JP3338471B2 - シュレッダ屑および混合屑を連続的に溶解する方法 - Google Patents
シュレッダ屑および混合屑を連続的に溶解する方法Info
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- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
- C22B1/005—Preliminary treatment of scrap
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C21C5/466—Charging device for converters
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、重量のあるシュレッダ
分屑と軽量のシュレッダ分屑とを用いてシュレッダ屑と
混合屑とを連続溶解する方法に関するものである。
分屑と軽量のシュレッダ分屑とを用いてシュレッダ屑と
混合屑とを連続溶解する方法に関するものである。
【０００２】
【公知の技術】ドイツ特許第２５ ０４ ８８９号によ
りスクラップ、スポンジ鉄、銑鉄その他を連続的に溶解
する方法が公知である。この方法の場合、スクラップ
が、直立炉内で天然ガス／酸素バーナを用いて連続的に
溶解される。この種の溶解過程の場合、高温溶融域を得
るためには、比較的多量のエネルギー消費が必要であ
る。特に混合屑やシュレッダ屑の場合は、完全な溶解反
応を確実に生じさせるには、部分的に極めて高温で溶解
せねばならない。
りスクラップ、スポンジ鉄、銑鉄その他を連続的に溶解
する方法が公知である。この方法の場合、スクラップ
が、直立炉内で天然ガス／酸素バーナを用いて連続的に
溶解される。この種の溶解過程の場合、高温溶融域を得
るためには、比較的多量のエネルギー消費が必要であ
る。特に混合屑やシュレッダ屑の場合は、完全な溶解反
応を確実に生じさせるには、部分的に極めて高温で溶解
せねばならない。
【０００３】古自動車や金属含有の消費財は、通常、シ
ュレッダにかけられるが、その場合、続いて軽量の分屑
と重量のある分屑とに分けられる。重量のある分屑に含
まれる金属の一部は、比較的高温で新たに溶解され、回
収され、再利用される。こうした消費財の、特に古自動
車の再処理時に発生するシュレッダ屑ないしは軽量のシ
ュレッダ分屑は、公知の方法では溶解には用いられず、
従来は廃棄されていた。
ュレッダにかけられるが、その場合、続いて軽量の分屑
と重量のある分屑とに分けられる。重量のある分屑に含
まれる金属の一部は、比較的高温で新たに溶解され、回
収され、再利用される。こうした消費財の、特に古自動
車の再処理時に発生するシュレッダ屑ないしは軽量のシ
ュレッダ分屑は、公知の方法では溶解には用いられず、
従来は廃棄されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
に述べた種類の方法を、軽量のシュレッダ分屑の処理が
できるように改良し、そのさい同時に、高温溶解反応炉
のエネルギー消費量を低減するようにし、更に、必要な
冶金上の諸条件、特にスラグ温度と溶湯温度が、比較的
融成物温度が高い場合にも、より容易に制御できるよう
にすることにある。
に述べた種類の方法を、軽量のシュレッダ分屑の処理が
できるように改良し、そのさい同時に、高温溶解反応炉
のエネルギー消費量を低減するようにし、更に、必要な
冶金上の諸条件、特にスラグ温度と溶湯温度が、比較的
融成物温度が高い場合にも、より容易に制御できるよう
にすることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この課題は、本発明によ
れば次のようにすることにより解決される。すなわち、
軽量のシュレッダ分屑に気化処理を施し、この気化処理
のプロセスガスを、重量のあるシュレッダ分屑ないし混
合屑用の溶解反応炉の主バーナ平面の近くに、特に上方
に吹き込むようにするのである。軽量の分屑が気化反応
炉に供給されることにより、生成ガスを得ることがで
き、このガスには、高温時にエネルギー放出下で利用可
能な一連の物質が含まれている。特に、この主の気化反
応炉から得られる生成ガスは、水素、一酸化炭素、水蒸
気、ＣＯ2 、炭化水素を含んでおり、これらのプロセス
ガスを重量のある分屑用の溶解反応炉の種バーナ平面近
くに吹き込むことにより、特に高温溶解処理時には、そ
の過程が所望の通りに冷却され、鉄の採取が改善され
る。スラグ表面上方には、高温溶解処理時には強酸化性
雰囲気が支配している。これは、熱解離によって高い酸
素分圧が生じるからである。高温溶解域へ気化反応炉の
生成ガスないしはプロセスガスを吹き込むことによっ
て、鉄の取得を減少させるこの強酸化性雰囲気が、冷却
と冷却による熱解離の抑止とによって著しく緩和され
る。その場合、所望の化学量論的な条件、特に約０．９
のλ値は天然ガスの添加により簡単に調整できる。生成
ガスないしプロセスガスは、したがって処理過程を冷却
して熱解離度を低下させ、同時に容量性電流を強める結
果、スラグ温度が相応に制限され、同時に酸化域の少な
くとも直ぐ上方のところに再び還元条件が生ぜしめられ
ることにより鉄の取得が改善される。
れば次のようにすることにより解決される。すなわち、
軽量のシュレッダ分屑に気化処理を施し、この気化処理
のプロセスガスを、重量のあるシュレッダ分屑ないし混
合屑用の溶解反応炉の主バーナ平面の近くに、特に上方
に吹き込むようにするのである。軽量の分屑が気化反応
炉に供給されることにより、生成ガスを得ることがで
き、このガスには、高温時にエネルギー放出下で利用可
能な一連の物質が含まれている。特に、この主の気化反
応炉から得られる生成ガスは、水素、一酸化炭素、水蒸
気、ＣＯ2 、炭化水素を含んでおり、これらのプロセス
ガスを重量のある分屑用の溶解反応炉の種バーナ平面近
くに吹き込むことにより、特に高温溶解処理時には、そ
の過程が所望の通りに冷却され、鉄の採取が改善され
る。スラグ表面上方には、高温溶解処理時には強酸化性
雰囲気が支配している。これは、熱解離によって高い酸
素分圧が生じるからである。高温溶解域へ気化反応炉の
生成ガスないしはプロセスガスを吹き込むことによっ
て、鉄の取得を減少させるこの強酸化性雰囲気が、冷却
と冷却による熱解離の抑止とによって著しく緩和され
る。その場合、所望の化学量論的な条件、特に約０．９
のλ値は天然ガスの添加により簡単に調整できる。生成
ガスないしプロセスガスは、したがって処理過程を冷却
して熱解離度を低下させ、同時に容量性電流を強める結
果、スラグ温度が相応に制限され、同時に酸化域の少な
くとも直ぐ上方のところに再び還元条件が生ぜしめられ
ることにより鉄の取得が改善される。
【０００６】本発明の方法を特に簡単に実施するには、
気化反応炉のプロセスガスを下向きのノズルを介して吹
き込むようにする。そのさい、天然ガス供給の調整によ
り所望の還元的条件を得るには、次のようにすればよ
い。すなわち、プロセスガスをバーナ・ランスの内側管
を介して主バーナ平面に供給し、更に、同心的な環状ノ
ズルを介して燃焼空気ないし酸素を送入し、また外側管
には、低化学量論的燃焼条件に調節するために天然ガス
を供給する。気化反応炉のプロセスガスは、この場合、
溶解反応炉の周囲に配置されたバーナを介して供給す
る。また、そのさい、バーナ・ランスの外側管内に天然
ガスを送入することにより、望ましくない溶融金属反応
現象、たとえば鉄の燃焼損失が生じる酸化電位が低減さ
れる。シュレッダ屑の気化による反応ガスの化学的かつ
潜在的なエネルギーは、以上のようにして利用できる
が、その場合、溶解反応炉のプロセスガスとの混合後
に、同時に排ガスが生じる。この排ガスは、相応の排ガ
ス処理および物理的、化学的な煙道ガス浄化処理を行っ
たのち、廃棄する。
気化反応炉のプロセスガスを下向きのノズルを介して吹
き込むようにする。そのさい、天然ガス供給の調整によ
り所望の還元的条件を得るには、次のようにすればよ
い。すなわち、プロセスガスをバーナ・ランスの内側管
を介して主バーナ平面に供給し、更に、同心的な環状ノ
ズルを介して燃焼空気ないし酸素を送入し、また外側管
には、低化学量論的燃焼条件に調節するために天然ガス
を供給する。気化反応炉のプロセスガスは、この場合、
溶解反応炉の周囲に配置されたバーナを介して供給す
る。また、そのさい、バーナ・ランスの外側管内に天然
ガスを送入することにより、望ましくない溶融金属反応
現象、たとえば鉄の燃焼損失が生じる酸化電位が低減さ
れる。シュレッダ屑の気化による反応ガスの化学的かつ
潜在的なエネルギーは、以上のようにして利用できる
が、その場合、溶解反応炉のプロセスガスとの混合後
に、同時に排ガスが生じる。この排ガスは、相応の排ガ
ス処理および物理的、化学的な煙道ガス浄化処理を行っ
たのち、廃棄する。
【０００７】エネルギー・バランスを更に改善するため
には、本発明の方法によれば、気化反応炉の液状スラグ
を、炉内の最低量を維持しながら抜き取って、場合によ
っては粒状化処理するようにする。スラグの熱は、この
ようにして一部分はシュレッダ屑の気化に利用する。
には、本発明の方法によれば、気化反応炉の液状スラグ
を、炉内の最低量を維持しながら抜き取って、場合によ
っては粒状化処理するようにする。スラグの熱は、この
ようにして一部分はシュレッダ屑の気化に利用する。
【０００８】シュレッダ屑のなかに古タイヤ等の、煤と
なる部分の多い材料が含まれている場合、本発明の方法
によれば、気化反応炉内へ蒸気を吹き込むのが好まし
い。その場合の蒸気の温度は約４００℃、圧力は３０〜
５０バールである。この蒸気の吹き込みにより、煤部分
は水性ガスに、すなわち一酸化炭素と水素に変換され
る。
なる部分の多い材料が含まれている場合、本発明の方法
によれば、気化反応炉内へ蒸気を吹き込むのが好まし
い。その場合の蒸気の温度は約４００℃、圧力は３０〜
５０バールである。この蒸気の吹き込みにより、煤部分
は水性ガスに、すなわち一酸化炭素と水素に変換され
る。
【０００９】溶解反応炉から、相応に多くの量の鉄を確
実に得ると同時に、従来の形式でスラグの分離や、溶湯
とスラグとの送出を実施するには、溶解反応炉内のスラ
グの塩基度を１．８〜２．２、特に約２に調節するのが
好ましい。また、溶解反応炉内のスラグ温度は、液相線
温度よりも最高１０℃まで高い温度に維持するのが好ま
しい。このようにして、高温溶解法にもかかわらず溶湯
とスラグとを従来式に更に処理するか、ないしは精製す
ることが可能になる。
実に得ると同時に、従来の形式でスラグの分離や、溶湯
とスラグとの送出を実施するには、溶解反応炉内のスラ
グの塩基度を１．８〜２．２、特に約２に調節するのが
好ましい。また、溶解反応炉内のスラグ温度は、液相線
温度よりも最高１０℃まで高い温度に維持するのが好ま
しい。このようにして、高温溶解法にもかかわらず溶湯
とスラグとを従来式に更に処理するか、ないしは精製す
ることが可能になる。
【００１０】シュレッダ屑気化反応炉内に生じるスラグ
は、粒状化処理によって最高９８％のグラファーゼン部
分（Ｇｌａｐｈａｓｅｎａｔｅｉｌ）を有するスラグ・
サンドにされる。これにより環境との協和性が高度に保
証される。この種のスラグ・サンドは、セメントの製造
やコンクリートの添加物として用いられる。
は、粒状化処理によって最高９８％のグラファーゼン部
分（Ｇｌａｐｈａｓｅｎａｔｅｉｌ）を有するスラグ・
サンドにされる。これにより環境との協和性が高度に保
証される。この種のスラグ・サンドは、セメントの製造
やコンクリートの添加物として用いられる。
【００１１】シュレッダ屑の気化反応炉からのプロセス
ガスを一緒に用いることで、この場合、第一に溶解条件
が最適化され、特に、高温時の熱解離が望み通り抑制さ
れ、同時に、プロセスガスに含まれているエネルギーが
利用し尽される。これによって溶解処理が全体としてよ
り経済的に行なわれ、同時に、これまで堆積しておかね
ばならなかった軽量のシュレッダ分屑も、いまや処理過
程に加えることができるようになった。
ガスを一緒に用いることで、この場合、第一に溶解条件
が最適化され、特に、高温時の熱解離が望み通り抑制さ
れ、同時に、プロセスガスに含まれているエネルギーが
利用し尽される。これによって溶解処理が全体としてよ
り経済的に行なわれ、同時に、これまで堆積しておかね
ばならなかった軽量のシュレッダ分屑も、いまや処理過
程に加えることができるようになった。
【００１２】
【実施例】以下で本発明の方法を、この方法の実施する
のに適当な装置の一実施例を略示した図面について詳説
する。
のに適当な装置の一実施例を略示した図面について詳説
する。
【００１３】図１には、符号１で溶解反応炉が示してあ
り、この反応炉内へは、炉１の上端部に設けられた２重
スルース２を有する装入口３を介してシュレッダ屑の混
合分屑や混合屑が装入される。混合分屑は、反応炉１の
底部近に天然ガスと空気とにより作動するバーナ４を用
いて溶解される。その場合、バーナ４へ通じるガス供給
管は符号５，６で示してある。反応炉１の主バーナ平面
の上方には、別のバーナ７，８が配置され、これらのバ
ーナ７，８は、軽量のシュレッダ分屑の気化反応炉から
のプロセスガスにより低化学量論的条件で作業する。
り、この反応炉内へは、炉１の上端部に設けられた２重
スルース２を有する装入口３を介してシュレッダ屑の混
合分屑や混合屑が装入される。混合分屑は、反応炉１の
底部近に天然ガスと空気とにより作動するバーナ４を用
いて溶解される。その場合、バーナ４へ通じるガス供給
管は符号５，６で示してある。反応炉１の主バーナ平面
の上方には、別のバーナ７，８が配置され、これらのバ
ーナ７，８は、軽量のシュレッダ分屑の気化反応炉から
のプロセスガスにより低化学量論的条件で作業する。
【００１４】軽量のシュレッダ分屑の気化は、気化反応
炉９内で行なわれる。この反応炉９内へは、前処理済み
の軽量シュレッダ分屑が装入される。この軽量分屑は、
前処理時には貯留容器１０から、磁気分離装置１２を有
するコンベア１１を経てホッパ１３へ送られ、ここから
２重スルース・システム１４，１５を経て粉砕機１６へ
送られる。粉砕された軽量分屑は、次に気化反応炉９に
装入される。反応炉９には、この場合、軽量分屑を気化
するために、酸素／天然ガス・バーナ１７が用いられて
いる。酸素と天然ガスの供給管は符号１８と１９で示し
てある。場合によって気化に付加的に必要となる燃焼空
気は、導管２０を介して供給される。軽量シュレッダ分
屑の気化生成物は、送出管２１を介して取出される。そ
れ以上利用できないスラグ部分は、スラグ粒状化処理装
置２２へ送られる。場合によってなお利用可能な軽量分
屑部分は、送出管２１の分岐管２３を介して精製装置２
４へ送られる。気化反応炉９で得られた可燃ガスは導管
２５を介して溶解反応炉１の低化学量論的バーナ７，８
に送られる。溶解反応炉１は、低化学量論的に作業する
バーナ７，８の平面上方に二次平面を有している。場合
により異なる高さに配置される二次空気ノズルは、符号
２６で示してある。溶解反応炉１内では主バーナ区域が
極端に高温となるが、低化学量論的バーナ７，８を介し
て気化反応炉９からガスを供給することにより、溶融域
で僅かに低化学量論的な条件が維持される。混合屑ない
しシュレッダ屑の溶解時に発生する排ガスは溶解反応炉
１の頂部からガス・スルース２７を備えた排ガス管２８
を介して排出される。溶解過程中に生じるスラグないし
金属融成物は、スラグ・ホール２９ないしは湯出口３０
から送出される。
炉９内で行なわれる。この反応炉９内へは、前処理済み
の軽量シュレッダ分屑が装入される。この軽量分屑は、
前処理時には貯留容器１０から、磁気分離装置１２を有
するコンベア１１を経てホッパ１３へ送られ、ここから
２重スルース・システム１４，１５を経て粉砕機１６へ
送られる。粉砕された軽量分屑は、次に気化反応炉９に
装入される。反応炉９には、この場合、軽量分屑を気化
するために、酸素／天然ガス・バーナ１７が用いられて
いる。酸素と天然ガスの供給管は符号１８と１９で示し
てある。場合によって気化に付加的に必要となる燃焼空
気は、導管２０を介して供給される。軽量シュレッダ分
屑の気化生成物は、送出管２１を介して取出される。そ
れ以上利用できないスラグ部分は、スラグ粒状化処理装
置２２へ送られる。場合によってなお利用可能な軽量分
屑部分は、送出管２１の分岐管２３を介して精製装置２
４へ送られる。気化反応炉９で得られた可燃ガスは導管
２５を介して溶解反応炉１の低化学量論的バーナ７，８
に送られる。溶解反応炉１は、低化学量論的に作業する
バーナ７，８の平面上方に二次平面を有している。場合
により異なる高さに配置される二次空気ノズルは、符号
２６で示してある。溶解反応炉１内では主バーナ区域が
極端に高温となるが、低化学量論的バーナ７，８を介し
て気化反応炉９からガスを供給することにより、溶融域
で僅かに低化学量論的な条件が維持される。混合屑ない
しシュレッダ屑の溶解時に発生する排ガスは溶解反応炉
１の頂部からガス・スルース２７を備えた排ガス管２８
を介して排出される。溶解過程中に生じるスラグないし
金属融成物は、スラグ・ホール２９ないしは湯出口３０
から送出される。
【００１５】シュレッダ軽量分屑の気化反応により発生
するプロセスガスを溶解反応炉内で利用することによ
り、プロセスガス内に含まれるエネルギーを溶解過程に
利用できるのみでなく、同時に、高温時に溶解反応炉内
で生じる熱解離をも抑制することができる。
するプロセスガスを溶解反応炉内で利用することによ
り、プロセスガス内に含まれるエネルギーを溶解過程に
利用できるのみでなく、同時に、高温時に溶解反応炉内
で生じる熱解離をも抑制することができる。
【図１】本発明の方法の実施に適した装置設備の一実施
例を略示したものである。
例を略示したものである。
１ 溶解反応炉 ２ ２重スルース ３ 装入口 ４ バーナ ５，６ ガス管 ７，８ バーナ ９ 気化反応炉 １０ 貯留容器 １１ コンベア １２ 磁気式分離器 １４，１５ ２重スルース・システム １６ 粉砕機 １７ バーナ ２２ スラグ粒状化処理装置 ２４ 精製装置 ２６ 二次空気ノズル ２７ ガス・スルース ２９ スラグ・ホール ３０ 湯出口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヴォルフガング ニーダー オーストリア国リンツ，スクローテルベ グ 12 (72)発明者 レオ ザイルレーナー オーストリア国リンツ，グラセルシュト ラーセ ２ (72)発明者 オットー ケーラー オーストリア国レオベン，ケルペリィシ ュトラーセ 83 (72)発明者 ゲルハルト ペルクトルト オーストリア国ビエンナ，ジーベンブル ネンガッセ 13／５ (56)参考文献 特開 昭62−221484（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−46117（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−126517（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−26393（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F27D 13/00 B09B 3/00 302 C22B 7/00 C22B 9/16 F23G 5/027
Claims (7)
- 【請求項１】 重量のあるシュレッダ分屑と軽量のシュ
レッダ分屑とを用いてシュレッダ屑および混合屑を連続
的に溶解する方法において、軽量シュレッダ分屑に気化
処理（９）を加え、この気化処理（９）のプロセスガス
を、重量のあるシュレッダ分屑ないし混合屑用の溶解反
応炉（１）の主バーナ（４）の近くの上方に吹き込み、
前記溶解反応炉（１）内のスラグ塩基度を１．８〜２．
２に、調整しておくことを特徴とする、シュレッダ屑お
よび混合屑を連続的に溶解する方法。 - 【請求項２】 気化処理（９）により発生するプロセス
ガスを、下方向きのノズルから吹き込むことを特徴とす
る、請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 プロセスガスを主バーナ（４）のバーナ
・ランスの内側管を介して供給し、そのさい、該内側管
と同心的な環状ノズルを介して燃焼空気ないし酸素を送
入し、かつまた外側管には低化学量論的燃焼条件に調節
するため、天然ガスを供給することを特徴とする、請求
項１または２に記載の方法。 - 【請求項４】 気化反応炉（９）の液状スラグを、気化
反応炉（９）内の最低量を維持しながら抜き取り、場合
によっては粒状化処理することを特徴とする、請求項１
から３のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項５】 軽量のシュレッダー分屑として、古タイ
ヤ、もしくは高い煤分を有する材料を用いる場合には、
気化反応炉（９）内へ蒸気を吹き込むことを特徴とす
る、請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項６】 溶解反応炉（１）内のスラグ温度を、液
相線温度よりも最高１０℃まで高い温度に維持すること
を特徴とする、請求項１から５のいずれか１項に記載の
方法。 - 【請求項７】 前記溶解反応炉（１）内のスラグ塩基度
を約２に調整しておくことを特徴とする、請求項１から
６のいずれか１項に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AT805/91 | 1991-04-17 | ||
| AT0080591A AT395598B (de) | 1991-04-17 | 1991-04-17 | Verfahren zum kontinuierlichen einschmelzen von shredderschrott und mischschrott |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06201275A JPH06201275A (ja) | 1994-07-19 |
| JP3338471B2 true JP3338471B2 (ja) | 2002-10-28 |
Family
ID=3500117
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9824792A Expired - Fee Related JP3338471B2 (ja) | 1991-04-17 | 1992-04-17 | シュレッダ屑および混合屑を連続的に溶解する方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0511195B1 (ja) |
| JP (1) | JP3338471B2 (ja) |
| AT (1) | AT395598B (ja) |
| DE (1) | DE59200679D1 (ja) |
| DK (1) | DK0511195T3 (ja) |
| ES (1) | ES2066595T3 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT404842B (de) * | 1992-10-19 | 1999-03-25 | Voest Alpine Ind Anlagen | Verfahren zum kontinuierlichen einschmelzen von schrott |
| JP4873727B2 (ja) * | 2007-03-29 | 2012-02-08 | 三井造船株式会社 | プラスチック含有廃棄物の処理装置及び方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1294927A (ja) * | 1970-01-27 | 1972-11-01 | ||
| DE2949803C2 (de) * | 1979-12-11 | 1986-10-09 | Klöckner CRA Technologie GmbH, 4100 Duisburg | Verfahren zur Verbesserung der Wärmeausnutzung bei der Stahlerzeugung aus festen Eisenmaterialien |
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