JPH0995725A - スクラップ溶解法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 合成樹脂材及びダスト類の大量処理と有効利
用を図りつつ、スクラップを高効率に溶解して溶銑を製
造するとともに、燃料用ガスとして利用価値の高い高カ
ロリーの排ガスを大量に製造することができ、しかも低
い製造コストで操業を行なうことができるスクラップ溶
解法を提供すること 【解決手段】 シャフト炉内に鉄源であるスクラップ、
コークス及び合成樹脂材を炉頂装入し、羽口部に設けら
れた燃焼バーナからダスト類と微粉炭または微粉炭＋合
成樹脂材を吹き込むとともに、微粉炭または微粉炭＋合
成樹脂材の周囲から酸素を吹き込んで両者を高効率に混
合させることにより、微粉炭または微粉炭＋合成樹脂材
を急速燃焼させ、その燃焼ガスの顕熱でスクラップを溶
解して溶銑を製造するとともに、燃焼ガスを炉内で有意
に二次燃焼させることなく、合成樹脂材の熱分解で生じ
たガスとともに燃料用ガスとして回収する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はスクラップ溶解法、より
詳細には、スクラップを鉄源とし且つ微粉炭を主要な熱
源及び高カロリー排ガス源とし、高カロリー排ガス源さ
らには熱源の一部として廃棄物たる合成樹脂類を用いて
溶銑を製造し、しかも燃料用ガスとして高い利用価値の
ある高カロリー排ガスを得ることができるスクラップ溶
解法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年スクラップ（銑屑、鉄屑）の供給が
増加の一途を辿っており、そのリサイクルが資源の有効
利用の面で重要な課題となりつつある。このためスクラ
ップを原料として低コストに高い生産性で溶銑を製造で
きる技術の開発が強く望まれている。従来、スクラップ
から溶銑を製造するために電気炉が用いられているが、
電気炉法は莫大な電気を必要とするためコストが高く、
製造コスト面での要求を満足できない。

【０００３】また、キュポラ法によりスクラップを原料
とした鋳物銑の製造が行われているが、このキュポラ法
では燃料として鋳物用の高品位大塊コークスを使用する
必要があり、この鋳物用コークスは高炉用コークスの４
倍程度の価格であるため製造コストの面で汎用化は難し
い。キュポラ法ではスクラップの円滑な溶解を促すため
に、羽口から吹き込まれた熱風中の酸素を羽口先のコー
クスによって急速に消費させず、炉の下部に形成される
コークスベット上部のスクラップ溶解帯付近で消費させ
るようにし、この部分で最高温度になるような温度分布
にすることが必要であり、このためコークスは高炉用コ
ークスよりも反応性が低く、燃焼しにくいものを使用す
る必要がある。このため、高炉用コークスよりも粒度が
大きく反応性の低い特殊な鋳物用コークスを用いること
が不可欠である。

【０００４】以上のような従来の電気炉法やキュポラ法
に対して、シャフト炉を用いたスクラップ溶解法とし
て、シャフト炉内に鉄源であるスクラップと高炉用コー
クスとを装入するとともに、羽口部から常温の高酸素富
化空気と微粉炭を吹き込んで燃焼させ、この燃焼ガスの
顕熱によりスクラップを溶解するとともに、シャフト部
から空気を吹き込むことで燃焼ガスを二次燃焼させてス
クラップの溶解を促進させるようにしたスクラップ溶解
法が提案されている（鉄と鋼 Vol.79,No.2，P.139〜14
6）。

【０００５】また、他の方法として、シャフト炉の外部
に微粉炭燃焼用の燃焼炉を設けてこの燃焼炉で微粉炭を
多量に燃焼させ、発生した高温の燃焼ガスをスクラップ
とコークスが装入されたシャフト炉に導入するととも
に、この導入の際に酸素含有ガスを補給して燃焼ガスを
二次燃焼させ、この燃焼ガスの顕熱によりスクラップを
溶解するようにしたスクラップ溶解法が提案されている
（特開平１−１９５２２５号公報）。これらの提案によ
るスクラップ溶解法は、熱源の一部として微粉炭を使用
し且つ炉内に装入するコークスとして安価な高炉用コー
クスを使用できるため、経済的な操業を実現できる可能
性がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した２つ
のスクラップ溶解法はいずれも低燃料比によるエネルギ
ーミニマムを指向した技術であり、このため燃料比を低
く抑えた操業（燃料比：３００ｋｇ／ｔ・pig未満）を
行ない、且つ微粉炭の燃焼により生成した燃焼ガスにさ
らに空気等の酸素含有ガスを吹き込んで二次燃焼させる
ことにより、低燃料比の下でのスクラップ溶解の促進を
図っている。すなわち、これら従来のスクラップ溶解法
の狙いは、燃料比の低減化と熱源の一部として微粉炭を
使用することによりスクラップ溶解の低コスト化を実現
しようとするものであり、したがって、微粉炭の大量供
給を行なって高燃料比の操業を行い、大量供給された微
粉炭を積極的に燃焼ガス化して大量の排ガス（燃料ガ
ス）を得るというような意図はなく、また、これが可能
となるような操業条件や手段を備えてもいない。

【０００７】また、上記のスクラップ溶解法では製造コ
ストの低減化のために熱源の一部として微粉炭を用いて
いるが、その供給量は［微粉炭比／コークス比］の重量
比で１．０に満たず（せいぜい高くても０．９程度）、
燃料比を低く抑えてはいるものの、コークス比が相対的
に高いという意味で低コスト化が十分に図られていると
は言い難い。また、これらのスクラップ溶解法では、低
燃料比による操業を可能とするために微粉炭の燃焼ガス
にさらに空気等の酸素含有ガスを吹き込んで二次燃焼さ
せており、また、微粉炭の燃焼や二次燃焼のために空気
若しくは酸素富化された空気を用いているため、排出さ
れる排ガスには必然的に窒素やＣＯ₂等が多量に含まれ
ることになる。したがって、これら従来技術のスクラッ
プ溶解法において炉から排出される排ガスは、燃料ガス
としてそれなりの利用価値はあるものの、例えば高効率
な発電を行なうための燃料ガスや加熱炉用燃料ガスとし
て利用できるような熱量を有する高カロリーガスではな
い。

【０００８】例えば、前者の従来技術を述べた文献（鉄
と鋼 Vol.79,No.2，P.139〜146）では、キュポラ法に較
べて高カロリーの排ガスが得られ、これを燃料ガスとし
て有効利用できるとしているが、その排ガスカロリーは
約２０００ｋｃａｌ／Ｎｍ³（約８４００ｋＪ／Ｎｍ³）
程度に過ぎない。また、同文献では試験的に二次燃焼を
実施しないで行った実験例のデータも示されているが、
本発明者らが試算した結果では、この場合でも排ガスの
カロリーは高々２３００ｋｃａｌ／Ｎｍ³程度に過ぎな
い。一般に、加熱炉用や高効率発電用の燃料ガスとして
は２５００ｋｃａｌ／Ｎｍ³以上の高カロリーガスが使
用されており、したがって、従来技術で得られる排ガス
は加熱炉用や高効率発電用としては適さず、利用価値の
低いものと言わざるを得ない。また、低燃料比での操業
であるために発生する排ガス量も少なく、排ガスカロリ
ーが低いことも相俟って高品質の燃料ガスを大量に安定
供給できるような技術ではない。

【０００９】また、後者の従来技術（特開平１−１９５
２２５号公報）では、溶解炉とは別に微粉炭燃焼用の燃
焼炉が必要であるため設備コストが高く、また、燃焼炉
で生成した高温ガスをガス導管によりシャフト炉に導く
途中でガス顕熱の一部が失われるため、経済性の面でも
問題がある。なお、先に述べたキュポラ法の改良技術と
して、羽口から酸素富化熱風を微粉炭とともに吹き込む
ようにした方法も提案（ Klaus Scheiding : Proceedin
gs of the Eighth Japan-Germany Seminar, Oct.,6,7,1
993（ Sendai,Japan ）,p.22“ Hot Metal Production
Based on Scrap, Coal and Oxygen ”）されているが、
この方法では高炉用コークスのなかでも大径のコークス
を使用しなければならず、製造コストが高くなる問題が
ある。また、先に述べた従来技術と同様、この技術にも
微粉炭を大量に供給してその燃焼ガス化を図るというよ
うな意図はなく、また、これが可能となるような操業条
件や手段を備えてもおらず、さらに窒素を含む熱風の吹
き込みを行なっていること等からしても、高カロリーの
排ガスを得ることは到底望めない。

【００１０】このように従来提案されているスクラップ
溶解技術は、基本的に燃料比の低減化によるエネルギー
ミニマムを指向しているが故に、その排ガスは熱量が小
さく且つ排出量も少なく、利用価値の低いものであっ
た。また、熱源の一部として微粉炭を用いているが、微
粉炭の高効率な燃焼を実現することができないためコー
クス比に対して微粉炭比を十分に高めることができず、
微粉炭使用による低コスト化が十分に図られていない。
一方、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。

【００１１】また、所謂一貫製鉄所では種々の設備から
大量のダスト類が排出される。このようなダスト類とし
ては、例えば高炉ダスト、転炉ダスト、電気炉ダスト、
キュポラダスト、ミルスケール、シュレッターダスト、
亜鉛ダスト等があり、製鉄所全体では膨大な排出量とな
る。これらのダストの多くには比較的高濃度の亜鉛（高
炉ダストの場合で１〜２％、キュポラダストで約２０
％）が含まれているため、環境汚染の問題から埋立地等
に投棄することができず、その大量処理法の開発が望ま
れている。従来、亜鉛含有ダストを処理する方法とし
て、亜鉛含有ダストをペレット化してシャフト炉に装入
し、炉内で亜鉛を還元・揮発化させた後、排ガス中の亜
鉛を酸化させて酸化亜鉛の形で回収する方法が特開昭５
３−２５２２１号公報及び特開昭５５−１２５２１１号
公報で提案されている。また、キュポラで発生する亜鉛
含有ダスト等の金属含有粉体を羽口等からキュポラ内に
繰り返し導入することにより金属含有粉体中に亜鉛を濃
縮化する方法が特開平２−２６３０８８号公報で提案さ
れている。

【００１２】しかし、これら従来法のうち前者の方法
（特開昭５３−２５２２１号公報及び特開昭５５−１２
５２１１号公報）では亜鉛含有ダストをペレット化する
工程が必要であるため、処理コストの面でダスト類の大
量処理には不向きである。また、従来法が対象とするよ
うな一般の高炉やキュポラでは炉頂温度が２００〜２５
０℃程度であり、したがって、炉内の金属亜鉛蒸気が凝
縮する温度域（４００〜８００℃）は炉頂部よりもかな
り下方のシャフト部に存在している。このため上記のい
ずれの従来法でも、金属亜鉛蒸気の多くは炉頂部に達す
る前に凝縮してしまい、この亜鉛が炉内壁に付着・堆積
して耐火物を剥離させる等の問題を生じる。

【００１３】一方、スクラップ溶解法の主原材料である
スクラップ中にも亜鉛めっき鋼板等の形で多量の亜鉛含
有材が含まれており、この原材料中の亜鉛が炉内に蓄積
して上記と同様に炉内壁に付着・堆積したり、或いは金
属亜鉛蒸気が排ガスに随伴して炉外に放出され、これが
排ガス管等の内壁に凝縮して付着・堆積する等の問題を
生じ易い。したがって、スクラップ溶解技術において
は、原材料に含まれる亜鉛を炉内に蓄積させることな
く、適切に回収することが大きな課題となる。しかし、
先に述べた従来のスクラップ溶解法では、このような亜
鉛の処理については何ら特別な対策は採られていない。

【００１４】したがって本発明の目的は、上述したよう
な従来のスクラップ溶解技術に対し、スクラップを高効
率に溶解して溶銑を製造できるだけでなく、燃料用ガス
として利用価値の高い高カロリー排ガスを大量に製造す
ることができるとともに、高カロリー排ガスの利用価値
を考慮した場合に従来技術に較べて相当程度に低い製造
コストで操業を行なうことができ、しかも高カロリー排
ガス源及び／または熱源の一部として合成樹脂類を利用
することにより、廃棄物たる合成樹脂類の大量処理と有
効利用が可能であり、さらに、製鉄所等において排出さ
れるダスト類についてもその大量処理と有効利用が可能
であるとともに、スクラップやダスト類に含まれる亜鉛
を炉内に蓄積させることなく、これを高濃度化した状態
で炉内から適切に回収することができる、全く新たなタ
イプのスクラップ溶解法を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上述した
スクラップを原料とする溶銑の製造と高カロリー排ガス
の製造を低コストで実施するという目的が、微粉炭の大
量吹き込みによる高燃料比、高微粉炭比での操業の下で
下記の〜の手段を採ることにより達成できることを
見い出した。 羽口部の燃焼バーナから微粉炭とともに酸素を吹き
込む。 微粉炭と酸素とを、両者が速かに接触して混合する
ような特定の方法により吹き込むことにより微粉炭の急
速燃焼を実現させる。特に好ましくは、微粉炭の燃焼の
大部分を羽口部の燃焼バーナの内部で行わしめることに
より、炉内状況に影響されることなく微粉炭の安定した
高効率燃焼を実現させる。 微粉炭の燃焼による燃焼ガスを有意に二次燃焼させ
ない。

【００１６】同時に、本発明者らはスクラップ溶解にお
いて熱源及び高カロリー排ガス源の一部として合成樹脂
類を炉内装入することについて検討を行い、その結果、
上記〜の構成を特徴とするスクラップ溶解法におい
て、合成樹脂材を炉頂装入すること、さらには燃焼バー
ナを通じて微粉炭とともに合成樹脂材を炉内に吹き込む
ことにより、合成樹脂材を効率的にガス化させることが
でき、廃棄物としての合成樹脂材の大量処理と高カロリ
ー排ガス源及び／または熱源としての有効利用を図るこ
とができること、一方、このスクラップ溶解法では当初
予想されていたような合成樹脂材の炉内装入による問
題、すなわち、一般の廃棄物において合成樹脂材の約２
０％を占めるとも言われる塩化ビニル材の燃焼によって
生じるＨＣｌの排出や、合成樹脂材の分解物によって生
成するタール状物質による排ガス配管の閉塞等の問題を
適切に回避しつつ、合成樹脂材の大量装入と処理が可能
であり、実際上の面でも合成樹脂材を高カロリー排ガス
源及び／または熱源の一部として大量利用できることが
判明した。

【００１７】さらに、上記のスクラップ溶解法において
は羽口部から大量のダスト類を吹き込んでも何ら問題は
なく、ダスト類をそのままの形で鉄源、熱源或いは副原
料源等として大量利用できること、また特に、炉頂温度
を所定範囲に制御しつつ、系内で回収された亜鉛含有ダ
スト（当該炉で排ガス中から回収された亜鉛含有ダス
ト）を羽口部から繰り返し導入することにより、スクラ
ップ及びダスト類に含まれる亜鉛を回収ダスト中に濃化
させ、炉内の亜鉛を炉内壁等に付着・堆積させることな
く高濃度な状態で回収できることが判った。本発明はこ
のような知見に基づきなされたもので、その特徴とする
構成は以下の通りである。

【００１８】(1) シャフト炉内に鉄源であるスクラッ
プとコークスを炉頂装入し、羽口部に設けられた燃焼バ
ーナからは微粉炭、粉粒状または細片状の合成樹脂材及
び酸素を炉内に吹き込むとともに、該燃焼バーナまたは
／及び羽口部の他の吹込み手段を通じて炉内にダスト類
を吹き込み、前記微粉炭、粉粒状または細片状の合成樹
脂材及び酸素の吹き込みに当たっては、微粉炭と合成樹
脂材をバーナ径方向中心若しくはその近傍から吹き込む
とともに、酸素をその周囲から吹き込んで微粉炭及び合
成樹脂材と酸素を混合させることにより、微粉炭と少な
くとも合成樹脂材の一部を羽口先に形成される燃焼帯で
急速燃焼させ、この燃焼ガスの顕熱でスクラップを溶解
して溶銑を製造するとともに、燃焼ガスを炉内で有意に
二次燃焼させることなく燃料用ガスとして回収すること
を特徴とするスクラップ溶解法。

【００１９】(2) シャフト炉内に鉄源であるスクラッ
プとコークスを炉頂装入し、羽口部に設けられた燃焼バ
ーナからは微粉炭、粉粒状または細片状の合成樹脂材及
び酸素を炉内に吹き込むとともに、該燃焼バーナまたは
／及び羽口部の他の吹込み手段を通じて炉内にダスト類
を吹き込み、前記微粉炭、粉粒状または細片状の合成樹
脂材及び酸素の吹き込みに当たっては、バーナ径方向中
心若しくはその近傍から酸素を吹き込むとともに、その
周囲から微粉炭と合成樹脂材を吹き込み、さらにその周
囲から酸素を吹き込んで微粉炭及び合成樹脂材と酸素を
混合させることにより、微粉炭と少なくとも合成樹脂材
の一部を羽口先に形成される燃焼帯で急速燃焼させ、こ
の燃焼ガスの顕熱でスクラップを溶解して溶銑を製造す
るとともに、燃焼ガスを炉内で有意に二次燃焼させるこ
となく燃料用ガスとして回収することを特徴とするスク
ラップ溶解法。

【００２０】(3) バーナ先端開口部の内方に予燃焼室
が設けられた燃焼バーナを羽口部に備えたシャフト炉を
用いて行われるスクラップ溶解法であって、シャフト炉
内に鉄源であるスクラップとコークスを炉頂装入し、前
記燃焼バーナの予燃焼室内には微粉炭と酸素を吹き込む
とともに、粉粒状または細片状若しくは塊状の合成樹脂
材を吹き込み若しくは装入し、さらに該燃焼バーナまた
は／及び羽口部の他の吹込み手段を通じて炉内にダスト
類を吹き込み、前記微粉炭、粉粒状または細片状の合成
樹脂材及び酸素の吹き込みに当たっては、少なくとも微
粉炭をバーナ径方向中心若しくはその近傍から吹き込む
とともに、酸素をその周囲から吹き込んで両者を混合さ
せることにより、予燃焼室内で微粉炭と少なくとも合成
樹脂材の一部を急速燃焼させ、その燃焼ガスをバーナ先
端開口部から炉内に導入し、この燃焼ガスの顕熱でスク
ラップを溶解して溶銑を製造するとともに、燃焼ガスを
炉内で有意に二次燃焼させることなく燃料用ガスとして
回収することを特徴とするスクラップ溶解法。

【００２１】(4) バーナ先端開口部の内方に予燃焼室
が設けられた燃焼バーナを羽口部に備えたシャフト炉を
用いて行われるスクラップ溶解法であって、シャフト炉
内に鉄源であるスクラップとコークスを炉頂装入し、前
記燃焼バーナの予燃焼室内には微粉炭と酸素を吹き込む
とともに、粉粒状または細片状若しくは塊状の合成樹脂
材を吹き込み若しくは装入し、さらに該燃焼バーナまた
は／及び羽口部の他の吹込み手段を通じて炉内にダスト
類を吹き込み、前記微粉炭、粉粒状または細片状の合成
樹脂材及び酸素の吹き込みに当たっては、酸素をバーナ
径方向中心若しくはその近傍から吹き込むとともに、少
なくとも微粉炭をその周囲から吹き込み、さらにその周
囲から酸素を吹き込んで微粉炭と酸素を混合させること
により、予燃焼室内で微粉炭と少なくとも合成樹脂材の
一部を急速燃焼させ、その燃焼ガスをバーナ先端開口部
から炉内に導入し、この燃焼ガスの顕熱でスクラップを
溶解して溶銑を製造するとともに、燃焼ガスを炉内で有
意に二次燃焼させることなく燃料用ガスとして回収する
ことを特徴とするスクラップ溶解法。

【００２２】(5) シャフト炉内に鉄源であるスクラッ
プ、コークス及び合成樹脂材を炉頂装入し、羽口部に設
けられた燃焼バーナからは微粉炭及び酸素を炉内に吹き
込みむとともに、該燃焼バーナまたは／及び羽口部の他
の吹込み手段を通じて炉内にダスト類を吹き込み、前記
微粉炭及び酸素の吹き込みに当たっては、微粉炭をバー
ナ径方向中心若しくはその近傍から吹き込むとともに、
酸素をその周囲から吹き込んで両者を混合させることに
より、微粉炭を羽口先に形成される燃焼帯で急速燃焼さ
せ、この燃焼ガスの顕熱でスクラップを溶解して溶銑を
製造するとともに、燃焼ガスを炉内で有意に二次燃焼さ
せることなく、合成樹脂材の熱分解により生成したガス
とともに燃料用ガスとして回収することを特徴とするス
クラップ溶解法。

【００２３】(6) シャフト炉内に鉄源であるスクラッ
プ、コークス及び合成樹脂材を炉頂装入し、羽口部に設
けられた燃焼バーナからは微粉炭及び酸素を炉内に吹き
込みむとともに、該燃焼バーナまたは／及び羽口部の他
の吹込み手段を通じて炉内にダスト類を吹き込み、前記
微粉炭及び酸素の吹き込みに当たっては、バーナ径方向
中心若しくはその近傍から酸素を吹き込むとともに、そ
の周囲から微粉炭を吹き込み、さらにその周囲から酸素
を吹き込んで微粉炭と酸素を混合させることにより、微
粉炭を羽口先に形成される燃焼帯で急速燃焼させ、この
燃焼ガスの顕熱でスクラップを溶解して溶銑を製造する
とともに、燃焼ガスを炉内で有意に二次燃焼させること
なく、合成樹脂材の熱分解により生成したガスとともに
燃料用ガスとして回収することを特徴とするスクラップ
溶解法。

【００２４】(7) シャフト炉内に鉄源であるスクラッ
プ、コークス及び合成樹脂材を炉頂装入し、羽口部に設
けられた燃焼バーナからは微粉炭、粉粒状または細片状
の合成樹脂材及び酸素を炉内に吹き込むとともに、該燃
焼バーナまたは／及び羽口部の他の吹込み手段を通じて
炉内にダスト類を吹き込み、前記微粉炭、粉粒状または
細片状の合成樹脂材及び酸素の吹き込みに当たっては、
微粉炭と合成樹脂材をバーナ径方向中心若しくはその近
傍から吹き込むとともに、酸素をその周囲から吹き込ん
で微粉炭及び合成樹脂材と酸素を混合させることによ
り、微粉炭と少くとも合成樹脂材の一部を羽口先に形成
される燃焼帯で急速燃焼させ、この燃焼ガスの顕熱でス
クラップを溶解して溶銑を製造するとともに、燃焼ガス
を炉内で有意に二次燃焼させることなく、合成樹脂材の
熱分解により生成したガスとともに燃料用ガスとして回
収することを特徴とするスクラップ溶解法。

【００２５】(8) シャフト炉内に鉄源であるスクラッ
プ、コークス及び合成樹脂材を炉頂装入し、羽口部に設
けられた燃焼バーナからは微粉炭、粉粒状または細片状
の合成樹脂材及び酸素を炉内に吹き込むとともに、該燃
焼バーナまたは／及び羽口部の他の吹込み手段を通じて
炉内にダスト類を吹き込み、前記微粉炭、粉粒状または
細片状の合成樹脂材及び酸素の吹き込みに当たっては、
バーナ径方向中心若しくはその近傍から酸素を吹き込む
とともに、その周囲から微粉炭と合成樹脂材を吹き込
み、さらにその周囲から酸素を吹き込んで微粉炭及び合
成樹脂材と酸素を混合させることにより、微粉炭と少な
くとも合成樹脂材の一部を羽口先に形成される燃焼帯で
急速燃焼させ、この燃焼ガスの顕熱でスクラップを溶解
して溶銑を製造するとともに、燃焼ガスを炉内で有意に
二次燃焼させることなく、合成樹脂材の熱分解により生
成したガスとともに燃料用ガスとして回収することを特
徴とするスクラップ溶解法。

【００２６】(9) バーナ先端開口部の内方に予燃焼室
が設けられた燃焼バーナを羽口部に備えたシャフト炉を
用いて行われるスクラップ溶解法であって、シャフト炉
内に鉄源であるスクラップ、コークス及び合成樹脂材を
炉頂装入し、前記燃焼バーナの予燃焼室内には微粉炭と
酸素を吹き込むとともに、該燃焼バーナまたは／及び羽
口部の他の吹込み手段を通じて炉内にダスト類を吹き込
み、前記微粉炭及び酸素の吹き込みに当たっては、微粉
炭をバーナ径方向中心若しくはその近傍から吹き込むと
ともに、酸素をその周囲から吹き込んで両者を混合させ
ることにより、予燃焼室内で微粉炭を急速燃焼させ、そ
の燃焼ガスをバーナ先端開口部から炉内に導入し、この
燃焼ガスの顕熱でスクラップを溶解して溶銑を製造する
とともに、燃焼ガスを炉内で有意に二次燃焼させること
なく、合成樹脂材の熱分解により生成したガスとともに
燃料用ガスとして回収することを特徴とするスクラップ
溶解法。

【００２７】(10) バーナ先端開口部の内方に予燃焼室
が設けられた燃焼バーナを羽口部に備えたシャフト炉を
用いて行われるスクラップ溶解法であって、シャフト炉
内に鉄源であるスクラップ、コークス及び合成樹脂材を
炉頂装入し、前記燃焼バーナの予燃焼室内には微粉炭と
酸素を吹き込むとともに、該燃焼バーナまたは／及び羽
口部の他の吹込み手段を通じて炉内にダスト類を吹き込
み、前記微粉炭と酸素の吹き込みに当たっては、酸素を
バーナ径方向中心若しくはその近傍から吹き込むととも
に、その周囲から微粉炭を吹き込み、さらにその周囲か
ら酸素を吹き込んで微粉炭と酸素を混合させることによ
り、予燃焼室内で微粉炭を急速燃焼させ、その燃焼ガス
をバーナ先端開口部から炉内に導入し、この燃焼ガスの
顕熱でスクラップを溶解して溶銑を製造するとともに、
燃焼ガスを炉内で有意に二次燃焼させることなく、合成
樹脂材の熱分解により生成したガスとともに燃料用ガス
として回収することを特徴とするスクラップ溶解法。

【００２８】(11) バーナ先端開口部の内方に予燃焼室
が設けられた燃焼バーナを羽口部に備えたシャフト炉を
用いて行われるスクラップ溶解法であって、シャフト炉
内に鉄源であるスクラップ、コークス及び合成樹脂材を
炉頂装入し、前記燃焼バーナの予燃焼室内には微粉炭と
酸素を吹き込むとともに、粉粒状または細片状若しくは
塊状の合成樹脂材を吹き込み若しくは装入し、さらに該
燃焼バーナまたは／及び羽口部の他の吹込み手段を通じ
て炉内にダスト類を吹き込み、前記微粉炭、粉粒状また
は細片状の合成樹脂材及び酸素の吹き込みに当たって
は、少なくとも微粉炭をバーナ径方向中心若しくはその
近傍から吹き込むとともに、酸素をその周囲から吹き込
んで両者を混合させることにより、予燃焼室内で微粉炭
と少なくとも合成樹脂材の一部を急速燃焼させ、その燃
焼ガスをバーナ先端開口部から炉内に導入し、この燃焼
ガスの顕熱でスクラップを溶解して溶銑を製造するとと
もに、燃焼ガスを炉内で有意に二次燃焼させることな
く、合成樹脂材の熱分解により生成したガスとともに燃
料用ガスとして回収することを特徴とするスクラップ溶
解法。

【００２９】(12) バーナ先端開口部の内方に予燃焼室
が設けられた燃焼バーナを羽口部に備えたシャフト炉を
用いて行われるスクラップ溶解法であって、シャフト炉
内に鉄源であるスクラップ、コークス及び合成樹脂材を
炉頂装入し、前記燃焼バーナの予燃焼室内には微粉炭と
酸素を吹き込むとともに、粉粒状または細片状若しくは
塊状の合成樹脂材を吹き込み若しくは装入し、さらに該
燃焼バーナまたは／及び羽口部の他の吹込み手段を通じ
て炉内にダスト類を吹き込み、前記微粉炭、粉粒状また
は細片状の合成樹脂材及び酸素の吹き込みに当たって
は、酸素をバーナ径方向中心若しくはその近傍から吹き
込むとともに、少なくとも微粉炭をその周囲から吹き込
み、さらにその周囲から酸素を吹き込んで微粉炭と酸素
を混合させることにより、予燃焼室内で微粉炭と少なく
とも合成樹脂材の一部を急速燃焼させ、その燃焼ガスを
バーナ先端開口部から炉内に導入し、この燃焼ガスの顕
熱でスクラップを溶解して溶銑を製造するとともに、燃
焼ガスを炉内で有意に二次燃焼させることなく、合成樹
脂材の熱分解により生成したガスとともに燃料用ガスと
して回収することを特徴とするスクラップ溶解法。

【００３０】(13) 上記(3)または(11)の方法におい
て、粉粒状または細片状の合成樹脂材をバーナ径方向中
心若しくはその近傍から予燃焼室内に吹き込むことを特
徴とするスクラップ溶解法。 (14) 上記(4)または(12)の方法において、粉粒状また
は細片状の合成樹脂材を、バーナ径方向中心若しくはそ
の近傍から吹き込まれる酸素の周囲から予燃焼室内に吹
き込むことを特徴とするスクラップ溶解法。 (15) 上記(1)、(2)、(7)、(8)の方法において、燃焼バ
ーナによる合成樹脂材の吹き込みが非連続的若しくは間
欠的に実施され、且つこの合成樹脂材の吹き込みが微粉
炭の吹き込みとともに若しくは一時的に微粉炭の吹き込
みに代えて実施されることを特徴とするスクラップ溶解
法。 (16) 上記(3)、(4)、(11)〜(14)の方法において、合成
樹脂材の予燃焼室内への吹き込みまたは装入が非連続的
若しくは間欠的に実施され、且つこの合成樹脂材の吹き
込みまたは装入が、微粉炭の吹き込みとともに若しくは
一時的に微粉炭の吹き込みに代えて実施されることを特
徴とするスクラップ溶解法。

【００３１】(17) 上記(1)〜(16)の方法において、ダ
スト類の炉内への吹込みが非連続的若しくは間欠的に実
施されることを特徴とするスクラップ溶解法。 (18) 上記(1)〜(17)の方法において、炉内に吹き込ま
れるダスト類が、高炉ダスト、転炉ダスト、電気炉ダス
ト、キュポラダスト、ミルスケール、シュレッダーダス
ト、亜鉛ダスト及び当該炉で排ガスから回収されたダス
トのうちの１種または２種以上を含んでいることを特徴
とするスクラップ溶解法。 (19) 上記(5)〜(18)の方法において、炉頂温度を４０
０〜６００℃に制御することを特徴とするスクラップ溶
解法。 (20) 上記(18)の方法において、炉頂温度を４００〜８
００℃に制御するとともに、当該炉で排ガスから回収さ
れた亜鉛含有ダストを、炉内に吹き込まれるダスト類の
少なくとも一部として用いることを特徴とするスクラッ
プ溶解法。

【００３２】本発明では、シャフト炉に装入されるコー
クスとして高炉用コークスを用いることができる。ま
た、微粉炭または微粉炭＋合成樹脂材の大量吹き込みと
その高効率燃焼を意図する本発明においては、燃焼バー
ナから微粉炭だけを供給する場合には、燃焼バーナから
供給する微粉炭比ＰＣ（ｋｇ／ｔ・pig）と酸素流量Ｏ₂
（Ｎｍ³／ｔ・pig）との比［ＰＣ／Ｏ₂］を０．７ｋｇ
／Ｎｍ³以上とすることが好ましく、また、燃焼バーナ
から微粉炭と合成樹脂材を供給する場合には、燃焼バー
ナから供給する微粉炭比ＰＣ（ｋｇ／ｔ・pig）及び合
成樹脂材比ＳＲ（ｋｇ／ｔ・pig）と酸素流量Ｏ₂（Ｎｍ
³／ｔ・pig）との比［（ＰＣ＋ＳＲ）／Ｏ₂］を０．７
ｋｇ／Ｎｍ³以上とすることが好ましい。

【００３３】また、本発明では燃料比を３００ｋｇ／ｔ
以上、燃焼バーナから微粉炭だけを供給する場合の微粉
炭比（ｋｇ／ｔ・pig）と炉頂装入するコークス比（ｋ
ｇ／ｔ・pig）との重量比［微粉炭比／コークス比］を
１．０以上、燃焼バーナから微粉炭と合成樹脂材を供給
する場合の微粉炭比（ｋｇ／ｔ・pig）及び合成樹脂材
比（ｋｇ／ｔ・pig）と炉頂装入するコークス比（ｋｇ
／ｔ・pig）との重量比［（微粉炭比＋合成樹脂材比）
／コークス比］を１．０以上とすることが好ましく、こ
れによりスクラップを高効率に溶解することができると
ともに、大量の高カロリー排ガスの安定した製造・供給
が可能となる。

【００３４】上記(1)、(5)及び(7)のスクラップ溶解法
において、微粉炭若しくは微粉炭と合成樹脂材の吹込部
（以下、固体燃料吹込部という）の周囲から酸素を吹き
込むに当っては、固体燃料吹込部の周りを環状に囲むよ
うな酸素吹込部から酸素を吹き込むようにしてもよい
し、或いは固体燃料吹込部の周りに適宜間隔をおいて配
された複数の酸素吹込部から酸素を吹き込むようにして
もよい。また、バーナ径方向における固体燃料吹込部の
位置はバーナの中心から或る程度偏位してもよく、要は
バーナ径方向の中心若しくはその近傍から微粉炭若しく
は微粉炭と合成樹脂材が吹き込まれ、その周囲から酸素
が吹き込まれるようにすればよい。

【００３５】また、上記(2)、(6)及び(8)のスクラップ
溶解法において、バーナ径方向の中心若しくはその近傍
から吹き込まれる酸素の周囲から微粉炭若しくは微粉炭
と合成樹脂材を吹き込むに当っては、酸素吹込部の周り
を環状に囲むような固体燃料吹込部から微粉炭若しくは
微粉炭と合成樹脂材を吹き込むようにしてもよいし、或
いは酸素吹込部の周りに適宜間隔をおいて配された複数
の固体燃料吹込部から微粉炭若しくは微粉炭と合成樹脂
材を吹き込むようにしてもよい。また、固体燃料吹込部
の周囲からさらに酸素を吹き込むに当っても、固体燃料
吹込部の周りを環状に囲むような酸素吹込部から酸素を
吹き込むようにしてもよいし、或いは固体燃料吹込部の
周りに適宜間隔をおいて配された複数の酸素吹込部から
酸素を吹出すようにしてもよい。また、バーナ径方向に
おける酸素吹込部の位置（固体燃料吹込部の内側の酸素
吹込部の位置）はバーナの中心から或る程度偏位しても
よく、要はバーナ径方向の中心若しくはその近傍から酸
素が吹き込まれ、その周囲から微粉炭若しくは微粉炭と
合成樹脂材が吹き込まれるようにすればよい。

【００３６】上記(3)、(9)及び(11)のスクラップ溶解法
において、燃焼バーナの予燃焼室内において固体燃料吹
込部の周囲から酸素を吹き込むに当っては、固体燃料吹
込部の周りを環状に囲むような酸素吹込部から酸素を吹
き込むようにしてもよいし、或いは固体燃料吹込部の周
りに適宜間隔をおいて配された複数の酸素吹込部から酸
素を吹き込むようにしてもよい。また、バーナ径方向に
おける固体燃料吹込部の位置はバーナの中心から或る程
度偏位してもよく、要はバーナ径方向の中心若しくはそ
の近傍から微粉炭若しくは微粉炭と合成樹脂材が吹き込
まれ、その周囲から酸素が吹き込まれるようにすればよ
い。

【００３７】また、上記(4)、(10)及び(12)のスクラッ
プ溶解法において、燃焼バーナの予燃焼室内にバーナ径
方向の中心若しくはその近傍から吹き込まれる酸素の周
囲から微粉炭若しくは微粉炭と合成樹脂材を吹き込むに
当っては、酸素吹込部の周りを環状に囲むような固体燃
料吹込部から微粉炭若しくは微粉炭と合成樹脂材を吹き
込むようにしてもよいし、或いは酸素吹込部の周りに適
宜間隔をおいて配された複数の固体燃料吹込部から微粉
炭若しくは微粉炭と合成樹脂材を吹き込むようにしても
よい。また、固体燃料吹込部の周囲からさらに酸素を吹
き込むに当っても、固体燃料吹込部の周りを環状に囲む
ような酸素吹込部から酸素を吹き込むようにしてもよい
し、或いは固体燃料吹込部の周りに適宜間隔をおいて配
された複数の酸素吹込部から酸素を吹出すようにしても
よい。また、バーナ径方向における酸素吹込部の位置
（固体燃料吹込部の内側の酸素吹込部の位置）はバーナ
の中心から或る程度偏位してもよく、要はバーナ径方向
の中心若しくはその近傍から酸素が吹き込まれ、その周
囲から微粉炭若しくは微粉炭と合成樹脂材が吹き込まれ
るようにすればよい。

【００３８】また、上記(1)〜(4)、(7)、(8)、(11)及び
(12)の各スクラップ溶解法において、燃焼バーナから吹
き込む微粉炭と合成樹脂材は、別々の吹込部（吹込孔）
から吹き込むことができる。吹き込まれる微粉炭の粒度
等は特に限定しないが、例えば、粒度７４μｍ以下が８
０％以上含まれるような微粉炭が好適である。また、吹
き込まれる粉粒状または細片状の合成樹脂材には、塊状
（板状等を含む）の合成樹脂材を粉砕処理して得られた
もの、フィルム状の合成樹脂材を細かい小片に破砕処理
して得られたもの、合成樹脂材を一旦溶融または半溶融
化し、これを粉粒状に加工処理（粉砕処理または裁断処
理）したもの、合成樹脂材を半溶融化−急冷処理するこ
とにより粉粒状に凝縮固化させたもの等を含む。その粒
度は特に限定されず、比較的粗粒のものでもよいが、通
常は粒径１０ｍｍ以下、望ましくは６ｍｍ以下のものが
好ましい。また、上記(3)、(4)、(11)及び(12)のスクラ
ップ溶解法では、予燃焼室を備えた燃焼バーナを用いる
ため合成樹脂材の燃焼性が良好であり、このため、塊状
の合成樹脂材を燃焼バーナの予燃焼室に装入することが
できる。なお、本発明においては、炉内にスクラップと
ともに他の鉄源及び装入物（造滓剤等）を装入すること
を妨げるものではない。

【００３９】

【発明の実施の形態】本発明のスクラップ溶解法は、ス
クラップ溶解において高カロリー排ガスを積極的に得る
ために、微粉炭若しくは微粉炭＋合成樹脂材の大量供給
により燃料比を高め且つコークス比に対して微粉炭比若
しくは微粉炭比＋合成樹脂材比を高めた操業を行うこと
を前提としている。このため、大量に供給される微粉炭
若しくは微粉炭＋合成樹脂材を効率的に燃焼させ且つ排
ガス中の低カロリー成分を低減させるべく、羽口部の燃
焼バーナを通じて微粉炭若しくは微粉炭＋合成樹脂材と
ともに酸素（実質的な純酸素）を吹込むとともに、微粉
炭若しくは微粉炭＋合成樹脂材と酸素とが速かに接触・
混合して燃焼ガス化し、微粉炭若しくは微粉炭＋合成樹
脂材の高効率燃焼（特に好ましくは、炉内状況等に影響
されない微粉炭若しくは微粉炭＋合成樹脂材の安定した
高効率燃焼）を可能ならしめる特定の吹き込み及び燃焼
方法を実施し、さらに、これにより生じた燃焼ガス（合
成樹脂材吹込みの場合には、一部の合成樹脂材の熱分解
生成ガスを含む）を有意に二次燃焼させることなく炉外
に排出することにより、スクラップの溶解と高カロリー
排ガスの回収とを低コストで実現させる。

【００４０】加えて、高カロリー排ガス源の一部として
合成樹脂材を炉頂装入し、その熱分解ガスを微粉炭等の
燃焼ガスとともに回収することにより、排ガスのさらな
る高カロリー化を図る。そして、熱源及び高カロリー排
ガス源の一部として合成樹脂材を炉内に供給することに
より、廃棄物たる合成樹脂材の大量処理と有効利用、さ
らには微粉炭量の低減化によるスクラップ溶解のさらな
る低コスト化を実現させる。

【００４１】さらに、鉄源、熱源或いは副原料源等とな
り得る各種ダスト類の１種または２種以上を羽口部から
吹き込むことにより、ダスト類の大量処理と有効利用を
実現させ、さらには当該炉の排ガスから回収された亜鉛
含有ダストを羽口部から吹き込まれるダスト類の少なく
とも一部として用い、この排ガス回収ダストを炉内に繰
り返し導入することにより、スクラップやダスト類に含
まれる亜鉛を回収ダスト中に濃化させ、これを亜鉛高濃
度含有ダストの形で回収することにより亜鉛のリサイク
ルを実現させる。

【００４２】以下、本発明の詳細を図面に基づいて説明
する。図１は本発明のスクラップ溶解法に使用されるシ
ャフト炉の一構成例を示す概念図である。このシャフト
炉１の炉頂部３の上部には原料装入装置４が連設されて
いるが、この原料装入装置４と炉内とは開閉装置５によ
り遮断できる構造とし、高温の炉頂ガスをダクト６を通
じて完全に回収できるようにしてある。本発明のスクラ
ップ溶解法では、シャフト炉１の炉頂部３からは原料装
入装置４により鉄源であるスクラップ、コークス及び造
滓剤、さらに必要に応じて合成樹脂材が装入される。コ
ークスとしては、一般の高炉用コークス（通常、粒度が
２０〜８０ｍｍ）を用いることができる。炉内に装入さ
れたコークスは、炉内に充填されたスクラップを保持す
る作用をするとともに、スクラップ溶解のための熱源の
一部となる。但し、本発明では羽口部から吹き込まれる
微粉炭（合成樹脂材の吹き込みを行う場合には、微粉炭
と合成樹脂材）が熱源としてより大きな比重を占めてい
る。また、炉頂装入される合成樹脂材の形状、態様は任
意である。

【００４３】羽口部２からは、燃焼バーナを通じて少な
くとも微粉炭及び酸素が炉内に吹き込まれる。図２はこ
の微粉炭と酸素の吹き込み方法の一例を示す説明図であ
り、７は炉壁である。羽口部２に設けられた燃焼バーナ
８Ａ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が、またその周囲の酸素吹込
部ｂから酸素Ｏ₂（冷酸素でよい）がそれぞれ炉内に吹
き込まれる。この際、微粉炭はその周囲を酸素Ｏ₂で囲
まれるようにして炉内に吹き込まれるため酸素の接触が
極めて良好になり、微粉炭と酸素は羽口先で混合して微
粉炭が急速燃焼し、羽口先で燃焼帯及びレースウェイを
形成する。したがって、単位酸素量当たり大量の微粉炭
を吹き込み、［ＰＣ／Ｏ₂］を十分に高くしても微粉炭
は高効率で燃焼ガス化する。なお、微粉炭ＰＣ（微粉炭
＋合成樹脂材を吹き込む場合にはその両者）や後述する
ダスト類を吹き込む際の気送用ガスとしては、通常少量
のＮ₂等が用いられる。

【００４４】これに対して、図２１に示すような公知の
ランス方式で微粉炭を吹込んだ場合や、酸素ガスではな
く熱風や酸素富化空気を吹込んだ場合には、酸素と微粉
炭との接触が十分に確保されないため微粉炭を高効率に
燃焼させることができず、微粉炭の大量吹込み（高微粉
炭比）が実現できない。酸素とともに吹き込まれた微粉
炭が急速燃焼することにより、羽口先には約２０００℃
程度の高温の燃焼帯が形成され、その熱でスクラップが
溶解し、溶銑として炉外に取り出される。微粉炭の急速
燃焼で生成した還元性の燃焼ガスは、その顕熱でスクラ
ップを溶解及び予熱しつつシャフト炉を上昇し、排ガス
として炉上部から排出されるが、本発明では微粉炭の燃
焼により生成した燃焼ガスを有意に二次燃焼させること
なく炉外に排出する。すなわち、従来技術のようにシャ
フト部に空気や酸素富化空気を供給して燃焼ガスを二次
燃焼させることはしない。

【００４５】また、本発明のスクラップ溶解法では、燃
焼バーナを通じて粉粒状または細片状の合成樹脂材を炉
内に吹き込むことができる。例えば図２に示す方法で
は、固体燃料吹込部ａからの微粉炭ＰＣの吹き込みに加
えて粉粒状または細片状の合成樹脂材ＳＲの吹き込みが
行われる。この合成樹脂材ＳＲは、その少なくとも一部
が微粉炭とともに羽口先で急速燃焼し、燃焼ガスを生成
する。また、合成樹脂材は微粉炭に較べて燃焼性が劣る
ため、通常は合成樹脂材の総てを燃焼帯で燃焼させるこ
とはできないが、このような未燃焼の合成樹脂材は炉内
で速やかに熱分解することによりガス化し、この高カロ
リーガスは上記燃焼ガスとともに炉外に排出され、燃料
用ガスとして回収される。

【００４６】なお、固体燃料吹込部ａからの合成樹脂材
の吹き込みは、連続的に実施しても或いは非連続的若し
くは間欠的に実施してもよく、また、その際の合成樹脂
材の吹き込みは、微粉炭の吹込みとともに行っても、ま
た一時的に微粉炭の吹込みに代えて（つまり、微粉炭の
吹込みを一時的に停止して）行ってもよい。すなわち、
本発明法において燃焼バーナを通じて微粉炭と合成樹脂
材を吹き込むというのは、このような各ケースを含むも
のとする。この点は、後述する図３、図９、図１０に示
す方法においても同様である。

【００４７】また、羽口部からは燃焼バーナおよび／ま
たは他の吹込み手段を通じてダスト類が炉内に吹き込ま
れ、炉内で鉄源、熱源、副原料源、高カロリー排ガス源
等として利用される。例えば多くのダストに含まれる鉄
分（酸化鉄）は炉の鉄源として、また、シュレッターダ
スト等に含まれている合成樹脂類は熱源または高カロリ
ー排ガス源等として利用される。炉内に吹き込まれるダ
スト類には、例えば高炉ダスト、転炉ダスト、電気炉ダ
スト、キュポラダスト、ミルスケール、シュレッターダ
スト、亜鉛ダスト（亜鉛めっき設備から排出されるダス
ト）、当該炉の排ガスから回収された亜鉛含有ダスト等
があり、これらの１種または２種以上を含むダスト類を
羽口部から吹き込むことができる。また、これらのダス
ト類のうち、当該炉の排ガスから回収された亜鉛含有ダ
ストを繰り返し炉内に導入することにより、炉内の亜鉛
を回収ダスト中に濃化させることができ、亜鉛を高濃度
な状態で回収することができる。これについては、後に
詳述する。

【００４８】ダスト類の多くは燃焼性に対する配慮が微
粉炭や粉粒状若しくは細片状の合成樹脂材の場合よりも
小さくて済むため、羽口部からの吹込みの態様は任意で
あり、したがって微粉炭等の吹込みを行う燃焼バーナで
炉内に吹き込んでもよいし、或いは他の吹込み手段を用
いてもよい。また、例えば図２に示す燃焼バーナを用い
る場合でも、固体燃料吹込部ａから微粉炭ＰＣの吹込み
に加えてダスト類の吹き込みを行ってもよいし、或いは
別途設けられた吹込部を通じて吹き込みを行ってもよ
い。

【００４９】ダスト類の炉内への吹込みは非連続的また
は間欠的に行ってもよく、また、上記燃焼バーナを通じ
て吹き込む場合には、その吹き込みは微粉炭および／ま
たは合成樹脂材の吹込みとともに行っても、また一時的
に微粉炭および／または合成樹脂材の吹込みに代えて
（つまり、微粉炭および／または合成樹脂材の吹込みを
一時的に停止して）行ってもよい。すなわち、本発明法
において燃焼バーナおよび／または他の吹込み手段を通
じてダスト類を吹き込むというのは、このような各ケー
スを含むものとする。以上の点は、後述する図３、図
９、図１０に示す方法においても同様である。また、合
成樹脂類や未燃チャー（微粉炭）を比較的多く含むダス
トの場合には、合成樹脂類や未燃チャーの燃焼性を確保
するために上記燃焼バーナを用いて微粉炭等と同様の方
法で吹き込むことが好ましい。

【００５０】一方、合成樹脂材を炉頂装入する場合、装
入された合成樹脂材は燃焼ガスの顕熱により大部分が炉
上部で分解してガス化し、高カロリーガスが生成され
る。この高カロリーガスは上記燃焼ガスとともに炉外に
排出され、燃料用ガスとして回収される。ここで、比較
的大量の合成樹脂材を炉頂装入した場合、合成樹脂材の
分解物によりタール状物質が生成し、これが排ガス配管
等に付着、堆積して配管閉塞の原因になるという問題が
あり、また、装入された合成樹脂材が炉上部で円滑、迅
速に熱分解しないと排ガスの高カロリー化が阻害される
とともに、合成樹脂材がベットコークス内で融着して炉
内のガス流れを著しく阻害し、またミスト状となった合
成樹脂材が炉外に排出され、これが配管等に凝縮して配
管閉塞の原因になるという問題がある。

【００５１】このような問題を回避するためには、炉頂
温度を４００〜６００℃の範囲に制御することが好まし
い。すなわち、炉頂温度が４００℃未満では炉上部での
合成樹脂材の熱分解が円滑、迅速に進行せず、先に述べ
たような問題を生じるおそれがある。一方、炉頂温度が
６００℃を超えるとタール状物質の生成が顕著となり、
このタール状物質による排ガス配管等の閉塞等の問題が
生じるおそれがある。図１６は炉頂温度と炉頂ガス中の
タール濃度との関係を示しており、炉頂ガス温度が６０
０℃以下であれば炉頂ガス中のタール濃度を低減させ得
ることが示されている。そして、炉頂温度を４００〜６
００℃の範囲に制御することにより、合成樹脂材を炉上
部にて円滑、迅速に熱分解させ、ガス状の低級炭化水素
を主体とする高カロリーガスを生成させることができ
る。

【００５２】本発明では、羽口部から燃焼用に吹き込ま
れるガスが酸素（実質的な純酸素）であること、単位酸
素量当たり大量の微粉炭を効率的に燃焼ガス化すること
ができること、また、合成樹脂材の炉頂装入を行う場合
には装入された合成樹脂材が熱分解して高カロリーガス
が得られること、微粉炭とともに合成樹脂材の吹き込み
を行う場合には合成樹脂材の燃焼または熱分解により高
カロリーガスが得られること、さらに上記のように燃焼
ガスを二次燃焼させないことにより、ＣＯ、Ｈ₂、低級
炭化水素等の高カロリー成分の含有率が極めて高い（し
たがって、ＣＯ₂やＮ₂の含有率が非常に少ない）高カロ
リー排ガス（２７００ｋｃａｌ／Ｎｍ²以上）が得られ
る。

【００５３】本発明では微粉炭若しくは微粉炭＋合成樹
脂材を高効率で燃焼させることができるため、［ＰＣ／
Ｏ₂］若しくは［（ＰＣ＋ＳＲ）／Ｏ₂］が０．７ｋｇ／
Ｎｍ³以上（好ましくは１．０ｋｇ／Ｎｍ³以上）におい
ても安定した操業が可能であり、［ＰＣ／Ｏ₂］若しく
は［（ＰＣ＋ＳＲ）／Ｏ₂］のほぼ化学量論的な燃焼限
界である［ＰＣ／Ｏ₂］＝１．４ｋｇ／Ｎｍ³、［（ＰＣ
＋ＳＲ）／Ｏ₂］＝１．４ｋｇ／Ｎｍ³程度まで微粉炭若
しくは微粉炭＋合成樹脂材を吹き込むことができる。し
たがって、大量供給された微粉炭若しくは微粉炭＋合成
樹脂材を効率的に燃焼させて大量の高カロリー排ガスを
得ることができとともに、微粉炭比若しくは微粉炭比＋
合成樹脂材比に対してコークス比を相対的に低めた操業
が可能である。

【００５４】図３は、本発明のスクラップ溶解法におけ
る微粉炭と酸素の吹き込み方法の他の例を示す説明図で
あり、羽口部２に設けられた燃焼バーナ８Ｂからは、バ
ーナ径方向中心若しくはその近傍の酸素吹込部ｂ´から
酸素Ｏ₂（冷酸素でよい）が、その周囲の固体燃料吹込
部ａから微粉炭ＰＣが、さらにその周囲の酸素吹込部ｂ
から酸素Ｏ₂（冷酸素でよい）がそれぞれ炉内に吹込ま
れる。つまり、微粉炭ＰＣはその内側と外側を酸素Ｏ₂
でサンドイッチされるようにして吹き込まれる。これに
より微粉炭ＰＣと酸素Ｏ₂は羽口先で混合して微粉炭が
急速燃焼し、羽口先で燃焼帯及びレースウェイを形成す
る。この方法では、図２の方法に較べて微粉炭と酸素の
接触がより良好となるため、微粉炭（後述するように微
粉炭＋合成樹脂材を吹き込む場合には、微粉炭及び合成
樹脂材）の燃焼効率がより高められる利点がある。ま
た、この方法でも固体燃料吹込部ａからは微粉炭ＰＣに
加えて粉粒状または細片状の合成樹脂材ＳＲを吹き込む
ことができ、この合成樹脂材ＳＲの少なくとも一部が微
粉炭とともに急速燃焼する。また、同じく固体燃料吹込
部ａからはダスト類の吹込みも行うことができる。

【００５５】図４及び図５は、図２に示すスクラップ溶
解法において燃焼バーナ径方向における微粉炭ＰＣ（合
成樹脂材および／またはダスト類の吹き込みを行う場合
には微粉炭と合成樹脂材および／またはダスト類、以下
同様）と酸素Ｏ₂の吹き込みの態様を示しており、この
うち図４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を吹き込み、この固体燃料吹込
部ａの周りを環状に囲むような酸素吹込部ｂから酸素Ｏ
₂を吹き込むようにした例であり、また、図５は固体燃
料吹込部ａの周りに適宜間隔をおいて配された複数の酸
素吹込部ｂから酸素Ｏ₂を吹き込むようにした例であ
る。

【００５６】図６ないし図８は、図３に示すスクラップ
溶解法において燃焼バーナ径方向における微粉炭ＰＣ
（合成樹脂材および／またはダスト類の吹き込みを行う
場合には微粉炭と合成樹脂材および／またはダスト類、
以下同様）と酸素Ｏ₂の吹き込みの態様を示しており、
このうち図６はバーナ径方向中心若しくはその近傍の酸
素吹込部ｂ´から酸素Ｏ₂を吹き込み、この酸素吹込部
ｂ´の周りを環状に囲むような固体燃料吹込部ａから微
粉炭ＰＣを吹き込み、さらにその周りを環状に囲むよう
な酸素吹込部ｂから酸素Ｏ₂を吹き込むようにした例で
ある。図７はバーナ径方向中心若しくはその近傍の酸素
吹込部ｂ´の周りを環状に囲むような固体燃料吹込部ａ
から微粉炭ＰＣを吹き込み、さらにこの固体燃料吹込部
ａの周りに適宜間隔をおいて配された複数の酸素吹込部
ｂから酸素Ｏ₂を吹き込むようにした例である。また、
図８はバーナ径方向中心若しくはその近傍の酸素吹込部
ｂ´の周りに適宜間隔をおいて配された複数の固体燃料
吹込部ａから微粉炭ＰＣを吹き込み、さらにこの固体燃
料吹込部ａの周りに適宜間隔をおいて配された複数の酸
素吹込部ｂから酸素Ｏ₂を吹き込むようにした例であ
る。

【００５７】次に、図９及び図１０は本発明のスクラッ
プ溶解法における微粉炭と酸素の吹き込み方法の他の例
を示す説明図であり、これらの方法は図２及び図３に示
すスクラップ溶解法に較べて微粉炭（後述するように微
粉炭＋合成樹脂材を吹き込む場合には、微粉炭及び合成
樹脂材）の高効率燃焼を安定的に得ることができる利点
がある。

【００５８】図９に示す吹き込み方法において、羽口部
２にはバーナ先端開口部１０の内方に微粉炭の予燃焼室
９を備えた燃焼バーナ８Ｃが設置されており、この燃焼
バーナ８Ｃの予燃焼室９内にはバーナ径方向中心または
その近傍に配された固体燃料吹込部ａから微粉炭ＰＣ
が、またその周囲に配された酸素吹込部ｂから酸素Ｏ₂
（冷酸素でよい）がそれぞれ吹込まれる。この際、微粉
炭ＰＣがその周囲を酸素Ｏ₂で囲まれるようにして吹き
込まれるため微粉炭と酸素の接触が極めて良好になり、
微粉炭と酸素は予燃焼室９内で速やかに混合して微粉炭
予燃焼室９内で急速着火燃焼する。これにより生成した
燃焼ガスはバーナ先端開口部８から炉内に導入され、そ
の顕熱によりスクラップが溶解し、溶銑として炉外に取
り出される。また、先に述べたように燃焼ガスについて
は有意に二次燃焼させることことなく、燃料用ガスとし
て炉外に排出される。したがって、この方法では微粉炭
を燃焼バーナ内部で燃焼させるため、炉内状況に影響さ
れることなく微粉炭を安定して高効率に燃焼させること
ができる。

【００５９】また、図１０に示す吹き込み方法におい
て、羽口部２にはバーナ先端開口部１０の内方に微粉炭
の予燃焼室９を備えた燃焼バーナ８Ｄが設置されてお
り、この燃焼バーナ８Ｄの予燃焼室９内には、バーナ径
方向中心若しくはその近傍に配された酸素吹込部ｂ′か
ら酸素Ｏ₂が、またその周囲に配された固体燃料吹込部
ａから微粉炭ＰＣが、さらにその周囲に配された酸素吹
込部ｂから酸素Ｏ₂がそれぞれ吹き込まれる。この方法
では、微粉炭ＰＣはその内側と外側を酸素Ｏ₂でサンド
イッチされるようにして吹き込まれるため、微粉炭と酸
素の接触状態が図９の方法に較べてより良好になり、こ
れにより微粉炭の燃焼効率がより高められる利点があ
る。

【００６０】ここで、図９及び図１０の方法で用いられ
る燃焼バーナの構造について、その概略を説明すると、
まず、図９に示す燃焼バーナ８Ｃのバーナ本体１２は、
筒状の水冷ジャケット１３とこれを貫通する固体燃料供
給管１４及び酸素供給管１５等から構成され、前記各供
給管の端部がバーナ本体１２の前面（水冷ジャケット１
３の前面）に開口することで、固体燃料吹込部ａ及び酸
素吹込部ｂが形成されている。前記予燃焼室９は、バー
ナ本体１２とバーナ先端開口部１０との間に筒状に形成
されるもので、その内壁には非金属製の耐火物１６が内
張りされており、先に述べたようにバーナの使用中はこ
の耐火物１６を赤熱させ、その輻射熱により予燃焼室内
に供給された微粉炭及び合成樹脂材を着火させるように
している。また、炉内に噴射する燃焼ガスのガス流速を
確保するため、予燃焼室９はバーナ先端側がテーパ状に
構成されている。

【００６１】予燃焼室９の外側には水冷ジャケット１７
が設けられるとともに、バーナ先端には水冷構造の羽口
１８が設けられている。この羽口１８は高温の炉内雰囲
気からバーナ先端を保護するために設けられるものであ
るが、場合によっては設けなくてもよい。また、予燃焼
室９内での微粉炭と酸素との混合を迅速化し、微粉炭を
効率的に急速燃焼させるため、前記固体燃料吹込部ａと
酸素吹込部ｂは、両者の孔軸延長線の交点ｐが予燃焼室
９の出口先端またはそれよりもバーナ内方に位置するよ
う構成されている。

【００６２】さらに、燃焼バーナ全体は、その軸線に水
平方向に対してバーナ先端側が下向きとなるような傾き
角θを付して炉壁７に取付けられている。このように傾
き角θを付けるのは、微粉炭等の灰分が溶融して生じた
スラグをバーナ先端開口部１０から炉内に円滑に排出す
るためである。この傾き角θは、予燃焼室９内のスラグ
をバーナ先端開口部１０方向へ円滑に流下させるため
に、予燃焼室内面のテーパ部が水平若しくはその先端側
が下向きに傾斜するような大きさとすることが好まし
い。

【００６３】また、図１０に示す燃焼バーナの場合に
は、各吹込部ａ，ｂ，ｂ′は、それぞれ水冷ジケット１
３を貫通する固体燃料供給管１４及び酸素供給管１５，
１５′の先端開口により形成されている。なお、その他
の構成は図９の構造と同様であるので、同一の符号を付
し、詳細な説明は省略する。また、図９及び図１０に示
す方法でも、固体燃料吹込部ａからは微粉炭ＰＣに加え
て粉粒状または細片状の合成樹脂材ＳＲを吹き込むこと
ができ、この合成樹脂材の少なくとも一部が微粉炭とと
もに急速燃焼する。また、同じく固体燃料吹込部ａから
はダスト類の吹き込みも行うことができる。

【００６４】図１１及び図１２は、図９に示すスクラッ
プ溶解法において燃焼バーナ径方向における微粉炭ＰＣ
（合成樹脂材および／またはダスト類の吹き込みを行う
場合には微粉炭と合成樹脂材および／またはダスト類、
以下同様）と酸素Ｏ₂の吹き込みの態様を示しており、
このうち図１１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から微粉炭を吹き込み、この固体燃料吹
込部ａの周りを環状に囲むような酸素吹込部ｂから酸素
Ｏ₂を吹き込むようにした例であり、また、図１２は固
体燃料吹込部ａの周りに適宜間隔をおいて配された複数
の酸素吹込部ｂから酸素Ｏ₂を吹き込むようにした例で
ある。

【００６５】図１３ないし図１５は、図１０に示すスク
ラップ溶解法において燃焼バーナ径方向における微粉炭
ＰＣ（合成樹脂材および／またはダスト類の吹込みを行
う場合には微粉炭と合成樹脂材および／またはダスト
類、以下同様）と酸素Ｏ₂の吹き込みの態様を示してお
り、このうち図１３はバーナ径方向中心若しくはその近
傍の酸素吹込部ｂ´から酸素Ｏ₂を吹き込み、この酸素
吹込部ｂ´の周りを環状に囲むような固体燃料吹込部ａ
から微粉炭ＰＣを吹き込み、さらにその周りを環状に囲
むような酸素吹込部ｂから酸素Ｏ₂を吹き込むようにし
た例である。図１４はバーナ径方向中心若しくはその近
傍の酸素吹込部ｂ´の周りを環状に囲むような固体燃料
吹込部ａから微粉炭ＰＣを吹き込み、さらにこの固体燃
料吹込部ａの周りに適宜間隔をおいて配された複数の酸
素吹込部ｂから酸素Ｏ₂を吹き込むようにした例であ
る。また、図１５はバーナ径方向中心若しくはその近傍
の酸素吹込部ｂ´の周りに適宜間隔をおいて配された複
数の固体燃料吹込部ａから微粉炭ＰＣを吹き込み、さら
にこの固体燃料吹込部ａの周りに適宜間隔をおいて配さ
れた複数の酸素吹込部ｂから酸素Ｏ₂を吹き込むように
した例である。

【００６６】また、図９、図１０に示すような予燃焼室
９を備えた燃焼バーナでは、粉粒状または細片状の合成
樹脂材の吹き込みに代えて、或いはその吹き込みととも
に、塊状の合成樹脂材を予燃焼室９に装入し、少なくと
もその一部を燃焼させるようにすることができる。この
場合には、塊状の合成樹脂材は燃焼バーナに別途設けら
れる装入口を通じて予燃焼室９内に装入される。予燃焼
室９内で微粉炭（及び合成樹脂材）を着火燃焼させるに
は、油やＬＰＧ等を燃料とする図示しない着火バーナを
常時用いるようにすることもできるし、また、予燃焼室
９の内壁を耐火物で構成し、操業初期にのみ着火バーナ
（パイロットバーナ）を用いてバーナ内部を予熱若しく
は微粉炭等を着火燃焼させ、以降の定常操業では赤熱し
た耐火物の輻射熱により微粉炭等を自然着火させるよう
にすることもできる。

【００６７】図１７は、図２に示す方法と図９に示す方
法によりそれぞれ微粉炭を急速燃焼させた場合につい
て、［ＰＣ／Ｏ₂］＝１．２ｋｇ／Ｎｍ³における微粉炭
の燃焼率を経時に調べた結果を示している。これによれ
ばいずれの方法でも全体的に高い微粉炭燃焼率が得られ
ている。但し、図２の方法では燃焼率が経時に若干変動
する傾向がみられ、これは羽口先の燃焼空間における装
入物（例えば、コークス充填層）等の状況が変動し、こ
れが微粉炭の燃焼性に影響を与えることによるものと考
えられる。これに対して図９に示す方法によれば、供給
された微粉炭の大部分が予燃焼室で燃焼ガス化するた
め、微粉炭の燃焼が炉内状況等にほとんど影響されず、
このため高レベルの微粉炭燃焼率が安定的に得られてい
る。

【００６８】図１８は、図２に示す方法と図９に示す方
法について、それぞれの羽口部近傍における理想的な燃
焼状況を示したものである。これによれば、図２の方法
の場合には羽口先に燃焼帯が形成され、その外側に所謂
レースウェイが形成される。これに対して図９の方法の
場合には、予燃焼室９内に吹き込まれた酸素のほぼ全量
が予燃焼室９内で急速消費され、この結果、炉内には微
粉炭の燃焼ガス（燃焼バーナ内ではＣＯ₂が発生するも
のの、炉内に導入される燃焼ガス中のＣＯ₂は極くわず
かであり、大部分はＣＯである）が導入されることにな
る。これにより羽口先には図２のような燃焼帯（酸化
帯）がほとんど形成されず、レースウェイのみが形成さ
れることになる。

【００６９】先に述べたように本発明法では大量の微粉
炭を高効率に燃焼ガス化することができ、このため微粉
炭比に対してコークス比を相対的に低めた操業が可能で
あるが、特に図９及び図１０に示す方法では供給された
酸素の大部分が予燃焼室内で急速消費されるため、羽口
先には燃焼帯がほとんど形成されないか、若しくは形成
されるとしても極く限られた狭い領域にしか形成されな
い。このため羽口先でのコークスの消費（燃焼）が抑え
られ、この点もコークス比の低減に寄与する。

【００７０】次に、本発明法において合成樹脂材を炉頂
装入すること、及び微粉炭＋合成樹脂材を羽口部から吹
き込むことによる作用と影響について詳細に説明する。
本発明法では合成樹脂材を炉頂装入し、或いは合成樹脂
材を羽口部に設けられた燃焼バーナを通じて特定の方法
で吹き込みまたは装入し、若しくは両者を併用すること
により、合成樹脂材を高カロリー排ガス源および／また
は熱源の一部として利用するものであるが、このような
合成樹脂材の利用が可能となるのは、スクラップ溶解法
として先に述べた〜の構成を採ること、また、比較
的大量の微粉炭を吹き込むことに依るところが大きい。

【００７１】すなわち、一般に比較的大量の合成樹脂材
を炉頂装入し或いは羽口部からシャフト炉内に吹き込む
場合、以下のような問題点が考えられる。 (1) 一般廃棄物や産業廃棄物としての合成樹脂材中に占
める塩化ビニルの割合は約２０％にも達すると言われて
いるが、このような合成樹脂材を炉内に吹き込んだ場
合、塩化ビニル材の燃焼によって多量のＨＣｌが生じ、
これが排ガス中に混入して燃料ガスとしての品質を著し
く低下させる。 (2) 未燃焼の合成樹脂材は一旦炉内で熱分解するが、こ
の分解物（ガス）どうしが炉頂部や排ガス管系内で二次
的に反応してタール前駆体を生成し、これによって生じ
るタール状物質が排ガス配管内面に付着・堆積して管を
閉塞させてしまう。 (3) 吹き込まれた合成樹脂材のうちの十分な量が羽口部
或いは羽口先で急速燃焼しないと、未燃焼の合成樹脂材
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、この結果シャフト炉の操業に支障をきたす。

【００７２】しかし、本発明のスクラップ溶解法によれ
ば上記のような問題を生じることなく合成樹脂材の炉内
装入が可能となる。すなわち、まず上記(1)の点に関し
ては、本発明法では次のような理由により排ガス中のＨ
Ｃｌ濃度が効果的に低減する。まず、ＨＣｌの排ガス中
の濃度を低減させるには、排ガス中のダストに含まれる
ＣａＯ、Ｎａ₂Ｏ、Ｆｅ等のＨＣｌ捕捉成分にＨＣｌを
捕捉させるのが最も有効である。本発明法では微粉炭を
高効率に燃焼させることができるため、微粉炭の大量吹
き込みを行なった場合でもその吹込量の割には排ガス中
に含まれる未燃チャーの量は少なく、したがって炉頂ガ
ス中のダストの量も比較的少ない。しかし、炉頂ガス中
のＨＣｌ捕捉成分の量は微粉炭吹き込み量に比例するた
め、微粉炭大量吹き込みを行なう本発明法では炉頂ガス
中のＨＣｌ捕捉成分の量が比較的多く、このため上記Ｈ
Ｃｌ捕捉成分によるＨＣｌの捕捉率が高い。

【００７３】また、上述したように本発明法では微粉炭
の燃焼効率が高いため、微粉炭の吹込量の割には排ガス
中の未燃チャーの量が相対的に少ないが、それでも排ガ
ス中には相当程度の未燃チャーが含まれている。そし
て、この未燃チャーは排ガス中のＨＣｌを大量且つ強固
に吸着（物理的吸着）する作用があるため、排ガスとの
極く短時間の接触でガス中のＨＣｌ濃度を低減させる。
未燃チャーの表面に物理的に吸着したＨＣｌは、徐々に
ダスト中に含まれるＨＣｌ捕捉成分（ＣａＯ、Ｎａ
₂Ｏ、Ｆｅ等）と反応してダストに固定される。つま
り、未燃チャーに物理的に吸着していたＨＣｌは、時間
の経過とともに化学的な反応によりＨＣｌ捕捉成分に吸
収され、最終的にＣａＣｌ₂、ＮａＣｌ、ＦｅＣｌ₂等の
塩化物として固定される。そして、これらの塩化物はダ
ストの一部として排ガスから分離除去されることにな
る。

【００７４】特に本発明法では、シャフト部や炉頂部で
の有意の二次燃焼を行なわないため、ＨＣｌを吸着すべ
き未燃チャーが炉シャフト部及び炉頂部を通じてが失な
われることがないという利点がある。このため未燃チャ
ーによるＨＣｌの吸着が効果的に行なわれるとともに、
一旦未燃チャーに吸着されたＨＣｌが再びガス側に移行
することもない。以上のようなＨＣｌを低減化する機構
からして、排ガス中のＨＣｌを効果的に低減させるため
には、合成樹脂材の炉内への供給量（より正確には塩化
ビニル材の供給量）に応じたＨＣｌ捕捉成分及び未燃チ
ャー量が確保されること、したがって、合成樹脂材の炉
頂装入量＋吹込み量に応じた相当量の微粉炭を吹込むこ
とが好ましい。具体的には、合成樹脂材の［炉頂装入量
＋吹込み量］に対して、その１／１０以上の重量の微粉
炭を吹き込むことが好ましく、且つこの微粉炭の吹込み
量（重量）は塩化ビニル材の［炉頂装入量＋吹込み量］
以上であることが好ましい。

【００７５】また上記(2)の点に関しては、本発明法で
は比較的多量の微粉炭を羽口部から吹き込むため、通
常、炉頂ガス中には水素が５％以上の濃度で含まれる。
そして、この水素の存在により合成樹脂材の分解物が安
定化されるため、分解物どうしが二次的に反応してター
ル前駆体を生成することが抑制され、これによって配管
閉塞等のトラブルの原因となるタール状あるいはワック
ス状物質の発生を防止することが可能となる。さらに、
上記(3)の点に関しては、本発明では微粉炭の高効率燃
焼を可能とするような特別な吹き込み方法（先に述べた
，の構成による吹き込み方法）を採用し、合成樹脂
材も基本的にこの方法により吹き込まれるために効率的
に燃焼し、したがって、吹き込まれた合成樹脂材のうち
の相当量が羽口部または羽口先で急速燃焼することにな
る。このため、炉下部において未燃焼の合成樹脂材が残
存する割合が減少し、合成樹脂材がコークスベット内で
融着して炉内の通気性を阻害するという問題を生じるこ
とはない。

【００７６】このように溶銑製造法において合成樹脂材
の炉内吹き込みを行った場合に大きなネックとなる問題
についても、本発明のスクラップ溶解法によれば全く問
題とならない。したがって、スクラップ溶解における合
成樹脂材の炉内吹き込みは、スクラップと微粉炭若しく
は微粉炭＋合成樹脂材を主原料とする溶銑と高カロリー
排ガスの製造を低コストで実施するという目的を有し、
これを微粉炭若しくは微粉炭＋合成樹脂材の大量吹き込
みによる高燃料比での操業の下で上記〜の手段によ
り達成するという本発明法によりはじめて可能となった
言っても過言ではない。

【００７７】次に、本発明法においてダスト類を羽口部
から吹き込むことによる作用と影響について説明する。
先に述べたように本発明法において羽口部から吹込まれ
たダスト類は、炉内において鉄源、熱源、副原料源或い
は高カロリー排ガス源等として利用されるが、一貫製鉄
所において排出されるダスト類の多くは金属酸化物（主
に酸化鉄）を多く含んでいる。このような金属酸化物を
多く含むダストを羽口部から炉内に吹き込んだ場合、金
属酸化物の還元作用により羽口先温度が低下し、微粉炭
等の燃焼性を低下させるおそれがある。本発明者らの実
験によれば、或る操業条件において羽口部から酸化鉄を
主成分とするダストを５０ｋｇ／ｔ吹き込んだ場合、羽
口先温度が２０〜３０℃程度低下することが確認でき
た。

【００７８】このようなダスト類の吹込みによる羽口先
温度の低下を補償するためには、羽口先に供給する酸素
量（Ｏ₂）を増大させる必要がある。しかし、従来技術
のスクラップ溶解法のように羽口部から空気や酸素富化
空気を吹き込む方法では、羽口先に供給する酸素量を確
保するために大量の空気（若しくは酸素富化空気）を吹
き込む必要があり、この結果、回収される排ガスのカロ
リーをより一層低下させる結果となり、また、排ガス量
そのものが増大するため操業変動も大きくなる。この
点、本発明のスクラップ溶解法では、羽口部において酸
素のみの吹込みを行うため、羽口先における酸素量の確
保が容易であり、また排ガス量を過度に増大させること
もない。

【００７９】また、合成樹脂材は微粉炭のように灰分に
よる溶融スラグを生成することがないため、予燃焼室を
備えた燃焼バーナを用いる方法においては、微粉炭の一
部を合成樹脂材により代替することがダスト類の大量吹
込み（ダストを同じ燃焼バーナを通じて吹き込む場合）
に特に有利である。つまり、基本的に非燃焼性であるダ
スト類を予燃焼室に大量に吹き込んだ場合、このダスト
と微粉炭の灰分により生成した溶融スラグとが予燃焼室
内に大量に存在することになり、この結果、微粉炭等の
燃焼性に悪影響を与えるおそれがあるが、合成樹脂材を
微粉炭の一部代替として或いは一時的に微粉炭全部の代
替として予燃焼室に吹き込んだ場合には、微粉炭の燃焼
による溶融スラグの生成がそれだけ減少或いは一時にな
くなるため、その分ダスト類の大量吹込みが可能とな
る。

【００８０】次に、ダスト類の吹込みにより、炉内に存
在する亜鉛を高濃度な状態で回収する方法について説明
する。亜鉛を含む原材料から金属亜鉛を精錬するために
は、経済性の観点から原材料中の亜鉛濃度が少なくとも
５０ｗｔ％程度あることが必要である。一般に炉等から
排出されるダスト類に含まれる亜鉛は、亜鉛濃度が最も
高いとされているキュポラダストですら２０％程度に過
ぎず、したがって、これらのダストから直接亜鉛を回収
することは困難である。一方、スクラップ溶解の主原材
料であるスクラップ中には亜鉛が比較的高濃度に含まれ
ており、先に述べたようにスクラップ溶解技術において
は、この亜鉛を炉内に蓄積させることなく、適切に炉外
に回収する必要がある。

【００８１】本発明のスクラップ溶解法においては炉頂
温度を４００〜８００℃に制御しつつ、当該炉で排ガス
から回収された亜鉛含有ダストを炉内に吹き込まれるダ
スト類の少なくとも一部として用いること、すなわち回
収ダストを繰り返し炉内に導入することにより、回収ダ
スト中に亜鉛を濃化させ、スクラップやダスト中に含ま
れていた亜鉛を高濃度な状態で回収（つまり、亜鉛高濃
度含有ダストとして回収）することができる。このよう
な亜鉛の濃化を達成するには、炉内でスクラップやダス
ト類等から蒸発して生成した金属亜鉛蒸気を炉頂部にお
いてダスト表面に効率的に凝縮させる必要がある。

【００８２】亜鉛はスクラップやダスト類を通じて炉内
に導入され、炉内の８００℃超〜９００℃程度の温度領
域（沸点の９０７℃よりも若干低い温度域）で蒸発し、
金属亜鉛蒸気が生成する。この金属亜鉛蒸気は炉内ガス
流とともに炉内を上昇し、４００〜８００°程度の温度
領域で凝縮するものであり、したがって、炉頂温度をこ
の４００〜８００℃の温度範囲に制御することにより金
属亜鉛蒸気を炉頂部でダスト表面に凝縮させ、亜鉛をダ
ストに捕捉することができる。特に本発明法では羽口部
から酸素の吹込みを行っているため、空気や酸素富化空
気を吹き込む方式に較べて排ガス量が少なく、このため
空気や酸素富化空気を吹き込む方式に較べて炉頂部にお
けるダスト濃度が高く、しかもガス流速が小さいために
炉頂部でのダストの滞留時間が長いという特徴がある。
したがって、炉頂部において金属亜鉛蒸気がダストと効
率的に接触でき、上述した炉頂温度の制御と相俟ってダ
ストによる亜鉛の捕捉を極めて効果的に行うことができ
る。

【００８３】炉頂温度が４００℃未満では、金属亜鉛蒸
気の凝縮が生じる温度域が炉シャフト部に存在すること
になるため、亜鉛が炉シャフト部で凝縮して内壁面等に
付着・堆積してしまう。一方、炉頂温度が８００℃を超
えると金属亜鉛蒸気が凝縮することなく炉外に放出さ
れ、排ガス管内で凝縮して亜鉛が管内壁面等に付着・堆
積し、配管の閉塞等のトラブルを生じる。図１９は炉頂
温度とダストを通じての亜鉛回収率との関係を示したも
ので、炉頂温度が４００〜８００℃の範囲において高い
亜鉛回収率が得られ、また、４５０〜７５０℃の範囲で
特に高い亜鉛回収率が得られることが判る。したがっ
て、炉頂温度は４００〜８００℃、望ましくは４５０〜
７５０℃の範囲に制御することが好ましい。なお、先に
述べたように本発明法では従来のスクラップ溶解法のよ
うな炉内での二次燃焼を実施しないため、炉頂温度を４
００〜８００℃の範囲に容易に制御することができる。

【００８４】このように本発明法によれば、亜鉛含有ダ
ストを排ガス中から回収し、これを羽口部から繰り返し
炉内に導入することにより、炉内に存在する亜鉛を回収
ダストに濃化させることができ、したがって、回収ダス
トの一部を適宜系外に取り出すことにより、炉内の亜鉛
を高濃度な状態で効率的に回収できる。したがって、こ
のような本発明法を実施すれば、高濃度の亜鉛を含むス
クラップ材であっても何ら問題なく鉄源として使用する
ことができる。排ガスからのダストの回収は、炉頂ガス
の排ガス導管途中にバグフィルタやサイクロンを設けて
行い、回収された亜鉛含有ダストは、その少なくとも一
部が繰り返し羽口部から炉内に吹き込まれるとともに、
一部が高濃度亜鉛含有ダストとして適宜系外に取り出さ
れ、亜鉛の原材料として利用される。

【００８５】先に述べたように本発明は従来法に較べて
燃料比を高くし、且つ微粉炭の大量吹き込みを行なうこ
とを前提としているが、その狙いとする範囲は実操業ベ
ースで、燃料比：３００ｋｇ／ｔ・pig以上、燃焼バー
ナから微粉炭だけを吹込む場合の微粉炭比（ｋｇ／ｔ・
pig）と炉頂装入するコークス比（ｋｇ／ｔ・pig）との
重量比［微粉炭比／コークス比］：１．０以上、燃焼バ
ーナから微粉炭＋合成樹脂材を吹き込む場合の微粉炭比
（ｋｇ／ｔ・pig）及び合成樹脂材比（ｋｇ／ｔ・pig）
と炉頂装入するコークス比（ｋｇ／ｔ・pig）との重量
比［微粉炭比／コークス比］：１．０以上であり、これ
により溶銑を高効率に製造することができるとともに、
上述したような高カロリー排ガスを大量に安定供給する
ことが可能となる。また、これらの上限は操業度、燃料
コストと必要回収ガスバランス等によって決まるが、一
般には燃料比：５００ｋｇ／ｔ・pig、［微粉炭比／コ
ークス比］及び［（微粉炭比＋合成樹脂材比）／コーク
ス比］は２．５程度が実質的な上限となると考えられ
る。

【００８６】このように本発明では、従来法に較べて燃
料比を相対的に高めた操業を行うことを前提としている
ため、従来法に較べて燃料費自体は高くなるが、一方に
おいて燃料としてコークスに較べてはるかに安価な微粉
炭を大量に使用すること（並びに燃料の一部として合成
樹脂材を使用すること）でコークス比を相対的に低減さ
せることができ、しかも安価な微粉炭と廃棄物たる合成
樹脂材を原料として利用価値の高い高カロリー排ガスを
大量に製造することができるため、全体としては従来法
に較べて相当程度に低い製造・操業コストで実施するこ
とができる。また、微粉炭（及び合成樹脂材）と酸素を
本発明のような方式で同時に吹き込むことは、溶銑の歩
留り及び品質を確保することにも役立つ。すなわち、熱
源としてコークスのみを炉内に装入して羽口部から酸素
のみを吹き込む方式を想定した場合、羽口先に酸素帯が
奥行き方向に長く形成され、その近傍を流れる溶銑が酸
化され易いため、鉄がＦｅＯとしてスラグ中に移行して
鉄の歩留まりを低下させ、また、溶銑の成分中に酸化物
を懸濁させることにより溶銑の品質を劣化させることに
なる。

【００８７】これに対して本発明法では、羽口先で微粉
炭が急速に酸素を消費するため酸化帯が十分に小さく、
このため上記のような溶銑滓の酸化は大きな問題となら
ない。また、特に図９及び図１０に示す本発明法では、
予燃焼室内で微粉炭が急速に酸素を消費するため、羽口
先には燃焼帯が殆んど形成されないか、若しくは形成さ
れるとしても極く限られた狭い領域に形成されるだけで
あり、このため上記のような溶銑滓の酸化は殆ど問題と
ならない。以上のような作用は、特に［ＰＣ／Ｏ₂］を
０．７ｋｇ／Ｎｍ³以上、より好ましくは１．０ｋｇ／
Ｎｍ³以上とすることにより効果的に得られる。

【００８８】また本発明法では、微粉炭（及び合成樹脂
材）を急速燃焼させて得られた燃焼ガスを羽口先に送風
することによりスクラップが円滑に溶解するため、キュ
ポラ法のような炉内の温度分布制御のための特殊な鋳物
用コークスを必要としない。本発明法では、溶解帯下部
にレースウェイを作り、充填されたスクラップを保持す
るためにコークスが必要であるが、これには高炉用コー
クスを利用することができる。また、微粉炭の燃焼ガス
化に伴って発生する主に石炭灰分から成るスラグは、容
易に溶融して炉下部の溶銑と分離してその上部に蓄積
し、出銑とともに容易に炉外に排出でき、操業に支障を
与えない。なお、本発明法では燃焼バーナによる微粉炭
（及び合成樹脂材）と酸素の吹き込みに加え、同じ燃焼
バーナ等を通じて燃焼温度調整用の水蒸気や窒素等を冷
却剤として適宜吹き込むことができる。

【００８９】本発明において燃焼バーナから吹き込まれ
る酸素ガスの純度は可能な限り高い方が好ましいが、一
般に工業用として使用されている酸素ガスの純度は９９
％以上（通常、一般に販売されている工業用酸素ガスの
純度は約９９．８％〜９９．９％程度、製鉄所の酸素プ
ラントから得られる酸素ガスの純度は９９．５％前後で
ある）であり、この程度の純度があれば十分である。ま
た、本発明により得られる作用効果の面から言うと、純
度が９５％未満の酸素ガスでは吹き込まれる微粉炭（及
び合成樹脂材）と酸素との接触が十分に確保できないた
め、微粉炭（及び合成樹脂材）の燃焼効率が悪くなり、
また、排ガス中の低カロリーガス成分も増加することに
なり、本発明の目的を達成することが困難となる。した
がって、本発明で羽口部から吹き込まれる酸素とは、純
度が９５％以上の酸素ガスを指すものとする。

【００９０】

【実施例】

〔実施例１〕図１の炉体に図２に示す構造の羽口部を有
するスクラップ溶解用試験炉（炉内容積：２．５ｍ³，
銑鉄生産量：１０ｔ／日）、図１の炉体に図３に示す構
造の羽口部を有するスクラップ溶解用試験炉（炉内容
積：２．５ｍ³，銑鉄生産量：１０ｔ／日）及び図１の
炉体に図９に示す構造の羽口部を有するスクラップ溶解
用試験炉（炉内容積：２．５ｍ²，銑鉄生産量：１０ｔ
／日）を用い、本発明法により［ＰＣ／Ｏ₂］を変化さ
せてスクラップを溶解し、溶銑を製造した。本実施例で
は燃焼バーナから炉内に若しくは燃焼バーナの予備燃焼
室内に微粉炭と常温の酸素（冷酸素）を吹き込むととも
に、羽口先の燃焼温度を２０００℃に調整するために窒
素及び／または水蒸気を冷却剤として吹き込んだ。本実
施例では微粉炭の燃焼性を調べるため羽口部からは微粉
炭と極く少量のダスト類（高炉ダスト）のみを吹込ん
だ。

【００９１】また、比較法として図１の炉体に図２１に
示す羽口部を備えた試験炉を用い、［ＰＣ／Ｏ₂］を変
化させてスクラップを溶解し、溶銑を製造した。図２１
は公知のキュポラ法に基づき酸素富化した熱風にランス
２０を通じて微粉炭を吹き込む方式であり、温度８００
℃の熱風を用い、酸素富化量及び微粉炭量を調整して
［ＰＣ／Ｏ₂］を変化させた。なお、本実施例において
は、粒度が７４μｍ以下７５％、表１に示す工業分析値
を有する微粉炭を吹き込み用として用い、また、コーク
スとしては高炉用コークスを用いた。

【００９２】本発明法及び比較法における微粉炭の吹き
込み限界を見るために、炉頂ガス中のダストを逐次採取
し、ダスト中のＣ濃度（％）を測定した。その結果を図
２０に示す。図２０は投入微粉炭量ＰＣ（ｋｇ／ｈ）と
酸素流量Ｏ₂（Ｎｍ³／ｈ）の比［ＰＣ／Ｏ₂］と炉頂乾
ダスト中のＣ濃度との関係を示したもので、比較法では
［ＰＣ／Ｏ₂］の値が０．７ｋｇ／Ｎｍ³以上になると炉
頂ダスト中にＣ濃度が急増している。これは、［ＰＣ／
Ｏ₂］がこの領域になると微粉炭が羽口先で十分に燃焼
し切れず、炉頂から未燃焼のまま排出されていることを
示しており、吹き込まれた微粉炭が燃料として十分に利
用されていないことになる。

【００９３】一方、図２の方式による本発明法では
［ＰＣ／Ｏ₂］が１．４ｋｇ／Ｎｍ³の近傍まで炉頂乾ガ
ス中のＣ濃度は低く、微粉炭を大量に吹き込んでも高効
率に燃焼して炉内で燃焼ガス化されていることが判る。
また、図３の方式による本発明法では微粉炭がより高
効率に燃焼し、さらに、図９の方式による本発明法で
は微粉炭が最も高効率に燃焼していることが判る。な
お、［ＰＣ／Ｏ₂］は化学量論的に１．４ｋｇ／Ｎｍ³が
ほぼ上限であり、本発明法において［ＰＣ／Ｏ₂］：
１．４ｋｇ／Ｎｍ³近傍で炉頂乾ガス中のＣ濃度が急増
しているのは本発明法の限界を示すものではない。

【００９４】本実施例から明らかなように、本発明法に
よれば羽口部から吹き込まれた微粉炭と酸素とが羽口先
で急速に混合して微粉炭が急速燃焼するため、［ＰＣ／
Ｏ₂］を十分に高めても微粉炭を効率的に燃焼させ、燃
焼ガス化させることができる。また、本発明法ではスク
ラップの溶解及び溶銑の生産に関しても、全く支障がな
いことが確認できた。

【００９５】

【表１】

【００９６】〔実施例２〕実施例１と同じ図２に示す羽
口部を備えた試験炉、図３に示す羽口部を備えた試験
炉、図９に示す羽口部を備えた試験炉及び図２１に示す
羽口部を備えた試験炉をそれぞれ用いてスクラップを溶
解し、溶銑を製造した。微粉炭及びコークスは実施例１
と同様のものを用い、また、羽口部から吹き込む粉粒状
合成樹脂材としては平均粒径が０．２〜１ｍｍのものを
用いた。ダスト類の吹込みは微粉炭等と同じ羽口部から
行い、ダストとしては表２に示す組成の高炉ダストを用
いた。また、この実施例では、一部の比較例においてシ
ャフト部に二次燃焼用の空気を導入し、燃焼ガスを二次
燃焼させた。各実施例の製造条件及びその結果を表３〜
表２３に示す。

【００９７】Ｎｏ．１及びＮｏ．２は微粉炭や合成樹脂
材の吹き込みを行わず（羽口からは酸素のみを吹き込
み）、熱源をすべてコークスとした操業例（微粉炭比：
０）であり、このうちＮｏ．１は合成樹脂材の炉頂装入
を行わなかった操業例、Ｎｏ．２は合成樹脂材の炉頂装
入を行った操業例である。微粉炭及び合成樹脂材の吹き
込みを行わないＮｏ．１、Ｎｏ．２では、レースウェイ
内の酸化帯が拡大した影響によりスラグ中のＦｅＯが高
くなり、溶銑の品質低下及び鉄歩留りの低下を生じてい
る。また、このＮｏ．１、Ｎｏ．２は熱源をすべてコー
クスとしているため当然に製造コストが高い。Ｎｏ．３
〜Ｎｏ．２５は合成樹脂材の羽口吹き込みを行なった本
発明例、Ｎｏ．２６〜Ｎｏ．５８は合成樹脂材の炉頂装
入または炉頂装入＋羽口吹込みを行なった本発明例であ
る。まず、Ｎｏ．３〜Ｎｏ．５は燃焼バーナから酸素と
ともに微粉炭と少量の粉粒状合成樹脂材の吹き込みを行
ない、Ｎｏ．３→Ｎｏ．５の順に微粉炭比＋合成樹脂材
比を増加させた操業例である。

【００９８】Ｎｏ．３は、微粉炭吹き込みを行ってはい
るが［（ＰＣ＋ＳＲ）／Ｏ₂］が低いため、Ｎｏ．１ほ
どではないがスラグ中のＦｅＯが高くなっている。ま
た、この操業例では［（微粉炭比＋合成樹脂材比）／コ
ークス比］が０．３６程度であり、コークス比が相対的
に高いため製造コストの面で問題がある。これに対して
Ｎｏ．４，Ｎｏ．５においては、スラグ中のＦｅＯが低
く、溶銑の品質及び鉄歩留りは良好である。また、これ
らＮｏ．４，Ｎｏ．５ではコークス比を超える大量の微
粉炭＋合成樹脂材を吹き込んでいるにも拘らず、それら
の燃焼が効率的に行なわれているため、２７００ｋｃａ
ｌ／Ｎｍ³以上の高カロリー排ガスが大量に得られてい
る。

【００９９】Ｎｏ．６，Ｎｏ．７は図３に示す構造の羽
口部を備えた試験炉を、また、Ｎｏ．８，Ｎｏ．９は図
９に示す構造の羽口部を備えた試験炉をそれぞれ用い、
上記Ｎｏ．４，Ｎｏ．５にほぼ対応した条件で燃焼バー
ナから酸素と微粉炭及び少量の粉粒状合成樹脂材の吹込
みを行った操業例であり、これらの操業例ではＮｏ．
４，Ｎｏ．５に較べて微粉炭と合成樹脂材の燃焼性がよ
り高められ、この結果、コークス比が若干減少し、さら
に炉頂ダストの発生量が減少した。Ｎｏ．１０〜Ｎｏ．
１６は、羽口部から吹き込む合成樹脂材比をＮｏ．４，
Ｎｏ．５に較べて増し、且つＮｏ．１０→Ｎｏ．１６の
順で合成樹脂材中に含まれる塩化ビニル樹脂の比率を高
めた操業例であり、いずれも排ガス中のＨＣｌ濃度は低
く抑えられている。

【０１００】Ｎｏ．１７〜Ｎｏ．１９は図３に示す構造
の羽口部を備えた試験炉を、また、Ｎｏ．２０〜Ｎｏ．
２２は図９に示す構造の羽口部を備えた試験炉をそれぞ
れ用い、上記Ｎｏ．１１，Ｎｏ．１３，Ｎｏ．１５とほ
ぼ対応した条件で操業を行った操業例であり、いずれの
操業例でも排ガス中のＨＣｌ濃度は低く抑えられてい
る。Ｎｏ．２３〜Ｎｏ．２５は微粉炭比に対し合成樹脂
材比を大幅に増大させた操業例であり、これらは微粉炭
の大量吹込に伴う排ガス中ＨＣｌ濃度の低減効果が相対
的に低下するため、Ｎｏ．１１〜Ｎｏ２２に較べて排ガ
ス中のＨＣｌ濃度が上昇している。

【０１０１】一方、Ｎｏ．２６〜Ｎｏ．２８は合成樹脂
材の炉頂装入を行うとともに、燃焼バーナから酸素とと
もに微粉炭の吹き込みを行ない、Ｎｏ．２６→Ｎｏ．２
８の順に微粉炭比を増加させた操業例、また、Ｎｏ．２
９〜Ｎｏ．３１は合成樹脂材の炉頂装入を行うととも
に、燃焼バーナから酸素とともに微粉炭と合成樹脂材の
吹き込みを行ない、Ｎｏ．２９→Ｎｏ．３１の順に微粉
炭比＋合成樹脂材比を増加させた操業例である。

【０１０２】Ｎｏ．２６及びＮｏ．２９は、微粉炭吹き
込みを行ってはいるが［ＰＣ／Ｏ₂］、［（ＰＣ＋Ｓ
Ｒ）／Ｏ₂］が低いため、Ｎｏ．２ほどではないがスラ
グ中のＦｅＯが高くなっている。また、この操業例では
［微粉炭比／コークス比］、［（微粉炭比＋合成樹脂材
比）／コークス比］が０．４２〜０．４３程度であり、
コークス比が相対的に高いため製造コストの面で問題が
ある。これに対してＮｏ．２７，Ｎｏ．２８及びＮｏ．
３０，Ｎｏ．３１においては、スラグ中のＦｅＯが低
く、溶銑の品質及び鉄歩留りは良好である。また、これ
らの操業例ではコークス比を超える大量の微粉炭若しく
は微粉炭＋合成樹脂材を吹き込んでいるにも拘らず、そ
れらの燃焼が効率的に行なわれているため、４０００ｋ
ｃａｌ／Ｎｍ³以上の高カロリー排ガスが大量に得られ
ている。

【０１０３】Ｎｏ．３２〜Ｎｏ．３５は図３に示す構造
の羽口部を備えた試験炉を、また、Ｎｏ．３６〜Ｎｏ．
３９は図９に示す構造の羽口部を備えた試験炉をそれぞ
れ用い、上記Ｎｏ．２７，Ｎｏ．２８，Ｎｏ．３０，Ｎ
ｏ．３１にほぼ対応した条件で燃焼バーナから酸素と微
粉炭若しくは微粉炭＋合成樹脂材の吹込みを行った操業
例であり、これらの操業例ではＮｏ．２７，Ｎｏ．２
８，Ｎｏ．３０，Ｎｏ．３１に較べて羽口部から吹き込
まれる微粉炭と合成樹脂材の燃焼性がより高められ、こ
の結果、コークス比が若干低下し、さらに炉頂ダストの
発生量が減少している。

【０１０４】Ｎｏ．４０〜Ｎｏ．４２は、炉頂装入され
る合成樹脂材比をＮｏ．２７，Ｎｏ．３２，Ｎｏ．３６
よりも高めた操業例であり、Ｎｏ．２７，Ｎｏ．３２，
Ｎｏ．３６に較べより高カロリーの排ガスが得られてい
る。Ｎｏ．４３〜Ｎｏ．４５は炉頂温度をＮｏ．２７，
Ｎｏ．３２，Ｎｏ．３６よりも低くした操業例であり、
炉頂温度が低いため炉頂ガス中のタール濃度は低下する
ものの、炉頂装入された合成樹脂材の炉上部での熱分解
性が低下するため、排ガス発熱量もＮｏ．２７等と比較
して低下している。また、Ｎｏ．４６〜Ｎｏ．４８はＮ
ｏ．４０〜Ｎｏ．４２に較べて炉頂温度を低くした操業
例であり、これらも同様の傾向がみられる。さらに、Ｎ
ｏ．４９〜Ｎｏ．５１は羽口部から微粉炭＋合成樹脂材
を吹き込む方式において、炉頂温度をＮｏ．３０，Ｎ
ｏ．３４，Ｎｏ．３８よりも低くした操業例であり、こ
れらも同様の傾向がみられる。

【０１０５】Ｎｏ．５２〜Ｎｏ．５４は、炉頂装入され
る合成樹脂材中に塩化ビニル樹脂を含ませた操業例であ
り、いずれも排ガス中のＨＣｌ濃度は低く抑えられてい
る。Ｎｏ．５５〜Ｎｏ．５８は微粉炭比に対して炉頂装
入及び羽口吹込みされる合成樹脂材比の合計量を大幅に
増大させた操業例であり、これらは微粉炭の大量吹込に
伴う排ガス中ＨＣｌ濃度の低減効果が相対的に低下する
ため、Ｎｏ．３０，Ｎｏ．３１，Ｎｏ．３４，Ｎｏ．３
５，Ｎｏ．３８，Ｎｏ．３９に較べて排ガス中のＨＣｌ
濃度が上昇しているが、特に問題ないレベルである。

【０１０６】Ｎｏ．５９，Ｎｏ．６０は従来型の吹き込
み羽口を用いて微粉炭若しくは微粉炭＋合成樹脂材（以
下、微粉炭等という）と酸素とを吹き込んだ操業例であ
り、微粉炭等の燃焼効率が低いため［ＰＣ＋Ｏ₂］、
［（ＰＣ＋ＳＲ）／Ｏ₂］が上げられず、このため微粉
炭等に較べて大量のコークスを必要とし、製造コストが
高い。また、羽口先における微粉炭等と酸素との接触が
十分に確保されていないため、スラグ中のＦｅＯが高
く、溶銑の品質低下及び鉄歩留りの低下を生じている。

【０１０７】Ｎｏ．６１，Ｎｏ．６２は従来型の吹き込
み羽口を用いて酸素富化された空気を微粉炭等とともに
吹き込んだ操業例であり、この操業例では、従来型の吹
き込み羽口を用いていることに加えて、吹き込みガスと
して酸素富化された空気を用いているために酸素と微粉
炭等との接触が十分に確保できず、このため微粉炭等の
燃焼効率がＮｏ．５９，Ｎｏ．６０よりもさらに低く、
したがってコークス比を高くせざるを得ないため製造コ
ストが高い。また、酸素富化された空気（６６％Ｏ₂）
を使用しているため、排ガスのカロリーも低く（３００
０ｋｃａｌ／Ｎｍ³未満）、さらに、上記のように酸素
と微粉炭等との接触が十分に確保されないためスラグ中
のＦｅＯが高く、溶銑の品質低下及び鉄歩留りの低下を
生じている。

【０１０８】Ｎｏ．６３，Ｎｏ．６４は従来型の吹き込
み羽口を用い、酸素富化された空気を微粉炭等とともに
吹き込むとともに、シャフト部に二次燃焼用の空気を導
入した操業例であり、この操業例ではＮｏ．６１，Ｎ
ｏ．６２に較べて燃料比は低くできるものの、Ｎｏ．６
１，Ｎｏ．６２と同様の理由により微粉炭等の燃焼効率
が低く、コークス比が高いため製造コストが高い。ま
た、酸素富化された空気（６６％Ｏ₂）を使用し且つ微
粉炭等の燃焼により生じた燃焼ガスを二次燃焼させてい
るため、排ガスのカロリーが極めて低い（２０００ｋｃ
ａｌ／Ｎｍ³未満）。また、Ｎｏ．６１，Ｎｏ．６２と
同様に酸素と微粉炭等との接触が十分に確保されないた
め、スラグ中のＦｅＯが高く、溶銑の品質低下及び鉄歩
留りの低下を生じている。

【０１０９】Ｎｏ．６５，Ｎｏ．６６は本発明法に相当
する羽口吹き込み方式を採用し、微粉炭等の周囲から酸
素富化された空気を吹き込んだ操業例であり、この操業
例では吹き込みガスとして酸素富化された空気を用いて
いるために酸素と微粉炭等との接触が十分に確保でき
ず、このため微粉炭等の燃焼効率が低く、したがってコ
ークス比を高くせざるを得ないため製造コストが高い。
また、酸素富化された空気（６９％Ｏ₂）を使用してい
るため、排ガスのカロリーも低い（２９００ｋｃａｌ／
Ｎｍ³未満）。さらに、酸素富化された空気を用いてい
るために酸素と微粉炭等の接触が十分に確保されないた
め、スラグ中のＦｅＯがＮｏ．２７，Ｎｏ．２８やＮ
ｏ．３０，Ｎｏ．３１に較べて高く、溶銑の品質低下及
び歩留低下を生じている。

【０１１０】Ｎｏ．６７，Ｎｏ．６８は本発明法に相当
する羽口吹込方式を採用し、微粉炭等の周囲から酸素を
吹き込むとともに、シャフト部に二次燃焼用の空気を導
入した操業例であり、これらの操業例では二次燃焼によ
って排ガス中の未燃チャーが失われる結果、未燃チャー
に吸着していたＨＣｌの大部分が脱離して再び排ガス中
に移行するため、塩化ビニル材の装入量の割に排ガス中
のＨＣｌ濃度が高い。

【０１１１】Ｎｏ．６９，Ｎｏ．７０は本発明法に相当
する羽口吹き込み方式を採用し、微粉炭等の周囲から酸
素富化された空気を吹き込むとともに、シャフト部に二
次燃焼用の空気を導入した操業例であり、この操業例で
はＮｏ．６５，Ｎｏ．６６に較べて燃料比は低くできる
ものの、Ｎｏ．６５，Ｎｏ．６６と同様の理由により微
粉炭等の燃焼効率が低く、コークス比が高いため製造コ
ストが高い。また、酸素富化された空気（６２％Ｏ₂）
を使用し且つ微粉炭等の燃焼により生じた燃焼ガスを二
次燃焼させているため、排ガスのカロリーが極めて低い
（１５００ｋｃａｌ／Ｎｍ³未満）。また、Ｎｏ．６
５，Ｎｏ．６６と同様に酸素と微粉炭等との接触が十分
に確保されないため、スラグ中のＦｅＯがＮｏ．２７，
Ｎｏ．２８やＮｏ．３０，Ｎｏ．３１に較べて高く、溶
銑の品質低下及び鉄歩留りの低下を生じている。

【０１１２】Ｎｏ．７１〜Ｎｏ．７４は低燃料比による
操業例であり、このうちＮｏ．７１，Ｎｏ．７２は本発
明法に相当する羽口吹き込み方式を採用し、微粉炭等の
周囲から酸素富化された空気を吹き込んだ操業例であ
る。この操業例では吹き込みガスとして酸素富化された
空気を用いているために酸素と微粉炭等との接触が十分
に確保できず、このため微粉炭等の燃焼効率が低く、し
たがってコークス比を高くせざるを得ないため製造コス
トが高い。また、酸素富化された空気（６３％Ｏ₂）を
使用しているため、排ガスのカロリーも低く（２７００
ｋｃａｌ／Ｎｍ³未満）、さらに、低燃焼比での操業で
あるため排ガス量も少ない。また、酸素富化された空気
を用いているために酸素と微粉炭等との接触が十分に確
保されないため、スラグ中のＦｅＯがＮｏ．２７，Ｎ
ｏ．２８やＮｏ．３０，Ｎｏ．３１に較べて高く、溶銑
の品質低下及び歩留低下を生じている。

【０１１３】Ｎｏ．７３，Ｎｏ．７４は本発明法に相当
する羽口吹き込み方式を採用し、微粉炭等の周囲から酸
素富化された空気を吹き込むとともに、シャフト部に二
次燃焼用の空気を導入した操業例であり、この操業例で
はＮｏ．７１，Ｎｏ．７２に較べて燃料比は低くできる
ものの、Ｎｏ．７１，Ｎｏ．７２と同様の理由により微
粉炭等の燃焼効率が低く、コークス比が高いため製造コ
ストが高い。また、酸素富化された空気（６３％Ｏ₂）
を使用し且つ微粉炭等の燃焼により生じた燃焼ガスを二
次燃焼させているため、排ガスのカロリーが極めて低く
（１７００ｋｃａｌ／Ｎｍ³未満）、さらに、低燃焼比
での操業であるため排ガス量も少ない。また、Ｎｏ．７
１，Ｎｏ．７２と同様に酸素と微粉炭等との接触が十分
に確保されないため、スラグ中のＦｅＯがＮｏ．２７，
Ｎｏ．２８やＮｏ．３０，Ｎｏ．３１に較べて高く、溶
銑の品質低下及び鉄歩留りの低下を生じている。

【０１１４】また、以上の実施例において炉頂ダストへ
のＺｎ濃化の傾向について見てみると、炉頂温度を４０
０〜８００℃に制御した本発明例では、回収ダスト（炉
頂ダスト）中のＺｎ濃度が吹込みダスト（高炉ダスト）
のＺｎ濃度に較べて十分に高く、炉頂装入されたスクラ
ップや吹込みダストに含まれるＺｎが炉頂ダストに適切
に捕捉・濃化されていることが判る。また、配管の閉塞
等によるトラブルの発生もなく順調に操業できた。これ
に対して、炉頂温度を２５０℃とした場合ではＺｎが十
分に濃化されず、回収ダスト（炉頂ダスト）中のＺｎ濃
度も吹込みダスト（高炉ダスト）とあまり変らない結果
となった。また、操業中においてＺｎの炉内付着が原因
とみられる風圧変動も認められた。

【０１１５】

【表２】

【０１１６】

【表３】

【０１１７】

【表４】

【０１１８】

【表５】

【０１１９】

【表６】

【０１２０】

【表７】

【０１２１】

【表８】

【０１２２】

【表９】

【０１２３】

【表１０】

【０１２４】

【表１１】

【０１２５】

【表１２】

【０１２６】

【表１３】

【０１２７】

【表１４】

【０１２８】

【表１５】

【０１２９】

【表１６】

【０１３０】

【表１７】

【０１３１】

【表１８】

【０１３２】

【表１９】

【０１３３】

【表２０】

【０１３４】

【表２１】

【０１３５】

【表２２】

【０１３６】

【表２３】

【０１３７】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、スク
ラップを溶解して溶銑を効率的に製造できるだけでな
く、燃料用ガスとして利用価値の高い高カロリーの排ガ
スを大量に得ることができ、しかも、主要熱源として一
般炭を粉砕した安価な微粉炭を使用できること、高カロ
リー排ガス源さらには熱源の一部として合成樹脂材を利
用できること、［ＰＣ／Ｏ₂］若しくは［（ＰＣ＋Ｓ
Ｒ）／Ｏ₂］を高めることができるため少ない酸素量で
大量の微粉炭及び合成樹脂材を燃焼ガス化できること、
簡易な設備で実施できること等から、スクラップと微粉
炭及び合成樹脂材を主原料とした溶銑及び高カロリー燃
料用ガスの製造を低コストで実施することができる。特
に、微粉炭比＋合成樹脂材比を高めることができ且つ利
用価値の高い高カロリー排ガスを大量に製造できること
を考慮した場合に、従来技術に較べて相当程度に低い製
造・操業コストで実施することができ、しかも廃棄物た
る合成樹脂類の大量処理と有効利用を図ることができる
という優れた効果がある。さらに、製鉄所等において排
出されるダスト類についてもその大量処理と有効利用が
可能であるとともに、スクラップやダスト類に含まれる
亜鉛を炉内に蓄積させることなく、これを高濃度化した
状態で炉内から適切に回収することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスクラップ溶解法の実施に供されるシ
ャフト炉の一構成例を示す概念図

【図２】シャフト炉の羽口部の一構成例（断面構造）並
びに本発明法による微粉炭及び合成樹脂材と酸素の吹込
み方法を示す説明図

【図３】シャフト炉の羽口部の他の構成例（断面構造）
並びに本発明法による微粉炭及び合成樹脂材と酸素の吹
込み方法を示す説明図

【図４】図２に示す燃焼バーナにおいて、バーナ径方向
における微粉炭及び合成樹脂材と冷酸素Ｏ₂の吹き込み
の態様の一例を示す説明図

【図５】図２に示す燃焼バーナにおいて、バーナ径方向
における微粉炭及び合成樹脂材と冷酸素Ｏ₂の吹き込み
の態様の他の例を示す説明図

【図６】図３に示す燃焼バーナにおいて、バーナ径方向
における微粉炭及び合成樹脂材と冷酸素Ｏ₂の吹き込み
の態様の一例を示す説明図

【図７】図３に示す燃焼バーナにおいて、バーナ径方向
における微粉炭及び合成樹脂材と冷酸素Ｏ₂の吹き込み
の態様の他の例を示す説明図

【図８】図３に示す燃焼バーナにおいて、バーナ径方向
における微粉炭及び合成樹脂材と冷酸素Ｏ₂の吹き込み
の態様の他の例を示す説明図

【図９】シャフト炉の羽口部の他の構成例（断面構造）
並びに本発明法による微粉炭及び合成樹脂材と酸素の吹
込み方法を示す説明図

【図１０】シャフト炉の羽口部の他の構成例（断面構
造）並びに本発明法による微粉炭及び合成樹脂材と酸素
の吹込み方法を示す説明図

【図１１】図９に示す燃焼バーナにおいて、バーナ径方
向における微粉炭及び合成樹脂材と冷酸素Ｏ₂の吹き込
みの態様の一例を示す説明図

【図１２】図９に示す燃焼バーナにおいて、バーナ径方
向における微粉炭及び合成樹脂材と冷酸素Ｏ₂の吹き込
みの態様の他の例を示す説明図

【図１３】図１０に示す燃焼バーナにおいて、バーナ径
方向における微粉炭及び合成樹脂材と冷酸素Ｏ₂の吹き
込みの態様の一例を示す説明図

【図１４】図１０に示す燃焼バーナにおいて、バーナ径
方向における微粉炭及び合成樹脂材と冷酸素Ｏ₂の吹き
込みの態様の他の例を示す説明図

【図１５】図１０に示す燃焼バーナにおいて、バーナ径
方向における微粉炭及び合成樹脂材と冷酸素Ｏ₂の吹き
込みの態様の他の例を示す説明図

【図１６】本発明のスクラップ溶解法における炉頂温度
と炉頂ガス中のタール濃度との関係を示すグラフ

【図１７】本発明法により微粉炭及び合成樹脂材と酸素
の吹き込みを行った場合の微粉炭燃焼率を経時に示すグ
ラフ

【図１８】本発明法により微粉炭及び合成樹脂材と酸素
の吹き込みを行った場合の羽口部近傍における理想的な
燃焼状況を示した説明図

【図１９】本発明法における炉頂温度とダスト中亜鉛に
基づく亜鉛回収率との関係を示すグラフ

【図２０】実施例１において図２、図３及び図９による
吹込み方式の本発明法と図２１による吹込み方式の比較
法について、投入した微粉炭量ＰＣ（ｋｇ／ｈ）と酸素
流量Ｏ₂（Ｎｍ³／ｈ）の比［ＰＣ／Ｏ₂］と炉頂乾ガス
中のＣ濃度との関係を示したグラフ

【図２１】従来方式の羽口部の断面構造を示す説明図

【符号の説明】

１…シャフト炉、２…羽口部、３…炉頂部、４…原料装
入装置、５…開閉装置、６…ダクト、７…炉壁、８Ａ，
８Ｂ，８Ｃ，８Ｄ…燃焼バーナ、９…予燃焼室、１０…
バーナ先端開口部、１２…バーナ本体、１３…水冷ジケ
ット、１４…固体燃料供給管、１５，１５′…酸素供給
管、１６…耐火物、１７…水冷ジケット、１８…羽口、
２０…ランス、ａ…固体燃料炭吹出部、ｂ，ｂ´…酸素
吹出部、ｐ…交点

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松浦 正博 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 村井 亮太 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

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シャフト炉内に鉄源であるスクラップと
   コークスを炉頂装入し、羽口部に設けられた燃焼バーナ
   からは微粉炭、粉粒状または細片状の合成樹脂材及び酸
   素を炉内に吹き込むとともに、該燃焼バーナまたは／及
   び羽口部の他の吹込み手段を通じて炉内にダスト類を吹
   き込み、前記微粉炭、粉粒状または細片状の合成樹脂材
   及び酸素の吹き込みに当たっては、微粉炭と合成樹脂材
   をバーナ径方向中心若しくはその近傍から吹き込むとと
   もに、酸素をその周囲から吹き込んで微粉炭及び合成樹
   脂材と酸素を混合させることにより、微粉炭と少なくと
   も合成樹脂材の一部を羽口先に形成される燃焼帯で急速
   燃焼させ、この燃焼ガスの顕熱でスクラップを溶解して
   溶銑を製造するとともに、燃焼ガスを炉内で有意に二次
   燃焼させることなく燃料用ガスとして回収することを特
   徴とするスクラップ溶解法。
2. 【請求項２】 シャフト炉内に鉄源であるスクラップと
   コークスを炉頂装入し、羽口部に設けられた燃焼バーナ
   からは微粉炭、粉粒状または細片状の合成樹脂材及び酸
   素を炉内に吹き込むとともに、該燃焼バーナまたは／及
   び羽口部の他の吹込み手段を通じて炉内にダスト類を吹
   き込み、前記微粉炭、粉粒状または細片状の合成樹脂材
   及び酸素の吹き込みに当たっては、バーナ径方向中心若
   しくはその近傍から酸素を吹き込むとともに、その周囲
   から微粉炭と合成樹脂材を吹き込み、さらにその周囲か
   ら酸素を吹き込んで微粉炭及び合成樹脂材と酸素を混合
   させることにより、微粉炭と少なくとも合成樹脂材の一
   部を羽口先に形成される燃焼帯で急速燃焼させ、この燃
   焼ガスの顕熱でスクラップを溶解して溶銑を製造すると
   ともに、燃焼ガスを炉内で有意に二次燃焼させることな
   く燃料用ガスとして回収することを特徴とするスクラッ
   プ溶解法。
3. 【請求項３】 バーナ先端開口部の内方に予燃焼室が設
   けられた燃焼バーナを羽口部に備えたシャフト炉を用い
   て行われるスクラップ溶解法であって、シャフト炉内に
   鉄源であるスクラップとコークスを炉頂装入し、前記燃
   焼バーナの予燃焼室内には微粉炭と酸素を吹き込むとと
   もに、粉粒状または細片状若しくは塊状の合成樹脂材を
   吹き込み若しくは装入し、さらに該燃焼バーナまたは／
   及び羽口部の他の吹込み手段を通じて炉内にダスト類を
   吹き込み、前記微粉炭、粉粒状または細片状の合成樹脂
   材及び酸素の吹き込みに当たっては、少なくとも微粉炭
   をバーナ径方向中心若しくはその近傍から吹き込むとと
   もに、酸素をその周囲から吹き込んで両者を混合させる
   ことにより、予燃焼室内で微粉炭と少なくとも合成樹脂
   材の一部を急速燃焼させ、その燃焼ガスをバーナ先端開
   口部から炉内に導入し、この燃焼ガスの顕熱でスクラッ
   プを溶解して溶銑を製造するとともに、燃焼ガスを炉内
   で有意に二次燃焼させることなく燃料用ガスとして回収
   することを特徴とするスクラップ溶解法。
4. 【請求項４】 バーナ先端開口部の内方に予燃焼室が設
   けられた燃焼バーナを羽口部に備えたシャフト炉を用い
   て行われるスクラップ溶解法であって、シャフト炉内に
   鉄源であるスクラップとコークスを炉頂装入し、前記燃
   焼バーナの予燃焼室内には微粉炭と酸素を吹き込むとと
   もに、粉粒状または細片状若しくは塊状の合成樹脂材を
   吹き込み若しくは装入し、さらに該燃焼バーナまたは／
   及び羽口部の他の吹込み手段を通じて炉内にダスト類を
   吹き込み、前記微粉炭、粉粒状または細片状の合成樹脂
   材及び酸素の吹き込みに当たっては、酸素をバーナ径方
   向中心若しくはその近傍から吹き込むとともに、少なく
   とも微粉炭をその周囲から吹き込み、さらにその周囲か
   ら酸素を吹き込んで微粉炭と酸素を混合させることによ
   り、予燃焼室内で微粉炭と少なくとも合成樹脂材の一部
   を急速燃焼させ、その燃焼ガスをバーナ先端開口部から
   炉内に導入し、この燃焼ガスの顕熱でスクラップを溶解
   して溶銑を製造するとともに、燃焼ガスを炉内で有意に
   二次燃焼させることなく燃料用ガスとして回収すること
   を特徴とするスクラップ溶解法。
5. 【請求項５】 シャフト炉内に鉄源であるスクラップ、
   コークス及び合成樹脂材を炉頂装入し、羽口部に設けら
   れた燃焼バーナからは微粉炭及び酸素を炉内に吹き込み
   むとともに、該燃焼バーナまたは／及び羽口部の他の吹
   込み手段を通じて炉内にダスト類を吹き込み、前記微粉
   炭及び酸素の吹き込みに当たっては、微粉炭をバーナ径
   方向中心若しくはその近傍から吹き込むとともに、酸素
   をその周囲から吹き込んで両者を混合させることによ
   り、微粉炭を羽口先に形成される燃焼帯で急速燃焼さ
   せ、この燃焼ガスの顕熱でスクラップを溶解して溶銑を
   製造するとともに、燃焼ガスを炉内で有意に二次燃焼さ
   せることなく、合成樹脂材の熱分解により生成したガス
   とともに燃料用ガスとして回収することを特徴とするス
   クラップ溶解法。
6. 【請求項６】 シャフト炉内に鉄源であるスクラップ、
   コークス及び合成樹脂材を炉頂装入し、羽口部に設けら
   れた燃焼バーナからは微粉炭及び酸素を炉内に吹き込み
   むとともに、該燃焼バーナまたは／及び羽口部の他の吹
   込み手段を通じて炉内にダスト類を吹き込み、前記微粉
   炭及び酸素の吹き込みに当たっては、バーナ径方向中心
   若しくはその近傍から酸素を吹き込むとともに、その周
   囲から微粉炭を吹き込み、さらにその周囲から酸素を吹
   き込んで微粉炭と酸素を混合させることにより、微粉炭
   を羽口先に形成される燃焼帯で急速燃焼させ、この燃焼
   ガスの顕熱でスクラップを溶解して溶銑を製造するとと
   もに、燃焼ガスを炉内で有意に二次燃焼させることな
   く、合成樹脂材の熱分解により生成したガスとともに燃
   料用ガスとして回収することを特徴とするスクラップ溶
   解法。
7. 【請求項７】 シャフト炉内に鉄源であるスクラップ、
   コークス及び合成樹脂材を炉頂装入し、羽口部に設けら
   れた燃焼バーナからは微粉炭、粉粒状または細片状の合
   成樹脂材及び酸素を炉内に吹き込むとともに、該燃焼バ
   ーナまたは／及び羽口部の他の吹込み手段を通じて炉内
   にダスト類を吹き込み、前記微粉炭、粉粒状または細片
   状の合成樹脂材及び酸素の吹き込みに当たっては、微粉
   炭と合成樹脂材をバーナ径方向中心若しくはその近傍か
   ら吹き込むとともに、酸素をその周囲から吹き込んで微
   粉炭及び合成樹脂材と酸素を混合させることにより、微
   粉炭と少くとも合成樹脂材の一部を羽口先に形成される
   燃焼帯で急速燃焼させ、この燃焼ガスの顕熱でスクラッ
   プを溶解して溶銑を製造するとともに、燃焼ガスを炉内
   で有意に二次燃焼させることなく、合成樹脂材の熱分解
   により生成したガスとともに燃料用ガスとして回収する
   ことを特徴とするスクラップ溶解法。
8. 【請求項８】 シャフト炉内に鉄源であるスクラップ、
   コークス及び合成樹脂材を炉頂装入し、羽口部に設けら
   れた燃焼バーナからは微粉炭、粉粒状または細片状の合
   成樹脂材及び酸素を炉内に吹き込むとともに、該燃焼バ
   ーナまたは／及び羽口部の他の吹込み手段を通じて炉内
   にダスト類を吹き込み、前記微粉炭、粉粒状または細片
   状の合成樹脂材及び酸素の吹き込みに当たっては、バー
   ナ径方向中心若しくはその近傍から酸素を吹き込むとと
   もに、その周囲から微粉炭と合成樹脂材を吹き込み、さ
   らにその周囲から酸素を吹き込んで微粉炭及び合成樹脂
   材と酸素を混合させることにより、微粉炭と少なくとも
   合成樹脂材の一部を羽口先に形成される燃焼帯で急速燃
   焼させ、この燃焼ガスの顕熱でスクラップを溶解して溶
   銑を製造するとともに、燃焼ガスを炉内で有意に二次燃
   焼させることなく、合成樹脂材の熱分解により生成した
   ガスとともに燃料用ガスとして回収することを特徴とす
   るスクラップ溶解法。
9. 【請求項９】 バーナ先端開口部の内方に予燃焼室が設
   けられた燃焼バーナを羽口部に備えたシャフト炉を用い
   て行われるスクラップ溶解法であって、シャフト炉内に
   鉄源であるスクラップ、コークス及び合成樹脂材を炉頂
   装入し、前記燃焼バーナの予燃焼室内には微粉炭と酸素
   を吹き込むとともに、該燃焼バーナまたは／及び羽口部
   の他の吹込み手段を通じて炉内にダスト類を吹き込み、
   前記微粉炭及び酸素の吹き込みに当たっては、微粉炭を
   バーナ径方向中心若しくはその近傍から吹き込むととも
   に、酸素をその周囲から吹き込んで両者を混合させるこ
   とにより、予燃焼室内で微粉炭を急速燃焼させ、その燃
   焼ガスをバーナ先端開口部から炉内に導入し、この燃焼
   ガスの顕熱でスクラップを溶解して溶銑を製造するとと
   もに、燃焼ガスを炉内で有意に二次燃焼させることな
   く、合成樹脂材の熱分解により生成したガスとともに燃
   料用ガスとして回収することを特徴とするスクラップ溶
   解法。
10. 【請求項１０】 バーナ先端開口部の内方に予燃焼室が
    設けられた燃焼バーナを羽口部に備えたシャフト炉を用
    いて行われるスクラップ溶解法であって、シャフト炉内
    に鉄源であるスクラップ、コークス及び合成樹脂材を炉
    頂装入し、前記燃焼バーナの予燃焼室内には微粉炭と酸
    素を吹き込むとともに、該燃焼バーナまたは／及び羽口
    部の他の吹込み手段を通じて炉内にダスト類を吹き込
    み、前記微粉炭と酸素の吹き込みに当たっては、酸素を
    バーナ径方向中心若しくはその近傍から吹き込むととも
    に、その周囲から微粉炭を吹き込み、さらにその周囲か
    ら酸素を吹き込んで微粉炭と酸素を混合させることによ
    り、予燃焼室内で微粉炭を急速燃焼させ、その燃焼ガス
    をバーナ先端開口部から炉内に導入し、この燃焼ガスの
    顕熱でスクラップを溶解して溶銑を製造するとともに、
    燃焼ガスを炉内で有意に二次燃焼させることなく、合成
    樹脂材の熱分解により生成したガスとともに燃料用ガス
    として回収することを特徴とするスクラップ溶解法。
11. 【請求項１１】 バーナ先端開口部の内方に予燃焼室が
    設けられた燃焼バーナを羽口部に備えたシャフト炉を用
    いて行われるスクラップ溶解法であって、シャフト炉内
    に鉄源であるスクラップ、コークス及び合成樹脂材を炉
    頂装入し、前記燃焼バーナの予燃焼室内には微粉炭と酸
    素を吹き込むとともに、粉粒状または細片状若しくは塊
    状の合成樹脂材を吹き込み若しくは装入し、さらに該燃
    焼バーナまたは／及び羽口部の他の吹込み手段を通じて
    炉内にダスト類を吹き込み、前記微粉炭、粉粒状または
    細片状の合成樹脂材及び酸素の吹き込みに当たっては、
    少なくとも微粉炭をバーナ径方向中心若しくはその近傍
    から吹き込むとともに、酸素をその周囲から吹き込んで
    両者を混合させることにより、予燃焼室内で微粉炭と少
    なくとも合成樹脂材の一部を急速燃焼させ、その燃焼ガ
    スをバーナ先端開口部から炉内に導入し、この燃焼ガス
    の顕熱でスクラップを溶解して溶銑を製造するととも
    に、燃焼ガスを炉内で有意に二次燃焼させることなく、
    合成樹脂材の熱分解により生成したガスとともに燃料用
    ガスとして回収することを特徴とするスクラップ溶解
    法。
12. 【請求項１２】 バーナ先端開口部の内方に予燃焼室が
    設けられた燃焼バーナを羽口部に備えたシャフト炉を用
    いて行われるスクラップ溶解法であって、シャフト炉内
    に鉄源であるスクラップ、コークス及び合成樹脂材を炉
    頂装入し、前記燃焼バーナの予燃焼室内には微粉炭と酸
    素を吹き込むとともに、粉粒状または細片状若しくは塊
    状の合成樹脂材を吹き込み若しくは装入し、さらに該燃
    焼バーナまたは／及び羽口部の他の吹込み手段を通じて
    炉内にダスト類を吹き込み、前記微粉炭、粉粒状または
    細片状の合成樹脂材及び酸素の吹き込みに当たっては、
    酸素をバーナ径方向中心若しくはその近傍から吹き込む
    とともに、少なくとも微粉炭をその周囲から吹き込み、
    さらにその周囲から酸素を吹き込んで微粉炭と酸素を混
    合させることにより、予燃焼室内で微粉炭と少なくとも
    合成樹脂材の一部を急速燃焼させ、その燃焼ガスをバー
    ナ先端開口部から炉内に導入し、この燃焼ガスの顕熱で
    スクラップを溶解して溶銑を製造するとともに、燃焼ガ
    スを炉内で有意に二次燃焼させることなく、合成樹脂材
    の熱分解により生成したガスとともに燃料用ガスとして
    回収することを特徴とするスクラップ溶解法。
13. 【請求項１３】 粉粒状または細片状の合成樹脂材をバ
    ーナ径方向中心若しくはその近傍から予燃焼室内に吹き
    込むことを特徴とする請求項３または１１に記載のスク
    ラップ溶解法。
14. 【請求項１４】 粉粒状または細片状の合成樹脂材を、
    バーナ径方向中心若しくはその近傍から吹き込まれる酸
    素の周囲から予燃焼室内に吹き込むことを特徴とする請
    求項４または１２に記載のスクラップ溶解法。
15. 【請求項１５】 燃焼バーナによる合成樹脂材の吹き込
    みが非連続的若しくは間欠的に実施され、且つこの合成
    樹脂材の吹き込みが微粉炭の吹き込みとともに若しくは
    一時的に微粉炭の吹き込みに代えて実施されることを特
    徴とする請求項１、２、７または８に記載のスクラップ
    溶解法。
16. 【請求項１６】 合成樹脂材の予燃焼室内への吹き込み
    または装入が非連続的若しくは間欠的に実施され、且つ
    この合成樹脂材の吹き込みまたは装入が、微粉炭の吹き
    込みとともに若しくは一時的に微粉炭の吹き込みに代え
    て実施されることを特徴とする請求項３、４、１１、１
    ２、１３または１４に記載のスクラップ溶解法。
17. 【請求項１７】 ダスト類の炉内への吹込みが非連続的
    若しくは間欠的に実施されることを特徴とする請求項
    １、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１
    ２、１３、１４、１５または１６に記載のスクラップ溶
    解法。
18. 【請求項１８】 炉内に吹き込まれるダスト類が、高炉
    ダスト、転炉ダスト、電気炉ダスト、キュポラダスト、
    ミルスケール、シュレッダーダスト、亜鉛ダスト及び当
    該炉で排ガスから回収されたダストのうちの１種または
    ２種以上を含んでいることを特徴とする請求項１、２、
    ３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１
    ３、１４、１５、１６または１７に記載のスクラップ溶
    解法。
19. 【請求項１９】 炉頂温度を４００〜６００℃に制御す
    ることを特徴とする請求項５、６、７、８、９、１０、
    １１、１２、１３、１４、１５、１６、１７または１８
    に記載のスクラップ溶解法。
20. 【請求項２０】 炉頂温度を４００〜８００℃に制御す
    るとともに、当該炉で排ガスから回収された亜鉛含有ダ
    ストを、炉内に吹き込まれるダスト類の少なくとも一部
    として用いることを特徴とする請求項１８に記載のスク
    ラップ溶解法。
21. 【請求項２１】 燃焼バーナに対して微粉炭と酸素を供
    給する場合には、燃焼バーナに供給する微粉炭比ＰＣ
    （ｋｇ／ｔ・pig）と酸素流量Ｏ₂（Ｎｍ³／ｔ・pig）と
    の比［ＰＣ／Ｏ₂］を０．７ｋｇ／Ｎｍ³以上とし、燃焼
    バーナに対して微粉炭及び合成樹脂材と酸素を供給する
    場合には、燃焼バーナに供給する微粉炭比ＰＣ（ｋｇ／
    ｔ・pig）及び合成樹脂材比ＳＲ（ｋｇ／ｔ・pig）と酸
    素流量Ｏ₂（Ｎｍ³／ｔ・pig）との比［（ＰＣ＋ＳＲ）
    ／Ｏ₂］を０．７ｋｇ／Ｎｍ³以上とすることを特徴とす
    る請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、
    １１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１
    ９または２０に記載のスクラップ溶解法。
22. 【請求項２２】 燃料比を３００ｋｇ／ｔ・pig以上と
    し、且つ燃焼バーナに対して微粉炭と酸素を供給する場
    合には燃焼バーナに供給する微粉炭比（ｋｇ／ｔ・pi
    g）と炉頂装入するコークス比（ｋｇ／ｔ・pig）との重
    量比［微粉炭比／コークス比］を１．０以上とし、燃焼
    バーナに対して微粉炭及び合成樹脂材と酸素を供給する
    場合には、燃焼バーナに供給する微粉炭比（ｋｇ／ｔ・
    pig）及び合成樹脂材比（ｋｇ／ｔ・pig）と炉頂装入す
    るコークス比（ｋｇ／ｔ・pig）との重量比［（微粉炭
    比＋合成樹脂材比）／コークス比］を１．０以上とする
    ことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、
    ８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、
    １７、１８、１９、２０または２１に記載のスクラップ
    溶解法。