JP4593443B2 - Recycling method of shredder dust - Google Patents
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Description
本発明は、シュレッダーダストの再資源化方法、特にシュレッダーダストを製鉄・製鋼用炉において加炭材や補助燃料などの添加材として有効利用する方法に関する。 The present invention relates to a method for recycling shredder dust, and more particularly to a method for effectively using shredder dust as an additive such as a carburizing material and auxiliary fuel in a steelmaking and steelmaking furnace.
シュレッダーダスト(SR)とは、使用済の自動車や家電等から再利用可能な有用部品を取り外した後の廃棄物を破砕し、さらに有価金属類を回収した後に残る破砕廃棄物の総称である。シュレッダーダストは樹脂・繊維・ウレタン・ゴムなどの有機物(可燃物)を主体とし、ガラスや土砂、回収されなかった金属などの無機物も含む雑多な軽量混合物(通常かさ比重約0.2〜0.4程度)である。 Shredder dust (SR) is a general term for crushing waste remaining after crushing waste after removing useful parts that can be reused from used automobiles, home appliances, etc., and collecting valuable metals. Shredder dust consists mainly of organic substances (combustible materials) such as resin, fiber, urethane, rubber, and other miscellaneous lightweight mixtures that contain inorganic substances such as glass, earth, and uncollected metals (usually a bulk specific gravity of about 0.2-0. 4).
従来、シュレッダーダストはその大部分がそのままあるいは減容化されて埋め立て処分されていた。しかし、処分場には限界があり、またリサイクルや環境保護の観点からもシュレッダーダストを有効利用することが望まれている。その一つとして、製鋼用電気炉で加炭材や助燃材として使用されるコークスや石炭などの代替として、シュレッダーダストを利用することが知られている。 Conventionally, most of shredder dust has been disposed of in landfills as it is or after volume reduction. However, there are limits to the disposal site, and it is desirable to effectively use shredder dust from the viewpoint of recycling and environmental protection. As one of them, it is known to use shredder dust as an alternative to coke or coal used as a carburizing material or auxiliary material in an electric furnace for steelmaking.
シュレッダーダストは、そのまま炉内に投入すると燃焼速度が早すぎて燃焼反応が一度に集中してしまう。そうすると、燃焼熱によって排ガス温度が上昇したり、完全燃焼せずにCOガスのまま炉外(集塵機など)に排出されてしまう割合が高くなり、シュレッダーダストにより発生する熱が鉄スクラップや溶鋼の加熱に有効に利用されない、あるいは場合によっては、スクラップを溶解するための必要エネルギー量がシュレッダーダスト投入によりかえって増加することもあった。また、投入時に火炎の舞い上がりが大きくなり、温度が急激に上がるなど、設備にも過剰な負荷を与えてしまうという問題もあった。 If shredder dust is put into the furnace as it is, the combustion speed is too fast and the combustion reaction is concentrated at once. As a result, the exhaust gas temperature rises due to the combustion heat, or the rate at which the CO gas is exhausted outside the furnace (such as a dust collector) without being completely burned increases, and the heat generated by the shredder dust heats the iron scrap and molten steel. In some cases, the amount of energy required for melting the scrap may be increased due to the introduction of the shredder dust. In addition, there was a problem that excessive load was applied to the equipment, for example, the flame soared at the time of charging and the temperature rose rapidly.
このため、シュレッダーダストを減容固化して利用することが行われており、また、大小の固化物を成形してこれらを混合使用することにより燃焼速度を調節することも提案されている(例えば、特許文献1〜2)。
しかしながら、これらの方法によっても未だシュレッダーダストの有効利用という点で十分と言えるものではなかった。また、減容固化物を投入しようとする炉の規模や種類、操業方法等の条件が変わると、シュレッダーダストの最適な燃焼速度も異なることが多く、このような条件の変更に応じてその都度固化物のサイズを変えて燃焼速度を調節しようとすると、新たな減容固化設備が必要となってしまう。また、減容固化により燃焼速度を遅くするには固化物サイズを大きくする必要があるが、それにも限界があった。
However, these methods are still not sufficient in terms of effective use of shredder dust. In addition, when conditions such as the scale, type, and operation method of the furnace to which the volume-reduced solids are introduced change, the optimum burning speed of the shredder dust often varies, and each time such a change in conditions occurs, If an attempt is made to adjust the burning rate by changing the size of the solidified product, a new volume-reducing solidification facility is required. Further, in order to reduce the burning rate by volume reduction solidification, it is necessary to increase the size of the solidified product, but there is a limit to this.
本発明は前記従来技術の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、シュレッダーダストを製鉄・製鋼用炉における加炭材や助燃材などの添加材として利用可能にし、その燃焼速度を容易に調節できるシュレッダーダストの再資源化方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and its purpose is to make it possible to use shredder dust as an additive such as a carburizing material or auxiliary material in a steelmaking and steelmaking furnace, and to easily increase the burning rate. It is to provide a method for recycling shredder dust that can be adjusted.
前記課題を達成するために本発明者らが鋭意検討を行った結果、シュレッダーダストに還元スラグなどを混合して減容化することにより、燃焼速度が容易に調節でき、製鉄・製鋼用炉において有効に利用できることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明にかかるシュレッダーダストの再資源化方法は、可燃物を含むシュレッダーダストに、燃焼速度制御剤として還元スラグ及び転炉スラグから選ばれる少なくとも一つをその含有率が3〜60質量%となるように混合し、これを減容化して製鉄・製鋼用炉の添加材として使用することを特徴とする。
また、本発明の方法において、減容化物のかさ比重を0.8〜1.5とすることが好適である。
As a result of intensive studies by the present inventors in order to achieve the above-mentioned problems, it is possible to easily adjust the combustion rate by mixing reduced slag with shredder dust and reducing the volume, and in steelmaking and steelmaking furnaces. The present invention was completed by finding that it can be used effectively.
That is, in the method for recycling shredder dust according to the present invention, the shredder dust containing combustible material contains at least one selected from reducing slag and converter slag as a combustion rate control agent in a content of 3 to 60% by mass. It mixes so that it may become, and this is volume-reduced and it is used as an additive of the furnace for iron manufacture and steelmaking .
In the method of the present invention, it is preferable that the bulk specific gravity of the volume-reduced product is 0.8 to 1.5.
本発明によれば、シュレッダーダストに燃焼速度制御剤を混合することによって、既存の減容固化設備を利用して燃焼速度調節を容易に行うことができ、シュレッダーダストを製鉄・製鋼用炉添加材として有効利用できる。また、還元スラグは従来再利用が困難であったが、本発明によれば還元スラグを燃焼速度抑制剤として有効に活用し、酸化スラグ化させることにより再利用も可能とすることができる。 According to the present invention, by mixing the combustion rate control agent with the shredder dust, the combustion rate can be easily adjusted using the existing volume reduction solidification equipment, and the shredder dust is added to the furnace additive for iron making and steel making. Can be used as effective. Further, reduced slag has been difficult to reuse in the past, but according to the present invention, the reduced slag can be effectively utilized as a combustion rate inhibitor and can be reused by making it into oxidized slag.
製鉄・製鋼用炉にシュレッダーダストを投入して処理する場合、シュレッダーダストに含まれる有機物の炭素分が加炭材として利用できること、及び有機物の燃焼により発生する熱量が鉄スクラップの溶解等に有効に利用されることが望まれるが、有機物の炭素分を加炭材として利用するため、及びシュレッダーダストが保有する熱量を有効に利用するためには、炉内でのシュレッダーダストの燃焼速度を適正に調節することが重要である。
本発明においては、シュレッダーダストに燃焼速度制御剤を混合することにより、シュレッダーダストの燃焼速度を調節する。
When processing shredder dust into steelmaking and steelmaking furnaces, the carbon content of organic matter contained in shredder dust can be used as a carburizing material, and the amount of heat generated by the combustion of organic matter is effective for melting iron scrap, etc. Although it is desirable to use it, in order to use the carbon content of organic matter as a carburizing material and to effectively use the amount of heat held by the shredder dust, the burning rate of the shredder dust in the furnace must be set appropriately. It is important to adjust.
In the present invention, the combustion rate of the shredder dust is adjusted by mixing the shredder dust with a combustion rate control agent.
制御剤は、シュレッダーダストと抑制剤との混合物全体に対し3〜60質量%となるようにシュレッダーダストに混合することが好適である。制御剤が少なすぎるとシュレッダーダストの燃焼速度抑制効果が発揮されず、シュレッダーダストの有機物の炭素分を加炭材化できないし、シュレッダーダスト投入による発生熱量が鉄スクラップの溶解等に有効に利用されない。一方、制御剤が多すぎるとシュレッダーダストの比率が小さくなりすぎて、シュレッダーダストの処理効率が悪くなる。また、減容化物中の有機物量が不足するために燃焼効率や着熱効率の低下を招く。 The control agent is preferably mixed with the shredder dust so as to be 3 to 60% by mass with respect to the entire mixture of the shredder dust and the inhibitor. If the amount of the control agent is too small, the shredder dust burning rate suppression effect will not be exhibited, the carbon content of the organic matter in the shredder dust cannot be converted into a carburized material, and the heat generated by the shredder dust input cannot be used effectively for melting iron scrap, etc. . On the other hand, when there is too much control agent, the ratio of shredder dust will become too small, and the processing efficiency of shredder dust will worsen. Moreover, since the amount of organic substances in the volume-reduced product is insufficient, the combustion efficiency and the heat receiving efficiency are reduced.
制御剤は、粉末状または顆粒状が好ましい。特に粉末はシュレッダーダストとの混合性がよく、燃焼速度制御効果が高い。
制御剤としては、炉内で発熱反応を起こさず、製鉄・製鋼において悪影響を及ぼさないもの、出来得れば滓化材や脱硫材として利用できるものが好適に使用できる。本発明においては、還元スラグ、転炉スラグが挙げられるが、特に還元スラグが好適に使用できる。
The control agent is preferably powdery or granular. In particular, the powder has good miscibility with the shredder dust and has a high combustion rate control effect.
As the control agent, those that do not cause an exothermic reaction in the furnace and do not adversely affect iron and steel making, and can be preferably used as hatching materials or desulfurization materials if possible. In the present invention, reduced slag and converter slag can be mentioned, and particularly reduced slag can be preferably used.
還元スラグは、電気炉での還元精錬時に発生するスラグであるが、CaOを主成分とするため、膨張崩壊性があり、その再利用が進んでいない。転炉スラグも還元スラグと同様な成分系であり、同じ問題を抱えている。本発明においては、還元スラグなどを制御剤として使用することができる。還元スラグ混合のシュレッダーダスト減容物を電気炉酸化精錬時に使用した場合、還元スラグは酸化スラグとして再生される。酸化スラグは還元スラグに比してCaOの割合が少なく品質安定性も高いので、アスファルト用骨材やコンクリート用骨材などとしてほぼ100%近く再利用可能である。
よって、本発明はシュレッダーダストのみならず、還元スラグの再利用方法の一つとしても有用である。また、還元スラグはCaOを多く含むので、酸化精錬時に使用される石灰分の削減効果も期待できる。
Although reduced slag is slag generated at the time of reductive refining in an electric furnace, since it contains CaO as a main component, it has expansion and collapse properties and its reuse is not progressing. Converter slag is a component system similar to reduced slag and has the same problems. In the present invention, reduced slag or the like can be used as a control agent. When the shredder dust volume-reduction product mixed with reduced slag is used during electric furnace oxidation refining, the reduced slag is regenerated as oxidized slag. Oxidized slag has a lower CaO ratio and higher quality stability than reduced slag, so it can be reused almost 100% as aggregate for asphalt or aggregate for concrete.
Therefore, the present invention is useful not only as shredder dust but also as one method for reusing reduced slag. Moreover, since reducing slag contains many CaO, the reduction effect of the lime used at the time of oxidation refining can also be anticipated.
シュレッダーダストに制御剤を混合した後、加圧等通常の方法により減容化する。減容化にあたっては、必要に応じて加熱してもよい。減容化することにより表面積が減少し、かさ比重が増加するため、さらに燃焼速度が抑制される。
減容化物のかさ比重は通常0.8〜1.5であるが、好ましくは1.0〜1.5、さらに好ましくは1.2〜1.4である。減容化物のサイズ、形状は特に制限されない。
After mixing the control agent with the shredder dust, the volume is reduced by an ordinary method such as pressurization. In volume reduction, you may heat as needed. By reducing the volume, the surface area is reduced and the bulk specific gravity is increased, so that the combustion rate is further suppressed.
The bulk specific gravity of the volume-reduced product is usually 0.8 to 1.5, preferably 1.0 to 1.5, more preferably 1.2 to 1.4. The size and shape of the volume-reduced product are not particularly limited.
このようにして得られた本発明のシュレッダーダスト減容化物は、製鉄・製鋼用炉の添加材として使用できる。特に、製鋼用電気炉における加炭材や助燃材として好適に使用できる。
本発明においては、シュレッダーダストを投入しようとする炉やその操業方法等の各種条件に応じて、制御剤の種類や比率を適宜選択することにより、既存の減容固化設備を用いてシュレッダーダスト減容化物の燃焼速度を容易に調節できる。
以下、本発明について具体例を挙げてさらに説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
The shredder dust volume-reduced product of the present invention thus obtained can be used as an additive for a steelmaking / steelmaking furnace. In particular, it can be suitably used as a carburizing material or auxiliary material in an electric furnace for steel making.
In the present invention, it is possible to reduce shredder dust using existing volume-reducing solidification equipment by appropriately selecting the type and ratio of the control agent according to various conditions such as the furnace to which shredder dust is to be introduced and the operation method thereof. The combustion rate of the contents can be adjusted easily.
Hereinafter, the present invention will be further described with specific examples, but the present invention is not limited thereto.
有用部品を取り除いた後の廃自動車や廃家電などの破砕物から、さらに有価金属類を選別除去した後のシュレッダーダスト(80mm篩下、かさ比重約0.3、有機物含量約60%)に還元スラグを混合し、これを加圧押出により減容固化して、直径約11cm、長さ約20cmの添加材(かさ比重約1.3)を製造した。
得られた添加材を鉄スクラップとともに電気炉(EF)内に投入し、通常の操業方法で溶解を行った際の投入熱量と排出熱量との関係を調べた。
Reduced to shredder dust (80 mm sieve, bulk specific gravity of about 0.3, organic matter content of about 60%) after further removal of valuable metals from crushed materials such as scrapped automobiles and waste home appliances after removing useful parts The slag was mixed and reduced in volume by pressure extrusion to produce an additive (bulk specific gravity: about 1.3) having a diameter of about 11 cm and a length of about 20 cm.
The obtained additive was put into an electric furnace (EF) together with iron scrap, and the relationship between the amount of input heat and the amount of exhaust heat when melting by a normal operation method was investigated.
図1に、還元スラグ混合率が30質量%の場合(試験例1)の投入熱量と排出熱量との関係を示す。
図1において、投入熱量とは、投入鉄スクラップ1Mt当たりの投入添加材の保有熱量(Mcal)である。また、排出熱量は、投入熱量のうち電気炉内で利用されずに炉外に排出された熱量(Mcal/Mt・投入鉄スクラップ)である。投入熱量=排出熱量のラインは投入熱量が全く利用されていない、すなわち着熱効率=0を示すラインである。投入熱量に対して排出熱量が少ないほど(直線の傾きが小さいほど)、添加材物の着熱効率が高いことを意味している。
FIG. 1 shows the relationship between the input heat amount and the exhaust heat amount when the reduction slag mixing ratio is 30% by mass (Test Example 1).
In FIG. 1, the input heat amount is the retained heat amount (Mcal) of the input additive per 1 Mt of input iron scrap. The amount of heat discharged is the amount of heat (Mcal / Mt · input iron scrap) discharged outside the furnace without being used in the electric furnace. The input heat amount = exhaust heat amount line is a line in which the input heat amount is not used at all, that is, the heat receiving efficiency = 0. It means that the smaller the amount of exhausted heat with respect to the amount of input heat (the smaller the slope of the straight line), the higher the heat receiving efficiency of the additive material.
図1からわかるように、試験例1の固化物を用いた場合、投入熱量の利用率は約40%であった。これに対して、シュレッダーダストのみで減容固化も行わなかった場合(比較例1)には、投入熱量はほとんど利用されずに排出されてしまった。また、制御剤を使用せずにシュレッダーダストのみを減容固化した場合においても投入熱量の利用率は低かった。 As can be seen from FIG. 1, when the solidified product of Test Example 1 was used, the utilization rate of the input heat amount was about 40%. On the other hand, when the volume reduction and solidification was not performed only with the shredder dust (Comparative Example 1), the input heat amount was discharged with little use. Even when only the shredder dust was reduced and solidified without using a control agent, the utilization rate of the input heat amount was low.
下記表1は、(a)制御剤を配合せずに減容固化した場合と、(b)制御剤を配合して減容固化した場合とで、電気炉の排ガス組成を比較した結果である。制御剤を配合することにより、排ガス温度が低下しただけでなく、COガス濃度も低下していることがわかる。COは未燃ガスであるから、この結果は制御剤を使用した場合の方がCO+1/2O2=CO2で示される反応が電気炉内でより多く発生し、添加材の保有エネルギーが熱量として有効に利用できたことを示すものである。 Table 1 below is a result of comparing the exhaust gas composition of the electric furnace between (a) volume reduction solidification without adding a control agent and (b) volume reduction solidification by adding a control agent. . It can be seen that by blending the control agent, not only the exhaust gas temperature was lowered, but also the CO gas concentration was lowered. Since CO is an unburned gas, this result shows that the reaction indicated by CO + 1 / 2O 2 = CO 2 occurs more in the electric furnace when the control agent is used, and the retained energy of the additive is calculated as the amount of heat. It shows that it can be used effectively.
(表1)
――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――
試験水準 排ガス温度(℃) CO2(%) CO(%) O2(%)
――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――
(a)抑制剤無配合 1,011 7.2 11.2 5.2
(b)抑制剤配合* 969 9.8 8.5 4.6
――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――
*抑制剤配合率:30質量%
(Table 1)
――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――
Test level Exhaust gas temperature (° C) CO 2 (%) CO (%) O 2 (%)
――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――
(A) No inhibitor added 1,011 7.2 11.2 5.2
(B) Inhibitor formulation * 969 9.8 8.5 4.6
――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――
* Inhibitor compounding ratio: 30% by mass
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