しかも、流動状態を
維持するために処理層に吹き込まれる処理ガスの空塔速
度を下げることができるため、処理ガスの滞留時間を長
くし、鉄粉との反応に消費される割合を大きくすること
が可能となる。このように、本発明によるとき、流動床
式の処理層において鉄粉の酸化・還元等の処理を効果的
に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の処理方法を具体的に説明するための
図である。 特許出願人　　　　新日本製鐵　株式會社代　　理　　
人　　　　　　小　　堀　　　益　（ほか２名）第ｊｖ
Ａ ７：羽根

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、溶鋼処理容器で発生したダストから回収された鉄粉
   を流動床式処理槽に送り込み、処理槽内部に送り込まれ
   る高温の酸化性ガス又は還元性ガスにより前記鉄粉を流
   動化させ、且つ形成された流動層を機械的に撹拌するこ
   とを特徴とする回収鉄粉の処理方法。