WO2001096616A1 - Procede et dispositif permettant de produire un agent de desulfuration pour metal chaud - Google Patents

Description

明 細 書

溶銑用脱硫剤の製造方法及び装置

技術分野

本発明は、 溶銑の脱硫剤の製造方法および脱硫剤に係 り 、 特に機械攪拌式溶銑予備処理工程で発生 した脱硫滓 （ K R 滓） を有効に再利用する溶銑の脱硫剤の製造方法、 この方法 に用いられる装置、 およびこれに用い られる脱硫剤 （フラ ッ タ ス） 、 更にこれを用いた溶銑の脱硫方法な どに関する。 背景技術

高炉から出銑された溶銑には、 通常、 鋼の品質に悪影響を 及ぼす硫黄 （ S ) が高濃度で含まれている ものの、 転炉工程 では、 不純物の酸化除去を 目的と しているために、 一部気化 脱硫する ものを除いて溶鋼の脱硫は見込めない。 そこで、 要 求される品質に応じて、 高炉と転炉の間の工程で種々の溶銑 予備処理や転炉の後工程で溶鋼脱硫が行われている。 図 2 3 は溶銑予備処理の一例を示す。 図示する例では、 高炉からの 溶銑を脱 S i 処理、 脱 S処理、 脱 P処理を順に行なった後、 転炉に入れて脱 C処理している。

脱硫に際 しては、 石灰系の脱硫剤が多く 用いられてお り 、 この場合の脱硫反応は以下に示される反応式に したがって進 行する。

C a O + S -→ C a S + 0

こ う した脱硫反応は C a O単体では高融点であ り 、 工業的 には一般的に蛍石やアルミ ナ系造滓剤等が石灰の滓化促進用 に用レヽられている。 しかしなが ら、 これらの造滓剤は一般に 高価であ り 、 こ う した造滓剤の配合率を増やすこ とは脱硫剤 コス ト の増大につながる。 さ らに、 造滓剤の配合率を高めた 場合には脱硫剤中の石灰濃度が低下して反応効果が低下する こ と が懸念される。

また、 高炉や転炉な どの乾式精鍊工程で生成するスラ グは メ タル分を除去 した後、 高炉セメ ン ト、 コ ンク リ ー ト材、 肥 料、 あるいは道路材などに再利用 されている。 しかしながら 脱硫滓は CaO分が高く 、 風化しやすい特徴から、 前処理に多 く の手間をかけてセメ ン ト原料にする しかない。 しかも、 そ の処理には多く のコス トがかかっているのが現状である。

なお、 特開平 4-120209 号公報には転炉滓を造滓剤と して 利用する技術が記載されている。 こ こでは、 転炉滓の粒径は 3 〜 5 O m mに規定され、 この範囲の粒径で充分な脱燐効果 が得られている こ とが述べられている。 し力 しながら、 脱硫 を主目的と したものではなく 、 脱硫に関 しては何等言及され ていない。

また、 特開平 10-30115 号公報には、 冷却 ' 破砕し鉄分を 分離 ' 回収 した転炉滓に石灰、 蛍石を配合し、 脱硫剤と して 利用する技術が開示されている ものの、 上述した技術と 同様 に脱硫滓を再利用する こ と に関 しては何等言及されていない 脱硫滓の リ サイ クルの例と しては、 未反応石灰分の多いィ ンジュク シ ヨ ン脱硫滓を、 石灰利用効率に優れた機械攪拌式 溶銑脱硫処理に再利用するプロセスが報告されている （住友 金属 Vol.45- 3 (1993)p.52〜 58) 。 しか し、 こ こ に報告され ている処理 （以下、 脱硫滓リ サイ クルの先行技術とい う） は 後述する よ う に石灰の利用効率向上に限界があ り 、 また添加 方法 ' 撹拌方法の異なるプロセスへの再利用であるため、 複 数のプロセスをもたない場合には適用できない。

なお、 機械撹拌式溶銑脱硫装置は、 イ ンペラ一（羽根車）を 溶銑中に浸漬し回転させ、 溶銑上部よ り脱硫剤（通常は石灰） を添加し、 イ ンペラ一の回転によ る撹拌によ って溶銑の脱硫 をする装置であ り 、 この装置を用いた溶銑脱硫処理と しては 通称 K R法と よばれる ものがある。 図 2 4 は脱 S設備の一例 を示す。

上述したよ う に、 溶銑脱硫処理で得られた脱硫滓は、 有効 に再利用されてお らず、 また溶銑の脱硫に当たっては改善を 要する点が多く 存在しているのが現状である。

発明の開示

本発明者らは、 K R脱硫工程において利用 される脱硫剤の 利用効率を調べた。 図 1 8 は、 機械撹拌式溶銑脱硫処理方法 で得られた脱硫滓を機械撹拌式溶銑脱硫処理方法の脱硫剤と して使用する場合と、 イ ンジヱク シヨ ン法で得られた脱硫滓 を機械撹拌式溶銑脱硫処理方法の脱硫滓と して使用する場合 について、 投入石灰に対して脱硫に有効利用 された石灰の割 合の比較を示す図である。 図 1 8 に示すよ う に、 K R脱硫ェ 程の一回の使用において利用される脱硫剤の利用効率は 7 % 程度であ り 、 残 り の 9 3 %は未反応で残存 している とい う事 実が見出された。 従って、 この知見から発明者らは、 K R脱 硫処理工程で使用 された後の脱硫剤は、 次処理の脱硫に寄与 する石灰分をまだ 9 3 %程度含有しているので、 この石灰分 を再利用でき る よ う にすれば、 脱硫剤の安価な石灰源と して 利用する こ と が期待でき る と考えた。

本発明は、 この知見に基づいてなされたものであ り 、 溶銑 脱硫処理で得られた脱硫滓を有効に再利用 し、 それによつて 溶銑脱硫コス トの削減とスラグ発生量の低減と を図る こ と を 可能に した溶銑の脱硫方法を提供する こ と を目的とする。

また本発明は、 ス ラ グの発生量を低減した溶銑脱硫処理を 低コス トで行 う こ と と、 そのための脱硫剤を提供する こ と を 目的とする。

更に本発明は、 脱硫滓の輸送方法及び脱硫滓の製造に使用 する装置を提供する こ と を 目的とする。

本発明はこ の 目的を達成すべく なされたもので、

本発明に係る溶銑用脱硫剤の製造方法は以下の工程を備え てレヽる。

1 機械攪拌式溶銑脱硫処理で生じた脱硫滓に対して、 新 しい界面を創出する処理を行な う溶銑用脱硫剤の製造方法。

2 機械攪拌式溶銑処理に用いられる溶銑用脱硫剤の製造 方法であって、 機械攪拌式溶銑脱硫処理で生じた脱硫滓に対 して、 新しい界面を創出する処理を行な う方法。

3 機械攪拌式溶銑脱硫処理で生じた脱硫滓を用意するェ 程と、 用意された脱硫滓に対して、 新しい界面を創出する処 理を行な う 工程と を備えた方法。

4 新しい界面を創出する処理を行な う 工程は、 脱硫滓粒 子を破砕する こ と及び/又は複数の脱硫滓粒子の凝集物を脱 硫滓粒子に分離する こ と を含んでいる方法。 5 新しい界面を創出する処理を行な う 工程は、 脱硫滓を 空冷する こ と及びノ又は脱硫滓に機械的なエネルギーを付与 する こ と によ り 、 脱硫滓粒子を破砕する こ と及び Z又は複数 の脱硫滓粒子の凝集物を脱硫滓粒子に分離する方法。

6 脱硫滓の冷却は、 空冷及び水冷の群から選択された一 種または二種である方法。

7 空冷は、 自然冷却及び強制冷却の群から選択された一 種又は二種である方法。

8 水冷によ り新しい界面を創出する処理を行う 工程は、 脱硫滓に散水する工程を備え、 こ の散水工程は、 散水終了時 の脱硫滓温度を 1 0 o °c以上に維持する よ う にその散水量を 制御 して、 散水による冷却のみで脱硫滓凝縮物の分離及び Z 又は脱硫滓粒子の破砕を可能と した方法。

9 新 しい界面を創出する処理を行な う 工程は、 脱硫滓を 水冷する工程と、 水冷によ り得られた再生脱硫剤を乾燥する 工程と を備えた方法。

1 0 新しい界面を創出する処理を行な う 工程は、 脱硫滓 を冷却する工程と、 脱硫滓おょぴ再生脱硫剤の粒度を調整す る工程と を備えている製造方法。

1 1 再生脱硫剤を篩で粒度調整する工程は、 温度 6 0 0 °C以上でおこな う製造方法。

1 2 新しい界面を創出する処理を行な う 工程は、 脱硫滓 又は再生脱硫剤中に含有されている地金を磁選除去する処理 脱硫滓又は再生脱硫剤中の大塊を除去して粒径を 1 0 0 m m 以下にする処理、 及ぴ脱硫滓又は再生脱硫剤の温度を 2 0 0 °C以下とする処理からなる群から選択された一種または二 種以上の処理を行な う工程を備えている方法。

1 3 新しい界面を創出する処理を行な う 工程は、 脱硫滓 の粒径を 1 0 O m m以下、 かつ、 温度を 2 0 0 °C以下とする 工程を備えている方法。

1 4 機械攪拌式溶銑脱硫処理で生じた再生脱硫剤を、 開 閉可能な一対の可動かご部を用いて輸送車に積み込む工程と 輸送車でこの再生脱硫剤を脱硫処理設備に輸送する工程を備 えた再生脱硫剤の輸送方法。

1 5 輸送車を用いて輸送する工程の前またはこの工程と 同時に冷却破砕後の再生脱硫剤を篩い分けて大塊を除去する 工程を備えた方法。

1 6 機械攪拌式溶銑脱硫処理で生じた再生脱硫剤を、 再 生脱硫剤吸引能力を有する輸送車に積み込む工程と、 輸送車 でこの再生脱硫剤を脱硫処理設備に輸送する工程を備えた再 生脱硫剤の輸送方法。

1 7 再生脱硫剤を積み込む工程は、 輸送車への再生脱硫 剤の落下高さ を 1 . 5 m以内に調整しておこな う 方法。

1 8 破砕された再生脱硫剤を篩い分ける篩目 を有する装 置本体と 、 こ の装置本体に取り 付け られ、 装置本体への再生 脱硫剤の吸引を促進するエアー吸引用ホース と を備えた、 再 生脱硫剤の篩い分け装置。

1 9 斜めに配置された篩目 を有する部材と、 この部材の 下に斜めに配置され、 篩下が通る斜め板と 、 斜め板からの篩 下が落下 して通る滑り 台と を備え、 篩目 を有する部材と斜め 板と の間隔、 及び斜め板と 滑り 台のつなぎ部分の垂直落下高 さ を 5 0 O m m以下と し、 滑り 台から地表への落下高さ を 1 5 0 O m m以下にする よ う に配置されている再生脱硫剤の篩 い分け装置。

2 0 機械攪拌式溶銑脱硫処理で生じた再生脱硫剤を主成 分とする溶銑用脱硫剤。

2 1 機械攪拌式溶銑脱硫処理で生じた再生脱硫剤を主成 分とする、 機械攪拌式溶銑脱硫処理で用い られる溶銑用脱硫 剤。

2 2 機械攪拌式溶銑脱硫処理で生じ、 かつ、 新しい界面 が創出されている再生脱硫剤を主成分とする溶銑用脱硫剤。

2 3 機械攪拌式溶銑脱硫処理で生じ、 かつ、 再生脱硫剤 粒子の凝縮物の一部又は全部が分離されている再生脱硫剤を 主成分とする溶銑用脱硫剤。

2 4 最大粒径が 1 0 0 m m以下である溶銑用脱硫剤。

2 5 機械攪拌式溶銑脱硫処理で生じた再生脱硫剤を主成 分と し、 石灰源及び炭素源からなる群から選択された一種ま たは二種をさ らに含む、 溶銑用脱硫剤。

2 6 石灰源及び炭素源からなる群から選択された一種ま たは二種は、 機械攪拌式溶銑脱硫処理で生じた再生脱硫剤と 混合されており 、 こ の混合物を溶銑に添加する よ う になつて いる溶銑用脱硫剤。

2 7 石灰源及び炭素源からなる群から選択された一種ま たは二種と、 機械攪拌式溶銑脱硫処理で生じた再生脱硫剤と は分離されて、 溶銑に別々 に添加する よ う になっている溶銑 用脱硫剤。

2 8 石灰源は、 石灰、 炭酸カルシウム及び水酸化カルシ ゥムの群から選択された一種または二種以上である溶銑用脱 硫剤。

2 9 石灰源の う ち炭酸カルシウム及び水酸化カルシウム の総和は、 溶銑用脱硫剤全体に対して 4 0重量％以下含有す る溶銑用脱硫剤。

3 0 炭素源は、 溶銑用脱硫剤全体に対して 3 0重量％以 下含有する溶銑用脱硫剤。

3 1 炭素源は、 1 m m以下の粉状である溶銑用脱硫剤。

3 2 炭素源は、 石炭、 コークス及ぴピッチからなる群か ら選択された一種または二種以上である溶銑用脱硫剤。

3 3 機械攪拌式溶銑脱硫処理で生じた再生脱硫剤を主成 分とする溶銑用脱硫剤を、 溶銑中に添加して溶銑を脱硫する 低硫溶銑の製造方法。

3 4 機械攪拌式溶銑脱硫処理で生じた再生脱硫剤を主成 分とする溶銑用脱硫剤を、 溶銑中に添加して溶銑を機械攪拌 式溶銑脱硫処理によ り 脱硫する低硫溶銑の製造方法。

3 5 機械攪拌式溶銑脱硫処理で生じ、 かつ、 新しい界面 が創出されている再生脱硫剤を主成分とする溶銑用脱硫剤を 溶銑中に添加して溶銑を脱硫する低硫溶銑の製造方法。

3 6 機械攪拌式溶銑脱硫処理で生じ、 かつ、 再生脱硫剤 凝縮物の一部又は全部が分離されている再生脱硫剤を主成分 とする溶銑用脱硫剤を溶銑中に添加して溶銑を脱硫する低硫 溶銑の製造方法。 3 7 機械攪拌式溶銑脱硫処理で生じた再生脱硫剤と、 石 灰源及び炭素源からなる群から選択された一種または二種と を溶銑中に添加 して溶銑を脱硫する方法。

3 8 機械攪拌式溶銑脱硫処理で生じた再生脱硫剤と、 石 灰源及び炭素源からなる群から選択された一種または二種と を混合し、 この混合物を溶銑中に添加して溶銑を脱硫する方 法。

3 9 機械攪拌式溶銑脱硫処理で生じた再生脱硫剤と、 石 灰源及び炭素源からなる群から選択された一種または二種と を別々 に溶銑中に添加 して溶銑を脱硫する方法。

4 0 石灰源を添加する際に、 所定の C a O純分となる よ う に混合割合を調整する方法。

4 1 機械攪拌式溶銑脱硫処理で生じた再生脱硫剤の嵩密 度を算出する工程と 、 算出 された嵩密度から再生脱硫剤の C a 〇純分を算定する工程と、 算定された再生脱硫剤の C a O 純分を基準と して、 破砕された再生脱硫剤と石灰源との添加 割合を調整する工程と を備えた方法。

4 2 炭素源を添加する際に、 炭素源の粒径を 1 m m以下 に調整する工程を備えた方法。

(定義）

脱硫剤 ： 脱硫のために使用するフラ ックス全般を さす。 新し い界面を創出する処理を行なった後の再生されたスラグも含 む。

再生脱硫剤 ： 脱硫剤の中で特に新しい界面を創出する処理を 行なった後の再生されたスラグからなる ものであって、 この スラグには地金な どが含まれう る。

脱硫滓 ： C a O分、 他のス ラグ分、 地金分全てを含む脱硫ス ラグをさ し、 新しい界面を創出する処理を行な う まえのス ラ グである。

石灰 ： 広く C a O分をさす。

図面の簡単な説明

図 1 は、 本発明の 1 回リ サイ クル再生脱硫剤、 2回 リ サイ ク ル再生脱硫剤及ぴ比較と しての従来石灰分脱硫剤の原単位 と脱硫率と の関係を表す図。

図 2 は、 本発明によ り 、 複数回のスラグの リ サイ クルを行 つた場合の、 脱硫滓の リ サイ クル回数と使用脱硫剤の原単位 との関係を表す図。

図 3 は、 本発明脱硫剤および比較と して従来脱硫剤の脱硫 剤原単位と脱硫率の関係を表す図。

図 4 は、 本発明脱硫剤および比較と して従来脱硫剤の石灰 分原単位と脱硫率の関係を表す図。

図 5 は、 本発明方法によ り 処理された再生脱硫剤および比 較と して従来脱硫剤の原単位と脱硫率との関係を表す図。

図 6 は、 本発明の脱硫滓処理方法を用いて処理を行った際 の、 散水終了時のス ラ グ温度と常温までの冷却に要する時間 との関係を表す図。

図 7 は、 本発明の脱硫滓処理方法を用いて処理を行った際 の、 散水終了時の温度 と 再生脱硫剤中の C a ( O H ) 2 生 成量との関係を表す図。

図 8 は、 本発明の脱硫滓処理方法を用いて処理を行った際 の、 それぞれのス ラ グ厚における冷却時間 とス ラ グ温度との 関係を表す図。

図 9 は、 本発明方法によ り 処理された再生脱硫剤及び比較 と して従来脱硫剤の原単位と脱硫率の関係を表す図。

図 1 0 は、 本発明によ り 再生処理された再生脱硫剤 と比較 例と して従来脱硫剤における原単位と脱硫率の関係を示す図 , 図 1 1 は、 本発明の篩い分け冶具の一例を示す図。

図 1 2 は、 本発明での篩い分け設備を示す図。

図 1 3 Aは、 再生脱硫剤詰め込み装置の要部説明図、 図 1 3 B は再生脱硫剤詰め込み装置の全体概略図。

図 1 4 は、 脱硫剤中の C a O純分と脱硫量 （処理前硫黄量 ( S ) —処理後硫黄量 （ S ) ) の関係を示す図。

図 1 5 は、 脱硫滓の嵩密度と C a O質量％の関係を示す図 図 1 6 は、 本発明によ り 再生処理された再生脱硫剤と石灰 を混合した脱硫剤と比較例と して従来脱硫剤における原単位 と脱硫率の関係を示す図。

図 1 7 Aは、 実機によるスラ グ処理パターンを示す説明図 図 1 7 B は、 図 1 7 Aのス ラ グ処理ノ、。タ ーンの一例を、従 来のス ラグ処理パターンと と もに示す図。

図 1 8 は、 機械撹拌式溶銑脱硫処理方法で得られた脱硫滓 を機械撹拌式溶銑脱硫処理方法の脱硫剤と して使用する場合 と、 イ ンジェク シ ョ ン法で得られた脱硫滓を機械撹拌式溶銑 脱硫処理方法の脱硫剤と して使用する場合について、 投入石 灰に対して脱硫に有効利用 された石灰の割合の比較を示す図 図 1 9 は、 脱硫各水準における石灰分原単位と脱硫率との 関係を示す図。

図 2 0'は、 脱硫各水準における石灰分原単位と脱硫率との 関係を示す図。

図 2 1 は、 機械撹拌式溶銑脱硫処理で生じた脱硫滓の凝集 物を S E Mで観察した写真及びそれの S元素をライ ン分析し た結果を示す図。

図 2 2 は、 攪拌式溶銑脱硫滓とイ ンジェ ク シ ョ ン法による 溶銑脱硫滓と の違いを模式的に示す。

図 2 3 は溶銑予備処理の一例を示す。

図 2 4 は、 図 2 3 の脱 S設備の一例を示す。

発明を実施するための最良の形態

(脱硫滓の再利用）

本発明の溶銑脱硫方法は、 機械撹拌式溶銑脱硫処理 （以下 K R法と して説明する） において生成 した脱硫滓を、 別の溶 銑脱硫処理において脱硫剤と して再利用する ものである （例 えば、 K R法で生じた脱硫滓を K R法の脱硫剤と して、 或い は K R法で生じた脱硫滓をィ ンジヱク ショ ン法の脱硫剤 と し て）。 再利用する溶銑脱硫処理は何等限定されず、 通常行わ れている溶銑脱硫処理をさす。 本発明においては、 脱硫滓が 生じたプロセス と同一のプロセスでも脱硫滓を再利用できる ため、 本発明の方法は、 単一の添加方法 . 撹拌方法が同一の 溶銑脱硫処理プロ セ ス しか設けていない製鉄設備においても 有効である。 本発明では、 特に、 脱硫滓再利用を K R法に適 用 した場合再利用効率が高く 、 特に有効である。

すなわち、 イ ンジェクショ ン法は、 微粉石灰を浴の深いと ころに添加するので、 浴内を浮上中に反応する。 従って、 短 時間 しか反応を期待できず、 微粉のごく表層に脱 S生成物が 形成される。 浴面に浮上後は、 再度巻き込むよ う な攪拌は期 待できず、 反応界面積の増大は無く 、 脱 S反応はほとんど期 待できない。 そ して、 この段階で凝集が始ま るため、 個々微 粉の表面に脱 S生成物があ り 、 それが凝集した形態と なる。

これに対 し、 K R法は、 粉石灰を浴表面に添加するので、 浴表面か ら浴内に卷き込み、 添加当初から、 表面近傍での粉 脱 S剤の凝集が起こ る。 その結果、 ほとんど反応 しない石灰 を内部に包んだまま、 " だま " になる。 凝集が始まっても、 メ タルと接触する表面部分が反応 し、 脱 S生成物が形成され る。 この反応は処理時間中起こ り 、 長時間反応が可能である 以上の反応機構から、 脱 S後には、 凝集した粗粒の表面から 一定の厚みを持って脱 S生成物で覆われたものができ、 その 内部は脱 S生成物が少ない。 すなわち内部はフ レ ッシュ な石 灰に近い、 未反応石灰が存在する形態となる。 発明者らは、 機械撹拌式溶銑脱硫処理で生じた脱硫滓の凝集物を S E Mで 観察した写真及びそれの S元素をラ イ ン分析した。 その結果 図 2 1 に示すよ う に上記の知見が正しいこ とが確認された。

このよ う に、 K R法によ る脱硫滓は、 粗粒であるので再利 用する前の事前処理が簡易、 すなわち再利用処理費が低減す る。 また、 上記のよ う に未反応の石灰が凝集した形で存在す る こ とが多く 、 破碎ゃ粒度調整に特別な方法を付加せずと も 再利用でき る。

これに対 し、 イ ンジェク ショ ン法による脱硫滓では、 個々 の微粉の周囲に脱 S生成物があ り 、 微粉を更に細かく する特 別な破砕な どが必要と な り 、 工程や時間が増える。

以上説明 したよ う に、 K R法では、 再利用時の反応効率が 高い。 再利用での反応に、 未反応石灰分の界面がそのまま利 用でき、 フ レッシュな石灰を用いた時と同等の反応効率が期 待でき る。 K R滓の再利用では、 石灰分の原単位が同 じで脱 S可能である。 これに対し、 イ ンジェクショ ン滓では、 事前 処理が煩雑であ り 、 または簡易な事前処理では石灰分と して 少な く と も倍の使用量が必要である。

また、 K R滓を利用する と、 処理時間も短く （ フ レ ッ シュ 剤と 同 じ） でき、 発生スラ グ量の低減効果が大き く 、 1 回 リ サイ クルでも 5 0 %減であ り 、 多数回 リ サイ クルする こ と も 可能である。

これに対 し、 イ ンジェク ショ ン法では、 個々微粉の表面に 脱 S生成物があ り 、 それが凝集 した形態と なる。 このため、 再利用には、 個々の粒子 （一次粒子） を粉砕する必要がある 再生後の粒子は、 非常に細かいも の （一次粒子径の半分以 下） になる。 そのため、 K R法での再使用時に、 添加時に飛 散大と な り 、 飛散した石灰分を補 う為の石灰がさ らに必要に なる。 例えば、 従来の 1 回目の使用の脱硫剤のみの場合は約 7kg/t の脱硫剤 （内石灰分約 90% ： 実質石灰分 6.3kgパ） が 必要であるのに対して、 再生脱硫剤使用の場合は 10kg/t (内 石灰分約 66% ： 実質石灰分 6.6kg/T) +従来の 1 回 目使用の脱 硫剤 3kg/t (内石灰分約 90% ： 実質石灰分 2.7kg/T) が必要 となる。 つま り 、 再生脱硫剤中の石灰分は 9.3kg/T存在して いるが、 有効な新界面の創出が不十分であった り 、 飛散によ る ロ ス が生じた り して、 3kg/T 程度は有効に脱硫に寄与して いない可能性がある。 つま り 、 再生脱硫剤中の有効な石灰分 は約 55 %程度で補助的に脱硫剤を加えて使用 している こ と は前記文献 （住友金属 Vol.45- 3 (1993)p.52〜 58) 中にも記 載されている。

K R法では、 上述のよ う に、 ある程度粗粒の表面が脱 S生 成物で覆われたものができ、 その内部は脱 S生成物が少ない すなわちフ レ ッ シュ な石灰に近い、 未反応石灰が存在する形 態と なる。 このため、 再利用の為に風化生成物を積極的に生 成 し、 再生後の粒子は一次粒子と 同 じかそれよ り も大き く て も脱硫可能と なる。 そ して、 K R法での再使用時に、 飛散量 は石灰使用時と 同 じかそれ以下になる。 例えば、 再生脱硫剤 使用の場合に再生脱硫剤使用量は 14kg/t (内石灰分約 50%) 添加される再生脱硫剤中の石灰の有効分はフ レ ッ シュ な石灰 を添加した場合と同様である。

以上の関係をま と めたものを図 1 8 に示す。 本発明例であ る K R法の脱硫滓を K R法の脱硫剤に再利用する場合には処 理 1 回ごと に添加された石灰分の約 7 %が脱硫に使用され、 多数回使用 されれば有効利用率が着実に積みあがっていく。 それに対 し、 脱硫滓リ サイ クルの先行技術であるィ ンジェク シヨ ン法の脱硫滓を K R法の脱硫剤に再利用する場合では、 所詮 トータルで K R 1 回分の利用効率をわずかに上回るにす ぎない。

また、 上記説明の理解を助けるために、 機械攪拌式溶銑脱 硫滓とィ ンジェク ショ ン法による溶銑脱硫滓との違いを模式 的に示した図 2 2 を添付する。 図 2 2 は、 機械撹拌式溶銑脱 硫処理において生成する脱硫滓粒子の凝集物を分離して、 新 しい界面を創出 した状態及びィ ンジェクショ ン法で生成する 脱硫滓粒子の凝集物の各脱硫滓粒子を破碎した状態を しめす, なお、 図ではイ ンジェク ショ ン法で生成する脱硫滓粒子は機 械撹拌式溶銑脱硫処理において生成する脱硫滓粒子と ほぼ同 じ粒径であるが、 実際はそれよ り も微細である。

(脱硫滓の具体的な処理）

図 1 7 Aは、 実機によ るスラグ処理パターンを示し、 図 1 7 B は、 図 1 7 A の ス ラ グ処理パターンの一例を、従来のス ラグ処理パターンと と もに示す。

本発明は、 脱硫工程において発生した脱硫滓を任意の方法 によ り 新界面を創出 した後、 脱硫剤と して再利用する。 この 場合、 未反応石灰分を次回の脱硫剤と して使用する際の脱硫 反応面と して露出させる こ とが必要である。 その際の方法は 何ら制約される ものではない。 新界面の創出の際に放冷また は散水、 冷却過程を経た場合、 C a C 0 ₃ ， C a ( O H ) ₂ が生 じる。 これら C a C 〇 ₃ ， C a ( O H ) ₂ の残留は、 特に脱硫反応を阻害する も のではなく 、 むしろ適量発生させ る こ と によ り脱硫反応の向上が期待でき る。 また、 大径の地 金分は磁選も しく は篩によ る篩分けなどで除去し、 滓分を主 に脱硫剤と して回収する こ と も可能である。 さ らに、 この再 生脱硫剤の粒度は、 使用する際の脱硫設備側の供給装置に'制 約される も のであって、 適切なものを使用すれば問題ない。 又、 一方再生脱硫剤には小径の残存地金が残留する場合もあ るが、 次回溶銑予備処理工程での鉄源と して再度使用する こ と も出来るため、 鉄歩留 り の向上に対して大き く 寄与でき る メ リ ッ ト もある。 以下に各種具体例を例示する。

( i )散水処理によ る破砕

この例では、 脱硫工程において発生 した脱硫滓を散水処理 によって冷却 ' 破砕を同時に行った後、 乾燥処理を行う こ と によ り脱硫剤と して再利用する。 具体的には、 脱硫処理後の 熱滓に対して散水設備を用いて、 スラ グが完全に含水する状 態まで過剰に散水を行 う。 その後、 乾燥装置を用いてこ の含 水スラグを完全に乾燥させる こ と によ り 、 粒径が 1 0 O m m 以下程度に細粒化した脱硫剤を得る。 但し、 粒径は細かいほ ど好ま しく 、 実質的に最大粒径が 3 O m m以下が良く 、 5 m m以下では更に良い。 必要に応じては、 散水 · 乾燥前後に機 械的な粉碎を行っても良い。 また、 実プロ セスにおいては、 脱硫滓の搬送中に機械的な振動によ り 脱硫滓の少なく と も一 部が破碎される。 こ の乾燥の際に用いる装置は、 具体的には 乾燥機でも良い し、 ロ ータ リ ーキルン等の装置を用いて大掛 かり に乾燥を行っても良く 、 要求される処理量等によ り 、 装 置の大き さ等の設定が可能であ り 、 冷却後のス ラ グ中の含水 を十分に除去できれば、 どのよ う な装置 · 方法を用いても問 題ない。 このよ う に再生処理を施した脱硫滓を脱硫剤と して 用いる。

( i i )散水 ·攪拌処理による破砕

この例では、 脱硫工程において発生 した脱硫滓を適度な散 水及び撹拌処理によって冷却 ■ 破砕を同時に行った後、 脱硫 剤と して再利用する。 すなわち、 脱硫処理後の熱滓に散水設 備を用いて、 均一に散水を行いなが らシャベルな どの重機に よ り 撹拌を行う 。 具体的には、 熱滓が 1 0 0 °c程度の温度に 冷却されるまで散水を行い、 その後常温まで放置冷却する こ と によ り 、 粒径が 1 0 0 m m以下程度の細粒化した脱硫剤を 得る。 但し、 粒径は細かいほど好ま しく 、 実質的に最大粒径 が 3 0 m m以下が良く 、 5 m m以下では更に良い。 必要に応 じては、 散水前後に機械的な粉碎を行っても良い。 この冷却 目標温度は、 特定の温度に限定される ものではな く 、 要求さ れる処理量等によ り この冷却目標温度の設定が可能である。 この適量の散水と攪拌によ り 、 冷却時間が短縮でき る。 ただ し、 1 0 0 °C以下まで散水して しま う と、 乾燥処理が必要と なるため、 1 0 0 °C以上で散水を止める こ と が望ま しい。 ま た、 攪拌は、 冷却速度向上と、 均一な散水の為に行う もので あ り 、 この実施の頻度は要求される処理時間 · 量によ り 変更 可能なものであ り 、 省略しても良い。

( i i i )放冷によ る破砕

この例では、 脱硫工程において発生した脱硫滓を放冷する こ と によ っ て冷却 · 破砕を同時に行った後、 脱硫剤と して再 利用する。 すなわち、 脱硫処理後の熱滓を可能な限り 空気と の接触面積が大き く なる よ う な状態で放置し、 シャベルなど の重機によ り 撹拌を行 う。 具体的には、 熱滓を厚さ 0 . 5 m 以下の状態に広げ、 1 日 に 1 ~ 3 回程度の撹拌を行う こ と に よ り 、 3 日 間で 2 0 0 °C以下の十分に細粒化 した再生脱硫剤 を得る こ と ができ る。 この冷却時の厚さは、 この厚みに限定 される ものではなく 、 要求される処理時間 ■ 量、 再生処理の 為に使用可能な場所の面積等によ り こ の 目標厚さ の設定が可 能である。 また、 撹拌は、 冷却速度向上の為に行 う ものであ り 、 この頻度も要求される処理時間 · 量によ り 変更可能なも のであ り 、 処理時間 ■ 量に余裕がある場合には省略しても良 い。 さ らに、 脱硫滓の厚さ を低く する こ と なく 放置した場合 にも同様に再生脱硫剤が得られる。

これらの冷却破砕された脱硫滓粒子は、 その最大粒径が 1 O O m m以下、 好ま しく は 3 O m m以下、 更に好ま しく は 5 mmである ので、 脱硫反応に関与する のに十分な表面積を確 保する こ と ができ、 微粉でなければ添加時には飛散も起こ ら ずハン ド リ ングの点でも有利である。 また、 必要に応じては 機械的な粉碎を併用 しても良い。

(iv)熱滓の篩い分け

この例では、 脱硫工程で発生した脱硫滓を 9 0 0〜 1 2 0 0 °Cの熱滓のま ま、 篩 （ 3 0 m m X 3 0 m m〜 1 0 0 m m X 1 0 0 m m) にて篩い分けを行 う こ と で、 その際にスラ グ成 分も含有されている大径の地金と 、 小径の脱硫滓と に分離す る。 篩い分けの基準は、 再度脱硫剤と して使用する際の供給 装置側の制約であり 、 通常は上記範囲が適当である。

篩い分け後の小径の脱硫滓は、 そのまま、 自然冷却後に脱 硫剤と して再利用される。 この時、 篩い分けでも F e分 （ス ラグ中 T， F e 及ぴメ タ リ ック F e ) が約 2 0〜 3 0 %残存 するが、 次回脱硫使用時に溶銑側へ回収されるため、 鉄歩留 ま り の向上と なる。

上記のス ラグ成分を含む大径の地金が冷却される際には、 スラ グ成分中の未反応石灰分によ り 、 下式の反応

C a O + H 2 O = C a ( O H ) ₂

C a O -I- C O 2 = C a C O 3

所謂、 'ふける ' 反応が進行するため、 脱硫滓中のスラグ 成分が崩壌 し、 地金分とス ラグ分と に分離出来る。 この工程 のあ と再度上記篩い分けを行っても よ く 、 磁選作業を行わな く と も、 効率的に脱硫滓を大塊の地金分 （少量のスラグ分を 含む） と 再生脱硫剤 （小径の地金分を含む） へと分離でき る この結果、 脱硫滓中の未反応石灰分の約 9 0 %が再生脱硫剤 と して回収される。

こ の際に使用する篩は、 9 0 0 〜 1 2 0 0 °Cの温度域にて 使用可能なものであれば、 何ら問題無く 鉄製のものでも十分 である。 こ の篩は脱硫滓処理場にて、 使用でき る ものであれ ば形状、 仕様など制約される ものではない。 また篩のメ ッシ ュは、 再生後の脱硫剤と して使用する際の脱硫設備側の供給 装置に制約される も のであって、 適切なものを使用すれば問 題ない。

以上の様に、 脱硫滓を簡易な方法で、 未反応の石灰分を露 出させ、 かつ、 磁選する こ と な しに脱硫滓中の大塊の地金を する こ と が出来、 安価な石灰源と して再生でき る。 更に、 こ れらの篩い分け後に回収された脱硫滓を主原料とする再生脱 硫剤は、 依然と して十分な脱硫能を有してお り 、 複数回の再 利用によ り 、 石灰を更に有効に利用でき る。 ( V ) 発塵の抑制

乾燥状態の脱硫滓は非常に発塵しやすい。 しか し、 発生直 後の脱硫滓は高温のため、 塊状のものが大半である こ と に着 目 した。 つま り 、 脱硫滓が発生した後、 高温の う ちに篩い分 け等ハン ド リ ングすれば、 大きな発塵を生 じる こ となく 対応 でき る。 この温度は高温であればあるほど抑制には有利であ る。 実際に落下高 3 mで温度を変えスラグを落下させ、 発塵 量を調べた と ころ、 6 0 0 °C以下で発塵量が、 急激に増加す る こ と がわかった。 また、 高温での篩い分けの付帯効果と し て、 高温で脱硫滓を大気に効率よ く さ らすこ とで、 脱硫滓の 急激な冷却、 およびそれによ る粉化効果があ り 、 後での冷却 負荷も軽減でき る。

また、 篩い分けに使用する設備に関 しては、 垂直に脱硫滓 が落下する高さ を小さ く する設備で発塵抑制が可能である。 この設備構成を図 1 2 に示す。

上記設備は、 斜めに配置された網 （ 1 2 ) 、 その下に篩下 が流れる斜板 （ 1 4 ) 、 滑り 台 （ 1 6 ) 力 らなる。 こ こでの 特徴は脱硫滓供給装置 （ 1 1 ) からの落下高さ を抑制するた め、 網 （ 1 2 ) と斜板 （ 1 4 ) の間隔 （ 1 3 ) を 5 0 0 m m 以下に設置する。 また、 斜板 （ 1 4 ) と滑り 台 （ 1 6 ) の間 隔 （ 1 5 ) を 5 0 0 m m以下とする。 また、 滑り 台 （ 1 6 ) から地表 （ 1 8 ) への落下高さ （ 1 7 ) を 1 5 0 0 mm以下 とする設備構成をと る こ と で発塵は大き く 低減でき る。 これ を利用 して、 簡単な設備で、 しかも安価な運転費で乾燥脱硫 滓を整粒し （たと えば、 7 0 m _m以下） 、 しかも 6 0 0 °C以 上の状態で篩い分けを実施する こ と によ り 、 その処理時の発 塵も抑制でき る こ と を図ったものである。

また、 上記方法で整粒した脱硫滓を冷却後、 再使用のため ダンプに積込む場合、 当然粉化が進み、 非常に発塵しやすく なっている。 これを、 図 1 3 に示すよ う な設備で積込む。 可 動かご部 （ 2 1 ) が両側に開き、 再生脱硫剤 （ 2 2 ) を掴み と る。 可動かご部 （ 2 1 ) を閉 じた状態で掴んだ再生脱硫剤 をダンプ荷台 （ 2 3 ) 直上に持って行き、 そこで可動部 （ 2 1 ) を開放する。 その際の落下高さ （ 2 4 ) を 1 . 5 m以内 とする こ と で、 発塵の発生を大幅に抑制 しつつダンプへの積 込が可能である。

( i ) 別の発塵の抑制

と ころで、 上述のごと く 再生処理を行った乾燥状態の再生 脱硫剤を再使用のためダンプ等の輸送用車に積込む場合、 当 然粉化が進み、 非常に発塵 しやすく なつている。 しか し、 こ の再生脱硫剤の輸送に ト ラ ック を用いず、 吸引能力を有する 車を用いる こ と によ り 、 粉塵の発生を最大限に低減でき る と 共に、 吸引 の際に吸引 口 に篩目 を用いれば、 同時に再生脱硫 剤の篩い分けが可能と な り 、 低発塵かつ高効率のハン ドリ ン グ ■ 輸送が可能となる。

具体的には、 溶銑脱硫工程において発生 した脱硫滓を冷 却 · 粉碎した後の再生脱硫剤に対して、 吸引能力を有する車 に吸引用のホースを接続し、 吸引によ り積込みを行う。 この 際に吸引 口 に篩い分けの為の篩目 を有する治具を用いる と、 同時に必要な粒度までの篩い分けが可能である。 こ こで、 吸 引の際に吸引 口 に取り 付ける治具は、 必要な篩の度合い、 つ ま り は要求される再生脱硫剤の粒度によ り 使い分ける こ とが でき る。

さ らに、 吸引の際に篩い分けが不必要である場合には、 吸 引 口 に篩目 を必要とせず、 ホースのみで吸引する こ と も有り 得る。

さ らには、 数十 c m レベルの大塊のみを除去する必要があ る場合には、 図 1 1 に示 したよ う な治具の先端部に金棒で仕 切 り を付けただけの簡易な治具を用いて吸引する こ と も可能 である。 その治具の 1 例を図 1 1 に示した。 この治具は、 ホ 一ス の径と 同 じ径を有する 円筒 （ 1 ) と、 その先に円錐状に 付け られた金棒 （ 2 ) と カゝらなる簡易なものである。 これら の篩の網 目 のサイズや治具の形状については、 と く に限定さ れる ものではなく 、 必要な粒度、 前処理工程などによ り 、 決 ま る ものである。 さ らに、 吸引を促進する為に、 これらの治 具にエアー吸引用の 口 （ 3 ) を取り 付けた。 これ らの吸引用 の治具を用いて再生脱硫剤の吸引による積込み · 篩い分けを 同時に行 う 。

上述のごと く 処理 して得られた冷却 · 破砕後の再生脱硫剤 粒子は、 単独で、 または必要に応じて他の成分と組み合わせ て本発明の脱硫剤を構成するこ とができ る。 すなわち、 本発 明の脱硫剤は、 上述 した工程で得られた再生脱硫剤粒子のみ によ り構成 しても よ く 、 また場合によっては、 石灰 ' 蛍石等 の他の成分と組み合わせて、 本発明の脱硫剤を構成しても よ い。 この場合、 他の成分の配合量は、 再生脱硫剤中含有石灰 成分量や必要脱硫率等に応じて適宜決定する こ とができ る。 その好適な決定方法は後述する。

(最適な脱硫剤の製造）

次に脱硫滓から得られた再生脱硫剤を用いて最適な脱硫剤 を製造する方法を説明する。 同一再生脱硫剤であっても投入 原単位によ り 脱硫率は大き く 変化する。 しか し再生脱硫剤中 の C a O純分で整理する と、 脱硫量 （処理前 S —処理後 S ) と 良い相関が得られる こ とがわかった。

こ のこ とから、 再生脱硫剤成分が変動しても、 C a O純分 を合わせて投入する こ とで安定した脱硫率が得られる。 つぎ に、 再生脱硫剤中の C a O %を確定する こ と が必要になる。 これについては、 下記手段によ り 解決する こ とができ る。 脱 硫滓は大き く 分ける と地金分と ス ラグ分に分け られるが、 含 有量が大き く 変化するのは、 地金分とスラ グの割合であ り 、 スラ グ分中の C a Oの割合はあま り 変動 しないこ と に着目 し た。 つま り 、 再生脱硫剤中の地金分とス ラ グ分の割合を知れ ば結果的に C a O含有量を推定する こ とができ る。 さ らに、 地金の比重は 7程度と かな り 大きいのに対し、 ス ラグの比重 は 2 〜 3程度に過ぎない。

こ のこ とから、 地金含有量に比例し嵩密度が変化する こ と がわかる。 これを利用 し使用直前に一定容積の再生脱硫剤を 切出 し、 その重量を測る こ と は容易であ り 、 それを投入量に 反映する こ と も簡単である。 本発明はこれを利用 して、 簡単 かつ迅速に、 再生脱硫剤中の C a O含有量を精度よ く推定し 脱硫に必要な再生脱硫剤量を求める こ とができ る。 脱硫滓か ら得られた脱硫剤を使用する最に、 再生脱硫剤成 分が変動 しても、 C a O純分を合わせて投入する こ と で安定 した脱硫率が得られる こ と がわかっている。 そのため、 再生 脱硫剤中の C a O純分が低い場合には、 添加量が多く なる場 合があ り 、 溶銑温度の悪化、 排出スラ グ量の増加といった悪 影響が生じる。

そこで再生脱硫剤に石灰 （C aO ) または生石 （炭酸カルシ ゥム C aC 0₃ ) または消石灰 （水酸化カルシ ウム C a(OH)₂ ) の いずれか、 ' も しく は 2種類以上を混合 した脱硫剤を使用する こ と によ り 、 脱硫剤量を低減させる こ とができ る。 炭酸カル シ ゥ ム （ C a C O ₃ ) お よ び水酸化カルシ ウ ム （ C a ( O

H ) 2 ) 添加の場合には、 下記の分解反応に よ り 溶銑中に おいて微細なフ ラ ッ ク スが生成し、 反応界面積が増大するこ と によ り 脱硫反応率が向上する。 一方、 これらの分解反応は 吸熱反応であ り 、 還元反応である脱硫反応を阻害する酸化物 が生成する こ と から、 大量に添加した場合には溶銑温度の低 下や脱硫反応を阻害するこ と もあるため、 その添加量は、 4 0重量％以下にする こ とが必要である。

また、 炭酸カルシウム成分を添加する こ と に関 しては、 石 灰を焼成する際に焼成の程度を調節 して石灰中に炭酸カルシ ゥム成分を残留させた状態でも良い。 この場合にも脱硫剤中 の合計の炭酸カルシウム量が 4 0重量 °/o以下になる様に混合 する。 2種類以上混合する場合には、 石灰中の炭酸カルシゥ ム成分および生石および消石灰の合計添加量を脱硫剤全体の 4 0 重量％以下になる よ う に混合すればよい。 石灰の添加量 に限定はな く 、 処理対象の溶銑の温度や必要 と される脱硫 量 · 処理時間等によ り 自 由に添加量を調整可能である。

さ らに、 これらを添加する場合には、 予め所定量を混合し て添加しても良い し、 それぞれを別々 に溶銑中に添加しても 同 じ効果が得られる。 特に短時間に脱硫量を大き く する場合 処理対象の溶銑温度が低温の場合等では C a Oな どの添加は よ り 有効である。

また、 この再生脱硫剤に C源を添加する こ と によ り 、 再生 脱硫剤の脱硫能力をさ らに向上させる こ と ができ る。

C源添加の場合には、 C源は還元剤と して働き下記の反応 によ り溶銑中において脱硫が進行し、 脱硫反応効率が向上す る。

C a O + S + C→ C a S + C O ( 1 )

また、 C源の一部は溶銑中に溶解し、 転炉での脱炭による 昇温のための熱源を増加させる こ とができ る。 大量に添加し すぎた場合には、 上記の還元反応や溶銑中への溶解分以上の 過剰な c源が残留して しまい、 ス ラ グ量の増加によ り操業の 悪化および環境問題にも悪影響を及ぼす恐れがあるため、 脱 硫剤中の C源の添加量を 3 0重量。/。以下になる よ う に混合す る方が望ま しい。 また、 使用する C源によ っては、 硫黄成分 が含まれているため、 添加量によ っては溶銑中の S濃度の増 加に繋がる恐れもある。 特に溶銑中への溶解量は溶銑温度に よって変化する ものであるため、 使用する C源の種類、 処理 対象の溶銑の温度や溶銑中の S濃度および必要と される脱硫 量 ■ 処理時間等によ り 添加量を調整する こ とが可能である。 添加する C源と しては、 特に限定されず、 石炭、 コ ータ ス、 ピッチコ ータス、 プラスチック等 c源となる ものなら、 何れ を用いても構わない。

さ らに、 これを添加する場合には、 予め所定量を再生脱硫 剤に混合 して添加 しても良い し、 それぞれを別々 に溶銑中に 添加 しても同 じ効果が得られる。 C源は、 塊状 . 粒状 . 粉状 いずれの形でも添加する こ とが可能であるが、 溶銑中への溶 解を容易にするためには 1 m m以下程度の粉状の方が好ま し い。

(溶銑の脱硫方法）

以上の様に して得られた再生脱硫剤と必要によ り 添加する 石灰源及び Z又は炭素源と を含む脱硫剤を溶銑脱硫プロ セス に適用する。 溶銑脱硫方法の設備構成、 手法に依存せずに前 記の再生脱硫剤を適用でき る。

再生脱硫剤を使用する脱硫設備は、 機械撹拌式 （ K R法） イ ンジェ ク シ ョ ン法 （ ト ピー ド） 、 転炉式のいずれでも可能 である。 主な溶銑の化学成分と して、 [質量％ C ] = 3 . 5 〜 5 . 0 、 [質量％ S i ] = 0 〜 0 . 3 、 [質量％ S ] = 0 0 2 〜 0 . 0 5 、 [質量⁰ /₀ P ] = 0 . 1 〜 0 . 1 5 と し、 温 度が 1 2 5 0 〜 1 4 5 0 °Cの範囲である。 処理においては、 5 〜 3 0 0 t o nの溶銑を精鍊容器に装入する。 脱硫剤配合 は、 再生脱硫剤と石灰分を予め混合しても、 別々 のホッパー から切出 して添加する こ と でもいずれでも可能であるが、 操 業の 自 由度を確保する上では、 複数のホッパーを有する こ と が有効である。 いずれの精鍊容器においても、 効果的に浴面 へ供給される方法であれば良く 、 溶銑中の S i , S， P濃度 に応 じて投入量を変更 し、 最大でも 2 0 k g / t の範囲であ る こ と が望ま しい。

次にこの発明の実施例を説明する。

実施例 1 ( K R法での溶銑予備処理で生じた脱硫滓を同一 の K R法による溶銑脱硫プロセス の脱硫剤と して再利用する 実施例）

この実施例では、 K R法によ る脱硫工程において発生した 脱硫滓を最適な処理方法によって積極的に冷却 · 破碎を行つ た後、 再び K R法による脱硫工程において脱硫剤と して再利 用する。 再生処理に当たっては機械的粉砕 ■ 放冷 · 散水処理 を適度に組み合わせ、 具体的には、 以下のよ う な方法で再生 処理をおこなった。

K R法における溶銑予備処理において発生した脱硫滓を、 熱滓時にまず機械的に粉碎を行 う 。 具体的には、 この粉碎は シ ョ ベルな どの重機を用いる こ と によ り粉砕を行 う事ができ る。 さ らに、 この熱滓に対して散水処理を行う こ と によ り 、 冷却と崩壌を促進する こ と が可能である。 具体的には、 冷却 は、 散水設備を用いた。

また、 散水を行わずに放置し、 冷却を行っても よい。 この 場合には、 冷却を促進する為に、 脱硫滓を可能な限り 薄く 広 げ、 大気と の接触面積を大き く する こ とによ り 、 冷却を促進 し、 さ ら には空気中の水蒸気や二酸化炭素と の反応を促進す る こ と によ り 、 石灰分の崩壌と炭酸カルシウム · 水酸化カル シゥム といった化合物の生成を促進する と よい。 さ らに、 熱 滓を粉砕した後、 篩に通し、 メ タルな どの大塊をあら力 じめ 分離してお く こ と も可能である。

こ う した方法によ り 生成 した脱硫滓に積極的な処理を行う こ と によって脱硫滓の冷却と破碎を進める こ と によ り 、 最大 粒径 3 0 m m以下の再生脱硫剤粒子が得られた。 必要に応じ て、 これを さ らに機械粉砕しても よい。

得られる再生脱硫剤の最大粒径が 3 O m m以下であるので 脱硫反応に関与するのに十分な表面積を確保する こ と ができ 必要以上に微粉ではない為、 処理中の粉塵を防止する こ とが でき る と 同時に、 K R法によ る再使用時には飛散によ る歩留 ま り の低下ゃ卷込みの悪化をも改善する こ とが可能である。

また、 上記に示したよ う に積極的に冷却 · 崩壊を進める こ と によ り 、 炭酸カルシウムや水酸化カルシウム といった化合 物の生成を促進する こ とができ る。 これらの化合物は、 溶銑 に添加された際の脱水 ■ 脱ガス反応を伴う 分解によ り溶銑の 撹拌が促進され、 また分解によ る反応界面積が増加する こ と によ り 、 脱硫効率の向上が望める。

上記の再生方法によ り 、 脱硫能力をもつ新界面を有した粒 径 3 O m m以下の脱硫剤が効率よ く 得られる ものであ り 、 こ れを実施例脱硫剤と して用いた。

なお、 比較と して、 従来用いていた石灰を 9 0 %、 螢石を 5 %程度配合する脱硫剤を使用 した。 比較例の従来脱硫剤、 および本実施例の再生剤の平均組成を表 1 に示す。

こ の脱硫剤を表 2 に示す条件下で機械撹拌式脱硫装置に適 用 し、 溶銑予備脱硫処理を行った。 機械撹拌式脱硫装置によ る溶銑脱硫後の脱硫率を各脱硫剤 について調べ、 添加剤原単位 （フ ラ ッ ク ス原単位） と脱硫率 と の関係を図 3 に示す。 図 3 のグラフ中、 曲線 a は本発明の 再生脱硫剤、 曲線 b は比較例の従来脱硫剤についての結果で ある。

図 3 のグラ フか ら、 脱硫剤原単位が等しい場合、 再生脱硫 剤は比較脱硫剤の 5 0 〜 9 0 %程度の脱硫率を示 している こ とがわかる。 さ らに、 これを石灰分原単位において比較を行 つたものが図 4 のグラフである。 こ のグラ フから、 再生脱硫 剤はその含有石灰分で比較する と、 比較脱硫剤と ほぼ同等の 脱硫能力を有している といえる。 よって再生脱硫剤を用いた 処理においても、 添加する再生脱硫剤中の石灰分原単位を脱 硫反応に必要な石灰量と 同等量に見積もれば、 石灰を用いた 脱硫処理と 同程度の脱硫効果が見込める と考えられる。

表 3 に本プロ セス導入前後の使用石灰量変化を示す。 脱硫 滓を再利用する こ と によ り 確実に石灰使用量は低下してお り 導入前と比較して約 4 0 °/₀ の処理コ ス ト削減を実現した。

表 4 に本プロ セス導入前後のス ラグ発生量変化を示す。 ス ラグ発生量で 3 0 0 0 t Z月 の減少が図 られてお り 、 脱硫コ ス ト の削減だけでな く スラ グ量の低減によ り 環境問題をも解 決するプロセスである こ と が証明された。

こ の実施例によれば、 脱硫コ ス ト が低減でき、 かつ脱硫ス ラ グの再利用が可能と な り 、 加えてスラグ量が減少 して環境 問題の解決にもつながる と い う顕著な効果が得られ、 そのェ 業的価値は大きい。 実施例 2 (再利用脱硫滓の脱硫率と脱硫滓の再利用回数に 関する実施例）

こ の実施例では、 脱硫工程において発生した脱硫滓を放冷 または散水処理によって冷却 · 破砕後、 同一プロ セスにおい て脱硫剤 と して再利用 した。 これは、 機械的な粉砕を行わず に粒径 1 0 O m m以下、 2 0 0 °C以下の再生脱硫剤が得られ る ものであ り 、 これを実施例の脱硫剤と して用いた。 さ らに 再生脱硫剤使用 し脱硫を実施した後、 そのス ラ グを再度回収 し、 上記方法で 1 0 0 m m以下、 '温度 2 0 0 °C以下と し、 実 施例の脱硫剤と して再度使用 した。

なお、 比較と して、 従来用いていた石灰を 9 0 %、 螢石を 5 %程度配合する脱硫剤を使用 した。 また、 使用 した再生脱 硫剤および従来脱硫剤の平均組成を表 1 に示す （各表は明細 書の最後にま と めま した） 。

こ の脱硫剤を表 2 に示す条件下で機械撹拌式脱硫装置に適 用 し、 溶銑予備脱硫処理を行った。

図 1 は各水準における石灰原単位と脱硫率の関係を示した 図である。 この図よ り 石灰原単位が等しい場合、 図 1 の 1 回 目使用の再生脱硫剤、 2 回 目使用の再生脱硫剤は比較脱硫剤 の 8 0 %以上の脱硫能力を有している こ と がわかる。 よって 2 回 目使用の再生脱硫剤を用いた処理においても、 添加する 石灰原単位を適宜増加すれば、 石灰を用いた脱硫処理と 同程 度の脱硫効果が見込める。

図 2 に本プロセス導入前後の脱硫剤使用量変化を脱硫剤リ サイ クル回数と使用再生脱硫剤量変化を示す。 脱硫剤多数回 リ サイ クルによ り 再生脱硫剤使用量は大幅に低下してお り 、 3 回程度リ サイ クルすれば導入前と比較して約 7 5 %の脱硫 剤使用量の削減が実現した。 同時に発生する ス ラ グ量も大幅 に減少しス ラグ量の低減によ り 環境問題にも有効なプロセス である こ と が証明された。

このよ う に、 この実施例から本発明の脱硫剤を用いる こ と によ り脱硫コス トが低減でき、 且つ、 脱硫滓の多数回再利用 が可能と な り 、 廃棄物量が減少 し環境問題の解決にもつなが る とい う顕著な効果がある。

実施例 3 (散水処理によ る冷却 · 破砕）

この実施例では、 脱硫工程において発生した脱硫滓を散水 処理によって冷却 ■ 破碎を同時に行った後、 乾燥処理を行う こ と によ り 脱硫剤と して再利用する。 具体的には、 脱硫処理 後の熱滓に対して散水設備を用いて、 スラ グが完全に含水す る状態まで過剰に散水を行う。 その後、 乾燥装置を用いてこ の含水スラ グを完全に乾燥させる こ と によ り 、 粒径が 5 m m 以下程度の十分に細粒化した脱硫剤を得た。 この乾燥の際に 用いる装置は、 具体的には、 乾燥機でも良い し、 口一タ リ ー キルン等の装置を用いて大掛かり に乾燥を行っても良く 、 要 求される処理量等によ り 、 装置の大き さ等の設定が可能であ り 、 冷却後のスラグ中の含水を十分に除去できれば、 どのよ う な装置 · 方法を用いても問題ない。

こ のよ う に再生処理を施 した再生脱硫剤を実施例脱硫剤と して用いた。

なお、 比較と して、 従来用いていた石灰を 9 0 %、 螢石を 5 %程度配合する脱硫剤を使用 した。 また、 使用 した再生脱 硫剤および従来脱硫剤の平均組成を表 5 に示す。

この再生脱硫剤を表 2 に示す条件下で機械撹拌式脱硫装置 に適用 し、 溶銑予備脱硫処理を行った。

図 5 は各水準における石灰原単位と脱硫率の関係を示 した 図である。 この図よ り 石灰原単位が等 しい場合、 再生脱硫剤 (実線表示） は比較脱硫剤 （破線表示） の 7割程度の脱硫能 力を有している こ と がわかる。

実施例 4 (散水処理による冷却 ， 破砕）

この実施例では、 脱硫工程において発生した脱硫滓を散水 処理によって冷却 · 破砕を同時に行った後、 脱硫剤と して再 利用する。 すなわち、 脱硫処理後の熱滓に散水設備を用いて 均一に散水を行いなが らシャベルなどの重機によ り 撹拌を行 う。 具体的には、 熱滓が 1 5 0 °C〜 8 0 °C程度の温度に冷却 されるまで散水を行い、 その後常温まで放置冷却する こ と に よ り 、 粒径が 5 m m以下程度の十分に細粒化した脱硫剤を得 た。 この冷却目標温度は、 ある温度に限定される ものではな く 、 要求される処理量等によ り この冷却目標温度の設定が可 能である。 これを実施例脱硫剤と して用いた。

なお、 比較と して、 従来用いていた石灰を 9 0 %、 螢石を 5 %程度配合する脱硫剤を使用 した。 また、 使用 した再生脱 硫剤および従来脱硫剤の平均組成を表 7 に示す。

この脱硫滓剤を表 2 に示す条件下で機械撹拌式脱硫装置に 適用 し、 溶銑予備脱硫処理を行った。

図 9 は各水準における石灰原単位と脱硫率の関係を示 した 図である。 こ の図よ り 石灰原単位が等 しい場合、 1 5 0 °Cま での散水に よ り 再生処理した再生脱硫剤は比較脱硫剤のほぼ 同等の脱硫能力を有している こ と がわかる。

しかし、 同 じ散水処理を行った再生脱硫剤においても 1 0 0 °Cまでで散水をやめた場合と 1 0 0 °C以下まで散水を行つ た場合では、 脱硫能力に違いがある。 これは、 図 7 に示した 通り 1 0 0 °C以下まで冷却を行う と再生脱硫剤中に生成する 水酸化カルシウムの量が著しく 増加してお り 、 この生成量が 増加 しすぎる こ と によ り 、 脱硫に悪影響を及ぼしている もの と考えられる。

なお、 散水終了温度と 4 0 Tの脱硫滓を常温まで冷却する のに必要な時間 との関係を図 6 に示した。 高い温度で終了す る程、 常温までの冷却に時間を要 している。

この実施例の脱硫滓処理方法を用いる こ と によ り効率的な 脱硫滓の処理を行う こ とができ、 脱硫滓再生に要する時間と コス トが低減でき、 かつ、 それによ り 大量の脱硫滓の再利用 が可能と な り 、 ス ラ グ量が激減し環境問題の解決にもつなが る とい う 顕著な効果がある。

実施例 5 (放冷によ る冷却 ■ 破砕）

この実施例では、 脱硫工程において発生した脱硫滓を放冷 する こ と によって冷却 . 破砕を同時に行った後、 脱硫剤と し て再利用する。 具体的には、 脱硫処理後の熱滓を可能な限り 空気との接触面積が大き く なる よ う な状態で放置し、 シャべ ルなどの重機によ り 撹拌を行う。 具体的には、 熱滓を厚さ 0 5 m以下の状態に広げ、 1 日 に 1 〜 3 回程度の撹拌を行う こ と によ り 、 3 日 間で 2 0 0 °C以下の十分に細粒化 した再生脱 硫剤を得る こ と ができた。 この冷却時の厚みは、 この厚みに 限定される ものではなく 、 要求される処理時間 ■ 量、 再生処 理の為に使用可能な場所の面積等によ り この 目標厚さの設定 が可能であ る。 また、 撹拌は、 冷却速度向上の為に行う もの であ り 、 こ の頻度も要求される処理時間 ■ 量によ り変更可能 なも のであ り 、 処理時間 ， 量に余裕がある場合には省略して も良い。 これを実施例脱硫剤と して用いた。

さ らに、 脱硫滓の厚みを低く する こ と な く 放置した場合に も同様に再生脱硫剤が得られる。 これについても実施例脱硫 剤と して示 した。

また、 冷却方法に関する比較と して、 機械的に粉碎を行つ た脱硫滓 （機械粉砕剤） を使用 した。

さ らに、 脱硫挙動の比較と して、 従来用いていた石灰を 9 0 %、 螢石を 5 %程度配合する脱硫剤を使用 した。 また、 使 用 した再生脱硫剤および従来脱硫剤の平均組成を表 8 に示す, この脱硫滓剤を表 2 に示す条件下で機械撹拌式脱硫装置に 適用 し、 溶銑予備脱硫処理を行った。

図 1 0 は各水準における石灰原単位と脱硫率の関係を示し た図である。 この図よ り石灰原単位が等しい場合、 放冷によ り 再生処理 した再生脱硫剤は比較脱硫剤のほぼ同等の脱硫能 力を有している こ とがわかる。

また、 同 じ非散水処理においても、 機械粉砕した方が、 放 冷処理した再生脱硫剤よ り も、 脱硫能力が劣る こ とがわかる , 放冷によ り 処理を行った再生脱硫剤中には、 機械的に粉砕し た再生脱硫剤と は異な り 、 表 8 に示したよ う にいずれも数％ の炭酸カルシウムが生成してお り 、 脱硫処理中においてこの 炭酸カルシウムの分解が溶銑の撹拌を促進し、 また分解によ る反応界面積の増加によ り 脱硫効率が向上したためである と 考え られる。

以上の実施例 3 〜 5 に示 した脱硫滓の再生方法の違いによ る、 再生脱硫剤の脱硫能力 と再生処理に要する時間の比較を 以下に示す。

同 じ再生脱硫剤を用いた場合においても機械的に粉砕を行 つたものよ り も散水によ り 粉砕したものの （ 1 5 0 °C散水、 散水） 方が高い脱硫能力を有している こ と がわかる。 これは 散水によ り 粉砕した再生脱硫剤中には数。/。の炭酸カルシウム が生成 してお り 、 脱硫処理中においてこの炭酸カルシウムの 分解が溶銑の撹拌を促進し、 また分解によ る反応界面積の増 加によ り 脱硫効率が向上したためである と考えられる。

しかし、 同 じ散水処理を行った再生脱硫剤においても散水 を制御 した場合 （ 1 5 0 °C散水） と含水状態ま で散水 （散 水） を行った場合では、 脱硫能力に違いがある。 これは、 図 7 に示した通 り 1 0 0 °C以下まで冷却を行 う と再生された脱 硫滓中に生成する水酸化カルシウ ム （ C a ( O H ) ₂ ) の量 が著 しく 増加してお り 、 こ の生成量が増加 しすぎる こ と によ り 、 脱硫に悪影響を及ぼしている ものと考えられる。

また表 6 は脱硫滓の処理条件および脱硫滓を約 4 0 T再生 処理するのに要した時間を比較したものである。 この表力 ら 散水処理した脱硫滓が非散水で放置した脱硫滓と比較して非 常に早い時間で冷却が行われている こ とがわかる。 また、 散 水による処理の場合、 この冷却に要する時間内で同時に粉碎 も完了している。 さ らに、 散水量を制御した場合、 散水処理 後の乾燥処理が不必要であ り 、 粉碎ゃ乾燥にかかる設備や費 用 さ らに時間を節約でき る。 また、 処理時に散水する こ と に よ り 、 処理中の脱硫滓からの発塵をも防止できる。

一方、 非散水放冷に よ る処理において、 脱硫滓厚を 1 . 5 m と した場合には処理時間が 1 7 0時間必要であるのに対 して、 厚さ を 0 . 4 mと した場合には処理時間が 7 0 時間と 大幅に減少 している。 なお、 それぞれの処理時の厚さ におけ る処理時間 と温度の関係を図 8 に示した （実線は厚さ 0 . 4 m、 破線は厚さ 1 . 5 m ) 。 この厚さは、 薄く するほ ど処理 速度を向上させる こ と が可能であるが、 必要と される冷却速 度や使用可能な冷却場所面積等によ り 決定され得る も のであ る。 本発明における非散水での処理方法においては、 散水処 理に比べ処理時間はやや必要と なるが、 散水設備は不要であ る。 また、 散水処理においては、 大量処理の際に、 均一な散 水が困難である為、 含水ス ラ グが生じる恐れがあ り 、 これを 生成 しないよ う に制御する のが困難である。 含水スラ グは、 再生処理後の取り扱いが困難で、 かつ投入時にフ レームが発 生する、 脱硫能力が悪い等の問題点がある。 一方、 非散水放 冷処理方法においては、 大量処理の際にも均一な処理が容易 であ り 、 かつ、 冷却中にス ラ グ中の石灰分が "ふける " （す なわち、 ス ラグ中の石灰分の一部が、 放冷中に空気中の水分 や二酸化炭素と反応し、 体積変化を生じ粉化する） こ と によ り 、 時間の経過に伴いスラ グ粒度が減少 していく 為、 冷却処 理後の機械的な粉砕を全く 必要と しない。 さ らには、 スラグ 中の石灰分の一部は、 放冷中に空気中の二酸化炭素と反応し 脱硫反応効率向上に効果のある炭酸カルシウムを生成する。

以上説明のよ う に、 再生処理する脱硫滓量や所有する設備 等の条件によ り 、 実施例の脱硫滓処理方法を効果的に用いる こ と によ り 安価で効率的な脱硫滓の処理を行う こ とができ、 脱硫滓再生に要する時間と コス ト が低減でき、 かつ、 それに よ り 大量の脱硫滓の再利用が可能とな り 、 スラグ量が激減し 環境問題の解決にもつながる とい う顕著な効果がある。

実施例 6 (地金分離後の脱硫滓の篩い分け）

この実施例では、 脱硫工程において発生した脱硫滓を 9 0 0 〜 1 2 0 0 °Cの熱滓のままロ 7 O m mの網目の篩い分け装 置 1 2 にて篩い分けを行い、 未反応石灰分を多く 含有する小 径の脱硫滓と、 大径の地金と にまず分離する。 篩は、 9 0 0 〜 1 2 0 0 °Cの温度域にて使用可能なものであれば、 何ら問 題な く鉄製のもので十分である。 この篩は脱硫滓処理場にて 使用でき る ものであれば形状、 仕様など制約される ものでは ない。 また篩のメ ッシュは、 脱硫剤と して使用する際の脱硫 設備側の供給装置に制約される も のであって、 適切なものを 使用すれば問題ない。

篩い分け られた小径の脱硫滓は冷却後、 再生脱硫剤 と して 脱硫設備上の供給装置へ搬送され、 使用される。

一方残存した地金は、 上記の方法を用いる こ と で、 簡易に 回収でき、 しかも、 溶銑予備処理工程での鉄源と して再度使 用する こ と も出来るため、 鉄歩留ま り の向上に対して大き く 寄与でき るメ リ ッ ト も ある。

この例では、 表 9 に示すよ う な条件において、 脱硫滓の再 生を行った。 篩は、 水平面に対して角度を持って設置し、 そ の上方によ り 熱滓を落下させる こ とで、 篩い分けを行った。 その再生過程での脱硫剤マスバラ ンスを表 1 0 に示す。 脱硫 処理にて生じた脱硫滓に対して、 篩い分けを行っても、 脱硫 滓中約 9 0 %の C a Oが回収される こ とが確認され、 かつ地 金分が有効に除去されている。 すなわち、 本発明による方法 を用いる こ とで、 磁選分離を行わずと も、 有効に脱硫滓中の スラグ分の回収が可能である こ とが証明された。

この再生脱硫剤と石灰を脱硫処理に適用 して、 脱硫挙動の 調査を行った。 一部水準に関しては、 再生脱硫剤と石灰の混 合は、 予め混合してホ ッパー へ装入し、 切出 した場合と、 2 系統のホ ッパーよ り 両者を切出 した場合の双方にて行った。 表 1 7 には、 従来脱硫剤と して、 石灰系の脱硫剤の平均組成 も合わせて示す。 これらの脱硫剤を表 1 1 に示す試験条件に て、 機械撹拌式脱硫装置に適用 し、 溶銑脱硫を行った。

図 1 6 には、 石灰分原単位と脱硫率の関係を示す。 再生脱 硫剤中の石灰分相当濃度が比較例よ り 少ないため、 応じて脱 硫剤投入量は増加する ものの、 脱硫能と しては比較例と 同等 であ り 、 本発明の有効性が証明された。

次に発塵への脱硫滓温度の影響をみるため、 熱滓発生後 3 0分〜 4 時間の範囲で放置 し、 前述した、 篩い分け装置 1 2 を通し、 発塵状態、 温度変化を調べた。 温度を変化させ篩い 分けを した場合の発塵状況を表 1 4 に示す。 篩い分け前温度 で 6 0 0 °Cを境と して、 発塵状況が大き く 変化するこ とがわ かった。 これを、 利用 し、 集塵機な しでも篩い分け等の作業 が可能である。 また篩い分け作業での温度降下を測定した結 果が表 1 5 である。 篩い分け時の温度降下は約 1 0 0 °C程度 あ り 、 その分冷却必要時間は短縮でき る。 また、 表 1 6 に本 発明での篩い分け設備 と 、 図 1 2 の斜板 （ 1 4 ) 、 滑り 台 ( 1 6 ) のない篩い分け設備での発塵状況を示す。

本発明の篩い分けによ り 、 6 0 0 °C以下の発塵の発生の し やすい脱硫滓でも、 集塵機なしで、 篩い分け処理を行う こ と ができ る。 この実施例の方法を用いる こ と によ り 脱硫滓リ サ ィ クルのための乾燥脱硫滓整粒設備が大幅に簡略化でき、 且 つ、 篩い分け時の発塵も簡単な設備で対応でき る。 また、 篩 い分け時に外気と効率よ く 接触する こ とで冷却促進にもつな がる。 さ ら に本発明で述べられている、 積込方法でダンプに 積込むこ と で集塵機な しで発塵を抑制 しなが ら積込が可能で ある。 ■

この実施例の処理を行う こ と で、 安価でかつ効率的な脱硫 剤の処理が可能であ り 、 従来処理を行う脱硫滓量が減少する ため、 大幅なコ ス ト低減が達成される。 又、 大量の脱硫滓の 再生及び再利用が可能と な り 、 更にスラ グ量が低減し、 環境 問題の解決にもつながる顕著な効果が得られる。

実施例 7 (再生脱硫剤のハン ド リ ング）

再生処理を行った乾燥状態の脱硫剤を再使用のためダンプ 等の輸送用車に積込む場合、 当然粉化が進み、 非常に発塵し やすく なつている。 しかし、 この再生脱硫剤の輸送に ト ラ ッ ク を用いず、 吸引能力を有する車を用いる こ と によ り 、 粉塵 の発生を最大限に低減でき る と共に、 吸引の際に吸引 口 に篩 目 を用いれば、 同時に再生剤の篩い分けが可能と な り 、 低発 塵かつ高効率のハン ドリ ング ■ 輸送が可能となる。

具体的には、 溶銑脱硫工程において発生 した脱硫滓を冷 却 · 粉砕した後の再生脱硫剤に対して、 吸引能力を有する車 に吸引用のホースを接続し、 吸引によ り 積込みを行う。 この 際に吸引 口 に篩い分けの為の篩目 を有する治具を用いる と、 同時に必要な粒度までの篩い分けが可能である。 こ こで、 吸 引の際に吸引 口 に取り 付ける治具は、 必要な篩の度合い、 つ ま り は要求される再生滓の粒度によ り 使い分ける こ とができ る。

さ らに、 吸引の際に篩い分けが不必要である場合には、 吸 引 口 に篩目 を必要とせず、 ホース のみで吸引する こ と も有り 得る。

さ らには、 数十 c m レベルの大塊のみを除去する必要があ る場合には、 先に延べた図 1 1 に示したよ う な治具の先端部 に金棒で仕切 り を付けただけの簡易な治具を用いて再生脱硫 剤の吸引に よ る積め込み、 '篩い分けを同時に行った。 こ の 実施例では、 機械的撹拌脱硫工程において発生した脱硫滓を 用いた。 これを、 建屋内で約 6 日 間空冷放置し、 その途中で 冷却を早めるために、 3 回 Z日程度の撹拌を行った。

今回、 吸引に用いたホース の径は直径 1 5 c m、 吸引の際 に吸引 口 に取り 付ける治具 1 1 と しては、 3 0 m m、 5 m m 目 の網 2種類と 円錐型治具を用いた。 これらの治具には、 す ベてエアー吸引 口 を有 している。 さ らには、 治具を用いずに ホースのみで吸引を行った例も比較例と して行った。 また、 使用 した吸引車の仕様を表 1 2 に示 した。

先に述べた種々の吸引 口種を用いて再生脱硫剤の吸引を行 つた際の処理量、 吸引能力を示 した結果が表 1 3 である。 こ れらの結果から、 どのよ う な吸引 口種を用いた場合において も、 篩い分けを同時に行いなが ら 1 t Z m i n . 程度の効率 の良い積込みが可能である といえる。 また、 吸引時に再生脱 硫剤と外気との積極的な接触によ り 、 処理前後で約 3 0 °C前 後の温度降下が確認されている。

さ ら に、 篩い分け られた大塊及ぴ篩上のスラグの大半は地 金であ り 、 これらは別途使用が可能である。

本発明のハン ドリ ング方法によ り 、 微粉化された発塵しや すい再生脱硫剤でも、 集塵機な しで、 篩い分け処理と輸送車 への積込み作業を同時に効率良く 行えるこ とが確認された。

この実施例では、 脱硫滓リ サイ クルのための脱硫剤処理方 法において、 吸引能力を持つ輸送車を用いる こ と で、 集塵機 な しで発塵を最大限に制御 しなが らの積込みが可能となつた さ らには、 吸引時に篩い分けを同時に行う こ と によ り 、 効率 良く 再生脱硫剤の処理が可能と なった。 また、 篩い分け、 吸 引時に外気や吸引の空気と効率よ く 接触する こ とで冷却促進 にもつながる とい う効果がある。

実施例 8 (脱硫滓中の C a O含有量の測定）

この実施例では、 機械的撹拌脱硫工程において発生した脱 硫滓を用いた。 これを、 □ 7 0 m mの網目 の金網からなる、 篩い分け装置を通した。

この整粒された再生脱硫剤を機械撹拌式脱硫設備で再使用 した結果を示す。 C a O純分 と 脱硫量 A S (処理前硫黄量 ( S ) —処理後硫黄量 （ S ) ) の関係を図 1 4 に示す。 C a O純分で整理する こ と によ り 、 脱硫量との間に明確な相関が 得られる こ と がわかった。 これを利用 して、 処理前硫黄量 ( S ) ごと に脱硫剤投入量を容易に決定し、 安定した脱硫率 を得る こ と ができる。

また、 嵩密度と C a 〇質量％の関係を見たのが図 1 5 であ る。 C a Oの増加と と もに嵩密度が減少する こ とがわかる。 これを利用 して、 嵩密度を測定する こ とで、 再生脱硫剤中の C a O質量％を推定するこ とが可能である。

こ の実施例に燃れば、 脱硫滓を機械撹拌式脱硫設備で再使 用する場合、 必要な脱硫剤量を簡単かつ迅速に決定し、 また 安定した脱硫率を得る こ と ができた。

実施例 9 (石灰源 （ C a O ， C a C O 3 , C a ( O H ) 2 ) の添加によ る脱硫効率の向上に関する実施例）

脱硫工程において発生した脱硫滓を放冷または散水処理に よって冷却 ' 粉砕した脱硫剤 （再生脱硫剤と標記） に、 上記 の脱硫剤の 1種類以上を添加して実施例の脱硫剤と して使用 した。 比較と して再生脱硫剤のみを使用 した場合も実施した 添加 した再生脱硫剤量、 脱硫剤の種類と添加量、 を表 1 8 に 示す。

これらの脱硫剤を表 1 9 に示す条件で機械撹拌式脱硫装置 に適用 し、 溶銑予備脱硫処理を行った。

図 1 9 は各水準における石灰分原単位と脱硫率の関係を示 した図である。 この図よ り 石灰分原単位が等しい場合、 図 1 9 の （ a ) 再生脱硫剤のみを用いた場合と比較 して （ d ) 再 生脱硫剤 +石灰を使用 した場合には脱硫効率が若干上昇 して お り 、 さ ら に （ b ) 再生脱硫剤 + C a C 〇 ₃ 、 （ c ) 再生 脱硫剤 + C a C 〇 ₃ + C a ( O H ) ₂ 、 ( e ) 再生脱硫剤 +石灰 + C a C 0₃ + C a ( O H ) ₂ の場合には、 C a C O 3 と C a ( O H ) 2 の添加量の増加 と 共に脱硫効率が向 上していく こ とがわかる。 これは、 先に述べたよ う に脱硫処 理中において こ の C a C 〇 ₃ や C a ( O H ) ₂ の分解によ る反応界面積の増加、 または分解によ り溶銑の撹拌が促進さ れ、 脱硫効率が向上したためである と考え られる。

実施例において使用 した組成の脱硫剤中の石灰分を 8 k g - C a O / T と した場合の再生脱硫剤中に含まれる C a O比 率、 添加 した再生脱硫剤量、 脱硫剤の種類と添加量、 合計脱 硫剤量を表 2 0 に示す。 同量の石灰分を必要と した場合に、 再生脱硫剤を単独で用いた際には再生脱硫剤中の石灰純分が 少ない場合に多く の脱硫剤量を必要とするが、 これに石灰お よび炭酸カルシウムや水酸化カルシウムの よ う な脱硫剤を添 加する こ と によ り 、 脱硫効率の向上と使用脱硫剤量の低減が 可能とな り 、 処理後に排出されるスラグ量の低減にもつなが る。 さ らに、 処理溶銑の状態や必要と される処理条件によ り この脱硫剤の組成は自 由に調整でき る ものであ り 、 これらの 脱硫剤は混合せずに別々 に溶銑に添加 した場合においても同 様の効果を発揮し得る ものである。

実施例 1 0 (各種炭素源の添加によ る脱硫効率の向上に関 する実施例）

脱硫工程において発生した脱硫剤を放冷または散水処理に よって冷却 ■ 粉砕した脱硫剤 （再生脱硫剤と標記） に、 様々 な C源を添加して実施例の脱硫剤と して使用 した。 比較と し て再生脱硫剤のみを使用 した場合も実施した。 添加した再生 脱硫剤量、 脱硫剤の種類と添加量を表 2 1 に示す。 なお、 C 源は 1 m m以下の粉状と して使用 した。

これらの脱硫剤を表 2 2 に示す条件で機械撹拌式脱硫装置 に適用 し、 溶銑予備脱硫処理を行った。

図 2 0 は各水準における石灰分原単位と脱硫率の関係を示 した図である。 この図よ り 石灰分原単位が等 しい場合、 図 2 0 の （ a ) 再生脱硫剤のみを用いた場合と比較して （ b ) 〜 ( e ) 再生脱硫剤 + C源を使用 した場合には、 C源の添加量 の増加と共に脱硫効率が向上していく こ と がわかる。 また、 C源の種類や添加の方法によ らず、 同等の効果が得られる こ とが確認できた。 これは、 先に述べたよ う に脱硫処理中にお いて C源が還元剤と して働き、 脱硫効率が向上したためであ る と考え られる。 また、 C源の一部は溶銑中に溶解しており 実施例の条件において、 いずれの場合にも溶銑中の C濃度が 0 . 1 〜 0 . 5 %程度増加 していた。

このよ う に無煙炭ゃコータ ス等の C源を添加する こ と によ り 、 脱硫効率の向上が可能と な り 、 処理後に排出されるスラ グ量の低減にもつながる。 こ こで使用する c源と しては、 石 炭、 コ ー タ ス 、 ピッチコ ー タ ス 、 さ ら にはプラスチッ ク 等 C 源と なる も のな らば何でも 良い。 さ ら に、 処理溶銑の状態や 必要 と される処理条件に よ り こ の脱硫剤の組成は 自 由に調整 でき る も のであ り 、 これ らの脱硫剤は混合せず別々 に溶銑に 添加 した場合において も 同様の効果を発揮 し得る ものである 産業上の利用可能性

以上説明 した よ う に本発明によれば、 溶銑脱硫処理で得ら れた脱硫滓を有効に再利用 し、 それによつ て溶銑脱硫コ ス ト の削減と ス ラ グ発生量の低減と を図る こ と を可能に した溶銑 の脱硫方法が提供される。 また本発明によれば、 ス ラ グの発 生量を低減 した溶銑脱硫処理を低コス ト で行 う ための脱硫剤 が提供される。 本発明を用いる こ と によ り 脱硫コ ス ト が低減 でき、 かつ脱硫ス ラ グの再利用が可能と な り 、 加えてス ラ グ 量が減少 して環境問題の解決にもつながる と い う 顕著な効果 が得られ、 その工業的価値は大きい。

表 1 平均的な従来脱硫剤および再生脱硫剤の主成分

(単位：質量％)

表 2 試 験 条 件

表 3 KR脱硫処理条件

項 目 再利用プロセス導入前 再利用プロセス導入後 溶銑 [S] 0.05 〜 0.02% 0.05 〜0.02% 石灰使用量 8 kg/ t 3 ~5 kg/ t 再生脱硫剤使用量 8 kg- C a O/ t 4 脱硫滓再利用プロセス導入に伴ぅスラグ発生量変化

表 5 平均的な従来脱硫剤および再生脱硫剤の主成分

(単位 ：質量％)

表 6 脱硫滓処理方法と 4 0 T処理に要した時間

表 7 平均的な従来脱硫剤および再生脱硫剤の主成分

(単位： 質量％)

ト表 8 平均的な従来脱硫剤おょぴ再生脱硫剤の主成分

1 非散水 主 成 o分 従来脱硫剤 非散水 ·放冷 機械粉辟剤

C a O 90.0 53.6 53.6

T一 F e 19.2 19.2

S i 0₂ 9.3 9.3

4.1 4.1

1.7 1.7

C a F₂ 5.0 2, 1 2.1

C a C 0₃ 6.5 0.4

C a (OH) 2.5 0.5

(単位：質量％)

表 9 脱硫滓の再生処理条件

脱硫滓温度 600 〜 1200°C

篩 鉄製、 メッシュ 70mm X 70mm 篩 角 度 8 〜 15°

処 理 量 2 t /回

表 1 0 再生過程における組成変化

(単位： 質量％)

表 1 1 試 験 条 件

項 目 内 容

脱硫方式 機械撹拌式脱硫装置 精練容器 溶銑 鍋

処 理 量 130 〜 165 t

溶銑温度 1300 〜 1450°C

溶銑初期 [S] 0.02 〜 0.05%

撹拌時間 5 〜 7 分

脱硫剤原単位 6 〜 30 kg/ t 表 1 2 吸引車の仕様

表 1 3 吸引方法と再生脱硫剤積込み能力 吸引方法 吸引再生

吸引時間 吸引能力 使用ホース径 吸引口種 脱硫剤量

(分） ( t /分） ( t )

15 c m 5mm網 14.2 14.07 1.00

15 c m 30m m網 22.4 20.13 1.11

15 c m 円錐形 6.00 5.10 1.18

15 c m 円錐形 16.2 16.2 1.00 lb c m 円錐形 11.1 12.5 0.89 lo c m 円錐形 29.7 33.2 0.89

15 c m 円錐形 15.0 15.9 0.94

15 c m ホースのみ 13.8 9.8 1.40

表 1 4 篩い分け温度と発塵状況

表 1 5 篩い分けでの温度降下

表 1 6 本発明設備使用での発塵状況

スラグ温度 発塵発生 本発明篩い分け設備 450°C 少なレ、 斜板、 滑り台なし篩い分け設備 棚。 C 非常に大きい

表 1 7 再生脱硫剤と石灰を併用した場合の平均的な脱硫剤組成

(単位：質量⁰ /₀)

1 8 再生脱硫剤と石灰源を併用した場合の平均的な脱硫剤組成

(単位：質量％)

表 1 9 試験条件 項 目 内 容 脱硫方式 機械撹拌式脱硫装置

処理容器 溶銑鍋 処理量 140~160 t

溶銑温度 1300〜1450^oC

溶銑 [S] 0.05— 0.02%

表 2 0 脱硫剤中 C a O分を 8. Okg/T必要とする際の、 再生脱硫剤と石灰源の添加量

添加する脱硫剤

再生脱硫剤

石灰 C a C O3 C a (O H) 2 脱硫剤中 全脱硫剤量

C a O分 添加量 C a O分 添加量 添加量 添加量

kg/T w t % kg/T w t % kg/T 1¾/T lig/T

11. 4 70 11.

100

20. 0 40 20. 0

70 12. 5 40 30 5. 4 17. 9

8. 0

60 9. 5 40 20 3. 2 20 3. 2 15. 9

50 5. 7 40 50 5. 7 11. 4

30 3. 2 40 50 5. 3 10 1. 1 10 1. 1 10. 6

(単位：質量。 /₀)

1 再生脱硫剤と C源を併用した場合の平均的な脱硫剤組成

(単位：質量％)

表 2 2 試験条件 項 目 内 容

脱硫方式 機械撹拌式脱硫装置 処理容器 溶銑鍋

処理量 140〜160 t 溶銑温度 1300~1450°C 溶銑 [S] 0.05~0.02%

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 機械攪拌式溶銑脱硫処理で生じた脱硫滓に対して、 新しい界面を創出する処理を行な う溶銑用脱硫剤の製造方法

2 . 機械攪拌式溶銑処理に用いられる溶銑用脱硫剤の製 造方法であって、 機械攪拌式溶銑脱硫処理で生じた脱硫滓に 対して、 新しい界面を創出する処理を行な う請求項 1記載の 方法。

3 . 機械攪拌式溶銑脱硫処理で生じた脱硫滓を用意する 工程と、 用意された脱硫滓に対して、 新しい界面を創出する 処理を行な う 工程と を備えた請求項 1 に記載の方法。

4 . 新しい界面を創出する処理を行な う工程は、 脱硫滓 粒子を破砕する こ と及び/又は複数の脱硫滓粒子の凝集物を 脱硫滓粒子に分離する こ と を含んでいる請求項 1 記載の方法

5 . 新しい界面を創出する処理を行な う 工程は、 脱硫滓 を空冷する こ と及び Z又は脱硫滓に機械的なエネルギーを付 与するこ と によ り 、 脱硫滓粒子を破砕する こ と及び/又は複 数の脱硫滓粒子の凝集物を脱硫滓粒子に分離する請求項 1 に 記載の方法。

6 . 脱硫滓の冷却は、 空冷及び水冷の群から選択された 一種または二種である請求項 5 に記載の方法。

7 . 空冷は、 自然冷却及び強制冷却の群から選択された 一種又は二種である請求項 6 に記載の方法。

8 . 水冷によ り 新しい界面を創出する処理を行う 工程は 脱硫滓に散水する工程を備え、 この散水工程は、 散水終了時 の脱硫滓温度を 1 0 0 °C以上に維持する よ う にその散水量を 制御 して、 散水によ る冷却のみで脱硫滓凝縮物の分離及び/ 又は脱硫滓粒子の破碎を可能と した請求項 6 に記載の方法。

9 . 新しい界面を創出する処理を行な う 工程は、 脱硫滓 を水冷する工程と、 水冷によ り得られた再生脱硫剤を乾燥す る工程と を備えた請求項 1 に記載の方法。

1 0 . 新しい界面を創出する処理を行な う 工程は、 脱硫滓 を冷却する工程と、 脱硫滓および再生脱硫剤の粒度を調整す る工程と を備えている請求項 1 に記載の製造方法。

1 1 . 再生脱硫材を篩で粒度調整する工程は、 温度 6 0 0 °C以上でおこな う 請求項 1 0 に記載の製造方法。

1 2 . 新しい界面を創出する処理を行な う 工程は、 脱硫滓 又は再生脱硫剤中に含有されている地金を磁選除去する処理 脱硫滓又は再生脱硫剤中の大塊を除去して粒径を 1 0 O m m 以下にする処理、 及び脱硫滓又は再生脱硫剤の温度を 2 0

0 °C以下とする処理からなる群から選択された一種または二 種以上の処理を行な う 工程を備えている請求項 1 に記載の方 法。

1 3 . 新しい界面を創出する処理を行な う 工程は、 脱硫滓 の粒径を l O O ra m以下、 かつ、 温度を 2 0 0 °C以下とする 工程を備えている請求項 1 に記載の方法。

1 4 . 機械攪拌式溶銑脱硫処理で生じた再生脱硫剤を、 開 閉可能な一対の可動かご部を用いて輸送車に積み込む工程と 輸送車でこ の再生脱硫剤を脱硫処理設備に輸送する工程を備 えた再生脱硫剤の輸送方法。

1 5 . 輸送車を用いて輸送する工程の前またはこの工程と 同時に冷却破砕後の再生脱硫剤を篩い分けて大塊を除去する 工程を備えた請求項 1 4記載の方法。

1 6 . 機械攪拌式溶銑脱硫処理で生じた再生脱硫剤を、 再 生脱硫剤吸引能力を有する輸送車に積み込む工程と、 輸送車 でこの再生脱硫剤を脱硫処理設備に輸送する工程を備えた再 生脱硫剤の輸送方法。

1 7 . 再生脱硫剤を積み込む工程は 、 輸送車への再生脱硫 剤の落下高さ を 1 . 5 m以内に調整しておこな う請求項 1 4 に記載の方法。

1 8 . 破砕された再生脱硫剤を篩い分ける篩目 を有する装 置本体と、 この装置本体に取り 付け られ、 装置本体への再生 脱硫剤の吸引を促進するエアー吸引用ホース と を備えた、 再 生脱硫剤の篩い分け装置。

1 9 . 斜めに配置された篩目 を有する部材と、 この部材の 下に斜めに配置され、 篩下が通る斜め板と 、 斜め板からの篩 下が落下して通る滑り 台と を備え、 篩目 を有する部材と斜め 板と の間隔、 及び斜め板と滑り 台のつなぎ部分の垂直落下高 さを 5 O O m m以下と し、 滑り 台力、ら地表への落下高さ を 1 5 0 O m m以下にする よ う に配置されている再生脱硫剤の篩 い分け装置。

2 0 . 機械攪拌式溶銑脱硫処理で生じた再生脱硫剤を主成 分とする溶銑用脱硫剤。

2 1 . 機械攪拌式溶銑脱硫処理で生じた再生脱硫剤を主成 分とする、 機械攪拌式溶銑脱硫処理で用い られる請求項 2 0 記載の溶銑用脱硫剤。

2 2 . 機械攪拌式溶銑脱硫処理で生 じ、 かつ、 新しい界面 が創出されている再生脱硫剤を主成分とする請求項 2 0 に記 載の溶銑用脱硫剤。

2 3 . 機械攪拌式溶銑脱硫処理で生じ、 かつ、 再生脱硫剤 粒子の凝縮物の一部又は全部が分離されている再生脱硫剤を 主成分とする請求項 2 0 に記載の溶銑用脱硫剤。

2 4 . 最大粒径が 1 0 O m m以下である請求項 2 0記載の 溶銑用脱硫剤。

2 5 . 機械攪拌式溶銑脱硫処理で生じた再生脱硫剤を主成 分と し、 石灰源及び炭素源からなる群から選択された一種ま たは二種を さ らに含む、 請求項 2 0 に記載の溶銑用脱硫剤。

2 6 . 石灰源及び炭素源からなる群から選択された一種ま たは二種は、 機械攪拌式溶銑脱硫処理で生じた再生脱硫剤と 混合されてお り 、 こ の混合物を溶銑に添加する よ う になつて いる請求項 2 0 に記載の溶銑用脱硫剤。

2 7 . 石灰源及び炭素源からなる群から選択された一種ま たは二種と 、 機械攪拌式溶銑脱硫処理で生じた再生脱硫剤と は分離されて、 溶銑に別々 に添加する よ う になっている請求 項 2 0 に記載の溶銑用脱硫剤。

2 8 . 石灰源は、 石灰、 炭酸カルシ ウ ム及び水酸化カルシ ゥムの群から選択された一種または二種以上である請求項 2 0 に記載の溶銑用脱硫剤。

2 9 . 石灰源の う ち炭酸カルシ ウ ム及び水酸化カルシ ウ ム の総和は、 溶銑用脱硫剤全体に対して 4 0 重量％以下含有す る請求項 2 0 に記載の溶銑用脱硫剤。

3 0 . 炭素源は、 溶銑用脱硫剤全体に対して 3 0重量％以 下含有する請求項 2 0 に記載の溶銑用脱硫剤。

3 1 . 炭素源は、 1 m m以下の粉状である請求項 2 0 に記 載の溶銑用脱硫剤。

3 2 . 炭素源は、 石炭、 コ ー タ ス及びピッチからなる群か ら選択された一種または二種以上である請求項 2 0 に記載の 溶銑用脱硫剤。

3 3 . 機械攪拌式溶銑脱硫処理で生じた再生脱硫剤を主成 分とする溶銑用脱硫剤を、 溶銑中に添加して溶銑を脱硫する 低硫溶銑の製造方法。

3 4 . 機械攪拌式溶銑脱硫処理で生じた再生脱硫剤を主成 分とする溶銑用脱硫剤を、 溶銑中に添加して溶銑を機械攪拌 式溶銑脱硫処理によ り脱硫する低硫溶銑の製造方法。

3 5 . 機械攪拌式溶銑脱硫処理で生じ、 かつ、 新しい界面 が創出されている再生脱硫剤を主成分とする溶銑用脱硫剤を 溶銑中に添加して溶銑を脱硫する請求項 3 3 に記載の低硫溶 銑の製造方法。

3 6 . 機械攪拌式溶銑脱硫処理で生じ、 かつ、 再生脱硫剤 凝縮物の一部又は全部が分離されている再生脱硫剤を主成分 とする溶銑用脱硫剤を溶銑中に添加して溶銑を脱硫する請求 項 3 3 に記載の低硫溶銑の製造方法。

3 7 . 機械攪拌式溶銑脱硫処理で生じた再生脱硫剤と、 石 灰源及び炭素源からなる群から選択された一種または二種と を溶銑中に添加して溶銑を脱硫する請求項 3 3記載の方法。

3 8 . 機械攪拌式溶銑脱硫処理で生じた再生脱硫剤と、 石 灰源及び炭素源からなる群から選択された一種または二種と を混合し、 この混合物を溶銑中に添加 して溶銑を脱硫する請 求項 3 3記載の方法。

3 9 . 機械攪拌式溶銑脱硫処理で生じた再生脱硫剤と、 石 灰源及び炭素源からなる群から選択された一種または二種と を別々 に溶銑中に添加 して溶銑を脱硫する請求項 3 3記載の 方法。

4 0 . 石灰源を添加する際に、 所定の C a O純分と なる よ う に混合割合を調整する請求項 3 7記載の方法。

4 1 . 機械攪拌式溶銑脱硫処理で生じた再生脱硫剤の嵩密 度を算出する工程と、 算出された嵩密度から再生脱硫剤の C a O純分を算定する工程と、 算定された再生脱硫剤の C a O 純分を基準と して、 破砕された再生脱硫剤 と石灰源との添加 割合を調整する工程と を備えた請求項 3 7記載の方法。

4 2 . 炭素源を添加する際に、 炭素源の粒径を l m m以下に 調整する工程を備えた請求項 3 7記載の方法。