JPH10158714A - 冶金用低水分低硫黄加炭材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 油で汚染された鋼屑を洗浄等処理をすること
なく主原料の一部として用いて優れた性状の冶金用低水
分低硫黄加炭材を製造する。 【解決手段】 工程(a) 及び(b) により冶金用加炭材を
製造する。(a) 少なくとも微粒状炭材と、水溶性及び／
または非水溶性金属研削油の内少なくとも１種が付着し
た研削鋼屑とを含む主原料に、バインダーとして７０〜
２００℃の範囲内の軟化点をもつ石炭系ピッチを添加
し、混合し、加熱し、そして脱水して成型用原料を調製
する工程。但し、バインダーの添加量を主原料の全装入
量の４〜８wt.%の範囲内とする。(b) 成型用原料を成型
機により成型体に成型する工程。上記主原料として、微
粒状炭材と微粒鉄粉と水溶性及び／または非水溶性金属
研削油の内少なくとも１種が付着した研削鋼屑とを含む
混合物を使用する。上記微粒状炭材としてＣＤＱ粉を、
上記微粒鉄粉として転炉ＯＧダストを使用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は冶金炉、例えば製鋼
用転炉や製鋼用電気炉等において溶湯に添加するる冶金
用加炭材の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】冶金炉、例えば製鋼用電気炉を用いて、
目的とする溶鋼を精錬する過程において、溶鋼の炭素濃
度を高める調整をするときに冶金用加炭材が添加され
る。冶金用加炭材に要求される主な物理的および化学的
特性として、密度が適切に大きくスラグ層の下に沈むの
で溶湯に進入し易く、早く溶解して炭素歩留がよいこ
と、不純物例えば、清浄鋼におけるＰやＳ濃度が低いこ
と、あるいは水分が少ないことがあげられる。また、ハ
ンドリング過程で粉化しにくいこと、および適切な圧潰
強度を有することや、ハンドリングを容易にするためリ
フティングマグネットが使用できるように着磁性を有す
ること等があげられる。一方、加炭材の製造コストを安
くし、また環境保全を図るために、種々の製造工程で回
収されるリサイクル原料を使用すること、そして効率よ
く製造することが要請されていた。

【０００３】従来の冶金用加炭材の製造方法として、例
えば、特公平２−４４８８５号公報は、製鉄所の設備で
回収される、コークス消火設備（ＣＤＱ）で捕集した粉
や転炉ＯＧダストを主原料とし、各種バインダーを添加
する方法を開示している。即ち、ＣＤＱ粉は微粉コーク
ス主体の炭素源とし、転炉ＯＧダストは微粒鉄粉主体の
鉄源として利用するものであり、高速撹拌羽根を有する
混合機（ＫＢミキサー）でこれらを粉砕し、バインダー
を添加し、混合し、加熱し、脱水する工程を一工程で処
理するという、効率的な方法（以下、「先行技術」とい
う）を開示している。なお、転炉ＯＧダストは鉄源とし
て利用する他、密度が大きいことを利用して軽いＣＤＱ
粉の溶鋼への高溶解性を確保する機能も与えている。

【０００４】ところが最近、鉄鋼製品の製造過程で発生
する研削鋼屑をリサイクルし有効利用することが強く要
請されている。特に、ベアリング鋼等の研削工程におい
ては大量の研削鋼屑が発生する。研削は通常、多量の水
溶性および／または非水溶性研削油を用いて行なわれ、
鋼屑は上記研削油との混合状態で発生する。一方、鋼屑
を洗浄・分離するとコストがかかるし、油を焼却すると
鋼屑が酸化してしまうので鉄分を有効に利用するために
は、未処理のまま再利用することが要請されていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者は、
上記水溶性および／または非水溶性研削油と研削鋼屑と
の混合物を冶金用加炭材に混合する鉄源原料として利用
することを考えた。しかしながら、鉄鋼業においては、
従来、油を含んだ製鉄原料を使用することはなく、製鉄
の高温プロセスで含油ダストは発生せず、従って、油を
含んでいない発生ダストを原料としたブリケット化の技
術開発が行なわれてきた。これら原料のブリケット化に
は、原料とバインダーとの反応はないので、カルボキシ
・メチルセルロース（ＣＭＣ）、ポリビニルアルコー
ル、プロパン・ディ・アスファルティング・アスファル
ト（ＰＤＡ）、熱可塑性アクリル系樹脂および澱粉等広
範囲のバインダーを使用することができた。また、ベア
リング製造業等においては油を使用し鋼材を加工する
が、加工中に油を含んだ鋼粉が発生し、十分に有効活用
されていない。

【０００６】上記含油鋼粉の特徴は、鉄粉が油膜で包ま
れているので、酸化度が低く、その結果、金属鉄の多い
鉄粉であり、また柔らかい流動性物質のため取扱いが困
難である。しかしながら、上記鋼粉が高鉄分であること
に着眼し、これを鉄源として有効利用することを考え
た。このようにして、本発明者は、水溶性および／また
は非水溶性金属研削油とベアリング鋼等の研削屑との混
合物（以下、「含油鋼屑」という）を、鉄源原料の少な
くとも一部として加えた冶金用加炭材の製造方法を鋭意
研究した。

【０００７】先ず、上述した先行技術の方法に基づき、
主原料として、更に含水溶性油研削鋼粉を付加した製造
試験を行なった。即ち、主原料として、ＣＤＱ粉（炭素
源）：３３wt.%、転炉ＯＧダスト（鉄源）：５０wt.%お
よび含水溶性油研削鋼粉（鉄源）：１７wt.%を準備し、
バインダーとして代表的なプロパン・ディ・アスファル
ティング・アスファルト（ＰＤＡ）：３〜５wt.%を添加
し、混合機ＫＢミキサーおよびブリケット成型機を用
い、所定の方法でブリケットに成型することを試みた。
しかしながら、バインダーのＰＤＡはＫＢミキサー内
（設定温度：１００℃）で水溶性油と反応して軟化点が
下がり、ＫＢミキサーから排出され成型機に装入される
時（温度：約９０℃）、成型機から排出される時（温
度：約６０℃）、および更に常温（２５℃程度）まで温
度が低下してもヘドロ状の液状化状態にあり、なおも軟
化点以上にあった。即ち、上記原料配合では加炭材をブ
リケット状に成型することはできないことが明らかとな
った。

【０００８】次に、鋼材研削時に非水溶性油を用いた場
合について試験した。即ち、上記製造試験において、非
水溶性機械油１．１wt.%を含む主原料に、ＰＤＡを３〜
５wt.%添加し、上記と同様にブリケット製造試験を行な
った。しかしながら、ＰＤＡが非水溶性機械油と反応し
て柔らかい高粘度液状混合物が生成し、成型してもブリ
ケットにならなかった。この場合にも、バインダーのＰ
ＤＡは非水溶性油と反応して軟化点が常温以下に下がっ
たことがわかる。

【０００９】このように、水溶性金属研削油および非水
溶性金属研削油の内少なくとも一種が混入すると、従来
の冶金用加炭材の製造方法では、バインダーが添加され
混合された原料は、バインダーの軟化点が常温以下にま
で低くなり、その結果、圧縮成型機を用いても混合原料
を成型体にすることができない。特に、ＰＤＡが石油系
から製造されたバインダーであるため、同じ石油系から
製造された油と同じ高分子構造をもち、相性がよいの
で、ＰＤＡと油とは加熱されると化学反応し、ＰＤＡの
軟化点を降下させたものと考えられた。そこで、非石油
系のバインダーならば油との化学反応に相違がでるとの
予測をした。

【００１０】この発明の目的は、上述した問題を解決し
て、含油鋼屑のような水溶性および／または非水溶性金
属研削油に汚染された鋼屑を、洗浄等の処理をすること
なく主原料の一部として用い、炭素歩留がよく、特にＳ
やＰ等の不純物が少なく、水分が低く０．５wt.%以下に
調整され、ハンドリング中に粉化しにくく圧潰強度に優
れ、且つ着磁性を有する冶金用加炭材を安価に効率よく
製造する方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上述した
観点から冶金用加炭材の製造方法を開発するために鋭意
研究を重ねた。前述した予測に基づき、含油原料のバイ
ンダーとして石炭系の固形ピッチを使用することに着眼
し、含油鋼粉に石炭系固形ピッチを添加し、加熱したビ
ーカーテストを行なった。その結果、発熱反応を起こす
が、固形ピッチの軟化点は大きく低下しないことを確認
した。そして、含油鋼粉をブリケット化するためのバイ
ンダーとして、石炭系固形ピッチを使用することができ
ると判断した。そして、研究を重ねた結果下記知見を得
た。

【００１２】冶金用加炭材を製造する時に使用するＰ
ＤＡは、水溶性および／または非水溶性金属研削油と反
応して軟化点が大幅に下がる。ＰＤＡの軟化点は６５℃
であるが、上記加炭材を製造するときに水溶性および／
または非水溶性金属研削油の重量が、例えば、ＰＤＡの
重量に対して約５〜２０％程度存在すると、ＰＤＡの軟
化点は常温以下に下がる。

【００１３】しかしながら、石炭系ピッチは水溶性お
よび／または非水溶性金属研削油と混合・加熱しても軟
化点の下がり方は小さい。 一方、原料の混合・加熱により原料配合時の水分（通
常１０〜２０wt.%程度）を所定値（通常０．５〜１．５
wt.%程度）まで脱水した後に成型機に装入する。そこ
で、上記水分を効率的に蒸発させるためには１００℃超
え程度に加熱するのが望ましい。このように加熱され
０．５〜１．５wt.%程度まで脱水された成型用原料は、
９０〜１００℃程度で成型機に装入され、６０〜７０℃
程度で排出されるのが熱的にも生産性的にも効率的であ
る。成型用原料に混入・添加された状態で、バインダー
の軟化点が、成型用原料のこれらの時点での温度範囲内
（６０〜１００℃の範囲内）よりも低いと、加炭材はブ
リケット等に正常に成型されない。従って、バインダー
の軟化点は、原料と混合された状態で約６０℃以上であ
ることが必要である。そしてこのような条件を満たすバ
インダーとして、石炭系ピッチが適していることがわか
った。

【００１４】この発明は、上述した知見に基づきなされ
たものであって、この発明の要旨は次の通りである。請
求項１記載の冶金用低水分低硫黄加炭材の製造方法は、
（ａ）少なくとも粒状炭材と、水溶性金属研削油および
非水溶性金属研削油の内少なくとも１種が付着した研削
鋼屑とを含む主原料に、バインダーとして７０〜２００
℃の範囲内の軟化点をもつ石炭系ピッチを添加し、混合
し、加熱し、そして脱水して冶金用加炭材の成型用原料
を調製する工程。但し、石炭系ピッチの添加量を、主原
料の全装入量の４〜８wt.%の範囲内とすること、およ
び、（ｂ）上記成型用原料を成型機により成型体に成型
する工程からなることに特徴を有するものである。

【００１５】請求項２記載の冶金用低水分低硫黄加炭材
の製造方法は、請求項１の発明において、主原料とし
て、微粒状炭材と、微粒鉄粉と、水溶性金属研削油およ
び非水溶性金属研削油の内少なくとも１種が付着した研
削鋼屑とを含む混合物を使用することに特徴を有するも
のである。

【００１６】請求項３記載の冶金用低水分低硫黄加炭材
の製造方法は、請求項２の発明において、微粒状炭材と
してコークス消火設備で捕集される粉を使用し、微粒鉄
粉として転炉ＯＧダストを使用することに特徴を有する
ものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】次に、この発明を、図面を参照し
ながら説明する。図１に、この発明の冶金用低水分低硫
黄加炭材を製造するために使用する設備例の概略縦断面
フロー図を示す。この設備による加炭材の製造は、混合
機４で１回分の装入原料を処理し、次いで成型機１１で
ブリケット１０に成型するというバッチタイプで行な
う。

【００１８】所定の主原料１およびバインダー１２を、
原料ホッパー３ａから装入ホッパー３ｂへ適量づつ、ベ
ルトコンベア２ａにより供給し、所定割合で配合された
原料１’を調製し、貯留する。配合済み原料１’を装入
ホッパー３ｂからベルトコンベア２ｂで搬送し、混合機
４の処理槽５へ装入する。処理槽５に装入された配合済
み原料１’は高速回転する撹拌羽根８および１５で激し
く混合され、摩擦熱で昇温され、十分に混合される。更
にこの際、バインダーの石炭系ピッチと水溶性金属研削
油とが反応して発熱することを、ビーカー試験および予
備試験で確認した。混合機４では配合済み原料１’中の
水分を所定値まで蒸発させるために、外部加熱装置９で
適切な温度、例えば１００℃を若干超える温度まで加熱
する。加熱源は蒸気配管９ａにより蒸気を供給してい
る。処理槽５は密閉状態にしてあり、水分蒸発により内
圧が高まるので、適宜、排気管１３から蒸気を放出す
る。

【００１９】このようにして混合機４による混合、加熱
および脱水処理が行われた原料１”を、処理槽５から成
型機装入ホッパー１９へベルトコンベア２ｃにより供給
し、貯留する。成型機装入ホッパー１９内の原料１”の
温度は１００℃前後になっており、水分は１．０wt.%程
度に調整するのが望ましい。このように調製された成型
用原料１”を成型機としてのロール式成型機１１に装入
する。成型機はその他の例えばデスク式成型機でもよ
い。ロール式成型機１１に装入された原料１”は圧縮成
型され所定形状のブリケット１０に成型される。ブリケ
ット１０に圧縮成型される過程で、過多の水分が絞り出
されモールド（図示せず）に設けられた脱水溝（図示せ
ず）から排出される。ロール式成型機１１から排出され
たブリケット１０の温度は７０℃前後であり、自然放冷
等の間に水分は更に下がり、０．５wt.%以下となる。

【００２０】なお、成型機から排出された成型体の温度
が６０℃未満となるような操業条件で加炭材を製造する
と、成型体が割れ、粉が多くなり生産性および熱効率が
下がりコストも高くなる。従って、成型直後の成型体の
温度は６０℃以上に限定するのが望ましい。

【００２１】以上のようにして、冶金用加炭材としての
所定の性状を有するブリケットを製造することができ
る。次に、この発明の冶金用低水分低硫黄加炭材の製造
方法を上述した条件に限定した理由について説明する。

【００２２】（イ）主原料に少なくとも微粒状炭材を含
むこと：炭材の形状が塊状乃至片状であると、原料を均
一に混合し、成型体内の炭素を均一に分布させることが
困難である。従って、原料炭材の形態は粒状でなければ
ならない。また、他の固体状原料と粒径が近似している
ことが望ましい。そして溶湯に添加された加炭材が速や
かに、歩留よく溶解するためには微粒であることが必要
である。粒径は３ｍｍ以下であることが望ましく、一層
望ましくは、１ｍｍ以下がよい。

【００２３】（ロ）主原料に少なくとも水溶性および／
または非水溶性金属研削油が付着した研削鋼屑を含むこ
と：水溶性および／または非水溶性金属研削油は混入し
た不純物である。研削鋼屑から上記油を洗浄除去すると
費用がかかり、また、洗浄使用済み液の処理にも費用が
かかる。そこで、上記油が混入したまま研削鋼屑を有効
利用することが必要である。

【００２４】研削鋼屑は通常、ＳやＰ等の不純物元素の
含有率が低い。研削鋼屑は一旦精錬により各種不純物が
除去された鋼材から発生するものであるからである。更
に研削鋼屑は、他の原料と均一に混合しなければならな
い。研削屑は一般に小さな粒状乃至粉状である場合が多
い。このように研削鋼屑は上記炭材と類似の形態である
から望ましい形態であるといえる。更に望ましくは、粒
径１ｍｍ以下がよい。

【００２５】また、鋼屑は密度が大きいので、密度の小
さい炭材を含む加炭材の密度を増大させ、加炭材投入時
にスラグ層を抜けて溶湯に深く進入させるのに効果的で
ある。

【００２６】（ハ）バインダーとして７０〜２００℃の
範囲内の軟化点をもつ石炭系ピッチを添加すること：上
述したように、石炭系ピッチは水溶性および／または非
水溶性研削油と反応しても軟化点が下がる程度は小さ
い。図２は、バインダーとしてのＰＤＡおよび石炭系ピ
ッチ（軟化点：２００℃、１０８℃、８０℃および６０
℃）が、水溶性および／または非水溶性金属研削油と接
触した場合の各々の軟化点降下の状況を説明する図であ
る。バインダーと混合される水溶性および／または非水
溶性研削油の量が増えると、軟化点降下量も大きくな
る。軟化点降下量は石炭系ピッチでは小さいが、ＰＤＡ
では大きい。

【００２７】図２を参照しながら同図に記載した石炭系
ピッチＡ、Ｂ、ＣおよびＤをバインダーとして含油鋼屑
と併用した場合の操業状況を説明する。 Ａ：軟化点２００℃の石炭系高ピッチの場合 研削油の添加量が多い場合（０．５〜１．１wt.%）に使
用する。ピッチの軟化点は図示したように低下する。例
えば、研削油０．９wt.%添加の場合、ピッチの軟化点は
１２０℃に低下する。そこで、ＫＢミキサー内の配合原
料を１３０〜１４０℃に加熱する。そして、成型直前で
の温度は１２０〜１３０℃に低下し、成型状態は良好で
ある。欠点は、配合原料を１３０〜１４０℃まで加熱す
るため、電力使用量が多くかかると共に、処理時間が延
びることであり、生産性も低下する。

【００２８】Ｂ：軟化点１０８℃の石炭系高ピッチの場
合 研削油の添加量が０〜０．５wt.%の場合に使用する。ピ
ッチの軟化点は図示したように低下する。例えば、研削
油０．２wt.%添加の場合、ピッチの軟化点は９０℃に低
下し、研削油０．３wt.%添加の場合、ピッチの軟化点は
８０℃に低下する。ＫＢミキサー内の配合原料の温度
は、水分を除去するために１００℃以上にする必要があ
るので、１００〜１１０℃の範囲内にする。そして、成
型直前での温度は９０〜１０５℃に低下し、成型状態は
良好である。また、生産性も良好である。

【００２９】Ｃ：軟化点８０℃の石炭系中ピッチの場合 研削油の添加量が０．３wt.%未満の場合に使用する。ピ
ッチの軟化点は図示したように低下する。例えば、研削
油０．２wt.%添加の場合、ピッチの軟化点は６０℃強に
低下する。従って、ＫＢミキサー内の配合原料の加熱温
度は７０℃程度以上であればバインダーは十分軟化する
が、水分を０．５〜１．５wt.%の範囲内に確保するため
１００℃以上にし、１００〜１１０℃の範囲内にする。
そして、成型直前での温度は９０〜１０５℃に低下し、
成型状態は良好である。

【００３０】Ｄ：軟化点６０℃の石炭系軟ピッチの場合 研削油の添加量が０．１wt.%未満の場合に限定される。
ピッチの軟化点は図示したように低下する。例えば、研
削油０．１wt.%未満添加の場合、ピッチの軟化点は５０
℃付近まで低下する。従って、ＫＢミキサー内の配合原
料の加熱温度は６５℃程度以上であればバインダーは十
分軟化するが、水分を０．５〜１．５wt.%の範囲内に確
保するため１００℃以上にし、１００〜１１０℃の範囲
内にする。成型直前での温度が１００℃を超えていると
きは１００℃以下になるまで放冷すると、９０〜１００
℃になる。この場合、ブリケットは一応成型されたが、
成品は軟らかく脆い。

【００３１】一方、加炭材の製造工程において、成型機
から排出された成型体の温度は、上述した通り、生産性
および熱効率の観点から５０℃以上にするのが望まし
い。これに伴い成型体中のバインダーの温度も５０℃以
上になっている。もし、バインダーの軟化点が６０℃未
満であると、図２からわかるように水溶性および／また
は非水溶性金属研削油との混合により当該バインダーの
軟化点は５０℃未満に下がる場合が発生すると推定され
る。

【００３２】ところが、成型機から排出された成型体中
のバインダーの軟化点が、５０℃以下に低下している場
合には、成型直後、成型ロールから排出され、ベルトコ
ンベア上に落下する時、成型体内部の温度はまだ高いの
で内部のバインダーが全面的に凝固していないため、バ
インダーの機能が発揮されていない。従って、上記成型
体は割れ易く、正常な形状を維持することができない。
また、加炭材が製鋼炉等で使用される準備工程では一般
に常温よりもかなり高温環境（約５０℃）に曝されるの
で、加炭材が軟化したり圧潰したりする危険性がある。
従って、この観点からも、水溶性および／または非水溶
性金属研削油と接触する前のバインダーの軟化点は６０
℃以上でなければならない。しかしながら、図２の説明
で上述したように、軟化点６０℃の石炭系軟ピッチの場
合には、ブリケット成品は軟らかく脆い。従って、バイ
ンダーとしては、軟化点が７０℃以上の石炭系ピッチが
必要であることがわかった。

【００３３】次に、バインダーの軟化点の上限ついて述
べる。加炭材の製造工程において、成型機による圧縮成
型時にバインダーが軟化状態にあり、バインダーの機能
を発揮することを前提にするので、成型機の上流にある
混合機内の原料温度は、バインダーの軟化点が高くなる
ほど高くしなければならない。しかしながら、混合機内
の原料温度を高く加熱するほど、その時間を要し且つエ
ネルギーを多量に要する。また、混合機の設備的耐熱限
界温度を高くしなければならない。更に、成型機の寿命
が短くなる等の不利益が生ずる。

【００３４】上記生産性およびコスト上の観点、並び
に、図２に示した軟化点の降下現象を考慮して、バイン
ダーの軟化点の上限を２００℃とする。従って、以上よ
りバインダーとしては石炭系ピッチを使用し、その軟化
点が７０〜２００℃の範囲内のものに限定する。

【００３５】（ニ）バインダーとしての石炭系ピッチの
添加量を、主原料装入量の４〜８wt.%の範囲内にするこ
と：石炭系ピッチの添加量を主原料装入量の４wt.%未満
にすると、成型品である加炭材の圧潰強度が劣り、耐粉
化性が劣り、バインダーの機能が十分には発揮されな
い。一方、バインダー添加量が多くなるほど原料混合時
の撹拌負荷が大きくなり、生産性が下がると共に原料コ
ストおよび運転コストが高くなる。しかも一定量以上添
加しても、バインダーの機能は飽和する。そこで、本発
明においては、バインダーの添加量の上限を主原料装入
量の８wt.%とする。

【００３６】（ホ）望ましくは、主原料の一部として、
研削鋼屑の他に、微粒鉄粉を使用すること、そして微粒
鉄粉として、転炉ＯＧダストの使用が望ましいこと：微
粒鉄粉も、研削鋼屑と同様に密度が大きいので、密度の
小さい炭材を含む加炭材の密度を増大させ、加炭材投入
時にスラグ層を抜けて溶湯に深く進入させるのに効果的
である。また、溶湯に溶解して鉄源として寄与する。

【００３７】鉄源の形態が塊状、棒状あるいは板状等で
あると、研削鋼屑と均一に混合せず、成型体内の炭素を
均一に分布させることが困難である。従って、原料炭材
の形態は粒状でなければならない。また、他の固体状原
料と粒径が近似していることが望ましい。そして溶湯に
添加されたときに速やかに溶解し、溶け残りが発生しな
いようにして炭素歩留を良好に且つ安定させるためには
微粒であることが必要である。望ましくは、粒径１ｍｍ
以下がよい。

【００３８】転炉ＯＧダストは、主成分がメタリック鉄
と酸化鉄とからなる粒径約３ｍｍ以下の微粒鉄粉であ
る。製鉄所の転炉工場で大量に回収されるので原料供給
が安定しており、鉄源のリサイクル利用面からも、加炭
材の主原料として望ましいものである。

【００３９】（ヘ）望ましくは、主原料の一部として、
粒状炭材としてコークス消火設備で捕集される粉（ＣＤ
Ｑ粉）を、転炉ＯＧダストおよび研削鋼屑とともに使用
すること：ＣＤＱ粉は、コークスの微粉からなり主成分
は炭素である。粒径は３ｍｍ以下である。従って、転炉
ＯＧダストおよび研削鋼屑と共に加炭材に配合されるこ
とにより、溶湯中への進入深さが確保され、炭素の添加
歩留は良好で安定する。また、製鉄所のコークス工場で
大量に回収されるので原料供給面でも安定しており、コ
ークスのリサイクル利用面からも、加炭材の主原料とし
て望ましいものである。

【００４０】

【実施例】本発明の冶金用低水分低硫黄加炭材の製造方
法を、実施例により更に詳細に説明する。

【００４１】主原料としてＣＤＱ粉、転炉ＯＧダストお
よび含水溶性油ベアリング研磨鋼粉を使用し、また、バ
インダーとして軟化点：２００℃、１０８℃、８０℃お
よび６０℃の石炭系固形ピッチ、並びに軟化点：６５℃
のＰＤＡを使用し、その添加量を適宜変化させた。

【００４２】主原料の配合割合は、いずれも水分ドライ
換算で、ＣＤＱ粉（粒径：０．０１〜３ｍｍ、揮発性物
質：０．８wt.%、全炭素：８８wt.%、Ｓ：０．６wt.
%）：３３wt.%、転炉ＯＧダスト（粒径：０．０３〜３
ｍｍ、Ｍ．Ｆｅ：７０±６wt.%、Ｔ．Ｆｅ：８６±５w
t.%、Ｓ：０．０３wt.%）：５０wt.%、および含水溶性
油ベアリング研磨鋼粉（粒径：０．００１〜１ｍｍ、
Ｍ．Ｆｅ：８８〜９０wt.%、水溶性油：１〜２wt.%、
Ｓ：０．０２wt.%）：１７wt.%とした。

【００４３】表１に、１チャージ当たりの主原料の重量
内訳および水分含有率を示す。主原料装入量は水分含有
状態で５００ｋｇである。そしてバインダー添加量は主
原料装入量の３．０wt.%、５．０wt.%および７．０wt.%
の３水準のいずれかを適宜選択した。

【００４４】

【表１】

【００４５】上記原料を使用し、図１に示した加炭材製
造設備を用い、上述した操業方法に準じて冶金用加炭材
の製造試験を行なった。主原料とバインダーとの配合原
料を調製し、混合機に装入した。混合機内原料の温度を
所定値に設定し、その温度まで昇温した時に混合を終了
した。次いで脱水された混合原料を成型機に装入しブリ
ケットに成型した。成型機はダブルロール型成型機、モ
ールドは内部形状が縦３０ｍｍ×横２５ｍｍ×厚さ７．
５ｍｍのアーモンド型モールドを使用した。

【００４６】表２に本発明の範囲内である実施例１〜２
０を、そして、表３に本発明の範囲外である比較例１〜
１１について、加炭材の製造条件を示す。試験条件は、
下記（Ａ）〜（Ｃ）の観点に応じて設定した。

【００４７】

【表２】

【００４８】

【表３】

【００４９】（Ａ）バインダーの種類が本発明の範囲内
および外であり、それに伴い各軟化点もそれぞれ本発明
の範囲内および外であり、バインダーの添加量は本発明
の範囲内で同一である場合の比較（実施例１〜１１と比
較例９〜１１との比較）、（Ｂ）バインダーの種類およ
び添加量はいずれも本発明の範囲内で同一であるが、バ
インダーの軟化点を本発明の範囲内から外まで変化させ
た場合（実施例１８〜２０：２００℃、実施例１〜１
１：１０８℃、実施例１５〜１７：８０℃、および比較
例１〜３：６０℃）、および、（Ｃ）バインダーの種類
および軟化点はいずれも本発明の範囲内で同一である
（石炭系固形ピッチ、軟化点：１０８℃）が、バインダ
ーの添加量を本発明の範囲内から範囲外の少ない添加量
まで変化させた場合（実施例１２〜１４：７％、実施例
１〜１１：５％、および比較例４〜８：３％）。

【００５０】このようにして製造された加炭材のブリケ
ットについて、外観を検査し、個重、見掛比重、圧潰強
度およびトロンメル強度を測定した。外観検査結果の表
記は、表４の通りである。

【００５１】

【表４】

【００５２】トロンメル強度は、ブリケットを５ｋｇ、
直径５００ｍｍ×長さ５００ｍｍの回転ドラム試験機に
装入し、回転速度２４ｒｐｍで５０回転させた後、試料
を１０ｍｍの篩にかけ、篩上品の重量を測定し、｛篩上
品重量（ｋｇ）／５（ｋｇ）｝×１００（％）を計算し
て求めた値である。

【００５３】表２および３に、各試験の測定結果を併記
した。また、実施例５で得られたブリケットの化学成分
組成の分析結果を、表５に示す。

【００５４】

【表５】

【００５５】更に、ブリケットの撥水性および着磁性の
有無を試験した。上記試験より下記事項が明らかであ
る。 バインダーの添加量を５wt.%で一定とし、種類が本発
明の範囲外のものであり、その軟化点が６５℃で本発明
の範囲より低いＰＤＡを使用すると（比較例９〜１
１）、混合機内においてＰＤＡが水性金属研削油と反応
して軟化点が著しく低下した。その結果、原料は成型機
で正常に成型されず、成型機から排出され、更に常温ま
で放冷されてもブリケットにならない。これに対して、
バインダーの種類および軟化点共に本発明の範囲内であ
る、軟化点が２００℃、１０８℃および８０℃の石炭系
固形ピッチ（それぞれ、実施例１８〜２０、実施例１〜
１１および実施例１５〜１７）を使用した場合には、混
合機内で原料を、研削油により降下したバインダーの軟
化点より若干高い温度（それぞれ、１３５℃前後、１１
０℃および１００℃）まで加熱すれば、水分も適切に除
去され、成型機で圧縮成型され、外観が良好で、見掛比
重、圧潰強度およびトロンメル強度に優れたブリケット
が成型される。

【００５６】バインダーの種類が本発明の範囲内の石
炭系ピッチであり、且つその添加量も本発明の範囲内で
あっても、その軟化点が本発明の範囲よりも低い（６０
℃）場合には（比較例１〜３）、ブリケットの外観に混
合原料の粉体が付着して光沢がなく、また圧潰強度およ
びトロンメル強度共に優れたものとはいえない。これに
対して、バインダーの種類、軟化点および添加量がすべ
て本発明の範囲内にあるものは、バインダーの軟化点が
やや低目の８０℃の場合（実施例１５〜１７）であって
も、得られたブリケットの性状特性はいずれも優れたも
のである。

【００５７】バインダーの種類が本発明の範囲内の石
炭系ピッチであり、且つその軟化点も本発明の範囲内の
１０８℃であっても、その添加量が本発明の範囲よりも
少ない３wt.%の場合には（比較例４〜８）、バインダー
の結合機能が十分には発揮されず、ブリケットの外観に
粉体が若干残留し、圧潰強度およびトロンメル強度共に
劣る。これに伴い見掛比重も僅かに低下している。これ
に対して、バインダーの種類、軟化点および添加量がす
べて本発明の範囲内にあるものは、得られたブリケット
の性状特性はいずれも優れたものである（実施例１〜１
４）。この際、バインダーの添加量が５wt.%から７wt.%
に増えてもブリケットの圧潰強度やトロンメル強度にお
いて明確な向上効果は見られず、バインダーの結合機能
は飽和傾向を示している。

【００５８】本発明の製造方法により得られたブリケ
ットの化学成分組成は、主原料に転炉ＯＧダストおよび
鋼屑を使用しているのでＳおよびＰ等の不純物が少な
く、また、水分も低く、良好である（表５参照）。

【００５９】なお、ブリケットの撥水性および強力な着
磁性は、実施例および比較例のすべての場合に得られ
た。

【００６０】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
下記効果が得られる冶金用低水分低硫黄加炭材の製造方
法を提供することができ、工業上有用な効果がもたらさ
れる。

【００６１】１．ベアリング等鉄鋼製品の製造過程中、
研削工程で大量に発生する水溶性および／または非水溶
性研削油と研削鋼屑との混合物に含まれる鉄分を、冶金
用加炭材の原料の一部として有効利用することができ
る。

【００６２】２．上記含油鋼屑を冶金用加炭材の原料と
するに際しては、上記鋼屑を洗浄・分離せず未処理のま
ま使用することができるので、処理コストがかからず、
また、環境保全にも寄与する。

【００６３】３．本発明の方法におけるバインダーを含
油原料と併用すると、バインダーの軟化点が降下して１
００℃に比較的近くなる場合には、加炭材製造工程にお
ける混合機内部での配合原料加熱温度を、上記降下後軟
化点の直上程度の温度まで加熱すれば、混合機内部原料
の脱水処理（０．５〜１．５wt.%水分）に対しても、特
に効率的であり、同時に生産性も向上する。

【００６４】４．バインダーとしての石炭系ピッチと水
溶性および／または非水溶性金属研削油との反応により
発熱するので、この発熱エネルギーを加炭材製造工程に
おける原料加熱に利用することができ、省エネルギーに
寄与する。

【００６５】５．加炭材の原料の一部に鋼屑を利用する
ので、ＳやＰのような鋼材に有害な不純物の含有率が低
い加炭材を、安価に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の冶金用低水分低硫黄加炭材を製造す
るために使用する設備例のフローを示す概略縦断面図で
ある。

【図２】バインダーとしてのＰＤＡおよび石炭系ピッチ
が、水溶性および／または非水溶性金属研削油と接触し
た場合の各々の軟化点降下の状況を説明する図である。

【符号の説明】

１ 原料 １’ 配合済み原料 １” 成型用に処理された原料 ２ａ，２ｂ，２ｃ ：ベルトコンベア ３ａ 原料ホッパー ３ｂ 装入ホッパー ４ 混合機 ５ 処理槽 ６ 温度計 ７ 圧力計 ８ 撹拌羽根 ９ 外部加熱装置 ９ａ 蒸気配管 １０ ブリケット １１ ロール式成型機 １２ バインダー １３ 排気管 １４ 調圧弁 １５ 撹拌羽根 １６ 原動機 １７ 減速機 １８ 排出口 １９ 成型機装入ホッパー ２０ 製品コンベア ２１ 接触温度計

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記（ａ）および（ｂ）の工程からなる
   ことを特徴とする冶金用低水分低硫黄加炭材の製造方
   法。 （ａ）少なくとも微粒状炭材と、水溶性金属研削油およ
   び非水溶性金属研削油の内少なくとも１種が付着した研
   削鋼屑とを含む主原料に、バインダーとして７０〜２０
   ０℃の範囲内の軟化点をもつ石炭系ピッチを添加し、混
   合し、加熱し、そして脱水して冶金用加炭材の成型用原
   料を調製する工程。但し、前記石炭系ピッチの添加量
   を、前記主原料の全装入量の４〜８wt.%の範囲内とす
   る。 （ｂ）前記成型用原料を成型機により成型体に成型する
   工程。
2. 【請求項２】 前記主原料として、微粒状炭材と、微粒
   鉄粉と、水溶性金属研削油および非水溶性金属研削油の
   内少なくとも１種が付着した研削鋼屑とを含む混合物を
   使用することを特徴とする請求項１記載の冶金用低水分
   低硫黄加炭材の製造方法。
3. 【請求項３】 前記微粒状炭材としてコークス消火設備
   捕集粉を使用し、前記微粒鉄粉として転炉ＯＧダストを
   使用することを特徴とする請求項２記載の冶金用低水分
   低硫黄加炭材の製造方法。