JPH1088210A

JPH1088210A - 冶金炉への合成樹脂材の吹込み方法

Info

Publication number: JPH1088210A
Application number: JP8243921A
Authority: JP
Inventors: Yukihiko Asakawa; 幸彦浅川; Koichi Tomioka; 浩一冨岡; Hiroki Ishiguro; 宏樹石黒; Minoru Asanuma; 稔浅沼; Yutaka Yamada; 裕山田; Masuhiro Fujii; 益弘藤井; Kazumasa Wakimoto; 一政脇元
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1996-09-13
Filing date: 1996-09-13
Publication date: 1998-04-07

Abstract

(57)【要約】【課題】発熱量の低いものや不純物が混入した廃合成
樹脂材をコークスの一部代替として高炉等冶金炉に吹き
込んで、有効利用する。【解決手段】合成樹脂材の材質を所定の方法で判別
し、紙、布等不純物混入無しの時は当該材質の既知発熱
量を付与し、不純物混入有りのときは実測した発熱量を
付与し、一方、材質判別不可の場合には実測した発熱量
を付与し、二種以上の合成樹脂材からなる混合物が所定
の発熱量となるように上記付与発熱量を用いて合成樹脂
材の配合割合を算定し冶金炉へ吹き込む。上記配合合成
樹脂材の水分含有率を所定値以下に調整する。上記配合
合成樹脂材のハロゲン含有率を所定値以下に調整する。【効果】従来使用の高発熱量合成樹脂材と同様冶金炉
へ吹込むことができ、コークスの一部代替となり、有効
利用し且つ環境問題解決にも寄与する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、鉄鉱石、石灰石
および珪石等並びにコークスを炉頂から装入し、一方、
羽口から熱風を吹き込んで溶銑を製造する高炉等の冶金
炉の操業において、産業廃棄物等から回収された合成樹
脂材をコークスの一部代替として羽口から吹き込む方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】冶金炉において鉄鉱石を還元して銑鉄を
製造する代表的なプロセスとしての高炉では、従来、鉄
鉱石、各種副原料およびコークスを炉頂から装入し、炉
下部の羽口から高温（約１０００〜１２００℃）の空気
を吹き込み、これにより羽口先に降下したコークスを燃
焼させてＣＯガス主体の高温還元性ガスを発生させる。
この還元性ガスは酸化鉄を主成分とする鉄鉱石を還元
し、また副原料の造滓材が鉄鉱石から脈石成分を除去し
て溶銑が製造される。

【０００３】上記高炉用コークスの製造にはいわゆる原
料炭を必要とするが、原料炭の産地は限定されており、
一般炭よりも高価である。そこで、従来コークスの一部
代替として、例えば、微粉炭、石油、重油およびナフサ
等を羽口から吹き込んでいる。これは、これらのものが
安価で発熱量が高く、且つ良質な還元剤となるからであ
る。

【０００４】一方、近年、廃棄合成樹脂材の処理方法
が、社会的並びに環境上問題となっている。廃棄合成樹
脂材の処理方法としては、埋立処理および焼却処理が主
流となっているが、埋立処理においては埋立用地不足が
問題となっており、また、焼却処理においては合成樹脂
材が高い発熱量を有することから焼却炉内で局部的なホ
ットスポットが発生して炉壁耐火物を損傷することが問
題となっている。

【０００５】上記情勢下、最近においては環境保護の観
点から廃棄合成樹脂材を有効に処理することが強く要請
され、その効果的な方法として各種合成樹脂材を高炉に
吹き込んで使用している。この方法では、高炉の羽口か
ら吹き込まれた合成樹脂材は熱風と反応して高温のＣＯ
およびＨ₂ガスとなり、鉄鉱石の溶融還元剤として利用
している。合成樹脂材のこのような作用は、合成樹脂材
が塊状あるいは粒状にて高温状態の高炉内に吹き込まれ
ると、熱風と反応して高温のＣＯおよびＨ₂ガスを生成
し、装入原料が充填され炉内壁が保護された炉内で装入
物を加熱すると共に、鉄鉱石を効率的に還元することに
ある。従って、高炉内への合成樹脂材の吹込みにより鉄
鉱石は速やかに金属状態に還元されると共に溶融して高
温の溶銑となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】現在供給される廃棄合
成樹脂材の種類と形態は多種多様であり、発熱量の異な
るもの、紙、布および金属等の不純物が混入するもの、
およびハロゲンを含有するもの等がある。ところが高炉
での合成樹脂材使用は上述したように、コークスの一部
代替とすることを目的としているので、発熱量が高位安
定していることに加え、鉄鉱石の良好な還元剤となるこ
とを要求される。

【０００７】一般に、合成樹脂材は主にＣとＨとで構成
され、石油・石炭に比べてＳ等および灰分が少ない。従
って、合成樹脂材はＣＯおよびＨ₂へとガス化させると
還元剤として作用する。一方、合成樹脂材は高炉羽口か
ら１２００℃前後の熱風と共に吹き込まれるので直ちに
ガス化してＣＯおよびＨ₂ガスとなり、極めて優れた還
元剤となる。このような合成樹脂材として従来、高炉へ
の吹込みにポリプロピレンやポリエチレンが使用されて
いる。ところがＣおよびＨが少なく灰分の多い合成樹脂
材は発熱量が低く還元力も小さい。従って、有効な原料
として使用することができなかった。また、これらを用
いるためには高炉の必要熱量を確保するために余分なエ
ネルギーを必要としていた。

【０００８】このように従来、高炉で使用される合成樹
脂材は専らポリプロピレンおよびポリエチレン等の不純
物混入が少なく高純度であって且つ高発熱量を有するも
のに限られていた。従って、上記以外の合成樹脂材、即
ち、発熱量の低いものや不純物が混入したものの効果的
処理が望まれていた。

【０００９】従って、この発明の目的は上述した問題を
解決し、従来、高炉に利用されていなかった低発熱量の
廃棄合成樹脂材もコークスの一部代替として高炉羽口か
ら吹き込み、燃料および還元剤として有効に利用するこ
とができる、冶金炉への合成樹脂材の吹込み方法を提供
することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上述した
問題を解決すべく鋭意研究を重ねた。一般に、合成樹脂
類は炭化水素より構成されており、高炉に吹き込まれる
と羽口近傍で完全にＣおよびＨ原子レベルまで分解し還
元剤として作用する。従って、吹込み単位重量当たりの
ＣおよびＨ原子数が多い合成樹脂材ほど発熱量が大き
く、且つ、還元剤としても有効性が高い。そこで、還元
能力と加熱能力の両方を発熱量で評価することにした。
従って、低還元力で低発熱量の合成樹脂材を、高還元力
で高発熱量の合成樹脂材に適当量配合することにより、
従来使用することができなかった合成樹脂材を使用する
ことができるようになった。

【００１１】上述したように複数の合成樹脂材を配合し
調製するためには、先ず廃棄合成樹脂材を合成樹脂材質
別に仕分けること、合成樹脂材質別の発熱量を求めるこ
と、そして各合成樹脂材を所定の配合割合計算式により
その発熱量が所定の発熱量以上となるように配合するこ
とが必要である。

【００１２】この発明は上記知見に基づきなされたもの
であり、請求項１記載の冶金炉への合成樹脂材の吹込み
方法は下記の通りである。羽口から複数種の合成樹脂材
を吹き込む冶金炉の操業において、合成樹脂材の材質を
所定の判別方法で判別することができ、且つ紙、布およ
び金属等不純物の混入が認められない場合にはその材質
判別結果より合成樹脂材の発熱量を求め、上記不純物の
混入が認められる場合には所定の測定方法で実測するこ
とにより当該合成樹脂材の発熱量を求め、一方、合成樹
脂材の材質を上記所定の判別方法で判別することができ
ない場合には上記所定の測定方法で実測することにより
合成樹脂材の発熱量を求め、次いで、複数種の合成樹脂
材の内の二種以上の合成樹脂材からなる混合物が所定の
発熱量となるように上述した方法で求められた二種以上
の合成樹脂材の各発熱量の値を用いてその二種以上の合
成樹脂材を配合し、そして、このようにして配合された
合成樹脂材を羽口から吹き込むことに特徴を有するもの
である。

【００１３】請求項２記載の冶金炉への合成樹脂材の吹
込み方法は、請求項１記載の発明において、配合合成樹
脂材の水分含有率を所定値以下に調整することに特徴を
有するものである。また、請求項３記載の冶金炉への合
成樹脂材の吹込み方法は、請求項１または２記載の発明
において、配合合成樹脂材のハロゲン含有率を所定値以
下に調整することに特徴を有するものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、この発明の実施の形態を、
図面を参照しながら説明する。図１は、この発明で冶金
炉に吹き込むべき合成樹脂材の材質判別と発熱量付与の
関係を示すフロー図である。廃棄合成樹脂材を、フィル
ム状合成樹脂材を主体とするもの（以下、「フィルム系
合成樹脂材」という）、その他の板状およびボトル等固
形合成樹脂材を主体とするもの（以下、「固形合成樹脂
材」という）とに仕分ける。仕分けされた合成樹脂材を
材質判別装置で分析する。その結果、Ａ１において材質
が判明したものについては、Ａ２において紙、布および
／または金属等不純物の噛込み・付着等混入の有無を観
察し、不純物の混入がないものについてはＡ３におい
て、判明した当該材質に対応する既知の発熱量を付与す
る。

【００１５】もし、Ａ２で不純物の混入があるものは、
当該合成樹脂材の材質は判明しても不純物の混入により
発熱量が減少するので、Ａ４において所定の方法で当該
合成樹脂材の発熱量を実測し、得られた値を付与する。
一方、Ａ１において何らかの理由により材質が判明しな
かったものについても、Ａ４において当該合成樹脂材の
発熱量を実測し、得られた値を当該合成樹脂材の発熱量
として付与する。合成樹脂材の発熱量の測定方法は、例
えば、ＪＩＳＭ８８１４による。

【００１６】上述した方法により発熱量を付与された合
成樹脂材の中にはコークスの発熱量よりも低いものがあ
る。この発明の特徴の一つは、かかるコークスよりも発
熱量が低く、従来、高炉等冶金炉への吹込みが行なわれ
ていなかった合成樹脂材をも吹き込むために、これを従
来使用していたコークスの発熱量よりも高い発熱量を有
する合成樹脂材に適正な割合で配合することにより、所
定の発熱量を有する配合合成樹脂材とすることにより有
効利用するものである。そのために、下記（１）および
（２）式を満たすように合成樹脂材を配合する。

【００１７】（ａα＋ｂβ＋ｃγ＋・・・）／１００≧Ｑ ------------ （１） α＋β＋γ＋・・・・＝１００ ------------ （２）但し、ａ，ｂ，ｃ，・・・：材質Ａ，Ｂ，Ｃ，・・・の
各合成樹脂材の発熱量（kcal/kg) α，β，γ，・・・：材質Ａ，Ｂ，Ｃ，・・・の各合成
樹脂材の配合割合（wt.%）Ｑ：操業時の代表的なコークス発熱量（kcal/kg) 次に、合成樹脂材の材質判別を行なう工程上の場所に関
しては、廃棄合成樹脂材を受入れ後、高炉等冶金炉へ吹
き込むまでの事前加工処理工程において、材質別合成樹
脂材を所定の配合割合で切出し量を管理するのに好都合
な位置を選定すべきである。従って、廃棄合成樹脂材を
受入れてから炉内への吹込み装置までに配設する装置の
種類と順番等により最適な場所を決定すべきである。

【００１８】図２は、この発明に基づき冶金炉へ合成樹
脂材を吹込むための設備配置図の一例である。フィルム
状合成樹脂材および固形合成樹脂材を受入れ後、事前加
工処理し、異なった材質の合成樹脂材を所定の割合に配
合して適正な発熱量を有する配合合成樹脂材に調製し、
これを高炉等冶金炉へ吹き込むためのものである。

【００１９】貯留ヤード（図示せず）から移送されたフ
ィルム状合成樹脂材１ａは、切断装置３で所定形状に切
断された後、切断摩擦熱で擬似付着し、重なり合ったフ
ィルム状合成樹脂小片となるので、分離機４で分散させ
る。分散したフィルム状合成樹脂小片を磁選機５で処理
し鉄屑類を除去した後、合成樹脂材質判別装置２ａに通
して当該合成樹脂材の種類を判別する。

【００２０】合成樹脂材質判別装置２ａは材質判別機と
搬送ベルトとを備え、材質判別機の探触子が所定の速度
で連続的に移送される搬送ベルト上のフィルム状合成樹
脂小片と所定時間同調して移動し、当該探触子スポット
領域の合成樹脂材質を分析する。次いで、材質判明の成
否により上述した方法で当該合成樹脂材に発熱量を付与
する（図１参照）。そして、フィルム状合成樹脂小片を
溶融・固化造粒装置９に装入し、所定の処理を施す。

【００２１】溶融・固化造粒装置９で造粒された粒状合
成樹脂材１ａ’は篩分けおよび分離機１０を経て、所定
粒径未満のものは順次、発熱量別ホッパー６ａ，６ｂ，
６ｃ，・・・に蓄えられる。ここで、発熱量別ホッパー
内の粒状合成樹脂材の発熱量はそれぞれ、ｐ₁,ｐ₂,ｐ₃,
・・・（kcal/kg)であるとする。また所定粒径以上のもの
は大粒と小粒に分け、大粒は再度切断装置３へリターン
し、小粒は高炉炉頂（３４’）からコークスと共に装入
するか、本実施設備系外（８）へ搬出しコークス炉装
入、焼結炉装入又は石灰配合にリターンする。

【００２２】発熱量別ホッパー６に蓄えられた粒状合成
樹脂材１ａ’は、この後の工程で、固形合成樹脂材１ｂ
が所定の処理を施された後砕片樹脂材貯留槽２９に蓄え
られた砕片合成樹脂材と所定配合にて混合される。

【００２３】一方、固形合成樹脂材１ｂは、一次破砕機
２０で粗破砕され、一次磁選機２１で処理して鉄屑類が
除去された後、二次破砕機２２で細かく砕かれ、二次磁
選機２３で処理して鉄屑その他異物が除去された後、分
離機２４で破砕摩擦熱で擬似付着した合成樹脂材を砕片
合成樹脂材１ｂ’に分散させる。分散した砕片合成樹脂
材１ｂ’を合成樹脂材質判別装置２ｂに通して当該合成
樹脂材の材質を分析する。この合成樹脂材質判別装置２
ｂも上記２ａと同様、材質判別機と搬送ベルトとを備
え、所定の速度で連続的に移送される搬送ベルト上の砕
片合成樹脂材の材質を分析する。なお、合成樹脂材質判
別装置２ａを兼用してもよい。

【００２４】次いで、材質判明の成否により上述した方
法で当該合成樹脂材に発熱量を付与する（図１参照）。
そして、砕片合成樹脂材もその発熱量別ホッパー２５
ａ，２５ｂ，２５ｃ，・・・に貯留する。各ホッパーに
蓄えられた砕片合成樹脂材の内、その発熱量が所定の発
熱量よりも高いものと低いものとを切出し・配合装置２
６にて次のように配合し、混合する。

【００２５】混合された砕片合成樹脂材１ｂ”の発熱量
をｎ（kcal/kg)とするために、各砕片合成樹脂材の発熱
量ｑ₁,ｑ₂,ｑ₃,・・・（kcal/kg)と配合割合β₁,β₂,β
₃,・・・（wt.%）とが下記（３）および（４）式を満た
し、且つ、各砕片合成樹脂材の貯留量および受入れ予定
量による需給予測および各砕片合成樹脂材の発熱量に基
づき計算制御器２６ａを用いて決定する。

【００２６】（ｑ₁β₁＋ｑ₂β₂＋ｑ₃β₃＋・・・）／１００＝ｎ ------------------（３） β₁＋β₂＋β₃＋・・・＝１００ ------------------（４）但し、ｎ：例えば、コークスの発熱量７５００kcal/kg
以上の一定値そして、切出弁２６ｂが計算制御器２６ａの指示により
作動し砕片合成樹脂材を自動的に切り出し、ミキサー２
７で混合され、篩分けおよび分離機２８を経て、所定砕
片径未満のものは砕片樹脂貯留槽２９に蓄えられる。ま
た所定砕片径以上のものは上記粒状合成樹脂材と同様、
大砕片と小砕片に分け、大砕片は再度切断装置３へリタ
ーンし、小砕片は高炉炉頂（３４’）からコークスと共
に装入するか、本発明実施設備系外（８）へ搬出しコー
クス炉装入、焼結炉装入又は石灰配合にリターンする。

【００２７】以上のようにして、各発熱量別ホッパー６
ａ，６ｂ，・・・、および２９にはそれぞれ、発熱量が
ｐ₁,ｐ₂,ｐ₃,・・・（kcal/kg)、およびｎ（kcal/kg)の
合成樹脂材が蓄えられる。次いで、冶金炉としての高炉
３４に、コークスの一部代替として吹き込むための配合
合成樹脂材を、上記各合成樹脂材を配合して調製する。
配合合成樹脂材の発熱量は、操業時使用コークスの代表
的発熱量より大きくすることが必要である。従って、配
合は計算制御器３０の指示に従い秤量・切出し装置７お
よび２９ａにより、下記（５）および（６）式を満たす
ように自動的に行なう。

【００２８】｛（ｐ₁ｘ₁＋ｐ₂ｘ₂＋ｐ₃ｘ₃＋・・・）／１００｝＋ｎｙ／１００＝Ｑ ------------------（５）（ｘ₁＋ｘ₂＋ｘ₃＋・・・）＋ｙ＝１００ ------------------（６）但し、ｐ₁,ｐ₂,ｐ₃,・・・：粒状合成樹脂材の発熱量
（kcal/kg) ｘ₁,ｘ₂,ｘ₃,・・・：粒状合成樹脂材の配合割合（wt.
%）ｎ：砕片合成樹脂材のみの混合材の発熱量（kcal/kg) ｙ：砕片合成樹脂材のみの混合材の配合割合（wt.%）Ｑ：操業時の代表的なコークス発熱量（kcal/kg) このようにして切り出された粒状合成樹脂材１ａ’およ
び砕片合成樹脂材１ｂ”はミキサー３１で混合される。

【００２９】かくして調製された低発熱量の合成樹脂材
と高発熱量の合成樹脂材とからなる配合合成樹脂材１ｃ
を気送設備３２に輸送し、吹込み管３３を経て高炉３４
の羽口３５から吹き込む。気送設備３２では配合合成樹
脂材１ｃが、サービスタンク３２ａ、貯留槽３２ｂ、均
圧タンク３２ｃそして吹込みタンク３２ｄへの順に空気
輸送され、アキュームレータ３２ｅからの圧空により高
炉３４内へ吹き込まれる。

【００３０】次に、フィルム状合成樹脂材１ａおよび固
形合成樹脂材１ｂは貯留ヤードにおいて雨水にぬれると
水分が上昇し見かけ上発熱量が低下する。特に、ウレタ
ン類や紙付きの合成樹脂材において水分上昇が著しい。
フィルム状合成樹脂材１ａは溶融・固化造粒工程で水分
は除去されるが、固形合成樹脂材１ｂは水分を含んだま
ま一次破砕工程から高炉への吹込みまで移送され気送さ
れるので、この間での配管詰まり等の輸送トラブルが発
生する。更に、廃棄合成樹脂材には塩化ビニール等のよ
うにハロゲンを含むものがあり、上述したハロゲンによ
る装置腐食問題がある。ハロゲンは特に高炉の排ガス回
収配管内で一定の温度条件下でＨ₂Ｏと反応して酸腐食
を助長する。

【００３１】そこで、本発明者等が上記問題解決のため
に試験を重ねた結果、配合合成樹脂材の水分は８wt.%以
下であることが必要であり、また、そのハロゲン含有率
は３wt.%以下であることが必要であることがわかった。
従って、この発明においては上記条件を満たすものとす
る。更に、配合合成樹脂材の水分含有率およびハロゲン
含有率共に上記条件を満たせば一層望ましい。

【００３２】

【実施例】次に、この発明を実施例により、更に詳細に
説明する。図１に示した合成樹脂材質の判別方法と当該
合成樹脂材が有する発熱量の評価方法、並びに、図２に
示した高炉操業の設備配置図を用い、上述した方法で下
記の試験を行なった。但し、実施例４のみは図２の高炉
の代わりに高炉をモデルにした竪型試験炉を使用した。

【００３３】（実施例１）実用高炉において、表１に示
す高炉操業条件および合成樹脂材吹込み条件のもとに本
発明の試験を実施した。合成樹脂材質判別装置２ａおよ
び２ｂのそれぞれでフィルム状合成樹脂材１ａおよび固
形合成樹脂材１ｂの材質を判別した。合成樹脂材１ａお
よび１ｂは共に、紙、布および金属等の不純物混入のな
いものであった。材質判別の結果は、フィルム状合成樹
脂材１ａはポリエチレンおよびポリアセタールであり、
固形合成樹脂材１ｂはポリウレタンおよびＰＥＴであっ
た。各合成樹脂材の発熱量を、既知データによりポリエ
チレン：１１０００kcal/kg、ポリアセタール：３００
０kcal/kg 、ポリウレタン：６５００kcal/kg およびＰ
ＥＴ：５０００kcal/kg とした。材質判別後下記処理を
した。

【００３４】フィルム状合成樹脂材１ａのポリエチレン
およびポリアセタールについては、順次別々に、溶融・
固化造粒装置９で処理し粒状合成樹脂材１ａ’にした
後、それぞれを発熱量別ホッパー６ａ，６ｂに貯留し
た。

【００３５】一方、固形合成樹脂材１ｂのポリウレタン
およびＰＥＴについては、それぞれに発熱量が付与さ
れ、発熱量別ホッパー２５ａ，２５ｂに貯留された後、
配合割合が６０．０wt.%および４０．０wt.%で切り出し
混合された。混合された砕片合成樹脂材１ｂ”の発熱量
は５９００kcal/kg となる。次いで、篩分け・分離後、
粒径６ｍｍ以下に調製し、砕片樹脂材貯留槽２９に蓄え
た。

【００３６】次いで、上記粒状合成樹脂材１ａ’のポリ
エチレンを５５．０wt.%、ポリアセタールを２０．０w
t.%、および、上記ポリウレタンとＰＥＴとが混合され
た砕片合成樹脂材を２５．０wt.%の配合にてミキサー３
１で混合した配合合成樹脂材１ｃをサービスタンク３２
ａへ気送した。かくして調製された配合合成樹脂材１ｃ
の発熱量は８１２５kcal/kg となる。

【００３７】以上の通り事前加工処理された配合合成樹
脂材１ｃを気送設備３２により高炉３４内へ吹き込ん
だ。なお、配合合成樹脂材１ｃの配合経過に基づき、合
成樹脂材質別の配合割合を算出すると、表２に示す通り
である。

【００３８】

【表１】

【００３９】

【表２】

【００４０】上記実施例を２日間連続操業で行なった結
果、操業状況はすこぶる良好であり、合成樹脂材を吹込
まない通常の高炉操業時の操業結果と比較しても遜色の
ないものであった。

【００４１】（実施例２）同じく実用高炉において、表
１に示す高炉操業条件および合成樹脂材吹込み条件のも
とに本発明の試験を実施した。合成樹脂材質判別装置２
ａおよび２ｂのそれぞれでフィルム状合成樹脂材１ａお
よび固形合成樹脂材１ｂの材質を判別した。

【００４２】フィルム状合成樹脂材１ａは、紙、布およ
び金属等の不純物混合のないものであり、その材質はポ
リプロピレンであった。そこで、その発熱量は既知デー
タにより、１１０００kcal/kg とした。次いで、溶融・
固化造粒処理後、篩分け・分離後、粒径６ｍｍ以下の粒
状合成樹脂材１ｂ’を、発熱量別ホッパー７に蓄えた。

【００４３】一方、固形合成樹脂材１ｂの材質はポリウ
レタン、ＡＢＳおよびＰＥＴであることが判明した。そ
こで、ポリウレタンについては発熱量を既知データによ
り６５００kcal/kg として発熱量別ホッパー２５ａに貯
留した。しかしながら、ＡＢＳおよびＰＥＴは二次破砕
され、分離機２４で処理後の砕片合成樹脂材１ｂ’にお
いても、紙および布が噛み込んでいることが確認され
た。そこで、発熱量別ホッパー２５ｂ，２５ｃへこれら
を貯留する前に、各々のサンプリングをし、ＪＩＳＭ８
８１４により発熱量を実測した。その結果、紙混入のＡ
ＢＳは４５００kcal/kg 、布混入のＰＥＴは３５００kc
al/kg であった。ポリウレタン、紙混入のＡＢＳおよび
布混入のＰＥＴを順次、発熱量別ホッパー２５ａ，２５
ｂ，２５ｃに貯留し、それぞれの配合割合が３３．３w
t.%、２２．２wt.%および４４．５wt.%となるように切
り出し、発熱量４７２２kcal/kg の混合された砕片合成
樹脂材１ｂ”を得た。次いで、篩分け・分離後、砕片径
６ｍｍ以下のものを砕片樹脂材槽２９に蓄えた。

【００４４】次に、ポリプロピレンの粒状合成樹脂材１
ａ”と、ポリウレタン、紙混入ＡＢＳおよび布混入ＰＥ
Ｔ混合からなる砕片合成樹脂材１ｂ”との配合割合が５
５．０wt.%と４５．０wt.%とになるように配合し、配合
合成樹脂材１ｃをサービスタンク３２ａへ気送した。か
くして調整された配合合成樹脂材１ｃの発熱量は８１７
５kcal/kg となる。

【００４５】以上の通り事前加工処理された配合合成樹
脂材１ｃを気送設備３２により高炉３４内へ吹き込ん
だ。なお、配合合成樹脂材１ｃの配合経過に基づき、合
成樹脂材質別の配合割合を算出すると、表３に示す通り
である。

【００４６】

【表３】

【００４７】なお、粒径または砕片径が６ｍｍ〜３５ｍ
ｍのものは高炉の炉頂からコークスと一緒に装入し、３
５ｍｍ超えのものは切断装置３または一次破砕機２０へ
リターンして再使用した。

【００４８】上記実施例を２日間連続操業で行なった結
果、操業状況はすこぶる良好であり、合成樹脂材を吹込
まない通常の高炉操業時の操業結果と比較しても遜色の
ないものであった。

【００４９】（実施例３）実用高炉において、表１に示
す高炉操業条件および合成樹脂材吹込み条件のもとに本
発明の試験を実施した。使用した合成樹脂材は全ロッ
ト、固形合成樹脂材１ｂであり、その内１ロットは貯留
ヤードにおいて雨水で著しく含水したものであった。水
分分析の結果その含有率は約４０wt.%と高いものであっ
た。このまま一次破砕機２０以後の工程に流すと配管お
よびタンクでの閉塞発生の原因となる。そこで、別途、
間接型乾燥機で水分が５wt.%以下になるまで乾燥させ
た。

【００５０】各ロットに所定の処理を施し、合成樹脂材
質判別装置２ｂにより、ポリプロピレン、ポリウレタ
ン、紙付きＡＢＳおよび布付きＰＥＴであることが判明
した。水分を乾燥させたものは、紙付きＡＢＳであっ
た。各合成樹脂材の配合割合は、表４に示すように行な
い、配合合成樹脂材１ｃの発熱量は８３７５kcal/kg 、
水分含有率は０．９wt.%とした。

【００５１】以上の通り事前加工処理され、砕片径が６
ｍｍ以下の配合合成樹脂材１ｃを気送設備３２により高
炉３４内へ吹き込んだ。

【００５２】

【表４】

【００５３】上記実施例を２日間連続操業で行なった結
果、操業状況は良好であり、合成樹脂材を吹込まない通
常の高炉操業時の操業結果と比較しても遜色のないもの
であった。

【００５４】（実施例４）次に、ポリ塩化ビニールのよ
うにハロゲンを含有する合成樹脂材の冶金炉への吹込み
試験を行なった（実施例４−１〜４−３）。使用した冶
金炉は、図２の高炉を模擬して製作した燃焼試験装置で
ある。また、合成樹脂材の事前加工処理は図２の設備を
利用し、実施例１におけるのと同様に行なった。但し、
炉内吹込み用合成樹脂材はすべて、材質既知のものを使
用し、紙、布および金属等の不純物混入はなく、また雨
濡れないものである。

【００５５】表５に、ハロゲン含有合成樹脂材の吹込み
試験における、試験炉の操業条件および合成樹脂材吹込
み条件を示す。試験は実施例４−１、４−２および４−
３からなり、実施例４−１ではポリエチレンとポリ塩化
ビニール、実施例４−２ではポリエチレンとポリフッ化
ビニール、そして実施例４−３ではポリエチレンと臭素
を含有するプリント基板を配合した。これらの配合割合
はいずれにおいても、吹込み合成樹脂材中のハロゲン含
有率が３wt.%となるようにした。

【００５６】表６に、実施例４−１〜４−３の各試験に
おける合成樹脂材吹込み条件の詳細および配合合成樹脂
材の発熱量を示す。合成樹脂材はすべて固形合成樹脂材
であり、砕片径が６ｍｍ以下のものを吹き込んだ。

【００５７】

【表５】

【００５８】

【表６】

【００５９】試験炉からの排ガス分析によれば、それぞ
れ塩化水素、フッ化水素および臭化水素が検出されたが
環境上および装置類の酸腐食に対して全く問題のないも
のであった。また、溶銑製造実績についても所期の成績
を得た。

【００６０】上述した実施例の試験結果より、下記事項
が判明した。従来、高炉吹込みに使用されていなかった低発熱量
の合成樹脂材であっても、高発熱量の合成樹脂材と配合
して所定の発熱量を維持すれば、正常な高炉操業を継続
することができる。廃棄合成樹脂材の高炉への吹込みに当たり、発熱量
をパラメーターとして配合割合を決定することにより、
合成樹脂材をコークスの一部代替燃料として利用できる
と共に、鉄鉱石の還元剤としても利用することができ
る。即ち、廃棄合成樹脂材を高炉原料としてマテリアル
リサイクルが可能となる。配合合成樹脂材中の水分を約８wt.%以下に抑えるこ
とにより、高炉吹込み操業中の気送配管の詰まりトラブ
ルは解消する。配合合成樹脂材中のハロゲン含有率を約３wt.%以下
に抑えることにより、高炉吹込みによる排ガス中のハロ
ゲン化水素による装置類の酸腐食や環境上への悪影響を
なくすことができる。

【００６１】

【発明の効果】この発明は、上述したように構成したの
で、発熱量の低い合成樹脂材を他の高発熱量の合成樹脂
材と配合することにより見かけ上所定の発熱量にまで高
めることができるとともに、還元剤としても有効に利用
することができる。従って、従来使用されている高発熱
量の合成樹脂材と同様、高炉内へ吹込むことができ、コ
ークスの一部代替燃料となる。また、焼却および埋立て
により処理されている廃棄合成樹脂材の有効利用により
環境問題の解決にも寄与する。このように、この発明の
冶金炉への合成樹脂材の吹込み方法は工業上有用な効果
がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明で冶金炉に吹き込むべき合成樹脂材の
材質判別と発熱量付与の関係を示すフロー図である。

【図２】この発明に基づき冶金炉へ合成樹脂材を吹込む
ための設備配置図の一例である。

【符号の説明】

１合成樹脂材１ａフィルム状合成樹脂材１ａ’粒状合成樹脂材１ｂ固形合成樹脂材１ｂ’砕片合成樹脂材１ｂ”砕片合成樹脂材（混合後）１ｃ配合合成樹脂材２ａ合成樹脂材判別装置２ｂ合成樹脂材判別装置３切断装置４分離機５磁選機６、６ａ、６ｂ、６ｃ、・・・発熱量別ホッパー７、７ａ、７ｂ、７ｃ、・・・秤量・切出し装置８本発明実施設備系外９溶融・固化造粒装置１０篩分け・分離機２０一次破砕機２１磁選機２２二次破砕機２３磁選機２４分離機２５、２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、・・・発熱量別ホッ
パー２６秤量・切出し装置２６ａ計算・制御器２６ｂ切出し弁２７ミキサー２８篩分け・分離装置２９砕片樹脂材貯留槽２９ａ秤量・切出し装置３０計算・制御器３１ミキサー３２気送装置３２ａサービスタンク３２ｂ貯留槽３２ｃ均圧タンク３２ｄ吹込みタンク３２ｅアキュームレーター３３吹込み管３４高炉３４’ 炉口３５羽口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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)発明者山田裕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)発明者藤井益弘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)発明者脇元一政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

【特許請求の範囲】

【請求項１】羽口から複数種の合成樹脂材を吹き込む
冶金炉の操業において、前記合成樹脂材の材質を所定の
判別方法で判別することができ、且つ紙、布および金属
等不純物の混入が認められない場合には当該材質判別結
果より当該合成樹脂材の発熱量を求め、前記不純物の混
入が認められる場合には所定の測定方法で実測すること
により当該合成樹脂材の発熱量を求め、一方、前記合成
樹脂材の材質を前記所定の判別方法で判別することがで
きない場合には前記所定の測定方法で実測することによ
り当該合成樹脂材の発熱量を求め、次いで、前記複数種
の合成樹脂材の内の二種以上の合成樹脂材からなる混合
物が所定の発熱量となるように上述した方法で求められ
た前記二種以上の合成樹脂材の各発熱量の値を用いて前
記二種以上の合成樹脂材を配合し、そして、このように
して配合された合成樹脂材を羽口から吹き込むことを特
徴とする、冶金炉への合成樹脂材の吹込み方法。
【請求項２】前記配合合成樹脂材の水分含有率を所定
値以下に調整することを特徴とする請求項１記載の冶金
炉への合成樹脂材の吹込み方法。
【請求項３】前記配合合成樹脂材のハロゲン含有率を
所定値以下に調整することを特徴とする請求項１または
２記載の冶金炉への合成樹脂材の吹込み方法。