(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物から鉄スクラップを回収するためのシュレッダー設備で回収された、金属鉄の含有量が乾燥質量で２０質量％以上であるシュレッダーダストと、結合剤と、これらに水分を添加した後の混合体の含水率が２５質量％以下となるように添加した水分と、を混合する混合工程と、
該混合工程で得られた混合体から造粒物を成形する造粒工程と、
該造粒工程で得られた造粒物を転動して整粒することで塊成化された塊成化物を製造する転動工程と、
を有することを特徴とする、シュレッダーダストの塊成化方法。
【請求項２】
廃棄物から鉄スクラップを回収するためのシュレッダー設備で回収された、粒径３．０ｍｍ以下の比率が９０質量％以上であるシュレッダーダストと、結合剤と、これらに水分を添加した後の混合体の含水率が２５質量％以下となるように添加した水分と、を混合する混合工程と、
該混合工程で得られた混合体から造粒物を成形する造粒工程と、
該造粒工程で得られた造粒物を転動して整粒することで塊成化された塊成化物を製造する転動工程と、
を有することを特徴とする、シュレッダーダストの塊成化方法。
【請求項３】
廃棄物から鉄スクラップを回収するためのシュレッダー設備で回収されたシュレッダーダストであって、ヘビースクラップをシュレッダー設備で破砕・整粒した際に回収されたシュレッダーダストと、結合剤と、これらに水分を添加した後の混合体の含水率が２５質量％以下となるように添加した水分と、を混合する混合工程と、
該混合工程で得られた混合体から造粒物を成形する造粒工程と、
該造粒工程で得られた造粒物を転動して整粒することで塊成化された塊成化物を製造する転動工程と、
を有することを特徴とする、シュレッダーダストの塊成化方法。
【請求項４】
廃棄物から鉄スクラップを回収するためのシュレッダー設備で回収されたシュレッダーダストと、結合剤と、これらに水分を添加した後の混合体の含水率が２５質量％以下となるように添加した水分と、を混合する混合工程と、
該混合工程で得られた混合体から造粒物を成形する造粒工程と、
該造粒工程で得られた造粒物を転動して整粒することで塊成化された塊成化物を製造する転動工程と、
該転動工程で製造された塊成化物を塊成化後１２時間経過するまでは静置する静置期間と、
を有することを特徴とする、シュレッダーダストの塊成化方法。
【請求項５】
前記混合工程において、前記シュレッダーダスト及び前記結合剤に、更に製鉄ダストを加え、これらに水分を添加することを特徴とする、請求項１ないし請求項４の何れか１項に記載のシュレッダーダストの塊成化方法。
【請求項６】
前記混合体中のシュレッダーダストの配合率が、水分を除いて９０質量％以下であることを特徴とする、請求項１ないし請求項４の何れか１項に記載のシュレッダーダストの塊成化方法。
【請求項７】
前記混合体中のシュレッダーダストの配合率が、水分を除いて６０質量％以下であることを特徴とする、請求項５に記載のシュレッダーダストの塊成化方法。
【請求項８】
前記製鉄ダストは、高炉ダスト、製鉄スラッジ、製鋼ダスト、ミルスケールのうちの１種または２種以上であることを特徴とする、請求項５または請求項７に記載のシュレッダーダストの塊成化方法。
【請求項９】
前記結合剤は、ベントナイト、生石灰、セメント、高炉スラグなどの無機結合剤、または、澱粉、コーンスターチ、糖蜜などの有機結合剤であることを特徴とする、請求項１ないし請求項８の何れか１項に記載のシュレッダーダストの塊成化方法。
【請求項１０】
前記混合工程において、炭材を混合することを特徴とする、請求項１ないし請求項９の何れか１項に記載のシュレッダーダストの塊成化方法。
【請求項１１】
前記転動工程で製造した塊成化物の塊成化後１２時間経過した時点での圧潰強度が２．５ＭＰａ以上であることを特徴とする、請求項１ないし請求項１０の何れか１項に記載のシュレッダーダストの塊成化方法。
【請求項１２】
前記転動工程で製造した塊成化物の塊成化後７２時間経過した時点での圧潰強度が５．０ＭＰａ以上であることを特徴とする、請求項１ないし請求項１１の何れか１項に記載のシュレッダーダストの塊成化方法。
【請求項１３】
請求項１ないし請求項１２の何れか１項に記載のシュレッダーダストの塊成化方法によって製造された塊成化物を、製鉄原料の鉄源として使用すること特徴とする、シュレッダーダストの再資源化方法。
【請求項１４】
前記塊成化物を、アーク炉における溶鉄の精錬工程で使用することを特徴とする、請求項１３に記載のシュレッダーダストの再資源化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃自動車、廃電気製品及び建築廃材などから鉄スクラップを回収するべく、シュレッダー設備を用いて廃自動車や建築廃材などを破砕し整粒する際に発生するシュレッダーダストを塊成化する方法に関し、並びに、塊成化したシュレッダーダストを再資源化する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
廃自動車、廃電気製品及び建築廃材などの、その構成の一部を鋼製品とする廃棄物から回収された鉄スクラップは、鉄鋼製造過程の製鋼工程において、製鉄原料の鉄源として有効利用されている。近年の我が国では、高度経済成長期に建てられたビルや架橋などの建造物を解体した際に発生するヘビースクラップの割合が増えている。これらの廃棄物は、多種類の素材から構成されるので、資源として再利用するために、この廃棄物をスイングハンマーなどによって破砕し、カッティングバーなどによってせん断し、更に、スイングハンマー及びグレートバーなどによる衝撃、擦りつぶし、圧縮効果によって後工程に適した大きさに調整するシュレッダー設備で処理され、鉄分として回収されたものが鉄スクラップとして再利用されている。
【０００３】
このシュレッダー設備における処理において、プラスチック、ガラス、セラミックス、コンクリート及び鉄粉などを含有するダスト（「シュレッダーダスト」という）が発生し、サイクロンなどの集塵機によって回収されている。このシュレッダーダストを更に素材別に分別することは、膨大な手数及び費用を要することから、従来、回収されたシュレッダーダストは、シュレッダー設備への廃棄物の供給量の７〜８質量％の多量な発生量にも拘わらず、産業廃棄物として処理されていた。
【０００４】
この産業廃棄物としての処理費が高価であり、しかも、シュレッダーダストは鉄を含有していることから、シュレッダーダストを資源として再利用する方法が提案されている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、アーク炉（電気炉）で鉄スクラップを溶解して溶鋼を製造する際に、シュレッダーダストを、鉄スクラップ及び石灰石とともにアーク炉に装入し、シュレッダーダストに含まれるプラスチック類などの可燃物を焼却するとともに、ガラス類などの不燃物を溶融してスラグとして排出する方法が提案されている。特許文献１によれば、シュレッダーダストの産業廃棄物としての処理費が不要になるのみならず、シュレッダーダストに含まれる鉄分は溶鋼に回収され、シュレッダーダストに含まれるプラスチック類などの可燃物は熱源として機能し、シュレッダーダストに含まれるガラス類などの不燃物は、各種用途への再利用の可能なスラグになるので、シュレッダーダストの資源化が実現できるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１０１１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１においても改善の余地がある。
【０００８】
即ち、特許文献１では、発生したシュレッダーダストをそのままアーク炉に装入しており、シュレッダーダストは微粉であることから、シュレッダーダストの運搬や炉への装入時に飛散し、添加歩留りが低下するのみならず、環境へ悪影響を及ぼすという問題が発生する。また、シュレッダーダストは比重が小さいことから、炉内に添加したシュレッダーダストがスラグ或いは溶融鉄の上に浮遊し、溶融してスラグ中に取り込まれる以前に排ガスとともに炉外に噴出してしまうという問題も発生する。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、廃自動車、廃電気製品及び建築廃材などの廃棄物のシュレッダー設備での処理によって発生するシュレッダーダストを製鉄原料の鉄源として再利用するにあたり、搬送時や炉への装入時でのシュレッダーダストの飛散を防止することのできるシュレッダーダストの塊成化方法を提供することであり、更に、塊成化したシュレッダーダストを製鉄原料として有効利用する再資源化方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するための本発明の要旨は以下のとおりである。
［１］廃棄物から鉄スクラップを回収するためのシュレッダー設備で回収されたシュレッダーダストと、結合剤と、これらに水分を添加した後の混合体の含水率が２５質量％以下となるように添加した水分と、を混合する混合工程と、該混合工程で得られた混合体から造粒物を成形する造粒工程と、該造粒工程で得られた造粒物を転動して整粒することで塊成化された塊成化物を製造する転動工程と、を有することを特徴とする、シュレッダーダストの塊成化方法。
［２］前記混合工程において、前記シュレッダーダスト及び前記結合剤に、更に製鉄ダストを加え、これらに水分を添加することを特徴とする、上記［１］に記載のシュレッダーダストの塊成化方法。
［３］前記混合体中のシュレッダーダストの配合率が、水分を除いて９０質量％以下であることを特徴とする、上記［１］に記載のシュレッダーダストの塊成化方法。
［４］前記混合体中のシュレッダーダストの配合率が、水分を除いて６０質量％以下であることを特徴とする、上記［２］に記載のシュレッダーダストの塊成化方法。
［５］前記シュレッダーダストは、金属鉄の含有量が乾燥質量で２０質量％以上であることを特徴とする、上記［１］ないし上記［４］の何れか１項に記載のシュレッダーダストの塊成化方法。
［６］前記シュレッダーダストは、粒径３．０ｍｍ以下の比率が９０質量％以上であることを特徴とする、上記［１］ないし上記［５］の何れか１項に記載のシュレッダーダストの塊成化方法。
［７］前記シュレッダーダストは、ヘビースクラップをシュレッダー設備で破砕・整粒した際に回収されたシュレッダーダストであることを特徴とする、上記［１］ないし上記［６］の何れか１項に記載のシュレッダーダストの塊成化方法。
［８］前記製鉄ダストは、高炉ダスト、製鉄スラッジ、製鋼ダスト、ミルスケールのうちの１種または２種以上であることを特徴とする、上記［１］ないし上記［７］の何れか１項に記載のシュレッダーダストの塊成化方法。
［９］前記結合剤は、ベントナイト、生石灰、セメント、高炉スラグなどの無機結合剤、または、澱粉、コーンスターチ、糖蜜などの有機結合剤であることを特徴とする、上記［１］ないし上記［８］の何れか１項に記載のシュレッダーダストの塊成化方法。
［１０］前記混合工程において、炭材を混合することを特徴とする、上記［１］ないし上記［９］の何れか１項に記載のシュレッダーダストの塊成化方法。
［１１］前記転動工程で製造した塊成化物を、塊成化後１２時間経過するまでは静置することを特徴とする、上記［１］ないし上記［１０］の何れか１項に記載のシュレッダーダストの塊成化方法。
［１２］前記転動工程で製造した塊成化物の塊成化後１２時間経過した時点での圧潰強度が２．５ＭＰａ以上であることを特徴とする、上記［１］ないし上記［１１］の何れか１項に記載のシュレッダーダストの塊成化方法。
［１３］前記転動工程で製造した塊成化物の塊成化後７２時間経過した時点での圧潰強度が５．０ＭＰａ以上であることを特徴とする、上記［１］ないし上記［１２］の何れか１項に記載のシュレッダーダストの塊成化方法。
［１４］上記［１］ないし上記［１３］の何れか１項に記載のシュレッダーダストの塊成化方法によって製造された塊成化物を、製鉄原料の鉄源として使用すること特徴とする、シュレッダーダストの再資源化方法。
［１５］前記塊成化物を、アーク炉における溶鉄の精錬工程で使用することを特徴とする、上記［１４］に記載のシュレッダーダストの再資源化方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、廃自動車、廃電気製品及び建築廃材などの廃棄物のシュレッダー設備での処理によって発生する、金属鉄を含有したシュレッダーダストを結合剤と混合する、或いは、製鉄ダスト及び結合剤と混合して塊成化するので、強度の高い塊成化物が得られ、シュレッダーダストを飛散させることなく、アーク炉における溶鉄の精錬工程などで製鉄原料の鉄源として高い添加歩留りで再利用することが実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係るシュレッダーダストの塊成化方法の工程を示す概略図である。
【図２】本発明例１〜５における塊成化物の圧潰強度の経時変化を示す図である。
【図３】本発明例６〜１０における塊成化物の圧潰強度の経時変化を示す図である。
【図４】本発明例１１〜１４における塊成化物の圧潰強度の経時変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を具体的に説明する。
【００１４】
本発明は、廃自動車、廃電気製品及び建築廃材などの、その構成の一部を鋼製品とする廃棄物から鉄スクラップを回収するべく、これらの廃棄物をシュレッダー設備で破砕・整粒する際に発生し回収されたシュレッダーダストを、例えば鉄鋼製造過程の製鋼工程における製鉄原料の鉄源として利用するにあたり、粉状で飛散しやすいシュレッダーダストを塊成化物とし、取り扱いを容易にしてシュレッダーダストの再利用を促進させることを目的としてなされたものである。
【００１５】
本発明では、シュレッダーダストを塊成化するにあたり、シュレッダーダストを結合剤及び水分によって塊成化するか、または、シュレッダーダストを結合剤、金属鉄を含有する製鉄ダスト及び水分によって塊成化する、２つの塊成化方法のうちの何れか１方の方法を用いる。製鉄ダストを混合する理由は、金属鉄を含有する一般的な製鉄ダストの粒径は数十μｍであり、シュレッダーダストの粒径の１／１０程度であるので、製鉄ダストがシュレッダーダストの粒子中に入り込み、これにより、造粒が容易になる、塊成化物の比重を増大させる、更には、塊成化物の鉄分の含有量が上昇するなどの効果が得られるからである。製鉄ダストを混合する場合には、少ない結合剤の配合率であっても造粒することができる。
【００１６】
塊成化の方法は、シュレッダーダストと結合剤と水分、または、シュレッダーダストと製鉄ダストと結合剤と水分とを混合して混合体を形成する混合工程と、この混合工程で得られた混合体から造粒物を形成する造粒工程と、この造粒工程で得られた造粒物を転動して整粒することで塊成化された塊成化物を製造する転動工程と、の３つの工程で構成される。転動工程の直後は、塊成化物は含水率が高くて脆弱であるので、塊成化後１２時間以上静置することが好ましい。この静置期間中に、結合剤による結合力、並びに、シュレッダーダスト及び製鉄ダストに含有される金属鉄の酸化反応による粒子間結合（酸化皮膜）によって塊成化物の強度が上昇する。
【００１７】
混合工程及び造粒工程は、混合工程及び造粒工程の両方の機能を有する混合造粒機を用いて行うことができ、転動工程は、転動機を用いて行えばよい。混合工程における水分の添加量は、２５質量％以下とする。水分が２５質量％を超えると、柔らかくなりすぎて造粒することができないからである。水分添加量の下限は５質量％程度とする。
【００１８】
シュレッダーダストの配合率が高くなるほどシュレッダーダストの処理量が多くなることから、シュレッダーダストの配合率は高いほど好ましいが、少なくとも結合剤は必要であることから、製鉄ダストを配合しない場合には水分を除いた配合率で、シュレッダーダストの配合率を９０質量％以下（結合剤の配合率：１０質量％以上）とし、製鉄ダストを配合した場合には水分を除いた配合率で、シュレッダーダストの配合率を６０質量％以下（製鉄ダストの配合率：３７質量％以上、結合剤の配合率：３質量％以上）とすることが好ましい。また、シュレッダーダストの塊成化のためには、シュレッダーダストは細粒であるほど望ましく、従って、塊成化に使用するシュレッダーダストは、粒径３．０ｍｍ以下の比率が８０質量％以上であることが好ましく、更には、粒径３．０ｍｍ以下の比率が９０質量％以上であることがより好ましい。
【００１９】
本発明では、塊成化物を製鉄原料の鉄源として利用することを想定しており、そのためには、塊成化物の鉄分の含有量は高いほど望ましく、従って、シュレッダーダスト中の金属鉄の含有量は、乾燥質量で２０質量％以上であることが好ましい。シュレッダーダスト中の金属鉄の含有量が２０質量％未満では、鉄源としてのメリットが得られにくいからである。
【００２０】
塊成化物は、例えば、貯蔵やベルトコンベアやトラックなどへの積み降ろしなどのハンドリングなどによっても粉化しない強度を有していることが必要である。そこで、本発明者らは、ハンドリングなどによっても粉化することのない塊成化物の必要強度を把握するために、塊成化物の圧潰強度とトラックで運搬した時の粉化率との関係を調査した。その結果、塊成化物の圧潰強度が２．５ＭＰａ以上であれば、粉化率がほぼ個数比率で約５％の一定となること、また、圧潰強度が２．５ＭＰａ以上であれば、転炉やシャフト炉で製鉄原料として使用しても、発生粉の増加などの問題が生じないことを確認した。更に、塊成化物の圧潰強度が５．０ＭＰａ以上であれば、製鉄原料として使用するときにホッパー内での粉化が減少することから、より好ましい条件であることも確認した。
【００２１】
また、塊成化後、塊成化物を１２時間経過するまで静置すれば、圧潰強度が２．５ＭＰａ以上となること、更に、塊成化後、塊成化物を７２時間経過するまで静置すれば、圧潰強度が５．０ＭＰａ以上となることも確認した。
【００２２】
結合剤（「バインダー」ともいう）としては、ベントナイト、生石灰、セメント、高炉スラグなどの無機結合剤や、澱粉、コーンスターチ、糖蜜などの有機結合剤を用いることができる。結合剤の配合率は、水分を除いた配合率で１５質量％以下であれば十分である。結合剤を１５質量％を超えて配合すると、シュレッダーダストの配合率が低下するので、シュレッダーダストの処理の観点から好ましくない。
【００２３】
シュレッダーダストに混合する、金属鉄を含有する製鉄ダストとしては、高炉ダスト、製鉄スラッジ、ミルスケールや、転炉、アーク炉（電気炉）、スクラップ溶解炉などで排ガス中から湿式回収される製鋼ダストを用いることができる。また、使用する製鉄ダストは、金属鉄の含有量が乾燥質量で２０質量％以上であり、且つ、粒径１．０ｍｍ以下のものが９０質量％以上含まれるものであることが好ましい。これは、塊成化物の強度は、結合剤による固化以外に、製鉄ダスト中に含まれる金属鉄が、脱水後の乾燥過程で酸化し、その時の酸化発熱反応によって製鉄ダスト中の金属鉄以外の部分が固結（固化）することにより得られる。従って、製鉄ダストの金属鉄の含有量が相対的に少ない場合には、固結力が十分に得られず、塊成化物の強度が低くなるからである。
【００２４】
このような条件の製鉄ダストを用いることで、製鉄原料の鉄源として使用しやすい７ｍｍ以上の粒径の塊成化物を、歩留り良く製造することが可能となる。
【００２５】
また、コークスや黒鉛などの炭材を混合して塊成化物を製造してもよい。シュレッダーダストに含有されるプラスチックなどの可燃物は、塊成化物を製鉄原料の鉄源として利用する際に発熱剤として機能するが、コークスや黒鉛などの炭材を混合することで、より一層発熱量を増加させることが可能となる。
【００２６】
製造した塊成化物は、高炉、転炉、アーク炉、シャフト炉などにおいて、製鉄原料の鉄源として使用する。溶銑を製造する高炉では焼結鉱の代替として使用し、溶銑から溶鋼を製造する転炉では、鉄鉱石及び鉄スクラップの代替として使用し、鉄スクラップを溶解して溶鋼などの溶鉄（溶鉄とは溶銑及び溶鋼を差す）を製造するアーク炉及びシャフト炉では、鉄スクラップと併用して使用する。特に、電力によって加熱するアーク炉では、熱不足になる虞がなく、大量の塊成化物を溶解することができる。
【００２７】
以上説明したように、本発明によれば、廃自動車、廃電気製品及び建築廃材などの廃棄物のシュレッダー設備での処理によって発生する、金属鉄を含有したシュレッダーダストを結合剤と混合し、或いは、製鉄ダスト及び結合剤と混合して塊成化するので、強度の高い塊成化物が得られ、シュレッダーダストを飛散させることなく、アーク炉における溶鉄の精錬工程などで製鉄原料の鉄源として高い添加歩留りで再利用することが実現される。
【実施例】
【００２８】
［１］混合体中の含水量の塊成化に及ぼす影響の調査
シュレッダーダスト、転炉ダスト及び結合剤を用い、混合工程で製造される混合体の含水量を変化させ、混合体中の含水量の塊成化に及ぼす影響を調査した。この塊成化試験に使用したシュレッダーダスト、転炉ダストＡ及び転炉ダストＢの成分組成を表１に示す。使用したシュレッダーダストは、ヘビースクラップのＨ２グレードをシュレッダー設備で処理した際に発生したシュレッダーダストを、篩い作業により選別したものであり、シュレッダーダスト中の粒子径３ｍｍ以下のものの比率は８５質量％であった。結合剤としては生石灰を使用した。ここで、転炉ダストとは、溶銑の脱炭精錬時などで転炉の排ガスから湿式回収されるダスト（製鋼ダストの１種）である。各成分の組成値は、定法の化学分析によって測定したものであり、金属単体として含まれるものの他に、酸化物や水酸化物などの化合物の形態で含まれるものを含む値である。尚、ヘビースクラップのＨ２グレードとは、（社）日本鉄源協会で規定された、「ギロチンシャー、ガス溶断、重機などでサイジングしたもののうちの或る特定のサイズのもの」である（日本鉄源協会による「鉄スクラップ検収統一規格」を参照）。
【００２９】
【表１】
0005861453.tif 000002
【００３０】
シュレッダーダストの配合率は１０質量％、転炉ダストＡと転炉ダストＢとの配合割合は１：１とし、両者を合わせた配合率は８３質量％とし、また、結合剤の配合率は７質量％とした。シュレッダーダスト、転炉ダストＡ及び転炉ダストＢは予め乾燥して使用した。表２に各ダスト及び生石灰の配合率を示す。尚、ここでの配合率は、混合工程で添加する水分は除外しており、これ以後、各配合率には混合工程において添加する水分は含まれていない。これらに、９．２〜２５．３質量％の範囲の水分を添加し、含水量の塊成化に及ぼす影響を調査した（本発明例１〜４、比較例１）。
【００３１】
【表２】
0005861453.tif 000003
【００３２】
これらのダスト及び生石灰を、図１に示すように、混合工程及び造粒工程の両方の機能を有する混合造粒機１に入れ、１回当たり３０ｋｇ程度の造粒物を製造した。混合工程は下記の手順で行った。
１．シュレッダーダストと転炉ダストＡ及び転炉ダストＢとを３０〜９０秒程度混合
２．目標水分量の２０〜８０％の水分を添加した後に、１２０〜２４０秒程度混合
３．生石灰を全量添加した後に、３０〜１２０秒程度混合
４．目標水分量となるように残りの水分を添加した後に、３０〜１２０秒程度混合
上記混合工程で混合した混合体の一部を採取して含水量を測定した。次に、そのまま造粒工程に変更し、３０〜１２０秒程度造粒を行い、造粒物３を得た。
【００３３】
得られた造粒物３を転動機２で転動して整粒することで塊成化して塊成化物（ペレット）４を得た。試験結果を表３に示す。
【００３４】
【表３】
0005861453.tif 000004
【００３５】
本発明例１〜４では含水量を２５質量％以下にしたことで、シュレッダーダストを塊成化することができた。一方、含水量が２５質量％を超えた比較例１では造粒することができなかった。
【００３６】
転炉やアーク炉などで製鉄原料として使用しやすい塊成化物４の粒径は７．０ｍｍ以上である。表３に示すように、混合体の含水量が１０〜２０質量％である本発明例２〜４は、塊成化物４の粒径が７．０ｍｍ以上であり、より好ましい条件である。
【００３７】
［２］シュレッダーダストの粒径、配合率の塊成化に及ぼす影響の調査
シュレッダーダスト中の粒径３．０ｍｍの比率が８０質量％及び９０質量％の２種類のシュレッダーダストを使用し、シュレッダーダストの配合率を１０〜７０質量％に変更し、シュレッダーダスト、転炉ダスト及び生石灰（結合剤）を用いて塊成化試験を行った（本発明例５〜１１及び比較例２、３）。この場合、生石灰の配合率は７質量％とした。また、転炉ダストＡと転炉ダストＢとの配合割合は１：１とし、その配合率はシュレッダーダスト及び生石灰の配合率が目標値となるように調整した。混合体の含水量は１５〜１８質量％に調整した。混合工程及び造粒工程は上記［１］と同様の条件で行った。
【００３８】
また、シュレッダーダスト中の粒径３．０ｍｍの比率が９０質量％のシュレッダーダストを使用し、シュレッダーダストの配合率を９０質量％とし、転炉ダストを使用せずに、結合剤である生石灰のみを用いて塊成化試験を行った（本発明例１２）。この場合、生石灰の配合率は１０質量％とした。混合体の含水量は１８質量％に調整した。混合工程及び造粒工程は上記［１］と同様の条件で行った。
【００３９】
また更に、シュレッダーダスト中の粒径３．０ｍｍの比率が９０質量％のシュレッダーダストを使用し、シュレッダーダスト、転炉ダスト、生石灰及び炭材を用いて塊成化試験を行った（本発明例１３、１４）。この場合、炭材としては、一般的なＣＤＱ粉を用い、生石灰の配合率は７質量％とした。また、転炉ダストＡと転炉ダストＢとの配合割合は１：１とし、その配合率はシュレッダーダスト、生石灰及び炭材の配合率が目標値となるように調整した。混合体の含水量は１５〜１８質量％に調整した。混合工程及び造粒工程は上記［１］と同様の条件で行った。
【００４０】
試験結果を表４に示す。
【００４１】
【表４】
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【００４２】
シュレッダーダスト中の粒子径３．０ｍｍ以下の粒子の比率が８０質量％であるシュレッダーダストを使用し、シュレッダーダストの配合率を２０質量％とした本発明例５では、問題なく塊成化することができたが、同一のシュレッダーダストを使用して、シュレッダーダストの配合率を３０質量％とした比較例２では、塊成化することができなかった。つまり、シュレッダーダスト中の粒子径３．０ｍｍ以下の粒子の比率が８０質量％のシュレッダーダストを使用して、転炉ダスト及び生石灰とともに造粒する場合には、シュレッダーダストの配合率を２０質量％以下にする必要があることが確認できた。
【００４３】
本発明例６〜１１及び比較例３では、シュレッダーダストを篩い選別によって３．０ｍｍ以下の粒子の比率が９０質量％であるシュレッダーダストを用いて行った。篩い選別した粒子径３．０ｍｍ以下の粒子の比率が９０質量％であるシュレッダーダストを用いることで、シュレッダーダスト、転炉ダスト及び生石灰を使用して造粒する場合に、シュレッダーダストの配合率を６０質量％まで高めることができた。一方、比較例３に示すように、シュレッダーダストの配合率が７０質量％では造粒することができなかった。
【００４４】
一方、転炉ダストを使用せずに、シュレッダーダストと生石灰のみで造粒を行った本発明例１２では、シュレッダーダストの配合率が９０質量％でも問題なく造粒することができた。
【００４５】
また、本発明例１３、１４では、混合工程において炭材を混ぜて造粒を行い、問題なく造粒することができた。
【００４６】
［３］塊成化物の圧潰強度の経時変化に関する調査
上記の［１］、［２］において、転動工程で造粒物３を転動して整粒することで得られた塊成化物４は、結合剤による結合力、並びに、シュレッダーダスト及び製鉄ダストに含有される金属鉄の酸化反応による粒子間結合（酸化皮膜）によって塊成化物４の強度が上昇することから、塊成化物４の強度発現には時間が必要である。
【００４７】
塊成化物４を製造して実験した結果、塊成化後１２時間未満の塊成化物４は、含水率が高くて軟らかく圧潰強度を測定することはできなかったが、水の表面張力によって粒子間を架橋して結合しているために、移動させても粉化することはなかった。塊成化後１２時間以上静置した場合には、強度が発現したので、塊成化物４の圧潰強度の測定を行った。
【００４８】
塊成化物４の圧潰強度の測定は、次のようにして行った。まず、塊成化物４の中から、２０個の塊成化物４を代表サンプルとして選び、塊成化物４の径を測定した。次に、これらの塊成化物４をプレス機で圧下した時に破壊するまでの最大荷重を測定し、これを塊成化物４の断面積で割った値を求め、２０個の中の最大値と最小値を除く１８個の算術平均を求め、これを圧潰強度とした。
【００４９】
圧潰強度の測定結果（圧潰強度の経時変化）を図２〜４に示す。図２〜４に示すように、本発明例１〜１４で得られた圧潰強度は、全て、１２時間（０．５日）後には２．５ＭＰａ以上となり、貯蔵やベルトコンベアやトラックなどへの積み降ろしなどのハンドリングなどによっても粉化しない強度が得られた。また、７２時間（３日）後には圧潰強度は５．０ＭＰａ以上となり、ホッパー内での粉化が減少する強度が得られた。
【００５０】
得られた塊成化物４をアーク炉にて利用した。容量１２０トンのアーク炉に、鉄スクラップの他に１〜３トンの塊成化物４を投入して操業した。塊成化物１トン当たり６００〜９００ｋＷｈ程度の電力原単位の悪化があったが、問題なく溶鋼を製造することができた。電力原単位の悪化は塊成化物４に含まれる水分及び酸化鉄の還元によるものだと考えられる。
【００５１】
造粒する際の造粒機としては、上記の混合造粒機１以外に公知の造粒機を使用することができるが、より望ましくは、内部に撹拌翼を備えたような混合造粒機（例えば、アイリッヒミキサー（登録商標）、ペレガイアミキサー（登録商標））を用いることが好ましい。また、転動機２としては、転動造粒機（ドラムミキサー、パンペレタイザーなど）を用いることが好ましい。
【符号の説明】
【００５２】
１  混合造粒機
２  転動機
３  造粒物
４  塊成化物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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