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JP4641785B2 - Method for producing steelmaking dust solidified material - Google Patents

Method for producing steelmaking dust solidified material Download PDF

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JP4641785B2
JP4641785B2 JP2004327306A JP2004327306A JP4641785B2 JP 4641785 B2 JP4641785 B2 JP 4641785B2 JP 2004327306 A JP2004327306 A JP 2004327306A JP 2004327306 A JP2004327306 A JP 2004327306A JP 4641785 B2 JP4641785 B2 JP 4641785B2
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Description

この発明は、溶解炉等による鉄鋼生成過程で生じるダストを製鋼原料として再利用する製鋼ダスト固形化物の製造方法に関する。 This invention relates to a method of manufacturing a steel manufacturing dust solidified product reusing dusts produced in the steel production process by melting furnace such as a steelmaking raw material.

鉄鋼生成過程、例えば溶解炉では、吹き上げられた微細粒子状の鉄および酸化鉄がダストとして集塵機で回収されている。このダスト( 以下「製鋼ダスト」と称す) は、鉄および酸化鉄を主成分とするため、再利用することが望ましい。しかしこの製鋼ダストは微細粉体であるため、そのまま溶解炉に投入すると、飛散しながら舞い上がり、その大半は集塵機に再び回収されてしまい、再利用効率が著しく低い。そのため、従来は埋め立て処分されることが多かったが、国内の製鋼ダストの発生量は年間数十万トンにも達しており、埋め立て処分では資源の有効利用の観点のみならず、不足する埋め立て地の問題や環境悪化の観点から見ても好ましくない。   In a steel production process, for example, a melting furnace, fine particulate iron and iron oxide blown up are collected as dust by a dust collector. Since this dust (hereinafter referred to as “steel-making dust”) is mainly composed of iron and iron oxide, it is desirable to reuse it. However, since this steelmaking dust is a fine powder, if it is put into the melting furnace as it is, it will fly up and fly, and most of it will be collected again by the dust collector, and the reuse efficiency will be extremely low. As a result, the amount of steelmaking dust generated in Japan has reached hundreds of thousands of tons per year. However, landfill disposal is not limited to the effective use of resources. It is not preferable from the viewpoint of problems and environmental degradation.

このため、製鋼ダストの再利用について様々な方法が試みられている。例を挙げると、特許文献1には、直径2〜15mm程度のダストペレツトを作り、電炉に装入することで酸化鉄を溶銑中に回収する方法が例示されている。
特許文献2には、製鋼ダストをブリケットに成形するため熱可塑性プラスチックを添加する方法が、特許文献3には研削スラツジや製鋼ダストをブリケットに成形するために固形化補助剤を添加する方法がそれぞれ例示されている。
特開平11−152511号公報 特開平09−316512号公報 特開2002−194449号公報
For this reason, various methods are tried about reuse of steelmaking dust. For example, Patent Document 1 exemplifies a method of collecting iron oxide in hot metal by making a dust pellet having a diameter of about 2 to 15 mm and charging it into an electric furnace.
Patent Document 2 discloses a method of adding a thermoplastic to form steelmaking dust into briquettes, and Patent Document 3 discloses a method of adding a solidification aid to form grinding sludge and steelmaking dust into briquettes. Illustrated.
JP-A-11-152511 JP 09-316512 A JP 2002-194449 A

特許文献1のペレットを作る方法は、ペレット化する分、回収粉体より電炉へ装入する処理などのハンドリングは容易ではあるが、寸法的に比較的小さなベレットであるため、電炉への装入効率には問題がある。
特許文献2、特許文献3の添加物を入れる方法は、いずれも強固なブリケットを製造するために有効な手段であるが、プラスチックやバインダーとなる添加物を加えることからその工程は複雑となり、コストが高くなる欠点がある。また、添加物が環境負荷原因となることから好ましくない。
Although the method of making the pellet of patent document 1 is easy to handle, such as the process of charging into the electric furnace from the recovered powder for the amount of pelletization, it is a relatively small beret, so it is charged into the electric furnace. There is a problem with efficiency.
The methods of adding the additives of Patent Document 2 and Patent Document 3 are both effective means for producing a strong briquette, but the process becomes complicated because of the addition of an additive that becomes a plastic or a binder. Has the disadvantage of becoming higher. Moreover, since an additive causes an environmental load, it is not preferable.

この発明の目的は、溶解炉等による鉄鋼生成過程で生じる鉄およびその酸化物を主成分とするダストを、成形型に入れ加圧成形して固形化する製鋼ダスト固形化物において、供される原料ダストにバインダー等の添加物を加えることなく、実用上十分な強度を持つ製鋼ダスト固形化物を低コストで製造することのできる製鋼ダスト固形化物の製造方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a raw material to be provided in a steelmaking dust solidified product in which a dust mainly composed of iron and its oxide generated in a steel production process by a melting furnace or the like is placed in a mold and solidified by pressure molding. without adding additives such as a binder to dust is to provide a method of manufacturing a steel manufacturing dust solidified was capable of producing a steel manufacturing dust solidified with practically sufficient strength at a low cost.

この発明の製鋼ダスト固形化物の製造方法は、鉄鋼生成過程で生じる鉄およびその酸化物を主成分とするダストを、成形型に入れ加圧成形して固形化することにより、その固形化物である製鋼ダスト固形化物を製造する方法であって、前記ダストを、水分の他には添加物を加えることなく固形化する方法であり、前記ダストを水分を加えながら造粒し、造粒体の状態で前記成形型に入れて加圧成形することを特徴とする。 The method for producing a solidified product of steelmaking dust according to the present invention is a solidified product obtained by putting a dust mainly composed of iron and its oxide generated in a steel production process into a mold and solidifying it by pressure molding. a method of manufacturing a steel manufacturing dust solidified, the dust, a method of solidifying without adding addition to additives for water, the dust is granulated while adding water, the granules of the state And press molding in the mold.

製鋼ダスト固形化物の成形においては、成形圧力を高めても、内部摩擦等により、必ずしも強度向上につながらない。バインダーを使用することは、製鋼ダスト固形化物の強度を強化するうえで効果的であるが、プラスチック等のバインダーを添加すると、上記のようなコスト面や環境負荷原因面から好ましくない。そこで、本発明者は、様々な調査、実験検証を進めた結果、同一成形条件において、前記ダストは造粒した状態で成形型に入れて加圧成形する方が、前記ダストを粉体の状態で成形型に入れて加圧するよりも、高い成形密度が得られることを見出した。この粒粒したダストを用いて加圧成形することで、特にバインダー等の強化剤を使用しなくても、実用上、十分な製鋼ダスト固形化物の強度が得られる。   In forming a steelmaking dust solidified product, increasing the forming pressure does not necessarily lead to an improvement in strength due to internal friction or the like. The use of a binder is effective in strengthening the strength of the steelmaking dust solidified material, but the addition of a binder such as plastic is not preferable from the above-mentioned cost and environmental load causes. Therefore, the present inventor has conducted various investigations and experimental verifications. As a result, under the same molding conditions, the dust is in a powder state when the dust is granulated in a molding die and pressure-molded. It was found that a higher molding density can be obtained than in the case of putting in a mold and pressurizing. By press molding using the granulated dust, practically sufficient strength of the steelmaking dust solidified product can be obtained without using a reinforcing agent such as a binder.

この発明の製鋼ダスト固形化物の製造方法において、前記造粒体の含水率0.5〜15wt%とする。
造粒体の含水率が0.5wt%未満であると、成形後の製鋼ダスト固形化物にクラックが入るなど、成形が殆ど不可能である。また、造粒体の含水率が15wt%を超えると、造粒体が軟化して泥状となり、造粒が困難である。また、水分は造粒体が成形型内で塑性変形挙動をする際、粉体間の摩擦を低減し変形を容易にする効果があると考えられる。その効果は含水量が0.5wt%で発現するが、含水量が10wt%を超える水分量が多い領域になると、水分自体が液体としての挙動が生じるため、製鋼ダスト固形化物の見掛け密度向上に対して逆効果となる。実用的な製鋼ダスト固形化物の強度を得ることができる製鋼ダストの造粒体の含水量の範囲は0.5〜15wt%である。
The method of manufacturing a steel manufacturing dust solidified of the present invention, the water content of the granule and 0.5 to 15%.
When the water content of the granulated body is less than 0.5 wt%, molding is almost impossible, such as cracking in the steelmaking dust solidified product after molding. On the other hand, when the moisture content of the granulated body exceeds 15 wt%, the granulated body softens and becomes mud, and granulation is difficult. Further, it is considered that moisture has an effect of reducing friction between powders and facilitating deformation when the granulated body undergoes plastic deformation behavior in the mold. The effect is manifested when the water content is 0.5 wt%. However, when the water content exceeds 10 wt%, the water itself behaves as a liquid, thus improving the apparent density of the steelmaking dust solidified product. It is counterproductive to this. The range of the water content of the granulated product of the steelmaking dust capable of obtaining the strength of a practical steelmaking dust solidified product is 0.5 to 15 wt%.

の発明の製鋼ダスト固形化物の製造方法は、鉄鋼生成過程で生じる鉄およびその酸化物を主成分とするダストを、成形型に入れ加圧成形して固形化することにより、その固形化物である製鋼ダスト固形化物を製造する方法であって、前記ダストを、水分の他には添加物を加えることなく固形化する方法であり、前記ダストを水分を加えながら造粒し、この造粒体の含水率が0.5〜15wt%であり、前記ダストを造粒体の状態で前記成形型に入れて加圧成形するため、供される原料ダストにバインダー等の添加物を加えることなく、実用上十分な強度を持つ製鋼ダスト固形化物を製造することができる。 Steelmaking method for manufacturing dust solidified of this invention, the dust mainly composed of iron and its oxides occurs at the steel production process, by solidified by molding under pressure was placed in a mold, in that solid product a method of manufacturing a certain steel manufacturing dust solidified, the dust, a method of solidifying without adding addition to additives for water, the dust is granulated while adding water, the granules The water content is 0.5 to 15 wt%, and the dust is put into the mold in the state of a granulated body and subjected to pressure molding, so without adding additives such as a binder to the raw material dust provided, A steelmaking dust solidified material having a practically sufficient strength can be produced.

この発明の一実施形態を図1ないし図3と共に説明する。図1において、溶解炉1で生じた製鋼ダストは、排気ガスと共に排気ダクト2から集塵機3に導入され、排気ガス中の製鋼ダスト11が集塵機3で集塵されて粉体となって排出される。この製鋼ダスト11は、鉄およびその酸化物を主成分とするものである。集塵機3から排出された製鋼ダスト11は、図示しない搬送手段により製鋼ダスト固形化物製造装置4における第1のホッパ5Aに投入される。   An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In FIG. 1, the steelmaking dust generated in the melting furnace 1 is introduced into the dust collector 3 from the exhaust duct 2 together with the exhaust gas, and the steelmaking dust 11 in the exhaust gas is collected by the dust collector 3 and discharged as powder. . The steelmaking dust 11 is mainly composed of iron and its oxide. The steelmaking dust 11 discharged from the dust collector 3 is thrown into the first hopper 5A in the steelmaking dust solidified material manufacturing apparatus 4 by a conveying means (not shown).

ホッパ5Aに投入された製鋼ダスト11は、造粒装置19に供給される。造粒装置19は、粉状の製鋼ダスト11を造粒体11pとする装置である。造粒装置19は、例えば、回転するドラム(図示せず)の中で粉体に適度な水分を加えながら凝集させて、球状の粒体とするものである。造粒体11pは、例えば粒径が5〜15mmで、含水率が0.5〜15wt%のものとされる。造粒装置19で造粒された製鋼ダスト11の造粒体11pは、第2のホッパ5Bに投入される。
なお、第1のホッパ5Aを省略し、上記搬送手段による搬送過程で、製鋼ダスト11の造粒を施しても良い。
The steelmaking dust 11 thrown into the hopper 5A is supplied to the granulator 19. The granulator 19 is an apparatus that uses the powdered steelmaking dust 11 as a granulated body 11p. The granulating device 19 is, for example, agglomerated by adding appropriate moisture to the powder in a rotating drum (not shown) to form spherical particles. The granulated body 11p has, for example, a particle size of 5 to 15 mm and a moisture content of 0.5 to 15 wt%. The granulated body 11p of the steelmaking dust 11 granulated by the granulator 19 is put into the second hopper 5B.
Note that the first hopper 5A may be omitted, and the steelmaking dust 11 may be granulated in the transfer process by the transfer means.

ホッパ5Bは分配供給手段(図示せず)を有していて、製鋼ダスト11の造粒体11pが、製鋼ダスト固形化物製造装置4の複数並設された固形化機構部6に分配して投入される。固形化機構部6は、製鋼ダスト11の造粒体11pをブリケット状の製鋼ダスト固形化物(以下「ブリケット」と称す)Bに固形化する機構であり、成形型7を備える。
ホッパ5または固形化機構部6には、ホッパ5から供給される製鋼ダスト11を成形型7内に強制的に充填する強制充填機構30が設けられている。
The hopper 5B has a distribution supply means (not shown), and the granulated body 11p of the steelmaking dust 11 is distributed and charged to a plurality of juxtaposed solidification mechanisms 6 of the steelmaking dust solidified material manufacturing apparatus 4. Is done. The solidification mechanism unit 6 is a mechanism that solidifies the granulated body 11p of the steelmaking dust 11 into a briquette steelmaking dust solidified product (hereinafter referred to as “briquette”) B, and includes a forming die 7.
The hopper 5 or the solidification mechanism unit 6 is provided with a forced filling mechanism 30 that forcibly fills the mold 7 with the steelmaking dust 11 supplied from the hopper 5.

固形化機構部6は、図2に拡大して示すように、前記ホッパ5から投入される製鋼ダスト11を加圧成形する成形型7と、この成形型7に加圧成形のための圧力を付与する加圧手段8と、所定の圧力となるように前記加圧手段8を加圧制御する加圧制御手段(図示せず)とを有する。   As shown in an enlarged view in FIG. 2, the solidification mechanism 6 includes a molding die 7 that press-molds steel-making dust 11 that is input from the hopper 5, and a pressure for press-molding the molding die 7. And a pressurizing control means (not shown) for controlling the pressurizing means 8 so as to be a predetermined pressure.

成形型7は、縦向きのシリンダ室状であって、製鋼ダスト11の造粒体11pを横断面形状が円形の柱状体(つまり円柱状体)に成形可能な形状とされている。成形型7は、具体的には、円筒状のダイ7aと、このダイ7aの下端開口に挿入されたプランジャ状の蓋体12Aとで構成される。蓋体12Aは、駆動源を有する蓋開閉機構(図示せず)によって開閉させられる。蓋体12Aは、成形型7内に入らずに、一端で密封するものであっても良い。   The forming die 7 is in the shape of a vertically-oriented cylinder chamber, and has a shape capable of forming the granulated body 11p of the steelmaking dust 11 into a columnar body (that is, a cylindrical body) having a circular cross-sectional shape. Specifically, the molding die 7 includes a cylindrical die 7a and a plunger-like lid body 12A inserted into the lower end opening of the die 7a. The lid body 12A is opened and closed by a lid opening / closing mechanism (not shown) having a drive source. The lid body 12 </ b> A may be sealed at one end without entering the molding die 7.

加圧手段8は、成形型7内に上方から進入して成形型7内の製鋼ダスト造粒体11pを加圧する昇降自在なプランジャ12と、このプランジャ12を昇降駆動する加圧装置13とからなる。加圧装置13は、例えば油圧シリンダからなり、その駆動が加圧装置制御手段(図示せず)によって制御される。加圧装置制御手段は、前記加圧装置13へ圧油を供給する油圧回路15の切替え弁16や、ポンプ17のモータ18等を制御する。加圧装置13は、油圧シリンダの他に、モータとその回転を直線運動に変換するボールねじ等の回転・直線運動変換機構(いずれも図示せず)であっても良い。   The pressurizing means 8 includes a plunger 12 that can be moved up and down to enter the mold 7 from above and pressurize the steel-making dust granulated body 11p in the mold 7 and a pressurizer 13 that drives the plunger 12 up and down. Become. The pressurizing device 13 is composed of, for example, a hydraulic cylinder, and its driving is controlled by a pressurizing device control means (not shown). The pressurizing device control means controls the switching valve 16 of the hydraulic circuit 15 that supplies pressure oil to the pressurizing device 13, the motor 18 of the pump 17, and the like. In addition to the hydraulic cylinder, the pressurizing device 13 may be a motor and a rotation / linear motion conversion mechanism (not shown) such as a ball screw that converts the rotation of the motor into a linear motion.

この構成の製鋼ダスト固形化物製造装置4(図1)を用いてブリケット(製鋼ダスト固形化物)Bを製造する方法、およびその製造されたブリケットBの利用方法を説明する。溶解炉1で生じて集塵機3から粉体となって排出された製鋼ダスト11は、第1のホッパ5Aに投入される。この粉体の製鋼ダスト11は鉄およびその酸化物を主成分とするものである。ホッパ5Aに投入された製鋼ダスト11は、造粒装置19で造粒体11pとされて、第2のホッパ5Bに投入され、このホッパ5Bから固形化機構部6の成形型7内に供給される。   A method for producing briquette (steel making dust solidified product) B using the steelmaking dust solidified product producing apparatus 4 (FIG. 1) having this configuration and a method for using the produced briquette B will be described. The steelmaking dust 11 generated in the melting furnace 1 and discharged as powder from the dust collector 3 is put into the first hopper 5A. The powdered steelmaking dust 11 is mainly composed of iron and its oxide. The steelmaking dust 11 thrown into the hopper 5A is made into a granulated body 11p by the granulating device 19, put into the second hopper 5B, and supplied from the hopper 5B into the mold 7 of the solidification mechanism section 6. The

固形化機構部6においては、ホッパ5Bから成形型7に、所定量の製鋼ダスト11の造粒体11pが投入され、その後に加圧装置13の駆動でプランジャ12が成形型7内に進入する。この状態で成形型7内の製鋼ダスト11に所定の圧力が加えられる。この場合に、加圧断面積(つまりプランジャ12の断面積)x(mm2 )に対する成形圧力P(MPa)は、設定範囲となるように付与される。
このようにして製造されたブリケットBは、図3に示すように外形が円柱体状となる。また、このブリケットBは、直径Dが30〜100mmであり、直径Dに対する高さHの比(H/D)は30〜150%とするのが好ましい。
In the solidification mechanism 6, a predetermined amount of the granulated body 11p of the steelmaking dust 11 is introduced from the hopper 5 </ b> B into the mold 7, and then the plunger 12 enters the mold 7 by driving the pressurizing device 13. . In this state, a predetermined pressure is applied to the steelmaking dust 11 in the mold 7. In this case, the molding pressure P (MPa) with respect to the pressurized cross-sectional area (that is, the cross-sectional area of the plunger 12) x (mm 2 ) is applied so as to be within the set range.
The briquette B manufactured in this way has a cylindrical shape as shown in FIG. The briquette B preferably has a diameter D of 30 to 100 mm and a ratio of the height H to the diameter D (H / D) of 30 to 150%.

図1において、固形化機構部6で固形化されたブリケットBは回収容器(図示せず)に集められて、溶解炉1の原料投入時に、他の原料と共に溶解炉1に投入され、製鋼原料として再利用される。溶解炉1に投入される原料は、例えば主原料が高炉より得られた溶銑であり、この他に鉄くず、生石灰などが副原料として用いられる。   In FIG. 1, briquette B solidified by the solidification mechanism 6 is collected in a recovery container (not shown) and charged into the melting furnace 1 together with other raw materials when the raw material of the melting furnace 1 is charged. As reused. The raw material charged into the melting furnace 1 is, for example, hot metal obtained from a blast furnace as a main raw material, and iron scrap, quick lime, and the like are also used as auxiliary raw materials.

この実施形態のブリケットBの製造方法によると、製鋼ダスト11を造粒装置19で造粒体11pとし、この造粒体11pの状態で成形型7による加圧成形を行うため、バインダー等を添加することなく実用上十分な強度を持つブリケットを製造することができる。その理由を説明する。   According to the manufacturing method of briquette B of this embodiment, the steelmaking dust 11 is made into the granulated body 11p with the granulator 19, and in order to perform pressure molding with the molding die 7 in the state of this granulated body 11p, a binder is added. Thus, a briquette having a practically sufficient strength can be produced. The reason will be explained.

ブリケットBの固形化において、バインダー等の成形体強度を向上させる添加剤を使用しない場合、ブリケットBの固形化の作用は、加圧成形時に引き起こされる粉体粒子の再配列や接触による付着力によって発現する。基本的には粉体の付着力は粉体間の接触面積が大きいほど高くなるので、成形圧力を上げることによって粉体間の接触面積を増加させれば、ブリケット強度は向上する。   In the solidification of briquette B, when an additive that improves the strength of the molded body such as a binder is not used, the solidification action of briquette B is caused by the rearrangement of powder particles caused by pressure molding and the adhesive force due to contact. To express. Basically, the adhesion force of the powder increases as the contact area between the powders increases, so if the contact area between the powders is increased by increasing the molding pressure, the briquette strength is improved.

しかしながら粉体粒子は液体のように自由にその位置を変えることが出来ず、また粉体同士や粉体と成形型面との間で摩擦力が生じるため、圧縮成形時に粉体の再配列による密充填効果が不十分で大きな空隙体積を内包したり、摩擦損失によって成形圧力が不均一となり成形体内部に大きな密度差が生じたりすることで、必ずしも成形圧力が強度向上に繋がらない。さらに成形体内部の空隙中の残留空気や密度差は、成形圧力が開放される脱型時に成形圧力方向に垂直な方向に層状の亀裂が生じるいわゆるラミネーションが、より低い成形圧力領域で発生する大きな原因ともなる。   However, the position of the powder particles cannot be freely changed like a liquid, and a frictional force is generated between the powders or between the powder and the mold surface. The molding pressure does not necessarily lead to an increase in strength because the dense filling effect is insufficient and a large void volume is included, or the molding pressure becomes non-uniform due to friction loss and a large density difference occurs inside the molded body. Furthermore, the residual air and the density difference in the voids inside the molded body are large because so-called lamination in which a layered crack occurs in the direction perpendicular to the molding pressure direction at the time of demolding when the molding pressure is released occurs in a lower molding pressure region. It can also be a cause.

成形圧力によって成形体内部の空隙や成形密度差を小さくするため、バインダー添加によって粉体粒子の流動性や成形型充填性を改善することが効果的ではあるが、本件ではあくまでバインダーを使用しない簡便かつ安価な方法を追求するものであり、供される原料粉体の特性改善は困難である。   It is effective to improve the fluidity of the powder particles and the mold filling property by adding a binder to reduce the voids inside the molded body and the molding density difference by the molding pressure. In addition, an inexpensive method is pursued, and it is difficult to improve the characteristics of the raw material powder provided.

以上の理由により、成形圧力での粉体間の接触面積増加( 成形密度向上) によるブリケットBの強度向上には限界がある。そこで、その他に成形密度向上を図る方法を模索し、 様々な調査,実験検証を進めた結果、同一成形条件においては、造粒された製鋼ダストを原料とした方が、粉体の製鋼ダストを原料とした場合よりも高い成形密度が得られることを見出した。   For the above reasons, there is a limit to improving the strength of briquette B by increasing the contact area between the powders at the molding pressure (improving the molding density). Therefore, as a result of exploring other methods to improve the forming density and proceeding with various investigations and experimental verifications, using the granulated steelmaking dust as the raw material under the same forming conditions, It has been found that a higher molding density can be obtained than when the raw material is used.

鉄鋼生成過程、例えば溶解炉では、吹き上げられた微細粒子状の鉄および酸化鉄をダストとして集塵機で回収したのち、その製鋼ダストを例えば前記特許文献1に示すようなダストペレットとするため、造粒機によって造粒することが一般的に行われている。本発明は、この造粒された原料を用いてブリケットを成形することによって、特にバインダー等の強化剤を使用しなくても、実用上十分なブリケット強度が得られることを明らかにしたものである。   In a steel production process, for example, in a melting furnace, after the fine particulate iron and iron oxide that have been blown up are collected as dust by a dust collector, the steelmaking dust is made into a dust pellet as shown in Patent Document 1, for example, and granulated. Granulation by a machine is generally performed. The present invention clarifies that a briquette strength practically sufficient can be obtained without using a reinforcing agent such as a binder by molding a briquette using the granulated raw material. .

本発明者は、製鋼ダストの成形性を調査するため、図4に示す円筒状のダイ21Aおよび蓋体となる下プランジャ21Cからなる金型である成形型21、および加圧用のプランジャ21Bを用いて、以下のような製鋼ダストの固形化実験を行った。なお、図4におけるダイ21A、下プランジャ21C、および加圧用のプランジャ21Bは、上記固形化機構部6(図2)におけるダイ7a、蓋体12A、およびプランジャ12と同等な部材である。   In order to investigate the moldability of steelmaking dust, the inventor uses a molding die 21 that is a mold including a cylindrical die 21A and a lower plunger 21C that serves as a lid, and a pressurizing plunger 21B shown in FIG. Then, solidification experiment of the following steelmaking dust was conducted. Note that the die 21A, the lower plunger 21C, and the pressurizing plunger 21B in FIG. 4 are members equivalent to the die 7a, the lid 12A, and the plunger 12 in the solidification mechanism 6 (FIG. 2).

使用した製鋼ダストは電炉から排出され造粒されたものであり、造粒径が5〜15mmのものである。比較対象として、同じ電炉から排出された製鋼ダスト粉体を使用した。
表1は原料に含水率5%の造粒体と粉体を使用して、径サイズがφ70、径に対する高さの比が80%の円柱形ブリケットBを成形圧力を変えて製作し、完全乾燥状態にしたブリケットBの見掛け密度およびブリケットBの落下強度試験の結果を示している。
表2は造粒体の見掛け密度と粉体のかさ密度を比較した結果である。
The steelmaking dust used is discharged from the electric furnace and granulated, and has a particle size of 5 to 15 mm. As a comparison object, steelmaking dust powder discharged from the same electric furnace was used.
Table 1 shows the production of a cylindrical briquette B with a diameter of φ70 and a ratio of height to diameter of 80% by changing the molding pressure. The apparent density of the briquette B made into the dry state and the result of the drop strength test of the briquette B are shown.
Table 2 shows the result of comparing the apparent density of the granulated product with the bulk density of the powder.

Figure 0004641785
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Figure 0004641785
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いずれの成形圧においても粉体原料に比べ、造粒体を原料としたブリケットBの方がブリケットBの見掛け密度および落下強度が大きく、造粒体を原料としたブリケットBの特性が優れており、同じ強度で比較するならば、造粒体を原料としたブリケットBはより低い成形圧力で固形化できることを示している。またラミネーションが発生する成形圧力は造粒体を原料とした場合の方が高い。   In any forming pressure, compared to the powder raw material, the briquette B made from the granulated material has a higher apparent density and drop strength, and the characteristics of the briquette B made from the granulated material are superior. If the comparison is made with the same strength, it indicates that the briquette B made from the granulated material can be solidified at a lower molding pressure. Further, the molding pressure at which lamination occurs is higher when a granulated material is used as a raw material.

造粒は回転するドラムの中で粉体に適度な水分を加えながら凝集させて、球状の粒体とするものであるが、こうした方法で製造された造粒体の見掛け密度は、粉体原料を加圧成形して得られる成形体の成形密度より高く、また保形が外的な強制力ではなく凝集力のみによって成されるため、造粒体に密度差等の内部応力がほとんどないと考えられる。こうした原料を用いて加圧成形を行った場合、成形型内部では造粒体の塑性変形的挙動によって、造粒体がその見掛け密度を大きく損なうことなく成形型で所定の形状に変形してブリケットBの形状を成すことで、同一成形条件における粉体原料を加圧成形して得られる成形体よりも高い見掛け密度となると考えられる。またラミネーションについても、造粒体の見掛け密度を超える領域の成形圧力にならなければ、空隙の残留空気や成形密度差によるスプリングバック量の増加がそれほど大きくならない。その結果、ラミネーションが発生する成形圧力が粉体原料を加圧成形する場合に比べて高くなったと考えられる。   Granulation is performed by agglomerating powder in a rotating drum while adding appropriate moisture to form spherical particles. The apparent density of the granules produced by this method is Since the molding density is higher than the molding density obtained by pressure molding, and the shape retention is made only by cohesion rather than external forcing, the granulation has almost no internal stress such as density difference. Conceivable. When pressure molding is performed using such raw materials, the briquette is deformed into a predetermined shape by the molding die without greatly impairing its apparent density due to the plastic deformation behavior of the granule inside the molding die. By forming the shape of B, it is considered that the apparent density is higher than that of a molded body obtained by pressure molding a powder raw material under the same molding conditions. In addition, regarding the lamination, unless the molding pressure exceeds the apparent density of the granulated body, the increase in the amount of springback due to residual air in the voids and the difference in molding density is not so great. As a result, it is considered that the molding pressure at which lamination occurs is higher than that when the powder raw material is pressed.

図5は、含水率を制御した造粒体を使用して、径サイズがφ70、径に対する高さの比が80%の円柱形ブリケットを成形圧力50MPaで製作した場合の完全乾燥状態のブリケット見掛け密度を示している。含水量が0.5wt%未満では、成形後のブリケットBにクラックが生じており、見掛け密度の測定が出来なかった。含水量が0.5wt%以上でブリケットBの成形が可能となるが、含水量1.5〜10wt%でほぼ見掛け密度が一定となる。含水率が10wt%を超えるとブリケットBの見掛け密度がやや低下する。造粒体の含水率が15wt%を超えると、造粒体が軟化して泥状になり試験不可であった。   FIG. 5 shows the appearance of a completely dry briquette when a cylindrical briquette having a diameter size of φ70 and a ratio of the height to the diameter of 80% is produced at a molding pressure of 50 MPa using a granulated body with controlled moisture content. The density is shown. When the water content was less than 0.5 wt%, the briquette B after molding had cracks, and the apparent density could not be measured. Although the briquette B can be formed when the water content is 0.5 wt% or more, the apparent density becomes substantially constant when the water content is 1.5 to 10 wt%. When the water content exceeds 10 wt%, the apparent density of briquette B is slightly lowered. When the moisture content of the granulated body exceeded 15 wt%, the granulated body softened and became mud, and the test was impossible.

上記実施例の結果から、水分は造粒体が成形型内で塑性変形挙動をする際、粉体間の摩擦を低減し変形を容易にする効果があると考えられる。その効果は含水量が0.5wt%以上で発現するが、含水量が10wt%を超える水分量が多い領域になると、水分自体が液体としての挙動を生じるため、ブリケットBの見掛け密度向上に対して逆効果となる。実用的なブリケットBの強度を得ることができる製鋼ダストの造粒体の含水量の範囲は、0.5〜15wt%である。望ましくは1.5〜10wt%の範囲である。   From the results of the above examples, it is considered that moisture has the effect of reducing friction between powders and facilitating deformation when the granulated body undergoes plastic deformation behavior in the mold. The effect is manifested when the water content is 0.5 wt% or more, but when the water content exceeds 10 wt%, the water itself behaves as a liquid. Counterproductive. The range of the water content of the granulated product of steelmaking dust that can obtain a practical briquette B strength is 0.5 to 15 wt%. Desirably, it is the range of 1.5-10 wt%.

試験では電炉から排出された製鋼ダストを用いてブリケット製造を行ったが、この発明で用いるダストは、鉄鋼生成過程で生じる鉄およびその酸化物を主成分とするダストであれば良く、転炉や高炉、その他製鋼工程で生じるものが使用できる。
In the test, briquette production was performed using steelmaking dust discharged from the electric furnace, but the dust used in the present invention may be dust mainly composed of iron and its oxide generated in the steel production process. blast furnace, those that occur in other steel making process you can use.

図1の製鋼ダスト固形化物製造装置において、固形化機構部6の給粉部分については、含水量によっては製鋼ダスト造粒体11pの充填性(成形型7への流し込み特性) に問題があるため、ある程度強制力のある前記強制充填装置30を設けることが望ましい。
特に成形型方向には制約はなく、強制充填装置30として、成形型7の方向が縦向きの場合には、給粉機やスクリューによる押し込み等の機構が使用でき、成形型方向が横向きの場合にはスクリューによる押し込み等の機構が使用できる。
In the steelmaking dust solidified product manufacturing apparatus of FIG. 1, there is a problem in the filling property (pouring characteristics into the mold 7) of the steelmaking dust granulated body 11p depending on the water content in the powdered portion of the solidifying mechanism unit 6. It is desirable to provide the forcible filling device 30 having a certain level of forcing force.
In particular, there is no restriction on the direction of the mold, and as the compulsory filling device 30, when the direction of the mold 7 is in the vertical direction, a mechanism such as a pusher by a powder feeder or a screw can be used, and the direction of the mold is in the horizontal direction. A mechanism such as pushing with a screw can be used.

この発明の一実施形態にかかる製鋼ダスト固形化物製造方法の工程説明図である。It is process explanatory drawing of the steel-making dust solidified material manufacturing method concerning one Embodiment of this invention. 同製造方法に用いられる製鋼ダスト固形化物製造装置の概略図である。It is the schematic of the steel manufacture dust solidified material manufacturing apparatus used for the manufacturing method. 同製造方法で製造した製鋼ダスト固形化物の例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the example of the steelmaking dust solidified material manufactured with the manufacturing method. 同製造方法を得るための基礎となる固形化試験に用いられた成形型の断面図である。It is sectional drawing of the shaping | molding die used for the solidification test used as the foundation for obtaining the manufacturing method. 造粒体の含水率と見掛け密度の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the moisture content of a granulated body, and an apparent density.

符号の説明Explanation of symbols

4…製鋼ダスト固形化物製造装置
5A,5B…ホッパ
6…固形化機構部
7…成形型
8…加圧手段
10…加圧制御手段
11…製鋼ダスト
11p…造粒体
12…プランジャ
19…造粒装置
30…強制充填機構
B…ブリケット(製鋼ダスト固形化物)
4 ... Steelmaking dust solidified product manufacturing apparatus 5A, 5B ... Hopper 6 ... Solidification mechanism 7 ... Mold 8 ... Pressure means 10 ... Pressure control means 11 ... Steelmaking dust 11p ... Granule 12 ... Plunger 19 ... Granulation Apparatus 30 ... Forced filling mechanism B ... Briquette (Steelmaking dust solidified material)

Claims (1)

鉄鋼生成過程で生じる鉄およびその酸化物を主成分とするダストを、成形型に入れ加圧成形して固形化することにより、その固形化物である製鋼ダスト固形化物を製造する方法であって、
前記ダストを、水分の他には添加物を加えることなく固形化する方法であり、前記ダストを水分を加えながら造粒し、この造粒体の含水率が0.5〜15wt%であり、前記ダストを造粒体の状態で前記成形型に入れて加圧成形することを特徴とする製鋼ダスト固形化物の製造方法。
It is a method for producing a steelmaking dust solidified product, which is a solidified product, by putting the dust mainly composed of iron and its oxide generated in the steel production process into a mold and solidifying by pressure molding ,
The dust, a method of solidifying without adding addition to additives for water, the dust is granulated while adding water, the water content of the granule is 0.5 to 15%, A method for producing a solidified steelmaking dust, wherein the dust is put into the mold in the state of a granulated body and press-molded.
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