〔实施例〕
实施例1
对于图1的流程图所示的合成树脂的处理、吹入设备,将以薄片状合成树脂为主体的合成树脂(A)以2.5t/hr的比例,将以块状合成树脂为主体的合成树脂(B)以5t/hr的比率分别供应,加工处理成颗粒状合成树脂(a)及(b),将其在存贮筒仓混合后,通过气力输送管,气力输送至高炉,和煤粉一起从风口部吹入到炉内。此时的合成树脂的加工及供应条件和高炉的工作条件如下。
(1)合成树脂的加工条件
(1-1)合成树脂(A)
依照图1的流程粗破碎后,用上述③的方法进行收缩固化-颗粒化处理,加工成颗粒外径为6mm以下的颗粒状合成树脂(a),将其输送到存贮筒仓。
(1-2)合成树脂(B)
依照图1的流程实施一级破碎、二级破碎以及粉碎处理,加工成颗粒外径为6mm以下的颗粒状合成树脂(b),将其输送到存贮筒仓。
(2)颗粒状合成树脂的气力输送条件
将被装入在存贮筒仓内的颗粒状合成树脂(a)及(b)的混合体从筒仓定量地取出,将其移送到气力输送供应设备,按下述条件,将颗粒状合成树脂从气力输送设备气力输送到高炉风口部,吹入炉内。
气力输送气体:空气
气力输送气体吹入流量:1300Nm3/hr
颗粒状合成树脂的吹入量:7.5t/hr
固气化:4.5kg/kg
(3)高炉工作条件
出铁量:9000t/日
焦化比:447kg/t·pig
风口颗粒状合成树脂的吹入量:20kg/t·pig
煤粉吹入量:100kg/t·pig
送风量:7260Nm3/分
氧富集率:4%
送风温度:1000℃
经7天实施以上颗粒状合成树脂向炉内的吹入的结果,对高炉自身的运行完全无障碍,也几乎未发生颗粒状合成树脂在存贮筒仓的取出部或气力输送管处的堵塞等供应故障。
实施例2
对于图1流程图所示的合成树脂的处理、吹入用试验设备,分别将以薄片状合成树脂为主体的合成树脂(A)以14.6kg/hr的比例,将以块状合成树脂为主体的合成树脂(B)以29.2kg/hr的比例供应,加工处理成颗粒状合成树脂(a)及(b),在存贮筒仓内将其混合后,通过气力输送管,气力输送到碎片熔解用试验炉(立式炉),和煤粉一起从风口部吹入炉内。在该实施例中,使用了在炉体的多个风口部具有图8所示构造的燃烧器的碎片熔解用试验炉(内容积为2.5m3、生铁生产量为10t/日)。在图7及图8所示的试验炉中,25为炉顶部、26为原料装入装置、27为炉顶部的开闭装置、28为排气体通道、29为风口部、30为设在风口部的燃烧器,从风口部燃烧器30的径向中心或其附近的固体燃料吹入部a向炉内吹入煤粉PC和颗粒状合成树脂SR、从其周围的氧气吹入部b向炉内吹入常温氧气,同时,作为燃烧温度调整用的冷却剂,吹入了水蒸汽。
合成树脂的加工及供应条件和碎片熔解用试验炉的工作条件如下所述。
(1)合成树脂的加工条件
与实施例1相同。
(2)颗粒状合成树脂的气力输送条件
定量地从筒仓内取出装入在存贮筒仓内的颗粒状合成树脂(a)及(b)的混合体,将其移送至气力输送供应设备,在下述条件下将颗粒状合成树脂从气力输送供应设备气力输送到高炉的风口,吹入炉内。
气力输送气体:空气
气力输送气体吹入流量:7.6Nm3/hr
颗粒状合成树脂的吹入量:43.8kg/hr
固气比:4.5kg/kg
(3)碎片熔解用试验炉的工作条件
出铁量:10t/日
焦化比:265kg/t·pig
转炉渣比:121kg/t·pig
硅石比:5kg/t·pig
风口:颗粒状合成树脂的吹入量:105kg/t·pig
煤粉吹入量:175kg/t·pig
送风氧气量:206Nm3/t·pig
蒸汽量:7Nm3/t·pig
7天实施将以上的颗粒状合成树脂吹入炉内的结果,对碎片熔解用试验炉的运转本身完全没有障碍,且也几乎未发生颗粒状合成树脂在存贮筒仓取出口和气力输送管处的堵塞等供应故障。
实施例3
对于图1的流程图所示的合成树脂的处理、吹入用设备,在表1、表3、表5所示的运转例1~10的条件下,分别供应以薄片状合成树脂为主体的合成树脂(A)和以块状合成树脂为主体的合成树脂(B),分别加工成颗粒状合成树脂(a)及(b)。加工处理后的合成树脂如表1表3、表5所示,包含聚乙烯、聚丙烯等热可塑性树脂以外,还包含聚对苯二甲酸乙二醇脂(PET)、ABS树脂、聚氯乙烯树脂(PVC),作为其它树脂,还包含氨基甲酸乙酯树脂、酚醛树脂等热硬化树脂、添加有邻苯二甲酸树脂那样的可塑剂、三甲基磷酸酯、2,3-二溴丙烷等那样的难燃剂、玻璃纤维、炭酸钙、氧化铝、粘土等的树脂、包含有其它各种添加剂。另外,作为无机物,包含有粘附有合成树脂的土砂等。合成树脂的加工条件与实施例1相同。
将加工处理后的颗粒状合成树脂(a)及(b)在存贮筒仓内混合后,通过气力输送管气力输送到高炉的风口部,通过废塑料吹入切口(φ=25mm)吹入到炉内。颗粒状合成树脂的气力输送条件如下所述。另外,在各生产例1~10中,将加工处理后供给至炉内的合成树脂的性状用图1、图3及图5表示。
气力输送用气体:空气
气力输送用气体的吹入流量:650~2600Nm3/hr
颗粒状合成树脂的吹入量:3.75~15.0t/hr
固气比:4.5kg/kg
生产例1~4
对于合成树脂的处理、吹入用设备,在表1所示的条件下,将以薄片状合成树脂为主的合成树脂(A)以2.5t/hr、块状合成树脂为主的合成树脂(B)以5.0t/hr的比例分别供应,加工处理成颗粒状合成树脂(a)及(b),在存贮筒仓内将其混合后,气力输送至高炉,吹入进炉内(气力输送气体吹入流量为1300Nm3/hr)。高炉的工作条件用表2表示。
7天实施这样的将颗粒状合成树脂向炉内的吹入,其结果,对高炉自身的运行完全无障碍,也几乎未发生颗粒状合成树脂在存贮筒仓的取出口和气力输送管中的堵塞等供应故障。
对于合成树脂的处理、吹入用设备,在表3所示的条件下,将以薄片状合成树脂为主的合成树脂(A)以1.5t/hr、块状合成树脂为主的合成树脂(B)以6.0t/hr的比例分别供应,加工处理成颗粒状合成树脂(a)及(b),在存贮筒仓内将其混合后,气力输送至高炉,吹入进炉内(气力输送气体吹入流量为1300Nm3/hr)。高炉的工作条件用表4表示。
7天实施这样的将颗粒状合成树脂向炉内的吹入,其结果,对高炉自身的运行完全无障碍,也几乎未发生颗粒状合成树脂在存贮筒仓的取出口和气力输送管中的堵塞等供应故障。
生产例6
对于合成树脂的处理、吹入用设备,在表3所示的条件下,将以薄片状合成树脂为主的合成树脂(A)以3.0t/hr、块状合成树脂为主的合成树脂(B)以4.5t/hr的比例分别供应,加工处理成颗粒状合成树脂(a)及(b),在存贮筒仓内将其混合后,气力输送至高炉,吹入进炉内(气力输送气体吹入流量为1300Nm3/hr)。高炉的工作条件用表4表示。
7天实施这样的将颗粒状合成树脂向炉内的吹入,其结果,对高炉自身的运行完全无障碍,也几乎未发生颗粒状合成树脂在存贮筒仓的取出口和气力输送管中的堵塞等供应故障。
生产例7
对于合成树脂的处理、吹入用设备,在表3所示的条件下,将以薄片状合成树脂为主的合成树脂(A)以5.0t/hr、块状合成树脂为主的合成树脂(B)以2.5t/hr的比例分别供应,加工处理成颗粒状合成树脂(a)及(b),在存贮筒仓内将其混合后,气力输送至高炉,吹入进炉内(气力输送气体吹入流量为1300Nm3/hr)。高炉的工作条件用表4表示。
7天实施这样的将颗粒状合成树脂向炉内的吹入,其结果,对高炉自身的运行完全无障碍,也几乎未发生颗粒状合成树脂在存贮筒仓的取出口和气力输送管中的堵塞等供应故障。
生产例8
对于合成树脂的处理、吹入用设备,在表5所示的条件下,将以薄片状合成树脂为主的合成树脂(A)以1.5t/hr、块状合成树脂为主的合成树脂(B)以2.25t/hr的比例分别供应,加工处理成颗粒状合成树脂(a)及(b),在存贮筒仓内将其混合后,气力输送至高炉,吹入进炉内(气力输送气体吹入流量为650Nm3/hr)。高炉的工作条件用表6表示。
7天实施这样的将颗粒状合成树脂向炉内的吹入,其结果,对高炉自身的运行完全无障碍,也几乎未发生颗粒状合成树脂在存贮筒仓的取出口和气力输送管中的堵塞等供应故障。
生产例9
对于合成树脂的处理、吹入用设备,在表5所示的条件下,将以薄片状合成树脂为主的合成树脂(A)以4.50t/hr、块状合成树脂为主的合成树脂(B)以6.75t/hr的比例分别供应,加工处理成颗粒状合成树脂(a)及(b),在存贮筒仓内将其混合后,气力输送至高炉,吹入进炉内(气力输送气体吹入流量为1930Nm3/hr)。高炉的工作条件用表6表示。
7天实施这样的将颗粒状合成树脂向炉内的吹入,其结果,对高炉自身的运行完全无障碍,也几乎未发生颗粒状合成树脂在存贮筒仓的取出口和气力输送管中的堵塞等供应故障。
生产例10
对于合成树脂的处理、吹入用设备,在表5所示的条件下,将以薄片状合成树脂为主的合成树脂(A)以5.5t/hr、块状合成树脂为主的合成树脂(B)以9.5t/hr的比例分别供应,加工处理成颗粒状合成树脂(a)及(b),在存贮筒仓内将其混合后,气力输送至高炉,吹入进炉内(气力输送气体吹入流量为2600Nm3/hr)。高炉的工作条件用表6表示。
7天实施这样的将颗粒状合成树脂向炉内的吹入,其结果,对高炉自身的运行完全无障碍,也几乎未发生颗粒状合成树脂在存贮筒仓的取出口和气力输送管中的堵塞等供应故障。
实施例4
将作为次品和用完被废弃的磁卡(包含作为合成材料使用了纸等的卡类、作为记忆媒体组合有IC的卡类)供给图1的流程图所示的合成树脂的处理、吹入用设备,加工处理后,气力输送至高炉,吹入炉内。
磁卡出于多种多样的目的被使用,根据其厚度大致可分为以下2类。
(1)厚度0.5mm以上:现金卡、各种证明用卡等,
(2)厚度不满0.5mm:电话卡、券、票、各种预付货款卡
根据事前的试验等调查结果,关于上述磁卡类,如单纯地破碎厚度不满0.5mm的卡类,则变成鱼鳞状的小薄片,在气力输送管的箱内加压时,小薄片之间相粘紧,使空孔消失,破碎片间的滑动也没了,充气也变坏,为此容易产生搭接等供给故障。为此,在本实施例中,将厚度未满0.5mm的上述(2)的卡类作为薄片状合成树脂为主的合成树脂(A),将厚度为0.5mm以上的上述(1)的卡类作为块状合成树脂为主的合成树脂(B)予以分开,在图1的流程图所示的合成树脂的处理、吹入用设备中,分别将其加工成颗粒状合成树脂(a)及(b)。
将加工处理后的颗粒状合成树脂(a)及(b)在存贮筒仓内混合后,通过气力输送管气力输送到高炉风口部,通过废塑料吹入切口(φ=25mm)吹入炉内。
合成树脂的加工及气力输送条件和高炉的工作条件如下所示。
(1)合成树脂的加工条件
与实施例1相同
(2)颗粒状合成树脂的气力输送条件
定量地从筒仓内取出装入在存贮筒仓内的颗粒状合成树脂(a)及(b)的混合体,将其移送至气力输送供应设备,在下述条件下将颗粒状合成树脂从气力输送供应设备气力输送到高炉的风口,吹入炉内。
气力输送气体:空气
气力输送气体吹入量:1200Nm3/hr
颗粒状合成树脂的吹入量:62.5kg/min
固气比:2.4kg/kg
(3)高炉的工作条件
出铁量:9000t/日
送风量:7260Nm3/min
氧气富集率:4%
送风温度:1200℃
焦化比:447kg/t·pig
煤粉吹入量:100kg/t·pig
颗粒状合成树脂的吹入量:10kg/t·pig
以上的颗粒状合成树脂向炉内的吹入实施了2天,其结果,对高炉自身的作业完全无障碍,也几乎未发生颗粒状合成树脂在存贮筒仓取出部和气力输送管中产生堵塞等供应故障。
实施例5
从作为废弃物被回收的塑料瓶容器类中只分出聚对苯二甲酸乙二醇脂(PET)瓶容器,将其加工处理,气力输送至高炉,吹入炉内。PET瓶的识别,使用市场销售的材质判别装置(东亚电波工业(株)制造)或用手工作业进行。
在生产例1中,将PET瓶只供应给图1的流程图所示的合成树脂的处理、吹入用设备的加工处理生产线Y,在附着盖子和标签的状态下全部破碎成6mm以下外径的颗粒(但金属盖子则破碎后被磁选机除去)、气力供给高炉,吹入炉内。
在生产例2中,将PET瓶只供应给图1的流程图所示的合成树脂的处理,吹入用设备的加工处理生产线X,在附着盖子和标签的状态下全部破碎成6mm以下外径的颗粒(但金属盖子则破碎后被磁选机除去)、气力供给高炉、吹入炉内。
上述生产例1及生产例2的合成树脂的加工及气力输送条件和高炉的工作条件如下所述。
(1)合成树脂的加工条件
生产例1:与实施例1的(1-2)相同。
生产例2:与实施例1的(1-1)相同。
(2)颗粒状合成树脂的气力输送条件
在生产例1、生产例2中,将装入存贮筒仓的颗粒状合成树脂从筒仓中定量取出,将其移送到气力输送装置,在下述条件下,将颗粒状合成树脂从气力供给设备气力输送到高炉风口部,吹入炉内。
气力输送气体:空气
气力输送气体吹入量:1200Nm3/hr
颗粒状合成树脂的吹入量:62.5kg/min
固气比:2.4kg/kg
(3)高炉的工作条件
出铁量:9000t/日
送风量:7260Nm3/min
氧气富集率:4%
送风温度:1200℃
焦化比:447kg/t·pig
煤粉吹入量:100kg/t·pig
颗粒状合成树脂的吹入量:10kg/t·pig
以上生产实施2天的结果,在生产例1中,颗粒状合成树脂的向高炉的吹入量不安定(吹入量有脉动)、向炉内吹入颗粒状合成树脂的停止时间达到平均为4.6hr/day(小时/天)。调查结果,该吹入量的不安定成了颗粒状合成树脂从气力输送管的箱内取出不良的原因,具体地说,气力输送管的箱内被加压时,颗粒状合成树脂的破碎片(鱼鳞状小薄片)之间密切粘附,使空孔消失,破碎片间的滑动也没了,且充气也变坏,因此产生搭接等供给故障。
另一方面,在生产例2,象生产例1那样的颗粒状合成树脂的供给故障完全没有发生,对高炉自身的运转也完全不产生障碍。
根据上述的本发明的燃料吹入方法,可不拘泥塑料等合成树脂的形状,将其作为高炉或碎片熔解炉等炉的燃料来提供,因此,可望实现成为废弃物的合成树脂的大量处理和有效利用,另外,可大幅度降低高炉等炉的燃料成本。而且,可有效提高供给炉的合成树脂的流动性和输送性以及燃烧性,在高炉和碎片熔解炉中,不给炉的运行带来障碍,可将合成树脂作为燃料妥当地供应到炉内。
实施例-2
本发明的燃料吹入方法,根据上述的在废弃合成树脂类中存在薄片状合成树脂材料而使合成树脂事实上不可能作为炉燃料利用的知识,以下列步骤作为其基本特征:将应该供给到燃料中的合成树脂类,呈以薄片状合成树脂材料的主体的合成树脂和除此以外的合成树脂材料类分开的状态分别接受到加工处理生产线中,在分别不同的工序加工处理成适合于用气力输送的固体燃料的粒状物,再将经该加工后的粒状合成树脂材料气力输送至炉中。
并且,尤其是对于薄片状合成树脂材料,在以特定的方法对其加工时,可得到流动性、输送性及燃烧性都极好的粒状合成树脂材料,并且将这样的粒状合成树脂材料与块状合成树脂材料等的粉碎物混合,则可使合成树脂全体的流动性、输送性及燃烧性显著提高,根据这些知识,就形成了该燃料吹入方法的其它特征。
进而,特别是从高度确保由粒状合成树脂材料的存贮筒仓出来的排出性及在气力输送管内的输送性的观点来看,将粒状合成树脂材料的休止角做成特定的数值范围内,这是不可少的,根据这样的知识,就形成了该燃料吹入方法的其它特征。
图9是表示本发明的燃料吹入方法及设备的一例子的流程图,以下根据该流程图说明本发明。
在本发明中,将应供给燃料中的合成树脂类材料、呈以薄片状合成树脂材料为主体的合成树脂类(A)和除此以外(即:块状合成树脂材料为主体)的合成树脂材料(B)分开的状态分别接受到加工处理生产线中。此处,在合成树脂类(A)中,还可含有除薄片状合成树脂材料外的流动性、输送性都不好的其它形状的合成树脂材料,例如发泡塑料等。
而且,并非对薄片状合成树脂材料的特别限制,根据本发明者的实验确认,厚度在100μm以下的合成树脂薄片的流动性、输送性特别不好,所以在可分开的限度内,最好把厚度在100μm以下的合成树脂薄片分开成合成树脂类(A)。但是并不是说要限定这样的分开基准,而且,除了聚乙烯薄膜等极薄的材料外,可利用于所谓的小瓶中的比较厚的合成树脂类也可包含于合成树脂类(A)中。并且是否分开到合成树脂类(A)还要根据除厚度以外的下列因素:合成树脂的组成成分、材质(例如,在含有作为复合材料的合成树脂类以外的物质的场合,未含该物质的场合)、形状等。
另一方面,作为合成树脂类(B),虽然以板材等块状合成树脂材料为主体,但当然不仅限于此。
主要是应该考虑收集的合成树脂类的流动性、输送性,至少象聚乙烯薄膜一样的破碎处理后其流动性、输送性均极差的物质应分至合成树脂类(A),而与之相比,流动性、输送性更好的块状塑料一样的物质应分至合成树脂类(B),除此以外的物质在考虑流动性、输送性等后分至合成树脂类(A)、(B)之一即可。
并且,从燃料化系统全体来看,作为燃料应该供给的合成树脂类,没有必要从其中的薄片状合成树脂材料的总体中严密地分出合成树脂类(A);也没有必要从其中的块状合成树脂材料的总体严密地分出合成树脂(B),并且,如考虑废弃物的性质,这样的严密分开实际上也是困难的。从而,在合成树脂类(A)中含有某一程度的块状合成树脂材料等、或者合成树脂类(B)中含有某一程度的薄片状合成树脂材料等都是允许的。
在图9中,X表示以薄片状合成树脂材料为主体的合成树脂类(A)的加工处理生产线;而Y则表示以块状合成树脂材料为主体的合成树脂类(B)的加工处理生产线。在加工处理生产线X,由于热的作用而使合成树脂类(B)熔融或半熔融化后固化,从而加工成减容固化(减容=容积减小)的粒状合成树脂材料(a);另一方面,在加工处理生产线Y,合成树脂类(B)被粉碎处理而加工成粒状合成树脂材料(b)。
在加工处理生产线X,合成树脂类(A)根据需要而在破碎装置101中被破碎(或粗破碎)后,由输送带等的输送而被装入分离装置102,从合成树脂类(A)中,只将氯化乙烯树脂和氯化亚乙烯基等含氯高分子树脂分离除去。由于氯化乙烯树脂等的含氯高分子树脂比其它合成树脂的比重大(聚乙烯的比重:0.91~0.96、聚丙烯的比重:0.89~0.91左右,而氯化乙烯树脂比重:1.16~1.55左右),通常分离装置102由利用水等熔液的比重分离方式或离心分离方式等从合成树脂类(A)中分离含氯的高分子树脂材料。并且,在上述输送带输送途中由磁选机(用磁铁吸附铁屑等而将其除去的装置)将混入合成树脂类中的铁屑除去。另外,在合成树脂类(A)由后述的粒状固化装置103破碎处理的场合,就没有必要由上述破碎装置101进行破碎处理,从而在该场合也就没有必要设置破碎装置101。
在加工处理生产线X中的上述分离装置102可配置在比粒状固化装置103更靠上游侧的任意位置。
图10表示由比重分离方式构成的分离装置102的一个构成例子。合成树脂类(A)装入装有水的分离槽114中,在槽内被分离成沉降的氯化乙烯树脂等含氯高分子树脂材料和浮起的除此以外的合成树脂材料。沉降分离的含氯高分子树脂材料由适当的排出排出装置到槽外,经过过滤网115a与水分离后再排出系统外。另一方面,在槽内浮起的含氯高分子树脂材料以外的合成树脂由适当的排出装置排出槽外,经过滤网115b与水分离后,由干燥机116干燥,并被送到下一道工序。而且在图10中,117为排出在过滤网115a、115b中分离的水的排水箱。
而且,图11表示由离心分离方式构成的分离装置102的一构成例子。该装置包括:内部为中空的筒状或纺锤状的本体131;自如旋转地配置在该本体131内部的长度方向上的带螺杆丝杆的内筒体132;该内筒体回转驱动用的马达133。在该装置中,合成树脂材料和水等媒体的混合物从高速旋转的内筒体132的一端供给到其内部。混合物从设置在内筒体132的长度方向略中央处的开口134由离心力的作用向本体131的内部空间排出,以媒体的比重为界,分离出比其比重更大的重质量部分(含氯高分子树脂)和比重更小的轻质量部分(含氯高分子树脂以外的合成树脂类)。也就是说由于离心力作用,只有合成树脂材料中的重质量部分聚集在本体131的内壁面侧,其结果是轻质量部分和重质量部分在本体131的径向处于分离的状态。
内筒体132在以上述开口134为大致的界限的长度方向的一半部分上设置轻质量部分输送用螺杆丝杆135a,而在另一半部分上设置重质量部分输送用螺杆丝杆135b。这些螺杆丝杆135a、135b的螺旋方向相互逆向,由于内筒体132的旋转而使螺杆丝杆135a、135b分别向侧面的本体端部方向输送合成树脂。即:轻质量部分的合成树脂材料由叶轮较短的螺旋丝杆135a而输送至本体131的一侧的端部,并从排出口136a排出。另一方面,在本体131的内壁面侧聚集的重质量部分的合成树脂,由叶轮延伸至本体131的内壁面近旁的螺杆丝杆135b而输送至本体131的另一侧的端部,并从排出口136b排出。再者,水等媒体则从设置在本体131的大致中央部分的排出口137排出到装置外。
用这种装置,可以使分别分离成轻质量部分和重质量部分的合成树脂材料以水分非常少的状态排出至装置外。
在上述装置102将含氯高分子树脂材料分离除去的合成树脂类(A)装入粒状固化装置103中,在此加工成减容固化的粒状合成树脂材料(a)。
在上述粒状固化装置103中,例如可用以下①~③中任何方法进行合成树脂类(A)的减容固化-粒状化处理,从而得到粒状合成树脂材料(a)。
①加热合成树脂类(A)使其熔融后冷却而使其固化、再将该固化了的合成树脂裁断处理或粉碎处理的方法
②将合成树脂类(A)裁断或者破碎(该裁断或破碎不在粒状固化装置103内进行而可在上述破碎装置101中进行)、将该裁断或破碎了的合成树脂材料加热或者由上述裁断或破碎而产生的摩擦热使其半熔融化、将半熔融化了的合成树脂材料急剧冷却而使其收缩固化、此时使其收缩固化成粒状或者将收缩固化了的合成树脂进行粉碎处理而得到粒状合成树脂材料(a)的方法
③作为与上述②的方法一样,合成树脂类(A)由高速旋转的旋转刀裁断或破碎的同时,由该裁断或破碎而产生的摩擦热而使合成树脂材料半熔融化、然后将该半熔融化了的合成树脂材料由水喷雾等急剧冷却而使其收缩固化、此时使其收缩固化成粒状或者在收缩固化的同时由上述旋转刀进行粉碎处理、而得到粒状合成树脂材料(a)的方法
在这些方法中,①的方法的典型例子是这样一种方法:使合成树脂类(A)完全熔融、由挤压机将其线状等挤出成形后,裁断成粒状,从而得到粒状合成树脂(a),也可采用其它种种加工方法。
与此相对,②、③的方法是这样一种方法:不使合成树脂类(A)完全熔融、而从半熔融化的状态由水喷雾等进行急剧冷却而使其收缩固化,此时收缩固化成粒状或者将收缩固化的合成树脂粉碎处理成粒状而得到合成树脂材料(a)。本发明者们特别地用这样的②、③方法(尤其是③的方法)得到的粒状合成树脂材料(a),不应说薄片状合成树脂材料的粉碎物,就是与块状合成树脂材料的粉碎物比较也具有非常好的流动性和输送性,并且其燃烧性也非常好,再者将其与块状合成树脂的粉碎物混合使用,则该合成树脂全体的输送性及燃烧性都得到显著提高,从而在本发明的燃料吹入方法中,由粒状固化装置3用上述②或③的方法对合成树脂类(A)进行粒状收缩固化或收缩固化-粒状化处理,得到粒状合成树脂材料(a),这样是最理想的。
上述所得的粒状合成树脂材料(a),由筛分装置104进行筛分,只有在规定粒径以下(例如-6mm)者才通过路径125而送入存贮筒仓111。在这样构成的例子中,路径125由送气管(图中112为鼓风机)构成,粒状合成树脂材料(a)被风力输送(空气输送,以下同样)到存贮筒仓111中。另一方面,超过规定粒径的粒状合成树脂材料通过作为风力输送管的路径126(图中,112为鼓风机)而回到粒状固化装置103输入侧的输送线上,与合成树脂类(A)一道再次装入粒状固化装置103中。返还该粗粒的粒状合成树脂材料的位置是任意的,例如可送至分离装置102和粒状固化装置103之间。磁选机105与分离装置102之间、破碎装置101的输入侧等各位置(通常为输送线),并且根据场合还可供给到加工处理生产线Y上。在供给到该加工处理线Y的时候,例如,可供给至一级破碎装置106的输入侧、一级破碎装置106与二级破碎装置107之间、二级破碎装置107与选分机108之间、选分机108与粉碎装置110之间等任意的位置(通常为输送线)。并且,除此以外,将粗粒的粒状合成树脂材料取出至系统外,直接装入到其它工序中也可以(例如:向高炉或碎片熔解炉的炉顶装入、向焦炭炉或烧结炉的直接装入等)。
另一方面,在加工处理生产线Y中,合成树脂类(B)在一级破碎装置106经粗破碎后(例如:破碎至粒径50mm的程度),由输送带输送等装入二级破碎装置107并进行二级破碎(例如,破碎至粒径20mm的程度)。并且,经一级破碎的合成树脂类(B)在上述输送带输送的途中由磁选机105(由磁铁吸附铁屑等,再将其除去的装置)将混入的铁屑除去。
经二级破碎的合成树脂(B)由输送带等的输送被装入选分装置108,在此,金属、砂土、石头等异物就由风力选分等方法而被分离除去。接着通过路径127a而送到分离装置109,只将合成树脂类(B)中的含氯高分子树脂材料除去。该分离装置109的分离方式或构成例与上述的分离装置102相同,从而说明从略。并且加工处理生产线Y中的分离装置109的配置并不限定于本实施例,也可以设置在比粉碎装置110更处于上游侧或下游侧的任意位置,例如:一级破碎装置106与二级破碎装置107之间、二级破碎装置107与选分装置108之间、粉碎装置110的输出侧等位置。
将含氯高分子树脂材料分离除去后的合成树脂类(B)送入粉碎装置110(三级破碎机)、粉碎处理至规定粒径以下(例如-6mm),从而获得粒状合成树脂材料(b)。该粒状合成树脂材料(b)通过路径127c而送入存贮筒仓111。在该构成例中,路径127a~127c由风力输送管(图中,112为鼓风机)构成、并将合成树脂材料(6)风力输送至存贮筒仓111中。
存贮于存贮筒仓111中的粒状合成树脂材(a)及(b)的混合体由输送带输送或风力输送到吹入装置113中,通过该吹入装置113再由风力输送到高炉等炉中,从炉的风口吹入炉内。
并且,在图9所示的构成例中,在各加工处理生产线X、Y上各自在一处设置一个磁选机105,但是也可以在各处理生产线的多个地方配置磁选机105。
而且,设置于加工处理生产线X、Y中的各种破碎装置(也含粉碎装置110)的破碎方式是任意的,除了通常的只是机械的装置以外,也可适用于例如将被处理体在冷冻状态下进行破碎的所谓的冷冻破碎方式。
通常,在图9所示的加工处理设备的输入侧,设置输入合成树脂类的干燥设备等的附带设备。
并且,对于如上所述的以薄片状合成树脂材料为主体的合成树脂类(A)及除此以外的合成树脂类(B)的各加工处理生产线的供给量,由于考虑废序物的性质,在经过一定的时间内,会产生一定程度的参差不齐,在限定在比较短的期间(例如:数小时-数十小时的范围)的场合,只供给某一种合成树脂类,从而进行处理且风力输送至炉中的合成树脂类就在一定的时间内只是合成树脂类(A)-粒状合成树脂材料(a)或合成树脂类(B)-粒状合成树脂材料(b)中的一种。并且由除此以外的理由,在一定的时间内,也可能只将粒状合成树脂材料(a)及(b)中的某一种由风力输送至炉中。进而,也可以将粒状合成树脂材料(a)及(b)存贮在各自的筒仓等中,通过各自的路径将其用风力输送至炉中。
如上所述,由上述②、③的方法,而进行粒状收缩固化或收缩固化-粒状化处理得到的粒状合成树脂材料(a),由于其比较多的多孔性状而使比表面积大,但是,从全体来看,由于具有带圆形的形状,所以显示优良的燃烧性和流动性,将其与粒状合成树脂材料(b)混合,则可使供给炉中的粒状合成树脂材料的全体的燃烧性、流动性及输送性有效地得到提高。即,关于燃烧性,在将粒状合成树脂材料(a)和粒状合成树脂材料(b)的混合体吹入炉内的时候,燃烧性良好的粒状合成树脂材料(a)急速地燃烧,使得粒状合成树脂材料(b)快速着火,从而吹入炉内的粒状合成树脂材料的全体的燃烧性得到显著提高。
再者,关于流动性及输送性,由于粒状合成树脂材料中含有具有带圆形形状的流动性及输送性优良的粒状合成树脂材料(a),所以,这样具有使粒状合成树脂材料的全体的流动性提高的润滑功能,其结果可使粒状合成树脂材料的全体的流动性、输送性得到大的改善。
[实施例1]
对于在图9的流程图中所示的合成树脂类的处理、吹入用试验设备,将以薄片状合成树脂材料为主体的合成树脂类(A)和块状合成树脂材料为主体的合成树脂类(B)分别以2.8kg/hr和5.6kg/hr的比例供给并加工处理,成粒状合成树脂材料(a)及(b),将其在存贮筒仓中混合后,通过风力输送管用风力输送至试验高炉中,与微粉炭一起从风口部吹入炉内。此时的合成树脂类的加工及供给条件和试验高炉的作业条件如下所述。
(1)合成树脂的加工条件
(1-1)合成树脂(A)
根据图9中的流程图,在进行粗破碎及氯化乙烯树脂材料的分离除去后,由上述③的方法进行收缩固化-粒状化处理而加工成粒径为6mm以下的粒状合成树脂材料(a),并将其移送至存贮筒仓中。
(1-2)合成树脂类(B)
根据图9中的流程图,进行一级破碎、二级破碎、氯化乙烯树脂材料的分离除去及粉碎处理,加工成粒径在6mm以下的粒状合成树脂材料(b),将其移送至存贮筒仓中。
(2)粒状合成树脂材料的风力输送条件
将装入存贮筒仓的粒状合成树脂材料(a)及(b)的混合体从筒仓中取出规定的量,将其移送至风力输送供给设备,从风力输送供给设备以下述条件将粒状合成树脂材料风力输送至高炉风口,再吹入炉内。
风力输送气:空气
风力输送气吹入量:2.6Nm3/hr
粒状合成树脂材料的吹入量:8.4kg/hr
固气比:2.5kg/kg
(3)高炉作业条件
出铁量:10t/日
焦比:485kg/t·pig
风口 粒状合成树脂材料的吹入量:20kg/t·pig
微粉炭吹入量:100kg/t·pig
送风量:610Nm3/hr
氧富化率:4%
送风温度:1000℃
将以上的粒状合成树脂材料吹入炉内的操作进行7天,其结果是,高炉作业自身完全未出现障碍,并且也未发生在粒状合成树脂材料的存贮筒仓取出部及风力输送管系统中的堵塞等供给故障。
而且,在该作业例子中,虽然供给加工处理生产线X、Y中的合成树脂类中的约3%为氯化乙烯树脂材料,但是该氯化乙烯树脂材料的约99%可在分离装置中分离回收。并且,采集全作业中炉顶气体,对其气体组分进行分析,其结果是几乎未检测到HCl。
[实施例2]
对于图9中的流程图所示的合成树脂类的处理,吹入用试验设备,分别以2.8kg/hr和5.6kg/hr的比例供给以薄片状合成树脂材料为主体的合成树脂类(A)和以块状合成树脂材料为主体的合成树脂类(B),加工处理成粒状合成树脂材料(a)及(b),在存贮筒仓中将其混合后,通过风力输送管系统用风力输送至试验高炉中,与微粉炭一道从风口部吹入炉内。此时的合成树脂类的加工及供给条件和试验高炉的作业条如下所述。
(1)合成树脂类的加工条件
与实施例1相同
(2)粒状合成树脂材料的风力输送条件
与实施例1相同
(3)高炉作业条件
出铁量:10t/日
焦比:547kg/t·pig
风口 粒状合成树脂材料的吹入量:20kg/t·pig
微粉炭吹入量:100kg/t·pig
送风量:1714Nm3/t·pig
氧富化率:4%
送风温度:1000℃
将以上的粒状合成树脂材料吹入炉内的操作进行7天,其结果是,高炉作业自身完全未出现障碍,并且也未发生在粒状合成树脂材料的存贮筒仓取出部及风力输送管系统中的堵塞等供给故障。
而且,在该作业例子中,虽然供给加工处理生产线X、Y中的合成树脂类中的约3%为氯化乙烯树脂材料,但是该氯化乙烯树脂材料的约99%可在分离装置中分离回收。并且,采集全作业中炉顶气体,对其气体组分进行分析,其结果是几乎未检测到HCl。
[实施例3]
对于图9中的流程图所示的合成树脂类的处理、吹入用设备,分别以2.50t/hr和5.23t/hr的比例供给以薄片状合成树脂材料为主体的合成树脂类(A)和以块状合成树脂材料为主体的合成树脂类(B),加工处理成粒状合成树脂材料(a)及(b),在存贮筒仓中将其混合后,通过风力输送管系统用风力输送至高炉中,与微粉炭一道从风口部吹入炉内。此时的合成树脂类的加工及供给条件和高炉的作业条件如下所述。
(1)合成树脂类的加工条件
与实施例1相同
(2)粒状合成树脂材料的风力输送条件
将装入存贮筒仓的粒状合成树脂材料(a)及(b)的混合体从筒仓中取出规定的量,将其移送至风力输送供给设备,从风力输送供给设备以下述条件将粒状合成树脂材料风力输送至高炉风口,再吹入炉内。
风力输送气体:空气
风力输送气体吹入流量:1300Nm3/hr
固气比:4.5kg/kg
(3)高炉作业条件
出铁量:9000t/日
焦比:447kg/t·pig
风口 粒状合成树脂材料的吹入量:20kg/t·pig
微粉炭吹入量:100kg/t·pig
送风量:7260Nm3/mm
氧富化率:4%
送风温度:1000℃
将以上的粒状合成树脂材料吹入炉内的操作进行7天,其结果是,高炉作业自身完全未出现障碍,并且也未发生在粒状合成树脂材料的存贮筒仓取出部及风力输送管系统中的堵塞等供给故障。
而且,在该作业例子中,虽然供给加工处理生产线X、Y中的合成树脂类中的约3%为氯化乙烯树脂等含氯高分子树脂材料,但是该含氯高分子树脂材料的约99%可在分离装置中分离回收。并且,采集全作业中炉顶气体,对其气体组分进行分析,其结果是几乎未检测到HCl。
[实施例4]
对于图9的流程图中所示的合成树脂类的处理、吹入用试验设备,分别以14.6kg/hr和29.2kg/hr的比例供给以薄片状合成树脂材料为主体的合成树脂类(A)和以块状合成树脂材料为主体的合成树脂类(B),将其加工成粒状合成树脂材料(a)及(b),在存贮筒仓将其混合后,通过风力输送管系统用风力输送至碎片熔解用试验炉(立式炉)中,与微粉炭一道从风口部吹入炉内。在该实施例中使用在炉体的多个风口部具有燃烧器的碎片熔解用试验炉(内容积:2.5m3、生铁生产量:10t/日)。
合成树脂类的加工及供给条件和碎片熔解用试验炉的作业条件如下所示。
(1)合成树脂类的加工条件
与实施例1相同
(2)粒状合成树脂材料的风力输送条件
将装入存贮筒仓的粒状合成树脂材料(a)及(b)的混合体从筒仓中取出规定的量,将其移送至风力输送达供给设备,从风力输送供给设备以下述条件将粒状合成树脂材料风力输送至高炉风口,再吹入炉内。
风力输送气体:空气
风力输送吹入流量:7.6Nm3/hr
粒状合成树脂材料的吹入量:43.8kg/hr
固气比:4.5kg/kg
(3)碎片熔解用试验炉的作业条件
出铁量:10t/日
焦比:265kg/t·pig
转炉渣比:121kg/t·pig
硅石比:5kg/t·pig
风口 粒状合成树脂材料的吹入量:105kg/t·pig
微粉炭吹入量:175kg/t·pig
送风氧量:206Nm3/t·pig
蒸汽量:7Nm3/t·pig
将以上的粒状合成树脂材料吹入炉内的操作进行7天,其结果是,碎片熔解用试验炉的作业本身完全未出现障碍,并且也未发生在粒状合成树脂材料的存贮筒仓取出部及风力输送管系统中的堵塞等供给故障。
而且,在该作业例子中,虽然供给加工处理生产线X、Y中的合成树脂类中的约3%为氯化乙烯树脂材料,但是该氯化乙烯树脂材料的约99%可在分离装置中分离回收。并且,采集全作业中炉顶气体,对其气体组分进行分析,其结果是几乎未检测到HCl。
[实施例5]
对于图9的流程图所示的合成树脂类的处理、吹入用设备,按照表7及表8所示的作业例的1~4条件,分别供给以薄片状合成树脂材料为主体的合成树脂类(A)和以块状合成树脂材料为主体的合成树脂类(B),并加工处理成粒状合成树脂材料(a)及(b)。在加工处理后的合成树脂材料类中,如表1及表2所示,除含有聚乙烯、聚丙烯等热可塑性树脂外,还含有聚对苯二甲酸乙撑脂(PET)、ABS树脂、氯化乙烯树脂(PVC),并且作为其它树脂,还含有氨基甲酸乙酯树脂、苯酚树脂等热硬化性树脂、邻苯二甲酸乙烯等可塑剂、三甲基磷脂、2,3二溴丙烷等阻燃剂、玻璃纤维、碳酚钙、铝、粘土等添加后的树脂,其它各种添加剂。并且作为无机物,还含有附着于合成树脂类的砂土等。合成树脂类的加工条件与实施例1的相同。
加工处理后的粒状合成树脂材料(a)及(b)在存贮筒仓混合后,通过风力输送管系统而风力输送到高炉风口部,通过废塑料吹入切口(φ25mm)吹入炉内。粒状合成树脂材料的风力输送条件如下所述。并且在各作业例1~4中的加工处理及炉内供给的合成树脂类的供给量、性状等如表1及2所示,高炉的作业条件则如表3所示。
风力输送气体:空气
风力输送吹入流量:1300Nm3/hr
粒状合成树脂材料的吹入量:7.5t/hr
固气比:4.5kg/kg
实施以上粒状合成树脂材料的炉内吹入的结果是:高炉的作业自身完全没有障碍,并且也没有发生粒状合成树脂材料的存贮筒仓取出部和风力输送管系统中的堵塞等供给故障。
而且,采集全作业中的炉顶气体,对其进行气体组成分析,结果几乎没有检测出Hcl。
[表7][表8][表9]
根据上述的本发明的燃料吹入方法,塑料等合成树脂类并不局限于该形状,只要不因包含于合成树脂中的氯化聚乙烯等含氯高分子树脂而发生问题,就可以当作高炉、碎片熔解炉等的炉吹入燃料而供给,为此,可以获得作为废弃物的合成树脂类的大量处理和有效利用,并且也可使高炉等炉的燃料成本大幅度降低。进而,可以有效地提高供给炉中的合成树脂类的流动性、输送性及燃烧性,不会为高炉和碎片熔解炉等炉的作业带来障碍,可以将合成树脂材料作为燃料恰当地供给炉内。
实施例3
本发明者等对上述应该解决的问题反复进行了锐意的研究。
首先,薄板状合成树脂材料,和通常的固形合成树脂一样进行单一的破碎,并且只破碎成规定粒径的薄板状细片,在箱内加压时,相互间贴紧,使板状细片间没有空隙,由于没有气体的漏气空间,所以合成树脂材料的细片间不会滑动,不能良好地从箱内取出合成树脂材料,并且知道在风力输送过程中在配管内使之发生堵塞的现象。
所以,薄板状细片之间必须在箱内和风力输送途中不会贴紧。为此,使薄板状细片自身带圆形状,即或者使其半熔融化或熔融化而粒状化,使其在该粒子之间形成空隙,或者作为其它方法,通过薄板状细片间的别的形状的粒子状合成树脂材料而在薄板状细片之间形成空间,从而可以防止上述贴紧。这样,可以在薄板状细片之间形成可漏气的空隙,就可以改善流动性及输送性。
在本实施例中,在将废合成树脂吹入立式冶金炉之前,作为废合成树脂材料的前加工处理的粒状化方法,其特征在于它包括:根据废合成树脂材料的形状而将其分开成薄片状合成树脂材料、固形合成树脂材料及作为薄片状合成树脂材料和固形合成树脂材料之间的中间形状的薄板状合成树脂材料的工序(P);将薄片状合成树脂材料进行破碎处理使其成为薄片小片,将得到的薄片状小片进行熔融,固化造粒处理而调制合成树脂粒子(a)的工序(A);将固形合成树脂材料进行破碎处理而将其调制合成树脂粒子(b)的工序(B);将上述薄板状合成树脂材料进行破碎处理,将其加工成具有比上述薄片小片的最大尺寸要小的最大尺寸的薄板细片(Co),将获得的薄板细片进行熔融,固化造粒处理而调制合成树脂粒子(c)的工序(C)。
下面,一边参照图面一边说明本发明的实施形状。
图12是表示本发明的实施形状的一个例子的系统图。将市场上的废合成树脂材料由分开工序P分开成薄片状合成树脂材料、固形合成树脂材料及薄板状合成树脂材料。并且分开方法采用通常的方法即足够了,但是,作为薄板状合成树脂材料的厚度,为了在工序C中高效地粒状化,例如最好使该厚度在100μm至3mm的范围内。薄片状合成树脂在破碎装置201切断成规定形状后,由切断摩擦热而被模拟地附着,因为成为重叠的薄片状合成树脂小片,所以还应使之在分离机202中分散。将分散的合成树脂由磁选机203进行处理并除去铁屑类的薄片状小片,通过适宜的材质判别机20而判别该合成树脂材料的种类。
接着,将薄片小片装入熔融、固化造粒装置205中,进行规定的处理。
图13说明熔融、固化造粒装置的功能。将薄片小片从装入口231供给到设置于破碎室232内的旋转破碎机233中,将薄片小片破碎成更小并由摩擦热将其半熔化或完全熔融化。从一对旋转破碎机233排出的薄片小片由从喷嘴234喷出的冷却媒体(例如水射流)急剧冷却,收缩固化成粒状,从排出口235成为合成树脂粒子(a)而被排出。
图14说明由图13的熔融、固化造粒装置的旋转破碎机233将薄片小片破碎成更小并由摩擦热加热,同时被急剧冷却而将其粒状化的原理。薄片小片24由高速旋转的旋转刀片242切断破碎而加工成薄片小片,同时,用冷却用流体冷却,从而获得合成树脂粒子(a)。该图中(イ)为由于破碎时的摩擦热而升温,但薄片小片几乎不熔融化乃至半熔融化的情况,图中(口)为由于摩擦热而熔融化,用冷却用流体冷却而获得合成树脂粒子(a)的情况。
下面考虑获得作为合成树脂粒子的目标粒径在所定值:D0mm以下的粒子的情况。随着旋转破碎机233的旋转速度和处理时间的增加,薄片小片的温度上升并被熔融化;另一方面破碎的薄片小片的最大尺寸随着旋转速度和处理时间的增加而变小。在该过程中,最大尺寸到达目标值D0mm以下,并且调节破碎条件使那时的温度成只比融点低规定值的温度T。当破碎的薄片小片的最大尺寸和温度都满上述条件时,急剧冷却破碎的薄片小片。
如果,在尽管破碎薄片小片的最大尺寸达到了D0mm以下,但其温度未达到T0的时候,则可抑制破碎速度的上升而使该温度上升加快地调整;相反,在尽管薄片小片的温度达到了T0、但薄片小片的最大尺寸未达到D0mm以下的时候,则可抑制该温度的上升而使破碎速度的上升加快地调整。这样就由熔融、固化造粒处理而调整粒径。
这样,经过熔融、固化造粒处理,将得到的合成树脂在筛分、分离机206进行处理而获得合成树脂粒子(a)。并将该粒子(a)存贮在存贮槽207中(以上为工序(A))。
固形合成树脂材料由一级破碎机208进行粗破碎处理,在一级磁选机207进行处理而将铁屑类除去后,在二级破碎机210将其破碎得更细,在二级磁选机211处理将铁屑以外的其它异物除去后,在分离机212使由破碎摩擦热而附着的合成树脂分散。分散了的合成树脂通过适宜的材质判别装置213对该合成树脂材料的材质进行分析。接着合成树脂材料在筛分、分离机214进行处理而获得合成粒子(a)。并将其存贮于存贮槽216中(以上为工序(B))。
薄板状合成树脂材料,与固形合成树脂材料的处理一样,在一级破碎机217进行粗破碎,在一级磁选机218进行处理除去铁屑类后,在二级破碎机219破碎得更细,在二次磁选机220进行处理除去铁屑以外的其它异物后,在分离机221使由破碎摩擦热而附着的合成树脂材料分散。从而获得分散的薄片细片(C0)。此时,薄板细片(C0)的尺寸必须做成比上述薄片小片的最大尺寸更小的最大尺寸。在下面的熔融·固化造粒处理中,在因摩擦热而升温使之半熔融化或熔融化而粒状化时,如果尺寸过大,则摩擦热广阔地传至薄板细片的内部而不能达到半熔化或熔融化,从而粒状化有困难。接着,通过适宜的材质有别装置222而对合成树脂的材质进行分析。然后,薄板细片装入熔融·固化造粒装置223,进行规定的处理。在熔融·固化造粒处理中,因为薄板细片由半熔融化或熔融化而被粒状化,在厚度变厚的同时还带有圆形状。接着,合成树脂材料在筛分·分离机224中进行处理而获得合成树脂粒子(b)。并将其存贮在存贮槽225中(以上为工序(c))。
并且,在工序(A)~(C)的筛分·分离处理后的筛上合成树脂粒子可分别送回破碎处理进行再利用。
图15为风力设备250,用于将上述废合成树脂材料粒状化处理过的合成树脂粒子吹入高炉中。
通过上述获得的合成树脂粒子(a)、(b)及(c)从各存贮槽201、216及225取出,通过适当的配合而被风力输送至服务箱251,从服务箱251由空气输送而送至存贮槽252中,经过均压箱253,再从吹入箱254送出,接着,在高炉设备256中,从设置于高炉风口257吹入管258吹入高炉259的内部。
图16为表示本发明的实施形状的一个例子的系统图。工序(A)及工序(B)与图12的相同,但工序(D)与上述工序(C)相异。即,在工序(D)中,不进行上述工序(C)的途中制成的薄板细片(C0)的熔融·固化造粒处理,而与由工序(B)调制的合成树脂粒子(b)混合而调制合成树脂粒子。
[实施例]
下面,根据实施例,更详细地说明本发明。
根据图12及图13所示的废合成树脂材料的前加工处理工序进行粒化处理、调制的合成树脂粒子(a)、(b)及(c)以规定的比例配合、混合后,用图15的风力输送设备吹入高炉中(实施例1)。并且根据图16及图13所示的废合成树脂材料的前加工处理工序进行粒化处理、调制的合成树脂粒子(a)、(b)及(d)以规定的比例配合、混合后,用图15的风力输送设备吹入高炉中(实施例2)。以此相对,作为比较,将薄板状合成树脂进行与工序(B)相同的处理,将所得的合成树脂粒子(以下称“合成树脂(e)”)与合成树脂粒子(a)及(b)以规定的比例配合·混合后,与实施例相同的方法吹入高炉中(比较例)。
表10表示在供给各试验的废合成树脂材料内,关于薄板状合成树脂材料的粒子化处理前及粒子化处理后的各项指标。
无论在哪一个试验,所用的薄板状会成树脂材料都是由工序(P)分开的同形状的厚度为0.5mm的薄板状PET树脂。该树脂在实施例1中,经工序(C)破碎至6mm以下的薄板细片(C0)后,由熔融·固化造粒处理而调制成粒径在1.5mm以下的合成树脂粒子(c)。
在实施例2中,上述薄板状PET树脂经工序(D)破碎成6mm以下的薄板细片(C0)后,在工序(B)从固形合成树脂材料调制成合成树脂粒子(b),并与最大尺寸3.2mm的块状粒子(材质:PE树脂)混合,配合比率是:PET树脂薄板细片(C0)比PE树脂3.2mm块状粒子为2比1。并且,在比较例中,调制成最大尺寸为6mm的合成树脂粒子(e)。
在表10中,一并记录了在2天的连续作业试验期间里,因从合成树脂粒子的箱子取出时的故障而停止向高炉吹入的停止时间。在比较例中,发生了4.2h/d的因取出故障而停止向高炉吹入,而在实施例中,则一点也未发生。根据这一结果,说明了本发明的实用性。
薄板状合成树脂材料,为了将废合成树脂材料吹入高炉等立式冶金炉中的前加工处理,其处理是困难的,也没有现有的适当的处理方法,但是采用本发明,由于有上述构成,则可不给高炉等的立式炉的作业产生不良影响地吹入。并且可以对废合成树脂制桶容器进行全部重量的处理、使高炉成本降低,并可提供废合成树脂材料的粒状化方法,从而带来了工业上的有用效果。
实施例4
本发明者们,反复进行了应该解决上述问题的锐意研究。
其结果为本发明者们得到了下述知识。即,以往,将废合成树脂制桶容器分成专门的材质类别,洗净再将标签、盖子除去后将其破碎。此时,合成树脂粒子相互间由于成为同材质同形状的物品而易于压密。
并且,如果不将废合成树脂制桶容器区分至各自的材质而单一地进行破碎处理,那么,由于材质和厚度都不相同,所以由破碎就可得到各种形状的粒子。从而,破碎时的摩擦热使碎片的角被半熔融,形状也被变形。
根据上述理由,已获得将带着标签及盖子对其进行破碎处理后的合成树脂粒子,不会发生存贮槽的挂住及配管的堵塞的知识。但是,由于盖子通常是金属制的,给破碎机的刀片的摩损带来影响,所以未必具有对每种盖子都能破碎的方法。
本发明就是根据上述知识而产生的。本发明的废合成树脂制桶容器的处理方法的构成具有下列特征:对于废合成树脂制桶容器,不将标签从该容器中除去而以带着标签的状态进行破碎处理,接着,将这样破碎的合成树脂粒子用风力输送装置而吹入高炉等的立式炉中。
接着,一边参照图面一边说明本发明的实施形状。
图17是表示本发明的实施形状的一个例子的系统图。
由选分装置301对市场上的一般垃圾进行处理,将废弃合成树脂制桶容器(A)从垃圾中选分出来。作为选分方法,有市场上卖的装置,例如,可使用由高压的空气力吹飞流来的垃圾,利用各种垃圾的飞行距离不同的风力选分机。将选分的废弃合成树脂制桶容器用压缩装置压缩使其体积密度变大而便利地输送。
接着对其进行规定的前加工处理,做成规定粒径的合成树脂粒子(B′)。即,使输送至前加工处理设备303的压缩合成树脂材料在破碎、冷却装置304中处理、粒状化。在此,在破碎的时候,压缩合成树脂材料,由于破碎压缩成形带标签的合成树脂制桶容器所得的物品,所以该粒状化的合成树脂材料的粒子形状如上所述,水滴状热粘附的粒子在各粒子的破碎面部分热粘附着。并且,有金属制碎片的混入,所以在下一个磁选机305将铁屑除去,在铝除去装置305′将铝除去,从而成为合成树脂粒子(B)。在筛分、分离装置306对其进行处理,调制在所定粒径以下,将这样调制的合成树脂粒子(B′)存贮至一级存贮槽307中。再将其从服务箱308由来自储压器309的压力空气供给到风力输送设备310中。供给至风力设备310的合成树脂粒子(B′)又装入二级存贮槽311中,接着从均压箱312装入吹入箱313中,由来自储压器314的高压空气而经吹入管315从风口316吹入高炉317内。吹入的合成树脂粒子,由于从风口316吹入的高温热风318而使其燃烧,产生烧热,使高炉装入物加热·熔融,同时,产生的CO及H2气体起铁矿石的还原剂作用。
而在筛分·分离处理后的筛上合成树脂粒子,例如可使其返回到破碎·冷却装置中以便再利用。
在上述工序中,废弃合成树脂桶容器未必是只从垃圾中分离出来,例如,也可以直接从超级商店和方便商店等搬入压缩装置。并且更理想的是,将一级存贮设备307以后至风力输送设备310设置在高炉设备附近,以兼用作为将其它废弃合成树脂剂吹入高炉进行处理的设备。
[实施例]
下面,根据实施例,进一步说明本发明。
首先,从一般垃圾中选分废弃合成树脂制桶容器,从中取样,进行调查、试验以掌握其材质类别的构成比例和平均发热量。表11中表示废弃合成树脂制桶容器的材质类别比例和平均发热量。
从表1可知,PET点材质的主体,其次,PP及PE较多,含有卤素的PVC的构成比例在2wt%以下较低。平均发热量为6850kcal/kg,基本达到了高炉使用的焦炭发热量的范围。
在图17所示的设备系统图中所示的工序中,实施了本发明方法的试验。将上述废弃合成树脂制桶以带标签和盖子的状态由压缩机压缩,成形至大小为80×80×80cm,体积密度为0.3gr/cm3的立方体的紧凑形后,以粒径6mm以下为目标值,将其全部破碎冷却粒状化,在磁选机将金属制盖子除去,而在铝除去装置中除去铝,在筛分·分离装置中将超过6mm的粒子除去。接着,根据图17,用风力输送装置从风口吹入实用高炉内。
表12表示了试验期间中的高炉作业条件,而表13则表示了向高炉吹入合成树脂材料的条件。在上述条件下,进行了二天的连续试验作业。
其结果是,完全没有发生由于合成树脂粒子而导致的存贮槽及风力输送管等的堵塞,可以由风力输送设备稳定地将合成树脂粒子吹入高炉中,高炉作业顺利进行。并且,作业成绩与未吹入合成树脂材料的通常的高炉作业时的相比一点也不逊色。而且,在吹入的合成树脂材料中,PVC的含量为2wt.%,但分析结果表明:高炉排气中并未含二噁英。
根据上述试验结果,在前加工处理废弃合成树脂制桶容器后吹入高炉的时候,未从桶容器从除去标签及盖子而进行破碎·冷却处理,可得到流动性良好的合成树脂粒子。从该结果可得出:可以稳定地进行由风力输送设备向高炉的吹入。
本发明在处理废弃合成树脂制桶容器的方法中,由于具有上述构成,所以不需要处理废弃物用的填埋地,并且在为了在吹入高炉等立式炉时的粒状化的破碎·冷却处理时,不应分开·选分其材质类别,也不应区分其款式类别,因此也没有与此相关的成本。而且因为可以作为一部分焦炭的代替物而稳定地吹入高炉中,所以也可导致铣水制造成本的降低。可以提供上述废合成树脂制桶容器的处理方法,带来工业上的有用效果。
实施例5
本发明者们对上述应解决的问题反复进行了锐意的研究,获得了不下述知识。
粉碎机碎片如上所述在出现当初呈绵埃状,体积密度为0.15g/cm3左右,较小,将其半熔融化后放冷,或者半融化后急剧冷却,使之粒状化,并且在使其增大体积密度的状态后用风力输送吹入立式炉中,可防止配管内的堵塞和存贮箱内的挂住的发生。
另一方面粉碎机碎片在屋外等存贮中,被雨水浸湿则变成块状而发粘,输送过程和处理都很困难。从而在用风力输送至立式炉内前,必须进行裁断或破碎等的前处理。这时发生的摩擦热而使粉碎机碎片半熔化。并且根据接受时的粉碎机碎片的性状,也有在上述处理时完全熔融的时候。由于这样的半熔融化或熔融化,可容易地使粉碎机碎片减容固化而粒状化。如果进行这样的前加工处理,那么就可以防止将粉碎机碎片吹入立式炉内时的配管堵塞。
本实施例具有如下特征:利用在裁断或破碎在废弃处理汽车及家电制品时所产生的粉碎机碎片时所产生的摩擦热使其半熔融化或熔融,从而将半熔融或熔融的粉碎机碎片收缩固化成粒状,接着将收缩固化成粒状的粉碎机碎片用风力输送吹入立式炉中。
另一实施例具有如下特征:将汽车及家电制品进行废弃处理时所产生的粉碎机碎片裁断或破碎后加热,使其半熔融或熔融,将这样的半熔融或熔融的粉碎机碎片收缩固化成粒状,接着将收缩固化成粒状的粉碎机碎片用风力输送吹入立式炉中。
下面参照图面说明本发明的实施形状。
图18是说明将本发明的粉碎机碎片供给到立式炉的方法的一个例子的工序图,表示将接受的粉碎机碎片经前加工处理成减容固化且粒状化成规定的粒度的物品(以下称“粒状化碎片”)后,由风力输送设备供给立式炉的设备及操作流程图。在该图中,将粉碎机碎片(A)从存贮(图中未表示)搬入由破碎装置401进行破碎,在被破碎物升温的时候进行适当的冷却。并且,根据粉碎机碎片(A)的形状,在破碎装置401处理以前,由挤压机(图中未表示)挤压成形的棒状,并适宜地冷却。接着,由分离机402分开,由磁选机403除去铁屑,成为破碎机碎片(以下称“细片碎片(A′)),之后存贮在存贮槽413中,由输送带等装入熔融·固化造粒装置。但是在只进行破碎处理分开的时候,则不通过分离机402。
熔融·固化造粒装置404为用于使细片碎片(A)粒状化,根据细片碎片(A′)的形状而分开至2条线路的P或Q进行处理。在线路P,具有粉碎·急剧冷却装置404a及粉碎机404c;在线路Q则具有加热·急剧冷却装置404b及粉碎机404c。熔融·固化造粒装置404是减容固化破碎机碎片而使体积密度上升、并且粒子化成规定粒度的中心装置。从而,根据中间阶段的细片碎片(A′)的性状和粒状化碎片(a)的希望形状·尺寸而决定处理线路和装置的使用方法。接着说明熔融·固化造粒装置404的代表性的使用方法。
情况1:为将从存贮槽413取出的细片碎片(A′)由线路P处理成粒状化碎片(a)的情况,并还具有下列线路。
(1-1)在粉碎·急剧冷却装置404a中处理,收缩固化成粒状化碎片(a)。
图19说明由粉碎·急剧冷却装置404a将细片碎片(A′)收缩固化成粒状的方法。将细片碎片(A′)从装入口441供给设置在粉碎室442内的旋转粉碎机443,将细片碎片(A′)粉碎得更小并靠摩擦热使之成为半熔融或完全熔融状态。从旋转粉碎机443排出的粒状化碎片由从喷嘴444喷出的冷却媒体(例如水射流)急剧冷却,收缩固化成粒状,从排出445排出。
(1-2)也可以不在上述①的粉碎·急剧冷却装置404a中急剧冷却而只进行粉碎并排出,收缩固化,使该收缩固化的碎片446在粉碎装置404b中粉碎成规定的大小。
图20为由粉碎装置404b而使收缩固化的碎片446粒状化的方法的原理图。用高速旋转的旋转刀片447切断·粉碎收缩固化的碎片446同时,并在空气气流中冷却,从而得到粒状碎片(a)。图中(イ)表示由于粉碎时的摩擦热使粒状化碎片升温但完全不熔融化的情况;(口)则表示由于摩擦热而半熔融化,但是由于空气气流的冷却效果而固化得到粒状化碎片(a)的情况。
(1-3)根据上述(1-1)的处理制成粒状化碎片(a)后,也可进一步由粉碎装置404b进行处理。
情况2:为将从存贮槽413取出的细片碎片(A′)由线路Q处理成粒状化碎片(a)的情况,并且还具有如下线路。
(2-1)由加热·急剧冷却装置404c处理,收缩固化成粒状化碎片(a)。
图21说明由加热·急剧冷却装置404c而将细片碎片(A′)收缩固化成粒状的方法。细片碎片(A′)从装入口448供给设置在加热室449内的加热移送带450,加热成为半熔融或完全熔融状态的碎片移送至邻接的急剧冷却室451中,在此,由从喷嘴452喷出的冷却媒体(如:水喷流)急剧冷却,同时将其分散,收缩固化成粒状,成为粒状化碎片(a)后从排出口453排出。
(2-2)也可以在上述(2-1)的加热·急剧冷却装置404c中不进行急剧冷却而只进行加热后排出,使之收缩固化,将该收缩固化的碎片454用图3(イ)所示的粉碎装置404b粉碎成规定的大小。
(2-3)也可以经上述(2-1)的处理形成粒状化碎片(a)后,再由粉碎装置404b处理。
决定选择上述线路中的那一条应根据以下的考虑的内容。
因为成本最有利的方法一般是上述情况1中的(1-1)方法,所以应该以适用该方法为目标。
首先将粒状化碎片(a)做成目标粒径在规定值:D0mm以下。而且随着旋转粉碎机443的旋转速度和处理时间的增加,破碎机碎片的温度上升、熔融化,另一方面,粉碎的碎片的粒径随着旋转速度和处理时间的增加而变小。在这样的过程中,调节粉碎条件,使粒径达到目标值D0mm以下,并且此时的碎片温度成为只比融点低规定值的温度T0,在碎片的粒径和温度都满足其条件时急剧冷却碎片。
如果,在尽管粒径达到D0mm以下,但碎片温度未达到T0的时候,则可抑制粉碎速度的上升速度而使碎片温度的上升速度变快地进行调整,相反,在尽管碎片温度达到T0,但粒径未达到D0mm以下的时候,则可抑制碎片温度的上升速度而使粉碎速度的上升速度加快地进行调整。
而且情况2中的加热·急剧冷却装置404c的使用只限定于下列等紧急情况的时候:在基本的细片碎片(A′)的材质构成中的材质差异较大其熔融温度差也很大的时候;在粉碎·急剧冷却装置404a用在修理中等原因而不能使用的时候。
本发明的最大特征在于:对于象破碎机碎片一样的绵埃状体积密度小的碎片,进行上述适当的前加工处理,在进行规定的减容固化及粒状化后,经风口吹入高炉等立式炉中,从而不会发生配管的堵塞和存贮槽内的挂住,可进行无障碍的立式炉的连续作业。
将以上获得的粒状化碎片(a)装入筛分及分离机405中,使未到规定粒径的碎片(筛下)如线路R所示地存贮于一级存贮槽406中。将存贮于一级存贮槽406中的具有规定粒径的粒状化碎片(a)从服务箱407经风力输送送到风力输送装置408。风力输送装置408由进行粒状化碎片(a)的供给准备的二级存贮槽408b、均压箱408c、吹入箱408d及风力输送用储压器408a组成。接着,粒状化碎片(a)从设置于高炉风口411中的吹入管410吹入高炉412的内部。
另一方面,在上述筛分及分离机405中,在筛上的由线路S所示的规定粒径以上的粒状化碎片(a)则更一步分成不到规定粒径的小块和除此以外的大块。小块碎片则回到存贮槽413、粗破碎、冷却装置401或熔融·固化造粒装置404中以便利用。另一方面,大块的碎片,或者合流到高炉412的附带设备的原料装入线(图中未示)而与焦炭一同从高炉412的炉顶装入,或者装入焦炭炉中、在原料中配合,或者供给装入到烧结炉中。
下面,根据实施例,更详细地说明本发明。
根据表示图18所示的本发明的方法的工序图,进行了7天的将破碎机碎片前加工处理后,从风口吹入实用高炉的试验以及从炉顶装入的试验作业。表14中表示了高炉的作业条件。
根据图18的工序图,在破碎装置401处理破碎机碎片(A)。破碎机碎片(A)由因破碎产生的摩擦热而升温至约120℃并被半熔融,从而进行水冷。接着在分离机402及磁选机403中处理后,装入熔融·固化造粒装置404。熔融·固化造粒方法由线路P进行,在粉碎·急剧冷却装置404a上的处理使半熔融了的粉碎机碎片急剧冷却的同时,将其收缩固化成粒状,进而将该粒状固化了的碎片在粉碎装置404c中粉碎,从而得到粒状化碎片(a)。接着,在筛分·分离机405中处理,将粒径在6mm以下的存贮到一级存贮槽406中。然后从服务箱407由空气输送而输送至风力输送装置408,据此将粒状化碎片(a)由吹入管410从风口吹入高炉412内。吹入的粒状化碎片的体积密度是0.35~0.45g/cm3。
表15表示粒状化碎片(a)的吹入条件。
另一方面,在筛分·分离机405的处理而得到的粒径超过6mm的碎片内,将50mm以上的块状碎片存贮规定量后,装入高炉412的原料装入线而与焦炭一同从高炉412的炉顶装入。而粒径在6mm以上50mm以下的块状碎片则循环至粗破碎·冷却装置401中。
吹入的破碎机碎片的发热量约为3000Kcal/kg,吹入量相对于焦炭的重量比为2.2%。由于破碎机碎片的粒状化及体积密度的增大,在7天中及连续作业期间中,完全没有发生由于破碎机碎片而导致的风力输送管等的堵塞及存贮槽的挂住等作业故障,并且,高炉作业成绩与通常的时候相比也没有发生变化。并且对高炉中的气体分别用GC-MS法及化学发光法进行分析,但并不查到二噁英和NOx。
本发明因为按上述方式构成,所以未发生由于破碎机碎片导致的配管堵塞及箱内的挂住,而且可以不给高炉的作业条件带来影响地将其吹入炉内,并可不发生二噁英及NOx等有害气体成分而处理破碎机碎片。从而,本发明的废汽车、废家电制品的破碎机碎片在立式炉中的处理方法,在工业上可带来极有用的效果。
实施例6
本发明者们,对上述应解决的问题反复进行了锐意研究,根据其结果得到下述知识。首先,从风口窥视口观察燃烧带,结果,从风口吹入的粒径大的合成树脂材料,一边燃烧一边以旋转的状态长时间地滞留在燃烧带中,并且直至变到某一较小的程度都以旋转状态滞留。之后看到从燃烧带飞散的情况。以此相对,在石炭即微粉炭的时候,直接地引起挥发部分的逃散和分割热量,被更小地分粒处理,从燃烧带飞散。
由此,已经知道:合成树脂和石炭从风口吹入的时候,在燃烧体内的举动不同,在合成树脂的时候,根据使吹入的合成树脂材料的粒子在所定条件下推迟从燃烧带内的飞散,而使燃烧性得到提高。
本发明者们,根据上述事项,知道了下列事项。
一般而言,在重力场或离心力场中,在作用于在流体中运动的粒子的反力与粒子的推进力达到平衡时,粒子的速度就是所谓的结尾速度。从风口吹入的合成树脂材料在燃烧带内的结尾速度,比从该燃烧带内排出气体的流速充分大的时候,该合成树脂材料就不会从该燃烧带飞出,此时,因为循环·滞留在燃烧带内部,从而可充分燃烧,提高了合成树脂材料的燃烧率。
本发明就是根据上述知识而提出来的,按照从风口将合成树脂材料作为燃烧源而吹入,在立式炉内制造生铁的方法具有如下特征:吹入一种具有粒子径(称为“界限粒子径”)的合成树脂材料,上述粒子径即界限粒子径可给予比从形成于风口前的燃烧带排出气体的流速更大的结尾速度。
在此,界限粒子径的理想求出方法由下述的①至③过程组成:①利用立式炉的作业条件,求出从燃烧带内排出气体的流速;②利用合成树脂的物理特性值(含粒子径)及燃烧带的物理特性值,求出合成树脂材料的燃烧带内的结尾速度;③求解满足使结尾速度比上述气体流速大很多的条件式。
下面,参照图面说明本发明的实施形状。
图22为立式炉内部概略立体图,用于说明燃烧带的形成;从炉顶装入铁矿石及碎片等铁源以及焦炭等,从下部的风口吹入规定的氧富化空气及规定的合成树脂材料,使降至风口前的焦炭燃烧,同时,使合成树脂燃烧,据此在风口前形成燃烧带。
在图22中,501是立式炉本体炉壁、502是合成树脂材料、503是风口、504是燃烧带。在燃烧带504中,RR表示燃烧带的深度,HR表示燃烧带的高度,VG表示在燃烧末端的铅直方向的气体流速,而DT则表示风口的最大外径。但是燃烧带的宽度是相对于该图面的垂直方向的长度WR,不过未在图中表示。
在本发明的实施形状中,叙述VG和VP的求出方法,其中VG是从燃烧带内排出的铅直方向的气体流速(以下称为“燃烧带末端铅直方向的气体流速”);VP则是燃烧带内的合成树脂材料的结尾速度。
(1)燃烧带末端的铅直方向的气体流速
燃烧带末端的铅直方向的气体流速VG可以这样求出:如果将燃烧带的宽度WR及高度HR算出,求出燃烧带末端的截面积,另一方面,将填充的焦炭的空隙率求出,则可将VG求出。
燃烧带的长度DR、宽度WR及高度HR分别如下式(1)、(2)及(3)式所示:
DR/DT=C(Pg/εb 3Pp)1/2·{U/(gDpc)1/2}-----(1)
WR/DT=2cot30(1+kDR/DT)1/2-------------------(2)
(HR/DR)(DR/DT)=Dεb 3/2----------------------(3)
其中:DR:燃烧带长度(m)
WR:燃烧带宽度(m)
HR:燃烧带高度(m)
DT:风口最大外径[m]
Dpc:装入的焦炭的最大外径[m]
Pg:送风气体密度[kg/m3]
Pp:焦炭的表现密度[kg/m3]
εb:装入焦炭填充时的空隙率[-]
g:重力加速度[m/sec2]
U:风口顶端的气体速度[m/sec]
C:常数
K:常数
k:与喷流的扩散角有关的常数
燃烧带末端的铅直方向的气体流速VG,可使用由(1)~(3)式中求出的WR、HR及ε,由下式(4)求出:
VG={Q(273+TB)/293}×{1/(1+PB)}
×[1/{(WR+HR)/4}2π]×(1/ε2/3)-----(4)
其中:Q:送风量(Nm3/sec)
TB:送风温度(℃)
PB:送风压力(atm)
(2)燃烧带内的合成树脂材料的结尾速度作为当作用于形成于立式炉下部的风口前部的燃烧带内的合成树脂材料的粒子的推进力与反力相平衡时的粒子的速度的结尾速度VP(m/sec)可使用燃烧带内的温度、气体密度、气体粘度、压力及合成树脂材料的粒子径及密度,根据下述(5-1)式及(5-2)式计算出来。
在2<Re<500的时候:
VP={4g2(Ppt-P)2Dp 3/225/μ/P}1/3-----(5-1)
在500≤Re<105的时候:
Vp={3.03g(Ppt-P)Dp/P}1/2--------------(5-2)
其中:Re:雷诺数=DpVpp/μ
Vp:合成树脂材料的结尾速度(m/sec)
Ppt:合成树脂材料的粒子密度[kg/m2]
P:燃烧带内的气体密度[kg/m3]
Dp:合成树脂材料的粒子径(m)
μ:燃烧带内的气体粘度(N/m)
g:重力加速度(m/sec2)
从而,为了使合成树脂材料粒子不从风口前的燃烧带内飞出的界限粒子径可以按下列方式求得:设置使由上述(5-1)或(5-2)式算出的粒子结尾速度VP的值比上述(4)式算出的燃烧带末端的铅直方向的气体流速VG的值大的式子,由该式求解出合成树脂材料的粒子径DP。
另一方面,合成树脂材料的粒子径的上限值也可以考虑防止在配管内的输送管的闭塞等因素而设置在输送配管内径的1/2以下。
而且,合成树脂材料也可以是聚乙烯、聚丙烯及聚苯乙烯等高分子系的碳氢化合物,其种类不受限制。
下面,根据图面说在本发明的风口前的燃烧带中的燃烧试验的实施例。
图23是概略纵断面图,表示用于实施本发明的燃烧试验的立式炉燃烧试验装置。在该图中,503是风口、504是燃烧带、505是焦炭漏斗、506是合成树脂材料漏斗、507是热风、508是焦炭填充层、509是尺寸检测棒、510是燃烧气体,该立式炉燃烧试验装置模拟了实际的高炉。
表16表示了使用该燃烧试验装置进行试验的主要试验条件。
从炉的上部将粒子径为20~30mm的焦炭从焦炭漏斗505装入,用尺寸检测棒509使空隙率成为0.6地调整其装入高度,另一方面,从风口503以350Nm3/hr的送风量吹入1200℃的热风507,并且将从合成树脂材料漏斗506风力输送的合成树脂材料从风口503吹入炉内。合成树脂材料的吹入量为30kg/hr,如果将其换算成在高炉中制造1ton生铁所要的吹入燃料量(吹入燃料比),则相当于90kg/t。并且,风口503前的气体流速算出为145m/sec。其结果是:焦炭填充层508的焦炭及吹入合成树脂材料剧烈燃烧,在风口503的前方形成燃烧带504。
首先,进行下列试验①。
试验①:在表16的试验条件下,将风口503的最大外径定恒定的65mm,使合成树脂材料的粒子径(以下用代表粒子径表示)在0.6~10mm之间的规定值变化,进行燃烧试验,求出合成树脂材料的燃烧率。
而且,合成树脂的代表粒子径以算术平均值定义(以下同)。
合成树脂材料的燃烧率α,由下述(6)式定义,并根据该式算出燃烧率α(以下同)。
α=(A-B)β/C--------------(6)
其中:A:合成树脂材料未吹入时的焦炭消耗量(kg/hr)
B:合成树脂材料吹入时的焦炭消耗量(kg/hr)
β:焦炭中的含炭量
C:吹入的合成树脂材料中的炭量(kg/hr)
并且,在燃烧带,未燃烧的合成树脂材料在燃烧带上部分解成作为合成树脂材料的构成成分的乙烷、乙烯及丙烯等碳氢化合物。并且从在炉上部采集的排气中的碳氢化合物的量的测定值用其它方法求出燃烧率、并可校核由(5)式所求出的燃烧率(以下同)。
表17表示由试验①所得到的相对于合成树脂材料的代表粒子径的合成树脂材料的燃烧率。而且其关系示于图24中。
根据试验①的燃烧试验条件算出的燃烧带末端的铅直方向的气体流速,由上述(4)式求出为7.6mm/sec。另一方面,用由(5-2)式求出的合成树脂材料的粒子的结尾速度,求出不从燃烧带内飞出的界限粒子径,结果为约2.4mm。
与此相对,在图24中,在吹入代表粒子径为2.5mm的合成树脂材料的时候,其燃烧率为0.73。
而且,在图24中,代表粒子径在2.0mm左右的时候,燃烧率取极小值,这是这样考虑的,虽然代表粒子径在未到2.0mm的时候会产生使粒子飞散比例增加燃烧率降低的作用,但是也是由于合成树脂材料的比表面积增大而使燃烧速度变得更快的原因。但是,从实用的角度来说,因为如果合成树脂材料的代表粒子径做得越小,那么粉碎成本就越高,以及粉碎合格率也变低等,所以这是不希望的。
而且,可得出与从在炉上部的排气中碳氢化合物的量算出的燃烧率相同的结果。
以下进行下述试验②。
试验②:在表16的试验条件中,将合成树脂材料的代表粒子径恒定为2.5mm,使风口3的最大外径在45~120mm的规定值内变化,进行燃烧试验,求得合成树脂材料的燃烧率。
表18表示了由试验②所得的结果。即:在将风口径设定成规定值的时候,算出燃烧带末端的铅直方向的气体流速的值,显示出此时的合成树脂材料的燃烧率。而且,燃烧带末端的铅直方向的气体流速和合成树脂材料的燃烧率之间的关系,表示于图25中。
在试验②的条件下,在合成树脂材料的代表粒子径为2.5mm时,算出合成树脂材料的结尾速度为7.9m/sec。另一方面,由图25可知:在燃烧带末端的铅直方向的气体流速,在上述算出的合成树脂材料的结尾速度为7.9m/sec时,合成树脂材料的燃烧率大约为0.7;在燃烧带末端的铅直方向的气体流速比7.9m/sec更小时,合成树脂材料的燃烧率比0.7高;在燃烧带末端的铅直方向的气体流速比7.9m/sec更大时,合成树脂材料的燃烧率比0.7低。
并且,从该试验可知:在不使合成树脂材料飞散的燃烧带末端的铅直方向的气体流速与燃烧率之间具有很强的相关关系。
本发明由于按上述构造,作为制造生铁的立式炉的热源,不应使合成树脂材料进行微粉碎处理,而可以块状的形状吹入,但是即可得到高的燃烧率,从而可节约石炭及焦炭。并且,还作为与烧掉及填埋处理的合成树脂材料的处理相关的解决环境问题的一种方法,可提供向立式炉次入合成树脂材料的方法,从而在工业上可带来优良的效果。
实施例7
图26表示本发明的合成树脂吹入设备的一构成例。
本发明的合成树脂吹入设备包括:加工处理生产线X,所述的加工处理生产线X接收以薄片状合成树脂为主体的合成树脂类(A)并将之加工处理成粒状合成树脂;加工处理生产线Y,所述的加工处理生产线Y接收除上述合成树脂类(A)以外的合成树脂类(B)并将之加工处理成粒状合成树脂;一级存贮筒仓601,用于装入由加工处理生产线X和加工处理生产线Y分别得到的粒状合成树脂;吹入站Z,该站将从一级存贮筒仓供给的粒状合成树脂气力输送到高炉风口部等吹入部(下文中以例说明吹入部为高炉风口部的情形)。
上述加工处理生产线X、Y是用于将作为燃料的合成树脂类区分为以薄片状合成树脂为主体的合成树脂类(A)和除此之外的合成树脂类(B)(即以块状合成树脂为主体的合成树脂)的状态来接收,并以分别适合于各合成树脂的工序将之加工成粒状合成树脂的生产线。为此,加工处理生产线X具有粒状固化装置,所述的粒状固化装置借助热使合成树脂类(A)熔融或半熔融化并使之固化,从而将之加工成减容固化(“减容”意为:容积减少)的粒状合成树脂。
下面按图26说明本发明设备的构成。上述加工处理生产线X从输入侧依次包括:为破碎(或粗破碎)合成树脂类(A)而根据需要设置的破碎装置602;用于将合成树脂类A加工处理成减容固化的粒状合成树脂a的粒状固化装置603;用于筛分粒状合成树脂a的筛分装置604(例如振动式筛分装置)。通过从上述破碎装置602到上述粒状固化装置603的输送装置605或从粒状固化装置603到筛分装置604的输送装置606合成树脂类A被分别输送。一般,这些输送装置由输送带或自由落下式的输送管或输送管构成。此外,在输送装置的中间设置除去铁屑的磁选机(由磁铁吸着铁屑等并将之除去的装置),在设置这样的磁选机场合,一般输送装置由输送带构成。
由上述的筛分装置筛分的粒径小的粒状合成树脂材料a由输送装置608输送到一级存贮筒仓601。在该构成中,输送装置虽然是由气力输送管及其中间设置的鼓风机608构成的,但根据情况也可和输送装置605、606一样地由输送带或自由落下式的输送管或输送管构成。此外,由上述的筛分装置筛分的粒径大的粒状合成树脂材料由输送装置609回馈到上述的粒状固化装置输入侧的输送装置605,再次装入粒状固化装置603。输送装置609虽然也是由气力输送管及其中间设置的鼓风机608构成的,但根据情况也可由输送带等构成。
并且,返送该粗粒的粒状合成树脂材料的位置可以是任意的,例如,可以返送到粒状固化装置603和磁选机630之间、破碎装置602的输入侧的各位置(通常为输送线),或根据情况供给加工处理生产线Y。在供给加工处理生产线Y的情形,可供给一级破碎装置610的输入侧、一级破碎装置610和二级破碎装置611之间、二级破碎装置611和选别机612之间、选别机612和粉碎装置613之间的任意位置(通常为输送线)。还有,除此之外,也可以把粗粒的粒状合成树脂取出到系统之外、直接装入其他工序的装置(例如,向高炉、碎片熔解炉的炉顶装入,向焦化炉、烧结炉的直接装入等)。
在合成树脂A以下述的粒状固化装置603破碎处理时,也不一定非要由上述的破碎装置602进行破碎处理,所以,该情形下也可不设置破碎装置602。
上述粒状固化装置603具有例如以下述的(1)-(3)的方式进行合成树脂A的减容固化-粒状化处理的机构。
(1)加热合成树脂类A使之熔融后,冷却而使之固化,将该固化的合成树脂材料切断或粉碎处理的方式
(2)将合成树脂材料切断或粉碎(该切断或粉碎不在粒状固化装置内,而在上述的破碎装置602进行也可以),以加热或由上述的切断或破碎所产生的摩擦热使该切断或破碎的合成树脂半熔融化,通过使半熔融化的合成树脂材料快速冷却而使之收缩固化,这时,将此时收缩固化成粒状或收缩固化的合成树脂材料进行粉碎处理,得到粒状的合成树脂材料(a)。
(3)作为上述(2)的一形状,在以高速回转的回转刀切断或破碎合成树脂类A的同时,由切断或破碎所产生的摩擦热使合成树脂半熔融化,然后通过水喷雾等使半熔融化的合成树脂材料快速冷却而使之收缩固化,在此时收缩固化成粒状或收缩固化的同时,以上述的回转刀进行粉碎处理,得到粒状的合成树脂材料a的方式。
在这些方式中,方式(1)的装置的典型例包括:使合成树脂类A完全熔融的装置;将该熔融的合成树脂类压出成形为线状的压出装置;将该压出成形的合成树脂材料切断成粒状的切断装置。但也可采用除此之外的各种加工方式。
与此相对,(2)、(3)的方式为:不使合成树脂类A完全熔融,通过由冷却用流体(水或冷却气体等)使之从半熔融化状态快速冷却而将之收缩固化,将此时收缩固化成粒状或收缩固化的合成树脂材料粉碎处理成粒状,得到粒状的合成树脂材料a的方式。本发明者们发现以上述(2)、(3)方式(特别是方式(3))的装置得到的粒状合成树脂a显示出的流动性和输送性不用说比薄片状合成树脂材料的粉碎物优越,就是连块状合成树脂材料的粉碎物也难于与之相比,并且其燃烧性也非常好,此外,通过将之和块状合成树脂材料的粉碎物的混合使用,可显著提高合成树脂整体的输送性以及燃烧性,所以,在本发明的燃料吹入设备中,粒状固化装置最好使用根据上述(2)或(3)的装置。
图28表示以上述的方式(2)进行粒状收缩固化或收缩固化-粒状化的连续处理的粒状固化装置603的一构成例,粒状固化装置603从合成树脂的输入侧依次包括:破碎机639、减容固化装置640、根据需要设置的破碎装置粉碎机641。此外,减容固化装置640从输入侧具有加热室642和冷却室643,还具有穿过这些加热室642和冷却室643连续输送合成树脂类的输送装置644(输送带)。根据这样的粒状固化装置603,合成树脂类A由破碎机639破碎后,被装入减容固化装置640。在该减容固化装置640中,合成树脂A由输送装置644在加热室642和与之相连的冷却室643中连续输送,在加热室642中通过加热(燃气加热、燃气间接加热或电气加热)而半熔融化后,在冷却室643由喷雾等快速冷却,收缩固化。此时,通过适当地选择合成树脂类A的破碎形状、向加热室内的装入状态等,可使合成树脂材料收缩固化成粒状,所以,根据该方式,可得到仍处于收缩固化状态的粒状合成树脂材料a。
另一方面,在使合成树脂的一部分或全部未收缩固化成粒状的方式,收缩固化的合成树脂材料从减容固化装置640被装入粉碎机641,由该粉碎机641粉碎处理成粒状,得到粒状合成树脂材料a。
如以上得到的粒状合成树脂a是将破碎的薄片状合成树脂材料从半熔融状态使之收缩固化为粒状或收缩固化后将之粉碎处理得到的,所以,和块状合成树脂材料的破碎物相比,它为多孔状且比表面积大,而且不是如块状合成树脂材料的破碎物那样的多角形状,整体看为球形,所以虽示出优异的燃烧性和流动性。
图29概略地表示了根据上述方式(2)的装置结构,图30模块地表示了由该装置进行粒状收缩固化或收缩固化-粒状化处理的原理。
该粒状固化装置603包括:装入合成树脂类A的箱645、配置在该箱645的内底部的一个或二个以上的回转刀646、向箱645内吹入冷却用流体(水等液体或气体)或喷雾的快速冷却装置647。根据这样的粒状固化装置603,装入箱645内的合成树脂类A由高速回转的回转刀646破碎或切断,同时,由此切断或破碎产生的摩擦热使合成树脂材料半熔融化,接着,由来自快速冷却装置647的水喷雾将半熔融化的合成树脂材料从上述温度快速冷却,从而使之收缩固化,从而得到此时收缩固化为粒状或在收缩固化的同时由上述的回转刀646粉碎处理的粒状合成树脂材料a。
如以上得到的粒状合成树脂a是将破碎的薄片状合成树脂材料从半熔融状态使之收缩固化为粒状或收缩固化后将之粉碎处理得到的,所以,和块状合成树脂材料的破碎物相比,它为多孔状且比表面积大,而且不是如块状合成树脂材料的破碎物那样的多角形状,整体看为球形,所以显示出优异的燃烧性和流动性。
该装置是以批量方式由高速回转的回转刀646进行全部的合成树脂材料的破碎处理、半熔融化处理及收缩固化后的粉碎处理(但是,在由快速冷却使之收缩固化成粒状的情况,不需要粉碎处理)的装置。在短时间内快速进行下述的一连串处理工序:“破碎(切断)-半熔融化-由快速冷却而实现粒状收缩固化”或“破碎(切断)-半熔融化-由快速冷却而实现收缩固化-粉碎”,而且,合成树脂材料在回转刀646所产生的破碎(切断)-高速搅拌中半熔融化,在这样的状态下进行快速冷却处理,所以可得到在比表面积和粒形状上更理想的粒状合成树脂材料a。而且,仅以回转刀646的作用实现破碎(切断)、半熔融化处理和收缩固化后的粉碎处理,所以在设备的成本和运输成本方面也是有利的。
即使在根据方式(3)的装置中,通过适当地选择合成树脂类A的破碎形状、对回转刀的装入状态等,也可使合成树脂材料收缩固化成粒状,所以,在该情形时,实际上没有收缩固化后的回转刀所产生的粉碎处理,得到仍以收缩固化状态的粒状合成树脂材料a。另一方面,在使合成树脂的一部分或全部未收缩固化成粒状的情形,由上述的回转刀的粉碎处理,得到粒状合成树脂材料a。
此外,在上述(2)、(3)的方式中,半熔融化合成树脂类(A)的温度根据合成树脂的种类和形状等存在一定程度的差异,例如,仅从材质上来说,低密度的聚乙烯为105-115oC,中密度的聚乙烯为128oC左右。所以,根据合成树脂类A中所含有的合成树脂材料的种类、比例、形状等,可以适当地选择使之半熔融化的温度。
另一方面,上述的加工处理生产线Y从输入侧依次包括:粗破碎合成树脂类(B)的一级破碎装置610、进一步细破碎合成树脂类(B)的一级破碎装置611、从已破碎的合成树脂类B中去除金属、土沙等异物的选分装置612、将去除异物的的合成树脂类B粉碎处理成最终粒径的粒状合成树脂材料b的粉碎装置613。
通过从上述的一级破碎装置610到上述的二级破碎装置611的输送装置614,或通过从上述的二级破碎装置611到上述的选分装置612的输送装置615,分别输送合成树脂类B。而且,通常情况下,这些输送装置614、615由输送带或自由落下式的输送管或输送管构成。此外,在输送装置614的中间设置除去铁屑的磁选机630(由磁铁吸着铁屑等并将之除去的装置),在设置这样的磁选机630场合,一般输送装置614由输送带构成。
通过从选分装置612到粉碎装置613的输送装置616,或从粉碎装置613到一级存贮筒仓601的输送装置617,分别输送合成树脂类B或粒状合成树脂材料b。在该构成例中,输送装置616、617虽然是由气力输送管及其中间设置的鼓风机608构成的,但根据情况也可和输送装置614、615一样地由输送带或自由落下式的输送管或输送管构成。
在上述的一级存贮筒仓601和吹入站Z之间,从上游侧依次设置:接收从一级存贮筒仓601供给的粒状合成树脂材料并暂时将之存留的服务箱619,接收从服务箱619供给的粒状合成树脂材料并将之气力输送到吹入站Z的提升箱621。
粒状合成树脂材料由输送装置618从一级存贮筒仓601输送到服务箱619。该输送装置618例如由定量分出装置和输送带或自由落下式的输送管或输送管或输送管等构成。此外,粒状合成树脂材料由输送装置620从服务箱619输送到提升箱621,但该输送装置由自由落下式的输送管构成,在该输送管的中间设置断流阀638以用于保持粒状合成树脂的输送和停止、以及提升箱内的气压。
从储压器629伸出的空气供给管637连接于上述的提升箱621,供给气力输送用空气。通过该气力输送用空气,提升箱621内的粒状合成树脂穿过气力输送管622供给吹入站Z。还有,粒状合成树脂材料的气力输送量由供给到提升箱621内的气力输送用空气的压力控制。
上述的吹入站Z具有多级式的箱,以便可以连续向高炉风口部供给粒状合成树脂材料,在该构成例中,从上游侧依次具有二级存贮筒仓623、均压箱624和吹入箱625,上述的气力输送管622连接于二级存贮筒仓623。输送装置631从二级存贮筒仓623向均压箱624或输送装置632从均压箱624向吹入箱625分别输送粒状合成树脂材料。输送装置631、632由自由落下式的输送管构成,在这些输送管的中间设置断流阀633、634以用于保持粒状合成树脂的输送和停止、以及吹入箱625内的气压。
通过连通于气力输送管626和各风口部的气力输送支管627(图中的标号636为向各气力输送支管627进行分配的分配器),粒状合成树脂材料被从输送的吹入箱625输送到高炉BF的风口部628。在气力输送管626的吹入箱输出侧位置,设置流动化装置635以使从箱排出的粒状合成树脂材料和气体混合、流动。该流动化装置635也具有使粒状合成树脂材料供给、停止的功能。此外,从储压器629伸出的空气供给管连接于气力输送管626,供给气力输送用空气。来自吹入站625的来自合成树脂材料的气力输送量是这样进行的:即,由未图示的升压装置调节吹入箱625内的压力,并根据需要调节来自储压器629的气力输送用气体的流量来调节其气力输送量。
图31和图32分别是吹入站Z的其他构成例。在这些构成例中没有设置图26所示的均压箱,而并列地设置多组二级存贮筒仓623a或吹入箱,也是粒状合成树脂材料可连续向高炉风口部供给的结构。
图31所示的吹入站Z并列地设置二级存贮筒仓623a和吹入箱625a以及二级存贮筒仓623b和吹入箱625b,由气力输送管622内设置的分配装置648可适当地分配粒状合成树脂材料并将之装入二级存贮筒仓623a、623b。粒状合成树脂材料分别由输送装置649a、649b从二级存贮筒仓623a、623b输送到吹入箱625a、625b。输送装置649a、649b由自由落下式的输送管构成,在这些输送管的中间设置断流阀650a、650b以用于保持粒状合成树脂的输送和停止、以及吹入箱内的气压。在连接于各吹入箱625a、625b气力输送支管860a、860b的吹入箱输出侧位置,设置和图26的流动化装置635相同的流动化装置651a、651b。
而且,在图31所示的吹入站Z中,可以设置三组以上的并列的二级存贮筒仓。
在图32所示的吹入站Z中,在二级存贮筒仓623的输出侧并列地设置吹入箱625a、625b,由带有分配装置653的输送装置从二级存贮筒仓623可适当地分配供给粒状合成树脂材料到吹入箱625a、625b。在构成该输送装置652的朝向吹入箱的分歧管的中间,设置断流阀654a、654b以用于保持粒状合成树脂的输送和停止、以及吹入箱内的气压。在连接于各吹入箱625a、625b气力输送支管860a、860b的吹入箱输出侧位置,设置和图26的流动化装置635相同的流动化装置655a、655b。
而且,在图32所示的吹入站Z中,可以设置三组以上的并列的吹入箱。
在图26所示的构成例中,在各加工处理生产线X、Y的一个位置各设置一个磁选机630,但是,也可以在各加工处理生产线X、Y的多个位置各设置磁选机630。
此外,设置于加工处理生产线X、Y中的各种破碎装置(也包括粉碎装置613)的破碎方式是任意的,除通常的仅用机械手段外,例如,在冷冻被处理体的状态下进行破碎的所谓的冷冻破碎方式也是适用的。
通常,在图26所示的加工处理设备的输入侧,设置搬入合成树脂类的堆置干燥设备等附属设备。
图27是本发明设备的其他构成例。在加工处理生产线X和加工处理生产线Y,设置用于分别从合成树脂分离除去聚氯乙烯等含氯高分子树脂材料的分离装置656、657。
即,在加工处理生产线X中,在破碎装置602和粒状固化装置603之间设置分离装置656,从合成树脂类A仅分离除去聚氯乙烯、偏氯乙烯等含氯高分子树脂材料。聚氯乙烯等含氯高分子树脂材料比其他的合成树脂的比重大(聚乙烯的比重为:0.91-0.96,聚丙烯的比重为0.89-0.91,而聚氯乙烯的比重为1.16-1.55),一般,分离装置656由利用水等液体的比重分离方式或离心分离方式等从合成树脂分离除去聚氯乙烯等含氯高分子树脂材料。
而且,在加工处理生产线X中的上述分离装置656可以设置在比粒状固化装置603更靠上游侧的任意位置。
图33是根据比重分离方式的分离装置656的一构成例。图中,标号658是装入了水的分离槽,659a、659b是将从分离槽排出的合成树脂材料去水的过滤网、660是在由过滤网去水后把合成树脂材料进行干燥处理的干燥机、661是排出由过滤网659a、659b分离的水的排水箱。
根据这样的分离装置656,合成树脂类A装入已经注入了水的分离槽658,将沉在槽内的聚氯乙烯等含氯高分子树脂材料和浮在上面的其他合成树脂材料相分离。沉降分离的含氯高分子合成树脂材料由适当的排出装置排出到槽外,经过滤网659a和水分离后,排出到系统外部。另一方面,在槽内浮起的含氯高分子树脂材料以外合成树脂材料由适当的排出装置排出到槽外,经过滤网659a和水分离后,由干燥机干燥,送入到下一工序。
图34是根据离心分离方式的分离装置656的一构成例。该装置包括内部为中空的筒状或纺锤体状的本体662、在该本体的内部纵向可自由回转地设置的带螺旋的内筒体663、用于驱动该内筒体的马达664。在该装置中,合成树脂材料和水等媒体的混合物从高速回转的内筒体的一端供给到其内部。混合物由离心力的作用从设于内筒体的纵向中央的开口665向本体的内部空间排出,以媒体的比重为界线而分离为比媒体比重大的重质量部分(含氯高分子树脂材料)和比重小的轻质量部分(含氯高分子树脂材料以外合成树脂材料)。就是说,由离心力仅仅使合成树脂材料中的重质量部分聚集于本体662的内壁面侧,从而,成为重质量部分和轻质量部分在本体662的径向分离的状态。
此处,内筒体663在以上述的开口665为界的纵向的一半上设置轻质量部分输送用的螺旋666a,而在纵向的另一半上设置重质量部分输送用的螺旋666b。上述的螺旋666a、666b的螺旋方向相互相反,通过内筒体663的回转,螺旋666a、666b分别向两侧的本体端部方向输送合成树脂材料。即,轻质量部分的合成树脂材料由叶片较短的螺旋666a向本体662的一侧端部输送并从排出口667a排出。另一方面,集于本体662的内壁面侧的重质量部分的合成树脂材料由叶片延伸到本体662的内壁面附近螺旋666b向本体662的另一侧端部输送并从排出口667b排出。再有,水等媒体从设置于本体662大致中央部的排出口668排出到装置外。
根据这样的装置,可使被分别分离成重质量部分和轻质量部分的合成树脂材料以水分非常少的状态排出到装置外。
在图27所示的设备中,合成树脂类A由输送装置605a从破碎装置输送到分离装置656,由输送装置605b从分离装置656输送到粒状固化装置603。而且,通常情况下,这些输送装置605a、605a由输送带或自由落下式的输送管或输送管构成。此外,在输送装置605a的中间设置除去铁屑的磁选机630,在设置这样的磁选机630场合,一般输送装置605a由输送带构成。
在加工处理生产线Y中,在破碎装置612和粒状固化装置613之间设置分离装置657,从合成树脂类B仅分离除去聚氯乙烯、偏氯乙烯等含氯高分子树脂材料。分离装置657的构成例和作用相同于上述的分离装置656,所以省略其说明。并且,加工处理生产线Y中的分离装置657并不限定于本实施例,可以设置于粉碎装置613的上游侧或下游侧的任意位置,例如,在一级破碎装置613和二级破碎装置711之间、二级破碎装置711和选分装置612之间、粉碎装置613的输出侧等。
合成树脂类B由输送装置616a从选分装置612输送到分离装置657,由输送装置616b从分离装置657输送到粉碎装置603。而且,通常情况下,这些输送装置616a、616b由输送带或自由落下式的输送管或输送管构成。
图27的其他构成和图26相同,所以,赋予其相同的符号,并省略其说明。而且,在该图27的构成例中,由筛分装置604筛分的粗粒的粒状合成树脂材料的回馈位置也是任意的,例如,可以返送到分离装置656和粒状固化装置603之间、磁选机630和分离装置656之间、破碎装置602的输入侧的各位置(通常为输送线),或根据情况供给加工处理生产线Y。在供给加工处理生产线Y的情形,可供给一级破碎装置610的输入侧、一级破碎装置610和二级破碎装置611之间、二级破碎装置611和选别机612之间、选别机612和粉碎装置613之间的任意位置(通常为输送线)。还有,除此之外,也可以把粗粒的粒状合成树脂取出到系统之外、直接装入其他工序的装置(例如,向高炉、碎片熔解炉的炉顶装入,向焦化炉、烧结炉的直接装入等)。
下面说明上述本发明设备合成树脂材料的处理和向高炉的吹入工序。
在本发明的设备中,将作为燃料的合成树脂类区分为以薄片状合成树脂为主体的合成树脂类(A)和除此之外的合成树脂类(B)(即以块状合成树脂为主体的合成树脂)的状态来被加工处理设备接收,在加工处理生产线X、Y中分别以不同的工序加工处理成适合于燃烧炉吹入用固体燃料的粒状合成树脂。此处,除薄片状合成树脂类材料外,合成树脂类A中可包括流动性、输送性差的其他形式的合成树脂材料,例如发泡塑料等。
薄片状合成树脂材料的分类虽然没有特别的限制,但是,根据本发明者的研究,厚度为100微米以下的合成树脂薄片其流动性和输送性特别的差,所以在划分的界线上,最好,厚度为100微米以下的合成树脂薄片划分为合成树脂类A。显然也不一定限定于这样的划分标准,此外,除象聚乙烯薄片那样的极薄材料外,用于所谓的小瓶等的较厚的合成树脂类也包含于合成树脂类A中。此外,是否将之分入合成树脂类A,还取决于合成树脂类的成分、材质(例如,包含合成树脂材料以外的材料的复合材料的情形,及非上述情形的情形)、形状等要素。
另一方面,作为合成树脂类B,是以板材等块状的合成树脂材料为主体的,当然也不限于此。
关键在于要考虑聚集的合成树脂类的流动性和输送性,至少如聚乙烯那样的在破碎处理的状态下其流动性和输送性极差的材料应分入合成树脂类A,而与之相比,流动性、输送性好的块状的塑料应分入合成树脂类B,其他的材料在考虑其流动性、输送性的前提下,分入合成树脂类A、B都可以。
而且,在将合成树脂类的加工处理及吹入系统作为整体来看,也没必要严格地将作为燃料等供给的合成树脂类中全部的薄片状合成树脂材料分入合成树脂类A,全部的块状合成树脂类分入合成树脂类B,此外,如果考虑所谓废弃物的性质,在实际中进行严格的划分也是困难的。所以,允许在合成树脂类A中包括一定程度的块状合成树脂材料等或在合成树脂类B中包括一定程度的薄片状合成树脂材料等。
在加工处理生产线X中,合成树脂类A根据需要在破碎装置602中破碎(或粗破碎)后,由输送装置605装入粒状固化装置603,在此处加工成减容固化粒状合成树脂材料a。此外,在上述输送装置605的中间由磁选机630去除混入合成树脂类的铁屑。
在上述的粒状固化装置603中,以上述的(1)-(3)的方式之一进行合成树脂类A的减容固化-粒状化处理,得到粒状合成树脂材料a。在粒状固化装置603得到的粒状合成树脂材料a由输送装置606装入筛分装置604进行筛分,仅规定最大外径以下(例如6mm)的合成树脂材料通过输送装置607输送到一级存贮筒仓601。另一方面,超过规定最大外径的粒状合成树脂材料通过输送装置609回馈到粒状固化装置603的输入侧,和合成树脂类A一起再装入粒状固化装置603。
在图32所示的设备的情形,合成树脂类A在先于粒状固化装置的处理而装入分离装置656,聚氯乙烯和偏氯乙烯等含氯高分子树脂材料在此处被除去。在分离装置656含氯高分子树脂材料被除去的合成树脂类A装入粒状固化装置603,在此处被加工成减容固化的粒状合成树脂材料后,经选分装置而输送到一级存贮筒仓601。
另一方面,在加工处理生产线Y中,合成树脂类B在一级破碎装置612中破碎(或粗破碎)(例如破碎成粒径50mm)后,由输送装置614装入二级破碎装置611进行二级破碎(例如破碎成粒径20mm),此外,在上述输送装置614的中间由磁选机630去除混入破碎的一级合成树脂类的铁屑。
二级破碎的合成树脂类B由输送装置615装入选分装置612,在此处由风力等选分方法分离除去金属、土沙、石头的异物。然后,通过输送装置616输送到粉碎装置613(三级破碎),粉碎处理成规定最大外径之下(例如6mm)的粒状,得到粒状合成树脂材料b。该合成树脂材料b由输送装置617输送到一级存贮筒仓601。
在图32所示的设备的情形,合成树脂类B在先于粉碎装置613的处理而装入分离装置657,聚氯乙烯和偏氯乙烯等含氯高分子树脂材料在此处被除去。在分离装置657含氯高分子树脂材料被除去的合成树脂类B被输送到粉碎装置613(三级破碎机),粉碎处理成规定最大外径之下(例如6mm)以后,输送到一级存贮筒仓601。
存贮于一级存贮筒仓601中的粒状合成树脂a、b的混合物通过输送装置618、620经由服务箱619被供给到提升箱621,从该提升箱621气力输送到吹入站Z,装入二级存贮筒仓623。
在吹入站Z中,从吹入箱625向高炉风口部628连续地气力输送粒状合成树脂材料。为了进行这样的连续的气力输送,在关闭均压箱624和吹入箱625之间的输送装置632的断流阀634的状态下,将粒状合成树脂材料从二级存贮筒仓623装入均压箱624(在装入时,输送装置631的断流阀633位于闭合状态),在吹入箱625内的粒状合成树脂材料的残留量变少的时刻,在输送装置631的断流阀633闭合的状态,打开输送装置632的断流阀634,将均压箱624内的粒状合成树脂材料补给到吹入箱625。通过反复进行上述的操作,可以一直确保吹入箱625内的粒状合成树脂材料的残留量,从吹入箱625连续地气力输送粒状合成树脂材料。
此外,在吹入站Z具有图31所示的构成时,从提升箱621侧通过气力输送管622供给的粒状合成树脂材料由分配装置648适当分配并装入二级存贮筒仓623a、623b,根据吹入箱625a、625b内的粒状合成树脂材料的残留量,从二级存贮筒仓623a、623b向吹入箱625a、625b补给粒状合成树脂材料。
粒状合成树脂相邻一般从任意一方的吹入箱625a、625b气力输送到高炉风口部,而没有进行气力输送的另一方的吹入箱则被从二级存贮筒仓补给粒状合成树脂材料。在切换进行该粒状合成树脂材料的补给和气力输送的吹入箱625a、625b时,适当开关操作二级存贮筒仓623a、623b和吹入箱625a、625b之间的输送装置649a、649b的断流阀650a、650b以及吹入箱625a、625b的输出侧的流动化装置651a、651b。
此外,在吹入站Z具有图32所示的构成时,从提升箱621侧通过气力输送管622供给的粒状合成树脂材料在装入二级存贮筒仓623后,由设于输送装置652的分配装置653根据吹入箱625a、625b内的粒状合成树脂材料的残留量适当分配并装入各箱。
粒状合成树脂材料一般从任意一方的吹入箱625a、625b气力输送到高炉风口部,而没有进行气力输送的另一方的吹入箱则被从二级存贮筒仓623补给粒状合成树脂材料。在切换进行该粒状合成树脂材料的补给和气力输送的吹入箱625a、625b时,适当开关操作二级存贮筒仓623和吹入箱625a、625b之间的输送装置652的断流阀654a、654b以及吹入箱625a、625b的输出侧的流动化装置655a、655b。
在如上述的图31和图32所示构成的吹入站Z中,也可以将粒状合成树脂材料从吹入箱625a、625b气力输送到高炉风口部。
气力输送用空气从储压器629通过空气供给管637供给到气力输送管,通过该空气,从吹入箱625、625a、625b排出的粒状合成树脂材料通过气力输送管626和气力输送支管627被输送到多个风口部228,作为燃料被吹入高炉内。
以上内容将合成树脂材料向高炉风口部的吹入作为例子进行了说明,但是,在其他种类的燃烧炉中,可以同样地将合成树脂材料供给到风口部等合成树脂材料吹入部,进行向炉内的吹入。
对以薄片状合成树脂材料为主体的合成树脂类A和除此之外的合成树脂类B的加工处理设备的供给量存在废弃物的性质上、经过时间上的偏差,在限于较短的时间的场合(如数小时-数十小时),仅供给任意一方的合成树脂材料,所以被处理且气力输送供给到炉的合成树脂类可能暂时仅为合成树脂类A或合成树脂类B的一方。此外,可能因其他的理由暂时地气力输送粒状合成树脂材料a或b的任意一方。
如以上所述,粒状收缩固化或收缩固化-粒状化得到的粒状合成树脂a为多孔状且比表面积大,整体看为球形,所以显示出优异的燃烧性和流动性。通过将之和粒状合成树脂材料b相混合,可以高效地提高供给到炉的粒状合成树脂材料整体的燃烧性和流动性和输送性。即,关于燃烧性,在炉内将粒状合成树脂a和粒状合成树脂材料b的混合体吹入的情形,燃烧性好的粒状合成树脂材料a快速燃烧,快速地使粒状合成树脂材料b点燃,这样可以显著地提吹入炉内的粒状合成树脂材料整体的燃烧性。
关于流动性和输送性,具有球形的输送性和流动性优异的粒状合成树脂材料a包含于粒状合成树脂材料中,从而可以起到提高粒状合成树脂材料整体的流动性的润滑效果,其结果是可大大地改善粒状合成树脂材料整体的流动性、输送性。
图36-图38是本发明设备的一实施例。
在加工处理生产线X的输入侧,设有立式切断机(离线),该立式切断机的目的在于:例如切断卷装成卷状的薄片状合成树脂材料,将卷装心材从薄片中去除。从加工处理生产线X的的输入侧依次设置:在端部具有合成树脂类A的接收漏斗671的供给带672;多个粒状固化装置676a、676b,用于接收由上述的供给带672输送的合成树脂类A,所述的合成树脂类A是经由可正反回转的分配带673及投入带675a、675b而被接收;筛分装置677a、677b(振动排出装置),用于筛分由粒状固化装置676a、676b加工处理成粒状的合成树脂材料;筛下输送带678和气力输送管679,用于输送由筛分装置677a、677b筛分的粒状小的粒状合成树脂材料;分离机689d,用于从气力输送用空气中分离由气力输送管679输送的粒状合成树脂材料a。由该分离机689d分离的粒状合成树脂材料a通过输送管装入一级存贮筒仓680。
此外,该加工处理生产线X具有:用于接收由筛分装置677a、677b筛分的粒径大的合成树脂材料并将之输送的筛上输送带681和气力输送管687;分离机682,用于从气力输送用空气中分离由气力输送管687输送的合成树脂材料后,再装入接收漏斗671。
上述粒状固化装置676a、676b的结构和上述的图26所示的构成例相同。
此外,在上述分配带673的上部设置一对磁选机674。
另一方面,从加工处理生产线Y的的输入侧依次设置:在端部具有合成树脂类B的接收漏斗683的供给带684;接收由该供给带684输送的合成树脂类B并将之破碎的一级破碎装置685;将由该一级破碎装置685破碎的合成树脂类B输送到二级破碎装置的输送带686;将该输送带686输送的合成树脂类B接收并破碎的二级破碎装置688;将由该二级破碎装置688破碎的合成树脂类B输送到风力选分机的输送带689;从输送带689输送的合成树脂类B中除去土沙、金属等异物的风力选分机690;将由上述的风力选分机690去除异物的合成树脂类B气力输送的气力输送管691;将由气力输送管691输送的合成树脂类B从气力输送用空气中分离出来的分离机692;经由分配带693、694接收从该分离机692排出的合成树脂类B的多个备用箱695a-695c;接收从各备用箱695a-695c供给的合成树脂类B并将之粉碎处理的多个粉碎装置696a-696c;输送由该粉碎装置696a-696c粉碎处理的粒状合成树脂材料b的气力输送管697a-697c;将由气力输送管697a-697c输送的合成树脂类B从气力输送用空气中分离出来的分离机698a-698c。由输送的分离机698a-698c分离的粒状合成树脂材料b通过输送管装入一级存贮筒仓680。
上述风力选分机690是以纵型Z状的通道705装入合成树脂类B,通过从该通道705的下方向上吹入空气使合成树脂类B和其他的异物选分分离的装置,由于合成树脂类B较轻,从而通过风力在通道705中上升、排出气力输送管691,另一方面,土沙、金属等较重的异物在通道705落下、从通道下方排出。
此外,上述分配带693、694和多个备用箱695a-695c具有下述的功能:根据供给到加工处理生产线Y的合成树脂类B的供给量,调整粉碎装置696a-696c的工作台数、向粉碎装置696a-696c供给的合成树脂类的供给量。例如,供给到加工处理生产线Y的合成树脂类B的供给量较少时,由分配带693、694仅向多个备用箱695a-695c中的一部分供给合成树脂类B,从而仅使多台粉碎装置696a-696c中的一部分工作。另一方面,供给到加工处理生产线Y的合成树脂类B的供给量较多时,由分配带693、694全部备用箱695a-695c中的供给合成树脂类B,使全部粉碎装置696a-696c工作,此外,在合成树脂类B的供给量相对于粉碎装置696a-696c的处理能力过剩时,备用箱695a-695c起到暂时存贮合成树脂类B的作用。
此外,在加工处理生产线Y中,由于进行了块状合成树脂类的破碎、粉碎处理等,在输送破碎或粉碎处理后的合成树脂材料后的气力输送用空气中含有大量的微细合成树脂的粉尘,作为材料这样的气力输送用空气的结构包括:将在各分离机692、698a-698c分离的气力输送用空气输送到集尘机的配管699、699a-699c;捕集从由这些配管输送的气力输送用空气中捕集合成树脂粉尘的集尘机700;作为输送被捕集的合成树脂粉尘并将之装入一级存贮筒仓680的输送装置的集尘机下输送带701。
此外,在上述输送带686的中间设置磁选机674。
在一级存贮筒仓680中设置定量分出装置704,由该定量分出装置704分出的粒状合成树脂材料通过输送带702供给到服务箱619。
比服务箱619更位于下游的构成(包括吹入站Z)和图26所示的构成倒相同,所以各部分使用的标号相同,其详细的说明被省略。
在其他的图中,703是设有各气力输送管中的鼓风机。
图39表示本发明设备的其他实施例。在一级存贮筒仓680和服务箱619之间设置二级风力选分机706,该风力选分机将在上游侧的风力选分机690未除净的异物去除。从一级存贮筒仓的定量分出装置704分出的粒状合成树脂材料通过输送带702供给到该二级风力选分机706。
上述二级风力选分机706的基本构造和上述的风力选分机690相同。在该二级风力选分机706和服务箱619之间,设有:气力输送管707,用于气力输送由二级风力选分机706除去异物的合成树脂类B;分离机708,将由气力输送管707输送的合成树脂类B从气力输送用空气中分离出来;将从该分离机708排出的合成树脂类B输送到服务箱619的输送带709。
在其他的图中,标号710是气力输送用鼓风机。
下面说明由该实施例的设备对合成树脂类所进行的加工处理工序。
根据需要,合成树脂类A由离线的竖型切断机670切断处理后,装入加工处理生产线输入侧的接收漏斗671,经供给带672、分配带673、及投入带675a、675b装入粒状共和制再676a、676b,在此处由上述的方式加工成减容固化的粒状合成树脂材料a。此外,在上述分配带673的中间由磁选机674去除混入合成树脂类的铁屑。
由粒状固化装置676a、676b得到的粒状合成树脂材料a被装入筛分装置677a、677b筛分,只有规定最大外径以下的粒状合成树脂(例如6mm)通过筛下输送带678和气力输送管多679被输送,在分离机689a中从气力输送用空气分离出来后,装入一级存贮筒仓680。另一方面,规定最大外径以上的粒状合成树脂通过筛上输送带681和气力输送管多687被输送到分离机682,从气力输送用空气分离出来后,回馈到输入侧的接收漏斗671,和合成树脂类A一起再次装入粒状固化装置676a、676b。
合成树脂类B装入加工处理生产线Y输入侧的接收漏斗683,经供给带684装入一级破碎装置685并被粗破碎(例如,破碎到粒径为50mm程度),而后,由供给带686装入二级破碎装置688并被二级破碎(例如,破碎到粒径为20mm程度)。一级破碎后的合成树脂类B在上述分配带686的中间由磁选机674去除混入合成树脂类的铁屑。
二级破碎的合成树脂类B由输送带689装入风力选分机690,在此处由风力选分除去金属、土沙、石头等异物。经这样选分的合成树脂类B通过气力输送管691被气力输送到分离机692,在这里从气力输送用空气中分离后,经分配带693、694装入备用箱695a-695c,然后输送到各粉碎装置696a-696c(三级破碎机)粉碎处理到规定的粒径之下(例如6mm),得到粒状合成树脂材料b。该粒状合成树脂材料b通过气力输送管多697a-697c被输送到分离机698a-698c,从气力输送用空气中分离后装入一级存贮筒仓680。
此外,由分离机692、698a-689c分离的气力输送用空气通过配管699、699a-699c被输送到集尘机700,合成树脂粉尘被捕集,该合成树脂粉尘由集尘机下输送带701装入一级存贮筒仓680。
存贮在一级存贮筒仓680的粒状合成树脂材料a和b的混合物由定量分出装置704及输送带702经由服务箱619供给到提升箱621,从该提升箱621气力输送到吹入站Z。此外,该工序以后的工序的内容和图26的构成例所述的内容相同。
再者,图39所示的设备中,存贮在一级存贮筒仓680的粒状合成树脂材料a和b的混合物由定量分出装置704及输送带702供给到二级风力选分机706,由风力选分分离除去异物后,通过风力输送管707风力输送到分离机708,在这里从气力输送用空气中分离后,经由输送带709和服务箱619供给到提升箱621,从该提升箱621气力输送到吹入站Z。
〖生产例1〗
对于图26所示的合成树脂类的处理·吹入用设备,分别以2.5t/hr和5t/hr的比例供给以薄片状合成树脂材料为主体的合成树脂类A和以块状合成树脂材料为主体的合成树脂类B,在加工处理成粒状合成树脂材料a和b之后,气力输送供给到高炉的风口部,和微粉碳一起从风口部吹入炉内。此时,合成树脂类的加工和供给条件以及高炉的作业条件如下所示。
a)合成树脂类的加工条件
(a-1)合成树脂类A
在粗破碎合成树脂类后,以上述(3)的方式进行收缩固化-粒状化处理,加工成粒径为6mm以下的粒状合成树脂材料a,并将之输送到以及存贮筒仓。
(a-2)合成树脂类B
将合成树脂类进行一级破碎、二级破碎及粉碎处理后,加工成粒径为6mm以下的粒状合成树脂材料b,并将之输送到一级存贮筒仓。
(b)粒状合成树脂材料的气力输送条件
从筒仓定量地分出已装入一级存贮筒仓的粒状合成树脂材料a和b的混合物,在将之输送到吹入站,从吹入站以下述的条件气力输送粒状合成树脂材料到高炉风口部并吹入炉内。
气力输送气体:空气
气力输送气体吹入流量:1300Nm3/hr
粒状合成树脂材料的吹入量:7.5t/hr
气固比:4.5kg/kg
(c)高炉操作条件
出铁量:9000t/日
焦化比:447kg/t·pig
风口:粒状合成树脂材料的吹入量:20kg/t·pig
微粉碳吹入量:100kg/t·pig
鼓风量:7260Nm3/分
富氧率:4%
鼓风温度:10000C
将以上的粒状合成树脂材料向炉内吹入的操作实施七天,结果,高炉作业本身不存在任何障碍,也未发生粒状合成树脂材料在存贮筒仓的分出部、气力输送管等系统的阻塞等供给上的问题。
〖生产例2〗
对于图27所示的合成树脂类的处理·吹入用设备,分别以2.8t/hr和5.6t/hr的比例供给以薄片状合成树脂材料为主体的合成树脂类A和以块状合成树脂材料为主体的合成树脂类B,在加工处理成粒状合成树脂材料a和b之后,气力输送供给到高炉的风口部,和微粉碳一起从风口部吹入炉内。此时,合成树脂类的加工和供给条件以及高炉的作业条件和生产例1相同。
将以上的粒状合成树脂材料向炉内吹入的操作实施七天,结果,本实施例中高炉作业本身也不存在任何障碍,也未发生粒状合成树脂材料在存贮筒仓的分出部、气力输送管等系统的阻塞等供给上的问题。
此外,在该生产例中,供给到加工处理生产线X、Y的合成树脂类中大约有3%是聚氯乙烯,但是,大约99%的聚氯乙烯可在分离装置被分离回收。此外,在采集全部作业中的炉顶废气并对废气的成分进行分析,也完全没有检测出HCl。
〖生产例3-6〗
对于图26的流程图所示的合成树脂类的处理·吹入用设备,在表19所示的生产例3-6的条件下,分别以2.5t/hr和5.0t/hr的比例供给以薄片状合成树脂材料为主体的合成树脂类A和以块状合成树脂材料为主体的合成树脂类B,将之加工处理成粒状合成树脂材料a和b。在加工处理的合成树脂类中,除表19所示的聚乙烯、聚丙烯等热可塑性树脂以外,还包括聚对苯二甲酸乙撑脂(PET)、ABS树脂、聚氯乙烯树脂等,此外,作为其他的树脂,还包括:尿烷树脂、酚醛树脂等热硬化性树脂、邻苯二酸二乙脂可塑剂、三甲基膦脂、2,3二溴丙烷等阻燃剂,添加玻璃纤维、碳酸钙、氧化铝、粘土等的树脂,以及添加其他添加剂的树脂。此外,作为无机物,包括粘附在合成树脂类材料上的土沙等(下述的生产例7-16也如此)。合成树脂类的加工条件和生产例1相同。
加工处理后的粒状合成树脂材料a和b在一级存贮筒仓中混合后,从吹入站气力输送供给到高炉的风口部,通过废塑料吹入管(最大外径25mm)吹入炉内。粒状合成树脂材料的气力输送条件如下所示。此外,高炉的操作条件如表2所示。
气力输送气体:空气
气力输送气体吹入流量:650-2600Nm3/hr
粒状合成树脂材料的吹入量:3.75-15t/hr
气固比:4.5kg/kg
将以上的粒状合成树脂材料向炉内吹入的操作实施七天,结果,高炉作业本身不存在任何障碍,也未发生粒状合成树脂材料在存贮筒仓的分出部、气力输送管等系统的阻塞等供给上的问题。
〖生产例7〗
对于图26的流程图所示的合成树脂类的处理·吹入用设备,在表3所示的条件下,分别以1.5t/hr和6.0t/hr的比例供给以薄片状合成树脂材料为主体的合成树脂类A和以块状合成树脂材料为主体的合成树脂类B,将之加工处理成粒状合成树脂材料a和b。加工处理后的粒状合成树脂材料a和b在一级存贮筒仓中混合后,从吹入站气力输送供给到高炉并吹入炉内(气力输送气体吹入流量:1300Nm3/hr)。合成树脂类的加工条件和生产例1相同。此外,加工后的粒状合成树脂材料的气力输送条件和例3-6相同。高炉的操作条件如表22。
将以上的粒状合成树脂材料向炉内吹入的操作实施七天,结果,高炉作业本身不存在任何障碍,也未发生粒状合成树脂材料在存贮筒仓的分出部、气力输送管等系统的阻塞等供给上的问题。
〖生产例8〗
对于图26的流程图所示的合成树脂类的处理·吹入用设备,在表21所示的条件下,分别以3.0t/hr和4.5t/hr的比例供给以薄片状合成树脂材料为主体的合成树脂类A和以块状合成树脂材料为主体的合成树脂类B,将之加工处理成粒状合成树脂材料a和b。加工处理后的粒状合成树脂材料a和b在一级存贮筒仓中混合后,从吹入站气力输送供给到高炉并吹入炉内(气力输送气体吹入流量:1300Nm3/hr),合成树脂类的加工条件和生产例1相同。此外,加工后的粒状合成树脂材料的气力输送条件和例3-6相同。高炉的操作条件如表22。
将以上的粒状合成树脂材料向炉内吹入的操作实施七天,结果,高炉作业本身不存在任何障碍,也未发生粒状合成树脂材料在存贮筒仓的分出部、气力输送管等系统的阻塞等供给上的问题。
〖生产例9〗
对于图26的流程图所示的合成树脂类的处理·吹入用设备,在表3所示的条件下,分别以5.0t/hr和2.5t/hr的比例供给以薄片状合成树脂材料为主体的合成树脂类A和以块状合成树脂材料为主体的合成树脂类B,将之加工处理成粒状合成树脂材料a和b。加工处理后的粒状合成树脂材料a和b在一级存贮筒仓中混合后,从吹入站气力输送供给到高炉并吹入炉内(气力输送气体吹入流量:1300Nm3/hr),合成树脂类的加工条件和生产例1相同。此外,加工后的粒状合成树脂材料的气力输送条件和例3-6相同。高炉的操作条件如表22。
将以上的粒状合成树脂材料向炉内吹入的操作实施七天,结果,高炉作业本身不存在任何障碍,也未发生粒状合成树脂材料在存贮筒仓的分出部、气力输送管等系统的阻塞等供给上的问题。
〖生产例10〗
对于图26的流程图所示的合成树脂类的处理·吹入用设备,在表23所示的条件下,分别以1.5t/hr和2.25t/hr的比例供给以薄片状合成树脂材料为主体的合成树脂类A和以块状合成树脂材料为主体的合成树脂类B,将之加工处理成粒状合成树脂材料a和b。加工处理后的粒状合成树脂材料a和b在一级存贮筒仓中混合后,从吹入站气力输送供给到高炉并吹入炉内(气力输送气体吹入流量:1300Nm3/hr),合成树脂类的加工条件和生产例1相同。此外,加工后的粒状合成树脂材料的气力输送条件和例3-6相同。高炉的操作条件如表24。
将以上的粒状合成树脂材料向炉内吹入的操作实施七天,结果,高炉作业本身不存在任何障碍,也未发生粒状合成树脂材料在存贮筒仓的分出部、气力输送管等系统的阻塞等供给上的问题。
〖生产例11〗
对于图26的流程图所示的合成树脂类的处理·吹入用设备,在表23所示的条件下,分别以4.5t/hr和6.75t/hr的比例供给以薄片状合成树脂材料为主体的合成树脂类(A)和以块状合成树脂材料为主体的合成树脂类(B),将之加工处理成粒状合成树脂材料(a)和(b)。加工处理后的粒状合成树脂材料(a)和(b)在一级存贮筒仓中混合后,从吹入站气力输送供给到高炉并吹入炉内(气力输送气体吹入流量:1930Nm3/hr)。合成树脂类的加工条件和生产例1相同。此外,加工后的粒状合成树脂材料的气力输送条件和例3-6相同。高炉的操作条件如表24。
将以上的粒状合成树脂材料向炉内吹入的操作实施七天,结果,高炉作业本身不存在任何障碍,也未发生粒状合成树脂材料在存贮筒仓的分出部、气力输送管等系统的阻塞等供给上的问题。
〖生产例12〗
对于图26的流程图所示的合成树脂类的处理·吹入用设备,在表23所示的条件下,分别以5.5t/hr和9.5t/hr的比例供给以薄片状合成树脂材料为主体的合成树脂类A和以块状合成树脂材料为主体的合成树脂类B,将之加工处理成粒状合成树脂材料a和b。加工处理后的粒状合成树脂材料a和b在一级存贮筒仓中混合后,从吹入站气力输送供给到高炉并吹入炉内(气力输送气体吹入流量:2600Nm3/hr)。合成树脂类的加工条件和生产例1相同。此外,加工后的粒状合成树脂材料的气力输送条件和例3-6相同。高炉的操作条件如表24。
将以上的粒状合成树脂材料向炉内吹入的操作实施七天,结果,高炉作业本身不存在任何障碍,也未发生粒状合成树脂材料在存贮筒仓的分出部、气力输送管等系统的阻塞等供给上的问题。
〖表19〗〖表20〗〖表21〗〖表22〗〖表23〗〖表24〗
〖生产例13-16〗
对于图27的流程图所示的合成树脂类的处理·吹入用设备,在表25和26所示的生产例13-16的条件下,分别供给以薄片状合成树脂材料为主体的合成树脂类A和以块状合成树脂材料为主体的合成树脂类B,将之加工处理成粒状合成树脂材料a和b。加工处理后的粒状合成树脂材料a和b在一级存贮筒仓中混合后,从吹入站气力输送供给到高炉的风口部,通过废塑料吹入管(最大外径25mm)吹入炉内。合成树脂类的加工条件和生产例1相同。此外,加工后的粒状合成树脂材料的气力输送条件和例3-6相同.各生产例中加工处理以及供给到炉内的合成树脂类的供给量、性能和形状如表25和26所示。高炉的操作条件如表27。
将以上的粒状合成树脂材料向炉内吹入进行实施,结果,高炉作业本身不存在任何障碍,也未发生粒状合成树脂材料在存贮筒仓的分出部、气力输送管等系统的阻塞等供给上的问题。
另外,在采集全部作业中的炉顶废气并对废气的成分进行分析,也完全没有检测出HCl。
〖表25〗〖表26〗〖表27〗
对于图26所示的合成树脂类的处理·吹入用设备,分别以14.6t/hr和29.2t/hr的比例供给以薄片状合成树脂材料为主体的合成树脂类A和以块状合成树脂材料为主体的合成树脂类B,在加工处理成粒状合成树脂材料a和b之后,从吹入站气力输送供给到碎片熔化用试验炉(竖形炉),和微粉碳一起从风口部吹入炉内。在该生产例中,在炉体的多个风口部使用带有燃烧头的熔化用试验炉(内容积2.5m3、出铁量10t/日)。在风口部的燃烧头,从其径向中心或其附近的固体燃料吹入部向炉内吹入微煤粉PC和粒状合成树脂材料SR,从其周围的吹氧部向炉内吹入常温的氧气。同时,吹入作为燃烧温度调节用冷却剂的水蒸气。
合成树脂类的加工条件及供给条件以及碎片熔化用试验炉的操作条件如下所示。
(a)合成树脂类的加工条件
同生产例1。
(b)粒状合成树脂材料的气力输送条件
从筒仓定量地分出已装入一级存贮筒仓的粒状合成树脂材料a和b混合物,在将之输送到吹入站,从吹入站以下述的条件气力输送粒状合成树脂材料到高炉风口部并吹入炉内。
气力输送气体:空气
气力输送气体吹入流量:7.6Nm3/hr
粒状合成树脂材料的吹入量:43.8kg/hr
气固比:4.5kg/kg
(c)碎片熔化用试验炉操作条件
出铁量:10t/日
焦化比:265kg/t·pig
转炉渣比:121kg/t·pig
硅石比:5kg/t·pig
风口:粒状合成树脂材料的吹入量:105kg/t·pig
微粉碳吹入量:175kg/t·pig
鼓风氧率:206Nm3/t·pig
蒸汽量:7Nm3/t·pig
将以上的粒状合成树脂材料向炉内吹入的操作实施七天,结果,高炉作业本身不存在任何障碍,也未发生粒状合成树脂材料在存贮筒仓的分出部、气力输送管等系统的阻塞等供给上的问题。
此外,在该生产例中,供给到加工处理生产线X、Y的合成树脂类中大约有3%是聚氯乙烯,但是,大约99%的聚氯乙烯可在分离装置被分离回收。此外,在采集全部作业中的炉顶废气并对废气的成分进行分析,也完全没有检测出HCl。
〖生产例18〗
对于图26中流程图所示的合成树脂类的处理·吹入用设备,供给作为次品、使用后的废弃磁卡类(包括作为复合材料的使用纸等制造的电话卡、作为存贮媒体的装入IC的卡类),加工处理后,气力输送到高炉并吹入炉内。
磁卡类以各种目的使用,但是,按其厚度可大致分为下述的两种。
(1)厚度在0.5mm以上:金融卡、各种证明用卡等
(2)厚度在0.5mm以下:电话卡、卷票类、各种预付货款卡
根据事先试验等的调查结果,上述的磁卡类,仅仅破碎厚度在0.5mm以下的磁卡类,则其变为鳞状的小薄片,在气力输送管多系统的箱内被加压时,小薄片间紧密接触,成为无空穴的状态,所以,破碎片之间无滑动,而且其松散性变差,所以,容易产生棚料类的问题。所以,在该生产例中,以厚度在0.5mm以下的上述(2)的卡类作为以薄片状合成树脂材料为主体的合成树脂类A,以厚度在0.5mm以上的上述(1)的卡类作为以块状合成树脂材料为主体的合成树脂类B,在图26中流程图所示的合成树脂类的处理·吹入用设备中,加工处理为粒状合成树脂材料a和b。
加工处理后的粒状合成树脂材料a和b在一级存贮筒仓中混合后,从吹入站气力输送供给到高炉的风口部,通过废塑料吹入管(最大外径25mm)吹入炉内。
合成树脂类的加工条件及供给条件以及碎片熔化用试验炉的操作条件如下所示。
(a)合成树脂类的加工条件
同生产例1。
(b)粒状合成树脂材料的气力输送条件
从筒仓定量地分出已装入一级存贮筒仓的粒状合成树脂材料a和b混合物,在将之输送到吹入站,从吹入站以下述的条件气力输送粒状合成树脂材料到高炉风口部并吹入炉内。
气力输送气体:空气
气力输送气体吹入流量:1200Nm3/hr
粒状合成树脂材料的吹入量:62.5kg/hr
气固比:2.4kg/kg
(c)高炉操作条件
出铁量:9000t/日
鼓风量:7260Nm3/分
富氧率:4%
鼓风温度:1200oC
焦化比:447kg/t·pig
微粉碳吹入量:100kg/t·pig
粒状合成树脂材料的吹入量:10kg/t·pig
将以上的粒状合成树脂材料向炉内吹入的操作实施二天,结果,高炉作业本身不存在任何障碍,也未发生粒状合成树脂材料在存贮筒仓的分出部、气力输送管等系统的阻塞等供给上的问题。
〖生产例19〗
从作为废弃物回收的塑料瓶容器类中仅将聚对苯二甲酸乙撑脂(PET)瓶容器选分出来,将之以下述生产例(a)和(b)的条件加工处理,并将之气力输送到高炉且吹入炉内。PET瓶的选分由市销的材质判别装置(东亚电波工业(株))或手工作业进行。
在生产例(a)中,仅将PET瓶供给图26中流程图所示的合成树脂类的处理·吹入用设备的加工处理生产线Y,在其带有瓶盖、标签的状态下全部破碎为最大外径6mm以下(但是,在破碎后金属盖由磁选机去除),并将之气力输送到高炉且吹入炉内。
在生产例(b)中,仅将PET瓶供给图26中流程图所示的合成树脂类的处理·吹入用设备的加工处理生产线X,在其带有瓶盖、标签的状态下全部破碎为最大外径6mm以下(但是,在破碎后金属盖由磁选机去除),并将之气力输送到高炉且吹入炉内。
上述生产例(a)、(b)的合成树脂的加工和气力输送条件以及高炉的操作条件如下所示。
(a)合成树脂类的加工条件
生产例(a):同生产例1的(a-2)
生产例(b):同生产例1的(a-1)
(b)粒状合成树脂材料的气力输送条件
在生产例(a)和生产例(b)中,从筒仓定量地分出已装入一级存贮筒仓的粒状合成树脂材料,在将之输送到吹入站,从吹入站以下述的条件气力输送粒状合成树脂材料到高炉风口部并吹入炉内。
气力输送气体:空气
气力输送气体吹入流量:1200Nm3/hr
粒状合成树脂材料的吹入量:62.5kg/hr
气固比:2.4kg/kg
(c)高炉操作条件
出铁量:9000t/日
鼓风量:7260Nm3/分
富氧率:4%
鼓风温度:1200oC
焦化比:447kg/t·pig
微粉碳吹入量:100kg/t·pig
粒状合成树脂材料的吹入量:10kg/t·pig
将以上的粒状合成树脂材料向炉内吹入的操作实施二天,结果,在生产例(a)中,向高炉吹入的粒状合成树脂的吹入量不稳定(吹入量存在脉动),向高炉吹入粒状合成树脂的停止吹入时间达到平均4.6hr/天。根据调查的结果,该吹入量的不稳定是由于合成树脂材料从粒状合成树脂的气力输送管系统的箱内分出时分出不良,具体地说,在气力输送管多系统的箱内被加压时,粒状合成树脂材料的破碎片(鳞状的小薄片)间紧密接触,成为无空穴的状态,所以,破碎片之间无滑动,而且其松散性变差,所以,容易产生棚料类的问题。
另一方面,在生产例(b)中,没有产生如生产例(a)中的供给问题,高炉作业本身不存在任何障碍。
根据如上所述的本发明的合成树脂材料吹入设备,可以不管塑料等合成树脂类的形状而将之作为高炉、碎片熔化炉等的吹入燃料、铁还原剂供给,因此可以达到有效地利用作为废弃物的合成树脂和将之大量处理的目的,此外,还可以大幅度地降低高炉等燃料费用。此外,可以有效地提高供给到炉内的合成树脂类的流动性和输送性以及燃烧性,不会对炉的作业产生障碍而作为燃料、铁还原剂适当地供给到炉内。还有,不会因包含于合成树脂类的聚氯乙烯等含氯高分子树脂产生问题,可将合成树脂材料作为燃料、铁还原剂适当地供给到炉内。
实施例8
本发明者为解决上述问题经过反复的研究得到了如下的见解。首先,从风口观察窗观察燃烧带发现:从风口吹入的煤,即微粉煤,在其挥发部分迅速逸散的同时,产生热破碎、破碎成小的颗粒,相对于从燃烧带飞散的微粉煤,粒径大的合成树脂材料一边燃烧一边以旋转的状态长时间地滞留于燃烧带中,以旋转的状态滞留到它变为某一较小程度。为了得到高燃烧率,需要在该滞留期间使合成树脂的燃烧在端时间内完成,因此,合成树脂材料应具有下述的适当的比表面积。
如上所述,合成树脂材料和煤在被从风口吹入的场合,它们在燃烧体内的状况不同,在合成树脂材料的情形下,由于在燃烧带内具有容易滞留的条件,所以,通过将吹入的合成树脂材料的比表面积控制在适当的范围内,即可使燃烧率得到提高。
本发明就是根据上述的发现做成的。在通过从风口吹入合成树脂而以竖型炉制造生铁的方法中,本发明的特征在于,吹入平均比表面积为50m2/kg以上的合成树脂材料。
上述合成树脂构成也可是:粒径为1mm以下的粒子的重量百分比为5%以上,且平均比表面积为50m2/kg以上。或者,上述的合成树脂构成也可是:发泡粒子的重量百分比为3%以上,且均比表面积为20m2/kg以上。
下面参照图来说明本发明的实施形状。
图40是说明本发明实施例的系统图。从高炉801的炉顶将铁矿石及废铁804等铁原材以及焦碳805装入,从下部风口806吹入高温富氧空气807和预定量的合成树脂808,在风口前端形成的燃烧带809内使合成树脂相邻808高效率地燃烧。合成树脂材料808吹入富氧空气导入管810中间。
通过增大合成树脂材料的平均比表面积,可以使其在燃烧带内的燃烧率得以提高。为了使合成树脂材料的燃烧率提高到良好水平,使平均比表面积为50m2/kg以上即可。这里,合成树脂材料的平均比表面积随其形状的不同而变化。例如,将加热到半熔融状态的合成树脂快速冷却而使之固化的减容固化,由减容固化得到的合成树脂材料为微粒的合成树脂材料集结的不定形状,比表面积变大,是较理想的状态。在吹入燃烧带的合成树脂材料中,比表面积大的合成树脂材料(微粒的或不定形状的合成树脂材料)首先开始燃烧(下称之为“先行燃烧”),粗粒的合成树脂材料促进热分解而燃烧。这样,可综合地提高合成树脂材料的燃烧率。
除上所述,由粒径在1mm以下的合成树脂材料所产生的先行燃烧的效果大,此时,应使之的重量百分比在5%以上。在该情形下,为提高燃烧效率,可使合成树脂整体的平均比表面积为25m2/kg以上。
此外,代替上述的微粒合成树脂材料,可在合成树脂材料中混入发泡合成树脂材料,进一步发挥先行燃烧效果,提高燃烧率。这是因为合成树脂材料表面为多孔状。在该情形下,应使其重量百分比在5%以上,合成树脂整体的平均比表面积为20m2/ka以上。
作为合成树脂材料可以是聚乙烯、聚丙烯以及聚苯乙烯等高分子系碳水化合物,但也不限于此。
此外,作为发泡合成树脂材料可以是用在食品上或作为隔热材料的发泡聚乙烯、发泡聚苯乙烯,但也不限于此。此外,在向竖型炉吹入的情形,即可以单独吹入合成树脂材料也可是其和微粉煤的混合物。
下面由本发明的实施例更详细地说明本发明。
图4表示竖型炉燃烧试验装置的概略纵断面图,该竖型炉燃烧试验装置用于实施本发明的向竖型炉吹入合成树脂材料的方法。在该图中,806是风口,809是燃烧带、811是焦碳充填层、812是热风、813是合成树脂材料漏斗、814是焦碳漏斗、815是尺寸检验棒、816是燃烧气体、817是炉本体,该装置实际是模拟高炉的装置。
表28表示该试验装置的主要试验条件。
〖表28〗
从炉的上部由焦碳漏斗将粒径为20-30mm的焦碳装入,一尺寸检验棒815调整其装入高度以使空隙率为0.6,另一方面,从风口806吹入1200℃的热风812,热风的鼓风量为350Nm3/hr,此外,从合成树脂漏斗813被气力输送的合成树脂材料从风口806吹入炉内。合成树脂的吹入量为30kg/hr,如果将之换算为制造1吨生铁所需要的吹入燃料量(吹入燃料比),则相当于90kg/hr。此外,风口806前端的气体流速为145m/sec。结果,焦碳充填层811的焦碳和吹入的合成树脂材料激烈燃烧,在风口的前方形成燃烧带809。
作为合成树脂材料宜使用通常的废合成树脂材料且比表面积较小的树脂(种类A)和减容固化的比表面积大的树脂(种类B)两种。此外,合成树脂材料的比表面积以BET等气体吸着法来测定。
使用上述的燃烧装置测定合成树脂材料的燃烧率。吹入的合成树脂材料的燃烧率α以下式算出。
α={(A-C)β/C}×100
其中,A:未吹入合成树脂时的焦碳消耗量(kg/hr)
B:吹入合成树脂材料时的焦碳消耗量(kg/hr)
β:焦碳中的碳含量
C:吹入合成树脂中的碳含量(kg/hr)
根据上述的方法进行了下述的试验(1)-(3)。
试验(1)
试验使合成树脂材料的平均比表面积产生各种变化时的合成树脂材料的燃烧率。试验结果如表29所示。
〖表29〗
从表29可以看出,作为本发明范围内的合成树脂材料的实施例1-4的燃烧率要比作为本发明范围外的比较例1-5优异。
试验(2)
试验使合成树脂材料的粒径、粒状合成树脂的含量、以及合成树脂材料整体的平均比表面积产生各种变化时的合成树脂材料的燃烧率。试验结果如表30所示。
〖表30〗
从表30可以看出下述的结果。在合成树脂材料的粒径、粒状合成树脂的含量、以及合成树脂材料整体的平均比表面积三者中的至少一个在发明的范围之外时,合成树脂材料的燃烧率低于75%。与此相对,当它们在本发明的范围以内时,合成树脂材料的燃烧率在88%以上。
试验(3)
试验使合成树脂材料中发泡合成树脂材料的含量、以及合成树脂材料整体的平均比表面积产生各种变化时的合成树脂材料的燃烧率。试验结果如表31所示。
〖表31〗
从表31可以看出下述的结果。在合成树脂材料的粒径、粒状合成树脂的含量、以及合成树脂材料整体的平均比表面积二者中的至少一个在发明的范围之外时,合成树脂材料的燃烧率低于72%。与此相对,当它们在本发明的范围以内时,合成树脂材料的燃烧率在90%以上。
由于本发明的如上述的构成,所以,在作为制造生铁用的竖型炉的热源来使用合成树脂材料的情形,明确了最适宜燃烧的比表面积,从而,可以大幅度地提高燃烧率,节约煤和焦碳。此外,可以将由燃烧以及深埋所处理的废合成树脂作为竖型炉的辅助燃料来利用,可解决环境问题。如此,该发明具有工业上有用的效果。
实施例9
本发明者为了解决上述问题而进行了刻意研究。
一般,合成树脂类由碳氢化合物构成,在吹入高炉时,在风口附近完全分解成H和C原子,作为还原剂使用。所以,吹入的单位重量的C和H原子数越多的合成树脂材料,其发热量越大,且作为还原剂的有效性越高。所以,以发热量来评价还原能力和加热能力双方。所以,可以通过将低还原能力且低发热量的合成树脂适当量地配入高还原能力且高发热量的合成树脂,即可使用过去不能使用的合成树脂材料。
如上所述,为了配合调制多种合成树脂材料,需要进行下述的工作:首先将废合成树脂材料按合成树脂的材质分类、求各合成树脂材料的发热量、以给定的配制比例计算公式配制各合成树脂材料使得其发热量在预定的发热量之上。
本发明正是根据上述的见解做成的。本实施例的向冶金炉吹入合成树脂材料的吹入方法如下。
在从风口吹入多种合成树脂材料的冶金炉的作业中,可以以预定的判别方法判别合成树脂的材质,且在不能判别纸、布和金属混入的情形,由其材质判别的结果求合成树脂材料的发热量,在断定有上述的不纯物混入的情形下,通过以预定的测定方法进行实测来求该合成树脂材料的发热量,另一方面,在以上述的预定的判别方法不能判别合成树脂材料的材质时,通过以预定的测定方法进行实测来求该合成树脂材料的发热量,然后,利用以上述方法求得的两种以上的合成树脂材料的各自的发热量的值来配制该两种合成树脂材料,以使得由多种合成树脂材料中的两种以上的合成树脂材料所构成的化合物能达到给定的发热量,而且,将如此配制的合成树脂材料从风口吹入。
下面,参考图来说明本发明的实施形状。
图42是表示本发明中吹入冶金炉的合成树脂材料的材质判别和给予发热量关系的流程图。将废合成树脂材料分为:以薄片状合成树脂材料为主体的树脂(下称“薄片状合成树脂”)和以其他的板状及瓶等固形合成树脂材料为主体的树脂(下称“固形合成树脂材料)。以材质判别装置分析被分类的合成树脂材料。结果,在图42的A1中已判明的材质,将在A2中观察有无纸、布和/或金属等不纯物的卷入-粘附,对于没有混入不纯物的树脂则在A3中付与对应已判明的该材质的已知的发热量。
假如在A2中存在不纯物的混入,则该合成树脂材料的材料即使已经判明,也会因不纯物的混入,其发热量减少,所以,在A4以给定的方法实测该合成树脂材料的发热量,付与高树脂实测的发热值。另一方面,在A1中因不明原因无法进行材质判别的情况,则,在A4以给定的方法实测该合成树脂材料的发热量,赋予高树脂实测的发热值。合成树脂材料侧发热量的测定方法可以由例如JISM8814标准进行。
在由上述的方法给予其发热量的合成树脂材料中,存在比焦碳的发热量低的树脂。该发明的特征之一在于:为了将比所述的焦碳的发热量低的、且在过去不能进行向高炉等冶金炉吹入的合成树脂吹入,将上述的合成树脂材料以适当的比例配制到过去使用的比焦碳的发热量高的合成树脂材料中,使之作为具有给定的发热量的配制合成树脂材料来加以利用。为此,配制满足下式(11)和(12)的合成树脂材料。
(aα+bβ+cγ+…)/100≥Q……(11)
α+β+γ+…=100……(12)
其中,a、b、c……是材质A、B、C、……各合成树脂材料的发热量(kcal/kg)
α、β、γ……是材质A、B、C、……各合成树脂材料的的配制比例(wt%)
Q表示作业时典型的焦碳的发热量(kcal/kg)
关于合成树脂材料的材质判别的工序的场所,可以选定合适的位置,该位置的选定应满足:在接收废合成树脂材料后的吹入高炉等冶金炉之前的前加工处理工序中,利于管理以给定的配制比例分出按材质划分的合成树脂材料分出量。
图43是一例根据本发明的、向冶金炉吹入合成树脂材料的设备配置图。在接收薄片状合成树脂材料和固形合成树脂材料后,进行前加工处理,将不同材质的合成树脂材料配制成给定的比例,调制成具有适当的发热量的配制合成树脂材料,并将之吹入高炉等冶金炉。
从存贮场被输送的薄片状合成树脂材料901a在切断装置903被切断成给定形状后,成为以切断摩擦热变为粘附、重合的薄片状合成树脂小片,使用由分离机904分散。以磁选机905处理该分散的薄片状合成树脂小片,去除铁屑类后,通过合成树脂材质判别装置902a判别该合成树脂材料的种类。
合成树脂材质判别装置902a具有材质判别机和输送带,材质判别机的探头和以一定的速度连续输送的输送带上的薄片状合成树脂小片在给定的时间内同步移动,分析该探头点区域的合成树脂材料的材质。然后,通过材质是否判明以上述的方法来赋予该合成树脂材料发热量(参考图42)。并且,将薄片状合成树脂小片装入熔融-固化造粒装置进行预定的处理。
在熔融-固化造粒装置909被制造成粒状的合成树脂材料901a’经过选分装置和分离装置910,未达到给定粒径的树脂依次储存于按发热量分类的漏斗906a、906b、906c……。此处,按发热量分类的漏斗内的粒状合成树脂材料的发热量分别设定为p1、p2、p3……(kcal/kg)。此外,给定粒径之上的树脂被分为大粒径和小粒径,大粒径的被返回到再切断装置903,小粒径的树脂从高炉炉顶(934’)和焦碳一起装入,或输送到本实施例设备系统之外,再回馈到焦碳炉的装入、烧结炉的装入、或和石灰的调配工序。
储存在按发热量分类的漏斗906内的粒状合成树脂材料901a’在此后的工序中,和储存于碎片树脂材料901b存贮槽929中的碎片合成树脂材料以给定的配比混合,上述的碎片合成树脂材料是固形合成树脂材料进行预定的处理后得到的。
一方面,固形合成树脂材料901b在一级破碎机920被粗破碎后,由一级磁选机921处理,除去铁屑类后,由二级破碎机细破碎,由二级磁选机923处理,去除铁屑等异物后,以分离机924将因破碎摩擦热粘附的合成树脂材料分散为碎片合成树脂901b’。分散的碎片合成树脂901b’通过合成树脂材质判别装置902b分析该合成树脂材料的材质。该合成树脂材料材质判别装置902b和上述的合成树脂材质判别装置902a一样,具有材质判别机和输送带,材质判别机的探头和以一定的速度连续输送的输送带上的薄片状合成树脂小片在给定的时间内同步移动,分析合成树脂材料的材质。当然也可以共用合成树脂材质判别装置902a。
然后,通过材质是否判明以上述的方法来赋予该合成树脂材料发热量(参考图42)。而且,碎片合成树脂也依次储存于按发热量分类的漏斗925a、925b、925c……。在存贮于各漏斗的碎片合成树脂材料中,经发热量高于给定的发热量的树脂和低于给定发热量的树脂分出,在配制装置926中以下述的方法配制、混合。
为了使混合的碎片合成树脂901a”的发热量为n(kcal/kg),各碎片合成树脂材料的发热量q1、q2、q3……和配比β1、β2、β3、……(wt%)满足下式(13)、(14),而且,根据各碎片合成树脂的储存量和接收预定量所产生的需给预测以及各碎片合成树脂的发热量由计算控制器26a决定。
(q1β1+q2β2+q3β3+……)/100=n……(13)
β1+β2+β3+……=100……(14)
此处,n例如为高于焦碳的发热量7500(kcal/kg)的定值,而且,分出阀926a根据计算控制器926a的指示动作,将碎片合成树脂材料自动地分出,在混合器927中混合,经筛分和分离机928经未达到规定粒径的树脂储存于碎片合成树脂存贮槽929。此外,和上述的合成树脂材料同样地,给定粒径之上的树脂被分为大粒径和小粒径,大粒径的合成树脂被返回到再切断装置903,小粒径的树脂从高炉炉顶(934’)和焦碳一起装入,或输出到本实施例设备系统之外,再进行焦碳炉的装入、烧结炉装入或和石灰调配工序。
如上所示,各按发热量划分的漏斗906a、906b、……以及929中分别储存发热量q1、q2、q3……和发热量n(kcal/kg)的合成树脂材料。然后,以上述的各合成树脂材料调配代替部分焦碳的吹入到作为冶金炉的高炉934中的配制合成树脂材料。配制合成树脂材料的发热量需要大于作业时使用焦碳的典型的发热量。所以,配制是按满足下式(15)、(16)地根据计算控制器930的指示由称量-分出装置907和929a自动地进行的。
{(P1X1+P2X2+P3X3+···)/100}+ny/100=Q
--------(15)
(X1+X2+X3···)+y=100-------(16)
其中,p1、p2、p3……:粒状合成树脂材料的发热量(kcal/kg)
x1、x2、x3……:粒状合成树脂材料的配比(wt%)
n:碎片合成树脂材料的混合材料的单独的发热量(kcal/kg)
y::碎片合成树脂材料的混合材料的单独的配比(wt%)
Q:作业时典型的焦碳的发热量(kcal/kg)
这样,在混合器931混合分出的粒状合成树脂材料901a’和碎片合成树脂效率901a”。
而且,配制的低发热量的合成树脂材料和高发热量的合成树脂材料构成的配制合成树脂材料901c输送到气力输送设备932,经吹入管933从高炉的风口935吹入。以气力输送设备932,配制的合成树脂材料依次被输送到服务箱932d、存贮槽932a、均压箱932c、吹入箱932d。由储压器932e的压力空气吹入高炉934内。
此外,薄片状的合成树脂材料901a和固形合成树脂材料901b在储存放置场由雨水淋湿时,其水分增多,发热量降低。特别是,在尿烷类、带纸的合成树脂材料中其水分增高显著。虽然薄片状合成树脂材料901a在熔融-固化造粒工序中其水分被除去,但是,固形合成树脂901a在含有水分的状态下从一级破碎工序被气力输送到高炉的吹入口,所以在此之间产生阻塞配管等输送问题。此外,在废弃的合成树脂材料中包括聚氯乙烯等含氯的树脂,所以存在装置腐蚀的问题。特别是,在高炉的排气回收管内,在一定的温度下卤素和H2O发生反应,从而更助长了氧化腐蚀。
因此,本发明者为了解决上述的问题经反复的试验,结果发现需使配制合成树脂材料的水分在8%wt之下。此外,卤素的含有量要在3%之下。所以,本发明要满足上述的条件。再者,最好配制合成树脂材料的水分含有率和卤素的含有率都满足上述的条件。
下面由实施例来更详细地说明本发明。以图42所示的合成树脂材质的判别方法和该合成树脂材料所具有的发热量的评价方法、以及图43所示的高炉作业的设备配置图,用上述的方法进行下述的试验。只是实施例4中以模型竖型试验炉代替图43的高炉。
(实施例1)
在实用高炉中,在表42所示的高炉作业条件和合成树脂材料吹入条件下进行本发明的试验。以合成树脂材质判别装置902a和902b分别判别薄片状合成树脂材料901a和固形合成树脂材料901b的材质。合成树脂材料901a和901b中均没有混入纸、布和金属等不纯物。材质判别的结果为:薄片状的合成树脂材料901a是聚乙烯和聚缩醛,固形合成树脂材料901b是聚氨脂类和PET。各合成树脂材料的发热量根据已知的数据分别为:聚乙烯:11000kal/kg、聚缩醛:3000kcal/kg、聚氨脂类:6500kcal/kg、PET:5000kcal/hg。
薄片状合成树脂材料901a之聚乙烯和聚缩醛分别依次由熔融-固化造粒装置处理成粒状合成树脂材料901a’以后,分别被储存于按发热量划分的漏斗906a、906b中。
另一方面,固形合成树脂材料之聚氨脂类和PET分别被赋予发热量,并被储存于按发热量划分的漏斗925a、925b之后,以配置60%wt和配比40%分出并被混合。混合后的碎片合成树脂材料901b"的发热量为5900kcal/kg。然后,在筛分-分离后,配制为粒径6mm以下,储存于碎片合成树脂材料存贮槽929中。
然后,以上述的粒状合成树脂材料901a’的聚乙烯的比例为55%wt、聚缩醛的比例为20%wt,以及上述的聚氨脂类和PET的混合碎片合成树脂的比例为25%wt的配比,在混合器931中混合,将该混合的配制合成树脂材料901c气力输送到服务箱932a。且制成的配制合成树脂材料901c的发热量为8125kcal/kg。
将按以上的前加工处理工序制成的配制合成树脂材料901c由气力输送设备932吹入高炉934内。根据配制合成树脂材料901C的配制经过,算出按合成树脂材质分类的配比如表33所示。
按上述实施例连续进行2天作业,结果,作业状况非常好,和未吹入合成树脂材料的通常的高炉作业相比毫不逊色。
(实施例2)
在相同的实用高炉中,以表32表示的高炉作业条件和合成树脂材料吹入条件实施本发明的试验。
以合成树脂材质判别装置902a和902b分别判别薄片状合成树脂材料901a和固形合成树脂材料902b的材质。
合成树脂材料901a中没有混入纸、布和金属等不纯物。其材质为聚丙烯。其发热量根据已知的数据为11000kcal/kg。在熔融-固化造粒处理后,经筛分-分离,配制为粒径6mm以下的粒状合成树脂材料901b’,储存于按发热量分类的漏斗907中。
另一方面,固形合成树脂材料901b的材质为聚氨脂类、ABS、PET。聚氨脂类的发热量为已知数据6500kcal/kg,储存于按发热量分类的漏斗925a中。但是,ABS、PET树脂被二级破碎,并在分离机924处理后,该碎片合成树脂材料901b’中也卷有纸和布。所以,在将它们储存到按发热量分类的可对925b、925c之前,根据JISM8814标准分别实测其样品。其实测结果为:混入纸的ABS树脂为4500kcal/kg、混入布的PET为3500kcal/kg。将聚氨脂类、混入纸的ABS、混入布的PET依次储存于按发热量分类的漏斗25a、25b、25c中,分别以配比33.3%wt、22.2%wt、和44.5%wt将之分出,得到发热量为4722kcal/kg的混合的碎片合成树脂材料1b。
然后,在筛分-分离后,配制为粒径6mm以下,储存于碎片合成树脂材料存贮槽29中。
然后,将聚丙烯的粒状合成树脂材料901a”和由聚氨脂类、混入纸的ABS、混入布的PET构成的碎片合成树脂材料901”按配比55%和45%wt进行配制,将配制的合成树脂材料901c气力输送到服务箱32a中。并且,配制合成树脂材料的发热量为8175kcal/kg。
将按以上的前加工处理工序制成的配制合成树脂材料901c由气力输送设备932吹入高炉内。根据配制合成树脂材料的配制经过,算出按合成树脂材质分类的配比如表34所示。
将粒径或碎片径为6mm-35mm的树脂和焦碳一起由高炉炉顶装入,而最大外径大于35mm树脂回馈切断装置903或一级破碎装置920,进行再使用。
按上述实施例连续进行2天作业,结果,作业状况非常好,和未吹入合成树脂材料的通常的高炉作业相比毫不逊色。
(实施例3)
在实用高炉中,以表32表示的高炉作业条件和合成树脂材料吹入条件实施本发明的试验。使用的合成树脂材料为大批量的固形合成树脂材料。其中的一批在储存放置场因雨水而含水量大。水分分析的结果表明其含水率高达40%wt。如果在该状态下流入一级破碎装置后的工序,则将成为配管以及箱阻塞的原因。所以,另外以间接型干燥机使之干燥为含水量在5%wt之下。
对各批量进行预定的处理,由合成树脂判别装置902b判明其材质为:聚丙烯、聚氨脂类、带纸的ABS、带布的PET。干燥后的树脂为带纸的ABS。各合成树脂材料的配比如表35所示,配制合成树脂材料901c的发热量为8375kcal/kg,含水率为0.9%。
将按上述前加工处理的、碎片最大外径为6mm以下的配制合成树脂材料901c由气力输送设备932吹入高炉934。
按上述实施例连续进行2天作业,结果,作业状况非常好,和未吹入合成树脂材料的通常的高炉作业相比毫不逊色。
(实施例4)
下面,进行将如聚氯乙烯的含卤素的合成树脂材料吹入冶金炉的试验(实施例4-1~4-3)。使用的冶金炉是模拟图43所示的高炉而制成的燃烧试验装置。此外,合成树脂材料的前加工处理试验利用图2所示的设备,进行和实施例1同样的处理。但是,吹入炉内的所有合成树脂采用已知材质的树脂,树脂中没有混入纸、布以及金属等不纯物且没有淋雨。
在吹入含卤素的合成树脂材料的试验中,试验炉的作业条件和合成树脂材料的吹入条件如表36所示。试验包括试验例4-1、4-2、4-3,试验倒4-1中混合配制聚乙烯和聚氯乙烯、试验例4-2中混合配制聚乙烯和聚氟化乙烯、试验例4-3中混合配制聚乙烯和含有溴的印刷板。它们之中的任一个的配比都是合成树脂材料中的卤素的含有率为3%wt。
表37表示了实施例4-1~4-3的各试验中的合成树脂材料的吹入条件和配制合成树脂材料的发热量。合成树脂材料全部为固形合成树脂材料,吹入碎片最大外径在6mm以下的树脂。
根据从试验炉排出的排出气体分析,虽然分别检测出氯化氢、氟化氢、溴化氢,但是均不会对环境和设备类产生酸蚀。此外也得到了制造生铁所期望的效果。
由上述实施例的试验结果可知:
(1)即使是过去无法用于高炉吹入的低发热量的合成树脂材料,只要和高发热量的合成树脂材料配合而维持预定的发热量,则可以继续正常的高炉作业。
(2)在将废弃合成树脂材料吹入高炉时,通过以发热量为参数决定配比,则可以以合成树脂材料代替一部分焦碳来利用,同时也可以将之用于还原剂。即,可将合成树脂材料作为高炉原料进行材料再循环。
(3)通过将配制合成树脂材料中的水分抑制在8wt%之下,就可以消除在高炉吹入作业中的气力输送管的阻塞问题。
(4)通过将配制合成树脂材料中的含卤素量抑制在3wt%之下,就可达到从高炉排出的废气中的卤化氢不会对环境和设备产生酸蚀。
本发明由于上述的构成,将发热量低的合成树脂材料和其他的高发热量的合成树脂材料配合使其发热量提高到预定的水平,同时,还可作为还原剂有效的利用。所以,可和过去使用的高发热量的合成树脂材料同样地吹入高炉内,作为一部分焦碳的替代燃料。此外,可以将由燃烧以及深埋所处理的废合成树脂燃料来利用,可解决环境问题。如此,该发明具有工业上有用的效果。
实施例10
第一种方法是这样一种向高炉吹入粗粒合成树脂的方法:在向高炉炉内吹入合成树脂粒子类的作业方法中,将含有50重量%以上的粒子径在10mm以上的粒子的粗粒合成树脂和最大粒子径为2mm以下的微粒合成树脂,以后者相对于上述粗粒合成树脂的总重量的3~20重量%的比例进行混合后吹入高炉中。
第二种方法是这样一种向高炉吹入粗粒合成树脂的方法:在向高炉炉内吹入合成树脂粒子类的作业方法中,将含有50重量%以上的粒子径在10mm以上的粒子的粗合成树脂和最大粒子径在2mm以下。并且预备还原率为50~90%的还原粉铁矿石,以后者相对于上述粗粒合成树脂的总重量的3~20重量%的比例进行混合后吹入高炉中。
第三种方法是这样一种向高炉吹入粗粒合成树脂的方法:在向高炉炉内吹入合成树脂粒子类的作业方法中,将含有50重量%以上的粒子径在10mm以上的粒子的粗合成树脂和最大粒子径在2mm以下的微粉炭,以后者相对于上述粗粒合成树脂的总重量的2~20重量%进行混合后,吹入高炉中。
第四种方法是这样一种向高炉吹入粗粒合成树脂的方法:在向高炉炉内吹入合成树脂粒子类的作业方法中,将含有50重量%以上的粒子径在10mm以上的粒子的粗粒合成树脂和最大粒子径在2mm以下的石蜡(パラフイン),以后者相对于上述粗粒合成树脂的总重量的1~20重%进行混合后,吹入高炉中。
将本发明中的包含50重量%以上的粒子径在10mm以上的粒子定为粗粒合成树脂,只因为在粒子径不到10mm时和在含粒子径在10mm以上的粒子不到50重量%时,在作业中配管的磨耗是不显著的。但是,粗粒合成树脂的上限值,如果考虑空气输送中使用的配管管径,那么30mm以上时就过大,且是不现实的。
第一种方法:如果合成树脂的最大粒子径在2mm以下,则粒子的表面中角被去掉了而成为大致的球状,在空气输送时,配管的磨耗少。对于粗粒合成树脂,如果将这样的微粒合成树脂以3~20重量%的比例混合,那么在空气输送时,则会缓和由于粗粒合成树脂对配管的冲击,抑制配管的磨耗。
并且,将混合的微粒合成树脂的比例限度在上述数值范围内,是因为在不到3重量%时,则缓和粗粒向配管的冲击的效果变小,而当超过20重量%时,微粒的合成树脂的制造成本变得太高。
第二种方法:在向高炉炉内吹入合成树脂粒子类的作业方法中,具有下列特征:将含有50重量%以上的粒子径为10mm以上的粒子的粗粒合成树脂和最大粒子径在2mm以下并且预备还原率为50~90%的还原粉铁矿石,以相对于粗粒合成树脂的总重量的3~20重量%混合后吹入高炉。这种向高炉吹入粗粒合成树脂的方法的铁矿石也和合成树脂一样,最大粒子径在2mm以下时,粒子表面的角被去掉而成为大致的球状。并且预备还原的还原铁矿石由于是与配管相同的材质,如果将其以3~20重量%的比例混合,那么在空气输送时,会缓和因粗粒合成树脂向配管的冲击,抑制配管的磨耗。并且将混合的还原粉铁矿石的预备还原率限定在50~90%,是因为:在不到50%时因未还原粉铁矿石太多而不好说其与配管同材质、抑制配管磨耗的效果则小;另一方面,如果在90%以上,则还原粉铁矿石的制造成本则变得太高。
并且,将混合的还原粉铁矿石的比例限定在上述数值范围内,是因为:在不到3重量%时,缓和粗粒对配管的冲击效果小;而在超过20重量%时还原粉铁矿石的制造成本又变得太高。
第三种方法:微粉炭也和合成树脂一样,最大粒子径在2mm以下时,粒子表面的角被去掉而大致呈球状,在空气输送时,对配管的磨耗小。相对于粗粒合成树脂,以2~20重量%的比例将这样的微粉炭混合,那么在空气输送时,会缓和因合成树脂向配管的冲击,抑制配管的磨耗。
并且,将微粉炭的混合比例限定在上述数值范围内,是因为:在不到2重量%时,缓和粗粒对配管的冲击的效果小;而当超过20重量%时,微粉炭的制造成本又变得太高。
第四种方法:石蜡也和合成树脂一样,最大粒子径在2mm以下时,粒子表面的角就被去掉而成大致的球状,在空气输送时,配管的磨耗就小。如果相对于粗粒合成树脂,将这种微粒石蜡以1~20重量%混合,那么在空气输送时,就缓和了粗粒合成树脂对配管的冲击,抑制配管的磨耗。
并且,将上述微粒石蜡的混合比例限定在上述数值范围内,是因为:在未到1重量%时,缓和粗粒对配管的冲击效果小;而当超过20重量%时,微粒石蜡的制造成本又变得太高。
以下参照图面对本发明的实施形状进行说明。
图44是发明本发明的方法的工序图。1001是收纳粗粒合成树脂的第一漏斗、1002是收纳于第一漏斗的粗粒合成树脂的定量取出装置、1003是在空气输送粗粒合成树脂时,收纳抑制配管的磨耗的微粒合成树脂,还原粉铁矿石等的第二漏斗、1004是收纳于第二漏斗中的磨耗抑制材料的定量取出装置。105是将在定量取出装置1002取出的粗粒合成树脂和定量取出装置104取出的磨耗抑制材料混合均匀的混合机、一般使用滚筒式混合机等。1006是吹入装置、1007是空气输送配管、1008是高炉、1009是吹入切口。
下面说明第一方法的实施形状。
在第一漏斗1001中收纳最大粒子径为30mm的粗粒合成树脂。该粗粒合成树脂由定量取出装置1002,只取出吹入量。在第二漏斗1003中收纳最大粒子径为2mm以下的微粒合成树脂。相对于粗粒合成树脂的取出量而设定的微粒合成树脂的量,由定量取出装置1004取出。该取出量设定在3~20重量%的范围内。
取出的粗粒合成树脂和微粒合成树脂,送入混合机1005中,并使其混合至均匀。混合物再输送至吹入装置1005,由空气输送配管1007进行空气输送,通过吹入切口1009而吹入高炉1008炉内。
下面说明第二种方法的实施形状。
在第一漏斗1001中,收纳与第一和方法相同的粗粒合成树脂。该粗粒合成树脂,由定量取出装置1002只取出吹入量。第二漏斗1003中收纳最大粒子径为2mm以下并且预备还原率为50~90%的还原粉铁矿石。相对于粗粒合成树脂的取出量而设定的还原粉铁矿石的量由定量取出装置1004取出。该取出量设定在3~20重量%的范围内。
以后的工序与第一种方法的相同。
下面说明第三种方法的实施形状。
在第一漏斗1001中收纳与第一和方法相同的粗粒合成树脂。该粗粒合成树脂,由定量取出装置1002只取出吹入的量。第二漏斗1003中收纳最大粒子径为2mm以下的微粉炭。相对于粗粒合成树脂的取出量而设定的微粉炭量由定量取出装置1004取出。该取出量设定在2~20重量%的范围内。
以后的工序与第一方法的相同。
下面说明第四种方法的实施形状。
在第一漏斗1001中收纳与第一种方法相同的粗粒合成树脂。该粗粒合成树脂,由定量取出装置1002只取出吹入的量。在第二漏斗1003中收纳最大粒子径为2mm以下的石蜡。相对于粗粒合成树脂的取出量设定的石蜡的量,由定量取出装置1004取出。该取出量设定在1~20重量%的范围内。
作为防止磨耗材料,可举出微粒合成树脂、还原粉铁矿石、微粉炭、石蜡,但是除此以外,如果是最大粒子径在2mm以下,例如,纸、木屑、布等材质呈大致球状的物品,也可以作为本发明的防止磨耗材料使用。
在下列条件下,进行最大粒子径30mm的粗粒合成树脂的吹入试验,对没有混合防止磨耗材料的比较例、关于第1~4种方法,调查了有无空气输送配管的缺口。吹入试验的期间各为一个月。
[作业条件]
出生铁量:9000t/d
送风量:7260Nm3/min
送风温度:1000℃
焦比:447kg/t-pig表1中示出了试验条件及结果。在比较例中,配管缺口发生两次,吹入停止时间为10小时;但在第1~4种方法中,都没有缺口,并认可了防止磨耗材料的效果。
实施例11
高炉炉内气体从炉顶排出,其平均流速为通常在0.9~1.2m/sec左右。从而,在从炉顶装入废合成树脂材料时,如果废合成树脂材料的大小比一定值更小,那么由于这样装入而被从炉顶上升的气流吹飞,而被排出到炉外。因此,应考虑将废合成树脂材料的大小做成在某一界限大小以上,在该界限大小时不被气流吹飞而开始流动化。但是要满足该条件的废合成树脂的大小,由于不能维持装入装置的大幅度改造及和其它装入原料相混合的均匀性,以及使燃烧性变劣等,使高炉作业的稳定性恶化。
从而,希望将从炉顶装入用的废合成树脂材料的大小限定在某一范围内。
为了解决上述问题,可以按如下方式考虑。根据:①与比废合成树脂相比密度相当大的装入原料混合地装入、②将上述密度相当大的装入原料的粒度做成比较小使其对气流有大的阻力,从而使气体流速变小,以及③把上述混合物配置在高炉料线(高炉内装入原料层的最上表面)面内,尽可能装入气体流速小的领域,从而从炉顶装入密度小的废合成树脂材料难于被气流吹飞。
作为适用于上述①及②中的原料,可以考虑使用小粒烧结矿。作为高炉原料的烧结矿的体积密度是2.87g/cm3,比废合成树脂材料的体积密度0.3g/cm2大很多。使用筛分烧结终了后的烧结矿所得到的规定粒径范围内的烧结矿,而在其以下的小的烧结矿则作为“返矿”被送回,装入再度烧结工序中。返矿的粒径根据各制铁所的固有情况而不能恒况定,但是,如果装入返矿而使气体流速变慢,就起到使废合成树脂材料的吹飞比例减小的作用。从而没有必要特别限定与废合成树脂材料混合使用的小粒烧结矿的最大粒径。另一方面,作为这样的目的而使用的小粒烧结矿的最小粒径,应该是不因炉内上升气流而将烧结矿自身吹飞的大小。因此,作为通常的高炉,设想内容积4000m3的高炉,如果试算烧结矿的粒径,使流动化开始速度比炉内料线的气体流速更大,则得到粒径为1.5mm。即,粒径比1.5mm小的烧结矿就由气流从炉顶吹飞。从而,适合于与废合成树脂混合。从高炉炉顶装入的小粒烧结矿的粒径应在1.5mm以上。
如果利用作为与废合成树脂材料混合的小粒烧结矿的返矿,则具有如下效果。
(イ)可以不将小粒烧结矿装入再度烧结工序中,而就这样当作高炉原料利用。从而烧结矿制造成本便宜。(口)小粒烧结矿还可起使焦比减比的作用,这是因为废合成树脂材料的燃烧加热而还原的缘故。
在发明者们从上述观点出发进行下列试验,得到以下结果。进行试验,以掌握废合成树脂材料的大小对由于气体而从高炉炉顶吹飞的废合成树脂材料的量的影响。在出生铁量为10,000t/日的高炉中,在料线(炉内半径:5.5m)的位置,以炉芯为中心半径为3.5m的同心圆上作为装入目标位置,从炉顶的装入装置通过分配漏斗装入废合成树脂材料和小粒烧结矿的混合物。
在该试验中,使用的小粒烧结矿是:小粒烧结矿粒径dss的上限值权宜地定为5mm、dss:1.5~5mm、平均粒径:3.6mm的粒度分布;对下列废合成树脂材料进行试验:其大小(长径)为:25~150mm之间的4档(25、50、100及150mm)的废合成树脂材料。当废合成树脂材料的重量为Wp,小粒烧结矿的重量为Wss时,废合成树脂材料的配合比率α由α=Wp/(Wp+Wss)表示,用0.1~0.4间的4档(0.1、0.2、0.3及0.4)进行试验。废合成树脂材料的飞散量,由捕捉在气体过滤器中的废合成树脂材料量而测定,其飞散率由{(废合成树脂材料的飞散重量)/(废合成树脂材料的装入重量)}×100(%)表示。
根据上述试验结果,在图48中在每个废合成树脂材料的配合比率α时,示出废合成树脂材料的长径dp与废合成树脂材料的飞散率f的关系。从图48可知,当废合成树脂材料的长径变小时,其飞散率f((飞散重量/装入重量)×100(%))就增加,当其长径未到50mm时;其飞散率则急剧增加。从而,废合成树脂材料的长径希望在50mm以上。当该长径超过100mm时,燃烧性则变坏。据此,将废合成树脂材料的长径限定在50~100mm的范围内则较理想。
下面说明废合成树脂材料和小粒烧结矿的混合物的料线中的装入领域对废合成树脂材料的飞散率的影响。
在上述高炉中,废合成树脂材料长径dp为50~100mm的范围内、小粒烧结矿的粒径dss为1.5~5mm、平均粒径dss.mean为3.0~4.0mm的范围内,并且废合成树脂材料的配合比率α:0.2,在上述条件研究废合成树脂材料与小粒烧结矿的混合物在炉内半径方向的装入位置和废合成树脂材料的飞散率f的关系。上述结果表示于图49中。
从图49可知,在将混合物装入从炉芯向炉壁的半径的30~80%的范围内的局部领域时,废合成树脂材料的飞散率较小;如果将其装入40~70%的范围内,则使飞散率进一步地变小,从而可使废合成树脂材料得到有效地利用。此处,作为局部领域,定为以炉芯为中心宽度为2.5m的圆带状领域。
另一方面,废合成树脂材料的大小越大,高炉的反应性及与小烧结矿的均匀性就越低。尽可能地维持废合成树脂材料的燃烧性及炉内装入分布的均匀、维持稳定的高炉作业是必要的。当废合成树脂材料的长径超过120mm时,就损坏与小粒烧结矿的混合的均匀性,在使用多量的废合成树脂材料时,使高炉作业的稳定性变差。如果将废合成树脂材料的长径选在100mm以下,那么就可避免上述问题。
如上所述,将从炉顶装入的废合成树脂材料的长径定在50~100mm的范围内,而且,将与之混合而装入的小粒径烧结矿的粒径定在1.5mm以上则是较好的。
本发明就是根据上述知识而产生的,第一种方法为废合成树脂材料的高炉炉顶装入方法,其特征在于它包括:将废合成树脂材料作为高炉原料的准备工序、将小粒烧结矿作为高炉原料的准备工序、将在上述各准备工序中准备的废合成树脂材料及小粒烧结矿混合而准备混合物的工程,以及将上述混合物供给高炉炉顶装入装置,从该炉顶装入装置将上述混合物装入预先装入的高炉原料层最表面上的炉芯与炉壁间的中间带领域内的局部。
第二种方法是一种废合成树脂材料的高炉炉顶装入方法,在第一种方法的发明的基础上,第二种方法具有下列特征:使用长径在50~100mm范围内的废合成树脂材料、使用粒径在1.5mm以上的小粒烧结矿,而且上述炉芯与炉壁之间的中间带领域是从炉芯向炉壁方向的炉内径的30~80%的范围内的领域。
下面,参照图面说明本发明。
图45是一个概略纵截面模式图,表示用于说明本发明的一实施形状的高炉炉顶部的状况。表示从炉顶1101将废合成树脂材料和小粒烧结矿的混合物1102装入矿石层1103的表面。此处,废合成树脂及小粒烧结矿分别被破碎后筛分、调制成规定的范围内的尺寸,再由混合器(图中未表示)混合,从炉顶1101的分配漏斗1104装入。
使用长径为50~100mm范围的废合成树脂和粒径为1.5~5mm范围内的小烧结矿。但是,此处把小粒烧结矿的粒径的上限定为5mm,不过,烧结矿制造过程中发生的返矿的粒度范围的上限,因为通常由该制造过程决定,所以相应于该粒度范围的上限来决定也可以。因此,在本发明中,没必要特别限定小粒烧结矿的粒径的上限。装入目标位置由分配漏斗1104调整,使其装入分布于炉芯1105和炉壁1106之间的中央领域(指从炉芯向炉壁的半径的30~70%的范围内的领域,本说明书中称为“中间带领域”)。
在高炉正常作业时,因为在炉芯与炉壁之间的中间带领域,本来气体流速比其它领域更小,所以如果将废合成树脂材料这样的体积密度小的物品装入中间带领域,那么就难于飞散而有利。因此如果将废合成树脂材料与比其的体积密度更大的小粒烧结矿混合而装入时,由于因小粒烧结矿而使该中间带领域的气流速度低的作用,而发挥抑制废合成树脂材料的飞散的效果。另一方面,如果气流速度慢,那么也就使矿石的还原变慢与流速变慢相应的量。但是,如果选用长径为50~100mm的大小的废合成树脂材料,由于比作为矿石还原材料的焦炭的物理的、化学的反应性更高,所以废合成树脂材料的C,会活跃地引起
反应,从而起到抑制矿石的还原延迟作用。
再者,全炭素熔解反应量是一定的条件下的高炉作业中,在使由于废合成树脂材料的装入而降低焦比,并且使焦炭装入量的一部分量换成废合成树脂材料的时候,由于与废合成树脂材料反应、气化的当量的焦炭的焦炭反应量减少,从而具有抑制焦炭的热时强度变差,减少焦炭的粒径降低量的效果。
图46中,对从炉顶将混合物装入中间带领域时及不装入混合物时,气体流速的炉内半径方向的分布进行比较。纵轴以对数表示相对于空塔速度U0的料线中的气体流带U的比U/U0。从图中可知:向中间带领域装入粒径小的烧结矿和废合成树脂材料的混合物,则在该部分的气体流速大幅度降低。从而,可通过向中间带领域装入混合物而抑制体积密度小的废合成树脂材料的飞散。
[实施例]
下面,参照图45根据实施例,进一步说明本发明。
在出生铁量:10.000t/日,料线中的炉内半径:5.5mm的高炉中,将以炉芯106为中心,半径3.5mm的同心圆上设定为装入位置,从炉顶的漏斗装入装置1104通过补助分配装置5装入废合成树脂材料与小烧结矿的混合物2。
表39中表示了:使用的废合成树脂材料的长径dp及体积密度Pp、小粒烧结矿的粒径dss及体积密度Pss、废合成树脂材料的配合比率α,装入焦炭的粒径dc及装入烧结矿的粒径ds。进行废合成树脂材料的使用量:130t/日共30天的作业。此时气流的空塔速度U0是1.1m/sec。并且作为比较例,进行只是不使用合成树脂材料这一点与实施倒不同的作业(通常作业)试验。
根据实施例及比较例作业的作业结果,表示于表40中。
实施例中的废合成树脂材料的飞散率f在试验期间中常抑制在1.0%以下。实施例的作业成绩是焦比得到改善。并且炉况也稳定。完全没有给其它作业及设备带来不好的影响,进行稳定的作业。
表1
废弃合成树脂的性状(%)聚乙烯聚丙烯聚苯乙烯PETABSPVC其他树脂无机物 |
生产例1 |
生产例2 |
生产例3 |
生产例4 |
薄片状*1 |
块状*2 |
薄片状*1 |
块状*2 |
薄片状*1 |
块状*2 |
薄片状*1 |
块状*2 |
71.0024.005.000.000.000.000.000.00 | 92.004.500.500.000.000.000.003.00 | 76.0011.007.002.001.003.000.000.00 | 53.5026.0013.002.001.000.000.004.50 | 65.0028.003.003.000.000.001.000.00 | 29.0028.0031.501.500.001.504.004.50 | 51.0032.0011.000.000.001.002.003.00 | 33.0023.0023.001.501.502.509.506.00 |
被供给到炉内的合成树脂的发热量(kcal/kg) |
10697 |
10215 |
9924 |
9565 |
*1被供给的、以薄片状合成树脂为主体的合成树脂(A)
*2被供给的、以块状合成树脂为主体的合成树脂(B)
表2
|
生产例1 |
生产例2 |
生产例3 |
生产例4 |
出铁量(t/day) |
9000 |
9000 |
9000 |
9000 |
送风温度(℃) |
1000 |
1000 |
1000 |
1000 |
送风量(Nm3/t·pig) |
1075 |
1075 |
1075 |
1074 |
焦炭比(kg/t·pig) |
395 |
396 |
396 |
399 |
煤粉比(kg/t·pig) |
100 |
100 |
100 |
100 |
合成树脂比(kg/t·pig) |
20 |
20 |
20 |
20 |
表3
|
生产例5 |
生产例6 |
生产例7 |
薄片状*1 |
块状*2 |
薄片状*1 |
块状*2 |
薄片状*1 |
块状*2 |
废弃合成树脂的性状(%)聚乙烯聚丙烯聚苯乙烯PETABSPVC其他树脂无机物 | 71.0024.005.000.000.000.000.000.00 | 71.0014.005.000.000.002.502.505.00 | 66.5013.008.002.001.002.505.002.00 | 45.6729.6713.003.671.000.003.333.67 | 47.0028.0018.003.000.001.003.000.00 | 48.5023.5016.501.500.002.503.004.50 |
被供给到炉内的合成树脂的发热量(kcal/kg) |
10194 |
9990 |
9941 |
*1被供给的、以薄片状合成树脂为主体的合成树脂(A)
*2被供给的、以块状合成树脂为主体的合成树脂(B)
表4
|
生产例5 |
生产例6 |
生产例7 |
出铁量(t/day) |
9000 |
9000 |
9000 |
送风温度(℃) |
950 |
950 |
925 |
送风量(Nm3/t·pig) |
1104 |
1104 |
1120 |
焦炭比(kg/t·pig) |
403 |
405 |
409 |
煤粉比(kg/t·pig) |
100 |
100 |
100 |
合成树脂比(kg/t·pig) |
20 |
20 |
20 |
表5
|
生产例8 |
生产例9 |
生产例10 |
薄片状*1 |
块状*2 |
薄片状*1 |
块状*2 |
薄片状*1 |
块状*2 |
废弃合成树脂的性状(%)聚乙烯聚丙烯聚苯乙烯聚对苯二甲酸乙二醇脂PETABS丙烯腈丁二烯苯乙烯三元共聚物聚氯乙烯树脂PVC其他树脂无机物 | 66.0024.008.000.000.001.001.000.00 | 71.0014.004.670.000.001.002.676.67 | 62.0013.008.004.201.002.507.302.00 | 43.6726.3313.002.201.003.335.135.33 | 41.5026.5018.003.600.002.506.401.50 | 45.4519.3916.424.233.161.711.038.61 |
被供给到炉内的合成树脂的发热量(kcal/kg) |
10238 |
9674 |
9480 |
*1被供给的、以薄片状合成树脂为主体的合成树脂(A)
*2被供给的、以块状合成树脂为主体的合成树脂(B)
表6
|
生产例5 |
生产例6 |
生产例7 |
出铁量(t/day) |
9000 |
9000 |
9000 |
送风温度(℃) |
1000 |
1000 |
1000 |
送风量(Nm3/t·pig) |
1071 |
1077 |
1080 |
焦炭比(kg/t·pig) |
408 |
388 |
378 |
煤粉比(kg/t·pig) |
100 |
100 |
100 |
合成树脂比(kg/t·pig) |
10 |
30 |
40 |
表7
|
作业例1 |
作业例2 |
供给的合成树脂类 |
处理后合计 |
供给的合成树脂类 |
处理后合计 |
薄片状*1 |
块状*2 |
薄片状*1 |
块状*2 |
供给量(t/hr) |
2.89 |
5.57 |
7.50 |
3.21 |
5.21 |
7.50 |
废弃合成树脂的性状(%)聚乙烯聚丙烯聚苯乙烯PETABSPVC其它树脂无机物 | 71.0011.002.000.000.0011.000.005.00 | 66.0014.004.000.000.0011.002.003.00 | 75.8614.453.590.000.001.041.493.57 | 51.0027.502.001.502.008.602.405.00 | 46.2029.506.801.000.0011.502.003.00 | 53.5232.125.471.340.860.952.423.43 |
供给炉内的合成树脂材料的发热量(kcal/kg) |
10354 |
10146 |
*1以薄片状合成树脂类为主体的合成树脂类(A)
*2以块状合成树脂类为主体的合成树脂类(B)
表8
|
作业例3 |
作业例4 |
供给的合成树脂类 |
处理后合计 |
供给的合成树脂类 |
处理后合计 |
薄片状*1 |
块状*2 |
薄片状*1 |
块状*2 |
供给量(t/hr) |
3.15 |
5.21 |
7.49 |
4.20 |
4.70 |
7.50 |
废弃合成树脂的性状(%)聚乙烯聚丙烯聚苯乙烯PETABSPVC其它树脂无机物 | 43.2023.409.501.503.408.604.805.60 | 41.3027.6011.201.000.009.806.103.00 | 46.4728.8711.671.331.390.775.983.52 | 39.5022.409.101.503.4012.406.105.60 | 33.0028.5011.201.001.2014.807.303.00 | 42.0630.0711.831.472.341.207.553.47 |
供给炉内的合成树脂材料的发热量(kcal/kg) |
9915 |
9795 |
*1以薄片状合成树脂类为主体的合成树脂类(A)
*2以块状合成树脂类为主体的合成树脂类(B)
表9
|
作业例1 |
作业例2 |
作业例3 |
作业例4 |
出铁量(t/日) |
9000 |
9000 |
9000 |
9000 |
送风温度(℃) |
1000 |
1000 |
1000 |
1000 |
送风量(Nm3/t·pig) |
1074 |
1076 |
1077 |
1077 |
焦炭比(kg/t·pig) |
395 |
395 |
396 |
398 |
微粉炭比(kg/t·pig) |
100 |
100 |
100 |
100 |
合成树脂材料比(kg/t·pig) |
20 |
20 |
20 |
20 |
表10
|
实施例1 |
实施例2 |
比较例 |
粒子化处理前 |
合成树脂形状 |
薄片状 |
薄片状 |
薄片状 |
材质 |
PET树脂 |
PET树脂 |
PET树脂 |
厚度 |
0.5mm |
0.5mm |
0.5mm |
粒子化方法 |
破碎至6mm以下后,熔融·固化造粒处理 |
破碎至6mm以下(但是,后面与其它树脂粒子(b)混合) |
只破碎至6mm以下 |
粒子化处理后的尺寸 |
粒径厚度 |
1.5mm以下- |
6mm以下×0.5mm |
6mm以下×0.5mm |
|
材质 |
- |
PE树脂 |
- |
混合的块状粒子(b) |
最大尺寸(粒径) |
- |
3.2mm |
- |
|
混合比 |
- |
PET∶PE=2∶1 |
- |
因取出故障而使吹入停止的时间 |
0.0 |
0.0 |
4.2 |
表11
材质 |
配合比例(wt.%) |
PET |
66.4 |
PP+PE |
31.8 |
PVC |
1.6 |
其它 |
0.2 |
合计 |
100.0 |
表12
高炉作业条件 |
出铁量 |
9000t/d |
焦炭比 |
447kg/t-pig |
送风量 |
7260Nm3/min |
氧富化率 |
4vol.% |
送风温度 |
1200℃ |
表13
合成树脂材料吹入条件 |
合成树脂材料吹入量 |
62.5kg/min |
风力输送气吹入量 |
1200Nm3/h |
风力输送气体种类 |
空气 |
表14
高炉作业条件 |
出铁量 |
9000t/d |
焦炭比 |
447kg/t-pig |
送风量 |
7260Nm3/min |
氧富化率 |
4Vol.% |
送风温度 |
1200℃ |
表15
破碎机碎片的吹入条件 |
合成树脂材料吹入量 |
62.5kg/min |
风力输送气体吹入量 |
1200Nm3/h |
风力输送气体种类 |
空气 |
表16
送风量(Nm3/hr) |
350 |
送风温度(℃) |
1200 |
进风气体成分组成(vol.%) O2N2 |
7723 |
风口前气体流速(m/sec) |
145 |
焦炭粒子径(mm) |
20~30 |
焦炭充填时的空间率(-) |
0.6 |
合成树脂材料的吹入量(kg/hr) |
30 |
合成树脂材料的成分组成(wt.%) CH |
8414 |
表17
|
合成树脂材料的代表粒子径(mm) |
合成树脂材料的燃烧率(-) |
实施例1 |
10 |
0.96 |
实施例2 |
6 |
0.95 |
实施例3 |
4 |
0.91 |
实施例4 |
3 |
0.89 |
实施例5 |
1.5 |
0.74 |
实施例6 |
2 |
0.63 |
实施例7 |
0.8 |
0.86 |
实施例8 |
0.6 |
0.94 |
表18
|
风口径(mm) |
燃烧带末端的铅直方向气体流速(m/sec) |
燃烧率(-) |
实施例9 |
100 |
4.8 |
0.93 |
实施例10 |
120 |
4.0 |
0.96 |
实施例11 |
80 |
6.1 |
0.86 |
实施例12 |
65 |
7.6 |
0.77 |
比较例1 |
60 |
8.2 |
0.61 |
比较例2 |
50 |
10.0 |
0.54 |
比较例3 |
45 |
11.2 |
0.50 |
表19
|
生产例3 |
生产例4 |
生产例5 |
生产例6 |
薄片状*1 |
块状*2 |
薄片状*1 |
块状*2 |
薄片状*1 |
块状*2 |
薄片状*1 |
块状*2 |
废弃合成树脂类的性状(%)聚乙烯聚丙烯聚苯乙烯PETABSPVC其他树脂无机物 | 71.0024.005.000.000.000.000.000.00 | 92.004.500.500.000.000.000.003.00 | 76.0011.007.002.001.003.000.000.00 | 53.5026.0013.002.001.000.000.004.50 | 65.0028.003.003.000.000.001.000.00 | 29.0028.0031.501.500.001.504.004.50 | 51.0032.0011.000.000.001.002.003.00 | 33.0023.0023.001.501.502.509.506.00 |
供给到炉内的合成树脂材料发热量(kcal/kg) |
10697 |
10215 |
9924 |
9565 |
*1供给以薄片状合成树脂为主体的合成树脂类(A)
*2供给以块状合成树脂类为主体的合成树脂类(B)
表20
|
生产例3 |
生产例4 |
生产例5 |
生产例6 |
出铁量(t/day) |
9000 |
9000 |
9000 |
9000 |
送风温度(℃) |
1000 |
1000 |
1000 |
1000 |
送风量(Nm3/t·pig) |
1075 |
1075 |
1075 |
1074 |
焦碳比(kg/t·pig) |
395 |
396 |
396 |
399 |
煤粉比(kg/t·pig) |
100 |
100 |
100 |
100 |
合成树脂比(kg/t·pig) |
20 |
20 |
20 |
20 |
表21
|
生产例7 |
生产例8 |
生产例9 |
薄片状*1 |
块状*2 |
薄片状*1 |
块状*2 |
薄片状*1 |
块状*2 |
废弃合成树脂类的性状(%)聚乙烯聚丙烯聚苯乙烯PETABSPVC其他树脂无机物 | 71.0024.005.000.000.000.000.000.00 | 71.0014.005.000.000.002.502.505.00 | 66.5013.008.002.001.002.505.002.00 | 45.6729.6713.003.671.000.003.333.67 | 47.0028.0018.003.000.001.003.000.00 | 48.5023.5016.501.500.002.503.004.50 |
供给到炉内的合成树脂材料发热量(kcal/kg) |
10194 |
9990 |
9941 |
*1供给以薄片状合成树脂为主体的合成树脂类(A)
*2供给以块状合成树脂类为主体的合成树脂类(B)
表22
|
生产例7 |
生产例8 |
生产例9 |
出铁量(t/day) |
9000 |
9000 |
9000 |
送风温度(℃) |
950 |
950 |
925 |
送风量(Nm3/t·pig) |
1104 |
1104 |
1120 |
焦碳比(kg/t·pig) |
403 |
405 |
409 |
煤粉比(kg/t·pig) |
100 |
100 |
100 |
合成树脂材比(kg/t·pig) |
20 |
20 |
20 |
表23
|
生产例10 |
生产例11 |
生产例12 |
薄片状*1 |
块状*2 |
薄片状*1 |
块状*2 |
薄片状*1 |
块状*2 |
废弃合成树脂类的性状(%)聚乙烯聚丙烯聚苯乙烯PETABSPVC其他树脂无机物 | 66.0024.008.000.000.001.001.000.00 | 71.0014.004.670.000.001.002.676.67 | 62.0013.008.004.201.002.507.302.00 | 43.6726.3313.002.201.003.335.135.33 | 41.5026.5018.003.600.002.506.401.50 | 45.4519.3916.424.233.161.711.038.61 |
供给到炉内的合成树脂材料发热量(kcal/kg) |
10238 |
9674 |
9480 |
*1供给以薄片状合成树脂为主体的合成树脂类(A)
*2供给以块状合成树脂类为主体的合成树脂类(B)
表24
|
生产例10 |
生产例11 |
生产例12 |
出铁量(t/day) |
9000 |
9000 |
9000 |
送风温度(℃) |
1000 |
1000 |
1000 |
送风量(Nm3/t·pig) |
1071 |
1077 |
1080 |
焦碳比(kg/t·pig) |
408 |
388 |
378 |
煤粉比(kg/t·pig) |
100 |
100 |
100 |
合成树脂材比(kg/t·pig) |
10 |
30 |
40 |
表25
|
生产例13 |
生产例14 |
供给的合成树脂类 |
处理后合计 |
供给的合成树脂类 |
处理后合计 |
薄片状*1 |
块状*2 |
薄片状*1 |
块状*2 |
供给量(t/hr) |
2.89 |
5.57 |
7.50 |
3.21 |
5.21 |
7.50 |
废弃合成树脂类的性状(%)聚乙烯聚丙烯聚苯乙烯PETABSPVC其他树脂无机物 | 71.0011.002.000.000.0011.000.005.00 | 66.0014.004.000.000.0011.002.003.00 | 75.8614.453.590.000.001.041.493.57 | 51.0027.502.001.502.008.602.405.00 | 46.2029.506.801.000.0011.502.003.00 | 53.5232.125.471.340.860.952.423.43 |
供给到炉内的合成树脂材料发热量(kcal/kg) |
10354 |
10146 |
*1供给以薄片状合成树脂为主体的合成树脂类(A)
*2供给以块状合成树脂类为主体的合成树脂类(B)
表26
|
生产例15 |
生产例16 |
供给的合成树脂类 |
处理后合计 |
供给的合成树脂类 |
处理后合计 |
薄片状*1 |
块状*2 |
薄片状*1 |
块状*2 |
供给量(t/hr) |
3.15 |
5.21 |
7.49 |
4.20 |
4.70 |
7.50 |
废弃合成树脂类的性状(%)聚乙烯聚丙烯聚苯乙烯PETABSPVC其他树脂无机物 | 43.2023.409.501.503.408.604.805.60 | 41.3027.6011.201.000.009.806.103.00 | 46.4728.8711.671.331.390.775.983.52 | 39.5022.409.101.503.4012.406.105.60 | 33.0028.5011.201.001.2014.807.303.00 | 42.0630.0711.831.472.341.207.553.47 |
供给到炉内的合成树脂材料发热量(kcal/kg) |
9915 |
9795 |
*1供给以薄片状合成树脂为主体的合成树脂类(A)
*2供给以块状合成树脂类为主体的合成树脂类(B)
表27
|
生产例13 |
生产例14 |
生产例15 |
生产例16 |
出铁量(t/day) |
9000 |
9000 |
9000 |
9000 |
送风温度(℃) |
1000 |
1000 |
1000 |
1000 |
送风量(Nm3/t·pig) |
1074 |
1076 |
1077 |
1077 |
焦碳比(kg/t·pig) |
395 |
395 |
396 |
398 |
煤粉比(kg/t·pig) |
100 |
100 |
100 |
100 |
合成树脂材比(kg/t·pig) |
20 |
20 |
20 |
20 |
表28
送风量(Nm3/hr) |
350 |
送风温度(℃) |
1200 |
送风气体成分组成(vol.%) O2N2 |
7723 |
风口前气体流速(m/sec) |
145 |
焦碳粒子径(mm) |
20~30 |
焦碳充填时的空间率(-) |
0.6 |
合成树脂材的吹入量(kg/hr) |
30 |
合成树脂材的成分组成(wt.%) CH |
8414 |
表29
|
实施例1 |
实施例2 |
实施例3 |
实施例4 |
比较例1 |
比较例2 |
比较例3 |
比较例4 |
比较例5 |
合成树脂材 |
种类 |
B |
B |
B |
A=50wt.%B=50wt.% |
A |
A |
A |
A |
A |
粒径(mm) |
6mm以下 |
8mm以下 |
10mm以下 |
6mm以下 |
6mm以下 |
10mm以下 |
6~10mm |
8~10mm |
10~12mm |
平均比表面积(m2/kg) |
88.0 |
67.0 |
54.0 |
55.0 |
20.6 |
17.7 |
15.1 |
11.8 |
9.5 |
合成树脂材的燃烧率(%) |
94 |
91 |
82 |
90 |
70 |
49 |
35 |
26 |
18 |
表30
|
实施例4 |
实施例5 |
实施例6 |
实施例7 |
比较例6 |
比较例7 |
比较例8 |
比较例9 |
合成树脂材-1 |
粒径(mm) |
6mm以下 |
8mm以下 |
10mm以下 |
10mm以下 |
10mm以下 |
10mm以下 |
10mm以下 |
8mm以下 |
平均比表面积(m2/kg) |
32.5 |
25 |
17.7 |
17.7 |
17.7 |
17.7 |
17.7 |
25 OK? |
混合配比(wt.%) |
95 |
95 |
95 |
90 |
97 |
99 |
90 |
70 |
合成树脂材-2 |
粒径(mm) |
1mm以下 |
1mm以下 |
1mm以下 |
1mm以下 |
1mm以下 |
0.5mm以下 |
3mm以下 |
5mm以下 |
平均比表面积(m2/kg) |
212 |
212 |
212 |
212 |
212 |
300 |
90 |
35 |
混合配比(wt.%) |
5 |
5 |
5 |
10 |
3 |
1 |
10 |
30 |
合成树脂材的平均比表面积(m2/kg) |
42 |
35 |
28 |
38 |
24 |
20 |
25 |
28 |
合成树脂材的燃烧率(%) |
97 |
95 |
88 |
96 |
70 |
54 |
62 |
73 |
表31
|
实施例8 |
实施例9 |
实施例10 |
实施例11 |
实施例12 |
比较例10 |
比较例11 |
合成树脂材-3 |
粒径(mm) |
10mm以下 |
10mm以下 |
8mm以下 |
6mm以下 |
10mm以下 |
10mm以下 |
10mm以下 |
平均比表面积(m2/kg) |
17.7 |
17.7 |
25 |
32.5 |
17.7 |
17.7 |
17.7 |
混合配比(wt.%) |
90 |
95 |
95 |
95 |
97 |
99 |
99.5 |
发泡合成树脂材 |
粒径(mm) |
10mm以下 |
10mm以下 |
10mm以下 |
10mm以下 |
10mm以下 |
10mm以下 |
10mm以下 |
平均比表面积(m2/kg) |
154 |
154 |
154 |
154 |
154 |
154 |
154 |
混合配比(wt.%) |
10 |
5 |
5 |
5 |
3 |
1 |
0.5 |
合成树脂材的平均比表面积(m2/kg) |
31 |
24 |
33 |
39 |
22 |
19 |
18 |
合成树脂材的燃烧率(%) |
94 |
92 |
96 |
97 |
90 |
72 |
56 |
表32
高炉生产条件 |
出铁量 |
9000t/d |
焦碳比 |
447kg/t-pig |
送风量 |
7260Nm3/min |
氧富化率 |
4vol.% |
送风温度 |
1000℃ |
吹入条件 |
合成树脂材吹入 |
60kg/min |
气力输入吹入量 |
1200Nm3/min |
气力输送吹入种类 |
空气 |
表33
|
发热量(Kcal/kg) |
配制配比(wt.%) |
聚乙烯 |
11000 |
55 |
聚氨脂类 |
6500 |
15 |
PET |
5000 |
10 |
聚缩醛 |
3000 |
20 |
配制合成树脂材 |
8125 |
100 |
表34
|
发热量(Kcal/kg) |
配制配比(wt.%) |
聚丙烯 |
11000 |
55 |
聚氨脂类 |
6500 |
15 |
带纸ABS |
4500 |
10 |
带布PET |
3500 |
20 |
配制合成树脂材 |
8175 |
100 |
表35
|
1)发热量(Kcal/kg) |
2)配制配比(wt.%) |
2)水分含有率(wt.%) |
聚丙烯 |
1000 |
50 |
0.1 |
聚氨脂类 |
6500 |
20 |
0.2 |
带纸ABS |
4500 |
15 |
5以下 |
带布PET |
3500 |
10 |
0.2 |
配制合成树脂材 |
8375 |
100 |
0.9 |
1):除去水分。
2):雨水水分被干燥后。
表36
试验炉条件 |
送风温度 |
1200℃ |
氧浓度 |
21vol.% |
风口前气体速度 |
149m/sec |
焦碳直径 |
25~40mm |
合成树脂吹入 |
吹入量(聚乙烯+含卤合成树脂材) |
62.5kg/min |
合成树脂材料外径 |
6mm以下 |
表37
|
实施例4-1 |
实施例4-2 |
实施例4-3 |
合成树脂材料吹入 |
含卤合成树脂试料 |
聚氯乙烯 |
聚氟乙烯 |
印刷基板 |
吹入合成树脂材速度(kg/min)(合计) |
聚乙烯59.2聚氯乙烯3.3(62.5) |
聚乙烯57.9聚氟乙烯4.6(62.5) |
聚乙烯35.7印刷基板26.8(62.5) |
含卤元素 |
Cl |
F |
Br |
合成树脂材中的卤含有率 |
56wt.% |
41wt.% |
7wt.% |
吹入卤素 |
1.8kg/min |
1.9kg/min |
1.9kg/min |
发热量 |
4300kcal/kg |
1900kcal/kg |
2400kcal/kg |
表38
|
比较例 |
本发明1 |
本发明2 |
本发明3 |
本发明4 |
粗粒合成树脂 |
粒径范围(mm)吹入量(kg/min) |
10~3060%62.5 |
10~3060%51.3 |
10~3060%51.3 |
10~3060%51.3 |
10~3060%51.3 |
微粒合成树脂 |
最大粒径(mm)混合比率(%) | |
218 | | | |
还原粉铁矿石 |
最大粒径(mm)混合比率(%) | | |
27518 | | |
微粉炭 |
最大粒径(mm)混合比率(%) | | | |
218 | |
石蜡 |
最大粒径(mm)混合比率(%) | | | | |
218 |
因替换配管而使设备停止的时间(小时/日) |
10 |
0 |
0 |
0 |
0 |
表39
|
实施例 |
比较例 |
废合成树脂材料 |
长径dp(mm) |
100 |
- |
高密度Pp(g/cm3) |
0.3 |
- |
小粒烧结矿 |
粒径Dss(mm) |
3 |
- |
高密度Pss(g/cm3) |
2.87 |
- |
配合比率废合成树脂材料的重量废合成树脂材料的重量+小粒烧结矿的重量 |
0.2 |
- |
装入焦炭 |
粒径Dc(mm) |
50 |
50 |
装入烧结矿 |
粒径da(mm) |
15 |
15 |
表40
|
实施例 |
比较例 |
铁水生产率(T/日) |
10000 |
10000 |
焦炭比(kg/铁水T) |
560 |
570 |
铁水温度(℃) |
1510 |
1510 |
废合成树脂材料比率(kg/铁水T) |
10 |
0 |