JP4408546B2 - 鉄分含有廃棄物の有効活用方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄の酸化スケールやダスト等の鉄分含有廃棄物の有効活用方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
製鉄所内においては、高炉、転炉、焼結炉などで鉄分が蒸発してダストが発生し、また、高温で鋳造された連続鋳造鋳片あるいは圧延時に高温に加熱された鋼片に鉄の酸化スケールが発生する。また、連続鋳造鋳片をバーナーなどで所定の長さに溶断するときには溶断屑が発生し、鋼片の表面疵を除去するためにホットスカーフィングを行うときにはスカーフィング屑が発生する。これらダスト、酸化スケール、溶断屑、スカーフィング屑などは酸化鉄等の鉄分を含有するにもかかわらず、従来は品位が低いことを理由として利用価値の無い鉄分含有廃棄物として処分されていた。しかも、ダストなどはせいぜい数μｍ程度の微粉であるため取扱いが不便なうえに、複雑な工程と多大な労力、経費をかけて処分をせねばならず、従って、従来はむしろその処分に苦慮していたものであった。
【０００３】
一方、一般廃棄物、産業廃棄物として回収された廃プラスチックは、６００〜８００℃程度で焼却するとダイオキシンが発生して環境を著しく悪化させ、また、埋め立て処分するにはその量が大量であるために処分場の確保が困難であり、この廃プラスチックもその処分に苦慮していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとするところは上記した従来の問題点を解決し、処分に苦慮していた鉄の酸化スケールやダスト等の鉄分含有廃棄物を同じく処分に苦慮していた廃プラスチックとともに有効に活用するようにした鉄分含有廃棄物の有効活用方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するためになされた本発明の鉄分含有廃棄物の有効活用方法は、混練機内において鉄分含有廃棄物と廃プラスチックとを混合、攪拌しながら蒸気により廃プラスチックを加熱して軟化させ、その後、ブリケッティングマシンにて造粒したブリケットを、溶銑予備処理炉または転炉中の溶銑上に投入して廃プラスチックの燃焼熱で鉄分含有廃棄物中の酸化鉄の還元反応を促進することによって鉄の歩留りを向上させることを特徴とするものを基本構成とする。そして、このような発明において、ブリケットの比重を２〜６とし、このブリケットを溶融スラグと溶銑との界面に滞留させて溶融滓化させる方法を請求項２の発明とし、廃プラスチックを１２０〜２００℃に加熱して軟化させる方法を請求項３の発明とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を詳細に説明する。
本発明においては、主原料として、高炉、転炉、焼結炉などで発生するダスト、連続鋳造鋳片あるい高温加熱鋼片に生成する鉄の酸化スケール、鋳片の溶断屑、ホットスカーフィングにより発生するスカーフィング屑等の鉄分含有廃棄物を用いる。そして、この鉄分含有廃棄物にバインダーとしての廃プラスチックを混合し、１２０〜２００℃程度に加熱して前記廃プラスチックを軟化させたうえ造粒してブリケットとする。このブリケット化する理由は、ダストや酸化スケール等の鉄分含有廃棄物をそのまま溶銑予備処理炉や転炉中の溶銑に添加しようとすると、鉄分含有廃棄物の嵩比重は小さいために容易にスラグに溶け込ますことができないからであり、従って、２ｍｍ程度の米粒大に裁断した廃プラスチックをバインダーとして添加し、この廃プラスチックを１２０〜２００℃に加熱して軟化したうえブリケッティングマシン（造粒機）によりブリケットに造粒する。なお、加熱温度が１２０℃未満では廃プラスチックが軟化し難く、一方、２００℃を越えると逆に軟化しすぎて粘性が不足し、ブリケッティングマシンによる造粒が行い難くなるから、１２０〜２００℃とするのが望ましい。
【０００７】
なお、廃プラスチックの予熱は混練機内において蒸気を用いて行うのが望ましい。その理由は廃プラスチックは熱伝導度が低く、このため加熱が困難であるうえに、直接バーナー等の火により加熱すると引火を引き起こして燃え出し火災の原因になったりするからである。廃プラスチックとして２ｍｍ程度の米粒大に裁断されたものを用いると、蒸気を通過させる隙間を確保することができるので、蒸気により廃プラスチックを均一に予熱することができる。また、スケールやダスト等の鉄分含有廃棄物は少なからず湿気を含んでいるので、鉄分含有廃棄物を乾燥させながら蒸気を発生させて、この蒸気により廃プラスチックを同時に予熱することができる。予熱された鉄分含有廃棄物と廃プラスチックとの混合物は、ブリケッティングマシンに送られて造粒される。
【０００８】
図１はブリケッティングマシンによりブリケットを造粒する工程を示すものであって、ホッパー１から１２０〜２００℃に加熱されて軟化した廃プラスチックを含む混合物２を、外周面に横５０ｍｍ、縦５０ｍｍ、深さ１５ｍｍ程度の成形用凹部（図示せず）が形成されている旋回輪３、３を回転させながらその間に吐出することによって、横５０ｍｍ、縦５０ｍｍ、厚み３０ｍｍ程度の豆炭状のブリケット４を造粒することができる。なお、ブリケット４の比重は２〜６、特に望ましくは２．２〜５．５とするのが望ましい。その理由は、一般的に溶銑の比重は７．４〜７．８であり、スラグの比重は１．５程度であるから、ブリケット４の比重を２〜６とすることによってブリケット４を溶銑よりは軽く、スラグよりは重いものとして、ブリケット４を溶融スラグと溶銑との界面に滞留させることができて、ブリケット４を容易に溶融滓化させることができるからである。
【０００９】
ところで、製鋼の一貫製造工程の一つとして、溶銑予備処理炉→溶鋼移送鍋→転炉→連続鋳造の工程により鋼を製造する工程がある。このような一貫製造工程においては、先ず溶銑予備処理炉において、溶融スラグの塩基度を調整して溶銑に予め脱硫、脱珪、脱燐処理を施し、溶銑中の硫黄、珪素、燐を所望の含有量にまで低下させる。次いで、溶銑予備処理が施された溶銑は、溶銑移送鍋により転炉まで運搬されて、転炉にて酸素吹錬することにより脱炭を施し溶銑中の炭素量が調整される。その後、溶銑は二次精錬が施され、成分調整されて溶鋼とされたのち連続鋳造工程に搬出されて連続鋳造機により連続的にスラブやブルーム等の鋳片に鋳込まれるのである。
【００１０】
前記したようにして造粒されたブリケット４は、溶銑予備処理炉または転炉中の溶銑上に投入されて廃プラスチックが燃焼されるが、廃プラスチックの燃焼熱により酸化鉄の還元反応を促進して、鉄の歩留りを向上させることができる。酸化鉄の還元は、例えば以下のような式により進行する。
【化１】

上記反応は吸熱反応であるから外部から熱エネルギーを供給することにより反応が促進される。従って、廃プラスチックを燃焼させることにより上記反応に反応熱を供給することができて、酸化鉄の還元反応を促進させて、ダストや酸化スケール等の鉄分含有廃棄物から鉄分を回収することができ、鉄の歩留りを向上させることができる。また、発生したＣＯガスは、未燃焼のＬＤＧ（転炉ガス）として回収し焼鈍炉において燃焼させることにより、省エネルギーにて有効に鋼板を加熱することができる。
【００１１】
溶銑予備処理炉または転炉における溶銑の温度は、１３００℃以上もの高温に達するものであるので、廃プラスチックを燃焼しても不完全燃焼することがなく、ダイオキシン等の有害成分のガスを排出する恐れはない。また、溶銑予備処理炉または転炉から排出されるガスは、湿式集塵設備により急冷および除塵されクリーンなガスに浄化されるので、有害なガスが発生した場合においても、その排出を完全にシャットアウトすることができる。
【００１２】
本発明の鉄分含有廃棄物の有効活用方法は、鉄の酸化スケールやダスト等の鉄分含有廃棄物に、廃プラスチックをバインダーとして混合し、この廃プラスチックを加熱、軟化させることにより、鉄分含有廃棄物を造粒してブリケットとすることができ、このブリケットを溶銑予備処理炉または転炉中の溶銑上に投入することにより、廃プラスチックの燃焼熱により酸化鉄の還元反応を促進させ、これにより鉄の歩留りを向上させることができる。
【００１３】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の鉄分含有廃棄物の有効活用方法は、鉄の酸化スケールやダスト等の鉄分含有廃棄物に、廃プラスチックをバインダーとして混合し、この廃プラスチックを加熱、軟化させることにより、鉄分含有廃棄物を造粒してブリケットとすることができ、このブリケットを溶銑予備処理炉または転炉中の溶銑上に投入することにより、廃プラスチックの燃焼熱により酸化鉄の還元反応を促進させて、ダストや酸化スケール等の鉄分含有廃棄物から鉄分を回収することができて、鉄の歩留りを向上させることができる。また、ブリケットの比重を２〜６としてブリケットを溶融スラグと溶銑との界面に滞留させるようにすれば、より有効に溶融滓化させることができる。なお、還元反応により発生したＣＯガスは、未燃焼のＬＤＧとして回収し焼鈍炉において燃焼させることにより、省エネルギーにて有効に鋼板を加熱することができ、また、廃プラスチックが溶銑予備処理炉または転炉中の溶銑上に投入されると高温で完全燃焼するので、ダイオキシン等の有害成分のガスを排出する恐れはない。
即ち、本発明によれば、ダスト等の鉄分含有廃棄物の還元反応を、廃プラスチックの燃焼熱により促進することにより、鉄歩留りを向上させることができ、従来その処分に苦慮していたダスト等の鉄分含有廃棄物および廃プラスチックを資源として有効に活用することができる。また、廃プラスチックの予熱を混練機内において蒸気を用いて行うことにより、火災発生の危険なく安全に廃プラスチックを加熱、軟化させることができる。
従って、本発明は工業的価値大なるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】ブリケッティングマシンによる造粒工程を示す図である。
【符号の説明】
１ ホッパー
２ 混合物
３ 旋回輪
４ ブリケット

Claims (3)

1. 混練機内において鉄分含有廃棄物と廃プラスチックとを混合、攪拌しながら蒸気により廃プラスチックを加熱して軟化させ、その後、ブリケッティングマシンにて造粒したブリケットを、溶銑予備処理炉または転炉中の溶銑上に投入して廃プラスチックの燃焼熱で鉄分含有廃棄物中の酸化鉄の還元反応を促進することによって鉄の歩留りを向上させることを特徴とする鉄分含有廃棄物の有効活用方法。
2. ブリケットの比重を２〜６とし、このブリケットを溶融スラグと溶銑との界面に滞留させて溶融滓化させることを特徴とする請求項１記載の鉄分含有廃棄物の有効活用方法。
3. 廃プラスチックを１２０〜２００℃に加熱して軟化させることを特徴とする請求項１に記載の鉄分含有廃棄物の有効活用方法。

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