JPH1089639A

JPH1089639A - 廃自動車・廃家電製品シュレッダーダストの竪型炉における処理方法

Info

Publication number: JPH1089639A
Application number: JP24392396A
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: 1998-04-10

Abstract

(57)【要約】【課題】綿埃に近い形態で嵩密度が小さいシュレッダ
ーダストを、気送設備での閉塞やタンク内で棚吊りを防
止して、高炉に安定して吹き込む。【解決手段】裁断又は破砕１の摩擦熱および／または
加熱４ｃして半溶融または溶融させ、放冷又は急冷して
粒状に収縮固化４させる前処理をする。適宜更に粉砕す
る。上記処理を施された粒状化ダスト（ａ）を気送して
高炉１２等竪型炉に吹き込む。【効果】ダイオキシンおよびＮＯ_X等有害ガス成分の
発生もなく大量にしかも有効利用しつつ処分することが
でき、環境改善に寄与し、且つ竪型炉の操業コストダウ
ンに寄与する。

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、自動車および家
電製品等を廃棄処分する際に発生するシュレッダーダス
トを高炉等の竪型炉内に供給し処理する方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】自動車および家電製品等を解体処理する
と、鉄および銅その他の金属類並びに各種の合成樹脂類
屑等、リサイクル材又は燃料等として有効に利用するこ
とができるものの他に、再資源化が困難な綿埃に近い形
態をした所謂シュレッダーダストが発生する。シュレッ
ダーダストは多種類の物質を含み、国内で年間１２０万
トン程度発生する。特に、廃自動車から発生するシュレ
ッダーダストの割合が全シュレッダーダストの約８５％
と圧倒的に多く、自動車の保有台数の増加に伴ってその
発生量が年々急激に増加している。

【０００３】このようなシュレッダーダストの成分は工
業分析の結果によれば、水分、灰分の他に揮発分および
固定炭素を多量に含み、比較的大きな燃焼熱を有する。
従って、焼却による熱回収の可能性もあるが、通常の廃
棄物処分用の焼却炉で処理するとプラスティック類の一
部に含まれるＣｌ、ＮおよびＳに起因する有害成分がガ
スとなって発生する。従って、シュレッダーダストは現
在、最終処分場で埋立て処理されることになっている。
ところが利用可能な埋立地は年々減少しており大きな問
題となっている。また、シュレッダーダストは相当量の
灰分を含むので通常の焼却炉で焼却するだけでは埋立地
不足の根本的な解決策にはならない。

【０００４】このような情勢に対して最近、シュレッダ
ーダストを高炉に吹き込むことにより有効に利用する方
法が提案されている。例えば、特開平６−２５４５３０
号公報は、高炉に羽口から吹き込む方法であって、シュ
レッダーダストをそのまま吹込みガスに同伴させて吹込
む方法、重油やコールタールのような重質油とともに吹
込む方法、および水スラリーとして吹込む方法を開示し
ている（以下、先行技術という）。先行技術によれば、
Ｃｌに起因するといわれるダイオキシンは吹き込み後急
速に１４００〜１６００℃に昇温されるので高炉内では
発生せず、Ｎに起因するＮＯ_Xは高炉内赤熱コークス層
を通過中にＮに還元されるので発生せず、またＳは高炉
副原料の石灰石と反応してＣａＳとしてスラグに移行す
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記先行技術によれ
ば、高炉の操業条件に影響を与えずにシュレッダーダス
トを効果的に処理することができ、且つダイオキシンや
ＮＯ_X等の有害成分を発生させることなく無害に処理す
ることができる。また、シュレッダーダストは鉄粉、非
鉄金属粉、無機質粉、プラスティック類細片、ゴム屑、
塗料粉および布屑等多種類の物質を含み、可燃分を多量
に含むのでエネルギー資源となり得る。

【０００６】しかしながら、シュレッダーダストは綿埃
に近い形態のため嵩密度が０．１５ｇ／ｃｍ³程度と小
さく、その塊りどうしが絡み易く、また、大きな塊りも
圧縮されると小さな塊りになり易く、搬送における取扱
いが困難であった。更に、このようなシュレッダーダス
トの性状のために、これを先行技術等従来の方法により
高炉内へ吹き込むに当たり、サービスホッパーに貯蔵し
そのままの状態で気送にて吹き込んだり、ミキシングタ
ンクで重質油や水と混合して吹き込むと、配管内、特に
分配器、曲部およびバルブ部等で閉塞を起こしたり、タ
ンク内で棚吊りを生じたりして、安定した連続操業を行
なうことは不可能であった。

【０００７】従って、この発明の目的は上述した問題を
解決し、竪型炉の操業に影響を及ぼすことなく且つ有害
成分を発生させることなく、自動車および家電製品等を
廃棄処分する際に発生するシュレッダーダストを高炉等
の竪型炉内に供給し処理する方法を提供することにあ
る。

【０００８】

【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、下記知見を得た。シ
ュレッダーダストは上述したように発生当初においては
綿埃状を呈し嵩密度が０．１５ｇ／ｃｍ³程度と小さい
が、これを半溶融化した後放冷するか、または半溶融化
した後急冷することにより粒状化させ、且つ嵩密度を増
大させた状態にした後に竪型炉に気送にて吹き込めば、
配管内での詰まりや貯留タンク内での棚吊り発生を防止
することができる。

【０００９】一方、シュレッダーダストは屋外ヤード等
で貯留中、雨水に濡れて塊り状になったりべとついて、
搬送過程やハンドリングがし難い。従って、竪型炉内へ
気送吹込みする前に裁断若しくは破砕等の前処理を要す
る。この際発生する摩擦熱でシュレッダーダストは半溶
融化する。また、受入れ時のシュレッダーダストの性状
によっては上記処理時に完全溶融する場合もある。この
ように半溶融化又は溶融させることによりシュレッダー
ダストを容易に減容固化させ粒状化させることができ
る。このような前加工処理をすれば、シュレッダーダス
トを竪型炉内に吹き込む際の配管詰まりを防止すること
ができる。

【００１０】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記載の発明は、自動車および家電製品
を廃棄処分する際に発生するシュレッダーダストを、裁
断し若しくは破砕するときに発生する摩擦熱により半溶
融させるか若しくは溶融させ、このようにして半溶融又
は溶融したシュレッダーダストを粒状に収縮固化させ、
次いで粒状に収縮固化されたシュレッダーダストを気送
して竪型炉に吹き込むことに特徴を有するものである。

【００１１】請求項２記載の発明は、自動車および家電
製品を廃棄処分する際に発生するシュレッダーダスト
を、裁断し若しくは破砕した後に加熱することにより半
溶融させるか若しくは溶融させ、このようにして半溶融
又は溶融したシュレッダーダストを粒状に収縮固化さ
せ、次いで粒状に収縮固化されたシュレッダーダストを
気送して竪型炉に吹き込むことに特徴を有するものであ
る。

【００１２】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の発明において、半溶融又は溶融したシュレッダーダ
ストを粒状に収縮固化させるに当たり、急冷すると共に
粒状に形成させることに特徴を有するものである。

【００１３】請求項４記載の発明は、請求項１又は２記
載の発明において、半溶融又は溶融したシュレッダーダ
ストを粒状に収縮固化させるに当たり、急冷すると共に
粒状に形成させ、このようにして形成された粒状シュレ
ッダーダストを更に粉砕することにより粒状化させるこ
とに特徴を有するものである。

【００１４】請求項５記載の発明は、請求項１から４ま
での何れかひとつに記載の発明において、粒状に収縮固
化されたシュレッダーダストを竪型炉の炉頂から装入す
ることに特徴を有するものである。

【００１５】

【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、この発明のシュ
レッダーダストの竪型炉への供給方法の一例を説明する
工程図であり、受け入れられたシュレッダーダストが減
容固化され且つ所定の粒度に粒状化されたもの（以下、
「粒状化ダスト」という）に前加工処理した後、気送設
備で竪型炉に供給するための設備および操作フローを示
す。同図において、シュレッダーダスト（Ａ）は貯留ヤ
ード（図示せず）から搬入され破砕装置１で破砕され、
被破砕物が昇温された場合には適宜冷却する。なお、シ
ュレッダーダスト（Ａ）の形態によっては、破砕装置１
で処理するま前に、押出機（図示せず）で棒状に押出成
形し、適宜冷却する。次いで、分離機２でほぐされ、磁
選機３で鉄屑が除去されたシュレッダーダスト（以下、
「細片ダスト（Ａ’）」という）となった後、一旦貯留
槽１３に蓄えられ、コンベア等により溶融・固化造粒装
置４に装入される。但し、破砕処理だけでほぐされてい
る場合は分離機２を通さない。

【００１６】溶融・固化造粒装置４は細片ダスト
（Ａ’）を粒状化するためのものであり、砕片ダスト
（Ａ’）の形態により２つのルートＰまたはＱにわけて
処理する。ルートＰには、粉砕・急冷装置４ａおよび粉
砕機４ｃを備えており、ルートＱには加熱・急冷装置４
ｂおよび粉砕機４ｃを備えている。溶融・固化造粒装置
４はシュレッダーダストを減容固化させて嵩密度を上昇
させ、且つ所定粒度に粒子化させる中心的装置である。
従って、中間段階である細片ダスト（Ａ’）の性状と粒
状化ダスト（ａ）の希望形状・寸法とに応じて処理ルー
トと装置使用方法を決める。溶融・固化造粒装置４の代
表的な使用方法を説明する。

【００１７】ケース１：貯留槽１３から切り出された細
片ダスト（Ａ’）をルートＰにより粒状化ダスト（ａ）
にする場合であり、更に次のルートがある。（１−１）粉砕・急冷装置４ａで処理し、粒状化ダスト
（ａ）に収縮固化させる。図２は、粉砕・急冷装置４ａ
により細片ダスト（Ａ’）を粒状に収縮固化させる方法
を説明する図である。細片ダスト（Ａ’）を装入口４１
から粉砕室４２内に設けられた回転粉砕機４３に供給
し、細片ダスト（Ａ’）は小さく粉砕され摩擦熱で半溶
融または完全溶融状態になる。回転粉砕機４３から吐き
出された粒状化されたダストはノズル４４から噴出され
る冷却媒体（例えば、水スプレー）で急冷され、粒状に
収縮固化し、排出口４５から排出される。

【００１８】（１−２）上記の粉砕・急冷装置４ａで
急冷せずに粉砕のみして排出し、収縮固化させ、この収
縮固化ダスト４６を粉砕装置４ｂで所定の大きさに粉砕
してもよい。図３は、粉砕装置４ｂにより収縮固化ダス
ト４６を粒状化させる方法の原理図である。収縮固化ダ
スト４６を高速回転する回転刃４７で切断し粉砕すると
共に、空気気流中で冷却することにより、粒状化ダスト
（ａ）が得られる。同図（イ）は粉砕時の摩擦熱により
粒状化ダストは昇温するが全く溶融化しない場合であ
り、（ロ）は摩擦熱により半溶融化されたが、空気気流
による冷却効果で固化し粒状化ダスト（ａ）が得られる
場合である。

【００１９】（１−３）上記（１−１）のように処理し
て粒状化ダスト（ａ）にした後、更に粉砕装置４ｂで処
理してもよい。ケース２：貯留槽１３から切り出された細片ダスト
（Ａ’）をルートＱにより粒状化ダスト（ａ）にする場
合であり、更に次のルートがある。

【００２０】（２−１）加熱・急冷装置４ｃで処理し、
粒状化ダスト（ａ）に収縮固化させる。図４は、加熱・
急冷装置４ｃにより細片ダスト（Ａ’）を粒状に収縮固
化させる方法を説明する図である。細片ダスト（Ａ’）
を装入口４８から加熱室４９内に設けられた加熱移送ベ
ルト５０上に供給し、加熱され半溶融または完全溶融状
態になったダストは隣接する急冷室５１に移送され、こ
こでノズル５２から噴出される冷却媒体（例えば、水ス
プレー）で急冷されると共に分散し、粒状に収縮固化
し、粒状化ダスト（ａ）になって排出口５３から排出さ
れる。

【００２１】（２−２）上記（２−１）の加熱・急冷装
置４ｃで急冷せずに加熱のみして排出し、収縮固化さ
せ、この収縮固化ダスト５４を図３（イ）に示すように
粉砕装置４ｂで所定の大きさに粉砕してもよい。

【００２２】（２−３）上記（２−１）のように処理し
て粒状化ダスト（ａ）にした後、更に粉砕装置４ｂで処
理してもよい。上記ルートの内いずれを選択するかの決定は次の考え方
に基づく。

【００２３】最もコスト的に有利な方法は、一般的に上
記ケース１の（１−１）の方法であるから、この方法を
適用することを狙う。先ず、粒状化ダスト（ａ）の目標
粒径として、所定値：Ｄ₀ｍｍ以下のものを得ることと
する。さて、回転粉砕機４３の回転速度と処理時間の増
加につれて、シュレッダーダストの温度は上昇し、溶融
化し、一方、粉砕されたダストの粒子径は回転速度と処
理時間の増加につれて小さくなる。このような経過にお
いて、粒径が目標値Ｄ₀ｍｍ以下に到達し、且つその時
のダスト温度が融点よりも所定値だけ低い温度Ｔ₀とな
るように粉砕条件を調節し、ダストの粒径と温度の両方
がこの条件を満たした時にダストを急冷する。

【００２４】もし、粒径がＤ₀ｍｍ以下に到達したにも
かかわらず、ダスト温度がＴ₀に達しない場合には、粉
砕速度の上昇速度を抑えつつダスト温度の上昇速度が速
くなるように調整し、逆に、ダスト温度がＴ₀に達した
にもかかわらず、粒径がＤ₀ｍｍ以下に到達しない場合
には、ダスト温度の上昇速度を抑えつつ粉砕速度の上昇
速度が速くなるように調整する。

【００２５】なお、ケース２の加熱・急冷装置４ｃを使
用するのは、基本的には細片ダスト（Ａ’）の材質構成
で材質差が大きくその溶融温度差が大きい場合や、粉砕
・急冷装置４ａが修理中等の理由で使用できない場合等
緊急時に限定する。

【００２６】この発明の大きな特徴は、シュレッダーダ
ストのような綿埃状で嵩密度が小さいダストに、上述し
たような適正な前加工処理を施すことにより所定の減容
固化および粒状化を施した上で高炉等竪型炉へ羽口から
吹き込むことにあり、配管詰まりや貯留槽内での棚釣り
を発生させず、竪型炉の連続操業を支障なく行なうこと
ができるようになる。

【００２７】以上のようにして得られた粒状化ダスト
（ａ）を、篩分けおよび分離機５に装入して所定粒径未
満のもの（篩下）を、ルートＲで示すように一次貯留槽
６に蓄える。一次貯留槽６に蓄えられた所定の粒径を有
する粒状化ダスト（ａ）はサービスタンク７から空気輸
送されて気送装置８に送られる。気送装置８は粒状化ダ
スト（ａ）の供給準備をする二次貯留槽８ｂ、均圧タン
ク８ｃ、吹込みタンク８ｄおよび気送用アキュームレー
ター８ａからなり、次いで、粒状化ダスト（ａ）は高炉
羽口１１に設置された吹込み管１０から高炉１２の内部
へ吹き込まれる。

【００２８】一方、上記篩分けおよび分離機５において
篩上となったルートＳで示される所定粒径以上のもの
は、更に所定の粒径未満の小塊とそれ以上の大塊とに分
ける。小塊ダストは、貯留槽１３、粗破砕・冷却装置１
または溶融・固化造粒装置４に戻して利用する。一方、
大塊ダストは高炉１２の付帯設備である原料装入ライン
（図示せず）に合流させて高炉１２の炉頂からコークス
と共に装入するか、コークス炉への装入、原料ヤードで
の配合、あるいは焼結炉への装入に供する。

【００２９】

【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に示したこの発明の方法を示す工程図に基
づき、実用高炉にシュレッダーダストを前加工処理した
後、羽口から吹き込む試験および炉頂から装入する試験
操業を７日間にわたり実施した。表１に、高炉の操業条
件を示す。

【００３０】

【表１】

【００３１】図１の工程図に従ってシュレッダーダスト
（Ａ）を破砕装置１で処理した。シュレッダーダスト
（Ａ）は、破砕による摩擦熱により約１２０℃に昇温し
て半溶融したので水冷した。次いでこれを分離機２およ
び磁選機３で処理した後、溶融・固化造粒装置４に装入
した。溶融・固化造粒方法はルートＰで行ない、粉砕・
急冷装置４ａでの処理で半溶融した粉砕ダストを急冷す
ると共に粒状に収縮固化させ、更にこの粒状固化したダ
ストを粉砕装置４ｃで粉砕し、粒状化ダスト（ａ）を得
た。次いで、篩分け・分離機５で処理し、粒径が６ｍｍ
以下のものを一次貯留槽６に蓄えた。次いでサービスタ
ンク７から空気輸送により気送装置８に送り、これによ
り粒状化ダスト（ａ）を吹込み管１０により羽口１１か
ら高炉１２内へ吹き込んだ。吹き込んだ粒状化ダストの
嵩密度は、０．３５〜０．４５ｇ／ｃｍ³であった。

【００３２】表２に、粒状化ダスト（ａ）の吹込み条件
を示す。

【００３３】

【表２】

【００３４】一方、篩分け・分離機５の処理で得られ
た、粒径が６ｍｍ超えのものの内、５０ｍｍ以上の塊状
ダストは所定量貯めた後、高炉１２の原料装入ラインに
乗せて高炉１２の炉頂からコークスと共に装入した。ま
た、粒径が６ｍｍ超えから５０ｍｍ未満の塊状ダスト
は、粗破砕・冷却装置１へリサイクルした。

【００３５】吹き込んだシュレッダーダストの発熱量は
約３０００kcal/kg 、吹込み量はコークスに対する重量
比で２．２％であった。シュレッダーダストの粒状化お
よび嵩密度の増大により、７日間に及ぶ連続操業期間
中、シュレッダーダストによる気送管等の詰まりおよび
貯留槽の棚釣り等、操業トラブルは全く発生せず、ま
た、高炉の操業成績も通常時と比較して変化が認められ
なかった。また、高炉ガス中のダイオキシンをＧＣ−Ｍ
Ｓ法で、ＮＯ_Xを化学発光法で分析したが、検出されな
かった。

【００３６】

【発明の効果】この発明は、上述したように構成したの
で、シュレッダーダストによる配管の詰まりやタンク内
の棚釣りの発生がなく、また高炉の操業条件に影響を与
えることなくそれを炉内へ吹き込むことができ、しかも
ダイオキシンおよびＮＯ_X等有害ガス成分の発生もなく
シュレッダーダストを処理することができる。このよう
に、この発明の廃自動車・廃家電製品シュレッダーダス
トの竪型炉における処理方法により、工業上極めて有用
な効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のシュレッダーダストの竪型炉におけ
る処理方法の一例を説明する工程図である。

【図２】粉砕・急冷装置により細片ダストを粒状に収縮
固化させる方法を説明する図である。

【図３】粉砕装置により収縮固化ダストを粒状化させる
方法の原理図である。

【図４】加熱・急冷装置４ｃにより細片ダストを粒状に
収縮固化させる方法を説明する図である。

【符号の説明】

１破砕装置２分離機３磁選機４溶融・固化造粒装置４ａ粉砕・急冷装置４ｂ粉砕装置４ｃ加熱・急冷装置４１装入口４２粉砕室４３回転粉砕機４４ノズル４５排出口４６収縮固化ダスト４７回転刃４８装入口４９加熱室５０加熱移送ベルト５１急冷室５２ノズル５３排出口５４収縮固化ダスト５篩分け・分離装置６一次貯留槽７サービスタンク８気送装置８ａアキュームレーター８ｂ二次貯留槽８ｃ均圧タンク８ｄ吹込みタンク９アキュームレーター１０吹込み管１１羽口１２高炉１３貯留槽

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＦ２３Ｇ 5/44 ＺＡＢＢ０９Ｂ 3/00 ＺＡＢ 7/00 ＺＡＢ３０３Ｌ (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】自動車および家電製品を廃棄処分する際
に発生するシュレッダーダストを、裁断し若しくは破砕
するときに発生する摩擦熱により半溶融させるか若しく
は溶融させ、このようにして半溶融又は溶融したシュレ
ッダーダストを粒状に収縮固化させ、次いで粒状に収縮
固化されたシュレッダーダストを気送して竪型炉に吹き
込むことを特徴とする、廃自動車・廃家電製品シュレッ
ダーダストの竪型炉における処理方法。
【請求項２】自動車および家電製品を廃棄処分する際
に発生するシュレッダーダストを、裁断し若しくは破砕
した後に加熱することにより半溶融させるか若しくは溶
融させ、このようにして半溶融又は溶融したシュレッダ
ーダストを粒状に収縮固化させ、次いで粒状に収縮固化
されたシュレッダーダストを気送して竪型炉に吹き込む
ことを特徴とする、廃自動車・廃家電製品シュレッダー
ダストの竪型炉における処理方法。
【請求項３】前記半溶融又は溶融したシュレッダーダ
ストを粒状に収縮固化させるに当たり、急冷すると共に
粒状に形成させることを特徴とする請求項１または２記
載の廃自動車・廃家電製品シュレッダーダストの処理方
法。
【請求項４】前記半溶融又は溶融したシュレッダーダ
ストを粒状に収縮固化させるに当たり、急冷すると共に
粒状に形成させ、このようにして形成された粒状シュレ
ッダーダストを更に粉砕することにより粒状化させるこ
とを特徴とする、請求項１または２記載の廃自動車・廃
家電製品シュレッダーダストの竪型炉における処理方
法。
【請求項５】前記粒状に収縮固化されたシュレッダー
ダストを前記竪型炉の炉頂から装入することを特徴とす
る、請求項１から４までの何れかひとつに記載の廃自動
車・廃家電製品シュレッダーダストの竪型炉における処
理方法。