(57)【要約】【課題】油分含有廃材に含まれる油分を確実に除去するとともに、製鉄プロセスで使用するにあたって、生産性を改善し得る、油分含有廃材の利材化方法を提供する。【解決手段】製鉄プロセスで発生する乾ベースで鉄分が５０質量％以上の油分含有廃材の利材化方法において、前記油分含有廃材を乾ベースで９０質量％以上含有する原料を、転動造粒して粒度３ｍｍ以上１３ｍｍ以下のペレットに成型し、加熱処理炉に投入して８７３Ｋ以上１１７３Ｋ以下の雰囲気で加熱処理することを特徴とする油分含有廃材の利材化方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
製鉄プロセスで発生する乾ベースで鉄分が５０質量％以上の油分含有廃材の利材化方法において、
前記油分含有廃材を乾ベースで９０質量％以上含有する原料を、転動造粒して粒度３ｍｍ以上１３ｍｍ以下のペレットに成型し、加熱処理炉に投入して８７３Ｋ以上１１７３Ｋ以下の雰囲気で加熱処理することを特徴とする油分含有廃材の利材化方法。
【請求項２】
前記油分含有廃材を乾ベースで９０質量％以上含有する原料が全量、油分含有廃材であることを特徴とする請求項１に記載の油分含有廃材の利材化方法。
【請求項３】
前記油分含有廃材を乾ベースで９０質量％以上含有する原料のうち、前記油分含有廃材を分級し、分級点以下のものを転動造粒して粒度３ｍｍ以上１３ｍｍ以下のペレットに成型したものと、分級点以上のものと、を合わせて、前記加熱処理炉に投入して加熱処理することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の油分含有廃材の利材化方法。
【請求項４】
前記油分含有廃材が、全量、３ｍｍ以下に解砕処理したものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の油分含有廃材の利材化方法。
【請求項５】
前記油分含有廃材を乾ベースで９０質量％以上含有する原料が、該油分含有廃材の鉄分含有率以上の鉄分を含む粉粒状鉄系材料を１０質量％以下含有させたもの、であることを特徴とする請求項１又は請求項４に記載の油分含有廃材の利材化方法。
【請求項６】
前記油分含有廃材を乾ベースで９０質量％以上含有する原料のうち、前記油分含有廃材を分級して得られた分級点以下のものに、該油分含有廃材の鉄分含有率以上の鉄分を含む粉粒状鉄系材料を１０質量％以下含有させ、これを転動造粒して粒度３ｍｍ以上１３ｍｍ以下のペレットに成型し、前記加熱処理炉に投入して加熱処理することを特徴とする請求項１又は請求項４に記載の油分含有廃材の利材化方法。
【請求項７】
前記油分含有廃材を乾ベースで９０質量％以上含有する原料が、固定炭素を７０質量％以上含む粉粒状炭素系材料を１０質量％以下含有させたもの、であることを特徴とする請求項１又は請求項４に記載の油分含有廃材の利材化方法。
【請求項８】
前記油分含有廃材を乾ベースで９０質量％以上含有する原料のうち、前記油分含有廃材を分級して得られた分級点以下のものに、固定炭素を７０質量％以上含む粉粒状炭素系材料を１０質量％以下含有させ、これを転動造粒して粒度３ｍｍ以上１３ｍｍ以下のペレットに成型し、前記加熱処理炉に投入して加熱処理することを特徴とする請求項１又は請求項４に記載の油分含有廃材の利材化方法。
【請求項９】
前記油分含有廃材が利材化されたものを、焼結原料とすることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の油分含有廃材の利材化方法。
【請求項１０】
内部の中心軸に攪拌回転アームが設置され、前記攪拌回転アームの先端付近より支燃性ガスを供給する円形型焼却炉に前記油分含有廃材を乾ベースで９０質量％以上含有する原料を投入し、前記攪拌回転アームを、前記中心軸を中心として回転させながら、前記攪拌回転アームの先端より支燃性ガスを供給して加熱処理することを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の油分含有廃材の利材化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油分含有廃材の利材化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、製鉄原料の枯渇化や、最終処分場の負荷軽減への対応策として、製鉄所各工程で発生する鉄系廃材（ダスト、スラッジ類）を、製鉄所内で鉄源利用することが進められている。例えば、製鋼での脱りん材や脱珪材としての使用が考えられる。また、焼結工程にて鉄源利用することも可能である。しかし、連続鋳造工場や分塊工場、熱間圧延工場等で発生する油分を含む油分含有廃材は、５０質量％以上の鉄分が含まれているにも関わらず、活用は困難である。
【０００３】
このような油分を含む油分含有廃材を、製鋼や焼結などの製鉄プロセスで使用するのであれば、油分を確実に事前除去することが必要である。油分含有廃材から、油分を確実に分離除去するための手段として加熱処理が考えられる。
例えば、鉄鋼業で発生する鉄及び亜鉛を含むダスト原料をロータリキルンで焼成して還元鉄を製造することが開示されている（非特許文献１）。ロータリキルンは、ダスト原料を供給する給鉱側から、還元鉄を排出する排鉱側に向けて若干下方に傾斜しているので、ロータリキルン内に装入されたダスト原料は、ロータリキルンの回転にともない、転動しながら緩やかに給鉱側から排鉱側へと移動する。そして、排鉱側にはコークス炉ガス等を熱源とするバーナが設置されており、排鉱側で発生させた高温ガスを、ダスト原料の移動方向とは逆向きとなる、排鉱側から給鉱側に向かって流すことで、ロータリキルン内を移動するダスト原料を加熱する。
【０００４】
このようなロータリキルンに油分含有廃材を投入すると、油分含有廃材に含まれる油分が６７３〜７７３Ｋ程度の低い温度でガス化して、排鉱側から流れてくる高温ガスとともに排出される。発生した廃材由来のガスには炭化水素類が含まれるが、そのまま冷却されるので、炭化水素類は完全燃焼されずにロータリキルンの系外に排出されてしまう。そのため、排ガスには煤が多く残留し、黒煙発生の原因となることが懸念される。また、ガスに含まれる炭化水素類は冷却過程で液状化し後段の設備に付着して、操業トラブルを引き起こす原因となる。このような炭化水素類の排出を抑制するためには、発生したガスを１０７３Ｋ以上で完全燃焼させることが必要である。
【０００５】
また、ロータリキルンは、回転するキルン本体部と、キルン本体の端部を覆う固定フードとの接点とからなる摺動部においては、構造上、僅かな隙間が形成されてしまう。この摺動部における隙間は、僅かではあるが、キルン円周方向全体に形成されているため、有害ガスが漏出する総面積は大きい。仮に隙間にシールを施すとしても、使用するシール材の量も多く、また、シール材の交換作業も容易でない。
このようにロータリキルンはガスシールが不十分であり、ロータリキルン内の圧力が増加した際に、油分含有廃材に含まれる油分のガス化により発生した炭化水素類が周辺に漏れることが懸念される。このようにロータリキルンによる油分含有廃材の処理は、環境の面からも適切な処理であるとはいえない。
また、加熱処理後の発塵を防止する等の観点から，油分含有廃材はペレット等に塊成化してから加熱処理することが好ましいが、ロータリキルンは、加熱処理中、原料を転動させるため、その時の衝撃により、強度が不十分なペレットを破壊することが懸念される。
【０００６】
一方、回転炉床炉を用い、高炉ダスト、転炉ダスト、ミルスケール等の廃棄酸化物から、鉄、亜鉛及び鉛を分離、回収する方法が提案されている（特許文献１）。製鋼からの廃棄酸化物の処理法として、金属酸化物の廃棄物と炭素質の材料との乾質混合物を造り、ブリケッテイングにより混合物を塊成化し、回転炉床炉内において約１１４８．９℃の有効炉床温度で約５〜１２分間成形体を焼成することが記載されている。
しかし、この処理法では、炉内を高温にするため、投入エネルギーを多くする必要がある。また、有効炉床温度を上記のような高温とした場合、成形体の一部が溶融して炉床と反応して付着する等のトラブルが懸念される。また、処理量が少ない小規模の炉の場合、１０００℃以上での高温での処理は、熱損失が大きくなるため、効率的とはいえない。当然、設備コストや操業コストも高くなるため、複数の製鉄所から廃材を収集して大量処理することで、操業を効率化する必要がある。油分含有廃材の収集は、船舶を使用した輸送により行われる。しかし、油分含有廃材は、船舶輸送する際に液状化して、船舶がバランスを崩す原因となることが懸念される。そのため、船舶での大量輸送は容易でない。
したがって、油分含有廃材は、発生した製鉄所内で製鋼や焼結などの鉄源として利材化することが望ましく、小規模でも効率的に加熱処理できる炉が好ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−３１０８３２号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】東風平玄俊、網永洋一、川口善澄、槍山昌倫、宮本清治：ＣＡＭＰ−ＩＳＩＪ（１９９７），１０，ｐｐ．３６−３９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、小規模な設備であっても、単に油分を除去するだけでは十分なメリットを得ることは難しい。このため、油分含有廃材の付加価値を高くする必要がある。
例えば、焼結生産性を改善する手段として、造粒後の焼結原料に乾燥粒子を添加することが記載されている（山口泰英、上城親司、川口尊三、松村勝：ＣＡＭＰ−ＩＳＩＪ，ｖｏｌ．２２（２００９），８３２）。乾燥粒子は、粒度１ｍｍ以上で、かつ粗粒である程、焼結機内の通気性を改善させる効果があることが記載されている。
また、５〜１５ｍｍの粗粒を、焼結原料に添加した試験を行い、その有効性が示されている（川口尊三、上城親司、松村勝：鉄と鋼、ｖｏｌ．９２（２００６），ｐ．７７９）。事前にペレット等に塊成化した油分含有廃材は、油分を除去するための加熱処理により乾燥粒子となる。そのため、造粒後の焼結原料に添加すれば、焼結生産性向上に寄与する。
【００１０】
本発明は、このような状況を鑑み、油分含有廃材に含まれる油分を確実に除去するとともに、製鉄プロセスで使用するにあたって、生産性を改善し得る、油分含有廃材の利材化方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、油分含有廃材に含まれる油分を確実に除去した上で、加熱処理炉内での飛散並びに運搬中の発塵を抑制すること、さらには製鉄所内で有効活用することについて、鋭意検討した結果、油分含有廃材を転動造粒して所定の粒度のペレットに成型してから、所定の温度域で加熱処理することで、利材化が可能であることを見出した。
【００１２】
本発明の要旨とするところは、以下のとおりである。
（１）製鉄プロセスで発生する乾ベースで鉄分が５０質量％以上の油分含有廃材の利材化方法において、前記油分含有廃材を乾ベースで９０質量％以上含有する原料を、転動造粒して粒度３ｍｍ以上１３ｍｍ以下のペレットに成型し、加熱処理炉に投入して８７３Ｋ以上１１７３Ｋ以下の雰囲気で加熱処理することを特徴とする油分含有廃材の利材化方法。
（２）前記油分含有廃材を乾ベースで９０質量％以上含有する原料が全量、油分含有廃材であることを特徴とする（１）に記載の油分含有廃材の利材化方法。
（３）前記油分含有廃材を乾ベースで９０質量％以上含有する原料のうち、前記油分含有廃材を分級し、分級点以下のものを転動造粒して粒度３ｍｍ以上１３ｍｍ以下のペレットに成型したものと、分級点以上のものと、を合わせて、前記加熱処理炉に投入して加熱処理することを特徴とする（１）又は（２）に記載の油分含有廃材の利材化方法。
（４）前記油分含有廃材が、全量、３ｍｍ以下に解砕処理したものであることを特徴とする（１）又は（２）に記載の油分含有廃材の利材化方法。
（５）前記油分含有廃材を乾ベースで９０質量％以上含有する原料が、該油分含有廃材の鉄分含有率以上の鉄分を含む粉粒状鉄系材料を１０質量％以下含有させたもの、であることを特徴とする（１）又は（４）に記載の油分含有廃材の利材化方法。
（６）前記油分含有廃材を乾ベースで９０質量％以上含有する原料のうち、前記油分含有廃材を分級して得られた分級点以下のものに、該油分含有廃材の鉄分含有率以上の鉄分を含む粉粒状鉄系材料を１０質量％以下含有させ、これを転動造粒して粒度３ｍｍ以上１３ｍｍ以下のペレットに成型し、前記加熱処理炉に投入して加熱処理することを特徴とする（１）又は（４）に記載の油分含有廃材の利材化方法。
（７）前記油分含有廃材を乾ベースで９０質量％以上含有する原料が、固定炭素を７０質量％以上含む粉粒状炭素系材料を１０質量％以下含有させたもの、であることを特徴とする（１）又は（４）に記載の油分含有廃材の利材化方法。
（８）前記油分含有廃材を乾ベースで９０質量％以上含有する原料のうち、前記油分含有廃材を分級して得られた分級点以下のものに、固定炭素を７０質量％以上含む粉粒状炭素系材料を１０質量％以下含有させ、これを転動造粒して粒度３ｍｍ以上１３ｍｍ以下のペレットに成型し、前記加熱処理炉に投入して加熱処理することを特徴とする（１）又は（４）に記載の油分含有廃材の利材化方法。
（９）前記油分含有廃材が利材化されたものを、焼結原料とすることを特徴とする（１）乃至（８）のいずれか一項に記載の油分含有廃材の利材化方法。
（１０）内部の中心軸に攪拌回転アームが設置され、前記攪拌回転アームの先端付近より支燃性ガスを供給する円形型焼却炉に前記油分含有廃材を乾ベースで９０質量％以上含有する原料を投入し、前記攪拌回転アームを、前記中心軸を中心として回転させながら、前記攪拌回転アームの先端より支燃性ガスを供給して加熱処理することを特徴とする（１）乃至（９）のいずれか一項に記載の油分含有廃材の利材化方法。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、油分含有廃材に含まれる油分を確実に除去するとともに、油分含有廃材から、製鉄プロセスで使用できる鉄源とすることができる。特にペレット化した後に加熱処理することで、焼結での生産性改善に有効な乾燥粒子を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第一実施形態における、油分含有廃材の利材化方法を示すフロー図。
【図２】加熱処理で使用する円形型焼却炉の概略図。
【図３】第二実施形態における、油分含有廃材の利材化方法を示すフロー図。
【図４】加熱処理温度と圧壊応力の関係を示すグラフ。
【図５】ダブルロール型ブリケット成型機の概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
＜第一実施形態＞
第一実施形態における、油分含有廃材の利材化方法を示すフロー図を図１に示す。
本実施形態の油分含有廃材の利材化方法では、油分含有廃材を乾ベースで９０質量％以上含有する原料１（以下、単に「原料」という場合がある。）を、造粒装置２で転動造粒して粒度３ｍｍ以上１３ｍｍ以下のペレット３に成型し、加熱処理炉４に投入して８７３Ｋ以上１１７３Ｋ以下の雰囲気で加熱処理することを特徴とする。
【００１６】
本実施形態の油分含有廃材とは、製鉄プロセスで発生する廃材であり、鉄分の総含有率が、乾ベースで５０質量％以上の廃材である。また、油分含有廃材に含まれる油分は０．５質量％以上４質量％以下であることが好ましい。
なお、利材化するための処理を問題なく行うために、油分含有廃材は、天日乾燥して、水分量が１５質量％以下、好ましくは１０質量％以下となるように事前準備しておくことが好ましい。
【００１７】
油分含有廃材を含有する原料は、その全量が油分含有廃材であってもよいし、油分含有廃材に、その他の成分を混合した原料としてもよい。原料にその他の成分を混合する場合、油分含有廃材を乾ベースで９０質量％以上含有するように配合する。その他の成分としては、後述する粉状物質が挙げられる。
【００１８】
本実施形態では、原料を、転動造粒して粒度３ｍｍ以上１３ｍｍ以下のペレットに成型する。油分含有廃材を含有する原料を造粒することで、発塵を抑制することができる。また、利材化した加熱処理後のペレットを製鉄所内で製鋼や焼結などの鉄源として利用する際に、製鉄炉での炉内飛散も抑制できる。また、加熱処理前に、転動造粒することで、加熱処理時における加熱処理炉内での発塵を抑制することができる。また、加熱処理後の加熱処理炉から乾燥した廃材を回収するときの発塵も抑制することができる。
造粒方法としては、転動造粒によりペレットに成型する。油分含有廃材は、微粒であって、水に濡れ易く、また付着力が大きい性状を有するので、転動造粒によってペレット化し易いためである。また、転動造粒は、設備が安価である。
造粒装置としては、パンペレタイザーなどを使用することが好ましい。
【００１９】
一方で、成型方法としては、例えば、特許第５１６０８４８号公報に記載されているようなブリケット化によるものも考えられる。しかし、油分含有廃材をブリケット化する場合、加圧ロールのポケット内に確実に供給することが難しく、安定的にブリケットを製造することは困難である。また、スクリューフィーダーで加圧ロールのポケット内に強制的に送り込むことも考えられるが、油分が含まれる原料は滑り易いため、原料をスクリューフィーダーで押し込んでも、押し込み力が加圧ロール間に伝わらず、スクリューフィーダーの半径方向外側に逃げてしまう。このため、油分含有廃材は加圧ロールに供給され難く、ブリケットを安定的に製造できない。
【００２０】
加圧ロールの回転速度を極端に低下させることで原料を加圧ロールのポケット内に確実に供給させることも可能であるが、この場合、ブリケットの製造能力は極端に低下する。また、粘着力の大きい油分含有廃材が加圧ロールのポケット内に充填された状態で張り付いてしまう問題もある。この問題を解決する手段として、事前に乾燥処理することが考えられるが、乾燥にかかるコストを考えると現実的でない。また、油分を含む物質の乾燥は火災等の危険も伴う。特許第５１６０８４８号公報では、ＣａＯ含有原料を適量添加することで、加圧ロールのポケット内への付着が防止できると記載されている。この場合、ブリケットの製造速度を維持する観点から、油分含有量は２質量％以下の範囲で調整することが望ましいとしている。即ち、利材化対象を油分濃度の低い油分含有廃材に限定する必要がある。
このような理由から、ブリケット化するよりも転動造粒によりペレット化する方が容易と考えられる。転動造粒する際は水を添加するが、その後、加熱処理すれば乾燥粒子となる。
【００２１】
成型するペレットのサイズとしては、３ｍｍ以上１３ｍｍ以下とする。ペレットの粒度が３ｍｍよりも小さい場合、ペレットの比表面積が大きくなるので、ペレット同士の摩耗による粉化が著しくなる。また、篩い下粉と分離する必要があるが、篩い目が３ｍｍよりも小さくなると、目詰まりを起こし易くなる。他方、ペレットの粒度が１３ｍｍを超える場合は、加熱処理時にペレット内部まで熱が十分に伝わらないため、十分な圧壊応力が得られない。また、運搬や搬送時の落下による衝撃が大きく壊れ易い。
【００２２】
次に、成型したペレットを、加熱処理炉に投入して所定の雰囲気温度で加熱処理する。この加熱処理により、ペレット中に含まれる油分が除去されるとともに、ペレットの強度も向上する。
【００２３】
油分含有廃材は、発生した製鉄所の中で利用すべきであり、そのためには、１つの製鉄所からの発生量に対応できる小規模な加熱処理炉を選択することが望ましい。このような観点から、加熱処理で使用する炉として、図２に示すような円形型焼却炉１０が有効である。この円形型焼却炉１０は、被焼却物に含まれる成分を焼却の熱源として使用することができるという特徴を有している。
図２に示す円形型焼却炉１０では、円形型の炉本体１１を備え、その炉頂１１ａには、ガス排気口１２が形成されるとともに、炉底１１ｂには撹拌装置１３が備えられている。
また、炉本体１１の側壁には、燃焼バーナ１４及び原料供給フィーダ１５が設置されている。炉本体１１の炉底１１ｂの中心部には、処理済み被焼却物の排出口１６が設置されている。
撹拌装置１３は、回転軸１７と、攪拌回転アーム１８と、撹拌手１９と、図示しないブロアとを備えている。回転軸１７は、炉底１１ｂの中心に立設され、図示しない駆動手段により中心軸を中心として回転可能に構成されている。また、回転軸１７の頂部には、２本又はそれ以上の攪拌回転アーム１８が放射状に接続されている。また、回転軸１７の底部には、ブロアが接続されている。また、攪拌回転アーム１８には、複数の撹拌手１９がそれぞれ間隔をあけて下向きに突設され、撹拌手１９の下端は炉底１１ｂ付近にまで達している。回転軸１７、攪拌回転アーム１８及び撹拌手１９は、いずれも中空体であって、互いに導通しており、撹拌手１９には多数の噴気孔１９ａが穿孔されている。上記構成により、ブロアから供給された空気は、回転軸１７及び攪拌回転アーム１８を通って、撹拌手１９の噴気孔１９ａから吹き出すようになっている。
【００２４】
上記構成の円形型焼却炉１０では、原料供給フィーダ１５から、炉本体１１の内部にペレット３を投入する。投入されたペレット３は炉底１１ｂに堆積される。
そして、撹拌装置１３を駆動させ、攪拌回転アーム１８を回転させるとともに、ブロアから支燃性ガス５として空気を供給する。これにより、炉本体１１の内部に投入されたペレット３を撹拌しつつ、撹拌手１９の噴気孔１９ａから、支燃性ガス５を供給するため、ペレット３と支燃性ガス５との接触がよく、油分含有廃材に含まれる油分を効率よく燃焼することができる。
この円形型焼却炉１０においては、燃焼バーナ１４から支燃性ガス５とともに補助燃料６を炉内に吹き込んで、燃焼を補うことにより、炉内温度を制御することができる。燃焼バーナ１４から吹き込む補助燃料６としては、ＬＮＧやコークス炉ガス、廃油などが挙げられる。また、補助燃料６は、ペレット３とともに原料供給フィーダ１５から投入し、撹拌手１９の噴気孔１９ａから吹き込まれる支燃性ガス５によって燃焼させることも可能である。
【００２５】
本実施形態では、炉内に投入されたペレット３の周辺における雰囲気温度を８７３Ｋ以上１１７３Ｋ以下に制御する。製鋼や焼結などの製鉄プロセスで使用するためには、含まれる油分濃度を０．５質量％未満とする必要があるが、この油分濃度を達成するためには７７３Ｋ以上の温度で加熱処理すればよい。また、加熱処理後の粉化を抑制する観点から、加熱処理したペレットの圧壊応力を１５Ｎ／ｃｍ２以上とする必要がある。この強度を得るために、加熱処理する際の雰囲気温度は８７３Ｋ以上とする。このように、ペレット３の周辺における雰囲気温度を８７３Ｋ以上とすることで、ペレット３中の油分含有廃材に含まれる油分が熱分解ガス化され、油分含有廃材から油分を確実に除去することができる。また、ペレット３内が焼結化し、加熱処理後のペレット強度が向上するため、製鉄プロセスへ搬送する際の粉化を抑制できる。
また、加熱処理後のペレットの強度は雰囲気温度を高くした方が大きくなるが、８７３Ｋよりも高い範囲としても著しい強度増加は見込めない。また、高温での加熱は、炉への投入エネルギーが過剰となるだけである。従って、加熱処理炉への熱負荷を軽減することも考慮して、雰囲気温度の上限は１１７３Ｋ、好ましくは１０７３Ｋとする。
【００２６】
加熱処理における加熱保持時間は、２０分以上４０分以下とすることが好ましい。２０分よりも短い時間では十分に油分が除去されないことや、加熱処理後のペレットの強度増加が不十分となることが考えられる。他方、４０分を超える長い時間での処理は効率的ではない。
【００２７】
油分のガス化により発生した炭化水素を含む熱分解ガスは、炉内を上昇する間に、支燃性ガス５と接触することで燃焼される。ここで、炉頂１１ａに設けられたガス排気口１２近傍の雰囲気温度を１０７３Ｋ以上１３７３Ｋ以下とすることが好ましい。ガス排気口１２近傍の雰囲気温度を１０７３Ｋ以上とすることで、油分のガス化により発生した炭化水素を含む熱分解ガスは完全燃焼され、ダイオキシン類やタールを含まない無害なガスとして排出される。
ガス無害化の観点からは、ガス排気口１２から排気されるガスの温度を高くすることが有効であるが、この温度が高くなりすぎると、排ガスダクトに内張りされた耐火物への負荷が大きくなり、耐火物寿命が低下する。そのため、上限温度は１３７３Ｋとすることが好ましい。
【００２８】
このように、図２に示す円形型焼却炉１０は、回転炉床炉と比較して低い温度での操業に適用可能な炉である。そのため、炉体からの熱損失が小さく、投入燃料も少なくて済む。また、炉体及びその周辺設備を冷却するためのコストも小さい。そのため、回転炉床炉のように設備を大型化しなくとも、効率的で経済的な操業を行うことができる。即ち、ダスト類を複数の製鉄所から収集しなくとも、効率的で経済的な操業を行うことができる。また、処理温度が低いため、付着物の発生が少なく、運転やメンテナンスも容易である。攪拌回転アーム１８により、投入したペレット３を攪拌するため、油分含有廃材を均一に加熱することが可能である。また、ロータリキルンのように炉内では転動しないので落下衝撃によるペレットの損壊もない。充填層型の炉のように上部からの圧縮荷重によるペレット損壊もない。
【００２９】
このような円形型焼却炉１０を採用する場合においては、燃料コスト低減の観点から、油分含有廃材に含まれる油分濃度を、２質量％以上とすることが好ましい。油分は円盤型焼却炉の燃料にもなる。
また、補助燃料６として、廃油や紙屑、廃木材等の廃棄物を使用することも可能であるため、これら廃棄物を補助燃料６とすることで、加熱処理する際の燃料コストを低く抑えることができる。
【００３０】
本実施形態で利材化した加熱処理後のペレットは、製鉄所内で鉄源利用することができる。例えば、製鋼での脱りん材や脱珪材としての使用が考えられる。また、焼結工程で焼結原料としての使用も可能である。油分を除去するために加熱処理したペレットは、乾燥粒子となるため、これを焼結原料に添加することで、焼結生産性の改善が期待される。
【００３１】
＜第二実施形態＞
第二実施形態の利材化方法では、原料のうち、油分含有廃材を分級し、分級点以下のものを転動造粒して粒度３ｍｍ以上１３ｍｍ以下のペレットに成型したものと、分級点以上のものと、を合わせて、加熱処理炉に投入して加熱処理することを特徴とする。
【００３２】
第二実施形態における、油分含有廃材の利材化方法を示すフロー図を図３に示す。
先ず、油分含有廃材１００を、篩い分級装置１０１に通過させることで分級する。篩い上の塊状物１００ａは、直接、加熱処理炉１０２に投入する。また、篩い下の粉粒状物１００ｂは、造粒装置１０３に送られ、ペレット１０４に成型される。そしてこのペレット１０４は加熱処理炉１０２に投入される。ペレット１０４のサイズは、３〜１３ｍｍの大きさとすることが好ましい。
また、造粒したペレット１０４を直接加熱処理炉１０２に投入せずに、ペレット１０４を篩い分級装置１０１に通過させることで分級し、その篩い上のペレット１０４ａのみを、塊状物１００ａとともに加熱処理炉１０２に投入してもよい。これにより、加熱処理炉１０２に投入される塊状物１００ａとのばらつきを抑制できる。なお、篩い下のペレット１０４ｂは、粉粒状物１００ｂとともに、再度、造粒装置１０３に供給され、造粒材料として供される。
【００３３】
＜第三実施形態＞
第三実施形態では、油分含有廃材は、その全量を、３ｍｍ以下に解砕処理することを特徴とする。油分含有廃材のサイズ及び形状は不揃いである。そのため、加熱処理での油分除去が均一に行われず効率的でない。また、利材化されたペレットを製鉄プロセスで使用する際にも、その効果にばらつきが生じてしまう。このような観点から、油分含有廃材の全量を所定のサイズ以下に解砕処理した後、ペレット化することによって、形状やサイズを、ある程度、均一化する。これにより、加熱処理での油分除去が均一に行われる。
【００３４】
＜第四実施形態＞
第四実施形態では、油分含有廃材を乾ベースで９０質量％以上含有する原料が、該油分含有廃材の鉄分含有率以上の鉄分を含む粉粒状鉄系材料、若しくは固定炭素を７０質量％以上含む粉粒状炭素系材料を１０質量％以下含有させたものであることを特徴とする。
粉状物質の中には、鉄分や固定炭素が高い濃度で含まれるにも関わらず、造粒が困難なため、製鉄プロセスに有効利用できない物質もある。これら粉状物質も、製鉄プロセスで使用する際、製鉄炉への運搬や搬送過程において発塵することが懸念される。また、粉状物質を炉に投入しても、その大部分が炉外へと飛散してしまい、ダストとして排出されるおそれがある。このように、製鉄プロセスにおいて利用可能な成分が含まれているにも関わらず、粉状であるために有効利用されていない物質を、油分含有廃材をバインダーとして造粒することにより、有効利用できる。
【００３５】
ここで、含有させる粉粒状鉄系材料としては、油分含有廃材の鉄分含有率以上の鉄分を含む材料を使用することが好ましい。
油分含有廃材の鉄分含有率以上の鉄分を含む粉粒状鉄系材料の一例として、表面処理工場で鋼板を酸洗いする工程で発生する酸化鉄粉がある。鋼板を酸洗いする際に、発生する酸洗廃液の中には、鉄分がＦｅＣｌ２として含まれている。ＦｅＣｌ２は酸化焙焼によりＦｅ２Ｏ３粉となる。含まれる鉄の品位は約６９質量％と高品位であり、フェライト磁石用の原料として使用されているが、製鉄プロセスにおいても使用可能である。しかし、この酸化鉄粉は、粒度が細かい上に造粒が困難で、そのままでは、製鉄プロセスでの使用が難しい。
上記酸化鉄粉のように、鉄の品位が油分含有廃材よりも高品位の粉粒状鉄系材料を油分含有廃材に混合することで、加熱処理後のペレットの鉄品位を向上させることができる。なお、粉粒状鉄系材料の添加率を１０質量％以下としたのは、加熱処理後のペレットの強度を維持する観点からである。
【００３６】
また、粉粒状炭素系材料としては、固定炭素を７０質量％以上含む材料を使用することが好ましい。上記粉粒状炭素系材料は、固定炭素を高い濃度で含むため、油分含有廃材に添加することで、付加価値向上に繋がる。なお、固定炭素を７０質量％以上含む材料としたのは、固定炭素濃度が低い材料は、不純物が多く含まれ、添加することによる付加価値向上効果に乏しいためである。
粉粒状炭素系材料としては、例えば、集塵ダストが挙げられる。集塵ダストは、石炭の乾留によって製造されたコークスを冷却する際に、集塵されることで得られ、固定炭素が７０質量％以上含まれている。
集塵ダストは、成分的には還元材や燃料としての利用が可能であるが、製鉄プロセスで使用するためには造粒が必要となる。しかし、このような集塵ダストの造粒は極めて困難であり、造粒するためにはバインダーを使用しなければならない。一般的に使用されるバインダーとしてはセメントが挙げられるが、セメントは造粒コストを高くする原因となるばかりでなく、ＳｉＯ２やＡｌ２Ｏ３等、製鉄プロセスにとって有害成分を投入することになるため好ましくない。このような集塵ダストも、油分含有廃材をバインダーとして造粒することにより利用可能となる。
なお、粉粒状炭素系材料の添加率を１０質量％以下としたのは、加熱処理後のペレットの強度を維持する観点からである。固定炭素濃度が高くなると、加熱処理後のペレットの圧壊応力が低下する。
【００３７】
＜第五実施形態＞
第五実施形態では、油分含有廃材を分級したうえで、分級点以下の廃材に粉粒状鉄系材料、若しくは粉粒状炭素系材料を添加することを特徴とする。この場合、油分含有廃材を分級して得られた分級点以下のものに、粉粒状鉄系材料、若しくは粉粒状炭素系材料を１０質量％以下含有させることが好ましい。
【実施例】
【００３８】
次に、実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに詳しく説明する。なお、本発明はこれらの実施例の記載内容に何ら制限されるものではない。
【００３９】
＜実施例１＞
（ペレット加熱試験）
油分含有廃材からペレットを作製し、その加熱処理試験を行った。油分含有廃材としては、以下の表１に示す２種類の廃材を使用した。
【００４０】
【表１】
2015196896.tif 000003
【００４１】
なお、これらの油分含有廃材には、通常、２０％程度の水分が含まれているが、この試験で使用した油分含有廃材は、事前に天日乾燥して水分量を低減させている。試験時の水分量は、油分含有廃材Ａが１２．５質量％、油分含有廃材Ｂが１１．３質量％である。
【００４２】
次に、油分含有廃材を３ｍｍ以下に解砕した後、ペレットを作製した。造粒装置にはパンペレタイザーを用いた。
作製したペレットは、大気中で２４時間以上の自然乾燥を行った後、大気雰囲気下、所定の温度に加熱した電気炉に入れて加熱処理を施した。電気炉で所定の時間保持した後、ペレットを電気炉から取り出し、大気中で自然冷却した。そして、自然冷却した加熱処理後のペレットの圧壊強度を測定した。圧壊応力は、ペレットの形状を球形と仮定して、この径からペレットが圧壊荷重を受ける面積を計算し、単位面積当りの圧壊強度を圧壊応力に換算することで求めた。
また、加熱処理後のペレット中の油分をＪＩＳ  Ｋ０１０２（工場排水試験方法）に準拠して測定した。
【００４３】
＜比較例1-1＞
油分含有廃材Ａ（油分３．６質量％）を用いて作製したペレットを、大気雰囲気下、６７３Ｋの温度で３０分間保持する加熱処理を施した。得られた結果を以下の表２に示す。ペレット径は９．９ｍｍであった。
加熱処理後のペレット中の油分は０．６質量％であり、製鉄プロセスで使用する際の基準値（０．５質量％）よりも高い値となった。従って、製鉄プロセスでの使用は困難である。また、加熱処理後のペレット圧壊応力は９Ｎ／ｃｍ２と、製鉄プロセスに運搬する際の粉化抑制に必要な圧壊応力１５Ｎ／ｃｍ２よりも低い値であった。この結果から、ペレットが著しく粉化して発塵することが懸念される。
【００４４】
＜比較例1-2＞
油分含有廃材Ａ（油分３．６質量％）を用いて作製したペレットを、大気雰囲気下、７７３Ｋの温度で３０分間保持する加熱処理を施した。得られた結果を以下の表２に示す。ペレット径は１０．０ｍｍであった。
加熱処理後のペレット中の油分は０．０５質量％未満であり、製鉄プロセスで使用する際の基準値（０．５質量％）よりも低い値であった。従って、製鉄プロセスでの使用は可能である。しかし、加熱処理後のペレット圧壊応力は１２Ｎ／ｃｍ２であり、製鉄プロセスに運搬する際の粉化抑制に必要な圧壊応力１５Ｎ／ｃｍ２よりも低い値であった。この結果から、ペレットが著しく粉化して発塵することが懸念される。
【００４５】
＜実施例1-1＞
油分含有廃材Ａ（油分３．６質量％）を用いて作製したペレットを、大気雰囲気下、８７３Ｋの温度で３０分間保持する加熱処理を施した。得られた結果を以下の表２に示す。ペレット径は９．４ｍｍであった。
加熱処理後のペレット中の油分は０．０５質量％未満であり、製鉄プロセスで使用する際の基準値（０．５質量％）よりも低い値であった。従って、製鉄プロセスでの使用は可能である。また、加熱処理後のペレット圧壊応力は２３Ｎ／ｃｍ２であり、製鉄プロセスに運搬する際、粉化抑制に必要な圧壊応力１５Ｎ／ｃｍ２よりも高い値であった。そのため、製鉄プロセスへの運搬や搬送途中におけるペレットの著しい粉化を抑制することができる。
【００４６】
＜実施例1-2＞
油分含有廃材Ａ（油分３．６質量％）を用いて作製したペレットを、大気雰囲気下、９７３Ｋの温度で３０分間保持する加熱処理を施した。得られた結果を以下の表２に示す。ペレット径は９．７ｍｍであった。
加熱処理後のペレット中の油分は０．０５質量％未満であり、製鉄プロセスで使用する際の基準値（０．５質量％）よりも低い値であった。従って、製鉄プロセスでの使用は可能である。また、加熱処理後のペレット圧壊応力は２２Ｎ／ｃｍ２であり、製鉄プロセスに運搬する際、粉化抑制に必要な圧壊応力１５Ｎ／ｃｍ２よりも高い値であった。そのため、製鉄プロセスへの運搬や搬送途中におけるペレットの著しい粉化を抑制することができる。
【００４７】
＜実施例1-3＞
油分含有廃材Ａ（油分３．６質量％）を用いて作製したペレットを、大気雰囲気下、１１７３Ｋの温度で３０分間保持する加熱処理を施した。得られた結果を以下の表２に示す。ペレット径は９．６ｍｍであった。
加熱処理後のペレット中の油分は０．０５質量％未満であり、製鉄プロセスで使用する際の基準値（０．５質量％）よりも低い値であった。従って、製鉄プロセスでの使用は可能である。また、加熱処理後のペレット圧壊応力は２３Ｎ／ｃｍ２であり、製鉄プロセスに運搬する際、粉化抑制に必要な圧壊応力１５Ｎ／ｃｍ２よりも高い値であった。そのため、製鉄プロセスへの運搬や搬送途中におけるペレットの著しい粉化を抑制することができる。
【００４８】
＜実施例1-4＞
油分含有廃材Ａ（油分３．６質量％）を用いて作製したペレットを、大気雰囲気下、９７３Ｋの温度で２０分間保持する加熱処理を施した。得られた結果を以下の表２に示す。ペレット径は１１．１ｍｍであった。
加熱処理後のペレット中の油分は０．０５質量％未満であり、製鉄プロセスで使用する際の基準値（０．５質量％）よりも低い値であった。従って、製鉄プロセスでの使用は可能である。また、加熱処理後のペレット圧壊応力は１５Ｎ／ｃｍ２であり、製鉄プロセスに運搬する際、粉化抑制に必要な圧壊応力１５Ｎ／ｃｍ２と同じ値であった。そのため、製鉄プロセスへの運搬や搬送途中におけるペレットの著しい粉化を抑制することができる。
【００４９】
＜実施例1-5＞
油分含有廃材Ｂ（油分０．６質量％）を用いて作製したペレットを、大気雰囲気下、９７３Ｋの温度で３０分間保持する加熱処理を施した。得られた結果を以下の表２に示す。ペレット径は９．７ｍｍであった。
加熱処理後のペレット中の油分は０．０５質量％未満であり、製鉄プロセスで使用する際の基準値（０．５質量％）よりも低い値であった。従って、製鉄プロセスでの使用は可能である。また、加熱処理後のペレット圧壊応力は１９Ｎ／ｃｍ２であり、製鉄プロセスに運搬する際、粉化抑制に必要な圧壊応力１５Ｎ／ｃｍ２よりも高い値であった。そのため、製鉄プロセスへの運搬や搬送途中におけるペレットの著しい粉化を抑制することができる。
【００５０】
＜比較例1-3＞
油分含有廃材Ａ（油分３．６質量％）を用いて作製したペレットを、大気雰囲気下、９７３Ｋの温度で３０分間保持する加熱処理を施した。得られた結果を以下の表２に示す。ペレット径は１５．１ｍｍであった。
加熱処理後のペレット中の油分は０．０５質量％未満であり、製鉄プロセスで使用する際の基準値（０．５質量％）よりも低い値であった。従って、製鉄プロセスでの使用は可能である。しかし、加熱処理後のペレット圧壊応力は１２Ｎ／ｃｍ２であり、製鉄プロセスに運搬する際の粉化抑制に必要な圧壊応力１５Ｎ／ｃｍ２よりも低い値であった。この結果から、ペレットが著しく粉化して発塵することが懸念される。
【００５１】
【表２】
2015196896.tif 000004
【００５２】
＜加熱処理温度＞
実施例1-1〜実施例1-3及び比較例1-1〜比較例1-2における、加熱処理温度と圧壊応力の関係を図４に示す。
図４から明らかなように、８７３Ｋ以上の温度で加熱処理することにより、圧壊応力は著しく増加し、ペレット粉化抑制の観点から必要な１５Ｎ／ｃｍ２よりも高くなった。しかし、より高い温度で加熱処理しても、ペレットの強度が増加する傾向は確認できなかった。
一方で、実施例1-3では、実施例1-1や実施例1-2と比較しても、圧壊応力が増加することは確認できなかった。このため、炉を昇温して１１７３Ｋのような高い温度で加熱処理することは、投入燃料を無駄に使用するだけである。また、炉の炉材寿命を維持する観点からも加熱温度を必要以上に高くすることは好ましくない。
また、表２に示すように、加熱処理後のペレット中の油分濃度は、７７３Ｋ以上の温度で加熱処理することにより、製鉄プロセスで使用する際の基準値（０．５質量％）よりも低くなったことから、基準値よりも低くすることができるのであれば、あまり高い温度で加熱処理する必要がないことが判る。
以上のことから、油分含有廃材を用いて作製したペレットを加熱処理する際の温度は、８７３Ｋ以上１１７３Ｋ以下、好ましくは８７３Ｋ以上１０７３Ｋ以下の範囲が最適であると推察される。
【００５３】
＜加熱処理時間＞
実施例1-2と実施例1-4とは、９７３Ｋの温度で加熱処理した例である。違いは加熱保持時間であり、実施例1-2は３０分間保持、実施例1-4は２０分間保持である。
実施例1-2では圧壊応力が２２Ｎ／ｃｍ２であったが、加熱保持時間が短い実施例1-4では圧壊応力が１５Ｎ／ｃｍ２まで低下している。この結果から、加熱保持時間を短くすると、圧壊応力が低下する傾向が見出せる。以上のことから、加熱処理での加熱保持時間は少なくとも２０分間以上とすることが好ましい。但し、加熱保持時間を長くすることは処理速度の低下に繋がる。そのため、加熱処理での加熱保持時間の上限は４０分間とすることが好ましい。
【００５４】
＜ペレット径＞
実施例1-2と比較例1-3とは、９７３Ｋの温度で加熱処理した例である。違いはペレット径であり、実施例1-2は９．７ｍｍ、比較例1-3は１５．１ｍｍである。
ペレット径が９．７ｍｍの実施例1-2では圧壊応力が２２Ｎ／ｃｍ２であったが、ペレット径が１５．１ｍｍの比較例1-3では圧壊応力が１２Ｎ／ｃｍ２まで低下している。この結果から、ペレット径が大きすぎると、圧壊応力が低下する傾向が見出せる。以上のことから、圧壊応力を１５Ｎ／ｃｍ２以上に維持するためには、ペレット径を少なくとも１３ｍｍ以下にする必要があると推察される。
【００５５】
＜参考例１＞
油分含有廃材の塊成化処理として、ダブルロール型ブリケット成型機を用いたブリケット化を検討した。
図５に示すように、ダブルロール型ブリケット成型機２００は、２つの円筒型の成型ロール２０１，２０１が水平方向で互いに隣接して配設された構造を有する。双方の成型ロール２０１，２０１の外周表面には、ポケット２０２と称する穴が複数個設けられている。それぞれのポケット２０２は、双方の成型ロール２０１，２０１間において、周面上で同期するように配置されている。成型ロール２０１，２０１のうち、同図中の左側に位置する成型ロール２０１は、軸を中心として時計方向に回転し、右側に位置する成型ロール２０１は、軸を中心として反時計方向に回転する。双方の成型ロール２０１，２０１が互いに隣接する部位の上方には、原料供給ホッパ２０３が設置されている。原料供給ホッパ２０３内部には、スクリューフィーダー２０４が設置され、このスクリューフィーダー２０４により、原料供給ホッパ２０３内に投入されたブリケット原料２０５が均一に成型ロール２０１，２０１間に投入される。
【００５６】
上記構成のダブルロール型ブリケット成型機２００では、通常、原料供給ホッパ２０３から成型ロール２０１，２０１間に投入されたブリケット原料２０５は、ポケット２０２内に入り込み、ポケット２０２表面との摩擦力によって強いせん断力を受けながら圧縮される。ポケット２０２の内部では、原料粒子が互いに滑り、位置を変えて空隙を埋め、絡み合うことでブリケット２０６が製造される。なお、成型ロール２０１，２０１からは、ブリケット２０６だけでなく、粉粒状排出物２０６ａも併せて排出される。
【００５７】
参考例１では、上記構成のダブルロール型ブリケット成型機２００を用い、原料として油分含有廃材Ａ（油分３．６質量％）を使用してブリケットの製造を試みた。
しかしながら、原料供給ホッパ２０３からは、油分含有廃材Ａを安定的に成型ロール２０１，２０１間に投入することができなかった。また、装置稼働中は、油分含有廃材Ａがポケット２０２の表面に付着するなどのトラブルも頻発し、安定的にブリケット２０６を製造できなかった。
以上のことから、原料として油分含有廃材を使用する場合には、ブリケット化が困難であることが判った。
【００５８】
＜実施例２＞
（粉状物質の添加）
油分含有廃材Ａ（油分３．６質量％）に、鉄系の粉状物質又は炭材を含む粉状物質を添加したものからペレットを作製し、その加熱処理試験を行った。
鉄系の粉状物質としては酸化鉄粉、炭材を含む粉状原料としては集塵ダスト粉を使用した。酸化鉄粉、集塵ダスト粉の性状を以下の表３に示す。
【００５９】
【表３】
2015196896.tif 000005
【００６０】
酸化鉄粉は、鋼板を酸洗いする際に発生する酸洗廃液に含まれるＦｅＣｌ２を、酸化焙焼することによって得られたものである。表３に示すように、酸化鉄粉のトータル鉄（Ｔ．Ｆｅ）含有率は６９質量％であり、油分含有廃材Ａのトータル鉄（Ｔ．Ｆｅ）含有率６１．５質量％よりも高い値である。
また、集塵ダスト粉は、石炭を乾留することにより製造されるコークスを冷却する際に発生したものである。表３に示すように、集塵ダスト粉は、固定炭素を８４．９質量％含んでいる。
【００６１】
次に、３ｍｍ以下に解砕した油分含有廃材Ａ（油分３．６質量％）に、酸化鉄粉又は集塵ダスト粉を所定の割合で添加したものを用いてペレットを作製した。造粒装置にはパンペレタイザーを用いた。
作製したペレットは、大気中で２４時間以上の自然乾燥を行った後、大気雰囲気下、９７３Ｋの温度に加熱した電気炉に入れて加熱処理を施した。電気炉で３０分間保持した後、ペレットを電気炉から取出し、大気中で自然冷却した。そして、自然冷却した加熱処理後のペレットの圧壊強度を測定した。圧壊応力は、ペレットの形状を球形と仮定して、この径からペレットが圧壊荷重を受ける面積を計算し、単位面積当りの圧壊強度を圧壊応力に換算することで求めた。
また、加熱処理後のペレット中の油分をＪＩＳ  Ｋ０１０２（工場排水試験方法）に準拠して測定した。
【００６２】
＜実施例2-1＞
油分含有廃材Ａに酸化鉄粉が乾ベースで１０質量％となるように添加したものを用いてペレットを作製し、これに加熱処理を施した。得られた結果を以下の表４に示す。ペレット径は９．８ｍｍであった。
加熱処理後のペレット中の油分は０．０５質量％未満であり、製鉄プロセスで使用する際の基準値（０．５質量％）よりも低い値であった。従って、製鉄プロセスでの使用は可能である。また、加熱処理後のペレット圧壊応力は１６Ｎ／ｃｍ２であり、製鉄プロセスに運搬する際、粉化抑制に必要な圧壊応力１５Ｎ／ｃｍ２よりも高い値であった。そのため、製鉄プロセスへの運搬や搬送途中におけるペレットの著しい粉化を抑制することができる。
【００６３】
＜比較例2-1＞
油分含有廃材Ａに酸化鉄粉が乾ベースで２０質量％となるように添加したものを用いてペレットを作製し、これに加熱処理を施した。得られた結果を以下の表４に示す。ペレット径は９．５ｍｍであった。
加熱処理後のペレット中の油分は０．０５質量％未満であり、製鉄プロセスで使用する際の基準値（０．５質量％）よりも低い値であった。従って、製鉄プロセスでの使用は可能である。また、加熱処理後のペレット圧壊応力は９Ｎ／ｃｍ２と、製鉄プロセスに運搬する際の粉化抑制に必要な圧壊応力１５Ｎ／ｃｍ２よりも低い値であった。この結果から、ペレットが著しく粉化して発塵することが懸念される。
【００６４】
＜実施例2-2＞
油分含有廃材Ａに集塵ダスト粉が乾ベースで１０質量％となるように添加したものを用いてペレットを作製し、これに加熱処理を施した。得られた結果を以下の表４に示す。ペレット径は１０．９ｍｍであった。
加熱処理後のペレット中の油分は０．０５質量％未満であり、製鉄プロセスで使用する際の基準値（０．５質量％）よりも低い値であった。従って、製鉄プロセスでの使用は可能である。また、加熱処理後のペレット圧壊応力は１５Ｎ／ｃｍ２であり、製鉄プロセスに運搬する際、粉化抑制に必要な圧壊応力１５Ｎ／ｃｍ２と同じ値であった。そのため、製鉄プロセスへの運搬や搬送途中におけるペレットの著しい粉化を抑制することができる。
【００６５】
＜比較例2-2＞
油分含有廃材Ａに集塵ダスト粉が乾ベースで２０質量％となるように添加したものを用いてペレットを作製し、これに加熱処理を施した。得られた結果を以下の表４に示す。ペレット径は９．８ｍｍであった。
加熱処理後のペレット中の油分は０．０５質量％未満であり、製鉄プロセスで使用する際の基準値（０．５質量％）よりも低い値であった。従って、製鉄プロセスでの使用は可能である。また、加熱処理後のペレット圧壊応力は９Ｎ／ｃｍ２と、製鉄プロセスに運搬する際の粉化抑制に必要な圧壊応力１５Ｎ／ｃｍ２よりも低い値であった。この結果から、ペレットが著しく粉化して発塵することが懸念される。
【００６６】
【表４】
2015196896.tif 000006
【００６７】
＜実施例３＞
（塊状品とペレットの混合加熱）
油分含有廃材Ａを分級し、篩い下品からペレットを作製し、篩い上品の塊状物とペレットとを混合した混合物の加熱処理試験を行った。
【００６８】
１３ｍｍ篩いで分級して得られた１３ｍｍ篩い下品の油分含有廃材Ａ（油分３．６質量％）を更に、３ｍｍ篩いで分級し、得られた３ｍｍ篩い下品からペレットを作製した。造粒装置にはパンペレタイザーを用いた。
作製したペレットは、大気中で２４時間以上の自然乾燥を行った。得られたペレットのサイズは９〜１２ｍｍ、平均径は１０．８ｍｍであった。
なお、油分含有廃材Ａに含まれる３ｍｍ篩い下品と、３ｍｍ篩い上品である３〜１３ｍｍの塊状品の比率は、質量比で４７／５３であった。このため、ペレットを４．７ｇ、塊状品を５．３ｇの割合で混合した。
そして、塊状品とペレットとの混合物を、大気雰囲気下、９７３Ｋの温度に加熱した電気炉に入れて加熱処理を施した。電気炉で３０分間保持した後、ペレットを電気炉から取り出し、大気中で自然冷却した。そして、自然冷却した加熱処理後の混合物のペレット及び塊状品の圧壊強度を測定した。得られた結果を以下の表５に示す。
なお、塊状品については、粒度（３〜６．７ｍｍ、６．７〜１３ｍｍ）ごとに圧壊強度を測定した。塊状品の圧壊応力は、圧壊強度測定装置にセットした塊状品の高さを塊状品の直径と仮定して圧壊荷重を受ける面積を計算し、更に圧壊強度をこの面積で割ることによって求めた。
また、加熱処理後の混合物中のペレット中及び塊状品中の油分をＪＩＳ  Ｋ０１０２（工場排水試験方法）に準拠して測定した。
【００６９】
加熱処理後の混合物中のペレット中及び塊状品中の油分はともに０．０５質量％未満であり、製鉄プロセスで使用する際の基準値（０．５質量％）よりも低い値であった。従って、製鉄プロセスでの使用は可能である。また、加熱処理後のペレット圧壊応力は１８Ｎ／ｃｍ２、粒度が３〜６．７ｍｍの塊状品の平均圧壊応力は２９Ｎ／ｃｍ２、粒度が６．７〜１３ｍｍの塊状品の平均圧壊応力は４８Ｎ／ｃｍ２であり、製鉄プロセスに運搬する際、粉化抑制に必要な圧壊応力１５Ｎ／ｃｍ２よりも高い値であった。そのため、製鉄プロセスへの運搬や搬送途中におけるペレットの著しい粉化を抑制することができる。
【００７０】
【表５】
2015196896.tif 000007
【００７１】
＜参考例２＞
（円形型焼却炉での試験）
図２に示す円形型焼却炉を用いて塊状の油分含有廃材Ａの加熱試験を行った。
油分含有廃材には、粒度が３〜１３ｍｍの油分含有廃材Ａ（油分３．６質量％）の塊状品を使用した。
図２に示す円形型焼却炉１０には、炉内に投入された油分含有廃材Ａの周辺における雰囲気温度を測定するための第一温度センサ２０と、ガス排気口１２近傍の雰囲気温度を測定するための第二温度センサ２１をそれぞれ設置した。
次に、円形型焼却炉１０の原料供給フィーダ１５から、炉本体１１の内部に油分含有廃材Ａを投入した。油分含有廃材Ａの投入速度は１時間当たり２４０ｋｇとした。
そして、撹拌装置１３を駆動させ、攪拌回転アーム１８を回転させるとともに、ブロアから支燃性ガス５として常温の空気を供給した。これにより、炉内に投入された油分含有廃材Ａは、攪拌回転アーム１８を回転させることにより攪拌され、均一に加熱されながら、中心部に移動し、炉底１１ｂの中心部に設置された排出口１６より排出された。油分含有廃材Ａが炉内に保持された時間を約３０分とした。
【００７２】
なお、油分含有廃材Ａの周辺における雰囲気温度は、投入された油分含有廃材Ａの周辺温度が８７３Ｋ以上９７３Ｋ以下となるように制御した。この部分の温度は、噴気孔１９ａから吹き込まれる支燃性ガス５の供給量及び燃焼バーナ１４から吹き込まれる補助燃料６や支燃性ガス５の供給量を調整することにより制御した。炉内に投入された油分含有廃材Ａの周辺における雰囲気温度の測定は第一温度センサ２０により行った。補助燃料６としてはコークス炉ガスを使用した。
また、ガス排気口１２から排出されるガスの温度は、１１２３Ｋ以上１１７３Ｋ以下に制御することにより、ダイオキシン類やタールが排出しないようにした。ガス排気口１２近傍の雰囲気温度は、第二温度センサ２１により測定した。
【００７３】
排出口１６より排出された加熱処理後の油分含有廃材Ａの塊状品については、粒度（３〜６．７ｍｍ、６．７〜１０ｍｍ、１０〜１３ｍｍ）ごとに圧壊強度を測定した。塊状品の圧壊応力は、圧壊強度測定装置にセットした塊状品の高さを塊状品の直径と仮定して圧壊荷重を受ける面積を計算し、更に圧壊強度をこの面積で割ることによって求めた。
また、加熱処理後の油分含有廃材Ａ中の油分をＪＩＳ  Ｋ０１０２（工場排水試験方法）に準拠して測定した。
得られた結果を以下の表６に示す。
【００７４】
排出された加熱処理後の油分含有廃材Ａに含まれる油分は、０.０５質量％未満であり、製鉄プロセスで使用する際の基準値（０．５質量％）よりも低い値であった。ペレット成型した油分含有廃材Ａを図２に示す円形型焼却炉１０を使用して同様の条件で加熱処理した場合でも、ほぼ同様の結果が得られると推察されるため、製鉄プロセスでの使用は可能である。
また、加熱処理後の粒度が３〜６．７ｍｍの塊状品の平均圧壊応力は２０Ｎ／ｃｍ２、６．７〜１０ｍｍ塊状品の平均圧壊応力は１８Ｎ／ｃｍ２、１０〜１３ｍｍ塊状品の平均圧壊応力は２８Ｎ／ｃｍ２であった。ペレット成型した油分含有廃材Ａを図２に示す円形型焼却炉１０を使用して同様の条件で加熱処理した場合でも、ほぼ同様の結果が得られると推察される。そのため、製鉄プロセスへの運搬や搬送過程で、形状を維持できる強度であることが確認された。
【００７５】
【表６】
2015196896.tif 000008
【符号の説明】
【００７６】
１…原料、２…造粒装置、３…ペレット、４…加熱処理炉、５…支燃性ガス、６…補助燃料、１０…円形型焼却炉、１１…炉本体、１１ａ…炉頂、１１ｂ…炉底、１２…ガス排気口、１３…撹拌装置、１４…燃焼バーナ、１５…原料供給フィーダ、１６…処理済み被焼却物の排出口、１７…回転軸、１８…攪拌回転アーム、１９…撹拌手、１９ａ…噴気孔、２０…第一温度センサ、２１…第二温度センサ、１００…油分含有廃材、１０１…篩い分級装置、１００ａ…篩い上の塊状物、１０２…加熱処理炉、１００ｂ…篩い下の粉粒状物、１０３…造粒装置、１０４…ペレット、１０４ａ…篩い上のペレット、１０４ｂ…篩い下のペレット、２００…ダブルロール型ブリケット成型機、２０１…成型ロール、２０２…ポケット、２０３…原料供給ホッパ、２０４…スクリューフィーダー、２０５…ブリケット原料、２０６…ブリケット、２０６ａ…粉粒状排出物。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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