【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、使用済み自動車又は使用済みの冷蔵庫や洗濯機などの家電機器のリサイクル処理方法に関するもので、詳しくは、使用済み自動車又は使用済み家電機器をシュレッダー処理することなく鉄源としてリサイクル処理する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、使用済み自動車はバッテリーやタイヤなどの有価部品が取り外された後にプレスされ、プレス後にシュレッダー処理され、鉄源として再利用されている。このシュレッダー処理時にプラスチック、ゴム、鉄、アルミニウム、銅などが混在したシュレッダーダストが発生する。約１トンの使用済み自動車１台のシュレッダー処理で約２００ｋｇのシュレッダーダストが発生し、日本で年間およそ８０万トンのシュレッダーダストが使用済み自動車から発生している。又、使用済み家電機器も同様に、モーターや冷却剤などを取り外した後にシュレッダー処理されており、日本で年間およそ３０万トンのシュレッダーダストが使用済み家電機器から発生している。これらのシュレッダーダストは、埋め立て処分されるか廃棄物焼却炉にて燃焼・溶融処理される。
【０００３】
埋め立て処分は処分地が限られることから、高額の処分費用が必要となり、又、焼却炉による燃焼処理では、シュレッダーダスト中の灰分及び金属分が残留し、この処分が問題になる。更に、シュレッダーダストをガス化すると同時に不燃分を直接溶融する方法では、鉄及び銅を主成分とする溶融金属が生成し、これは凝固後にカウンターウェイトとしての利用があるものも、使用量に限度があり、この地金の処分が問題となる。
【０００４】
一方、使用済み自動車（以下「廃車」とも記す）のプレス屑（以下「廃車プレス屑」と呼ぶ）を、シュレッダー処理せずに転炉に代表される製鋼溶解炉で直接溶解する方法が、特開平１０−３３０８２１号公報に提案されている。この方法によれば、シュレッダーダストは発生せず、又、プラスチックやゴムなどは溶解時の熱源にもなり、効率良く廃車プレス屑を溶解することができる。しかしながら、この方法では溶解可能な廃車プレス屑量に限界がある。即ち、同号公報によれば、２５０トン転炉への装入可能な廃車プレス屑は、鋼成分の関係からは１ヒート当たり１５トン（廃車：約１０台分）まで可能としているが、転炉へのスクラップ装入方法や装入時の発煙などの問題から、現実には１ヒート当たり廃車４台分程度が限界である。
【０００５】
又、廃車プレス屑をアーク溶解設備（電気炉）へ直接装入する方法も当然考えられるが、廃車プレス屑は、寸法（約０．８ｍ×０．８ｍ×１．３ｍ）が大きい上に嵩密度が小さいため、通常のアーク溶解設備では廃車プレス屑の装入のたびに溶解室の上蓋を開閉しなければならず、アーク溶解設備の生産性及び環境対策の観点から、アーク溶解設備への装入にも自ずと限界がある。
【０００６】
これらの問題を解決すべく、特開２００２−１７３７１６号公報が本発明者等により提案されている。同号公報によれば、使用済み自動車又は使用済み家電機器からシュレッダー処理を施さずに得られた廃車プレス屑又は廃家電屑を溶解する際に、未溶解の廃車プレス屑又は廃家電屑が溶解室内に存在する状態を保つように、溶解室内の未溶解の廃車プレス屑又は廃家電屑の上に廃車プレス屑又は廃家電屑を上置きしながら、溶解室内の廃車プレス屑又は廃家電屑を溶解するので、大量の廃車プレス屑や廃化電屑を溶解することが達成されると共に、廃車プレス屑及び廃家電屑は直接溶湯中に装入されず、未溶解の廃車プレス屑又は廃家電屑の上に装入され、排ガスで予熱された後に溶湯中に供給されるので、廃車プレス屑及び廃家電屑に含まれる可燃物の揮発及び燃焼が予熱中に徐々に進行し、廃車プレス屑又は廃家電屑が溶湯中に浸漬した際の急激な燃焼及び発煙を防止することが達成される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、廃車プレス屑又は廃家電屑の装入量が急激に変化した場合や、装入状態が急激に変化した場合には、これらに含まれる可燃物の揮発及び燃焼を予熱中に進行させることが困難となり、溶解室又は溶解室に直結した予熱室から排出される排ガス中に、過剰の可燃性ガスが含まれる場合が発生する。この場合、発生ガス中の可燃性ガスを燃焼させて排ガス組成を一定範囲に制御しようとしても、発生ガス量が激しく変動するため、この変動量に燃焼用ガスの供給量制御が十分に追従できないことも、排ガス中の可燃性ガス濃度を高くする原因になっている。
【０００８】
このように、過剰の可燃性ガスが含まれる排ガスを溶解室又は予熱室から排出した場合には、廃車プレス屑又は廃家電屑に含まれる可燃物の燃焼熱を溶解時に有効利用していないことになる。又、過剰の可燃性ガスを含んだ排ガスは、溶解室又は予熱室から排出された後の後工程で異常燃焼する懸念もある。更に、過剰の可燃性ガスを含む排ガスを処理する際に、溶解室又は予熱室の後段に設けた二次燃焼室などでこの排ガスを燃焼させると、排ガス温度が例えば１２００℃を越える高温になり、二次燃焼室などの熱負荷が高まり、設備トラブルを起こす懸念がある。又、ダイオキシン類の再合成を防止するために、二次燃焼室からの排ガスを冷却する場合には、大量の冷却水が必要となり、これにより排ガス中の水蒸気量が増加するため、これを吸引するブロワーの能力も過剰に大きなものが必要になる。又、過剰な能力の冷却水供給設備及びブロワーを有していない場合には、排ガス温度をダイオキシン類の再合成防止に必要な温度まで降下させることができないため、ダイオキシン類の再合成が起こると共に、ブロワーの前段に配置されるバグフィルターの炉布が熱により破損する恐れがある。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、使用済み自動車及び使用済み家電機器に含まれる可燃物の燃焼熱を有効に利用することにより、排ガス温度を低減して可燃物の燃焼熱による設備トラブルを防止しながら、使用済み自動車及び使用済み家電機器をシュレッダー処理することなく、即ち、シュレッダーダストを発生させずに鉄源としてリサイクル処理する方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための第１の発明に係る、使用済み自動車又は使用済み家電機器のリサイクル処理方法は、加熱源を有する溶解室と、この溶解室に直結し、溶解室で発生する排ガスにより予熱するシャフト型の予熱室とを有する溶解設備を用い、使用済み自動車からシュレッダー処理を施すことなく得られた廃車プレス屑、又は、使用済み家電機器からシュレッダー処理を施すことなく得られた廃家電屑を溶解原料として溶解する際に、未溶解の廃車プレス屑又は廃家電屑が溶解室内と予熱室内とに存在する状態を保つように予熱室へ廃車プレス屑又は廃家電屑を供給すると共に、溶解室内に酸素含有ガスを供給して廃車プレス屑又は廃家電屑に含まれる可燃物のガス化並びに燃焼を促進させ、且つ、予熱室から排出される排ガスの一部を溶解室へ循環させながら、溶解室内の廃車プレス屑又は廃家電屑を前記加熱源にて溶解し、溶解室内に所定量の溶湯が生成した時点で出湯することを特徴とするものである。
【００１１】
第２の発明に係る、使用済み自動車又は使用済み家電機器のリサイクル処理方法は、第１の発明において、前記酸素含有ガスの供給量を調整すると共に、予熱室から排出される排ガスの溶解室への循環量を調整して、予熱室出口の排ガス温度を４００℃以上に保つことを特徴とするものである。
【００１２】
第３の発明に係る、使用済み自動車又は使用済み家電機器のリサイクル処理方法は、第１又は第２の発明において、予熱室の下流側に設けられた二次燃焼室で排ガス中の可燃性ガスを燃焼させ、排ガス温度を８５０℃以上に保ち、その後、二次燃焼室の下流側に設けられた冷却室で排ガスを２５０℃以下まで急冷することを特徴とするものである。
【００１３】
第４の発明に係る、使用済み自動車又は使用済み家電機器のリサイクル処理方法は、第３の発明において、予熱室から排出される排ガスの溶解室への循環量を調整して、二次燃焼室出口の排ガス温度を１２００℃以下に保つことを特徴とするものである。
【００１４】
第５の発明に係る、使用済み自動車又は使用済み家電機器のリサイクル処理方法は、第１ないし第４の発明の何れかにおいて、前記加熱源がアーク加熱であることを特徴とするものである。
【００１５】
第１の発明では、使用済み自動車からシュレッダー処理を施さずに得られた廃車プレス屑、又は、使用済み家電機器からシュレッダー処理を施さずに得られた廃家電屑を溶解原料として溶解する際に、未溶解の廃車プレス屑又は廃家電屑が溶解室と予熱室とに存在する状態を保つように、予熱室へ廃車プレス屑又は廃家電屑を装入しながら溶解するので、廃車プレス屑及び廃家電屑は溶解室内の溶湯中に直接装入されず、未溶解の廃車プレス屑又は廃家電屑の上に装入され、排ガスで予熱された後に溶湯中に供給されるので、廃車プレス屑及び廃家電屑に含まれる可燃物の揮発及び燃焼がこの予熱中に徐々に進行し、廃車プレス屑及び廃家電屑が溶湯中に浸漬した際の急激な燃焼及び発煙を防止することができる。又、溶解室内に酸素含有ガスを供給し、廃車プレス屑又は廃家電屑に含まれる可燃物のガス化並びに燃焼を促進させるので、廃車プレス屑及び廃家電屑が溶湯中に浸漬した際の急激な燃焼及び発煙を更に防止することができ、これにより発生ガス量が平準化され、安定的な溶解操業を行うことができる。更に、可燃物の揮発及び燃焼により生成される可燃性ガスを含んだ、予熱室から排出される排ガスの一部を溶解室へ循環・供給することにより、排ガス中の可燃性ガスが溶解室内で燃焼し、この燃焼熱により排ガス温度が上昇するため、溶解室内及び予熱室内に滞留する廃車プレス屑及び廃家電屑の予熱が促進される。同時に、廃車プレス屑及び廃家電屑に含まれる可燃物の揮発及び燃焼が更に促進される。
【００１６】
第２の発明では、酸素含有ガスの供給量並びに予熱室から排出される排ガスの溶解室への循環量を調整して、予熱室出口の排ガス温度を４００℃以上に保つので、廃車プレス屑又は廃家電屑に含まれる合成樹脂類やゴムなどのガス化により生成するタール系組成物の固化を防止することができ、ダクト閉塞などの設備トラブルが回避され、安定的な溶解操業が可能となる。但し、タール系組成物を発生させないようにするためには、排ガス温度をタール系組成物の分解温度以上である１０００℃以上とすることが好ましい。
【００１７】
第３の発明では、予熱室の下流側に設けられた二次燃焼室で未燃焼の可燃性ガスを燃焼させ、排ガス温度を８５０℃以上に保つので、ダイオキシン類の分解が継続され、排ガス中のダイオキシン類の濃度を極めて低い値にすることができ、更に、その後、二次燃焼室の下流側に設けられた冷却室で排ガスを２５０℃以下まで急冷するので、ダイオキシン類の再合成を防止することができ、排ガス中のダイオキシン類の濃度を極めて低くすることができる。
【００１８】
第４の発明では、予熱室から排出される排ガスの溶解室への循環量を調整して、二次燃焼室出口の排ガス温度を１２００℃以下に保つので、二次燃焼室の熱負荷が軽減され、設備トラブルを起こすことなく、安定的な操業が可能になる。又、その後に冷却室で急冷する際の冷却水量を適量に抑えることができるため、水蒸気の発生量が抑制され、排ガス量の過剰な増加も起こらず、吸引ブロワーの容量を抑えることができる。この場合、安定して、二次燃焼室の熱負荷を軽減させ、且つ、吸引ブロワーの容量を抑えるためには、二次燃焼室出口の排ガス温度を１０００℃以下に保つことが望ましい。
【００１９】
第５の発明では、加熱源としてアーク加熱を用いているので、加熱量及び加熱速度の制御が容易となり、廃車プレス屑又は廃家電屑を迅速且つ安定して溶解することができる。
【００２０】
尚、本発明において、廃車プレス屑とは、エンジン、バッテリー、燃料タンク、タイヤ、サスペンション、駆動軸などの有価部品が取り除かれた使用済み自動車をプレスしたものやプレス後に切断したものであり、又、廃家電屑とは、テレビの場合はブラウン管やプリント基板など、冷蔵庫の場合はコンプレッサーや冷媒フロンなど、エアコンの場合はコンプレッサーや熱交換器及び冷媒フロンなど、洗濯機の場合はモーター→塩水などの除去すべき部分が取り除かれた使用済み家電機器のプレスする前のもの又はプレス後のものである。家電機器の外殻は直方体形状をしており、且つ、家電機器の大きさであれば本発明のリサイクル処理方法においてはその大きさのままでも大半の家電機器は溶解することができるので、使用済み家電機器の場合には、プレス費用を削減する観点からプレスせず、その形状のままで溶解することが好ましい。更に、溶解原料は廃車プレス屑及び廃家電屑のみでもよいし、通常の鉄スクラップや冷銑及び直接還元鉄などの他の冷鉄源を混合してもよい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の実施の形態の例を示す図であり、本発明を実施したアーク溶解設備の縦断面概略図、図２は、図１に示すアーク溶解設備に接続する排ガス処理設備の概略図である。
【００２２】
図１において、内部を耐火物で施工され、底部に底部電極６を備えた溶解室２の上部には、シャフト型の予熱室３と水冷構造の側壁部４とが配置され、側壁部４の上部開口部は開閉自在な水冷構造の上蓋５で覆われている。この上蓋５を貫通して、溶解室２内へ上下移動可能な黒鉛製の上部電極７が設けられている。底部電極６と上部電極７とは直流電源（図示せず）に連結し、底部電極６と上部電極７との間で、加熱源となるアーク１８を発生させる。
【００２３】
予熱室３の上方には、シュレッダー処理を施さずに得られた廃車プレス屑又は廃家電屑を溶解原料１３として供給するための底開き型の供給用バケット１２が走行台車２３に吊り下げられて設けられており、この供給用バケット１２により、予熱室３の上部に設けられた開閉蓋１９及び開閉蓋１９ａを開閉させて、廃車プレス屑又は廃家電屑が溶解原料１３として予熱室３内に装入される。廃車プレス屑などの溶解原料１３の装入の際に、開閉蓋１９及び開閉蓋１９ａを交互に開閉させること、即ち、どちらか一方の開閉蓋１９、１９ａを閉鎖しておくことで、溶解室２で発生する排ガスの漏洩を防止することができる。
【００２４】
溶解原料１３としては、使用済み自動車からシュレッダー処理せずに得られた廃車プレス屑１４、又は、使用済み家電機器からシュレッダー処理せずに得られた廃家電屑を用いることとする。但し、これら以外に、溶解原料１３として、製鉄所で発生するクロップなどの屑化部分や所謂「市中屑」と呼ばれる鉄スクラップなどの通常の鉄スクラップ１５又は冷銑若しくは直接還元鉄などの他の冷鉄源を併用してもよい。図１は、溶解原料１３として、廃車プレス屑１４と通常の鉄スクラップ１５とを併用して使用した場合を示している。
【００２５】
自動車及び家電機器には導電材料として多量の銅製部材が配置されており、この銅製部材が溶解後の溶湯１６の銅濃度を上昇させる主原因であるので、使用済み自動車及び使用済み家電機器から予め銅製部材を取り除き、その後屑化してもよい。その際に、自動車及び家電機器を構成する銅製部材の内の８０％以上を予め取り除くことで、生成される溶湯１６の銅濃度を０．３５ｍａｓｓ％以下に抑えることができ、銅濃度規格が０．３５ｍａｓｓ％程度以下の鉄鋼製品の鉄源として使用することができる。
【００２６】
予熱室３の上部にはダクト２０が設けられており、ダクト２０は排ガス処理設備３１に連結している。又、ダクト２０には、ダクト２０から分岐するダクト２４が設けられ、ダクト２４の他端は溶解室２内に挿入されている。ダクト２４には、流量を調整するためのダンパー２５及びダクト２４を介して排ガスを溶解室２へ循環させるための動力であるブロワー２６が設置されている。即ち、溶解室２で発生して予熱室３を通過した排ガスは、その一部がダクト２４を介して溶解室２へ循環し、残部がダクト２０を経由して排ガス処理設備３１へ排出される。その際、予熱室３を通過する排ガスにより、予熱室３内に装入された廃車プレス屑１４などの溶解原料１３が予熱される。尚、ダクト２４は、ダクト２０から分岐させる必要はなく、予熱室３の上部に直接接続させてもよい。
【００２７】
上蓋５を貫通して、酸素含有ガス供給ランス８が設けられている。廃車プレス屑１４及び廃家電屑に含まれる可燃物のガス化並びに燃焼を促進させると共に、ダクト２４を介して溶解室２内に循環される排ガス中の可燃性ガスを燃焼させる目的で、酸素含有ガス供給ランス８を介して酸素含有ガスが溶解室２内に吹き込まれる。酸素含有ガスとしては、空気、酸素富化空気及び純酸素を用いることができる。
【００２８】
溶解室２の予熱室３が直結されている側とは異なる部分に設けられた突出部２ａには、その底部に、扉２１で出口側を押さえ付けられて内部に詰め砂又はマッド剤が充填された出湯口１０と、その側壁に、扉２２で出口側を押さえ付けられて内部に詰め砂又はマッド剤が充填された出滓口１１とが設けられている。そして、出湯口１０の鉛直上方に対応する部位の上蓋５には、バーナー９が取り付けられている。バーナー９は、重油、灯油、微粉炭、プロパンガス、天然ガスなどの化石燃料を、空気又は酸素若しくは酸素富化空気により溶解室２内で燃焼させる。尚、溶解室２は傾動装置（図示せず）により出湯口１０側に傾動するようになっている。このようにして直流式アーク溶解設備１が構成されている。
【００２９】
一方、図２に示すように、ダクト２０の下流側に接続して設けられた排ガス処理設備３１として、先ず最初に二次燃焼室３２がダクト２０と連結して設けられている。溶解室２で発生し、予熱室３を経由して排出される排ガス中の可燃性成分を燃焼させ、排ガス温度を昇温させるために、二次燃焼室３２には空気などの酸素含有ガスが供給される。又、二次燃焼室３２には、重油、灯油、ＬＰＧなどの燃料を用いる補助バーナー３３が設置されており、補助バーナー３３により排ガスの燃焼及び昇温を促進させることができる。
【００３０】
二次燃焼室３２の下流側には冷却室３４が設置されている。この冷却室３４には水噴霧ノズル３５が設置されており、冷却水を噴霧して排ガスを急冷することにより、ダイオキシン類などの有害物質の再合成を防止することができる。
【００３１】
冷却室３４の下流側には、希釈用空気供給管３６が接続されており、希釈用の空気と排ガスとが合流できるようになっている。希釈用空気としては、建家を集塵するために吸引した空気であっても、又、希釈用空気として専用に供給する空気であっても、どちらでもよい。
【００３２】
希釈用空気供給管３６の接続部よりも下流側には、吸着剤供給部３７と、吸着剤供給部３７に繋がるブロワー３８とが設置されており、ブロワー３８を介して吸着剤供給部３７から排ガス中に吸着剤を供給することで、有害物質を更に低レベルまで低減することができる。この場合、吸着剤としては消石灰、活性炭、石炭灰などを用いることができる。又、吸着剤供給部３７の下流側にはバグフィルター３９が設置され、バグフィルター３９を通過した排ガスは、バグフィルター３９の下流側に設けたブロワー４０を介して、ブロワー４０の下流に設置された煙突４１から大気に放出される。このようにして排ガス処理設備３１が構成されている。
【００３３】
このような構成の直流式アーク溶解設備１及び排ガス処理設備３１を用いて、使用済み自動車からシュレッダー処理を施すことなく得られた廃車プレス屑１４、又は、使用済み家電機器からシュレッダー処理を施すことなく得られた廃家電屑を溶解原料１３としてリサイクル処理するに際しては、先ず、溶解室２を水平状態とし、供給用バケット１２から予熱室３内に溶解原料１３を装入する。予熱室３内に装入された溶解原料１３は、予熱室３を経由して溶解室２内にも装入され、やがて予熱室３内を充填する。尚、溶解室２内へ溶解原料１３を均一に装入するために、上蓋５を開けて予熱室３と反対側の溶解室２内に溶解原料１３を装入してもよい。又、前述したように、通常の鉄スクラップ１５や冷銑及び直接還元鉄などの他の冷鉄源を同時に予熱室３や溶解室２へ溶解原料１３として装入してもよい。
【００３４】
次いで、底部電極６と上部電極７との間に直流電流を給電しつつ上部電極７を昇降させ、底部電極６と上部電極７との間、又は、装入された溶解原料１３と上部電極７との間でアーク１８を発生させる。そして、発生するアーク熱により溶解原料１３を溶解して溶湯１６を生成させる。溶湯１６の生成に伴い、生石灰、蛍石などのフラックスを溶解室２内に装入して溶融状態のスラグ１７を溶湯１６上に形成させ、溶湯１６の酸化を防止すると共に溶湯１６の保温を図る。スラグ１７の量が多すぎる場合には、溶解中でも出滓口１１から排滓することができる。
【００３５】
溶湯１６の生成に伴って溶解室２内の溶解原料１３は減少し、これに伴って予熱室３内の溶解原料１３が自由落下して溶解室２内に供給される。このように、溶湯１６の生成に伴って、予熱室３内の溶解原料１３は減少するので、この減少分を補うために供給用バケット１２から予熱室３へ溶解原料１３を装入する。この溶解原料１３の予熱室３内への装入は、溶解原料１３が予熱室３と溶解室２とに連続して存在する状態を保つように、連続的又は断続的に行う。
【００３６】
溶湯１６の生成する頃から、酸素含有ガス供給ランス８を介して酸素含有ガスを溶解室２内に供給すると共に、予熱室３から排出される排ガスの一部を、ダクト２４を介して溶解室２内に循環させて、廃車プレス屑１４及び廃家電屑に含有される可燃物のガス化並びに燃焼を促進させると共に、溶解室２内に循環・供給された排ガス中の可燃性ガスを燃焼させる。この可燃物のガス化並びに燃焼、及び排ガス中の可燃性ガスの燃焼による燃焼熱によって、更に、未溶解の溶解原料１３に含まれる可燃物のガス化が促進されると共に溶解原料１３の予熱温度が上昇する。
【００３７】
このようにすることで、予熱室３から排出される排ガス中の可燃性ガスは、過剰にならず、ダイオキシン類を分解させるために行う、二次燃焼室３２における排ガスの昇温に寄与する。排ガス中には可燃性ガスが過剰に含まれていないので、過度の温度上昇が防止され、二次燃焼室３２の熱負荷が軽減し、安定的な操業が可能になる。
【００３８】
この場合、生成したタール系生成物の付着を防止するためには、酸素含有ガスの吹き込み量並びに排ガスの溶解室２への循環量を調整して、予熱室３の出口及びダクト２０での排ガス温度を４００℃以上に維持することが好ましい。又、タール系組成物を発生させないようにするためには、排ガス温度を更に上昇させ、タール系組成物の分解温度以上である１０００℃以上に昇温することが望ましい。尚、排ガス温度を効率良く上昇させるために、吹き込みランス（図示せず）を介して溶湯１６への酸素吹き込み及び炭材吹き込みを実施することが好ましい。これによりＣＯガスが発生し、酸素含有ガス供給ランス８から吹き込まれる酸素との反応による燃焼熱により、排ガス温度が一層上昇する。
【００３９】
溶解原料１３の溶解が進行して所定量、例えば１ヒート分の溶湯１６が溶解室２内に溜まったなら、溶解室２を出湯口１０側に傾動させつつ、出湯口１０を塞いでいた扉２１を開き、出湯口１０から１ヒート分の溶湯１６を溶湯保持容器（図示せず）へ出湯する。出湯に際しては、溶湯１６の凝固による出湯口１０の閉塞を防止するために、バーナー９で溶湯１６を加熱してもよい。尚、本発明における所定量の溶湯量とは、例えば１ヒート分の溶湯量や、出湯後に溶解室２内に溶湯１６を残留させる場合には、１ヒート分の溶湯量と溶解室２内の残留溶湯量とを合わせた量であり、操業状況により適宜決定される溶湯量である。
【００４０】
溶湯１６を出湯し、更に必要に応じてスラグ１７を排滓した後、溶解室２を水平に戻し、出湯口１０及び出滓口１１内に詰め砂又はマッド材を充填した後、次回ヒートの溶解を開始する。
【００４１】
出湯時、予熱室３及び溶解室２内に未溶解の溶解原料１３が連続して存在する状態を保つようにしてもよく、又、予熱室３及び溶解室２内の溶解原料１３を全て溶解してから出湯してもよい。予熱室３及び溶解室２内に溶解原料１３を残留させた場合には、２ヒート目以降に溶解する溶解原料１３を全て予熱することが可能となり、電力使用量を削減することができ、一方、溶解原料１３を出湯毎に全て溶解する場合には、出湯時の溶湯１６の温度を任意に調整することができるので、溶湯温度低下に起因する出湯時のトラブル（出湯口１０の閉塞など）を防止することができる。
【００４２】
一方、この間、予熱室３から排出された可燃性ガスを含む、溶解室２への循環分以外の排ガスは、ダクト２０を通って二次燃焼室３２に導入される。二次燃焼室３２では、排ガス中の可燃性ガスを完全燃焼させ、二次燃焼室３２の出口における排ガス温度を８５０℃以上に保つ。排ガス温度を８５０℃以上に保つことにより、ダイオキシン類を分解することができる。この場合に、排ガス温度を８５０℃以上に確保するために補助バーナー３３を用いてもよい。但し、二次燃焼室３２の出口における排ガス温度が１２００℃を越えないように、溶解室２へ循環する排ガス量を調整する。溶解室２へ循環した排ガス中の可燃性ガスは溶解室２内で燃焼するため、溶解室２へ循環する排ガス量を多くすることにより、二次燃焼室３２に導入される排ガス中の可燃性ガスが低減され、その結果、二次燃焼室３２の出口における排ガス温度が低下するため、排ガス温度を１２００℃以下に抑えることが可能となる。
【００４３】
これにより、二次燃焼室３２の熱負荷が軽減され、設備トラブルを起こすことなく、安定した操業が可能になる。又、後述するように、冷却室３４では過剰の冷却水が不要になり、排ガス中の水蒸気量が適正に抑えられ、これを吸引するブロワー４０の能力が適正化される。更なる熱負荷の軽減及びブロワー能力の適正化からみれば、二次燃焼室３２の出口における排ガス温度を１０００℃以下、即ち、８５０℃〜１０００℃の範囲に保つことが望ましい。
【００４４】
二次燃焼室３２で所定温度以上に加熱された排ガスは冷却室３４で２５０℃以下に急冷され、ダイオキシン類などの有害物質の再合成が防止される。更に、排ガスは、希釈用空気供給管３６から供給される希釈用空気と混合され、１００℃程度まで冷却される。更に、必要に応じて吸着剤供給部３７から吸着剤を供給して、排ガス中に残留するダイオキシン類などの有害物質を吸着・除去する。排ガスは、バグフィルター３９で除塵された後、煙突４１から大気に放散される。
【００４５】
このようにして廃車プレス屑１４又は廃家電屑を溶解原料１３として溶解することで、使用済み自動車や使用済み家電機器をシュレッダー処理することなしに溶解すること、即ち、シュレッダーダストを発生させずに使用済み自動車や使用済み家電機器を鉄源として安定的にリサイクルすることができる。又、溶解原料１３は直接溶湯１６中に装入されず、予熱室３内に充填する未溶解の溶解原料１３の上に上置きされ、予熱室３内で予熱された後に溶湯１６中に供給されるので、溶解原料１３に含まれる可燃物の揮発及び燃焼が予熱中に徐々に進行し、溶湯１６中に浸漬した際の急激な燃焼及び発煙を防止することができる。
【００４６】
更に、排ガスは二次燃焼室３２で８５０℃以上１２００℃以下の温度に保たれ、その後、冷却室３４で２５０℃以下まで急冷されるので、排ガス中のダイオキシン類を極めて少なくすることができる。又、排ガスが１２００℃以下に保たれるので、二次燃焼室３２の熱負荷が軽減され、設備トラブルを起こすことなく、安定した操業が可能になる。
【００４７】
尚、上記説明では直流式アーク溶解設備の場合について説明したが、交流式アーク溶解設備でも全く支障なく上記に沿って本発明を適用することができる。又、溶解室２における予熱室３と出湯口１０との位置関係は溶解室２の中心に対して１８０度の対向する位置に限るものではなく、９０度の位置であってもよい。又、出湯時に、数トン〜数十トンの溶湯１６を溶解室２内に残留させて、次回ヒートの溶解を再開してもよい。こうすることで初期の溶解が促進され、溶解効率が向上する。又、加熱源としてアーク加熱の場合について説明したが、アーク加熱以外の加熱源としては、ガスバーナー加熱、電気誘導加熱、プラズマガス加熱などを用いることができる。
【００４８】
【実施例】
図１に示す直流式アーク溶解設備における実施例を以下に説明する。このアーク溶解設備には図２に示す排ガス処理設備が接続されており、アーク溶解設備は、溶解室が直径５．５ｍ、高さ３．５ｍ、予熱室が最大幅４ｍ、長さ４ｍ、高さ５ｍで、溶解室の容量が１００トンである。用いた廃車プレス屑は、エンジン、バッテリー、燃料タンク、タイヤ、サスペンション、駆動軸、及び、バンパーなどのプラスチック類の一部と銅製部材の９０％以上とを取り除いた使用済み自動車をプレスしたものである。
【００４９】
先ず、通常の鉄スクラップに廃車プレス屑を２０％配合した溶解原料を溶解室及び予熱室内に６０トン装入し、アークによる溶解を開始した。
【００５０】
この後、溶解室内の通常の鉄スクラップと廃車プレス屑との混合物、即ち溶解原料が溶解するにつれて予熱室内の溶解原料が下降したら、通常の鉄スクラップに廃車プレス屑を２０％配合した溶解原料を、供給用バケットにて予熱室に装入し、予熱室内における溶解原料の高さを一定の高さの範囲に保持しながら溶解を続けた。そして、溶解室内に約１００トンの溶湯が生成した時点で、溶湯成分を調整すると共に溶湯を昇温した後、約３０トンの溶湯を溶解室に残し、溶解室と予熱室とに溶解原料が連続して存在する状態で、溶湯約７０トンを取鍋に出湯した。
【００５１】
出湯後、予熱室内における溶解原料の高さを一定の高さの範囲に保持しながら溶解室内の溶解原料を溶解し、溶解室内に約１００トンの溶湯が生成した時点で、溶湯成分を調整すると共に溶湯を昇温した後、約３０トンの溶湯を溶解室に残し、溶解室と予熱室とに溶解原料が連続して存在する状態で、溶湯約７０トンを取鍋に出湯することを繰り返し実施した。
【００５２】
このようにして得られた溶湯の銅濃度は全て０．３５ｍａｓｓ％以下であり、溶湯は連続鋳造機で鋳造した後、熱間圧延し、銅濃度規格が０．３５ｍａｓｓ％以下の鉄鋼製品を製造した。
【００５３】
又、この間、酸素含有ガス供給ランスを介して工業用純酸素を溶解室へ供給すると共に、予熱室から排出される排ガスを溶解室へ循環させて、廃車プレス屑に含まれる可燃物のガス化並びに燃焼、及び、排ガス中の可燃性ガスの燃焼を促進させ、予熱室出口における排ガス温度を４００℃以上に保った。更に、二次燃焼室に導入された排ガスには、酸素含有ガスとして空気を供給して排ガス中の可燃性ガスを燃焼させ、二次燃焼室出口の排ガスの温度を８５０℃〜１０００℃の範囲に保ち、その後、二次燃焼室から出た排ガスを冷却室内で２５０℃以下まで急冷した。これにより、排ガス中のダイオキシン類が低減され、排ガス中のダイオキシン類の濃度を０．１ｎｇ−ＴＥＱ／Ｎｍ３ 以下にすることができた。又、ダクトや二次燃焼室においてタール系組成物の付着は全く認められなかった。
【００５４】
【発明の効果】
本発明によれば、廃車プレス屑又は廃家電屑を溶解原料として溶解する際に、これら溶解原料が含有する可燃物から生成されるタール系組成物の生成・付着を防止するのみならず、溶解原料が含有する可燃物の燃焼熱をこれら溶解原料の予熱に有効活用することが可能となり、その結果、排ガス温度の過度の上昇が防止されて排ガス処理設備の熱負荷が軽減され、安定的な操業が達成される。換言すれば、シュレッダー処理費用及びシュレッダーダスト処理費用を全く必要とせず、使用済み自動車又は使用済み家電機器が含有する可燃物の燃焼熱を有効活用しながら、使用済み自動車又は使用済み家電機器を安価な鉄源としてリサイクルすることが可能となり、工業上有益な効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の例を示す図であり、本発明を実施したアーク溶解設備の縦断面概略図である。
【図２】図１に示すアーク溶解設備に接続する排ガス処理設備の概略図である。
【符号の説明】
１ 直流式アーク溶解設備
２ 溶解室
３ 予熱室
４ 側壁部
５ 上蓋
６ 底部電極
７ 上部電極
８ 酸素含有ガス供給ランス
９ バーナー
１０ 出湯口
１１ 出滓口
１２ 供給用バケット
１３ 溶解原料
１４ 廃車プレス屑
１５ 鉄スクラップ
１６ 溶湯
１７ スラグ
１８ アーク
１９ 開閉蓋
２０ ダクト
２１ 扉
２２ 扉
２３ 走行台車
２４ ダクト
２５ ダンパー
２６ ブロワー
３１ 排ガス処理設備
３２ 二次燃焼室
３３ 補助バーナー
３４ 冷却室
３５ 水噴霧ノズル
３６ 希釈用空気供給管
３７ 吸着剤供給部
３８ ブロワー
３９ バグフィルター
４０ ブロワー
４１ 煙突[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for recycling used vehicles or home appliances such as used refrigerators and washing machines, and more specifically, recycling used vehicles or used home appliances as iron sources without shredding. It is about the method.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, used vehicles are pressed after valuable components such as batteries and tires are removed, shredded after pressing, and reused as an iron source. Shredder dust containing a mixture of plastic, rubber, iron, aluminum, copper and the like is generated during this shredder treatment. About 200 kg of shredder dust is generated from shredder processing of one used vehicle of about 1 ton, and about 800,000 tons of shredder dust is generated from used vehicles in Japan every year. Similarly, used home appliances are also subjected to shredder processing after removing a motor, a coolant, and the like, and approximately 300,000 tons of shredder dust is generated from used home appliances in Japan in a year. These shredder dusts are landfilled or burned and melted in a waste incinerator.
[0003]
Landfill disposal requires a large amount of disposal cost because the disposal site is limited, and ash and metal in shredder dust remain in the incinerator combustion treatment, and this disposal poses a problem. Furthermore, the method of gasifying shredder dust and directly melting non-combustibles at the same time produces molten metal mainly composed of iron and copper. There is a problem with the disposal of this bullion.
[0004]
On the other hand, a method of directly melting press waste (hereinafter referred to as “waste vehicle press waste”) of a used vehicle (hereinafter also referred to as “waste vehicle”) in a steelmaking melting furnace typified by a converter without shredder processing is a special method. It is proposed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-330821. According to this method, shredder dust is not generated, and plastics, rubber, and the like also serve as a heat source at the time of melting, and can efficiently dissolve waste car press waste. However, this method has a limit in the amount of scrap car scrap that can be dissolved. That is, according to the same publication, the scrap scraps that can be charged into a 250-ton converter can be reduced to 15 tons per heat (discarded cars: about 10 cars) due to the steel components. Due to problems such as the method of charging scrap into the furnace and the generation of smoke at the time of charging, in reality, the limit is about four scrap cars per heat.
[0005]
Although it is naturally conceivable to directly load scrap car scrap into an arc melting facility (electric furnace), scrap scrap has large dimensions (approximately 0.8m x 0.8m x 1.3m) and bulk. Since the density is low, the usual melting furnace must open and close the melting chamber every time scrap car waste is charged.From the viewpoint of productivity of the melting equipment and environmental measures, it is necessary to use the melting equipment. There is naturally a limit to charging.
[0006]
To solve these problems, Japanese Patent Laying-Open No. 2002-173716 has been proposed by the present inventors. According to the same gazette, when dissolving scrap car press waste or scrap household appliances obtained from a used car or used home appliance without performing shredder treatment, unmelted scrap car press waste or scrap household electric appliances are dissolved. In order to maintain the state of being in the room, the waste car press waste or waste home appliance waste is placed on the undissolved waste car press waste or waste home appliance waste in the melting room while the waste vehicle press waste or waste home appliance waste is placed in the melting room. Since it dissolves, a large amount of scrap car scrap and waste electric scrap can be dissolved, and scrap car press waste and scrap household appliances are not directly charged into the molten metal. Since it is charged onto the waste and preheated by the exhaust gas and supplied into the molten metal, the volatilization and combustion of the combustibles contained in the waste car press waste and waste home appliance waste gradually progress during the preheating, and the waste car press waste Or waste household waste was immersed in the molten metal It is achieved to prevent rapid combustion and smoke.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, if the loading amount of scrap car waste or household electrical appliance waste changes drastically, or if the charging condition changes suddenly, the volatilization and combustion of combustibles contained in these wastes must proceed during preheating. Is difficult, and an excessive combustible gas may be contained in the exhaust gas discharged from the melting chamber or the preheating chamber directly connected to the melting chamber. In this case, even if the combustible gas in the generated gas is burned to control the composition of the exhaust gas within a certain range, the generated gas amount fluctuates drastically, so that the control of the supply amount of the combustion gas cannot sufficiently follow the fluctuation amount. This also causes an increase in the concentration of combustible gas in the exhaust gas.
[0008]
In this way, when exhaust gas containing excess combustible gas is discharged from the melting chamber or preheating chamber, the combustion heat of combustible materials contained in scrap car press waste or waste household electric appliance waste should not be used effectively during melting. become. Further, there is a concern that the exhaust gas containing excess combustible gas may abnormally burn in a subsequent process after being discharged from the melting chamber or the preheating chamber. Further, when treating the exhaust gas containing excess combustible gas, if the exhaust gas is burned in a secondary combustion chamber provided after the melting chamber or the preheating chamber, the temperature of the exhaust gas becomes higher than, for example, 1200 ° C. In addition, there is a concern that the heat load of the secondary combustion chamber and the like may increase and cause equipment trouble. In addition, when cooling the exhaust gas from the secondary combustion chamber to prevent the resynthesis of dioxins, a large amount of cooling water is required, which increases the amount of water vapor in the exhaust gas. The capacity of the blower to be used must be excessively large. Also, if there is no cooling water supply equipment and blower with excessive capacity, the exhaust gas temperature cannot be lowered to the temperature required to prevent re-synthesis of dioxins, so that re-synthesis of dioxins occurs. The furnace cloth of the bag filter arranged in front of the blower may be damaged by heat.
[0009]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to reduce the exhaust gas temperature by effectively utilizing the combustion heat of combustibles contained in used automobiles and used home appliances. An object of the present invention is to provide a method for recycling used automobiles and used home appliances without shredding, that is, as an iron source without generating shredder dust, while preventing equipment trouble due to combustion heat of combustibles. .
[0010]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention for solving the above-mentioned problems, a method for recycling used automobiles or used home appliances includes a melting chamber having a heating source, and an exhaust gas directly connected to the melting chamber and generated in the melting chamber. Waste car press waste obtained from a used car without shredding using a melting facility having a shaft-type preheating chamber for preheating, or waste home appliances obtained from a used home appliance without shredding When dissolving the waste as a raw material, while supplying the waste car press waste or waste home appliance waste to the preheating chamber so as to keep the undissolved waste car press waste or waste home appliance waste present in the melting chamber and the preheating chamber, Oxygen-containing gas is supplied into the melting chamber to promote gasification and combustion of combustibles contained in waste car press waste or waste home appliance waste, and a part of exhaust gas discharged from the preheating chamber. While circulating the melting chamber, the scrap press scrap or waste household appliances debris dissolution chamber and dissolved at the heat source, and is characterized in that tapping when a predetermined amount of molten metal dissolution chamber was formed.
[0011]
A method for recycling used automobiles or used home appliances according to a second invention is the method according to the first invention, wherein the supply amount of the oxygen-containing gas is adjusted and the exhaust gas discharged from the preheating chamber is discharged to the melting chamber. The exhaust gas temperature at the outlet of the preheating chamber is maintained at 400 ° C. or higher by adjusting the circulation amount of the exhaust gas.
[0012]
According to a third aspect of the present invention, there is provided the method for recycling used automobiles or used home appliances according to the first or second aspect, wherein the flammable gas in the exhaust gas is discharged from the secondary combustion chamber provided downstream of the preheating chamber. Is burned, the exhaust gas temperature is maintained at 850 ° C. or higher, and then the exhaust gas is rapidly cooled to 250 ° C. or lower in a cooling chamber provided downstream of the secondary combustion chamber.
[0013]
According to a fourth aspect of the present invention, in the method for recycling used automobiles or used home appliances according to the third aspect, in the third aspect, the amount of exhaust gas discharged from the preheating chamber is circulated to the melting chamber, and the secondary combustion chamber is adjusted. The exhaust gas temperature at the outlet is kept at 1200 ° C. or lower.
[0014]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method for recycling used automobiles or used home appliances, wherein the heating source is arc heating in any one of the first to fourth aspects.
[0015]
In the first invention, when dissolving waste car press waste obtained from a used automobile without a shredder treatment or waste household electric waste obtained from a used home appliance without a shredder treatment as a melting raw material, In order to keep the undissolved waste car press waste or waste home appliance waste present in the melting chamber and the preheating chamber, the waste car press waste or waste home appliance waste is melted while charging the waste car press waste or waste home appliance waste. Waste home appliance waste is not directly charged into the molten metal in the melting room, but is loaded onto undissolved waste vehicle press waste or household electrical appliance waste and is supplied into the molten metal after being preheated by exhaust gas. In addition, the volatilization and combustion of combustibles contained in the waste electric household waste gradually progress during this preheating, and it is possible to prevent rapid combustion and smoking when the waste car press waste and the waste electric household waste are immersed in the molten metal. In addition, an oxygen-containing gas is supplied into the melting chamber to promote gasification and combustion of combustibles contained in waste car press waste or waste home appliance waste. It is possible to further prevent undesired combustion and smoke generation, thereby leveling the amount of generated gas, and performing a stable melting operation. Furthermore, by circulating and supplying a part of the exhaust gas discharged from the preheating chamber, including the combustible gas generated by the volatilization and combustion of the combustibles, to the melting chamber, the combustible gas in the exhaust gas is dispersed in the melting chamber. The exhaust gas temperature rises due to the combustion heat, so that the preheating of the waste car press waste and waste home appliance waste staying in the melting chamber and the preheating chamber is promoted. At the same time, the volatilization and burning of combustibles contained in scrap car press waste and waste home appliance scrap are further promoted.
[0016]
According to the second invention, the supply amount of the oxygen-containing gas and the circulation amount of the exhaust gas discharged from the preheating chamber to the melting chamber are adjusted to maintain the exhaust gas temperature at the outlet of the preheating chamber at 400 ° C. or higher. It is possible to prevent solidification of the tar-based composition generated by gasification of synthetic resins and rubber contained in waste household waste, avoiding equipment troubles such as blockage of ducts, and enabling stable melting operation. . However, in order to prevent the generation of the tar-based composition, the temperature of the exhaust gas is preferably set to 1000 ° C. or higher, which is higher than the decomposition temperature of the tar-based composition.
[0017]
In the third invention, the unburned combustible gas is burned in the secondary combustion chamber provided on the downstream side of the preheating chamber, and the temperature of the exhaust gas is maintained at 850 ° C. or higher. The concentration of dioxins can be reduced to an extremely low value, and then the exhaust gas is quenched to 250 ° C or less in a cooling chamber provided downstream of the secondary combustion chamber, preventing the resynthesis of dioxins. And the concentration of dioxins in the exhaust gas can be extremely reduced.
[0018]
In the fourth aspect, the amount of exhaust gas discharged from the preheating chamber to the melting chamber is adjusted to maintain the exhaust gas temperature at the outlet of the secondary combustion chamber at 1200 ° C. or less, so that the heat load on the secondary combustion chamber is reduced. As a result, stable operation becomes possible without causing equipment trouble. In addition, since the amount of cooling water for rapid cooling in the cooling chamber can be suppressed to an appropriate amount thereafter, the amount of generated steam is suppressed, the amount of exhaust gas does not excessively increase, and the capacity of the suction blower can be suppressed. In this case, in order to stably reduce the heat load of the secondary combustion chamber and suppress the capacity of the suction blower, it is desirable to keep the exhaust gas temperature at the secondary combustion chamber outlet at 1000 ° C. or lower.
[0019]
In the fifth aspect, since the arc heating is used as the heating source, the heating amount and the heating rate can be easily controlled, and the scraps of waste car presses or waste home appliances can be quickly and stably dissolved.
[0020]
Incidentally, in the present invention, the scrap scrap from the scrap car refers to a scrap obtained by pressing a used car from which valuable parts such as an engine, a battery, a fuel tank, a tire, a suspension, and a drive shaft have been removed or cut after pressing. Waste household appliances include CRTs and printed circuit boards for televisions, compressors and refrigerants for refrigerators, compressors, heat exchangers and refrigerants for air conditioners, and motors → salt water for washing machines. Of the used home electric appliance from which a portion to be removed has been removed before or after pressing. The outer shell of a home appliance has a rectangular parallelepiped shape, and if the size of the home appliance is the same, most of the home appliances can be dissolved in the recycling method of the present invention even if the size remains the same. In the case of used home appliances, it is preferable that the melting is performed in the same shape without pressing, from the viewpoint of reducing the pressing cost. Further, the raw material to be dissolved may be only scraps of scrap car waste and scraps of waste home appliances, or may be mixed with other cold iron sources such as ordinary iron scrap, cold pig iron and direct reduced iron.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a view showing an example of an embodiment of the present invention, and is a schematic longitudinal sectional view of an arc melting equipment embodying the present invention. FIG. 2 is a view of an exhaust gas treatment equipment connected to the arc melting equipment shown in FIG. It is a schematic diagram.
[0022]
In FIG. 1, a shaft type preheating chamber 3 and a side wall 4 of a water-cooling structure are arranged on the upper part of the melting chamber 2 which is constructed of a refractory inside and has a bottom electrode 6 on the bottom. The upper opening is covered with an upper lid 5 that can be opened and closed freely. An upper electrode 7 made of graphite is provided which penetrates through the upper lid 5 and can be moved up and down into the melting chamber 2. The bottom electrode 6 and the top electrode 7 are connected to a DC power supply (not shown), and an arc 18 serving as a heating source is generated between the bottom electrode 6 and the top electrode 7.
[0023]
Above the preheating chamber 3, a bottom-opening type supply bucket 12 for supplying waste car press waste or waste home appliance waste obtained as a raw material 13 without performing shredder treatment is suspended by a traveling carriage 23. The supply bucket 12 opens and closes the open / close lid 19 and the open / close lid 19a provided at the upper part of the preheating chamber 3 so that scraps of waste car press or waste of household electric appliances are dissolved in the preheating chamber 3 as melting raw material 13. Be charged. When charging the melting raw material 13 such as scrap car press waste, the opening / closing lid 19 and the opening / closing lid 19a are alternately opened and closed, that is, by closing one of the opening / closing lids 19, 19a, the melting chamber is opened. 2 can prevent the leakage of the exhaust gas generated.
[0024]
As the dissolving raw material 13, waste car press waste 14 obtained from a used automobile without shredding or waste home appliance scrap obtained from a used home appliance without shredding is used. However, in addition to these, as the raw material for melting 13, other scraps such as crops generated in an ironworks, ordinary iron scraps 15 such as iron scraps called so-called "in-town scraps", and other materials such as cold pig iron or direct reduced iron May be used in combination. FIG. 1 shows a case where scrap car press waste 14 and ordinary iron scrap 15 are used in combination as the melting raw material 13.
[0025]
A large amount of copper material is disposed as a conductive material in automobiles and home electric appliances, and this copper member is a main cause of increasing the copper concentration of the molten metal 16 after melting. The copper member may be removed and then scrapped. At this time, by removing 80% or more of the copper members constituting the automobile and the household electric appliance in advance, the copper concentration of the generated molten metal 16 can be suppressed to 0.35 mass% or less, and the copper concentration standard is 0%. It can be used as an iron source for steel products of about 35 mass% or less.
[0026]
A duct 20 is provided above the preheating chamber 3, and the duct 20 is connected to an exhaust gas treatment facility 31. The duct 20 is provided with a duct 24 branching from the duct 20, and the other end of the duct 24 is inserted into the melting chamber 2. The duct 24 is provided with a damper 25 for adjusting the flow rate and a blower 26 as a power for circulating the exhaust gas to the melting chamber 2 via the duct 24. That is, part of the exhaust gas generated in the melting chamber 2 and passed through the preheating chamber 3 is circulated to the melting chamber 2 via the duct 24, and the remainder is discharged to the exhaust gas treatment facility 31 via the duct 20. . At that time, the exhaust gas passing through the preheating chamber 3 preheats the melted raw material 13 such as scrap car press waste 14 charged in the preheating chamber 3. The duct 24 does not need to be branched from the duct 20, and may be directly connected to the upper part of the preheating chamber 3.
[0027]
An oxygen-containing gas supply lance 8 is provided through the upper lid 5. In order to promote gasification and combustion of combustibles contained in scrap car press waste 14 and waste home appliance waste, and to burn combustible gas in exhaust gas circulated in the melting chamber 2 through the duct 24, oxygen-containing gas is used. An oxygen-containing gas is blown into the melting chamber 2 via the gas supply lance 8. Air, oxygen-enriched air, and pure oxygen can be used as the oxygen-containing gas.
[0028]
The bottom of the protruding portion 2a provided on a portion of the melting chamber 2 which is different from the side to which the preheating chamber 3 is directly connected is pressed by the door 21 at the outlet side, and the inside is filled with sand or mud. On the side wall thereof, there is provided a tap hole 11 having its outlet side pressed by a door 22 and filled with filling sand or a mud agent. A burner 9 is attached to the upper lid 5 corresponding to a position vertically above the tap hole 10. The burner 9 burns fossil fuels such as heavy oil, kerosene, pulverized coal, propane gas, and natural gas in the melting chamber 2 with air or oxygen or oxygen-enriched air. The melting chamber 2 is tilted toward the tap hole 10 by a tilting device (not shown). Thus, the DC arc melting equipment 1 is configured.
[0029]
On the other hand, as shown in FIG. 2, as an exhaust gas treatment facility 31 connected to the downstream side of the duct 20, first, a secondary combustion chamber 32 is provided in connection with the duct 20. In order to burn combustible components in exhaust gas generated in the melting chamber 2 and discharged through the preheating chamber 3 and raise the temperature of the exhaust gas, an oxygen-containing gas such as air is supplied to the secondary combustion chamber 32. Supplied. In the secondary combustion chamber 32, an auxiliary burner 33 that uses fuel such as heavy oil, kerosene, or LPG is installed, and the auxiliary burner 33 can promote the combustion of exhaust gas and the temperature rise.
[0030]
A cooling chamber 34 is provided downstream of the secondary combustion chamber 32. The cooling chamber 34 is provided with a water spray nozzle 35, which sprays cooling water to rapidly cool the exhaust gas, thereby preventing harmful substances such as dioxins from being re-synthesized.
[0031]
The dilution air supply pipe 36 is connected to the downstream side of the cooling chamber 34 so that the dilution air and the exhaust gas can be joined. The air for dilution may be air sucked for collecting dust in the building, or air exclusively supplied as air for dilution.
[0032]
An adsorbent supply section 37 and a blower 38 connected to the adsorbent supply section 37 are provided downstream of the connection section of the dilution air supply pipe 36, and are connected to the adsorbent supply section 37 through the blower 38. By supplying the adsorbent in the exhaust gas, harmful substances can be further reduced to a low level. In this case, slaked lime, activated carbon, coal ash and the like can be used as the adsorbent. Further, a bag filter 39 is installed downstream of the adsorbent supply unit 37, and the exhaust gas passing through the bag filter 39 is installed downstream of the blower 40 via a blower 40 provided downstream of the bag filter 39. The chimney 41 is released to the atmosphere. The exhaust gas treatment facility 31 is configured as described above.
[0033]
Using the DC arc melting equipment 1 and the exhaust gas treatment equipment 31 having such a configuration, the scrap scrap 14 obtained from a used car without performing shredder processing, or shredding processing from used home appliances is performed. When the waste household waste obtained without waste is recycled as the melting raw material 13, first, the melting chamber 2 is set in a horizontal state, and the melting raw material 13 is charged from the supply bucket 12 into the preheating chamber 3. The melted raw material 13 charged into the preheating chamber 3 is also charged into the melting chamber 2 via the preheating chamber 3 and fills the preheating chamber 3 with time. In addition, in order to uniformly charge the molten raw material 13 into the melting chamber 2, the upper lid 5 may be opened and the molten raw material 13 may be charged into the melting chamber 2 on the opposite side of the preheating chamber 3. Also, as described above, other cold iron sources such as ordinary iron scrap 15, cold iron and direct reduced iron may be simultaneously charged into the preheating chamber 3 and the melting chamber 2 as the melting raw material 13.
[0034]
Next, the upper electrode 7 is moved up and down while supplying a direct current between the bottom electrode 6 and the upper electrode 7, and between the bottom electrode 6 and the upper electrode 7, or between the charged raw material 13 and the upper electrode 7. And an arc 18 is generated. Then, the molten raw material 13 is melted by the generated arc heat to generate the molten metal 16. With the generation of the molten metal 16, a flux such as quicklime or fluorite is charged into the melting chamber 2 to form a molten slag 17 on the molten metal 16, thereby preventing oxidation of the molten metal 16 and keeping the molten metal 16 warm. Aim. If the amount of the slag 17 is too large, the slag 17 can be discharged from the slag port 11 even during melting.
[0035]
With the generation of the molten metal 16, the amount of the molten raw material 13 in the melting chamber 2 decreases, and accordingly, the molten raw material 13 in the preheating chamber 3 falls freely and is supplied into the melting chamber 2. As described above, the amount of the molten raw material 13 in the preheating chamber 3 decreases with the generation of the molten metal 16, and the molten raw material 13 is charged from the supply bucket 12 into the preheating chamber 3 to compensate for the decrease. The charging of the molten raw material 13 into the preheating chamber 3 is performed continuously or intermittently so that the molten raw material 13 is continuously present in the preheating chamber 3 and the melting chamber 2.
[0036]
Oxygen-containing gas is supplied into the melting chamber 2 through the oxygen-containing gas supply lance 8 from the time when the molten metal 16 is formed, and a part of the exhaust gas discharged from the preheating chamber 3 is transferred through the duct 24 to the melting chamber. 2 to promote gasification and combustion of combustibles contained in the waste car press waste 14 and waste home appliance waste, and combust the combustible gas in the exhaust gas circulated and supplied into the melting chamber 2. . By the gasification and combustion of the combustibles and the combustion heat generated by the combustion of the combustible gas in the exhaust gas, the gasification of the combustibles contained in the undissolved raw material 13 is further promoted and the preheating temperature of the molten raw material 13 is increased. Rises.
[0037]
By doing so, the combustible gas in the exhaust gas discharged from the preheating chamber 3 does not become excessive, and contributes to the temperature rise of the exhaust gas in the secondary combustion chamber 32 performed for decomposing dioxins. Since the combustible gas is not excessively contained in the exhaust gas, an excessive rise in temperature is prevented, the heat load on the secondary combustion chamber 32 is reduced, and stable operation is possible.
[0038]
In this case, in order to prevent the generated tar-based product from adhering, the blowing amount of the oxygen-containing gas and the circulation amount of the exhaust gas to the melting chamber 2 are adjusted, and the exhaust gas at the outlet of the preheating chamber 3 and the duct 20 is adjusted. Preferably, the temperature is maintained at 400 ° C. or higher. In order to prevent the generation of the tar-based composition, it is desirable to further raise the temperature of the exhaust gas to 1000 ° C. or higher, which is higher than the decomposition temperature of the tar-based composition. In order to efficiently raise the temperature of the exhaust gas, it is preferable to perform oxygen blowing and carbon material blowing into the molten metal 16 via a blowing lance (not shown). As a result, CO gas is generated, and the temperature of the exhaust gas further rises due to combustion heat generated by the reaction with oxygen blown from the oxygen-containing gas supply lance 8.
[0039]
When the melting of the melted raw material 13 progresses and a predetermined amount of the molten metal 16, for example, one heat, accumulates in the melting chamber 2, the melting chamber 2 is tilted toward the tapping port 10 while closing the tapping port 10. 21 is opened, and the molten metal 16 for one heat is discharged from the tap hole 10 into a molten metal holding container (not shown). When the molten metal is poured, the molten metal 16 may be heated by the burner 9 in order to prevent the molten metal 16 from being blocked by the solidification of the molten metal 16. The predetermined amount of molten metal in the present invention means, for example, the amount of molten metal for one heat, or the amount of molten metal for one heat and the amount of molten metal in the melting chamber 2 when the molten metal 16 remains in the melting chamber 2 after tapping. The amount is the sum of the amount of the remaining molten metal and the amount of the molten metal which is appropriately determined depending on the operating conditions.
[0040]
After the molten metal 16 is discharged, and the slag 17 is discharged as required, the melting chamber 2 is returned to a horizontal position, and the filling holes 10 and the discharging holes 11 are filled with sand or mud material. Initiate lysis.
[0041]
At the time of tapping, the undissolved raw material 13 in the preheating chamber 3 and the melting chamber 2 may be kept in a continuous state, or the entire raw material 13 in the preheating chamber 3 and the melting chamber 2 may be melted. You may then take a bath. When the melted raw material 13 is left in the preheating chamber 3 and the melting chamber 2, it is possible to preheat all the melted raw material 13 to be melted after the second heat, and it is possible to reduce the power consumption. In the case where the molten raw material 13 is completely melted every time the molten metal is poured, the temperature of the molten metal 16 at the time of molten metal can be arbitrarily adjusted. Can be prevented.
[0042]
On the other hand, during this time, the exhaust gas, including the combustible gas discharged from the preheating chamber 3, other than the portion circulated to the melting chamber 2, is introduced into the secondary combustion chamber 32 through the duct 20. In the secondary combustion chamber 32, the combustible gas in the exhaust gas is completely burned, and the temperature of the exhaust gas at the outlet of the secondary combustion chamber 32 is kept at 850 ° C. or higher. By maintaining the exhaust gas temperature at 850 ° C. or higher, dioxins can be decomposed. In this case, an auxiliary burner 33 may be used to secure the exhaust gas temperature at 850 ° C. or higher. However, the amount of exhaust gas circulating to the melting chamber 2 is adjusted so that the exhaust gas temperature at the outlet of the secondary combustion chamber 32 does not exceed 1200 ° C. Since the flammable gas in the exhaust gas circulated to the melting chamber 2 burns in the melting chamber 2, the flammable gas in the exhaust gas introduced into the secondary combustion chamber 32 is increased by increasing the amount of the exhaust gas circulating to the melting chamber 2. The gas is reduced, and as a result, the exhaust gas temperature at the outlet of the secondary combustion chamber 32 decreases, so that the exhaust gas temperature can be suppressed to 1200 ° C. or less.
[0043]
As a result, the heat load on the secondary combustion chamber 32 is reduced, and stable operation can be performed without causing equipment trouble. Further, as will be described later, excessive cooling water is unnecessary in the cooling chamber 34, the amount of water vapor in the exhaust gas is appropriately suppressed, and the ability of the blower 40 for sucking the water is optimized. From the viewpoint of further reducing the heat load and optimizing the blower capacity, it is desirable to keep the exhaust gas temperature at the outlet of the secondary combustion chamber 32 at 1000 ° C. or lower, that is, in the range of 850 ° C. to 1000 ° C.
[0044]
The exhaust gas heated to a predetermined temperature or higher in the secondary combustion chamber 32 is rapidly cooled to 250 ° C. or lower in the cooling chamber 34 to prevent re-synthesis of harmful substances such as dioxins. Further, the exhaust gas is mixed with the dilution air supplied from the dilution air supply pipe 36 and cooled to about 100 ° C. Further, an adsorbent is supplied from the adsorbent supply unit 37 as needed to adsorb and remove harmful substances such as dioxins remaining in the exhaust gas. After the exhaust gas is dust-removed by the bag filter 39, the exhaust gas is emitted from the chimney 41 to the atmosphere.
[0045]
By dissolving the waste car press waste 14 or waste home appliance waste as the dissolving raw material 13, the used automobile and the used home appliance can be melted without shredding, that is, without generating shredder dust. Used vehicles and used home appliances can be recycled stably as iron sources. Further, the molten raw material 13 is not directly charged into the molten metal 16, but is placed on the unmelted molten raw material 13 filled in the preheating chamber 3, and is supplied into the molten metal 16 after being preheated in the preheating chamber 3. Therefore, volatilization and combustion of the combustibles contained in the molten raw material 13 gradually progress during preheating, and rapid combustion and smoke generation when immersed in the molten metal 16 can be prevented.
[0046]
Further, the exhaust gas is kept at a temperature of 850 ° C. or more and 1200 ° C. or less in the secondary combustion chamber 32, and then rapidly cooled to 250 ° C. or less in the cooling chamber 34, so that dioxins in the exhaust gas can be extremely reduced. In addition, since the exhaust gas is kept at 1200 ° C. or lower, the heat load on the secondary combustion chamber 32 is reduced, and stable operation can be performed without causing equipment trouble.
[0047]
In the above description, the case of DC arc melting equipment has been described. However, the present invention can be applied to the AC arc melting equipment as described above without any trouble. Further, the positional relationship between the preheating chamber 3 and the tap hole 10 in the melting chamber 2 is not limited to the position of 180 ° facing the center of the melting chamber 2 but may be 90 °. Further, at the time of tapping, the molten metal 16 of several to several tens tons may be left in the melting chamber 2 to resume the melting of the next heat. By doing so, the initial dissolution is promoted and the dissolution efficiency is improved. Also, the case of arc heating has been described as a heating source. However, as a heating source other than arc heating, gas burner heating, electric induction heating, plasma gas heating, or the like can be used.
[0048]
【Example】
An embodiment in the DC arc melting equipment shown in FIG. 1 will be described below. The exhaust gas treatment equipment shown in FIG. 2 is connected to this arc melting equipment. The arc melting equipment has a melting chamber having a diameter of 5.5 m, a height of 3.5 m, a preheating chamber having a maximum width of 4 m, a length of 4 m, and a height of 4 m. 5 m, the capacity of the melting chamber is 100 tons. The scrap scrap used was obtained by pressing a used car from which some plastics such as engines, batteries, fuel tanks, tires, suspensions, drive shafts, and bumpers were removed and more than 90% of copper members were removed. is there.
[0049]
First, 60 tons of a dissolving raw material obtained by mixing 20% of scrap scrap from ordinary iron scrap with scrap scrap was charged into a melting chamber and a preheating chamber, and melting by an arc was started.
[0050]
After that, when the mixture of the normal scrap iron and scrap scrap from the melting chamber, that is, the melting raw material in the preheating chamber descends as the melting raw material is melted, the melting raw material obtained by mixing the scrap scrap with 20% of the scrap scrap from the normal iron scrap is used. Then, the material was charged into the preheating chamber with the supply bucket, and the melting was continued while the height of the melted raw material in the preheating chamber was kept within a certain range. Then, when about 100 tons of molten metal is generated in the melting chamber, the molten metal is adjusted and the temperature of the molten metal is raised. Then, about 30 tons of molten metal is left in the melting chamber, and the molten raw material is placed in the melting chamber and the preheating chamber. About 70 tons of the molten metal was poured into a ladle while being continuously present.
[0051]
After tapping, the molten material in the melting chamber is melted while maintaining the height of the molten material in the preheating chamber within a certain height range, and when about 100 tons of molten metal is generated in the melting chamber, the molten metal component is adjusted. After the temperature of the molten metal is raised, about 30 tons of the molten metal is left in the melting chamber, and about 70 tons of the molten metal are repeatedly discharged from the ladle in a state where the molten material is continuously present in the melting chamber and the preheating chamber. Carried out.
[0052]
The copper concentration of the molten metal thus obtained is not more than 0.35 mass%, and the molten metal is cast by a continuous casting machine and then hot-rolled to produce a steel product having a copper concentration standard of 0.35 mass% or less. did.
[0053]
During this time, industrial pure oxygen is supplied to the melting chamber via the oxygen-containing gas supply lance, and the exhaust gas discharged from the preheating chamber is circulated to the melting chamber to gasify combustibles contained in scraps from scrap car scrap. Further, the combustion and the combustion of the combustible gas in the exhaust gas were promoted, and the temperature of the exhaust gas at the outlet of the preheating chamber was kept at 400 ° C. or higher. Further, the exhaust gas introduced into the secondary combustion chamber is supplied with air as an oxygen-containing gas to burn combustible gas in the exhaust gas, and the temperature of the exhaust gas at the outlet of the secondary combustion chamber is in the range of 850 ° C to 1000 ° C. After that, the exhaust gas discharged from the secondary combustion chamber was rapidly cooled in the cooling chamber to 250 ° C. or less. Thereby, dioxins in the exhaust gas are reduced, and the concentration of the dioxins in the exhaust gas is reduced to 0.1 ng-TEQ / Nm. 3 I was able to: Further, no adhesion of the tar-based composition was found in the duct or the secondary combustion chamber.
[0054]
【The invention's effect】
According to the present invention, when dissolving waste car press waste or waste home appliance waste as a dissolving raw material, not only prevents the generation and adhesion of tar-based compositions generated from combustible materials contained in these dissolving raw materials, but also dissolves The combustion heat of the combustibles contained in the raw material can be effectively used for preheating these dissolved raw materials, and as a result, an excessive increase in the exhaust gas temperature is prevented, the heat load on the exhaust gas treatment equipment is reduced, and a stable Operation is achieved. In other words, there is no need for shredder treatment costs and shredder dust treatment costs, and while effectively utilizing the combustion heat of combustible materials contained in used vehicles or used home appliances, inexpensive used vehicles or used home appliances can be used. It is possible to recycle as an important iron source, and an industrially beneficial effect is brought.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing an example of an embodiment of the present invention, and is a schematic longitudinal sectional view of an arc melting equipment embodying the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram of an exhaust gas treatment facility connected to the arc melting facility shown in FIG.
[Explanation of symbols]
1 DC arc melting equipment
2 melting chamber
3 Preheating chamber
4 Side wall
5 Top lid
6 Bottom electrode
7 Upper electrode
8 Oxygen-containing gas supply lance
9 Burner
10 Outlet
11 Slag port
12 Supply bucket
13 Dissolving raw materials
14 scrap car scrap
15 Iron scrap
16 Molten metal
17 Slug
18 Arc
19 Opening / closing lid
20 duct
21 door
22 door
23 Traveling trolley
24 duct
25 Damper
26 blower
31 Exhaust gas treatment equipment
32 Secondary combustion chamber
33 auxiliary burner
34 cooling room
35 water spray nozzle
36 Air supply pipe for dilution
37 Adsorbent supply section
38 Blower
39 Bag Filter
40 blower
41 Chimney
