JPH04187726A

JPH04187726A - 微粉粒状含水鉄系物質の乾燥方法

Info

Publication number: JPH04187726A
Application number: JP2317014A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Sakai; 忠司酒井
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1990-11-21
Filing date: 1990-11-21
Publication date: 1992-07-06

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〉この発明は、転炉ダストの湿式回収スラグ等の如き“水
分を含む微粉粒状の鉄系物質”を速やかに乾燥させる方
法に関するものである。

〈従来技術とその課題〉一般に、転炉のＯＣ装置（廃ガス回収装置）で集塵され
たダストは湿式集塵器で回収されるが、このダストは鉄
分含有率が非常に高いことから、沈澱濃縮後に脱水機で
水分２０％前後にまで脱水し、更に乾燥させてベレント
化し製鉄原料として利用される。この場合、脱水したダ
ストの乾燥には、ａ）風乾所で露天乾燥させる方法。

ｂ）乾ダストを混入して混練し、含水率を下げる方法。

等の手段が採用されてきた。

ところで、上述したように、転炉スラリは極めて鉄分の
高い物質であることから、水分量さえ適切に低減すれば
、特開昭６１−２３８９０８号公報にも示されているよ
うに転炉副原料として十分活用できるものである。そし
て、転炉副原料として通用すれば、前記製鉄原料（高炉
原料）としての活用に比べ鉄源としての価値は大幅に高
まることは言うまでもない。

しかし、製鉄原料にあてる転炉スラリの乾燥手段として
従来から採用されてきた前記方法では何れも広大な敷地
や設備が必要である上、処理に長時間を要するなどの問
題があったため、これを転炉副原料の処理に適用するこ
とは実際的なことではなかった。

もっとも、最近では転炉スラリの乾燥時間を短縮するた
め「乾燥炉等で高温度に保持し水分を蒸発させる」と言
った外部加熱による処理が行なわれるようにもなり、ま
た処理時間を更に短縮すべく、含水微粉粒の噴霧流に熱
風を吹き込んで乾燥する手法も提案されている（特開昭
６３−１２１６２４号）。

ところが、上述のような外部加熱による乾燥方式では多
大な加熱エネルギーが必要であって処理コストが高騰す
ることから、転炉スラリを調整された温度と水分の条件
下で自然酸化させ、その際の自己発熱を利用して水分蒸
発を行わせ乾燥する方法が提案された（特公昭５１〜１
０１６６号）。つまり、回収転炉スラリの自己発熱現象
（ｅｌＩ化反応）は以前より知られていたが、この発熱
の程度を制御することが非常に難しかったのを該提案で
は温度と含水率を調整することによって安定化させ、乾
燥に利用した訳である。

しかしながら、この方法では、やはり自然乾燥の域を出
ないため乾燥までに相当の時間を要する上、周囲の環境
（温度、湿度等）の影響を受けやすいと言う不都合もあ
り、特に多量に発生する転炉スラリを長期間堆積してお
く場所の確保が難しくて実用的に問題があった。

一方、これらとは別に、石灰石粉と含水スラリを混合し
て焼成することから成るスラリの処理方法が特開昭６１
−１１９６２７号として提案されている。これは、吸湿
性の強い石灰石と混合することで含水スラリを乾燥させ
、その後焼成して製鉄原料に利用しようとするものであ
るが、水分量によっては適用が難しい場合もあり、また
処理品の用途が限られると言う問題もあった。

このようなことから、本発明が目的としたのは、転炉ス
ラリ等のような“水分を含む微粉粒状の鉄系物質（鉄或
いは酸化鉄を主成分とする物質）”を、大掛かりな設備
や多大な熱エネルギーを必要とすることなく速やかに乾
燥させ得る手段を確立することであった。

〈課題を解決するための手段〉本発明は、上記目的を達成すべく鋭意重ねられた本発明
者の研究結果等を基に完成されたものであり、「水分を含む微粉粒状の鉄系物質を高濃度酸素雰囲気中
で保持することによって酸化を促進させ、その酸化反応
熱で水分を蒸発させて乾燥するか、この際更に、前記高
濃度酸素雰囲気を循環させて蒸発した水分の除去と、酸
化発熱の程度に応じた酸素の供給を行いつつ乾燥するこ
とにより、微粉粒状含水鉄系物質の乾燥を簡単かつ迅速
に行わしめる点Ｊに大きな特徴を有している。

即ち、本発明は、転炉スラリ等の微粉粒状含水鉄系物質
に高濃度酸素を接触させて微粉粒状鉄系物質中に存在す
る未酸化成分の酸化促進を図り、その際に、主として２　ＦｅＯ＋Ｖｚ　０ｚ＝ＦｅｚＯｘ＋３３０ｋｃａＩ
７ｋｇ。

２Ｆｅ３０４　＋　’ＡＯｔ＝　３Ｆｅｚ０３＋８０ｋ
ｃａｌ／ｋｇなる反応により発生する多量の酸化熱を利
用してＷｌ、粉粒状鉄系物質中の水分を蒸発させ乾燥さ
せるものであるが、反応性を高めて速やかな処理が行わ
れるように、処理物１ｔ（転炉スラリ等の微粉粒状含水
鉄系物質）は塊状ではなく細粒化した状態で処理に供す
るのが良く、また蒸発した水分は速やかに雰囲気中から
除去するのが望ましい。また、発熱の程度に応じて高濃
度酸素雰囲気圧力、酸素１度、温度を適正にコントロー
ルすれば、処理時間の短縮効果は一段と向上する。

ここで、［微粉粒状含水鉄系物質」とは、前述したよう
に微粉又は微粒状の鉄或いは酸化鉄（Ｆｅｄ。

Ｆｅ５０　、）を主成分とする湿った物質を総称したも
ので、転炉スラリに限られるものでないことは言うまで
もない。

また、Ｆ高濃度酸素雰囲気」とは酸素富化を行った空気
その他のガス雰囲気のほか、純酸素雰囲気をも意味する
ものである。なお、処理雰囲気の酸素濃度は処理目標時
間等に応じて変えれば良いが（濃度を高くすれば反応速
度が加速されて処理時間が短くなるが、過激反応により
温度上昇が著しい場合は濃度を下げる必要がある）、通
常、２０％程度では自己発熱反応が十分でないため好ま
しくは８０％以上に調整するのが良い。

そして、雰囲気温度は、大気圧下では１００℃以上程度
に維持することで顕著な乾燥促進効果が得られるが、処
理時間短縮には高温の方が良い。

ただ、余り高い温度にすると自己焼結等の問題が出てく
る上、設備耐熱性の問題もあることから、１００〜１２
０℃程度が最も好ましいと言える。

大規模な工業的処理では、蒸発した水分を除去するため
に“雰囲気の循環”や“温度差を利用した水分の凝結分
離等による雰囲気からの水分の除去”を行うことも必要
となる。この場合、雰囲気の循環量を増せば乾燥処理は
速くなるが、その分だけ必要動力も増大することから、
通常はそよ風程度（０，５〜２ｍ／５ｅｃ）の風速とな
る量が好ましい。

続いて、図面を参照しながら本発明を具体的に説明する
。

第１図は、本発明を実施するための設備例を示した概要
図であり、被処理物の測温値に基づいて供給酸素濃度及
び／又は供給ガス温度を調整して乾燥させる装置を開示
している。即ち、この設備では、主要部として、多数の
細孔を有する流動乾燥床１を備えた酸化反応塔２が設け
られている。

なお、酸化反応塔２にはダストの搬入コンベヤー３と払
出コンベヤー４　（この例では何れもスクリューコンベ
ヤー）が設けられており、物理的脱水処理後の例えば含
水転炉ダスト（スラリ）は搬入コンベヤー３によって酸
化反応塔２に搬入されるが、搬入コンベヤー出口の網目
部（又はスリット部）５より押し出されて流動乾燥床１
上に落下するので、細分・細粒化されて通気性の良い粗
な堆積となる。

一方、酸化反応塔２には流動乾燥床１を通して酸素富化
ガス（酸素又は酸素富化空気等）が吹き込まれる。酸素
供給管６より供給される酸素富化ガスは予め脱湿された
ものであり、熱交換器７によって酸化反応塔２から排気
・循環される高温度ガスとの熱交換で加熱されてから酸
素富化ガス循環ブロワ−８にて酸化反応塔２内へ吹き込
まれる。

酸化反応塔２に吹き込まれた酸素富化ガスは、細分・細
粒化されて流動乾燥床１上に堆積した含水転炉ダストと
広い接触面で接触してこれを酸化させるので、前記式に
従った酸化反応による発熱により効果的に水分が蒸発・
除去される。

酸化反応塔２の上部には集塵フィルター９を介して排気
管１０が接続されており、ここから排気された水分を含
む高温度ガスは、前述したように熱交換器７で脱湿酸素
富化ガスと熱交換せしめられ、更にクーラー１１におい
て冷却水により冷却されて水分の凝縮・分離による除去
がなされ、再循環される。

この際、好ましくは酸化反応塔２内の測温値に基づいて
供給酸素濃度及び／又は供給ガス温度の調整が行われ、
処理される含水転炉ダストの温度が最適値に保たれる。

また、同様に酸化反応塔２内の雰囲気圧力も調整される
（酸化反応促進のために大気圧以上の高圧とするのも効
果があるが、逆に減圧すると水分蒸発量が増して脱水が
促進され、低温度でも乾燥が進むようになる）。酸素（
酸素富化ガス）の補給は、酸化反応塔２内の酸素圧力が
０．５〜１．０ｋｇ／ｃｄに保たれるように行うのが良
い。

酸化反応塔２内に持ち込まれる酸素富化ガス以外のガス
は、基本的には含水転炉ダストより持ち込む空気と揮発
ガスであるが、何れも微量であるためリーク分で純度は
確保できる。このように、塔内の酸素純度は、ダストよ
り持ち込まれるガスは殆んどないため純度低下はないが
、万一下がる場合は、酸素濃度計を設置して放出、補給
で純度を維持する。そして、雰囲気の酸素純度：８０％
以上をキープすれば殆んど反応速度は変わらない。

酸素消費量は、２ＦｅＯ＋％０ｚ＝ＦｅｚＯ：＋に従って算出すれば、理論的にはＦｅＯ：１ｋｇを処理
するのに０．１６５　Ｎ　ｒｒｒ　／ｋｇを要すること
になる。そこで、ダスト処理量を１０　ｔｏｎ／ｈｒと
すると、ＦｅＯ濃度二６０％として必要酸素量は１０Ｘ０．６Ｘ１６５＝９９０　Ｎ　ｒｒｒ／ｈｒとな
る。

上述のように、本設備は酸化鉄（Ｆｅｄ、　Ｆｅ＋０４
）を完全酸化する時に発生する熱を利用してそれを含む
被処理物の乾燥を行うものであり、酸素を使用するため
熱の管理が重要である。そのため、先にも説明したよう
に、酸化反応塔内温度に応じて「ダストの供給量」、ｒ
塔内の酸素濃度」及び「塔内の酸素圧力」を制御し、ま
た塔内の酸素圧損を計測して装入量を調整するのが良い
。

次に、本発明の効果を実施例によって更に具体的に説明
する。

〈実施例〉第２図に示したような雰囲気循環路を設けた密封容器１
２にスケール５０ｋｇ（水分：９ｋｇ、　ＦｅＯ等：４
１ｋｇ）を封入して密封し、−度０２ガスブローを行っ
てから、内圧が０．２ｋｇ／ａＪ（ゲージ圧）となるよ
うにｏ２ガス供給量をν１弁で調整しながら、酸素循環
ブロワ−１３にて内部０２ガス循環を１．２ｎ？／ｓｉ
ｎで行い、温度計で温度が６０℃まで上昇するのを確認
した。なお、第２図において符号１４は循環雰囲気を通
す多孔板を、１５は供給する０２ガスを昇温するための
熱交換器を、１６は循環ガスから水分を凝結・分離する
クーラーをそれぞれ示している。

循環開始より約１５分後に発熱量、０２消費量がピーク
となり、その後約２０分く開始より３５分）で０２消費
量は０となった。そこで、このまま５分間放置してから
全ての装置機能を停止し、密封容器１２を開放したとこ
ろ、水分量＝５．０％以下の酸化鉄が得られた。

なお、この間を通じての０２補給量は７Ｎｎ？で、冷却
水消費量は１００Ｍであった。

一方、比較として、上記と同様の水分量１８％のスケー
ル５０ｋｇを１日自然放置（気温２５℃）した後に水分
量を測定したところ、水分量は１８％から１５％に低下
しただけで、転炉副原料として適用できる程に乾燥でき
ていなかった。

く効果の総括〉以上に説明した如く、この発明によれば、大規模な設備
や多量の燃料を要せず、また発塵公害等を懸念すること
もなく、転炉スラグのような“水分を含む微粉粒状の鉄
系物質”を速やかに低コストで乾燥することができ、鉄
鋼製造時に発生する副生物等の有効な利用が可能となる
など、産業土掻めて有用な効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を実施するための設備例を示す概要図
である。第２図は、実施例で使用した装置の概要説明図である。図面において、１・・・流動乾燥床、　　　　　２・・・酸化反応塔。３・・・搬入コンベヤー。４・・・払出しコンベヤー、　　５・・・網目部。６・・・酸素供給管、　　　　　　７．１５・・・熱交
換器。８、工３・・・酸素循環ブロワ−２９・・・集塵フィルター、１０・・・排気管。ＩＬ　１６・・・クーラー、　　　　１４・・・多孔板
。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）水分を含む微粉粒状の鉄系物質を高濃度酸素雰囲
気中で保持することによって酸化を促進させ、その酸化
反応熱で水分を蒸発させて乾燥することを特徴とする、
微粉粒状含水鉄系物質の乾燥方法。
（２）水分を含む微粉粒状の鉄系物質を高濃度酸素雰囲
気中で保持することによって酸化を促進させ、その酸化
反応熱で水分を蒸発させると共に、該高濃度酸素雰囲気
を循環させて蒸発した水分の除去と、酸化発熱の程度に
応じた酸素の供給を行いつつ乾燥させることを特徴とす
る、微粉粒状含水鉄系物質の乾燥方法。