JP5060029B2 - Recycling method of shredder dust and raw material for steelmaking - Google Patents

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Description

本発明は、廃自動車や廃家電等をシュレッダーで破砕する際に発生するシュレッダーダストを再利用する技術に関する。詳しくは、シュレッダーダストから選別・加工した樹脂類を製鋼用電気炉の熱源等として再利用するための技術に関する。   The present invention relates to a technique for reusing shredder dust that is generated when shredded automobiles and waste home appliances are shredded with a shredder. Specifically, the present invention relates to a technique for reusing a resin selected and processed from shredder dust as a heat source for a steelmaking electric furnace.

シュレッダーダストにはプラスチック類、ゴム類、繊維類など（以下、樹脂類という）が多量に含まれており、この樹脂類を再利用することが検討されている。シュレッダーダストに含まれる樹脂類を再利用する技術としては、例えば、特許文献１に記載の技術が知られている。特許文献１の技術では、シュレッダーダストから金属成分を取り除き、金属成分が取り除かれたシュレッダーダストをバインダーとして鉄屑を固めて原燃料体を成形する。成形された原燃料体は製鋼用電気炉に投入される。原燃料体のうち鉄屑は鉄源として利用され、シュレッダーダストは熱源として利用される。
特開２００３−６４４２３号公報 Shredder dust contains a large amount of plastics, rubbers, fibers, and the like (hereinafter referred to as resins), and the reuse of these resins is being studied. As a technique for reusing resins contained in shredder dust, for example, a technique described in Patent Document 1 is known. In the technique of Patent Document 1, a metal component is removed from the shredder dust, and iron scrap is solidified using the shredder dust from which the metal component has been removed as a binder to form a raw fuel body. The formed raw fuel body is put into a steelmaking electric furnace. Of the raw fuel body, iron scrap is used as an iron source, and shredder dust is used as a heat source.
JP 2003-64423 A

ところで、製鋼用プロセスでは、通常、鉄スクラップの昇温に必要な炭素濃度として５％程度が良いとされている（特開平９−１４３５３３号公報参照）。電気炉に投入される鉄スクラップの炭素濃度は０．２％程度であるため、溶鋼の炭素濃度を上げるためには、別途炭素源（コークス）を電気炉へ吹き込むことが行われている。また、電気炉内に投入した鉄スクラップが溶解末期となると、溶鋼の上に溶融スラグが浮いた状態となる。この溶解末期には、溶鋼内に酸素及びコークスを吹き込み、コークスを燃焼させることが行われる。コークスの燃焼によって燃焼ガスが発生すると、その燃焼ガスによって溶融スラグが泡状となる。泡状となった溶融スラグは、熱シールドとして機能するため溶鋼が保温され、また、燃焼ガスによって電気炉内の金属蒸気分圧が低下するため、アークの安定が図られるという効果を奏する（いわゆる、フォーミング効果を奏する）。
ここで、原燃料体には炭素分が含まれ、また、燃焼によって燃焼ガスを発生するため、上述した原燃料体で電気炉内に吹き込まれるコークスを代替しようとする試みが検討されている。しかしながら、従来の原燃料体を電気炉内に投入しても、加炭材としての効果を得ることはできず、また、充分なフォーミング効果を奏することもできず、コークスの代替材として用いることができないという問題があった。 By the way, in the steelmaking process, it is generally considered that about 5% is good as the carbon concentration necessary for raising the temperature of the iron scrap (refer to JP-A-9-143533). Since the carbon concentration of iron scrap put into the electric furnace is about 0.2%, in order to increase the carbon concentration of the molten steel, a carbon source (coke) is separately blown into the electric furnace. Moreover, when the iron scrap put into the electric furnace reaches the end of melting, the molten slag floats on the molten steel. At the end of melting, oxygen and coke are blown into the molten steel to burn the coke. When combustion gas is generated by the combustion of coke, the molten slag becomes foamed by the combustion gas. The molten slag in the form of foam functions as a heat shield so that the molten steel is kept warm, and the partial pressure of the metal vapor in the electric furnace is reduced by the combustion gas, so that the arc can be stabilized (so-called) , Forming effect).
Here, since the raw fuel body contains carbon, and combustion gas is generated by combustion, attempts have been made to replace the above-described raw fuel body with coke that is blown into the electric furnace. However, even if a conventional raw fuel element is put into an electric furnace, the effect as a carburizing material cannot be obtained, and a sufficient forming effect cannot be obtained. There was a problem that could not.

本発明は上述した実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、シュレッダーダストから選別・加工された樹脂類を利用した原燃料体によって、フォーミング効果や加炭材としての効果を奏することを可能とする技術を提供することである。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and its purpose is to provide a forming effect and an effect as a carburizing material by a raw fuel body using resins selected and processed from shredder dust. It is to provide the technology that makes it possible.

溶解末期において、電気炉内の溶鋼は比重が約７ｔ／ｍ３であり、また、溶融スラグの比重は約３ｔ／ｍ３であるのに対して、従来の原燃料体に用いられる樹脂類の比重は約１ｔ／ｍ３であった。このため、電気炉内に樹脂類を投入しても、その樹脂類は溶融スラグ上に浮いてしまい、溶融スラグ上で燃焼する。したがって、樹脂類が燃焼しても、その燃焼ガスは溶融スラグを泡立てることはなく、また、樹脂類の炭素分が溶鋼の炭素濃度を上昇させることも難しい。この理由によって、従来の樹脂類を電気炉に投入しても、充分なフォーミング効果を奏することはできず、また、加炭材としての代替効果を奏することもできなかった。 At the end of melting, the molten steel in the electric furnace has a specific gravity of about 7 t / m 3 and the specific gravity of the molten slag is about 3 t / m 3 . The specific gravity was about 1 t / m 3 . For this reason, even if resin is put into the electric furnace, the resin floats on the molten slag and burns on the molten slag. Therefore, even if the resins burn, the combustion gas does not foam molten slag, and it is difficult for the carbon content of the resins to increase the carbon concentration of the molten steel. For this reason, even if conventional resins are put into an electric furnace, a sufficient forming effect cannot be achieved, and an alternative effect as a carburizing material cannot be achieved.

そこで、本願のシュレッダーダストの再利用方法は、シュレッダーダストを製鋼用電気炉に投入し、製鋼用電気炉の熱源として再利用する方法であり、シュレッダーダストから樹脂類を選別・加工して回収する工程と、回収された樹脂類と鉄類とを混合する工程と、混合された混合物を加熱圧縮して原燃料体を成形する工程と、成形された原燃料体を溶解末期に電気炉に投入する工程と、を有する。回収工程では、シュレッダーダストを回転ふるいにかけ、その回転ふるいに残ったシュレッダーダストを破砕機によって破砕し、その破砕されたシュレッダーダストを非鉄分別によってアルミ、鉄及び樹脂類に分別し、その分別された樹脂類を粉砕機で粉砕し、その粉砕された樹脂類を風力分別及び比重分別によって銅、軽量な樹脂類及び軽量な樹脂類以外の粒状樹脂類に分別する。混合工程では、分別された粒状樹脂類と鉄類とを混合する。そして、原燃料体のかさ密度が１．５〜２．５ｔ／ｍ３となるように、樹脂類と鉄類との比率が調整されていることを特徴とする。
この方法では、シュレッダーダストから回収された樹脂類を利用して成形された原燃料体のかさ密度が１．５〜２．５ｔ／ｍ３となっている。フォーミング状態の溶融スラグは、泡立っているため、実際のかさ比重は３ｔ／ｍ３より小さくなる。このため、原燃料体のかさ密度を１．５〜２．５ｔ／ｍ３とすれば、その原燃料体は溶融スラグ中に留まることができ、溶融スラグ中で燃焼して燃焼ガスを発生する。これによって、溶融スラグが泡立ち、フォーミング効果を得ることができる。また、原燃料体が溶融スラグ内に留まるため、その炭素分によって溶鋼の炭素濃度が上昇し、加炭材としても機能する。 Therefore, the shredder dust recycling method of the present application is a method in which the shredder dust is put into an electric furnace for steel making and reused as a heat source for the steel making electric furnace, and the resins are sorted and processed from the shredder dust. A step, a step of mixing the recovered resins and iron, a step of heating and compressing the mixed mixture to form a raw fuel body, and the formed raw fuel body is put into an electric furnace at the end of melting And a step of performing. In the recovery process, the shredder dust was passed through a rotary sieve, the shredder dust remaining on the rotary sieve was crushed by a crusher, and the crushed shredder dust was separated into aluminum, iron, and resins by non-ferrous separation, and separated. The resins are pulverized by a pulverizer, and the pulverized resins are separated into copper, lightweight resins, and granular resins other than lightweight resins by air fractionation and specific gravity fractionation. In the mixing step, the separated granular resins and irons are mixed. And the ratio of resin and irons is adjusted so that the bulk density of a raw fuel body may be 1.5-2.5 t / m < 3 >, It is characterized by the above-mentioned.
In this method, the bulk density of the raw fuel body molded using resins recovered from the shredder dust is 1.5 to 2.5 t / m 3 . Since the molten slag in the forming state is foamed, the actual bulk specific gravity is smaller than 3 t / m 3 . For this reason, if the bulk density of the raw fuel body is 1.5 to 2.5 t / m 3 , the raw fuel body can remain in the molten slag, and burns in the molten slag to generate combustion gas. . As a result, the molten slag foams, and a forming effect can be obtained. In addition, since the raw fuel body remains in the molten slag, the carbon content of the molten steel is increased by the carbon content, and it also functions as a carburizing material.

上記の方法において、成形工程は、押出成形機を用いて樹脂類と鉄類とを押し出し成形することが好ましい。樹脂類と鉄類を押出成形機で押出成形することによって、樹脂類と鉄類の混合・加熱・圧縮を同時に行うことができる。
また、成形工程では、樹脂類と鉄類とを押出成形するときの樹脂類のせん断発熱のみによって樹脂類が溶融していることが好ましい。樹脂類のせん断発熱のみによって樹脂類が溶融すると、樹脂類を溶融固化するための熱源を不要とすることができる。
さらに、成形工程は２００℃以下の温度で行われることが好ましい。２００℃以下で樹脂類の加熱圧縮を行うことで、樹脂類からの有害ガスの発生を抑制することができる。 In said method, it is preferable that a shaping | molding process extrudes resin and irons using an extrusion molding machine. By extruding resins and irons with an extruder, mixing, heating, and compression of the resins and irons can be performed simultaneously.
In the molding step, it is preferable that the resins are melted only by the shear heat generation of the resins when the resins and iron are extruded. When the resins are melted only by the shear heat generation of the resins, a heat source for melting and solidifying the resins can be eliminated.
Furthermore, it is preferable that a shaping | molding process is performed at the temperature of 200 degrees C or less. By performing heat compression of the resins at 200 ° C. or lower, generation of harmful gas from the resins can be suppressed.

以下、本発明を具現化した一実施形態について図面を参照して説明する。まず、廃自動車や廃家電等を処理するシュレッダープラントと、そのシュレッダープラントで発生するシュレッダーダスト（以下、ＡＳＲともいう）をリサイクルするリサイクルプラントについて説明する。図１はシュレッダープラントとリサイクルプラントの全体構成を示す図である。
シュレッダープラント１０では、まず、納入される廃自動車等をプレシュレッダー１２で粗く切断し、切断された廃自動車等をシュレッダー本体１４に投入する。投入された廃自動車等は、シュレッダー本体１４でさらに細かく切断される。
シュレッダー本体１４から排出される切断物は、風力分別１６によって重量物と軽量物に分別される。風力分別１６によって軽量物とされたものはサイクロンによって回収され、シュレッダーダスト２４となる。また、シュレッダー本体１４から排出される空気中に含まれるダストもサイクロン等によって回収され、シュレッダーダスト２４となる。
風力分別１６によって重量物とされたものは、さらに、磁選機１８で鉄スクラップ２０、非鉄金属２２及びシュレッダーダスト２４のいずれかに分別される。シュレッダープラント１０で分別された鉄スクラップ２０や非鉄金属２２は資源として再利用され、一方、シュレッダーダスト２４はリサイクルプラント２６で再利用が図られる。 Hereinafter, an embodiment embodying the present invention will be described with reference to the drawings. First, a shredder plant that processes scrap automobiles and waste home appliances and a recycling plant that recycles shredder dust (hereinafter also referred to as ASR) generated in the shredder plant will be described. FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of a shredder plant and a recycling plant.
In the shredder plant 10, first, a scrap car to be delivered is roughly cut with a pre-shredder 12, and the cut scrap car is put into a shredder body 14. The thrown-out automobiles and the like that are input are further finely cut by the shredder body 14.
The cut matter discharged from the shredder main body 14 is separated into a heavy object and a light object by the wind power classification 16. What is made light by the wind separation 16 is collected by the cyclone and becomes shredder dust 24. In addition, dust contained in the air discharged from the shredder body 14 is also collected by a cyclone or the like to become shredder dust 24.
What is made heavy by the wind separation 16 is further separated into one of iron scrap 20, non-ferrous metal 22 and shredder dust 24 by a magnetic separator 18. The iron scrap 20 and the non-ferrous metal 22 separated in the shredder plant 10 are reused as resources, while the shredder dust 24 is reused in the recycling plant 26.

リサイクルプラント２６では、まず、シュレッダーダスト２４が回転ふるい２８にかけられる。回転ふるい２８から落下した落下物は、風力分別によってガラス３０と軽量物に分別される。軽量物は、後述する溶融固化機４６に投入される。
回転ふるい２８上に残ったシュレッダーダスト２４は、破砕機３２によって破砕される。破砕機３２によって破砕されたシュレッダーダスト２４は、非鉄分別３６によってアルミ３４、鉄３７及び樹脂類に分別される。非鉄分別３６によって分別された樹脂類は、さらに粉砕機３８で粉砕される。粉砕機３８で粉砕されたシュレッダーダスト２４は、風力分別及び比重分別によって銅４２、粒状樹脂類４４が選別され、それ以外の樹脂類は溶融固化機４６に投入される。
溶融固化機４６は、投入されたシュレッダーダスト２４を加熱圧縮し、溶融固化物４８を製造する。溶融固化機４６には、例えば特開２００３−２１１１３９号公報に記載のものも用いることができる。すなわち、溶融固化機４６は、ケーシングと、ケーシング内に配置された２本のスクリュウと、加熱手段とを有することができる。２本のスクリュウは、互いに係合しながら反対方向に回転する。ケーシングの一端にシュレッダーダスト２４を投入すると、投入されたシュレッダーダスト２４はスクリュウの回転によってケーシング内を圧縮されながら搬送される。ケーシング内を搬送されるシュレッダーダスト２４は加熱手段によって加熱され、これによって、シュレッダーダスト中に含まれる熱可塑性樹脂が溶融し、溶融固化物４８が製造される。 In the recycling plant 26, first, the shredder dust 24 is applied to the rotary sieve 28. Falling objects falling from the rotary sieve 28 are separated into glass 30 and light weight objects by air separation. A lightweight thing is thrown into the melt solidification machine 46 mentioned later.
The shredder dust 24 remaining on the rotary sieve 28 is crushed by a crusher 32. The shredder dust 24 crushed by the crusher 32 is separated into aluminum 34, iron 37, and resins by non-ferrous sorting 36. Resins separated by the non-ferrous fractionation 36 are further pulverized by a pulverizer 38. The shredder dust 24 pulverized by the pulverizer 38 is sorted into copper 42 and granular resins 44 by air separation and specific gravity separation, and the other resins are put into the melt-solidifier 46.
The melt-solidifier 46 heats and compresses the shredder dust 24 that has been charged to produce a melt-solidified product 48. As the melting and solidifying machine 46, for example, the one described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-21139 can also be used. That is, the melting and solidifying machine 46 can include a casing, two screws arranged in the casing, and a heating unit. The two screws rotate in opposite directions while engaging each other. When the shredder dust 24 is introduced into one end of the casing, the introduced shredder dust 24 is conveyed while being compressed in the casing by the rotation of the screw. The shredder dust 24 conveyed in the casing is heated by the heating means, whereby the thermoplastic resin contained in the shredder dust is melted, and the melted solid product 48 is produced.

本実施形態では、上述したリサイクルプラント２６で製造される粒状樹脂類４４を利用して製鋼用電気炉の原燃料体を製造する。本実施形態の原燃料体は、粒状樹脂類４４と切削屑（鉄材）とを所定の割合で混合し、両者を加熱圧縮することによって減容固化して成形される。
粒状樹脂類４４と切削屑（鉄材）の混合比率（重量比）は、４：６〜２：８の範囲で調整されている。この場合に、原燃料体の嵩比重が１．５〜２．５ｔ／ｍ３となるように、粒状樹脂類４４と切削屑（鉄材）との混合比率が調整されていることが好ましい。嵩比重が１．５ｔ／ｍ３以下となると、原燃料体が軽すぎて溶融スラグに浮いてしまうためである。一方、嵩比重を２．５ｔ／ｍ３以上とすると、粒状樹脂類４４の量が少なくなりすぎ、助燃材としての機能を発揮することができなくなるためである。
なお、粒状樹脂類４４と切削屑の重量比は、粒状樹脂類４４の性状等に応じて、適宜決定することができる。 In this embodiment, the raw fuel body of an electric furnace for steel making is manufactured using the granular resins 44 manufactured in the recycling plant 26 described above. The raw fuel body of the present embodiment is molded by volume reduction and solidification by mixing granular resins 44 and cutting waste (iron material) at a predetermined ratio and heating and compressing both.
The mixing ratio (weight ratio) of the granular resins 44 and the cutting waste (iron material) is adjusted in the range of 4: 6 to 2: 8. In this case, it is preferable that the mixing ratio of the granular resins 44 and the cutting waste (iron material) is adjusted so that the bulk specific gravity of the raw fuel body is 1.5 to 2.5 t / m 3 . This is because when the bulk specific gravity is 1.5 t / m 3 or less, the raw fuel body is too light and floats on the molten slag. On the other hand, if the bulk specific gravity is 2.5 t / m 3 or more, the amount of the granular resins 44 becomes too small to function as a combustion aid.
The weight ratio between the granular resins 44 and the cutting waste can be appropriately determined according to the properties of the granular resins 44 and the like.

原燃料体の製造は、上述した溶融固化機４６（特開２００３−２１１１３９号公報に記載の押出成形機）を用いることができる。この場合に、粒状樹脂類４４と切削屑の混合物は、スクリュウの回転による粒状樹脂類４４のせん断熱のみによって、粒状樹脂類４４が溶融することが好ましい。このような構成によると、溶融固化機４６の加熱手段が不要となる。
また、原燃料体を溶融固化機４６を用いて製造する際は、粒状樹脂類４４の温度が２００℃以下の状態で行うことが好ましい。粒状樹脂類４４の温度を２００℃以下に抑えることによって、粒状樹脂類４４からの有害ガス（例えば、塩素系ガス）の発生を抑えることができる。 For the production of the raw fuel body, the above-described melt-solidifying machine 46 (an extrusion molding machine described in JP-A No. 2003-21139) can be used. In this case, it is preferable that the granular resin 44 and the cutting waste are melted only by the shear heat of the granular resin 44 due to the rotation of the screw. According to such a configuration, the heating means of the melt solidifying machine 46 is not necessary.
In addition, when the raw fuel body is manufactured using the melt solidifier 46, it is preferable that the temperature of the granular resins 44 is 200 ° C. or lower. By suppressing the temperature of the granular resins 44 to 200 ° C. or less, generation of harmful gas (for example, chlorine-based gas) from the granular resins 44 can be suppressed.

上述した原燃料体は、電炉製鋼の加熱源及び加炭源として用いることができる。電炉製鋼とは鉄スクラップを鋼材に再生するプロセスをいう。図２は電炉製鋼に用いられる電気炉の構成を模式的に示している。図２に示すように、電気炉５０は、上方が開放された炉体５１と、炉体５１の上方を閉じる蓋５３を備えている。蓋５３には、電極５２が取付けられている。電極５２は、電気炉５０内に進退動可能となっている。   The raw fuel body described above can be used as a heating source and a carburizing source for electric furnace steelmaking. Electric furnace steelmaking refers to the process of recycling iron scrap into steel. FIG. 2 schematically shows the configuration of an electric furnace used for electric furnace steelmaking. As shown in FIG. 2, the electric furnace 50 includes a furnace body 51 that is open at the top and a lid 53 that closes the top of the furnace body 51. An electrode 52 is attached to the lid 53. The electrode 52 can be moved back and forth in the electric furnace 50.

ここで、電炉製鋼の操業パターンの一例を簡単に説明しておく。電炉製鋼プロセスでは、まず、鉄スクラップをリフティングマグネットで吸着し、装入バケット内に投入する。電気炉５０の蓋５３を開放し、次いで、装入バケット内に投入された鉄スクラップを装入バケットごと炉体５１の上方に運び、炉体５１の上方から炉体５１内に鉄スクラップを装入する（初装）。炉体５１の蓋５３を閉じ、電極棒５２からアークを発生させ、そのアークによって電気炉５０内の鉄スクラップを溶解する（第１溶解期）。
電気炉５０内の鉄スクラップがある程度溶解したら、初装と同様の手順で電気炉５０内にスクラップを投入する（追装）。再び電極棒５２からアークを発生させ、そのアークによって電気炉５０内のスクラップを溶解する（第２溶解期）。最後にフォーミングをして電気炉５０内の溶鋼５６を昇温し、しかる後、電気炉５０内の溶鋼５６を出鋼する。 Here, an example of the operation pattern of electric furnace steelmaking will be briefly described. In the electric furnace steelmaking process, iron scrap is first adsorbed by a lifting magnet and put into a charging bucket. The lid 53 of the electric furnace 50 is opened, and then the iron scrap charged in the charging bucket is transported together with the charging bucket to the furnace body 51, and the iron scrap is loaded into the furnace body 51 from above the furnace body 51. Enter (first dress). The lid 53 of the furnace body 51 is closed, an arc is generated from the electrode rod 52, and the iron scrap in the electric furnace 50 is melted by the arc (first melting period).
When the iron scrap in the electric furnace 50 is melted to some extent, the scrap is put into the electric furnace 50 in the same procedure as the initial wearing (additional). An arc is generated again from the electrode rod 52, and the scrap in the electric furnace 50 is melted by the arc (second melting period). Finally, forming is performed to raise the temperature of the molten steel 56 in the electric furnace 50, and then the molten steel 56 in the electric furnace 50 is removed.

上述した原燃料体は、電炉製鋼プロセスの初装の段階で電気炉５０に装入することもでき、また、追装の段階で電気炉５０に装入することもできる。初装の段階で電気炉５０に装入する場合は、原燃料体を炉体５１の下部、中心又は上部のいずれにも装入することができる。すなわち、炉下部に装入しても、後述するように原燃料体は穏やかに熱分解・燃焼するため、突沸の危険性がないためである。   The raw fuel body described above can be charged into the electric furnace 50 at the initial stage of the electric furnace steelmaking process, or can be charged into the electric furnace 50 at the stage of additional loading. When charging the electric furnace 50 in the initial loading stage, the raw fuel body can be charged in any of the lower part, the center, or the upper part of the furnace body 51. That is, even if charged in the lower part of the furnace, as will be described later, the raw fuel body gently pyrolyzes and burns, so there is no risk of bumping.

初装や追装の段階で電気炉５０内に装入された原燃料体は、電気炉５０内で加熱され、鉄スクラップを溶解するための熱源として機能する。この際、樹脂よりも熱容量の大きい切削屑（鉄材）が含まれているため、その熱分解速度が遅くなって、燃焼が穏やかに進行する。これによって、急激に燃焼ガスが発生することはなく、その燃焼熱が効果的に鉄スクラップに着熱する。また、燃焼ガス量が急激に増大することがないため、小さな排ガス処理設備で排ガスを処理することができる。
また、溶解末期に電気炉５０内に投入される原燃料体は、比重が大きく、溶融スラグ中に留まることができる。このため、溶融スラグ中で燃焼して燃焼ガスを発生する。発生した燃焼ガスは、溶融スラグを泡立て、フォーミング効果を奏することができる。また、原燃料体が溶融スラグ中に留まることができるため、その炭素分によって溶鋼の炭素濃度を上昇することができる（加炭効果）。
なお、原燃料体の揮発分は熱源として利用され、灰分は製鋼スラグとして残るが、この製鋼スラグは路盤材などへ利用することができる。 The raw fuel body charged in the electric furnace 50 in the initial loading or additional loading stage is heated in the electric furnace 50 and functions as a heat source for melting iron scrap. At this time, since cutting waste (iron material) having a larger heat capacity than that of the resin is included, the thermal decomposition rate becomes slow, and the combustion proceeds gently. As a result, the combustion gas is not suddenly generated, and the combustion heat is effectively applied to the iron scrap. Moreover, since the amount of combustion gas does not increase rapidly, the exhaust gas can be treated with a small exhaust gas treatment facility.
Further, the raw fuel body that is put into the electric furnace 50 at the end of melting has a large specific gravity and can remain in the molten slag. For this reason, it burns in molten slag and generates combustion gas. The generated combustion gas can foam the molten slag and have a forming effect. In addition, since the raw fuel body can remain in the molten slag, the carbon content of the molten steel can be increased by the carbon content (carburizing effect).
The volatile matter of the raw fuel body is used as a heat source, and the ash remains as steelmaking slag. This steelmaking slag can be used for roadbed materials and the like.

上述した説明から明らかなように、本実施形態においては、シュレッダーダストから回収した樹脂類と切削屑（鉄材）を混合・溶融固化して原燃料体を製造する。この原燃料体は、嵩比重が大きくなるように樹脂類と切削屑（鉄材）の混合比が調整されているため、溶融スラグ内に留まることができる。これによって、本実施形態の原燃料体は、フォーミング効果を奏することができ、また、加炭材として機能することができる。   As is clear from the above description, in the present embodiment, the raw fuel element is manufactured by mixing and melting and solidifying the resin recovered from the shredder dust and the cutting waste (iron material). This raw fuel body can remain in the molten slag because the mixing ratio of the resins and the cutting waste (iron material) is adjusted so as to increase the bulk specific gravity. Thereby, the raw fuel body of the present embodiment can exert a forming effect and can function as a carburized material.

次に、本発明の実施例について説明する。本発明の実施例では、廃自動車のシュレッダーダストを用いて原燃料体を製造し、その原燃料体を製鋼プロセスに用いた。表１に実施例に用いたシュレッダーダスト（ＡＳＲ）と、そのシュレッダーダスト（ＡＳＲ）から得られた粒状樹脂類４４と溶融固化物４８の性状を示している。   Next, examples of the present invention will be described. In an embodiment of the present invention, a raw fuel body was manufactured using shredder dust of a scrap car, and the raw fuel body was used in a steelmaking process. Table 1 shows the properties of the shredder dust (ASR) used in the examples, the granular resins 44 obtained from the shredder dust (ASR), and the melt-solidified product 48.

Figure 0005060029
Figure 0005060029

表１に示す溶融固化物４８とプレス屑（鉄片）を４：６の割合（重量比）で混合し、ベーラマシンによって直方体にプレス成形して原燃料体を製作した。原燃料体の形状は、６００ｍｍ×５００ｍｍ×５００ｍｍとし、その嵩比重は約２．６ｔ／ｍ３であった。以下、この原燃料体を「実験材料２」とする。
また、表１に示す粒状樹脂類４４と鉄スクラップ（ダライ粉屑）を重量比３対７で混合し、溶融固化機４６によって溶融固化して原燃料体を製作した。原燃料体の形状はΦ１３０ｍｍ×１５０〜２００ｍｍであり、嵩比重約２．５ｔ／ｍ３であった。なお、表１に示す粒状樹脂類４４を用いる場合、原燃料体の嵩比重を１．５〜２．５ｔ／ｍ３とするためには、図６に示すように原燃料体の鉄含有率を６０〜８０重量％に調整すればよい。以下、この原燃料体を「実験材料１」とする。
さらに、比較例として、一次解体した廃自動車を、そのまま固めたものを製作した。以下では、「廃自動車」と記載している。 The molten solidified material 48 shown in Table 1 and pressed scraps (iron pieces) were mixed at a ratio (weight ratio) of 4: 6, and pressed into a rectangular parallelepiped with a baler machine to produce a raw fuel body. The shape of the raw fuel body was 600 mm × 500 mm × 500 mm, and its bulk specific gravity was about 2.6 t / m 3 . Hereinafter, this raw fuel body is referred to as “Experimental material 2”.
Further, granular resins 44 shown in Table 1 and iron scrap (Dalai dust) were mixed at a weight ratio of 3 to 7, and melted and solidified by a melt-solidifying machine 46 to produce a raw fuel body. The shape of the raw fuel body was Φ130 mm × 150 to 200 mm, and the bulk specific gravity was about 2.5 t / m 3 . When the granular resins 44 shown in Table 1 are used, in order to set the bulk specific gravity of the raw fuel body to 1.5 to 2.5 t / m 3 , the iron content of the raw fuel body as shown in FIG. May be adjusted to 60 to 80% by weight. Hereinafter, this raw fuel body is referred to as “Experimental material 1”.
Furthermore, as a comparative example, a waste car that was primarily dismantled was produced as it was. Hereinafter, it is described as “waste car”.

電気炉５０には、初装入及び追装入で、主原料である鉄スクラップをバケットにて投入した。実験材料（２種類の原燃料体、廃自動車材）は、初装入時に鉄スクラップと同時に装入した。初装入時の投入量は実験材料と鉄スクラップの合計が約９５ｔ（うち実験材料３ｔ）とし、追装入時の投入量は鉄スクラップ約５９ｔとした。実験時間は、初装入が２〜３分、第１溶解期が２０分、追装入が２〜３分、第２溶解期が２０分、昇熱が２０分、出鋼が５分であった。   In the electric furnace 50, iron scrap, which is the main raw material, was charged in a bucket by initial charging and additional charging. The experimental materials (two types of raw fuel bodies and scrap automobile materials) were charged at the same time as iron scrap at the first charging. The total amount of experimental materials and iron scrap was about 95t (of which 3t was experimental material), and the amount of input was about 59t of iron scrap. The experiment time is 2-3 minutes for the first charge, 20 minutes for the first melting period, 2-3 minutes for the additional charge, 20 minutes for the second melting period, 20 minutes for the heating, and 5 minutes for the steel output. there were.

まず、実験材料の装入位置を決めるため、実験材料１の装入位置（下部、中心、上部）を変え、装入直後の電気炉５０内の火炎の状況を観察し、装入直後の電気炉５０の上部温度を測定した。測定結果を表２に示す。   First, in order to determine the charging position of the experimental material, the charging position (lower part, center, upper part) of the experimental material 1 is changed, the state of the flame in the electric furnace 50 immediately after charging is observed, and the electric power immediately after charging is observed. The upper temperature of the furnace 50 was measured. The measurement results are shown in Table 2.

Figure 0005060029
Figure 0005060029

表中、目視による火炎発生状況に関しては、１：通常と同じ、２：火炎発生がやや多い、３：火炎発生が多い、として評価した。また、装入直後の電気炉上部温度に関しては、１：通常と同じ、２：温度がやや高い、３：温度が高い、として評価した。
表２から明らかなように、実験材料の装入位置を初装上部とすると火炎が発生し、かつ、電気炉上部の温度も上昇した。一方、実験材料の装入位置を初装下部と初装中心のいずれとしても、火炎は発生せず、温度の上昇も認められなかった。ただし、作業性の観点から初装下部が好ましいため、以下の測定は初装下部に装入して行った。 In the table, regarding the occurrence of visual flame, the evaluation was made as follows: 1: the same as usual, 2: somewhat more flame, 3: more flame. Moreover, regarding the electric furnace upper part temperature immediately after charging, it was evaluated that 1: the same as usual, 2: the temperature was slightly high, and 3: the temperature was high.
As apparent from Table 2, when the charging position of the experimental material was set to the upper part of the initial part, a flame was generated and the temperature of the upper part of the electric furnace also increased. On the other hand, no flame was generated and no increase in temperature was observed, regardless of whether the experimental material was placed at the lower part of the initial part or the center of the initial part. However, since the lower part of the initial wear is preferable from the viewpoint of workability, the following measurement was performed by inserting the lower part of the initial wear.

Figure 0005060029
Figure 0005060029

表３は、実験材料１、実験材料２、廃自動車を電気炉５０に装入して製鋼プロセスを行ったときの熱収支を示している。また、比較例として通常操業における熱収支を示している。
表３より明らかなように「廃自動車」は、排ガス温度が高く、排ガスの持ち去る熱量が最も大きくなった。全体の着熱効率を溶鋼の保有熱÷小計とすると、通常操業，実験材料２，実験材料１，廃車の順に着熱効率が悪くなった。 Table 3 shows the heat balance when the experimental material 1, the experimental material 2, and the scrapped automobile are charged into the electric furnace 50 and the steel making process is performed. Moreover, the heat balance in normal operation is shown as a comparative example.
As is clear from Table 3, the “waste car” had the highest exhaust gas temperature and the largest amount of heat carried by the exhaust gas. Assuming that the overall heat receiving efficiency is the retained heat of the molten steel / subtotal, the heat receiving efficiency deteriorates in the order of normal operation, experimental material 2, experimental material 1, and scrapped vehicle.

また、実験材料中の樹脂の着熱効率を、着熱効率＝（材料熱量−熱ロス１−熱ロス２）÷材料熱量、として評価した。
ここで、熱ロス１は｛樹脂材料を使用した当該ケースにおける（冷却水の持ち去る熱＋排ガスの持ち去る熱）｝−｛通常操業における（冷却水の持ち去る熱＋排ガスの持ち去る熱）｝とし、熱ロス２＝通常操業と比較した当該ケースでのＣＯ濃度の増加分を熱量換算−｛通常操業における（冷却水の持ち去る熱＋排ガスの持ち去る熱）｝とした。
表４に、実験材料中の樹脂の着熱効率の評価結果を示している。表４中の各数値の単位はＭｃａｌ／Ｍｔである。 Further, the heat receiving efficiency of the resin in the experimental material was evaluated as heat receiving efficiency = (material heat amount−heat loss 1−heat loss 2) ÷ material heat amount.
Here, heat loss 1 is {in the case using the resin material (heat removed from the cooling water + heat removed from the exhaust gas)} − {in normal operation (heat removed from the cooling water + heat removed from the exhaust gas)} Loss 2 = CO concentration increase in this case compared to normal operation was defined as calorie conversion— {in normal operation (heat removed from cooling water + heat removed from exhaust gas)}.
Table 4 shows the evaluation results of the heat receiving efficiency of the resin in the experimental material. The unit of each numerical value in Table 4 is Mcal / Mt.

Figure 0005060029
Figure 0005060029

表４から明らかなように、「廃自動車」を用いた場合は、その樹脂による燃焼熱が鉄スクラップに着熱しておらず、一方、実験材料１，２を用いた場合は、その樹脂の燃焼熱が鉄スクラップに着熱している。これは、実験材料１，２では、樹脂分が溶融固化されて穏やかに燃料するため、その燃焼熱が安定的に鉄スクラップに着熱しているためと考えられる。   As can be seen from Table 4, when the “waste car” was used, the combustion heat from the resin did not reach the iron scrap, while when the experimental materials 1 and 2 were used, the resin burned. Heat is applied to iron scrap. This is thought to be because, in the experimental materials 1 and 2, since the resin component is melted and solidified and gently fueled, the combustion heat stably heats the iron scrap.

Figure 0005060029
Figure 0005060029

表５は加炭効果の評価結果を示している。実験材料１，２では加炭材原単位が低くなっており、実験材料１，２が加炭材として機能していることが確認された。また、「廃自動車」では、加炭材原単位が高くなり、この材料が加炭材として機能していないことが確認された。   Table 5 shows the evaluation results of the carburizing effect. In the experimental materials 1 and 2, the basic unit of the carburized material was low, and it was confirmed that the experimental materials 1 and 2 functioned as the carburized material. In addition, it was confirmed that the basic unit of the carburized material was high in the “waste car” and this material did not function as a carburized material.

以上、本発明の好適ないくつかの実施形態について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。
なお、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above. However, these are merely examples, and the present invention can be implemented in various modifications and improvements based on the knowledge of those skilled in the art. it can.
It should be noted that the technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology illustrated in the present specification or the drawings achieves a plurality of objects at the same time, and has technical utility by achieving one of the objects.

本実施形態のシュレッダープラントとリサイクルプラントの全体構成を示す図The figure which shows the whole structure of the shredder plant and recycling plant of this embodiment. 電気炉の構成を模式的に示す断面図Sectional view schematically showing the configuration of the electric furnace 原燃料体の嵩比重と鉄含有率の関係を示すグラフGraph showing the relationship between the bulk density of the raw fuel body and the iron content

符号の説明Explanation of symbols

１０・・シュレッダープラント
２６・・リサイクルプラント
４４・・粒状樹脂類
４８・・溶融固化物 10. Shredder plant 26 Recycle plant 44 Granular resin 48 Melted and solidified material

Claims (4)

シュレッダーダストを製鋼用電気炉に投入し、製鋼用電気炉の熱源として再利用する方法であり、
シュレッダーダストから樹脂類を選別・加工して回収する工程と、
回収された樹脂類と鉄類とを混合する工程と、
混合された混合物を加熱圧縮して製鋼用原燃料体を成形する工程と、
成形された製鋼用原燃料体を溶解末期に電気炉に投入する工程と、を有し、
前記回収工程では、シュレッダーダストを回転ふるいにかけ、その回転ふるいに残ったシュレッダーダストを破砕機によって破砕し、その破砕されたシュレッダーダストを非鉄分別によってアルミ、鉄及び樹脂類に分別し、その分別された樹脂類を粉砕機で粉砕し、その粉砕された樹脂類を風力分別及び比重分別によって銅、軽量な樹脂類及び軽量な樹脂類以外の粒状樹脂類に分別し、
前記混合工程では、分別された粒状樹脂類と鉄類とを混合し、
前記製鋼用原燃料体のかさ密度が１．５〜２．５ｔ／ｍ３となるように、樹脂類と鉄類との比率が調整されていることを特徴とするシュレッダーダストの再利用方法。 It is a method of putting shredder dust into a steelmaking electric furnace and reusing it as a heat source for a steelmaking electric furnace.
A process of selecting, processing and collecting resins from shredder dust,
A step of mixing the recovered resins and irons;
Heating and compressing the mixed mixture to form a raw material for steelmaking; and
A step of charging the formed raw material for steelmaking into an electric furnace at the end of melting ,
In the collecting step, the shredder dust is put on a rotary sieve, the shredder dust remaining on the rotary sieve is crushed by a crusher, the crushed shredder dust is separated into aluminum, iron and resins by non-ferrous separation, and the separation is performed. The pulverized resins are pulverized with a pulverizer, and the pulverized resins are separated into copper, lightweight resins and granular resins other than lightweight resins by air separation and specific gravity separation,
In the mixing step, the separated granular resins and irons are mixed,
A method for reusing shredder dust, wherein a ratio of resins and irons is adjusted so that a bulk density of the raw material for steelmaking is 1.5 to 2.5 t / m 3 . 前記成形工程は、押出成形機を用いて樹脂類と鉄類とを押し出し成形することを特徴とする請求項１に記載のシュレッダーダストの再利用方法。   The method for reusing shredder dust according to claim 1, wherein in the molding step, resins and irons are extruded using an extrusion molding machine. 前記成形工程では、樹脂類と鉄類とを押出成形するときの樹脂類のせん断発熱のみによって樹脂類が溶融していることを特徴とする請求項２に記載のシュレッダーダストの再利用方法。   3. The method for reusing shredder dust according to claim 2, wherein in the molding step, the resins are melted only by shear heat generation of the resins when the resins and iron are extruded. 前記成形工程は２００℃以下の温度で行われることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のシュレッダーダストの再利用方法。   The said shaping | molding process is performed at the temperature of 200 degrees C or less, The reuse method of the shredder dust in any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned.
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