JP3418902B2

JP3418902B2 - 炉への燃料吹込み方法及び設備

Info

Publication number: JP3418902B2
Application number: JP26558896A
Authority: JP
Inventors: 博巳中村; 巌大河内; 益弘藤井; 恒夫永岡; 稔浅沼; 哲夫明石; 賢一手塚
Original assignee: JFE Engineering Corp
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1995-10-16
Filing date: 1996-09-13
Publication date: 2003-06-23
Anticipated expiration: 2016-09-13
Also published as: JPH09170009A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラスチック等の
合成樹脂類を高炉やスクラップ溶解炉等の炉の吹込み燃
料として使用する際の、合成樹脂類の処理及び供給方法
とその実施に供される設備に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、産業廃棄物や一般廃棄物としてプ
ラスチック等の合成樹脂類が急増しており、その処理が
大きな問題となっている。なかでも高分子系の炭化水素
化合物であるプラスチックは燃焼時に発生する熱量が高
く、焼却処理した場合に焼却炉を傷めるために大量処理
が困難であり、その多くがごみ埋立地等に投棄されてい
るのが現状である。しかし、プラスチック等の投棄は環
境対策上好ましくなく、その大量処理方法の開発が切望
されている。

【０００３】このような背景の下、プラスチック等の合
成樹脂類を高炉等の補助燃料として用いる方法が、欧州
特許公開公報第０６２２４６５Ａ１号及び特公昭５１−
３３４９３号公報に示されている。これらの方法は、合
成樹脂の粉砕物を羽口等から高炉内に燃料として吹き込
むもので、例えば前者においては、炉内に吹き込まれる
合成樹脂粉砕物の実質的な条件として、粒径１〜１０ｍ
ｍ、嵩密度０．３５以上という条件が示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者らが実験と検討を重ねた結果、プラスチック等の合成
樹脂類（以下、「プラスチック」を例に説明する）を高
炉の吹込み燃料として使用する場合、次のような解決す
べき問題点があることが明らかとなった。産業廃棄物や
一般廃棄物として廃棄されるプラスチックを形態別に見
た場合、概ね板材等の塊状プラスチックとフィルム状プ
ラスチックとに大別され、このうち後者のフィルム状プ
ラスチックも廃棄プラスチック全体の中で相当量を占め
ている。

【０００５】しかし、フィルム状プラスチックの粉砕物
は搬送性や流動性が極めて悪く、燃料として用いる際の
取扱い性に大きな問題があることが判明した。すなわ
ち、プラスチックを燃料として高炉に吹き込む場合、貯
留サイロ等に貯留されたプラスチックを切り出して高炉
に気送供給する方法が採られるが、フィルム状プラスチ
ックは流動性が極めて悪いため、これを相当量含んだプ
ラスチックの粉砕物は貯留サイロでブリッジ（棚つり）
を生じやすく、このため貯留サイロからのプラスチック
粉砕物の定量切り出しができなくなるトラブルが多発
し、さらにフィルム状プラスチックが貯留サイロの切出
部や気送管内（特に、曲管部やバルブ周辺）で詰まりを
生じ、高炉への気送供給が不能になるなどのトラブルも
多発する、という重大な問題があることが判明した。

【０００６】したがって、このような問題を解決しない
限りフィルム状プラスチックを高炉等の吹込み燃料とし
て使用することは事実上不可能であり、さらにはフィル
ム状プラスチックが廃棄プラスチック全体の中で相当の
割合を占める状況を考慮すると、フィルム状プラスチッ
クの利用を可能としない限り、廃棄物たるプラスチック
の大量処理と有効利用というメリットが失われることは
明らかである。また、高炉に燃料としてプラスチックを
吹き込むためには、燃焼性等を確保するため粉砕処理し
たプラスチックを用いる必要があるが、処理コストの面
から粉砕できる粒径には限度があり、このため従来技術
に示されるように粒径１〜１０ｍｍ程度が細粒化の限界
となる。しかし、塊状プラスチックをこの程度の粒径に
粉砕したものは高炉内での燃焼性が十分に得られない場
合があり、このため未燃焼のプラスチックがベットコー
クス内で融着して炉内の通気性を著しく阻害し、高炉の
操業に支障をきたすおそれがある。

【０００７】また、一般廃棄物や産業廃棄物としての合
成樹脂類に含まれる塩化ビニル等の含塩素高分子樹脂の
割合は平均的に１５％前後にも達すると言われるが、こ
のような合成樹脂類を高炉等に燃料として吹き込んだ場
合、含塩素高分子樹脂の燃焼によって多量の有毒ガス
（ＨＣｌ）が生じるという問題がある。さらに、塊状プ
ラスチックを粉砕処理したものは不規則で角ばった形状
をしているため、１〜１０ｍｍ程度の粒径のものでは貯
留サイロから切り出す際の排出性や高炉に気送する際の
流動性、搬送性が悪く、サイロの切出部や気送管系の途
中で詰りを生じ易いという問題もあることが判明した。
したがって、従来技術で提案されているように単にプラ
スチックを１〜１０ｍｍ程度の粒径に粉砕して崇密度の
高い粒状体に加工し、これを高炉に吹き込むということ
だけでは、廃棄物たるプラスチックを工業規模で高炉等
の吹込み燃料として利用することは極めて難しい。

【０００８】本発明はこのような従来技術の問題を解決
し、廃棄物たるプラスチック等の合成樹脂類を、その形
態等に拘りなくしかも塩化ビニル等の含塩素高分子樹脂
による問題を生じることなく高炉やスクラップ溶解炉等
の炉に吹込み燃料として供給することができる燃料吹込
み方法を提供することをその目的とする。また本発明の
他の目的は、炉に供給される合成樹脂類の搬送性や燃焼
性を効果的に高めることができる燃料吹込み方法を提供
することにある。さらに本発明の他の目的は、そのよう
な燃料吹込み方法を実施するのに好適な設備を提供する
ことにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このような課題を達成す
るための本願発明の構成は以下の通りである。 [1] 合成樹脂類を加工処理設備において加工処理した
後、燃料として炉に気送供給し炉内に吹込むための方法
であって、燃料に供すべき合成樹脂類を、フィルム状合
成樹脂材を主体とする合成樹脂類(Ａ)とそれ以外の合成
樹脂類(Ｂ)とに分別された状態でそれぞれの加工処理ラ
インＸ及び加工処理ラインＹに受け入れる工程と、前記
加工処理ラインＸにおいて、前記合成樹脂類(Ａ)から含
塩素高分子樹脂材を分離除去する工程及び該工程を経た
合成樹脂類(Ａ)を熱により溶融または半溶融化させた後
固化させることにより減容固化された粒状合成樹脂材
(ａ)に加工する工程と、前記加工処理ラインＹにおい
て、前記合成樹脂類(Ｂ)を破砕処理して粒状合成樹脂材
(ｂ)に加工する工程及び該破砕処理後または複数次の破
砕処理工程の途中で含塩素高分子樹脂材を分離除去する
工程と、前記粒状合成樹脂材(ａ)及び(ｂ)を炉に気送
し、炉内に吹き込む工程とからなることを特徴とする炉
への燃料吹込み方法。

【００１０】[2] 上記[1]の燃料吹込み方法において、
合成樹脂類(Ａ)を粒状合成樹脂材(ａ)に加工する工程
が、少なくとも、合成樹脂類(Ａ)を加熱して溶融させた
後冷却して固化させる工程と、該固化した合成樹脂材を
裁断または粉砕処理することにより粒状合成樹脂材(ａ)
を得る工程とからなることを特徴とする炉への燃料吹込
み方法。 [3] 上記[1]の燃料吹込み方法において、合成樹脂類
(Ａ)を粒状合成樹脂材(ａ)に加工する工程が、少なくと
も、合成樹脂類(Ａ)を裁断または破砕する工程と、該裁
断または破砕された合成樹脂材を加熱若しくは前記裁断
または破砕による摩擦熱により半溶融化させる工程と、
半溶融化した合成樹脂材を急冷することにより粒状に収
縮固化させて粒状合成樹脂材(ａ)を得る工程とからなる
ことを特徴とする炉への燃料吹込み方法。

【００１１】[4] 上記[1]の燃料吹込み方法において、
合成樹脂類(Ａ)を粒状合成樹脂材(ａ)に加工する工程
が、少なくとも、合成樹脂類(Ａ)を裁断または破砕する
工程と、該裁断または破砕された合成樹脂材を加熱若し
くは前記裁断または破砕による摩擦熱により半溶融化さ
せる工程と、半溶融化した合成樹脂材を急冷することに
より収縮固化させる工程と、該収縮固化した合成樹脂材
を粉砕処理して粒状合成樹脂材(ａ)を得る工程とからな
ることを特徴とする炉への燃料吹込み方法。 [5] 上記[1]の燃料吹込み方法において、合成樹脂類
(Ａ)を粒状合成樹脂材(ａ)に加工する工程では、合成樹
脂類(Ａ)を高速回転する回転刃で裁断または破砕すると
ともに、該裁断または破砕による摩擦熱により合成樹脂
材を半溶融化させ、次いでこの半溶融化した合成樹脂材
を急冷することにより粒状に収縮固化させて粒状合成樹
脂材(ａ)を得ることを特徴とする炉への燃料吹込み方
法。

【００１２】[6] 上記[1]の燃料吹込み方法において、
合成樹脂類(Ａ)を粒状合成樹脂材(ａ)に加工する工程で
は、合成樹脂類(Ａ)を高速回転する回転刃で裁断または
破砕するとともに、該裁断または破砕による摩擦熱によ
り合成樹脂材を半溶融化させ、次いでこの半溶融化した
合成樹脂材を急冷することにより収縮固化させるととも
に、その収縮固化と同時に前記回転刃により粉砕処理
し、粒状合成樹脂材(ａ)を得ることを特徴とする炉への
燃料吹込み方法。 [7] 上記[1]〜[6]のいずれか１つの燃料吹込み方法にお
いて、粒状合成樹脂材(ａ)及び(ｂ)を炉吹込み直前で混
合し、この混合体を炉内に吹き込むことを特徴とする炉
への燃料吹込み方法。

【００１３】[8] 上記[1]〜[6]のいずれか１つの燃料吹
込み方法において、粒状合成樹脂材(ａ)及び(ｂ)を混合
し、この混合体を炉に気送して炉内に吹き込むことを特
徴とする炉への燃料吹込み方法。 [9] 上記[7]または[8]の燃料吹込み方法において、粒状
合成樹脂材(ａ)及び(ｂ)を、重量比で(ａ)／［(ａ)＋
(ｂ)］が０．１０以上の割合で混合することを特徴とす
る炉への燃料吹込み方法。 [10] 上記[1]〜[9]のいずれか１つの燃料吹込み方法に
おいて、合成樹脂類(Ａ)及び(Ｂ)を各処理工程で嵩密度
０．３０以上、安息角４０°以下の粒状合成樹脂材(ａ)
及び(ｂ)に加工することを特徴とする炉への燃料吹込み
方法。

【００１４】[11] フィルム状合成樹脂材を主体とする
合成樹脂類(Ａ)を受け入れ、これを粒状合成樹脂材(ａ)
に加工処理するための加工処理ラインＸと、前記合成樹
脂類(Ａ)以外の合成樹脂類(Ｂ)を受け入れ、これを粒状
合成樹脂材(ｂ)に加工処理するための加工処理ラインＹ
と、前記加工処理ラインＸ及び加工処理ラインＹで得ら
れた粒状合成樹脂材(ａ)及び(ｂ)を混合状態でまたは混
合することなく炉に気送して炉内に吹き込むための吹込
み手段とを有し、前記加工処理ラインＸは入側から少な
くとも、合成樹脂類(Ａ)から含塩素高分子樹脂材を分離
除去するための分離装置と、含塩素高分子樹脂材が分離
除去された合成樹脂類(Ａ)を熱により溶融または半溶融
化させた後固化させることにより減容固化された粒状合
成樹脂材(ａ)に加工する粒状固化装置とを有し、前記加
工処理ラインＹは入側から少なくとも、合成樹脂類(Ｂ)
を破砕処理するための１次または複数次の破砕装置と、
破砕処理された合成樹脂類(Ｂ)から異物を分離除去する
ための選別装置と、異物が除去された合成樹脂類(Ｂ)を
粒状合成樹脂材(ｂ)に粉砕処理するための粉砕装置を有
するとともに、前記１次破砕装置と粉砕装置間の任意の
位置または前記粉砕装置の出側位置において合成樹脂類
(Ｂ)または粒状合成樹脂材(ｂ)から含塩素高分子樹脂材
を分離除去するための分離装置を有していることを特徴
とする炉への燃料吹込み設備。

【００１５】ここで、フィルム状合成樹脂材を主体とす
る合成樹脂類(Ａ)とそれ以外の合成樹脂類(Ｂ)の加工処
理設備に対する供給量は、廃棄物という性質上、経時的
にある程度のバラツキを生じることがあり、比較的短期
間（例えば、数時間〜数十時間程度）に限った場合に
は、いずれか一方の種類の合成樹脂類しか供給されない
場合も考えられる。このような場合には、処理され且つ
炉に供給される合成樹脂類が一時的に合成樹脂類(Ａ)−
粒状合成樹脂材(ａ)または合成樹脂類(Ｂ)−粒状合成樹
脂材(ｂ)のいずれか一方になることもあり得るが、本発
明の燃料吹込み方法はこのような場合も含むものである
ことは言うまでもない。また、上記[1]の構成において
粒状合成樹脂材(ａ)及び(ｂ)を炉に気送するとは、
粒状合成樹脂材(ａ)及び(ｂ)を別々に炉に気送する場
合、上述した意味で一時的に粒状合成樹脂材(ａ)ま
たは(ｂ)のいずれか一方のみを炉に気送する場合、
より短期的な意味で一時的に粒状合成樹脂材(ａ)または
(ｂ)のいずれか一方のみを炉に気送する場合、等を含ん
でいる。

【００１６】本発明法は高炉やスクラップ溶解炉に限ら
ず、合成樹脂類を燃料として使用し得るあらゆる種類の
炉に適用することができる。なお、高炉やスクラップ溶
解炉等の溶解炉に合成樹脂材を吹き込んだ場合、合成樹
脂材は鉄源の還元剤としても機能するが、本発明法は合
成樹脂材がこのように機能することを妨げず、また、合
成樹脂材を炉に吹き込む主たる目的が純然たる燃料とし
てであるか、或いは鉄源の還元剤としてであるかを問わ
ない。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の燃料吹込み方法は、廃棄
合成樹脂類中におけるフィルム状合成樹脂材の存在が合
成樹脂類の炉燃料としての利用を事実上不可能にしてい
るという上記知見に基づき、燃料に供すべき合成樹脂類
を、フィルム状合成樹脂材を主体とする合成樹脂類とそ
れ以外の合成樹脂材類とに分別された状態でそれぞれの
加工処理ラインに受け入れ、これらをそれぞれ異なる工
程で気送用固体燃料に適した粒状物に加工処理し、この
加工後の粒状合成樹脂材を炉に気送することを基本的な
特徴としている。

【００１８】また、特にフィルム状合成樹脂材について
は、これを特定の方法で加工した場合に流動性、搬送性
及び燃焼性に極めて優れた粒状合成樹脂材が得られるこ
と、またこのような粒状合成樹脂材を塊状合成樹脂材等
の粉砕物と混合することにより、合成樹脂材全体の流動
性、搬送性及び燃焼性を著しく高めることができること
を知見し、これら知見に基づき構成された燃料吹込み方
法を他の特徴としている。さらに、特に粒状合成樹脂材
の貯留サイロからの排出性や気送管内での搬送性を高度
に確保する観点からは、粒状合成樹脂材の安息角を特定
の数値範囲にすることが不可欠であることを見出し、か
かる知見に基づき構成された燃料吹込み方法を他の特徴
としている。

【００１９】図１は本発明の燃料吹込み方法及び設備の
一例を示すフローチャートであり、以下このフローチャ
ートに基づいて本発明を説明する。本発明では燃料に供
すべき合成樹脂類を、フィルム状合成樹脂材を主体とす
る合成樹脂類(Ａ)とそれ以外（すなわち、塊状合成樹脂
材が主体）の合成樹脂材類(Ｂ)とに分別された状態でそ
れぞれの加工処理ラインに受け入れる。ここで、合成樹
脂類(Ａ)には、フィルム状合成樹脂材のほかに流動性や
搬送性に難がある他の形態の合成樹脂材、例えば発泡プ
ラスチック等を含ませることができる。

【００２０】また、フィルム状合成樹脂材に特別な制限
はないが、本発明者らが実験により確認したところによ
れば、厚さが１００μｍ以下の合成樹脂フィルムが特に
流動性や搬送性に劣ることから、分別可能な限度におい
て厚さ１００μｍ以下の合成樹脂フィルムについては合
成樹脂類(Ａ)に分別することが好ましい。但し、必ずし
もこのような分別基準に限定されないことは言うまでも
なく、また、ポリエチレンフィルム等のような極薄材の
他に、所謂ペットボトル等に利用されているような比較
的厚手の合成樹脂類も合成樹脂類(Ａ)に含ませることが
できる。また、合成樹脂類(Ａ)に分別するか否かは、厚
さ以外にも、合成樹脂類の成分組成、材質（例えば、複
合材として合成樹脂類以外のものが含まれている場合
と、そうでない場合等）、形態等の要素に応じて決めら
れる。一方、合成樹脂類(Ｂ)としては、板材等の塊状合
成樹脂材が主体となるが、勿論これに限定されるもので
はない。

【００２１】要は、収集された合成樹脂類の流動性や搬
送性等を考慮し、少なくともポリエチレンフィルムのよ
うに破砕処理したままでは流動性や搬送性が極端に劣る
ものは合成樹脂類(Ａ)に分別し、それよりも流動性や搬
送性が良好な塊状プラスチックのようなものは合成樹脂
類(Ｂ)に分別し、それ以外のものは流動性や搬送性等を
考慮して合成樹脂類(Ａ)、(Ｂ)のいずれかに分別すれば
よい。なお、燃料化システム全体として見た場合、燃料
として供給すべき合成樹脂類のうちのフィルム状合成樹
脂材の総てを合成樹脂類(Ａ)に、また塊状合成樹脂材の
総てを合成樹脂類（Ｂ）にそれぞれ厳密に分別する必要
は必ずしもなく、また、廃棄物という性質を考慮すれば
そのような厳密な分別は実際上も困難である。したがっ
て、合成樹脂類(Ａ)に塊状合成樹脂材等が、また合成樹
脂類（Ｂ）にフィルム状合成樹脂材等がある程度含まれ
ることは許容される。

【００２２】図１において、Ｘがフィルム状合成樹脂材
を主体とする合成樹脂類(Ａ)の加工処理ラインを、また
Ｙが塊状合成樹脂材を主体とする合成樹脂類（Ｂ）の加
工処理ラインをそれぞれ示しており、加工処理ラインＸ
では合成樹脂類(Ａ)を熱により溶融または半溶融化させ
た後固化させることにより減容固化（減容＝容積減少）
された粒状合成樹脂材(ａ)に加工し、一方、加工処理ラ
インＹでは合成樹脂類(Ｂ)を粉砕処理して粒状合成樹脂
材(ｂ)に加工する。

【００２３】加工処理ラインＸでは、合成樹脂類(Ａ)は
必要に応じて破砕装置１において破砕（または粗破砕）
された後、コンベア搬送等により分離装置２に装入さ
れ、合成樹脂類(Ａ)から塩化ビニルや塩化ビニリデン等
の含塩素高分子樹脂材のみが分離除去される。塩化ビニ
ル等の含塩素高分子樹脂は他の合成樹脂に較べて比重が
大きいため（ポリエチレンの比重：０．９１〜０．９
６、ポリプロピレンの比重：０．８９〜０．９１程度で
あるのに対し、塩化ビニルの比重：１．１６〜１．５５
程度）、通常、分離装置２は水等の液体を利用した比重
分離方式或いは遠心分離方式等により合成樹脂類(Ａ)か
ら含塩素高分子樹脂材を分離する。また、上記コンベア
搬送の途中で磁選機５（磁石により鉄屑等を吸着して、
これを除去する装置）により合成樹脂類に混入している
鉄屑の除去が行われる。なお、合成樹脂類(Ａ)が後述す
る粒状固化装置３で破砕処理される場合には、上記破砕
装置１による破砕処理は必ずしも必要ではなく、したが
ってその場合には破砕装置１は設けなくてもよい。な
お、加工処理ラインＸにおける前記分離装置２は、粒状
固化装置３よりも上流側の任意の位置に配置することが
できる。

【００２４】図２は比重分離方式による分離装置２の一
構成例を示しており、合成樹脂類(Ａ)は水が入れられた
分離槽１４に装入され、槽内で沈降する塩化ビニル等の
含塩素高分子樹脂材と浮上するそれ以外の合成樹脂材と
に分離される。沈降分離した含塩素高分子樹脂材は適当
な排出手段により槽外に排出され、スクリーン１５ａを
経て水と分離された後、系外に排出される。一方、槽内
で浮上した含塩素高分子樹脂材以外の合成樹脂材は適当
な排出手段で槽外に排出され、スクリーン１５ｂを経て
水と分離された後、乾燥機１６で乾燥され、次工程へと
送られる。なお、図２において、１７はスクリーン１５
ａ，１５ｂで分離された水を排出する排水タンクであ
る。

【００２５】また、図３は遠心分離方式による分離装置
２の一構成例を示している。この装置は、内部が中空の
筒状若しくは紡錘状の本体３１と、この本体３１内部の
長手方向に回転自在に配されるスクリュー付きの内筒体
３２と、この内筒体回転駆動用のモータ３３等から構成
される。この装置では、合成樹脂材と水等の媒体との混
合物が、高速回転する内筒体３２の一端からその内部に
供給される。混合物は内筒体３２の長手方向略中央に設
けられた開口３４から遠心力の作用により本体３１の内
部空間に吐き出され、媒体の比重を境としてこれよりも
比重の大きい重質分（含塩素高分子樹脂）と比重の小さ
い軽質分（含塩素高分子樹脂以外の合成樹脂類）とに分
離される。つまり、遠心力によって合成樹脂材のうちの
重質分のみが本体３１の内壁面側に集められる結果、軽
質分と重質分が本体３１の径方向において分離した状態
となる。

【００２６】ここで、内筒体３２は、前記開口３４を大
略の境とした長手方向半分に軽質分搬送用のスクリュー
３５ａが、他の長手方向半分に重質分搬送用のスクリュ
ー３５ｂが設けられている。これらスクリュー３５ａ、
３５ｂはスクリューの螺旋方向が互いに逆向きであり、
内筒体３２が回転することによりスクリュー３５ａ、３
５ｂはそれぞれの側の本体端部方向に合成樹脂材を搬送
する。すなわち、軽質分の合成樹脂材は羽根が比較的短
かいスクリュー３５ａによって本体３１の一方の端部ま
で搬送され、排出口３６ａから排出される。一方、本体
３１の内壁面側に集められた重質分の合成樹脂材は、羽
根が本体３１の内壁面近傍まで延びたスクリュー３５ｂ
によって本体３１の他方の端部まで搬送され、排出口３
６ｂから排出される。一方、水等の媒体は本体３１の略
中央部に設けられた排出口３７から装置外に排出され
る。このような装置によれば、軽質分と重質分にそれぞ
れ分離された合成樹脂材を水分が非常に少ない状態で装
置外に排出させることができる。

【００２７】上記のように分離装置２で含塩素高分子樹
脂材が分離除去された合成樹脂類(Ａ)は粒状固化装置３
に装入され、ここで減容固化された粒状合成樹脂材(ａ)
に加工される。前記粒状固化装置３では、例えば以下の
〜の何れかの方法で合成樹脂類(Ａ)の減容固化−粒
状化処理が行われ、粒状合成樹脂材(ａ)が得られる。合成樹脂類(Ａ)を加熱して溶融させた後冷却して固
化させ、この固化した合成樹脂材を裁断または粉砕処理
する方法合成樹脂類(Ａ)を裁断または破砕し（この裁断また
は破砕は、粒状固化装置３内ではなく上記破砕装置１で
行ってもよい）、この裁断または破砕された合成樹脂材
を加熱若しくは前記裁断または破砕による摩擦熱により
半溶融化させ、半溶融化した合成樹脂材を急冷すること
により収縮固化させ、この際粒状に収縮固化させるか若
しくは収縮固化した合成樹脂材を粉砕処理して粒状合成
樹脂材(ａ)を得る方法

【００２８】上記の方法の一態様として、合成樹
脂類(Ａ)を高速回転する回転刃で裁断または破砕すると
ともに、該裁断または破砕による摩擦熱により合成樹脂
材を半溶融化させ、次いでこの半溶融化した合成樹脂材
を水噴霧等によって急冷することにより収縮固化させ、
この際粒状に収縮固化させるか若しくは収縮固化と同時
に前記回転刃により粉砕処理し、粒状合成樹脂材(ａ)を
得る方法これらの方法のうち、の方法の典型的な例は合成樹脂
類(Ａ)を完全溶融させ、これを押出し機により線状等に
押出し成形した後、粒状に裁断することにより粒状合成
樹脂材(ａ)を得る方法であるが、この他にも種々の加工
方法を採ることができる。

【００２９】これに対して、の方法は合成樹脂類
(Ａ)を完全には溶融させず、半溶融化させた状態から水
噴霧等によって急冷することにより収縮固化させ、この
際粒状に収縮固化させるか若しくは収縮固化したものを
粒状に粉砕処理することにより粒状合成樹脂材(ａ)を得
る方法である。本発明者らは特にこのような，の方
法（とりわけの方法）で得られた粒状合成樹脂材(ａ)
が、フィルム状合成樹脂材の粉砕物は言うに及ばず、塊
状合成樹脂材の粉砕物に較べてさえ非常に優れた流動性
と搬送性を示し、しかも燃焼性にも非常に優れているこ
と、さらにはこれらを塊状合成樹脂材の粉砕物と混合し
て用いることにより、合成樹脂材全体の搬送性及び燃焼
性を著しく向上させ得ることを見出したものであり、し
たがって、本発明の燃料吹込み方法においては、粒状固
化装置３において上記またはの方法で合成樹脂類
(Ａ)の粒状収縮固化若しくは収縮固化−粒状化処理を行
い、粒状合成樹脂材(ａ)を得ることが最も好ましい。

【００３０】図４は上記の方法で粒状収縮固化若しく
は収縮固化−粒状化の連続処理を行うための一構成例を
示しており、粒状固化装置３に装入された合成樹脂類
(Ａ)は破砕装置１８で破砕された後、減容固化装置１９
に装入される。この減容固化装置１９では、合成樹脂類
(Ａ)は加熱室２１及びこれに続く冷却室２２を搬送装置
２３（搬送ベルト等）で連続搬送され、加熱室２１にお
いて加熱（ガス加熱、ガス間接加熱または電気加熱等）
されることで半溶融化した後、冷却室２２で水噴霧等に
より急冷され、収縮固化する。この際、合成樹脂類(Ａ)
の破砕形態や加熱室内への装入状態等を適宜選択するこ
とにより合成樹脂材を粒状に収縮固化させることがで
き、したがってこの方法によれば収縮固化ままで粒状合
成樹脂材(ａ)が得られる。

【００３１】一方、合成樹脂材の一部または全部を粒状
に収縮固化させない方法では、収縮固化した合成樹脂材
は減容固化装置１９から粉砕装置２０に装入され、この
粉砕装置２０により粒状に粉砕処理されることで粒状合
成樹脂材(ａ)が得られる。以上のようにして得られた粒
状合成樹脂材(ａ)は、破砕されたフィルム状合成樹脂材
を半溶融状態から粒状に収縮固化させ若しくは収縮固化
させた後これを粉砕処理したものであるため、塊状合成
樹脂材の破砕物に較べて比較的ポーラスな性状であって
比表面積が大きく、しかも塊状合成樹脂材の破砕物のよ
うに角ばった形状ではなく、全体的に見て丸みを帯びた
形状を有するため、優れた燃焼性と流動性を示す。

【００３２】また、図５は上記の方法で行われる粒状
収縮固化若しくは収縮固化−粒状化処理の原理を模式的
に示すもので、合成樹脂類(Ａ)を高速回転する回転刃２
４で裁断または破砕するとともに、この裁断または破砕
による摩擦熱により合成樹脂材を半溶融化させ、次い
で、この半溶融化した合成樹脂材を水噴霧等により上記
温度から急冷することにより収縮個化させ、この際粒状
に収縮固化させるか若しくは収縮固化と同時に前記回転
刃２４により粉砕処理し、粒状合成樹脂材(ａ)が得られ
る。この方法はバッチ方式により合成樹脂材の破砕（ま
たは裁断）処理、半溶融化処理及び収縮固化後の粉砕処
理（但し、急冷により粒状に収縮固化させる場合は粉砕
処理は必要ない）の総てを高速回転する回転刃２４によ
り行うものであり、「破砕（または裁断）→半溶融化→
急冷による粒状収縮固化」若しくは「破砕（または裁
断）→半溶融化→急冷による収縮固化→粉砕」という一
連の処理工程が短時間に速やかに行われ、しかも合成樹
脂材が回転刃２４による破砕（裁断）−高速撹拌中に半
溶融化し、このような状態から速かに急冷処理がなされ
るため、比表面積及び粒形状等の面でより好ましい粒状
合成樹脂材(ａ)が得られる。また、回転刃２４の作用だ
けで破砕（または裁断）処理、半溶融化処理及び収縮固
化後の粉砕処理が行われるため、設備コスト及び運転コ
ストの面でも有利である。

【００３３】なお、上記の方法においても、合成樹脂
類(Ａ)の破砕形態や回転刃に対する装入状態等を適宜選
択することにより合成樹脂材を粒状に収縮固化させるこ
とができ、したがってこの方法によれば実質的に収縮固
化後の回転刃による粉砕処理なしに、収縮固化ままで粒
状合成樹脂材(ａ)が得られる。一方、合成樹脂材の一部
または全部を粒状に収縮固化させない方法では、上記の
ように回転刃による粉砕処理により粒状合成樹脂材(ａ)
が得られる。また、上記、の方法において合成樹脂
類(Ａ)を半溶融化する温度は合成樹脂の種類や形状等に
よってある程度異なり、例えば材質面だけからいうと低
密度ポリエチレンの場合で１０５〜１１５℃程度、中低
密度ポリエチレンの場合で１２８℃前後である。したが
って、合成樹脂類(Ａ)に含まれる合成樹脂材の種類や割
合、形態等に応じて、半溶融化させるための温度が適宜
選択される。

【００３４】以上のようにして得られた粒状合成樹脂材
(ａ)は、篩分装置４により篩い分けされ、所定の粒径以
下（例えば−６ｍｍ）のものだけが経路２５を通じて貯
留サイロ１１に送られる。この構成例では経路２５は気
送管（図中、１２は送風機）で構成され、粒状合成樹脂
材(ａ)は貯留サイロ１１に気送（空気輸送、以下同様）
される。一方、所定の粒径を超える粒状合成樹脂材は気
送管たる経路２６（図中、１２は送風機）を通じて粒状
固化装置３入側の搬送ラインに戻され、合成樹脂類(Ａ)
とともに粒状固化装置３に再装入される。なお、この粗
粒の粒状合成樹脂材を返送する位置は任意であり、例え
ば、分離装置２と粒状固化装置３間、磁選機５と分離装
置２間、破砕装置１の入側等の各位置（通常は搬送ライ
ン）に返送することができ、また、場合によっては加工
処理ラインＹに供給することもできる。この加工処理ラ
インＹに供給する場合には、例えば、一次破砕装置６の
入側、一次破砕装置６と二次破砕装置７間、二次破砕装
置７と選別機８間、選別機８と粉砕装置１０間等の任意
の位置（通常は搬送ライン）に供給することができる。
また、これ以外に、粗粒の粒状合成樹脂材を系外に取り
出し、他工程に直接装入（例えば、高炉やスクラップ溶
解炉への炉頂装入、コークス炉や焼結炉への直接装入
等）するようにしてもよい。

【００３５】一方、加工処理ラインＹでは、合成樹脂類
(Ｂ)は一次破砕装置６において粗破砕（例えば、粒径５
０ｍｍ程度に破砕）された後、コンベア搬送等により二
次破砕装置７に装入されて二次破砕（例えば、粒径２０
ｍｍ程度に破砕）される。なお、一次破砕された合成樹
脂類(Ｂ)は、上記コンベア搬送の途中で磁選機５（磁石
により鉄屑等を吸着し、これを除去する装置）により混
入している鉄屑の除去が行われる。二次破砕された合成
樹脂類(Ｂ)はコンベア搬送等により選別装置８に装入さ
れ、ここで金属や土砂、石等の異物が風力選別等の方法
により分離除去される。次いで経路２７ａを通じて分離
装置９に送られ、合成樹脂類(Ｂ)から含塩素高分子樹脂
材のみが分離除去される。この分離装置９の塩ビ分離方
式や構成例は先に述べた分離装置２と同様であり、した
がってその説明は省略する。なお、加工処理ラインＹに
おける分離装置９の配置は本実施例に限定されるもので
はなく、粉砕装置１０よりも上流側また下流側の任意の
位置、例えば一次破砕装置６と二次破砕装置７間、二次
破砕装置７と選別装置８間、粉砕装置１０の出側等に配
置することができる。

【００３６】含塩素高分子樹脂材が分離除去された合成
樹脂類(Ｂ)は粉砕装置１０（三次破砕機）に送られ、所
定の粒径以下（例えば、−６ｍｍ）まで粉砕処理され、
粒状合成樹脂材(ｂ)が得られる。この粒状合成樹脂材
(ｂ)は経路２７ｃを通じて貯留サイロ１１に送られる。
この構成例では経路２７ａ〜２７ｃは気送管（図中、１
２は送風機）で構成され、粒状合成樹脂材(ｂ)は貯留サ
イロ１１に気送される。貯留サイロ１１に貯留された粒
状合成樹脂材(ａ)及び(ｂ)の混合体は吹込み手段１３に
コンベア搬送または気送され、この吹込み手段１３を通
じて高炉等の炉に気送され、炉の羽口部等から炉内に吹
き込まれる。

【００３７】なお、図１に示した構成例では磁選機５を
各加工処理ラインＸ，Ｙでそれぞれ１箇所ずつに設けて
いるが、各処理ラインの複数箇所に磁選機５を配置して
もよい。また、加工処理ラインＸ，Ｙに設置される各種
の破砕装置（粉砕装置１０も含む）の破砕方式は任意で
あり、通常の機械的手段のみによる破砕方式以外に、例
えば被処理体を冷凍した状態で破砕する所謂冷凍破砕方
式のものを適用することもできる。通常、図１に示す加
工処理設備の入側には、搬入合成樹脂類のヤード乾燥設
備等の付帯設備が設けられる。

【００３８】なお、先に述べたようにフィルム状合成樹
脂材を主体とする合成樹脂類(Ａ)とそれ以外の合成樹脂
類(Ｂ)の各加工処理ラインに対する供給量は、廃棄物と
いう性質上、経時的にある程度のバラツキを生じること
があり、比較的短期間（例えば、数時間〜数十時間程
度）に限った場合にはいずれか一方の種類の合成樹脂類
しか供給されず、したがって処理され且つ炉に気送され
る合成樹脂類は一時的に合成樹脂類(Ａ)−粒状合成樹脂
材(ａ)または合成樹脂類(Ｂ)−粒状合成樹脂材(ｂ)のい
ずれか一方だけになることもあり得る。また、これ以外
の理由により一時的に粒状合成樹脂材(ａ)及び(ｂ)のい
ずれか一方のみが炉に気送されることもあり得る。さら
には、粒状合成樹脂材(ａ)及び(ｂ)を別々のサイロ等に
貯蔵し、これを別々の経路を通じて炉に気送することも
できる。

【００３９】先に述べたように、上記、の方法によ
り粒状収縮固化若しくは収縮固化−粒状化して得られた
粒状合成樹脂材(ａ)は比較的ポーラスな性状で比表面積
が大きく、しかも全体的に見て丸みを帯びた形状を有し
ているために優れた燃焼性と流動性を示し、これらを粒
状合成樹脂材(ｂ)と混合することにより、炉に供給され
る粒状合成樹脂材全体の燃焼性と流動性及び搬送性を効
果的に高めることができる。すなわち、燃焼性に関して
は、炉内に粒状合成樹脂材(ａ)と粒状合成樹脂材(ｂ)の
混合体が吹き込まれた場合、燃焼性の良好な粒状合成樹
脂材(ａ)が急速燃焼して粒状合成樹脂材(ｂ)を速かに着
火させ、これによって炉内吹き込まれた粒状合成樹脂材
全体の燃焼性が著しく高められる。さらに、流動性及び
搬送性に関しても、丸みを帯びた形状を有する流動性及
び搬送性に優れた粒状合成樹脂材(ａ)が粒状合成樹脂材
中に含まれることにより、これが粒状合成樹脂材全体の
流動性を向上させる潤滑的機能を果し、この結果粒状合
成樹脂材全体の流動性、搬送性が大きく改善される。

【００４０】上記のような作用を得るためには、粒状合
成樹脂材(ａ)と粒状合成樹脂材(ｂ)を重量比で(ａ)／
［(ａ)＋(ｂ)］：０．１０以上の割合で混合することが
好ましい。図７は、フイルム状合成樹脂材を上記の方
法で収縮固化−粒状化処理して得られた粒径６ｍｍ以下
の粒状合成樹脂材(ａ)と塊状合成樹脂材を粉砕処理して
得られた粒径６ｍｍ以下の粒状合成樹脂材(ｂ)（いずれ
の粒状合成樹脂材も安息角：４０°）とを種々の割合で
混合し、この混合体を高炉の羽口部に気送して炉内吹き
込みを行ない、その際の(ａ)／［(ａ)＋(ｂ)］の重量比
と混合体の搬送性（供給トラブル発生頻度）及び燃焼性
（吹込み燃料によるコークス置換率）との関係を調べた
ものである。なお、供給トラブル発生頻度とコークス置
換率は以下のように定めた。

【００４１】(イ) 供給トラブル発生頻度塊状合成樹脂材を粉砕処理して得られた粒径６ｍｍ以下
の粒状合成樹脂材(ｂ)（安息角：４０°）のみを単独で
炉に供給した場合の供給トラブル発生頻度指数を“１”
とし、この場合と比較した供給トラブル発生頻度を指数
で示した。供給トラブル発生の有無は、貯留サイロ内の
粒状合成樹脂材の重量変動を常時監視し、重量変動：０
の状態が所定時間（例えば１０分間程度）続いた場合に
トラブル発生（サイロ切出部や気送管途中での詰り発
生）と判断した。 (ロ) コークス置換率コークス置換率＝（粒状合成樹脂材の吹込みにより低減
したコークス比）／（粒状合成樹脂材の吹き込み比）但し、粒状合成樹脂材の吹込みにより低減したコークス
比：ｋｇ／ｔ・pig 粒状合成樹脂材の吹き込み比：ｋｇ／ｔ・pig 図７によれば(ａ)／［(ａ)＋(ｂ)］：０．１０以上の領
域において優れた燃焼性と搬送性が得られることが判
る。

【００４２】上記のように(ａ)／［(ａ)＋(ｂ)］を所定
の範囲に管理するためには、粒状合成樹脂材(ａ)及び粒
状合成樹脂材(ｂ)を一旦それぞれの貯留サイロに貯留し
た後に混合するようにすることが好ましい。図６はその
ための貯留サイロの構成例を示しており、粒状合成樹脂
材(ａ)及び粒状合成樹脂材(ｂ)をそれぞれの一次貯留サ
イロ２８、２９に貯留し、これら一次貯留サイロ２８、
２９から二次貯留サイロ３０（図１の貯留サイロ１１に
相当）に粒状合成樹脂材(ａ)と粒状合成樹脂材(ｂ)を適
宜切り出し、二次貯留サイロ３０に(ａ)／［(ａ)＋
(ｂ)］が調整された粒状合成樹脂材を貯留する。また、
以上のような構成の他にも、例えば一次貯留サイロ２
８、２９にそれぞれ貯留された粒状合成樹脂材(ａ)と粒
状合成樹脂材(ｂ)を気送配管系内で直接混合するように
してもよい。

【００４３】さらに、粒状合成樹脂材(ａ)及び(ｂ)は嵩
密度０．３０以上、安息角４０°以下に加工されること
が好ましい。先に述べたように従来技術においては合成
樹脂粉砕物の嵩密度を０．３５以上とすることが提案さ
れているが、特に塊状合成樹脂材の粉砕物については嵩
密度を高めるとそれだけ破砕機の負荷が増大する（破砕
刃の寿命が短くなる）という問題があり、破砕機によっ
ては嵩密度０．３５未満の粉砕物しか得られないものも
ある。一方、本発明者らの検討によれば、粒状合成樹脂
材の嵩密度が０．３０以上であれば圧力損失等の点を含
めて粒状合成樹脂材を気送することに何の問題も生じな
いこと、また、粒状合成樹脂材の貯留サイロでのブリッ
ジ（棚つり）や気送管系内の曲管部やバルブ周辺での詰
まり等のトラブルの発生は粒状合成樹脂材の嵩密度とは
殆ど関係がなく、粒状合成樹脂材の粒形状に大きく左右
されること、そして、この粒形状に基づく上記トラブル
の発生抑制効果は粒状合成樹脂材の安息角で整理できる
ことが判明した。

【００４４】図８は、塊状合成樹脂材を粉砕処理して得
られた粒径６ｍｍ以下の粒状合成樹脂材について、その
安息角と貯留サイロでのブリッジ（棚つり）や気送管内
での詰まり等の供給トラブル発生頻度との関係を、嵩密
度が異なる粒状合成樹脂材別に示したものである。な
お、供給トラブル発生頻度の評価は図７と同様の方法で
行なった。図８によれば、粒状合成樹脂材の嵩密度に拘
りなく、安息角を４０°以下とすることにより上記のよ
うな供給トラブルを適切に防止できることが判る。

【００４５】また、粒状合成樹脂材(ａ)のうち上記、
の方法で粒状収縮固化若しくは収縮固化−粒状化して
得られるものについては、当該方法で粒状収縮固化若し
くは収縮固化−粒状化するだけで安息角４０°以下の粒
状合成樹脂材が得られることが判った。一方、上記方
法で減容固化−粒状化して得られる粒状合成樹脂材(ａ)
または上記〜以外の方法で収縮固化−粒状化して得
られる粒状合成樹脂材(ａ)や、合成樹脂類(Ｂ)を破砕処
理して得られる粒状合成樹脂材(Ｂ)については、安息角
４０°以下を達成するために破砕方式等が適宜選択され
る。なお、本発明において加工処理して得る粒状合成樹
脂材(ａ)、(ｂ)の粒径は、燃焼性の観点から１０ｍｍ以
下、好ましくは４〜８ｍｍとすることが好ましい。本発
明の燃料吹込み方法は、高炉や回転キルン等をはじめと
する各種の炉に適用することができる。

【００４６】本発明が処理の対象としている合成樹脂類
は、主として廃棄物（所謂ゴミとしての廃棄物、工場等
での製造・加工時に生じる屑や不良品等を含む）たる合
成樹脂類であり、したがって、その性質上合成樹脂以外
の異物（金属、紙、その他の無機物及び有機物）が付着
若しくは混入している合成樹脂類も対象となる。このよ
うな廃棄合成樹脂類の具体例としては、プラスチックボ
トル、プラスチック袋、プラスチック包み、プラスチッ
クフィルム、プラスチックトレイ、プラスチックカッ
プ、磁気カード、磁気テープ、ＩＣカード、フレキシブ
ルコンテナ、プリント基板、プリントシート、電線被覆
材、事務機器または家電製品用ボディー及びフレーム、
化粧合板、パイプ、ホース、合成繊維及び衣料、プラス
チック成型ペレット、ウレタン材、梱包用シート、梱包
用バンド、梱包用クッション材、電気用部品、玩具、文
房具、トナー、自動車用部品（例えば、内装品、バンパ
ー）、自動車または家電製品等のシュレッダーダスト、
イオン交換樹脂、合成紙、合成樹脂接着剤、合成樹脂塗
料、固形化燃料（廃棄プラスチック減容物）等が挙げら
れる。なお、廃棄物として処理設備に搬入されてくる合
成樹脂類のうち、形態が既に粒状であるためそのまま炉
に気送供給可能なもの（例えば、粒状であるイオン交換
樹脂材、成型加工用合成樹脂ペレット、玩具用合成樹脂
小球等）については、本発明による加工処理を経ること
なく、そのまま貯留サイロに装入するなどして炉に供給
することができることは言うまでもない。

【００４７】

【実施例】

［実施例１］図１のフローチャートで示す合成樹脂類の
処理・吹込み用試験設備に対して、フィルム状合成樹脂
材を主体とする合成樹脂類(Ａ)を２．８ｋｇ／ｈｒ、塊
状合成樹脂材を主体とする合成樹脂類(Ｂ)を５．６ｋｇ
／ｈｒの割合でそれぞれ供給して粒状合成樹脂材(ａ)及
び(ｂ)に加工処理し、これらを貯留サイロで混合した
後、気送管系を通じて試験高炉に気送し、微粉炭ととも
に羽口部から炉内に吹き込んだ。この際の合成樹脂類の
加工及び供給条件と試験高炉の操業条件を以下に示す。

【００４８】(イ)合成樹脂類の加工条件 (イ-1) 合成樹脂類(Ａ) 図１のフローチャートに従って粗破砕及び塩化ビニル材
の分離除去を行った後、上記の方法で収縮固化−粒状
化処理して粒径６ｍｍ以下の粒状合成樹脂材(ａ)に加工
し、これを貯留サイロに移送した。 (イ-2) 合成樹脂類(Ｂ) 図１のフローチャートに従って一次破砕、二次破砕、塩
化ビニル材の分離除去及び粉砕処理を実施して粒径６ｍ
ｍ以下の粒状合成樹脂材(ｂ)に加工し、これを貯留サイ
ロに移送した。

【００４９】(ロ)粒状合成樹脂材の気送条件貯留サイロに装入された粒状合成樹脂材(ａ)及び(ｂ)の
混合体をサイロから定量的に切り出し、これを気送供給
設備まで移送し、気送供給設備から下記条件で高炉羽口
部に粒状合成樹脂材を気送し、炉内に吹き込んだ。気送ガス：空気気送ガス吹込み流量：２．６Ｎｍ³／ｈｒ粒状合成樹脂材の吹込み量：８．４ｋｇ／ｈｒ固気比：２．５ｋｇ／ｋｇ

【００５０】 (ハ)高炉操業条件出銑量：１０ｔ／日コークス比：４８５ｋｇ／ｔ・pig 羽口粒状合成樹脂材の吹込み量：２０ｋｇ／ｔ・pig 微粉炭吹込み量：１００ｋｇ／ｔ・pig 送風量：６１０Ｎｍ³／ｈｒ酸素富化率：４％送風温度：１０００℃

【００５１】以上の粒状合成樹脂材の炉内吹込みを７日
間実施した結果、高炉操業自体には全く支障はなく、ま
た粒状合成樹脂材の貯留サイロ切出部や気送管系での詰
まり等の供給トラブル等も殆ど発生しなかった。また、
この操業例では加工処理ラインＸ，Ｙに供給された合成
樹脂類中の約３％が塩化ビニル材であったが、この塩化
ビニル材の約９９％を分離装置で分離回収することがで
きた。また、全操業中炉頂ガスを採取してそのガス組成
を分析した結果、ＨＣｌはほとんど検出されなかった。

【００５２】［実施例２］図１のフローチャートで示す
合成樹脂類の処理・吹込み用試験設備に対して、フィル
ム状合成樹脂材を主体とする合成樹脂類(Ａ)を２．８ｋ
ｇ／ｈｒ、塊状合成樹脂材を主体とする合成樹脂類(Ｂ)
を５．６ｋｇ／ｈｒの割合でそれぞれ供給して粒状合成
樹脂材(ａ)及び(ｂ)に加工処理し、これらを貯留サイロ
で混合した後、気送管系を通じて試験高炉に気送し、微
粉炭とともに羽口部から炉内に吹き込んだ。この際の合
成樹脂類の加工及び供給条件と試験高炉の操業条件を以
下に示す。 (イ)合成樹脂類の加工条件実施例１と同様 (ロ)粒状合成樹脂材の気送条件実施例１と同様

【００５３】 (ハ)高炉操業条件出銑量：１０ｔ／日コークス比：５４７ｋｇ／ｔ・pig 羽口粒状合成樹脂材の吹込み量：２０ｋｇ／ｔ・pig 微粉炭吹込み量：１００ｋｇ／ｔ・pig 送風量：１７１４Ｎｍ³／ｔ・pig 酸素富化率：４％送風温度：１０００℃

【００５４】以上の粒状合成樹脂材の炉内吹込みを７日
間実施した結果、高炉操業自体には全く支障はなく、ま
た粒状合成樹脂材の貯留サイロ切出部や気送管系での詰
まり等の供給トラブル等も殆ど発生しなかった。また、
この操業例では加工処理ラインＸ，Ｙに供給された合成
樹脂類中の約３％が塩化ビニル材であったが、この塩化
ビニル材の約９９％を分離装置で分離回収することがで
きた。また、全操業中炉頂ガスを採取してそのガス組成
を分析した結果、ＨＣｌはほとんど検出されなかった。

【００５５】［実施例３］図１のフローチャートで示す
合成樹脂類の処理・吹込み用設備に対して、フィルム状
合成樹脂材を主体とする合成樹脂類(Ａ)を２．５０ｔ／
ｈｒ、塊状合成樹脂材を主体とする合成樹脂類(Ｂ)を
５．２３ｔ／ｈｒの割合でそれぞれ供給して粒状合成樹
脂材(ａ)及び(ｂ)に加工処理し、これらを貯留サイロで
混合した後、気送管系を通じて高炉に気送し、微粉炭と
ともに羽口部から炉内に吹き込んだ。この際の合成樹脂
類の加工及び供給条件と高炉の操業条件を以下に示す。

【００５６】(イ)合成樹脂類の加工条件実施例１と同様 (ロ)粒状合成樹脂材の気送条件貯留サイロに装入された粒状合成樹脂材(ａ)及び(ｂ)の
混合体をサイロから定量的に切り出し、これを気送供給
設備まで移送し、気送供給設備から下記条件で高炉羽口
部に粒状合成樹脂材を気送し、炉内に吹き込んだ。気送ガス：空気気送ガス吹込み流量：１３００Ｎｍ³／ｈｒ固気比：４．５ｋｇ／ｋｇ

【００５７】 (ハ)高炉操業条件出銑量：９０００ｔ／日コークス比：４４７ｋｇ／ｔ・pig 羽口粒状合成樹脂材の吹込み量：２０ｋｇ／ｔ・pig 微粉炭吹込み量：１００ｋｇ／ｔ・pig 送風量：７２６０Ｎｍ³／ｍｉｎ酸素富化率：４％送風温度：１０００℃

【００５８】以上の粒状合成樹脂材の炉内吹込みを実施
した結果、高炉操業自体には全く支障はなく、また粒状
合成樹脂材の貯留サイロ切出部や気送管系での詰まり等
の供給トラブル等も殆ど発生しなかった。また、この操
業例では加工処理ラインＸ，Ｙに供給された合成樹脂類
中の約３％が塩化ビニル等の含塩素高分子樹脂材であっ
たが、この含塩素高分子樹脂材の約９９％を分離装置で
分離回収することができた。また、全操業中炉頂ガスを
採取してそのガス組成を分析した結果、ＨＣｌはほとん
ど検出されなかった。

【００５９】［実施例４］図１のフローチャートで示す
合成樹脂類の処理・吹込み用試験設備に対して、フィル
ム状合成樹脂材を主体とする合成樹脂類(Ａ)を１４．６
ｋｇ／ｈｒ、塊状合成樹脂材を主体とする合成樹脂類
(Ｂ)を２９．２ｋｇ／ｈｒの割合でそれぞれ供給して粒
状合成樹脂材(ａ)及び(ｂ)に加工処理し、これらを貯留
サイロで混合した後、気送管系を通じてスクラップ溶解
用試験炉（竪型炉）に気送し、微粉炭とともに羽口部か
ら炉内に吹き込んだ。この実施例では図９に示す炉体の
複数の羽口部に図１０に示す構造の燃焼バーナを有する
スクラップ溶解用試験炉（内容積：２．５ｍ³、銑鉄生
産量：１０ｔ／日）を用いた。図９及び図１０に示す試
験炉において、４０は炉頂部、４１は原料装入装置、４
２は炉頂部の開閉装置、４３は排ガスダクト、４４は羽
口部、４５は羽口部に設けられた燃焼バーナであり、羽
口部の燃焼バーナ４５からは、バーナ径方向中心または
その近傍の固体燃料吹込部ａから微粉炭ＰＣと粒状合成
樹脂材ＳＲを、またその周囲の酸素吹込部ｂから常温の
酸素を炉内に吹き込み、同時に燃焼温度調整用の冷却剤
として水蒸気を吹き込んだ。

【００６０】合成樹脂類の加工及び供給条件とスクラッ
プ溶解用試験炉の操業条件を以下に示す。 (イ)合成樹脂類の加工条件実施例１と同様 (ロ)粒状合成樹脂材の気送条件貯留サイロに装入された粒状合成樹脂材(ａ)及び(ｂ)の
混合体をサイロから定量的に切り出し、これを気送供給
設備まで移送し、気送供給設備から下記条件で高炉羽口
部に粒状合成樹脂材を気送し、炉内に吹き込んだ。気送ガス：空気気送ガス吹込み流量：７．６Ｎｍ³／ｈｒ粒状合成樹脂材の吹込み量：４３．８ｋｇ／ｈｒ固気比：４．５ｋｇ／ｋｇ

【００６１】 (ハ)スクラップ溶解用試験炉の操業条件出銑量：１０ｔ／日コークス比：２６５ｋｇ／ｔ・ｐｉｇ転炉滓比：１２１ｋｇ／ｔ・ｐｉｇ硅石比：５ｋｇ／ｔ・ｐｉｇ羽口粒状合成樹脂材の吹込み量：１０５ｋｇ／ｔ・ｐｉｇ微粉炭吹き込み量：１７５ｋｇ／ｔ・ｐｉｇ送風酸素量：２０６Ｎｍ³／ｔ・ｐｉｇ蒸気量：７Ｎｍ³／ｔ・ｐｉｇ

【００６２】以上の粒状合成樹脂材の炉内吹込みを７日
間実施した結果、スクラップ溶解用試験炉の操業自体に
は全く支障はなく、また粒状合成樹脂材の貯留サイロ切
出部や気送管系での詰まり等の供給トラブル等も殆ど発
生しなかった。また、この操業例では加工処理ライン
Ｘ，Ｙに供給された合成樹脂類中の約３％が塩化ビニル
材であったが、この塩化ビニル材の約９９％を分離装置
で分離回収することができた。また、全操業中炉頂ガス
を採取してそのガス組成を分析した結果、ＨＣｌはほと
んど検出されなかった。

【００６３】［実施例５］図１のフローチャートで示す
合成樹脂類の処理・吹き込み用設備に対して、表１及び
表２に示す操業例１〜４の条件でフィルム状合成樹材を
主体とする合成樹脂類(Ａ)と塊状合成樹材を主体とする
合成樹脂類(Ｂ)をそれぞれ供給し、粒状合成樹脂材(ａ)
及び(ｂ)に加工処理した。加工処理された合成樹脂材類
には、表１及び表２に示すように、ポリエチレン、ポリ
プロピレン等の熱可塑性樹脂以外に、ポリエチレンテレ
フタレート（ＰＥＴ）、ＡＢＳ樹脂、塩化ビニル樹脂
（ＰＶＣ）が含まれ、また他の樹脂として、ウレタン樹
脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂、フタル酸ジエチ
ル等のような可塑剤、トリメチルフォスフェート、２，
３−ジブルモプロピル等のような難燃剤、ガラス繊維、
炭酸カルシウム、アルミナ、粘土等が添加された樹脂、
その他の各種添加剤が含まれていた。また、無機物とし
て、合成樹脂類に付着した土砂等が含まれていた。合成
樹脂類の加工条件は実施例１と同様である。

【００６４】加工処理後の粒状合成樹脂材(ａ)及び(ｂ)
を貯留サイロで混合した後、気送管系を通じて高炉羽口
部に気送供給し、廃プラスチック吹き込みランス（２５
ｍｍφ）を通じて炉内に吹き込んだ。粒状合成樹脂材の
気送条件を以下に示す。また、各操業例１〜４において
加工処理及び炉内供給された合成樹脂類の供給量、性状
等を表１及び表２に、高炉の操業条件を表３に示す。気送ガス：空気気送ガス吹込み流量：１３００Ｎｍ³／ｈｒ粒状合成樹脂材の吹き込み量：７．５ｔ／ｈｒ固気比：４．５ｋｇ／ｋｇ以上の粒状合成樹脂材の炉内吹込みを実施した結果、高
炉の操業自体には全く支障はなく、また粒状合成樹脂材
の貯留サイロ切出部や気送管系での詰まり等の供給トラ
ブル等も殆ど発生しなかった。また、全操業中炉頂ガス
を採取してそのガス組成を分析した結果、ＨＣｌはほと
んど検出されなかった。

【００６５】

【表１】

【００６６】

【表２】

【００６７】

【表３】

【００６８】

【発明の効果】以上述べた本発明の燃料吹込み方法によ
れば、プラスチック等の合成樹脂類をその形態に拘りな
く、しかも合成樹脂類に含まれる塩化ビニル等の含塩素
高分子樹脂による問題を生じることなく高炉やスクラッ
プ溶解炉等の炉の吹込み燃料として供給することがで
き、このため廃棄物たる合成樹脂類の大量処理と有効利
用を図ることができ、また、高炉等の炉の燃料コストを
大幅に低減させることができる。さらに、炉に供給され
る合成樹脂類の流動性や搬送性及び燃焼性を効果的に高
めることができ、高炉やスクラップ溶解炉等において炉
の操業に支障を来すことなく合成樹脂材を燃料として炉
内に適切に供給することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の燃料吹込み方法の一例を示すフローチ
ャート

【図２】含塩素高分子樹脂材の分離装置の一構成例を示
す説明図

【図３】含塩素高分子樹脂材の分離装置の他の構成例を
示す説明図

【図４】合成樹脂類(Ａ)を収縮固化−粒状化するための
方法の一構成例を示す説明図

【図５】合成樹脂類(Ａ)を収縮固化−粒状化するための
他の方法の原理を模式的に示す説明図

【図６】図１のフローチャートにおいて、粒状合成樹脂
材の貯留方式の他の構成例を示す説明図

【図７】フイルム状合成樹脂材を特定の方法で収縮固化
−粒状化して得られた粒状合成樹脂材(ａ)と塊状合成樹
脂材を粉砕処理して得られた粒状合成樹脂材(ｂ)との混
合割合とコークス置換率及び供給トラブル発生頻度との
関係を示すグラフ

【図８】塊状合成樹脂材を粉砕処理して得られた粒状合
成樹脂材について、その安息角と供給トラブル発生頻度
との関係を、嵩密度が異なる粒状合成樹脂材別に示した
グラフ

【図９】実施例で用いたスクラップ溶解用試験炉の構造
を示す説明図

【図１０】図９のスクラップ溶解用試験炉の羽口部に設
けられた燃焼バーナの構造を示す説明図

【符号の説明】

１…破砕装置、２…分離装置、３…粒状固化装置、４…
篩分装置、５…磁選機、６…一次破砕装置、７…二次破
砕装置、８…選別装置、９…分離装置、１０…粉砕装
置、１１…貯留サイロ、１２…送風機、１３…吹込み手
段、１４…分離槽、１５ａ，１５ｂ…スクリーン、１６
…乾燥機、１７…排水タンク、１８…破砕装置、１９…
減容固化装置、２０…粉砕装置、２１…加熱室、２２…
冷却室、２３…搬送装置、２４…回転刃、２５，２６，
２７ａ，２７ｂ，２７ｃ…経路、２８，２９…一次貯留
サイロ、３０…二次貯留サイロ、３１…本体、３２…内
筒体、３３…モータ、３４…開口、３５ａ，３５ｂ…ス
クリュー、３６ａ，３６ｂ，３７…排出口、４０…炉頂
部、４１…原料装入装置、４２…開閉装置、４３…排ガ
スダクト、４４…羽口部、４５…燃焼バーナ、Ｘ，Ｙ…
加工処理ライン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＦ２３Ｇ 5/02 ＺＡＢＢ２９Ｋ 101:00 // Ｂ２９Ｋ 101:00 105:26 105:26 Ｂ０９Ｂ 3/00 ３０３Ｆ (72)発明者永岡恒夫東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者浅沼稔東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者明石哲夫東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者手塚賢一東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (56)参考文献特開平５−245463（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C21B 7/00 310 B09B 3/00 B29B 13/10 B29B 17/00 C21B 5/00 319 F23G 5/02 ZAB B29K 101:00 B29K 105:26

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】合成樹脂類を加工処理設備において加工
処理した後、燃料として炉に気送供給し炉内に吹込むた
めの方法であって、燃料に供すべき合成樹脂類を、フィルム状合成樹脂材を
主体とする合成樹脂類(Ａ)とそれ以外の合成樹脂類(Ｂ)
とに分別された状態でそれぞれの加工処理ラインＸ及び
加工処理ラインＹに受け入れる工程と、前記加工処理ラインＸにおいて、前記合成樹脂類(Ａ)か
ら含塩素高分子樹脂材を分離除去する工程及び該工程を
経た合成樹脂類(Ａ)を熱により溶融または半溶融化させ
た後固化させることにより減容固化された粒状合成樹脂
材(ａ)に加工する工程と、前記加工処理ラインＹにおいて、前記合成樹脂類(Ｂ)を
破砕処理して粒状合成樹脂材(ｂ)に加工する工程及び該
破砕処理後または複数次の破砕処理工程の途中で含塩素
高分子樹脂材を分離除去する工程と、前記粒状合成樹脂材(ａ)及び(ｂ)を炉に気送し、炉内に
吹き込む工程とからなることを特徴とする炉への燃料吹
込み方法。
【請求項２】合成樹脂類(Ａ)を粒状合成樹脂材(ａ)に
加工する工程が、少なくとも、合成樹脂類(Ａ)を加熱し
て溶融させた後冷却して固化させる工程と、該固化した
合成樹脂材を裁断または粉砕処理することにより粒状合
成樹脂材(ａ)を得る工程とからなることを特徴とする請
求項１に記載の炉への燃料吹込み方法。
【請求項３】合成樹脂類(Ａ)を粒状合成樹脂材(ａ)に
加工する工程が、少なくとも、合成樹脂類(Ａ)を裁断ま
たは破砕する工程と、該裁断または破砕された合成樹脂
材を加熱若しくは前記裁断または破砕による摩擦熱によ
り半溶融化させる工程と、半溶融化した合成樹脂材を急
冷することにより粒状に収縮固化させて粒状合成樹脂材
(ａ)を得る工程とからなることを特徴とする請求項１に
記載の炉への燃料吹込み方法。
【請求項４】合成樹脂類(Ａ)を粒状合成樹脂材(ａ)に
加工する工程が、少なくとも、合成樹脂類(Ａ)を裁断ま
たは破砕する工程と、該裁断または破砕された合成樹脂
材を加熱若しくは前記裁断または破砕による摩擦熱によ
り半溶融化させる工程と、半溶融化した合成樹脂材を急
冷することにより収縮固化させる工程と、該収縮固化し
た合成樹脂材を粉砕処理して粒状合成樹脂材(ａ)を得る
工程とからなることを特徴とする請求項１に記載の炉へ
の燃料吹込み方法。
【請求項５】合成樹脂類(Ａ)を粒状合成樹脂材(ａ)に
加工する工程では、合成樹脂類(Ａ)を高速回転する回転
刃で裁断または破砕するとともに、該裁断または破砕に
よる摩擦熱により合成樹脂材を半溶融化させ、次いでこ
の半溶融化した合成樹脂材を急冷することにより粒状に
収縮固化させて粒状合成樹脂材(ａ)を得ることを特徴と
する請求項１に記載の炉への燃料吹込み方法。
【請求項６】合成樹脂類(Ａ)を粒状合成樹脂材(ａ)に
加工する工程では、合成樹脂類(Ａ)を高速回転する回転
刃で裁断または破砕するとともに、該裁断または破砕に
よる摩擦熱により合成樹脂材を半溶融化させ、次いでこ
の半溶融化した合成樹脂材を急冷することにより収縮固
化させるとともに、その収縮固化と同時に前記回転刃に
より粉砕処理し、粒状合成樹脂材(ａ)を得ることを特徴
とする請求項１に記載の炉への燃料吹込み方法。
【請求項７】粒状合成樹脂材(ａ)及び(ｂ)を炉吹込み
直前で混合し、この混合体を炉内に吹き込むことを特徴
とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の炉
への燃料吹込み方法。
【請求項８】粒状合成樹脂材(ａ)及び(ｂ)を混合し、
この混合体を炉に気送して炉内に吹き込むことを特徴と
する請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の炉へ
の燃料吹込み方法。
【請求項９】粒状合成樹脂材(ａ)及び(ｂ)を、重量比
で(ａ)／［(ａ)＋(ｂ)］が０．１０以上の割合で混合す
ることを特徴とする請求項７または８に記載の炉への燃
料吹込み方法。
【請求項１０】合成樹脂材類(Ａ)及び(Ｂ)を各処理工
程で嵩密度０．３０以上、安息角４０°以下の粒状合成
樹脂材(ａ)及び(ｂ)に加工することを特徴とする請求項
１から請求項９のいずれか１項に記載の炉への燃料吹込
み方法。
【請求項１１】フィルム状合成樹脂材を主体とする合
成樹脂類(Ａ)を受け入れ、これを粒状合成樹脂材(ａ)に
加工処理するための加工処理ラインＸと、前記合成樹脂
類(Ａ)以外の合成樹脂類(Ｂ)を受け入れ、これを粒状合
成樹脂材(ｂ)に加工処理するための加工処理ラインＹ
と、前記加工処理ラインＸ及び加工処理ラインＹで得ら
れた粒状合成樹脂材(ａ)及び(ｂ)を混合状態でまたは混
合することなく炉に気送して炉内に吹き込むための吹込
み手段とを有し、前記加工処理ラインＸは入側から少な
くとも、合成樹脂類(Ａ)から含塩素高分子樹脂材を分離
除去するための分離装置と、含塩素高分子樹脂材が分離
除去された合成樹脂類(Ａ)を熱により溶融または半溶融
化させた後固化させることにより減容固化された粒状合
成樹脂材(ａ)に加工する粒状固化装置とを有し、前記加
工処理ラインＹは入側から少なくとも、合成樹脂類(Ｂ)
を破砕処理するための１次または複数次の破砕装置と、
破砕処理された合成樹脂類(Ｂ)から異物を分離除去する
ための選別装置と、異物が除去された合成樹脂類(Ｂ)を
粒状合成樹脂材(ｂ)に粉砕処理するための粉砕装置とを
有するとともに、前記１次破砕装置と粉砕装置間の任意
の位置または前記粉砕装置の出側位置において合成樹脂
類(Ｂ)または粒状合成樹脂材(ｂ)から含塩素高分子樹脂
材を分離除去するための分離装置を有していることを特
徴とする炉への燃料吹込み設備。