(57)【要約】【課題】粉状となることなく取り扱い性が良好な形態で得ることができる加炭材を提供する【解決手段】本発明の加炭材は、有機繊維を含有するゴム組成物を、無酸素あるいは少量の有酸素状態で燃焼乃至乾留して熱分解した残渣として得られたものである。有機繊維の熱分解物が、ゴム成分の炭化物を融着させるバインダーのように作用し、ゴム成分の炭化物が崩壊して粉状になることなく、燃焼乃至乾留する前の元の形態に近い、取り扱い性が良好な形態の加炭材を得ることができる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機繊維を含有するゴム組成物を、無酸素あるいは少量の有酸素状態で燃焼乃至乾留して熱分解した残渣として得られたものであることを特徴とする加炭材。
【請求項２】
有機繊維を含有するゴム組成物が、ゴム廃棄物であることを特徴とする請求項１に記載の加炭材。
【請求項３】
有機繊維を含有するゴム組成物が、塩素系ゴムをゴム成分とするものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の加炭材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製鉄の際に、鋼の種類に応じて炭素含有量を調整するために使用される加炭材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
製鉄の副原料の一つとして、鋼の種類に応じて炭素含有量を調整するために用いられる加炭材があり、この加炭材は製鋼炉作業中に溶鋼に投入して使用される。そして加炭材としては、コークス、黒鉛、豆炭、木炭、炭化チップなどの炭素材や、高炉銑、電炉銑、古銑などの銑鉄などが、従来から一般的である（例えば特許文献１等参照）。
【０００３】
一方、最近では、廃タイヤ、廃ウェザーストリップなどのゴム廃棄物を乾留炭化して得られる安価な炭化物を加炭材として用い、石炭コークスに対して１０〜２０質量％程度の割合で混入して利用されている（例えば特許文献２、非特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−１７１７１３号公報
【特許文献２】特開２００５−２９０５４０号公報
【非特許文献１】天王俊成、「屑ゴムから生まれる炭素材料」、自動車技術、社団法人自動車技術会、第５６巻、第５号、２００２年５月１日発行、Ｐ３９−４４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のようにゴム廃棄物を乾留炭化して得られる炭化物は、ゴムが熱分解された後の残渣物であり、粉々に崩壊して微粉状の形態となっている（例えば複写機のトナーのような状態）。加炭材がこのように微粉状であると、製鋼炉の上昇気流雰囲気により舞い上がり、溶鋼中に加炭材を投入することが困難になるものであり、また溶鋼中に加炭材を投入することができたとしてもすぐに溶鋼の表面に浮上して、溶鋼中に加炭材を混入させることが難しいものであった。さらに、微粉状の加炭材がこのように舞い上がると、粉塵による作業環境が悪化するという問題もある。
【０００５】
このため、ゴム廃棄物を乾留炭化して得られる炭化物を加炭材として用いる場合、微粉状の炭化物を別工程で造粒処理して粒状にして取り扱い性を良くした状態で、製鋼炉へ供給して加炭材として使用しているのが現状である。
【０００６】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、粉状となることなく取り扱い性が良好な形態で得ることができる加炭材を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る加炭材は、有機繊維を含有するゴム組成物を、無酸素あるいは少量の有酸素状態で燃焼乃至乾留して熱分解した残渣として得られたものであることを特徴とするものである。
【０００８】
この発明によれば、無酸素あるいは少量の有酸素状態での燃焼乃至乾留の際に、含有される有機繊維の熱分解物が、ゴム成分の炭化物を融着させるバインダーのように作用し、ゴム成分の炭化物が崩壊して粉状になることなく、燃焼乃至乾留する前の元の形態に近い、取り扱い性が良好な形態の加炭材を得ることができるものである。
【０００９】
また本発明において、上記の有機繊維を含有するゴム組成物は、ゴム廃棄物であることを特徴とするものである。
【００１０】
この発明によれば、廃棄物を有効再利用することができると共に、より安価な加炭材を提供することができるものである。
【００１１】
また本発明において、上記の有機繊維を含有するゴム組成物は、塩素系ゴムをゴム成分とするものであることを特徴とするものである。
【００１２】
塩素系ゴムをゴム成分とするゴム組成物は、焼成乃至乾留によって炭化された際の崩壊が他のゴム成分の場合よりも小さいものであり、取り扱い性が良好な形態の加炭材を容易に得ることができるものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、無酸素あるいは少量の有酸素状態での燃焼乃至乾留の際に、含有される有機繊維の熱分解物が、ゴム成分の炭化物を融着させるバインダーのように作用し、ゴム成分の炭化物が崩壊して粉状になることがなく、燃焼乃至乾留する前の元の形態に近い、取り扱い性が良好な形態の加炭材を得ることができるものである。このため、別工程で造粒処理をするような必要なく、製鋼炉等に直接供給して使用することが可能になるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００１５】
本発明は、加炭材を製造する原料として、有機繊維を含有するゴム組成物を用いるものである。有機繊維としては、特に限定されるものではなく、例えば綿（２３５℃）、ナイロン６（２１９℃）、パラ系アラミド（４８０〜５７０℃）、メタ系アラミド（４００〜４３０℃）、ビニロン（２３０〜３００℃）、ポリエステル（２５６℃）などを例示することができる（括弧内は融点又は熱分解温度）。
【００１６】
またゴム組成物のゴム成分も、特に限定されるものではなく、クロロプレン系ゴム、ＥＰＤＭ系ゴム、天然ゴム系ゴム、ブタジエン系ゴム、スチレンブタジエン系ゴム、水素化ニトリル系ゴム、ＡＣＳＭ（アルキル化クロロスルフォン化ポリエチレン）系ゴムなど、任意である。これらのなかでも、クロロプレンゴムなど塩素系ゴムであることが好ましい。塩素系ゴムをゴム成分とするゴム組成物は、焼成乃至乾留によって炭化された際の崩壊が他のゴム成分の場合よりも小さく粉状になり難い。このため、取り扱い性が良好な形態の加炭材を容易に得ることができるものである。
【００１７】
ゴム組成物において、有機繊維の含有量は特に限定されるものではないが、２質量％以上であることが好ましい。有機繊維の含有量が２質量％未満では、有機繊維が含有されることによる後述の崩壊防止の効果を十分に得ることができず、焼成乃至乾留後に粉末状になり易い。有機繊維の含有量の上限は特に設定する必要はないが、入手の容易さなどから２０質量％程度が一応の上限といえる。
【００１８】
この有機繊維を含有するゴム組成物としては、ゴム廃棄物を用いることができる。ゴム廃棄物は、ゴム組成物を加硫する前の廃棄物であっても、ゴム組成物を加硫した後の廃棄物であっても、いずれでもよい。伝動ベルトの廃棄物を用いる場合、ゴム組成物には短繊維や帆布として、上記の綿、ナイロン６、パラ系アラミド、メタ系アラミド、ビニロンなどが含有されており、心線として上記のポリエステルなどが含有されている。このようにゴム廃棄物を用いることによって、廃棄物を有効再利用して省資源化することができるものであり、また材料コストが殆どかからずより安価な加炭材を提供することができるものである。
【００１９】
上記の有機繊維を含有するゴム組成物を、焼成乃至乾留することによって、本発明の加炭材を得ることができるが、この有機繊維を含有するゴム組成物の形態は、粒径が０．５〜２０ｍｍ程度の粒状であることが好ましい。粒径が２０ｍｍを超えると、得られる加炭材の粒径が大きくなりすぎて、スクリューフィーダーへの供給や計量が困難になり、また粒径が０．５ｍｍ未満であると、得られる加炭材の粒径が小さくなり、取り扱い性を良好にするという本来の目的が達成されなくなるおそれがある。
【００２０】
ここで焼成乃至乾留は、有機繊維やゴム組成物の熱分解温度以上の温度で加熱して行なうものであり、かつ有機繊維中やゴム成分中の炭素成分が燃焼されない無酸素あるいは少量の有酸素雰囲気でこの加熱を行なうものである。このように有機繊維を含有するゴム組成物を無酸素あるいは少量の有酸素状態で燃焼乃至乾留することによって、有機繊維やゴム成分は燃焼されることなく熱分解されて炭化物となり、熱分解して残る残渣を固定炭素量が多い加炭材として得ることができるものである。
【００２１】
そして上記のように有機繊維を含有するゴム組成物を燃焼乃至乾留して熱分解し、加炭材を作製するにあたって、含有されている有機繊維の熱分解物が、ゴム成分の炭化物を融着させるバインダーのように作用し、ゴム成分の炭化物が崩壊することを防いで微粉状になることがなくなる。従って、微粉状となることなく、燃焼乃至乾留する前のゴム組成物の形態を維持したまま、この形態に近い形態の加炭材を得ることができるものであり、燃焼乃至乾留する前のゴム組成物を取り扱い性が良好な粒状などの形態に調製しておくことよって、取り扱い性の良好な加炭材を得ることができるものである。
【実施例】
【００２２】
次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。
【００２３】
（実施例１）
有機繊維を含有するゴム組成物として、表１のゴム配合の材料で作製された伝動ベルトの廃棄物を用い、これを粒径が約５ｍｍとなるように粉砕した。この原料となるゴム組成物の有機繊維含有量は約１０質量％であり、固定炭素量は３２質量％であった。
【００２４】
そしてキルンにこのゴム組成物の粒を供給し、酸素が殆ど供給されない雰囲気で、７５０℃×３０分の条件で乾留することによって、炭化物を得た。
【００２５】
このようにして得られた炭化物の固定炭素量を測定したところ８６質量％と大きく増加しており、炭化物内には有機繊維は分解して存在してなかった。また炭化物の形状を測定したところ、乾留する前とほぼ同じ粒径５ｍｍを有し、粒子形状も乾留する前とほぼ同じであった。このため、得られた炭化物をそのまま加炭材として製鋼炉等に直接供給して使用することができるものであった。
【００２６】
【表１】
2010001513.tif 000002
【００２７】
（実施例２）
有機繊維を含有するゴム組成物として、表２のゴム配合の材料で作製された伝動ベルトの廃棄物を用い、これを粒径が約５ｍｍとなるように粉砕した。この原料となるゴム組成物の有機繊維含有量は約１０質量％であり、固定炭素量は３２質量％であった。そして実施例１と同様に乾留することによって、炭化物を得た。
【００２８】
このようにして得られた炭化物の固定炭素量を測定したところ８６質量％と大きく増加しており、炭化物内には有機繊維は分解して存在してなかった。また炭化物の形状を測定したところ、乾留する前とほぼ同じ粒径５ｍｍを有し、粒子形状も乾留する前とほぼ同じであった。このため、得られた炭化物をそのまま加炭材として製鋼炉等に直接供給して使用することができるものであった。
【００２９】
【表２】
2010001513.tif 000003
【００３０】
（比較例１）
原料のゴム組成物として、表１のゴム配合から短繊維（ナイロン６，６）を除いたものを用い、これを粒径が約５ｍｍとなるように粉砕した。この原料のゴム組成物の固定炭素量は３２質量％であった。そして実施例１と同様に乾留することによって、炭化物を得た。
【００３１】
このようにして得られた炭化物の固定炭素量を測定したところ８６質量％と実施例１と同様に増加していた。また炭化物の形状を測定したところ、粒子が壊れており、粒径１０〜５０μｍ程度の微粉状のものと、粒径５００〜１０００μｍ程度のものが半々を占める、粉状であった。このため、得られた炭化物を別途造粒処理しないと、そのままでは加炭材として製鋼炉等に供給して使用できないものであった。
【００３２】
（比較例２）
原料のゴム組成物として、表２のゴム配合から短繊維（ナイロン６，６とアラミド）を除いたものを用い、これを粒径が約５ｍｍとなるように粉砕した。この原料のゴム組成物の固定炭素量は３２質量％であった。そして実施例１と同様に乾留することによって、炭化物を得た。
【００３３】
このようにして得られた炭化物の固定炭素量を測定したところ８６質量％と実施例２と同様に増加していた。また炭化物の形状を測定したところ、粒子が粉々に崩壊しており、粒径１０〜５０μｍ程度の微粉状であった。このため、得られた炭化物を別途造粒処理しないと、そのままでは加炭材として製鋼炉等に供給して使用できないものであった。
【００３４】
また、上記の実施例１〜２、比較例１〜２で得た炭化物について、圧縮強度を測定した。圧縮強度の測定は、（株）島津製作所製「オートグラフＡＣ−５０００Ａ」を用い、ロードセル１ＫＮ、フルスケール２０Ｎ、圧縮速度２ｍｍ／ｍｉｎの条件で、約５ｍｍの立方体のサンプルについて、崩れ始めの圧縮強度を測定することによって行なった。結果は表３に示すように、実施例１＞＞実施例２＞比較例１＞比較例２の順に圧縮強度が高いものであった。
【００３５】
【表３】
2010001513.tif 000004