(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
建設系廃棄物と自動車系廃棄物の両方を破砕及び選別して得た可燃性材料と、鉄鋼スラグと、不燃性細粒物とを含む材料を混合し、成形してなることを特徴とするフォーミング抑制材。
【請求項２】
請求項１に記載のフォーミング抑制材において、
上記鉄鋼スラグは粒径が１０ｍｍ以下であり、上記不燃性細粒物は粒径が５ｍｍ以下であることを特徴とするフォーミング抑制材。
【請求項３】
請求項１に記載のフォーミング抑制材において、
上記可燃性材料が４０〜７０ｗｔ％、上記鉄鋼スラグが１０〜２０ｗｔ％、上記不燃性細粒物が１０〜２０ｗｔ％であって、これらの合計が１００ｗｔ％以下の配合であることを特徴とするフォーミング抑制材。
【請求項４】
請求項１に記載のフォーミング抑制材において、
上記不燃性細粒物は、花こう岩、せん緑岩、かんらん岩、はんれい岩、はん岩、ひん岩、輝緑岩、粗面岩、流紋岩、安山岩、玄武岩、れき岩、砂岩、けつ岩、粘板岩、凝灰岩、片麻岩、じや紋岩及び結晶片岩のうちの少なくとも１つが粉砕された石粉を含むことを特徴とするフォーミング抑制材。
【請求項５】
請求項１に記載のフォーミング抑制材において、
上記不燃性細粒物は、上記建設系廃棄物と自動車系廃棄物の少なくとも一方を破砕及び選別して得た５ｍｍ以下の粒径を有する不燃物を含むことを特徴とするフォーミング抑制材。
【請求項６】
請求項１に記載のフォーミング抑制材において、
上記可燃性材料は、４０ｍｍ以下の粒径を有することを特徴とするフォーミング抑制材。
【請求項７】
建設系廃棄物と自動車系廃棄物の少なくとも一方を破砕及び選別して得た４０ｍｍ以下の粒径を有する可燃性材料と、鉄鋼スラグと、不燃性細粒物とを含む材料を混合し、成形してなり、
上記不燃性細粒物は、花こう岩、せん緑岩、かんらん岩、はんれい岩、はん岩、ひん岩、輝緑岩、粗面岩、流紋岩、安山岩、玄武岩、れき岩、砂岩、けつ岩、粘板岩、凝灰岩、片麻岩、じや紋岩及び結晶片岩のうちの少なくとも１つが粉砕された石粉を含むことを特徴とするフォーミング抑制材。
【請求項８】
建設系廃棄物と自動車系廃棄物の両方を破砕する破砕工程と、
上記建設系廃棄物と自動車系廃棄物を破砕してなる被処理物を選別し、可燃性材料を抽出する選別工程と、
少なくとも上記可燃性材料と、鉄鋼スラグと、不燃性細粒物とを混合し、成形する成形工程と
を備えることを特徴とするフォーミング抑制材の製造方法。
【請求項９】
建設系廃棄物と自動車系廃棄物の少なくとも一方を破砕する破砕工程と、
上記破砕工程で破砕された被処理物を選別し、４０ｍｍ以下の粒径を有する可燃性材料を抽出する選別工程と、
少なくとも上記可燃性材料と、鉄鋼スラグと、不燃性細粒物とを混合し、成形する成形工程とを備え、
投入された建設系廃棄物と自動車系廃棄物の少なくとも一方を、１５０ｍｍ以下の寸法に破砕する第１破砕工程と、
長手方向の両側に鋸状の係止歯が設けられた短冊状の複数の篩体を、水平面に対して傾斜させた姿勢で上下前後に揺動駆動し、篩体に対して長手方向の下端から落下する重量物と、上記係止歯により傾斜方向の上側に送られて篩体の長手方向の上端から落下する軽量物と、上記篩体を通過する細粒物とに選別する揺動選別機により、上記第１破砕工程からの被処理物を重量物、軽量物、細粒物に選別する第１選別工程と、
上記第１選別工程で選別された重量物から、不燃物を手選別により除去する第２選別工程と、
上記第２選別工程からの被処理物を、３０ｍｍ以下の粒径に破砕する第２破砕工程と、
上記第１選別工程からの細粒物と、上記第２破砕工程からの被処理物とを合流させて、これらの被処理物から金属を除去する金属除去工程と、
上記金属除去工程からの被処理物を、比重差及び粒径に応じて高比重物、低比重物、細粒物に選別する第３選別工程と、
上記第３選別工程からの低比重物を、３〜５ｍｍの目開きを有して振動駆動される可撓性の篩により選別する第４選別工程と、
上記第４選別工程の篩残留分を、３０ｍｍ以下の目開きを有する篩により選別する第５選別工程と、
上記第４選別工程の篩通過分と第５選別工程の篩通過分とを合わせてなる可燃性材料と、鉄鋼スラグと、不燃性細粒物とを混合する混合工程と、
上記混合工程で混合された混合物を加熱し、押出成形により棒状体に成形する成形工程と
を備えることを特徴とするフォーミング抑制材の製造方法。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載のフォーミング抑制材の製造方法において、
上記不燃性細粒物は、上記第３選別工程で選別された細粒物と、石粉との少なくとも一方を含むことを特徴とするフォーミング抑制材の製造方法。
【請求項１１】
建設系廃棄物と自動車系廃棄物の両方を破砕する破砕装置と、
上記破砕装置で破砕してなる被処理物を選別し、可燃性材料を抽出する選別装置と、
少なくとも上記可燃性材料と、鉄鋼スラグと、不燃性細粒物とを混合し、成形する成形装置と
を備えることを特徴とするフォーミング抑制材の製造プラント。
【請求項１２】
請求項１１に記載のフォーミング抑制材の製造プラントにおいて、
投入された建設系廃棄物と自動車系廃棄物の少なくとも一方を、１５０ｍｍ以下の寸法に破砕する第１破砕装置と、
長手方向の両側に鋸状の係止歯が設けられた短冊状の複数の篩体を、水平面に対して傾斜させた姿勢で上下前後に揺動駆動し、篩体に対して長手方向の下端から落下する重量物と、上記係止歯により傾斜方向の上側に送られて篩体の長手方向の上端から落下する軽量物と、上記篩体を通過する細粒物とに選別する揺動選別機により、上記第１破砕装置からの被処理物を重量物、軽量物、細粒物に選別する第１選別装置と、
上記第１選別装置で選別された重量物から、不燃物を手選別により除去する第２選別装置と、
上記第２選別装置からの被処理物を、３０ｍｍ以下の粒径に破砕する第２破砕装置と、
上記第１選別装置からの細粒物と、上記第２破砕装置からの被処理物とを合流してなる被処理物から金属を除去する金属除去装置と、
上記金属除去装置からの被処理物を、比重差及び粒径に応じて高比重物、低比重物、細粒物に選別する第３選別装置と、
上記第３選別装置からの低比重物を、３〜５ｍｍの目開きを有して振動駆動される可撓性の篩により選別する第４選別装置と、
上記第４選別装置の篩残留分を、３０ｍｍ以下の目開きを有する篩により選別する第５選別装置と、
上記第４選別装置の篩通過分と第５選別装置の篩通過分とを合わせてなる可燃性材料と、鉄鋼スラグと、不燃性細粒物とを混合する混合装置と、
上記混合装置で混合された混合物を加熱し、押出成形により棒状体に成形する成形装置と
を備えることを特徴とするフォーミング抑制材の製造プラント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製鋼におけるスラグの発泡を防止するフォーミング抑制材の製造方法と、その製造設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、製鋼の精錬過程において、転炉等の精錬炉内の溶銑に酸化剤を供給し、溶銑に含まれる炭素、珪素、リン及びマンガン等の不純物を、酸化反応により除去している。溶銑中の炭素を除去するため、酸化材として酸素気体が供給されるが、炭素の酸化によって生じた一酸化炭素ガスが、溶銑上の溶融スラグを発泡させて膨張させるフォーミング現象が生じる。スラグが過剰に膨張すると、炉からスラグがあふれる不都合が生じるので、フォーミング抑制材を投入してスラグから気体を排出させることにより、フォーミング現象を抑制している。フォーミング抑制材としては、種々の材料や製造方法によるものが提案されている。
【０００３】
特許文献１には、建設廃棄物処理場で排出された集じんダストに、廃プラスチック、木屑及び古紙を配合し、成形機で成形して製造されたフォーミング抑制材が記載されている。上記集塵ダストは、建設廃棄物処理場において、建設廃棄物が破砕機で破砕される過程や、風力併用振動篩やトロンメル式風力選別機で選別される過程で発生したダストであり、サイクロン集塵機等で捕集される。集塵ダストは、比重が廃プラスチック、木屑、古紙に比べて高いため、スラグフォーミング抑制材に適している旨が記載されている。
【０００４】
また、特許文献２には、廃水処理施設から排出された余剰汚泥を脱臭乾燥してなる軽量成分と、タタミ屑、木屑、紙屑及び廃プラスチックのうちの少なくとも１つからなるつなぎ成分と、鉄粉、炭素粉、コークス粉及びフライアッシュのうちの少なくとも１つからなる重量成分とを混合し、成形して製造されたフォーミング抑制材が記載されている。このフォーミング抑制材は、軽量成分の余剰汚泥とつなぎ成分のタタミ屑等を用いることにより、廃棄物の有効利用を図ると共に、重量成分で比重を１．７以上に調整することにより、スラグの破壊効果を奏している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３５０７５８号公報
【特許文献２】特開２００８−１７４７７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のフォーミング抑制材は、建設廃棄物の集塵ダストが、廃棄物の排出元である構造物の違いによって成分に差が生じやすいので、フォーミング抑制材の成分が安定し難いという問題がある。
【０００７】
また、特許文献２のフォーミング抑制材は、水分量が多く比重の大きい余剰汚泥を、発生源である下水処理場等から製造施設に運搬する際に手間がかかり、材料の取り扱いに手間がかかる問題がある。製造施設に、搬入した余剰汚泥を貯蔵する設備が必要であるため、設備コストが比較的大きいという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明の課題は、取り扱いの容易な材料を用いて製造され、成分の安定したフォーミング抑制材と、その製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明のフォーミング抑制材は、自動車系廃棄物と建設系廃棄物の少なくとも一方を、同一の処理設備で破砕及び選別して得た４０ｍｍ以下の粒径を有する可燃性材料と、鉄鋼スラグと、不燃性細粒物とを含む材料を混合し、成形してなることを特徴としている。
【００１０】
上記構成によれば、自動車系廃棄物と建設系廃棄物の少なくとも一方が同一の処理設備で破砕及び選別され、４０ｍｍ以下の粒径を有する可燃性材料が、フォーミング抑制材の材料に用いられる。自動車系廃棄物とは、使用済自動車を解体して生じた廃棄物をいう。特に、使用済自動車からフロン等のエアコン冷媒を除去し、主要な金属部品を回収した後に残る樹脂、ガラス及びゴムを主体とする廃棄物であって、シュレッダーにより粉砕された所謂自動車系シュレッダーダストを用いることができる。一方、建設系廃棄物とは、建築物や土木構造物を解体して生じた廃棄物をいう。自動車系廃棄物のうち、自動車系シュレッダーダストは、従来、再利用の用途が実質的に存在せず、埋立てによる最終処分に付されていた。このような自動車系シュレッダーダストを用いてフォーミング抑制材を製造することにより、自動車系の廃棄物の有効な再利用を行うことができる。ここで、建設系廃棄物は、解体された構造物の違いによって成分に差が生じやすい一方、自動車系廃棄物は、解体された自動車の違いによる成分の差が比較的少ない。したがって、自動車系廃棄物と建設系廃棄物との両方を材料に用いるのが、成分の比較的安定したフォーミング抑制材が得られる点で、好ましい。
【００１１】
また、本発明のフォーミング抑制材は、自動車系廃棄物と建設系廃棄物の少なくとも一方を破砕及び選別したもののうち、粒径が４０ｍｍ以下の可燃性材料を用いるので、鉄鋼スラグ及び不燃性細粒物を含む材料と混合され、成形されるときに、良好な成形性が得られる。ここで、粒径が４０ｍｍ以下とは、ＪＩＳ  Ｚ  ８８０１−１に準拠して目開きが４０ｍｍの金属製網篩を、全て通過することをいう。特に、可燃性材料は、鉄鋼スラグ及び不燃性細粒物と良好に混ざり合い、また、成形時に可燃性材料のうちの可溶物が鉄鋼スラグ及び不燃性細粒物に良好に付着する点で、粒径が３０ｍｍ以下であるのが好ましい。また、不燃性細粒物とは、粒径が１０ｍｍ以下の不燃物であり、石、ガラス、陶器及び瓦礫等のうちの少なくとも１つで形成されたものをいう。不燃性細粒物は、鉄鋼スラグ及び可燃性材料と良好に混ざり合う点で、粒径が５ｍｍ以下であるのが好ましい。
【００１２】
一実施形態のフォーミング抑制材は、上記鉄鋼スラグは粒径が１０ｍｍ以下であり、上記不燃性細粒物は粒径が５ｍｍ以下である。
【００１３】
上記実施形態によれば、フォーミング抑制材の材料が、上記可燃性材料と、粒径が１０ｍｍ以下の鉄鋼スラグと、粒径が５ｍｍ以下の不燃性細粒物とを含むので、材料が互いに十分に混合され、偏りや欠けの少ない良好な成形性が得られる。したがって、品質の均一なフォーミング抑制材が得られる。
【００１４】
一実施形態のフォーミング抑制材は、上記可燃性材料が４０〜７０ｗｔ％、上記鉄鋼スラグが１０〜２０ｗｔ％、上記不燃性細粒物が１０〜２０ｗｔ％であって、これらの合計が１００ｗｔ％以下の配合である。
【００１５】
上記実施形態によれば、可燃性材料が４０〜７０ｗｔ％、鉄鋼スラグが１０〜２０ｗｔ％、不燃性細粒物が１０〜２０ｗｔ％であって、これらの合計が１００ｗｔ％以下となるように配合することにより、良好な成形性のフォーミング抑制材が得られる。
【００１６】
一実施形態のフォーミング抑制材は、上記不燃性細粒物は、花こう岩、せん緑岩、かんらん岩、はんれい岩、はん岩、ひん岩、輝緑岩、粗面岩、流紋岩、安山岩、玄武岩、れき岩、砂岩、けつ岩、粘板岩、凝灰岩、片麻岩、じや紋岩及び結晶片岩のうちの少なくとも１つの岩石が粉砕された石粉を含む。
【００１７】
上記実施形態によれば、不燃性細粒物として、種々の岩石が粉砕された石粉を用いることにより、可燃性材料と鉄鋼スラグとを良好な強度で固形化することができる。したがって、保形性の高いフォーミング抑制材が得られる。
【００１８】
一実施形態のフォーミング抑制材は、上記不燃性細粒物は、上記建設系廃棄物と自動車系廃棄物の少なくとも一方を、上記処理設備で破砕及び選別して得た５ｍｍ以下の粒径を有する不燃物を含む。
【００１９】
上記実施形態によれば、不燃性細粒物として、建設系廃棄物と自動車系廃棄物の少なくとも一方を、処理設備で破砕及び選別して得た５ｍｍ以下の粒径を有する不燃物を用いることにより、可燃性材料の材料である建設系廃棄物及び／又は自動車系廃棄物を有効利用できる。したがって、廃棄物の利用効率を高めることができ、有効な資源リサイクルを行うことができる。
【００２０】
本発明のフォーミング抑制材の製造方法は、建設系廃棄物と自動車系廃棄物の少なくとも一方を、同一の処理設備で破砕する破砕工程と、
上記建設系廃棄物と自動車系廃棄物を破砕してなる被処理物を選別し、４０ｍｍ以下の粒径を有する可燃性材料を抽出する選別工程と、
少なくとも上記可燃性材料と、鉄鋼スラグと、不燃性細粒物とを混合し、成形する成形工程と
を備えることを特徴としている。
【００２１】
上記構成によれば、自動車系廃棄物と建設系廃棄物の少なくとも一方を同一の処理設備で破砕及び選別し、これにより得られた４０ｍｍ以下の粒径を有する可燃性材料を、フォーミング抑制材の材料に用いる。自動車系廃棄物とは、使用済自動車を解体して生じた廃棄物をいう。特に、使用済自動車からフロン等のエアコン冷媒を除去し、主要な金属部品を回収した後に残る樹脂、ガラス及びゴムを主体とする廃棄物であって、シュレッダーにより粉砕された所謂自動車系シュレッダーダストを用いることができる。一方、建設系廃棄物とは、建築物や土木構造物を解体して生じた廃棄物をいう。自動車系廃棄物のうち、自動車系シュレッダーダストは、従来、再利用の用途が実質的に存在せず、埋立てによる最終処分に付されていた。このような自動車系シュレッダーダストを用いてフォーミング抑制材を製造することにより、自動車系の廃棄物の有効な再利用を行うことができる。ここで、建設系廃棄物は、解体された構造物の違いによって成分に差が生じやすい一方、自動車系廃棄物は、解体された自動車の違いによる成分の差が比較的少ない。したがって、自動車系廃棄物と建設系廃棄物との両方を材料に用いるのが、成分の比較的安定したフォーミング抑制材が得られる点で、好ましい。
【００２２】
また、本発明のフォーミング抑制材の製造方法は、自動車系廃棄物と建設系廃棄物の少なくとも一方を破砕及び選別したもののうち、４０ｍｍ以下の粒径を有する可燃性材料を用いるので、鉄鋼スラグ及び不燃性細粒物を含む材料と混合し、成形するときに、良好な成形性が得られ、良好な形状と保形性を有するフォーミング抑制材が得られる。特に、可燃性材料は、鉄鋼スラグ及び不燃性細粒物と良好に混ざり合い、また、成形時に可燃性材料のうちの可溶物が鉄鋼スラグ及び不燃性細粒物に良好に付着する点で、粒径が３０ｍｍ以下であるのが好ましい。また、不燃性細粒物とは、粒径が１０ｍｍ以下の不燃物であり、石、ガラス、陶器及び瓦礫等のうちの少なくとも１つで形成されたものをいう。不燃性細粒物は、鉄鋼スラグ及び可燃性材料と良好に混ざり合う点で、粒径が５ｍｍ以下であるのが好ましい。
【００２３】
一実施形態のフォーミング抑制材の製造方法は、投入された建設系廃棄物と自動車系廃棄物の少なくとも一方を、１５０ｍｍ以下の寸法に破砕する第１破砕工程と、
長手方向の両側に鋸状の係止歯が設けられた短冊状の複数の篩体を、水平面に対して傾斜させた姿勢で上下前後に揺動駆動し、篩体に対して長手方向の下端から落下する重量物と、上記係止歯により傾斜方向の上側に送られて篩体の長手方向の上端から落下する軽量物と、上記篩体を通過する細粒物とに選別する揺動選別機により、上記第１破砕工程からの被処理物を重量物、軽量物、細粒物に選別する第１選別工程と、
上記第１選別工程で選別された重量物から、不燃物を手選別により除去する第２選別工程と、
上記第２選別工程からの被処理物を、５０ｍｍ以下の粒径に破砕する第２破砕工程と、
上記第１選別工程からの細粒物と、上記第２破砕工程からの被処理物とを合流させて、これらの被処理物から金属を除去する金属除去工程と、
上記金属除去工程からの被処理物を、比重差及び粒径に応じて高比重物、低比重物、細粒物に選別する第３選別工程と、
上記第３選別工程からの低比重物を、３〜５ｍｍの目開きを有して振動駆動される可撓性の篩により選別する第４選別工程と、
上記第４選別工程の篩残留分を、３０ｍｍ以下の目開きを有する篩により選別する第５選別工程と、
上記第４選別工程の篩通過分と第５選別工程の篩通過分とを合わせてなる可燃性材料と、鉄鋼スラグと、不燃性細粒物とを混合する混合工程と、
上記混合工程で混合された混合物を加熱し、押出成形により棒状体に成形する成形工程と
を備える。
【００２４】
上記実施形態によれば、第１破砕工程で、投入された建設系廃棄物と自動車系廃棄物の少なくとも一方を、１５０ｍｍ以下の寸法に破砕する。第１破砕工程では、固定刃と、回転駆動される破砕刃との作用により破砕を行う回転式破砕機を用いることができ、特に、二軸破砕機を用いるのが好ましい。第１選別工程では、揺動選別機により、上記第１破砕工程からの被処理物を、重量物、軽量物、細粒物に選別する。揺動選別機としては、長手方向の両側に鋸状の係止歯が設けられた短冊状の複数の篩体を、水平面に対して傾斜させた姿勢で上下前後に揺動駆動するものを用いる。この揺動選別機は、篩体に供給される被処理物を、篩体に対して長手方向の下端から落下する重量物と、上記係止歯により傾斜方向の上側に送られて篩体の長手方向の上端から落下する軽量物と、上記篩体を通過する細粒物とに選別する。上記篩体の被処理物が投入される側には、傾斜方向の下側から上側に向かって、軽量物を搬送する風を形成するのが好ましい。第２選別工程では、上記第１選別工程で選別された重量物から、不燃物を手選別により除去する。第２破砕工程では、上記第２選別工程からの被処理物を、５０ｍｍ以下の粒径に破砕する。第２破砕工程での被処理物破砕は、ハンマー式破砕機を用いるのが好ましい。金属除去工程では、上記第１選別工程からの細粒物と、上記第２破砕工程からの被処理物とを合流させて、これらの被処理物から金属を除去する。金属除去工程では、過電流を用いた電磁誘導により、主に非鉄金属を除去し、特に、アルミニウムを除去する。第３選別工程では、上記金属除去工程からの被処理物を、比重差及び粒径に応じて高比重物、低比重物、細粒物に選別する。第４選別工程では、上記第３選別工程からの低比重物を、３〜５ｍｍの目開きを有して振動駆動される可撓性の篩により選別する。第５選別工程では、上記第４選別工程で篩に残留した被処理物を、３０ｍｍ以下の目開きを有する篩により選別する。混合工程では、上記第４選別工程の篩通過分と第５選別工程の篩通過分とを合わせてなる可燃性材料と、鉄鋼スラグと、不燃性細粒物とを混合する。成形工程では、上記混合工程で混合された混合物を加熱し、押出成形により棒状体に成形する。成形工程の押出成形は、被処理物をスクリュー型の押出手段により圧縮して成形孔を通過させるスクリュー式成形機を用いることができる。また、押出成形は、成形孔を有する円盤状又は円筒状のリングダイと、リングダイに対して相対回転する押圧ローラとの間に被処理物を供給し、被処理物を押圧ローラでリングダイの成形孔に押し込んで成形するリングダイ式成形機を用いることができる。
【００２５】
一実施形態のフォーミング抑制材の製造方法は、上記不燃性細粒物は、上記第３選別工程で選別された細粒物と、石粉との少なくとも一方を含む。
【００２６】
上記実施形態によれば、不燃性細粒物として、第３選別工程で選別された細粒物を用いることにより、可燃性材料の材料である建設系廃棄物及び／又は自動車系廃棄物を有効利用でき、廃棄物の利用効率を高めることができて、有効な資源リサイクルを行うことができる。また、一般的な用途の無い石粉を用いることにより、有効な資源リサイクルを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態としてのフォーミング抑制材を製造するリサイクルプラントを示すブロック図である。
【図２】リサイクルプラントの破砕・選別ライン及び手選別ラインを示す模式図である。
【図３】振動篩機を示す断面図である。
【図４】振動篩機の櫛歯を示す図である。
【図５】揺動選別機を示す断面図である。
【図６】リサイクルプラントの金属除去ラインを示す模式図である。
【図７】ドラム磁選機を示す断面図である。
【図８】アルミ選別機を示す断面図である。
【図９】比重差選別ラインを示す模式図である。
【図１０】比重差選別機を示す断面図である。
【図１１】粒径選別・塩ビ除去ラインを示す模式図である。
【図１２】波動式篩機を示す断面図である。
【図１３】光学式選別装置を示す模式図である。
【図１４】フォーミング抑制材成形ラインを示す模式図である。
【図１５】ＲＰＦ成形ラインを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明のフォーミング抑制材及びその製造方法の実施形態を、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２９】
図１は、本発明のフォーミング抑制材を製造するリサイクルプラントを示すブロック図である。このリサイクルプラントは、自動車系廃棄物と建設系廃棄物を処理して、製鋼の精錬過程で溶融スラグのフォーミングを抑制するために用いられるフォーミング抑制材を製造するものである。また、このリサイクルプラントは、自動車系廃棄物と建設系廃棄物を処理して得た材料のうち、フォーミング抑制材の製造に用いない材料を用いてＲＰＦ（Refuse Paper & Plastic Fuel；廃紙及びプラスチック燃料）を製造するものである。図１に示すように、このリサイクルプラント１は、破砕・選別ライン２と、手選別ライン３と、金属除去ライン４と、比重差選別ライン５と、粒径選別・塩ビ除去ライン６と、フォーミング抑制材成形ライン７と、ＲＰＦ成形ライン８とを備える。
【００３０】
本実施形態のリサイクルプラント１は、自動車系廃棄物として、自動車シュレッダーダストを、フォーミング抑制材とＲＰＦの材料に用いる。自動車シュレッダーダストは、廃自動車から有用な部品を取り除いて破砕し、主要な金属が除去されて残ったものであり、樹脂を多く含むが、寸法や材質が多様であるため、有効な利用方法が確立されていない。本実施形態のリサイクルプラント１によれば、この自動車シュレッダーダストと共に、建設系廃棄物を共通のラインで処理することにより、フォーミング抑制材とＲＰＦに使用できる原料を製造することが可能となる。
【００３１】
図２は、破砕・選別ライン２と手選別ライン３を示す模式図である。破砕・選別ライン２は、自動車系廃棄物である自動車シュレッダーダストと、建築物や土木構造物を解体して生じた建設系廃棄物とを受け入れ、これらの自動車シュレッダーダストと建設系廃棄物とを破砕し、破砕した被処理物を、重量物と軽量物と細粒物に分別する。破砕・選別ライン２には、自動車シュレッダーダストと建設系廃棄物とが混在した状態で投入される。建設系廃棄物は、大型かつ高比重の不燃物であるコンクリートや石やガラス等を含む瓦礫が、予め除去されている。
【００３２】
破砕・選別ライン２では、まず、リサイクルプラント１に搬入されてヤードに載置された自動車シュレッダーダストと建設系廃棄物が、粗破砕機１１に投入される。粗破砕機１１は、廃棄物の粗破砕を行うものであり、主に、多様な寸法の物質が混在する建設系廃棄物の粗破砕が行われる。粗破砕機１１により、自動車シュレッダーダストと建設系廃棄物が、実質的に１５０ｍｍ以下の寸法に破砕される。この粗破砕機１１による破砕工程が、第１破砕工程に該当する。粗破砕機１１は、下方に狭くなった処理空間を形成する傾斜側板付きホッパを有したケーシング内に、回転駆動されるロータを収容して構成されている。ロータは、長手方向に複数組配列された回転刃を有し、回転刃の間に横断方向に配置された上仕切り板の中央部の上部に軸受で軸承されている。上仕切り板の下には、円弧面上に固定刃の縦通材が複数固定されて粗いスクリーンを形成した下仕切り板が設けられている。なお、粗破砕機１１として、公知のハンマークラッシャーやロータリスクリュークラッシャーを用いてもよい。スクリュークラッシャーは、二軸型と一軸型のいずれでもよい。
【００３３】
粗破砕機１１によって粗破砕された廃棄物は、コンベヤ１２で搬送され、振動篩機１３に導かれる。振動篩機１３は、粗破砕された被処理物に付着している砂や土等の細粒物を分離する。図３は、振動篩機１３を示す断面図である。この振動篩機１３は、支持フレーム１０６に弾性体１０７によって傾斜方向に支持された箱状の筺体１０１と、この筺体１０１の上部に接続体１０８で接続された起振機１０９を備える。筺体１０１は、傾斜方向の上方の端部に被処理物の投入口１０２が形成され、筺体１０１の傾斜方向の下端面に、篩体を通過しないで残留した大径物の大径物排出口１０４が形成されている。筺体１０１の底面には、複数の櫛歯１０５，１０５，１０５，・・・が配列されてなる篩体が設けられており、篩体の下方には、篩体を通過した細粒物を排出する細粒物排出口１０３が形成されている。図４（ａ）は、篩体を形成する櫛歯１０５を示す断面図であり、図４（ｂ）は櫛歯１０５の平面図である。櫛歯１０５は、短手方向の断面において略中央が屈曲し、く字状を成している。この櫛歯１０５は、長手方向に延在する支持部１０５ａと、支持部１０５ａの延在方向と直角に突出した複数の櫛歯部１０５ｂ，１０５ｂ，１０５ｂ，・・・を有する。櫛歯部１０５ｂは、平面視において、先端に向かうに伴って幅が狭まる鋭角三角形状を成しており、隣り合う櫛歯部１０５ｂ，１０５ｂの間隔が、最大で３０ｍｍに設定されている。この櫛歯１０５が、断面視において、一方の櫛歯部１０５ｂの先端が、他方の屈曲部の上方に位置するように順次配列されて、篩部が形成されている。篩部を形成する複数の櫛歯１０５，１０５，１０５，・・・は、筺体１０１の対向する両側壁の間を掛け渡すように、上記両側壁の内側面に両端が固定されている。この振動篩機１３は、上記筺体１０１が起振機により振動駆動され、この筺体１０１の投入口１０２から、被処理物が内部に投入される。被処理物は、筺体１０１の振動によって篩体上に導かれ、振動によって分離した細粒物が、櫛歯１０５の櫛歯部１０５ｂの相互間に形成される隙間を通過して落下する。こうして篩体を通過した細粒物が、細粒物排出口１０３から排出される。篩体上に残留した被処理物は、振動によって筺体１０１内を傾斜方向の下向き送られ、下端の大径物排出口１０４から排出される。大径物排出口１０４から排出された大径物は、揺動選別機１４に送られる。一方、振動篩機１３で分離された細粒物は、細粒物コンベヤ８１に送られ、上記揺動選別機１４で選別される細粒物と合流して搬送される。
【００３４】
振動篩機１３で細粒物が除去された被処理物は、コンベヤで搬送され、揺動選別機１４に供給される。揺動選別機１４は、被処理物を、軽量物と、重量物と、細粒物に分別する。軽量物は、かさ比重が比較的小さいものであり、主に、シート状又は板状の紙や布、及び、繊維屑等の可燃物が多くを占める。また、シート状又は薄板状の合成樹脂物質が含まれる。重量物は、かさ比重が比較的大きいものであり、木片や、合成樹脂製の容器やボトル等の可燃物が含まれる。また、寸法の比較的大きい金属や陶器やガラス等の不燃物が含まれる。細粒物は、真比重が比較的大きくて小径のものであり、金属の粒や、陶器の粒や、土砂等が含まれる。
【００３５】
揺動選別機１４は、図５の縦断面図に示すように、フレーム１２０に支持されて長手方向の一端が他端よりも下方に位置するように傾斜したケーシング１１１と、ケーシング１１１内に長手方向に傾斜して設置され、下方から上方に向かって廃棄物に送りを掛けるように揺動する複数の短冊状篩板１１６と、ケーシング１１１内の複数の短冊状篩板１１６の上方に、短冊状篩板１１６に沿って下方から上方に向かって矢印Ｗ１で示すように送風する送風機１２５を備える。ケーシング１１１は、上部の長手方向の中央に設けられた投入口１１２と、下部の長手方向の一端側に設けられた重量物排出口１１３と、下部の長手方向の中央に設けられた細粒物排出口１１４と、この細粒物排出口１１４よりも上方に位置して長手方向の他端側に設けられた軽量物排出口１１５を有する。
【００３６】
短冊状篩板１１６は、パンチングボードや格子盤で形成された短冊状スクリーン１１９と、短冊状スクリーン１１９の長手方向の両側縁に設けられた鋸歯部材１１７を有する。短冊状スクリーン１１９は、１０ｍｍ以上２５ｍｍ以下の直径の円又は四角形状の複数の篩孔１１９ａが設けられている。鋸歯部材１１７は、一端側から他側に向かう緩やかな上り傾斜部１１８ａと、一端側から他端側に向かう急角度の下り傾斜部１１８ｂとで形成された鋸歯１１８を有している。この短冊状篩板１１６は、ケーシング１１１に取り付けられた偏心軸受ユニット１３０，１４０によって揺動可能に支持されている。
【００３７】
上記短冊状篩板１１６の一端側を支持する偏心軸受ユニット１３０に駆動力が入力される一方、上記短冊状篩板１１６の他端側を支持する偏心軸受ユニット１４０は、短冊状篩板１１６の揺動時に従動するように形成されている。駆動側の偏心軸受ユニット１３０は、モータで回転駆動される円形状の偏心板１３１と、偏心板１３１の外周を取り囲む短円筒形状の偏心旋回部材１３２と、偏心板１３１と偏心旋回部材１３２との間に介在された転がり軸受とを有する。偏心板１３１は駆動軸１３３に固定され、この駆動軸１３３には、他の短冊状篩板１１６の偏心軸受ユニット１３０が共通して固定されている。従動側の偏心軸受ユニット１４０は、駆動側の偏心軸受ユニット１３０の偏心板１３１及び偏心旋回部材１３２と同様に構成された偏心板１４１及び偏心旋回部材１４２を有している。偏心板１４１は、フレーム１２０に対して回動自在に支持された支持軸１４３に対して固定されている。駆動側の偏心軸受ユニット１３０は、駆動軸１３３がモータで回転駆動されると、偏心板１３１が駆動軸１３３回りに偏心回転し、これ伴って偏心旋回部材１３２が揺動軸１３３を中心に偏心旋回する。これにより、偏心旋回部材１３２に連結された短冊状篩板１１６が上下前後に揺動する。各短冊状篩板１１６は、隣接する短冊状篩板１１６に対して１８０度の位相差を有するように設定されている。したがって、ある短冊状篩板１１６が最上点に位置するときには、それに隣接する短冊状篩板１１６が最下点に位置するようになる。
【００３８】
揺動選別機１４が作動すると、上記構成の短冊状篩板１１６が揺動駆動され、投入口１１２からケーシング１１１内へ被処理物が投入される。投入された被処理物は、揺動駆動される短冊状篩板１１６によって解され、被処理物に含まれる土砂や釘等の細粒物１２２が、篩孔１１９ａから下方に落下し、細粒物排出口１１４から排出される。被処理物のうち、繊維屑、紙、木片、プラスチックシート等の軽量物１２３は、揺動駆動される短冊状篩板１１６からの力を受け、鋸歯１１８の上り傾斜部１１８ａを滑り、鋸歯１１８の下り傾斜部１１８ｂで受け継がれながら傾斜上方に搬送される。搬送された軽量物１２３は、短冊状篩板１１６の他端から落下し、軽量物排出口１１５から排出される。被処理物のうち、金属片、陶器片、金物、空き缶、ＰＥＴボトル、ブロック、石及び靴等の重量物１２１は、傾斜した短冊状スクリーン１１９上で転がり又は滑りながら下方に移動し、短冊状篩板１１６の一端から落下し、重量物排出口１１３から排出される。このように、短冊状篩板１１６を傾斜上方に搬送される軽量物１２３は、主に、繊維屑や紙やプラスチックのフィルム等のような非反発性のものである。一方、短冊状篩板１１６を傾斜下方に移動する重量物１２１は、主に、金属や石や硬質プラスチック等の反発性のものである。
【００３９】
送風機１２５は、ケーシング１１１の投入口１１２から投入される被処理物を空気流でほぐすとともに、例えばテープやシート等の軽量物１２３を、短冊状篩板１１６上で他端側に吹き飛ばして選別を促進する。
【００４０】
こうして、揺動選別機１４により、被処理物が、重量物１２１と、細粒物１２２と、軽量物１２３とに分別される。すなわち、揺動選別機１４による選別工程は、第１選別工程に該当する。
【００４１】
揺動選別機１４で選別された細粒物１２２は、細粒物コンベヤ８１に送られ、振動篩機１３で選別された細粒物と合流して搬送される。
【００４２】
揺動選別機１４で選別された軽量物１２３は、軽量物コンベヤ８２，８３に送られ、この軽量物コンベヤ８２，８３の乗継箇所に配置された磁選機１５によって金属が除去される。金属が除去された軽量物は、矢印Ｂで示すように粒径選別・塩ビ除去ライン６に送られる。
【００４３】
揺動選別機１４で選別された重量物１２１は、手選別ライン３に送られる。手選別ラインでは、重量物１２１の被処理物が作業用コンベヤに載置され、まず、作業用コンベヤの始端の近傍に配置された磁選機２１により、磁性体が除去される。磁選機２１で除去された磁性体は、磁性体ヤード２２に収集される。重量物１２１から磁性体が除去されてなる被処理物は、作業用コンベヤで搬送される間に、選別者によって、磁性体以外の不燃物が選別されて除去される。すなわち、手選別ライン３による工程は、第２選別工程に該当する。選別者の手選別によって除去された不燃物は、夫々の種類に応じて、陶磁器ヤード２３と、アルミ缶ヤード２４と、ペットボトルヤード２５と、ビン類ヤード２６に収集される。作業用コンベヤを流れるに伴って不燃物が除去された被処理物は、作業用コンベヤの終端に配置された粒度調整機２７に投入される。
【００４４】
粒度調整機２７は、投入口に連なる処理室の内側に、回転軸の周りに揺動自在に支持され、上記回転軸によって揺動しながら回転駆動される複数の揺動ハンマーを備える。この粒度調整機２７は、揺動しながら回転する上記揺動ハンマーにより、被処理物を破砕し、概ね５０ｍｍ以下の粒径に調整する。すなわち、粒度調整機２７による粒径の調整は、第２破砕工程に該当する。粒度調整機２７で破砕されて粒度が５０ｍｍ以下に調整された被処理物は、振動コンベヤ２８で搬送される。振動コンベヤ２８は、起振機によって振動する搬送面に被処理物を載置し、被処理物に振動を与えて搬送する。被処理物は、粒度調整機２７による処理に伴って温度上昇しており、この被処理物の熱を、振動コンベヤ２８による振動で迅速に拡散させることにより、被処理物の温度を低下させる。これにより、樹脂を含む被処理物の発火を防止する。振動コンベヤ２８で搬送されつつ降温した被処理物は、矢印Ａで示すように、細粒物コンベヤ８１に送られる。粒度調整機２７で破砕された被処理物は、上記振動篩機１３で分離された細粒物と、上記揺動選別機１４で選別された細粒物と合流して搬送される。
【００４５】
細粒物コンベヤ８１によって搬送される振動篩機１３からの細粒物と、揺動選別機１４からの細粒物と、手選別ライン３からの被処理物は、定量供給機１６に導かれる。この定量供給機１６は、被処理物が投入される箱状の貯留部と、この貯留部の下部から送り方向に延出して設けられたベルトコンベヤと、ベルトコンベヤの貯留部からの延出部に、上記ベルトコンベヤの搬送面に対向して配置され、回転軸をベルトコンベヤの搬送面の幅方向に向けて配置された撹拌ローラを備える。この定量供給部１６は、細粒物コンベヤ８１で貯留部に投入されて貯留する被処理物を、ベルトコンベヤにより、単位時間当たりに一定量搬出する。貯留部からの延出部に配置された撹拌ローラが、ベルトコンベヤの搬送面の移動方向と反対方向に回動することにより、貯留部の被処理物を、ベルトコンベヤの搬送面に均一に排出するように構成されている。定量供給部１６から搬出された被処理物は、矢印Ｃで示すように金属除去ライン４に送られる。
【００４６】
図６は、金属除去ライン４を示す模式図である。金属除去ライン４では、破砕・選別ライン２と手選別ライン３から導かれた被処理物から、鉄等の強磁性の金属と、アルミニウム等の非鉄金属を除去する。この金属除去ライン４による工程は、金属除去工程に該当する。
【００４７】
破砕・選別ライン２の定量供給機１６から供給された一定量の細粒物は、ベルトコンベヤの終端部に吊り下げられた吊下型磁選機３１により、鉄等の強磁性体が除去される。吊下型磁選機３１は、外周に巻き回されて回転駆動される無端ベルトと、この無端ベルトの内側に配置されて磁力を発生する磁力部を備える。上記磁力部の磁力によってベルトコンベヤ上の被処理物に含まれる強磁性体を吸引し、吸引した強磁性体を上記無端ベルトで回動方向に搬送して除去するように構成されている。
【００４８】
吊下型磁選機３１を通過した被処理物は、ドラム磁選機３２に投入される。図７は、ドラム磁選機３２を示す断面図である。ドラム磁選機３２は、ケーシング１３０内に、磁力を発生する半円状の磁力部１３１と、この磁力部１３１の外側に同心状に配置されて回転駆動されるドラム１３２を備える。ケーシング１３０の上部の投入口１３５から投入された被処理物は、ドラム１３２の周面の上記磁力部１３１が内蔵された側に沿って移動する。投入された被処理物のうち、磁力部１３１の磁力により吸引された鉄等の強磁性体がドラム１３２と共に回動し、他の被処理物から分離される。強磁性体が分離除去された被処理物は、ケーシング１３０の幅方向において磁力部１３１が内蔵された側の下方に落下し、ケーシング１３０の下部の磁力部１３１側に設けられた非磁性体出口１３６から排出される。一方、被処理物から分離された強磁性体は、磁力部１３１の磁力が及ばない領域に達すると、ドラム１３２から離脱すると共に、ドラム１３２の回転力により、矢印Ｆ１で示すように、幅方向において磁力部１３１と反対側に移動する。この強磁性体は、ケーシング１３０の下部の磁力部１３１と反対側に設けられた強磁性体出口１３７から排出されるように構成されている。このドラム磁選機３２によって鉄等の強磁性体が除去された被処理物は、振分供給機３３に導かれる。上記ドラム磁選機３２によって回収された強磁性体は、磁性物容器３４に回収される。振分供給機３３は、被処理物を収容する単一の収容器と、この収容器の下部に設けられた２つの搬出スクリューコンベヤとを備える。振分供給機３３の収容器に収容された被処理物は、２つのスクリューコンベヤにより、実質的に同量の被処理物が、２つのアルミ選別機３５，３５に夫々導かれる。
【００４９】
図８は、アルミ選別機３５を示す断面図である。アルミ選別機３５は、ケーシング１４０内に、一端に投入された被処理物を他端に向かって搬送するベルトコンベヤ１４１を備える。ケーシング１４０の一端側には、被処理物をベルトコンベヤ１４１の一端に投入するフィーダ１５３が設けられている。ケーシング１４０の他端側には、被処理物から分離されたアルミニウムや銅や亜鉛等の非鉄金属を排出する非鉄金属排出口１５１と、非鉄金属が分離除去された被処理物を排出する被処理物排出口１５２を有する。ベルトコンベヤ１４１は、一端側のプーリ１４３と他端側のプーリ１４４に無端ベルト１４２が巻回されて成り、他端側のプーリ１４３には、同心状に配置されたマグネットドラム１４６が内蔵されている。マグネットドラム１４６は、外径部に、極性が交互に異なるように配置された複数の永久磁石を有し、プーリ１４３よりも高速で回転駆動されるように構成されている。このアルミ磁選機３５に導かれた被処理物は、フィーダ１５３によってベルトコンベヤ１４１上に載置される。被処理物がベルトコンベヤ１４１の他端側に搬送されると、回転するマグネットドラム１４６の磁界の影響により、被処理物中の非鉄金属に渦電流が生じる。この渦電流により非鉄金属に生じた磁界と、マグネットドラム１４６の磁界との間に生じる反発力により、矢印Ｆ２で示すように、非鉄金属がプーリ１４３の接線方向に弾き飛ばされる。非鉄金属は、プーリ１４３から遠い側の非鉄金属排出口１５１から排出され、アルミ収容器３６に収容される。非鉄金属が弾き飛ばされて除去された被処理物は、プーリ１４３の下方に落下し、被処理物排出口１５２から排出される。アルミ選別機３５でアルミニウム等の非鉄金属が除去された被処理物は、コンベヤで搬送され、矢印Ｄで示すように比重差選別ライン５に送られる。
【００５０】
図９は、比重差選別ライン５を示す模式図である。矢印Ｄで示すように金属除去ライン４から導かれた被処理物は、振分供給機４１に投入される。振分供給機４１は、投入された被処理物を貯留する貯留部と、この貯留部の下部から２方向に延出する２つのスクリューコンベヤを備える。貯留部内の被処理物が、２つのスクリューコンベヤで振り分けられ、２つの振動フィーダ４２，４２によって２つの比重差選別機４３，４３へ夫々導かれる。これらの比重差選別機４３，４３により、被処理物が、高比重物、低比重物及び細粒物に選別される。すなわち、比重差選別機４３による工程が、第３選別工程に該当する。
【００５１】
図１０は、比重差選別機４３を模式的に示す断面図である。比重差選別機４３は、上部に被処理物の投入口１６２と排気口１６４を有すると共に、下部に軽量物排出口１６５と細粒物排出口１６６と重量物排出口１６７と給気口１６３を有するケーシング１６１と、このケーシング１６１内に配置され、一端を他端よりも下方に位置するように傾斜して揺動駆動される揺動網ユニット１７０と、ケーシング１６１内に給気口１６３を介して風を送る送風機１６８を有する。揺動網ユニット１７０は、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下の寸法の網目を有し、長手方向断面において、一端側の緩やかな傾斜角度の長辺と、他端側の急峻な傾斜角度の短辺とを交互に繰り返して形成された波状の波状網体１７１と、この波状網体１７１の両側に立設されて被処理物を波状網体１７１の延在方向に導くガイド壁１７２を有する。なお、波状網体１７１は、この波状網体１７１を通過して収集される細粒物の粒径に応じて、網目の寸法が１ｍｍ以上５ｍｍ以下であるのが好ましい。揺動網ユニット１７０は、波状網体１７１の一端の下部に設けられた揺動軸１７３を支点として、波状網体１７１の他端の下部に連結されて矢印Ｒ２周りに駆動されるクランク機構１７５により、矢印Ｌで示すように揺動駆動される。送風機１６８で生成される風は、矢印Ｗ２で示すように給気口１６３からケーシング１６１内に供給され、揺動網ユニット１７０の波状網体１７１を通過して上方に流れて、上部の排気口１６４からケーシング１６１の外部に排出される。比重差選別機４３が作動すると、揺動網ユニット１７０が揺動駆動すると共に送風機１６８がケーシング１６１内に送風する状態で、投入口１６２に被処理物が投入される。投入された被処理物は、揺動網ユニット１７０の波状網体１７１上に落下し、揺動網ユニット１７０の揺動運動により、軽量物が波状網体１７１上を傾斜の下方に向かって移動し、矢印１７６で示すように軽量物排出口１６５から排出される。被処理物のうちの細粒物は、揺動網ユニット１７０の波状網体１７１を通過し、矢印１７７で示すように細粒物排出口１６６から排出される。被処理物のうちの重量物は、波状網体１７１の揺動運動によって、波状網体１７１の上を傾斜の上方に向かって移動し、矢印１７８で示すように重量物排出口１６７から排出される。
【００５２】
比重差選別機４３の排気口１６４は、サイクロンセパレータ４７に接続されており、サイクロンセパレータ４７の下流に設けられたブロワ４９によって比重差選別機４３のケーシング１６１内の空気が導かれる。この比重差選別機４３内の空気に含まれる粉塵が、上記サイクロンセパレータ４７で収集され、軽量物コンベヤ８５で搬送されて、矢印Ｅで示すように粒径選別・塩ビ除去ライン６に送られる。サイクロンセパレータ４７から吸引された空気は、バグフィルタ４８で塵が除去され、ブロワ４９に吸引されて大気に排出される。
【００５３】
上記比重差選別機４３で分別された重量物は、金属片、陶器片及び小石等であり、手選別コンベヤ４４に導かれ、手選別により金属類や非金属類に選別される。選別された重量物は、重量物ヤード４５に分類して載置され、材質に応じて再利用や最終処分に付される。比重差選別機４３で分別された細粒物は、ガラス、陶器及び瓦礫等の微小な粒であり、コンベヤで搬送されて細粒物ヤード４６に載置され、フォーミング抑制材の材料である不燃性細粒物として利用する。比重差選別機４３で分別された軽量物は、プラスチック片の可燃物が主体であり、軽量物コンベヤで搬送され、矢印Ｅで示すように粒径選別・塩ビ除去ライン６に送られる。
【００５４】
図１１は、粒径選別・塩ビ除去ライン６を示す模式図である。粒径選別・塩ビ除去ライン６は、被処理物から、フォーミング抑制材の材料と、ＲＰＦの材料とを選別すると共に、被処理物から塩素系樹脂を除去する。矢印Ｅで示すように比重差選別ライン５から送られた被処理物は、コンベヤにより波動式篩機５１へ投入される。
【００５５】
図１２は、波動式篩機５１を示す断面図である。波動式篩機５１は、可撓性を有する篩体により、５ｍｍ以下の小径物を効果的に選別するものである。この波動式選別機５１は、縦断面が概ね平行四辺形を有する筺体１８１が、支持フレーム１８２上に弾性体１８３を介して支持されている。筺体１８１は、縦断方向の一端から他端に向かって傾斜して支持されており、傾斜方向の上側の上端部に、被処理物の投入口１８４が設けられている。筺体１８１の下側部は、略全面が開口して、篩通過物である小径物を排出する小径物排出口１８６になっている。筺体１８１の傾斜方向の下側の上端部には、篩上に残留した大径物を排出する大径物排出口１８５が設けられている。筺体１８１の上部には、振動を発生する起振機１８８が設けられている。筺体１８１内には、可撓性の篩体１９０が、投入口１８４の下部から小径物排出口１８６の下部に亘って配置されている。篩体１９０は、ウレタンゴム等のエラストマーで形成された網体であり、５ｍｍの目開きを有する。なお、篩体１９０を形成する網体は、エラストマーの繊維を織って形成してもよく、エラストマーの膜に多数の透孔を設けて形成してもよい。この篩体１９０は、筺体１８１内に設置された複数の増幅アーム１９１で支持されている。増幅アーム１９１は、筺体１８１内の横断方向に掛け渡された支持梁１９２に、先端が大径物排出口１８５側を向くように取り付けられている。筺体１８１内には、縦断方向に支持梁が複数個設置されており、この支持梁１９２の各々に、複数の増幅アーム１９１が横断方向に並んで取り付けられている。
【００５６】
波動式篩機５１が作動すると、起振機１８８によって筺体１８１が振動し、この振動が、筺体１８１の内側面に固定された支持梁１９２に伝達される。支持梁１９２の振動が増幅アーム１９１で増幅され、この増幅アーム１９１の先端で支持する篩体１９０に伝達され、篩体１９０が振動して撓みと伸長が繰り返される。この状態で、筺体１８１の投入口１８４から被処理物が投入され、投入された被処理物は、振動して撓みと伸長を繰り返す篩体１９０によって跳躍と落下を繰り返しながら、筺体１８１内を傾斜方向の下側に移動する。被処理物は、跳躍と落下を繰り返しながら篩体１９０上を移動する過程で、５ｍｍ以下の小径物が分離され、篩体１９０の網目や透孔を通過する一方、５ｍｍ以上の小径物が篩体１９０上に残留する。この波動式篩機５１によれば、撓みと伸長を繰り返す篩体１９０により、被処理物に跳躍と落下を繰り返し行わせるので、被処理物が水分を含んでいても、篩体１９０への付着や目詰まりを起こすことなく、透孔に小径物を通過させて選別を行うことができる。篩体１９０を通過した小径物は、筺体１９０の小径物排出口１８６から排出され、第１材料ヤード５２に収集される。第１材料ヤード５２に収集される５ｍｍ以下の小径物は、可燃性樹脂、木質屑及び紙屑等の可燃性材料が主要成分である。篩体１９０上に残留した大径物は、大径物排出口１８５から排出される。波動式篩機５１で分離された大径物は、矢印Ｂで示す破砕・選別ライン２からの軽量物と共に、定量供給機５３に送られる。このように、波動式篩機５１を用いた工程は、第４選別工程に該当する。ここで、波動式篩機５１の篩体１９０の目開きは、５ｍｍ以下３ｍｍ以上の範囲のいずれの大きさでもよい。
【００５７】
定量供給機５３に一時貯留された被処理物は、単位時間当たりに一定量が排出され、コンベヤを介して選別フィーダ５４に供給される。選別フィーダ５４は、被処理物を受け入れるトラフと、トラフから被処理物が投入され、先端を下方に向けて傾斜配置された篩体と、篩体を振動する起振機とを備える。篩体は、互いに平行に配列された複数の棒部材の基端部を、幅方向に延在する固定部材に固定してなる櫛歯部材が、階段状に複数個配置されて形成されている。櫛歯部材の棒部材の相互間は、間隔が３０ｍｍに設定されている。篩体上に投入された被処理物は、篩体の振動によって解され、３０ｍｍ以下の粒径の小径物が、篩部材の櫛歯部材の隙間を透過して落下し、被処理物から除去される。小径物が除去された被処理物が、選別フィーダ５４から光学式選別機５６へ導かれる。選別フィーダ５４で選別された３０ｍｍ以下の小径物は、第２材料ヤード５５へ収集される。第２材料ヤード５５に収集される小径物は、可燃性樹脂、木質屑及び紙屑等の可燃性材料が主要成分である。このように、選別フィーダ５４を用いた工程は、第５選別工程に該当する。
【００５８】
図１３は、光学式選別装置５６を示す模式図である。光学式選別装置５６は、被処理物が載置される搬送コンベヤ２０１と、この搬送コンベヤ２０１の終端部の近傍に配置され、被処理物に電磁波としての近赤外線を照射し、その反射波を受ける光学ユニット２０２と、被処理物に圧縮空気を噴射する噴射部としてのエアガン２０３と、光学ユニット２０２及びエアガン２０３に接続された制御部２０４を備える。エアガン２０３は、圧縮空気を供給するコンプレッサユニット２０５に接続されている。光学ユニット２０２は、搬送コンベヤ２０１上の軽量物に近赤外線を照射する電磁波照射部としての照射部２０６と、軽量物で反射された近赤外線の反射波を受ける反射波検出部としての近赤外線カメラ２０７を有する。照射部２０６は、搬送コンベヤ２０１のベルトの進行方向の前後から近赤外線を照射する一対のランプが、搬送コンベヤ２０１のベルトの幅方向に複数個配列されて形成されている。照射部２０６の各対のランプの間に、直下からの近赤外線を受光するように、近赤外線カメラ２０７のレンズが配置されている。
【００５９】
被処理物が搬送コンベヤ２０１で搬送され、光学ユニット２０２の下方に達すると、光学ユニット２０２の照射部２０６が近赤外線を被処理物に照射し、照射された近赤外線が被処理物で反射してなる反射波を、近赤外線カメラ２０７のレンズが受ける。近赤外線カメラ２０７は、近赤外線の反射波を受け、近赤外線の反射波の波長及び強度を表す情報を制御部２０４に出力する。制御部２０４は、近赤外線カメラ２０７から入力された情報に基づき、個々の被処理物からの反射波の波長及び強度を解析し、スペクトル分布のパターンに基づいて被処理物の材料を判別する。判別された材料が、塩化ビニル等の塩素系樹脂であると、制御部２０４は、この被処理物を除去する。すなわち、塩素系樹脂の被処理物が搬送コンベヤ２０１の終端に達するタイミングで、制御部２０４がエアガン２０３に作動信号Ｓ２を出力してエアガン２０３を作動させ、圧縮空気を塩素系樹脂の被処理物に向けて噴射する。塩素系樹脂の被処理物は、圧縮空気を受けて吹き飛ばされて、搬送コンベヤ２０１の終端から遠い側に設けられた回収室２０８に回収される。塩素系樹脂以外の被処理物は、搬送コンベヤ２０１の終端から下方に落下して、搬送コンベヤ２０１の終端に近い側に設けられた回収室２０９に回収される。光学式選別装置５６で分別された塩素系樹脂は、塩ビ収容器５７に収容され、最終処分される。塩素系樹脂が分別除去された被処理物は、ＲＰＦ材料として、ＲＰＦ材料ヤード５８に収集される。このＲＰＦ材料は、可燃性樹脂、木屑及び紙屑等の可燃性材料が主要成分である。
【００６０】
上記粒径選別・塩ビ除去ライン６で選別され、第１材料ヤード５２及び第２材料ヤード５５に収集された可燃性材料である小径物を材料として、フォーミング抑制材成形ライン７により、フォーミング抑制材を製造する。図１４は、フォーミング抑制材成形ライン７を示す模式図である。フォーミング抑制材成形ライン７は、第１材料ヤード５２及び第２材料ヤード５５の小径物が投入される定量供給機６１と、鉄鋼スラグが投入される定量供給機６２と、不燃性細粒物が投入される定量供給機６３を備える。上記可燃性材料である小径物と、鉄鋼スラグと、不燃性細粒物が、各定量供給機６１，６２，６３によって所定の割合で撹拌機６４に供給され、この撹拌機６４で撹拌される。フォーミング抑制材の材料に用いる鉄鋼スラグは、粒径が１０ｍｍ以下である。また、フォーミング抑制材の材料に用いる不燃性細粒物は、粒径が５ｍｍ以下であり、比重差選別機４３で細粒物として選別されて細粒物ヤード４６に収集された細粒物と、石粉との混合物である。石粉は、花こう岩を用いる。なお、石粉は、花こう岩以外に、せん緑岩、かんらん岩、はんれい岩、はん岩、ひん岩、輝緑岩、粗面岩、流紋岩、安山岩、玄武岩、れき岩、砂岩、けつ岩、粘板岩、凝灰岩、片麻岩、じや紋岩及び結晶片岩のうちの少なくとも１つ、又は、これらの少なくとも１つを花こう岩に組み合わせてもよい。ここで、粒径が１０ｍｍ以下の鉄鋼スラグは、ＪＩＳ  Ｚ  ８８０１−１に準拠する金属製網篩であって、１０ｍｍの目開きの篩を通過するものである。また、粒径が５ｍｍ以下の不燃性細粒物は、ＪＩＳ  Ｚ  ８８０１−１に準拠する金属製網篩であって、５ｍｍの目開きの篩を通過するものである。また、撹拌機６４で撹拌される小径物と、鉄鋼スラグと、不燃性細粒物の割合は、小径物が４０〜６０ｗｔ％、鉄鋼スラグが１０〜２０ｗｔ％、不燃性細粒物が１０〜２０ｗｔ％である。不燃性細粒物のうち、石粉の占める割合は、不燃性細粒物全体の１ｗｔ％〜１００ｗｔ％のいずれでもよい。すなわち、不燃性細粒物として、石粉のみを用いてもよい。撹拌機６４は、ホッパ状の容器と、容器の底面に立設されて回転駆動される撹拌スクリューと、容器の底面に設けられて容器内の材料を搬出するスクリューコンベヤを有する。この撹拌機６４により、第１材料ヤード５２及び第２材料ヤード５５からの可燃性材料である小径物と、鉄鋼スラグと、不燃性細粒物とが混合されて、フォーミング抑制材の材料が作製される。このように、撹拌機６４により、混合工程が行われる。可燃性樹脂を主体とする小径物と、鉄鋼スラグと、不燃性細粒物とが撹拌機６４で撹拌されてなる材料は、定量供給機６５に投入され、この定量供給機６５から抑制材成形機６６に供給され、成形工程が行われる。この抑制材成形機６６は、２軸型のスクリュー式成形機であり、平行に配列された２つのスクリューにより材料の逆流を阻止しつつ混練、圧縮及び成形を行うものである。抑制材成形機６６は、２つのスクリューを収容する処理室と、処理室の端面にスクリューの先端と対向して配置され、押出ノズルとヒータを内蔵した押出面板を備える。この抑制材成形機６６は、供給された材料を２つのスクリューで混練しながら処理室に導き、処理室内で材料���混練及び圧縮する。処理室で混練及び圧縮された材料は、混練及び圧縮により発生する摩擦熱と、押出面板のヒータの熱によって可燃性樹脂が溶解し、この溶解した可燃性樹脂が鉄鋼スラグ及び不燃性細粒物のバインダとなり、押出ノズルから押し出されて棒状に成形される。抑制材成形機６６の押出ノズルから押し出された棒状体は、押出面板に隣接して設置されたカッターで所定長さに切断され、フォーミング抑制材が完成する。抑制材成形機６６で製造されたフォーミング抑制材は、コンベヤで搬送され、第１製品ヤード６７に載置される。このフォーミング抑制材成形ライン７の抑制材成形機６６は、材料の混合、混練、加熱及び押し出し工程を行い、可燃性樹脂の溶融成分をバインダとして、鉄鋼スラグ及び不燃性細粒物を固形化してフォーミング抑制材を製造するものであれば、他の成形機であってもよい。抑制材成形機としては、スクリュー式成形機の他に、リングダイ式成形機を用いることができる。また、第１材料ヤード５２及び第２材料ヤード５５の小径物と、鉄鋼スラグと、不燃性細粒物とを、定量供給機６１，６２，６３で所定量を切り出して撹拌機６４で撹拌して混合したが、可燃性材料である小径物と鉄鋼スラグと不燃性細粒物は、他の方法で軽量及び混合してもよい。例えば、小径物と、鉄鋼スラグと、不燃性細粒物を、吊り秤で計量し、ヤードで重機によって混合してもよい。
【００６１】
図１５は、ＲＰＦ成形ライン８を示す模式図である。このＲＰＦ成形ライン８は、上記粒径選別・塩ビ除去ライン６で選別され、ＲＰＦ材料ヤード５８に収集されたＲＰＦ材料を用いて、ＲＰＦを製造する。粒径選別・塩ビ除去ライン６のＲＰＦ材料ヤード５８に収集されたＲＰＦ材料は、粒径が３０ｍｍを超える可燃性材料が主要成分である。ＲＰＦ材料ヤード５８のＲＰＦ材料は、破砕機７１に投入され、３０ｍｍ以下の粒径に破砕される。破砕機７１で破砕されたＲＰＦ材料は、コンベヤで搬送され、コンベヤから除荷される位置に配置された磁選機７２によって磁性体が除去される。磁選機７２で分別された磁性体は磁性体容器７３に収容され、最終処分される。磁選機７２で磁性体が分別除去されたＲＰＦ材料は、定量供給機７４に投入されて貯留される。定量供給機７４に貯留されたＲＰＦ材料は、所定量が切り出され、ＲＰＦ成形機７５に投入される。このＲＰＦ成形機７５は、２軸型のスクリュー式成形機であり、平行に配列された２つのスクリューにより材料の逆流を阻止しつつ混練、圧縮及び成形を行うものである。ＲＰＦ成形機７５は、２つのスクリューを収容する処理室と、処理室の端面にスクリューの先端と対向して配置され、押出ノズルとヒータを内蔵した押出面板を備える。このＲＰＦ成形機７５は、供給された材料を２つのスクリューで混練しながら処理室に導き、処理室内で材料を混練及び圧縮する。処理室で混練及び圧縮された材料は、混練及び圧縮により発生する摩擦熱と、押出面板のヒータの熱によって可燃性樹脂が溶解し、この溶解した可燃性樹脂が木屑及び紙屑のバインダとなり、押出ノズルから押し出されて棒状に成形される。ＲＰＦ成形機７５の押出ノズルから押し出された棒状体は、押出面板に隣接して設置されたカッターで所定長さに切断され、ＲＰＦが完成する。ＲＰＦ成形機７５で成形されてなるＲＰＦは、水冷式の冷却コンベヤ７６で搬送される過程で冷却され、第２製品ヤード７７に収集される。このＲＰＦ成形ライン８のＲＰＦ成形機７５は、材料の混合、混練、加熱及び押し出し工程を行い、可燃性樹脂の溶融成分をバインダとして、可燃物である木屑や紙屑等を固形化してＲＰＦを製造するものであれば、他の成形機であってもよい。ＲＰＦ成形機としては、スクリュー式成形機の他に、リングダイ式成形機を用いることができる。
【００６２】
表１は、上記実施形態の製造方法により製造されたフォーミング抑制材の実施例の組成を示す表である。
【表１】
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表１において、実施例１は、１００ｗｔ％の建設系廃棄物を投入した例である。実施例２は、１００ｗｔ％の自動車系廃棄物を投入した例である。実施例２は、５０ｗｔ％の建設系廃棄物と、５０ｗｔ％の自動車系廃棄物を投入した例である。いずれの実施例も、可燃性材料を７０ｗｔ％、鉄鋼スラグを２０ｗｔ％、不燃性細粒物を１０ｗｔ％配合した。不燃性細粒物は、花こう岩で形成された石粉が１００％である。表１から分かるように、建設系廃棄物と自動車系廃棄物を異なる割合で投入しても、フォーミング抑制材として有効に機能する１．８２の比重が得られた。
【００６３】
上記実施形態の製造方法では、投入した自動車シュレッダーダストと建設系廃棄物を、粗破砕機１１で１５０ｍｍ以下の寸法に破砕し、揺動選別機１４で重量物１２１と細粒物１２２と軽量物１２３に選別し、粒度調整機２７で５０ｍｍ以下に破砕し、金属除去ライン４により金属を除去し、比重差選別機４３により高比重物、低比重物及び細粒物に選別して低比重物を取り出し、波動式篩機５１により粒径が５ｍｍ以下の小径物を抽出し、選別フィーダ５４により粒径が３０ｍｍ以下の小径物を抽出して可燃性材料を作製したが、４０ｍｍ以下の粒径の可燃性材料が得られるのであれば、各工程における破砕寸法と選別粒径は他の値でもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１  リサイクルプラント
２  破砕・選別ライン
３  手選別ライン
４  金属除去ライン
５  比重差選別ライン
６  粒径選別・塩ビ除去ライン
７  フォーミング抑制材成形ライン
８  ＲＰＦ成形ライン
【要約】
【課題】取り扱いの容易な材料を用いて製造され、成分の安定したフォーミング抑制材と、その製造方法を提供すること。
【解決手段】リサイクルプラント１は、自動車シュレッダーダストと建設系廃棄物が投入される破砕・選別ライン２と、重量物を選別する手選別ライン３と、金属を除去する金属除去ライン４と、比重に応じて被処理物を選別する比重差選別ライン５と、粒径に基づいて被処理物を選別すると共に塩素系樹脂を除去する粒径選別・塩ビ除去ライン６と、小径の可燃性材料に鉄鋼スラグと不燃性細粒物を混合してなる材料を用いてフォーミング抑制材を作製するフォーミング抑制材成形ライン７と、大径の可燃性材料を用いてＲＰＦを作製するＲＰＦ成形ライン８とを備える。
【選択図】図１【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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