(57)【要約】【課題】大量に発生する使用済み自動車等の鉄系粗大廃棄物をシュレッダー処理することなく、即ち、シュレッダーダストを発生させずに鉄源としてリサイクル処理する設備及び方法を提供する。【解決手段】上記課題は、加熱源６，７を有する溶解室２を備えた鉄系粗大廃棄物のリサイクル処理設備１であって、前記溶解室の上部ガス空間と連通する領域に、使用済み自動車からシュレッダー処理を施さずに得られた廃車プレス屑、家電リサイクル屑、スチール家具屑、スチール事務用品屑、他の焼却処理設備にそぐわない鉄系粗大廃棄物若しくは不燃残渣、の群から選択される鉄系粗大廃棄物１６ａを所定のサイズ以下に切断する切断装置２５を備えていることを特徴とするリサイクル処理設備により解決される。【選択図】　　　　　　図２
2004011969.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱源を有する溶解室を備えた鉄系粗大廃棄物のリサイクル処理設備であって、前記溶解室の上部ガス空間と連通する領域に、使用済み自動車からシュレッダー処理を施さずに得られた廃車プレス屑、家電リサイクル屑、スチール家具屑、スチール事務用品屑、他の焼却処理設備にそぐわない鉄系粗大廃棄物若しくは不燃残渣、の群から選択される鉄系粗大廃棄物を所定のサイズ以下に切断する切断装置を備えていることを特徴とする、鉄系粗大廃棄物のリサイクル処理設備。
【請求項２】
前記加熱源はアーク加熱であることを特徴とする請求項１に記載の、鉄系粗大廃棄物のリサイクル処理設備。
【請求項３】
前記切断装置は、純酸素を用いた羽口又はバーナー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、鉄系粗大廃棄物のリサイクル処理設備。
【請求項４】
前記切断装置は、純酸素を用いた羽口を中心孔とし、その周囲に、支燃性ガスを吹き込みむための複数の羽口又は同心円状スリット羽口を配した構造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、鉄系粗大廃棄物のリサイクル処理設備。
【請求項５】
更に、前記溶解室に直結し、溶解室で発生する排ガスにより鉄系粗大廃棄物を予熱する予熱室を備えてい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つに記載の、鉄系粗大廃棄物のリサイクル処理設備。
【請求項６】
請求項１ないし請求項４の何れか１つに記載の、鉄系粗大廃棄物のリサイクル処理設備を用い、使用済み自動車からシュレッダー処理を施さずに得られた廃車プレス屑、家電リサイクル屑、スチール家具屑、スチール事務用品屑、他の焼却処理設備にそぐわない鉄系粗大廃棄物若しくは不燃残渣、の群から選択された１種又は２種以上の鉄系粗大廃棄物を、少なくともその長径が溶解室内径の１／２以下となるように切断した後に、溶解室内で鉄鋼製品の鉄源として溶解することを特徴とする、鉄系粗大廃棄物のリサイクル処理方法。
【請求項７】
請求項５に記載の、鉄系粗大廃棄物のリサイクル処理設備を用い、使用済み自動車からシュレッダー処理を施さずに得られた廃車プレス屑、家電リサイクル屑、スチール家具屑、スチール事務用品屑、他の焼却処理設備にそぐわない鉄系粗大廃棄物若しくは不燃残渣、の群から選択された１種又は２種以上の鉄系粗大廃棄物を、少なくともその長径が予熱室内径の１／２以下となるように切断した後に、溶解室内で鉄鋼製品の鉄源として溶解することを特徴とする、鉄系粗大廃棄物のリサイクル処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、使用済み自動車からシュレッダー処理を施さずに得られた廃車プレス屑、家電リサイクル屑、スチール家具屑、スチール事務用品屑等の鉄系粗大廃棄物のリサイクル処理設備及びリサイクル処理方法に関するもので、詳しくは、鉄系粗大廃棄物をシュレッダー処理することなく鉄源としてリサイクルするためのリサイクル処理設備及びリサイクル処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、鉄系粗大廃棄物は有価部品、例えば使用済み自動車の場合にはバッテリー、エンジン、タイヤ等の有価部品が取り外された後にプレスされ、プレス後にシュレッダー処理され、鉄源として再利用されている。このシュレッダー処理時にプラスチック、ゴム、鉄、アルミニウム、銅等々が混在したシュレッダーダストが発生する。約１トンの使用済み自動車１台のシュレッダー処理で約２００ｋｇのシュレッダーダストが発生し、日本で年間およそ８０万トンのシュレッダーダストが使用済み自動車から発生している。このシュレッダーダストは、埋め立て処分されるか廃棄物焼却炉にて燃焼・溶融処理される。
【０００３】
埋め立て処分は処分地が限られることから、高額の処分費用が必要となり、又、焼却炉による燃焼処理では、シュレッダーダスト中の灰分及び金属分が残留し、この処分が問題になる。更に、シュレッダーダストをガス化すると同時に不燃分を直接溶融する方法では、鉄及び銅を主成分とする溶融金属が生成し、これは凝固後にカウンターウェイトとしての利用があるが、使用量に限度があり、この地金の処分が問題となる。
【０００４】
一方、使用済み自動車（以下「廃車」とも記す）をシュレッダー処理せずに、使用済み自動車のプレス屑（以下「廃車プレス屑」と呼ぶ）を転炉に代表される製鋼溶解炉で直接溶解する方法が、特開平１０−３３０８２１号公報に提案されている。この方法によれば、シュレッダーダストは発生せず、又、プラスチックやゴム等は溶解時の熱源にもなり、効率良く廃車プレス屑を溶解することができる。しかしながら、この方法では溶解可能な廃車プレス屑量に限界がある。即ち、同号公報によれば、２５０トン転炉への装入可能な廃車プレス屑は、鋼成分の関係からは１ヒート当たり１５トン（廃車：約１０台分）まで可能としているが、転炉へのスクラップ装入方法や装入時の発煙等の問題から、現実には１ヒート当たり廃車４台分程度が限界である。
【０００５】
又、廃車プレス屑をアーク溶解設備（電気炉）へ直接装入する方法も当然考えられるが、廃車プレス屑は、サイズ（約０．８ｍ×０．８ｍ×１．３ｍ）が大きい上に見掛け密度が小さいため、通常のアーク溶解設備では廃車プレス屑の装入のたびに溶解室の上蓋を開閉しなければならず、アーク溶解設備の生産性及び環境対策の観点から、アーク溶解設備への装入にも自ずと限界がある。
【０００６】
更に、廃車プレス屑をアーク溶解設備へ直接装入する場合には、廃車プレス屑のサイズが大きいため、廃車プレス屑に混入されるプラスチック分が十分に分解・揮発し難く、溶融鉄浴中へ浸漬したときの爆発的なガス化反応が懸念されることや、これに伴って、後工程の排ガス処理設備或いは排ガス燃焼設備における安全操業が阻害されることが懸念されるため、廃車プレス屑の配合比率を高くすることは実際には不可能であった。
【０００７】
廃車プレス屑以外の鉄系粗大廃棄物に関しても、サイズが廃車プレス屑と同等であるものやプラスチック等の高温でガス化する物質を含むものについては、鉄源として溶解する場合には廃車プレス屑と同様の状況であった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
鉄系粗大廃棄物の中で、発生量が最大の使用済み自動車の数だけでも日本国内で年間約５００万台にもなり、上述したように、従来技術のままではこのように大量に発生する使用済み自動車等の鉄系粗大廃棄物をシュレッダー処理せずに、代表的な製鋼溶解設備である転炉又はアーク溶解設備でリサイクルすることは到底不可能である。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、その目的とするところは、大量に発生する使用済み自動車等の鉄系粗大廃棄物をシュレッダー処理することなく、即ち、シュレッダーダストを発生させずに鉄源としてリサイクル処理する設備及び方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記課題を解決する手段として、先に特願２００１−８４３５７を提案した。提案したリサイクル処理方法は、加熱源を有する溶解室と、この溶解室に直結し、溶解室で発生する排ガスにより予熱するシャフト型の予熱室とを有する溶解設備を用いて、使用済み自動車からシュレッダー処理を施さずに得られた廃車プレス屑を溶解する際に、未溶解の廃車プレス屑が溶解室内と予熱室内とに連続して存在する状態を保つように予熱室へ廃車プレス屑を連続的又は断続的に供給しながら溶解室内の廃車プレス屑を前記加熱源にて溶解し、溶解室内に所定量の溶湯が生成した時点で出湯することを特徴とするものである。
【００１１】
しかしながら、その後の検討結果から提案したリサイクル処理方法にも、以下のような問題点があることが分かった。即ち、一般の鉄スクラップと併用して溶解する場合に、廃車プレス屑の配合比率を増やしていくと、廃車プレス屑のサイズによっては予熱室内で棚吊り現象が起こり、安定して廃車プレス屑が下方へ降下していかない場合が発生する。この問題を解決するために、プレス成形時の圧縮力を高め、廃車プレス屑のサイズを小さくして配合比率を上げようとすると、今度は廃車プレス屑の見掛け密度が上がってしまい、廃車プレス屑自体が溶けにくくなり、そのため、溶解に時間を費やすと云う現象が発生する。
【００１２】
又、廃車プレス屑の配合比率が高いと、廃車プレス屑中のプラスチック、ゴム等の可燃部材（１台から４０００ｋｃａｌ／ｋｇ×約２００ｋｇ／１台）から大量の排ガスが発生し、排ガス吸引設備はもとより、排ガスの二次燃焼設備及び冷却設備の大型化が不可欠になると云う問題が発生する。
【００１３】
更に、廃車プレス屑のサイズが大きいと、一定の配合比率及び装入間隔で予熱室に装入する際、一度に入れることが可能な廃車プレス屑の個数が限られ、この点からも廃車プレス屑のサイズの上限を設定する必要があることが分かった。
【００１４】
これらの問題を解決するために、廃車プレス屑のサイズ、廃車プレス屑の配合比率、及び、廃車からの可燃部材の除去率を種々変更した試験を実施し、その影響を調査した。尚、廃車プレス屑のサイズは、廃車プレス屑の形状が直方体状であるので、その三辺の長さの和（Ｌ）で評価した。又、廃車プレス屑は一般の市中スクラップと併用して溶解した。
【００１５】
その結果、廃車プレス屑のサイズを変更した試験から、廃車プレス屑自体を迅速に溶解するためには、廃車プレス屑の三辺の長さの和（Ｌ）は１２００ｍｍ以上必要であるとの知見が得られた。三辺の長さの和（Ｌ）が１２００ｍｍ未満の場合には、プレス成形時の圧縮力を高める必要があるため、廃車プレス屑の見掛け密度が大きくなり、溶解速度が極端に低下することが確認できた。但し、この条件は見掛け密度に規定されるものであり、三辺の長さの和（Ｌ）が１２００ｍｍ以上となる条件でプレスした廃車プレス屑を切断した場合には、廃車プレス屑自体の溶解速度を遅くすることはない。
【００１６】
又、廃車からの可燃部材の除去率（Ｘ）を変更すると共に、廃車プレス屑の配合比率（Ｒ）を変更して排ガスの発生量について調査した結果から、廃車プレス屑の配合比率（Ｒ）は、可燃部材の除去率（Ｘ）に対して下記の（１）式を満足する必要があるとの知見が得られた。廃車プレス屑の配合比率が下記の（１）式を満足しない場合には、廃車プレス屑からのガス発生量が多く、通常の電気炉の排ガス処理系では対応できなくなり、設備費の大幅な上昇につながることが確認できた。ここで、除去率（Ｘ）は、プレス前の廃車からプラスチック、ゴム等の可燃部材を除去した質量を、廃車に装着されていた可燃部材の質量に対して百分率で表示した値である。尚、（１）式におけるＲは廃車プレス屑の配合比率（ｍａｓｓ％）、Ｘは廃車からの可燃部材の除去率（ｍａｓｓ％）である。
【００１７】
【数１】
2004011969.tif 000003
【００１８】
又、廃車プレス屑のサイズを変更すると共に、廃車プレス屑の配合比率（Ｒ）を変更して予熱室内での廃車プレス屑の降下性について調査した試験から、廃車プレス屑の配合比率（Ｒ）は、廃車プレス屑の三辺の長さの和（Ｌ）に対して下記の（２）式を満足する必要があるとの知見が得られた。廃車プレス屑の配合比率が下記の（２）式を満足しない場合には、予熱室内での棚吊りが発生することが確認できた。尚、（２）式におけるＲは廃車プレス屑の配合比率（ｍａｓｓ％）、Ｌは廃車プレス屑の三辺の長さの和（ｍｍ）である。
【００１９】
【数２】
2004011969.tif 000004
【００２０】
（１）式及び（２）式により得られる廃車プレス屑の三辺の長さの和（Ｌ）及び除去率（Ｘ）と、配合比率（Ｒ）との関係を図１に示す。図１に示すように、除去率（Ｘ）が５０ｍａｓｓ％であっても廃車プレス屑を切断しない場合には、和（Ｌ）が１２００ｍｍ以上必要である条件に規定され、配合比率（Ｒ）の上限は５０ｍａｓｓ％となり、それ以上配合することはできないが、廃車プレス屑を三辺の長さの和（Ｌ）が９００ｍｍ以下になるように切断することにより、配合比率（Ｒ）を除去率（Ｘ）で規定される配合比率である６０ｍａｓｓ％まで増加させることができる。即ち、廃車プレス屑を溶解する場合には、配合比率（Ｒ）と可燃部材の除去率（Ｘ）とを考慮した最適なサイズ範囲に廃車プレス屑のサイズを調整する必要があり、この調整のためには廃車プレス屑を切断する必要が生じることが分かった。
【００２１】
但し、廃車プレス屑を溶解室若しくは予熱室への装入前に予め所定のサイズ以下に切断する場合に、バーナー式切断機で切断した際には、廃車プレス屑に含まれるプラスチックが燃焼し、大量の煙の発生のみならず、排ガス中の有害物質を除去するために排ガス集塵設備を別途必要とし、一方、機械式切断機で切断した際には、大量の切断屑が発生し、これを溶解室若しくは予熱室へ装入するための新たな設備が必要になると云った問題点が発生する。従って、廃車プレス屑を切断する場合には、これらの問題点を解決する必要があることが分かった。
【００２２】
本発明は、上記の検討結果からなされたもので、第１の発明による鉄系粗大廃棄物のリサイクル処理設備は、加熱源を有する溶解室を備えた鉄系粗大廃棄物のリサイクル処理設備であって、前記溶解室の上部ガス空間と連通する領域に、使用済み自動車からシュレッダー処理を施さずに得られた廃車プレス屑、家電リサイクル屑、スチール家具屑、スチール事務用品屑、他の焼却処理設備にそぐわない鉄系粗大廃棄物若しくは不燃残渣、の群から選択される鉄系粗大廃棄物を所定のサイズ以下に切断する切断装置を備えていることを特徴とするものである。
【００２３】
第２の発明による鉄系粗大廃棄物のリサイクル処理設備は、第１の発明において、前記加熱源はアーク加熱であることを特徴とするものである。
【００２４】
第３の発明による鉄系粗大廃棄物のリサイクル処理設備は、第１の発明又は第２の発明において、前記切断装置は、純酸素を用いた羽口又はバーナーであることを特徴とするものである。
【００２５】
第４の発明による鉄系粗大廃棄物のリサイクル処理設備は、第１の発明又は第２の発明において、前記切断装置は、純酸素を用いた羽口を中心孔とし、その周囲に、支燃性ガスを吹き込みむための複数の羽口又は同心円状スリット羽口を配した構造であることを特徴とするものである。
【００２６】
第５の発明による鉄系粗大廃棄物のリサイクル処理設備は、第１の発明ないし第４の発明の何れかに記載の鉄系粗大廃棄物のリサイクル処理設備おいて、更に、前記溶解室に直結し、溶解室で発生する排ガスにより鉄系粗大廃棄物を予熱する予熱室を備えていることを特徴とするものである。
【００２７】
第６の発明による鉄系粗大廃棄物のリサイクル処理方法は、第１の発明ないし第４の発明の何れか１つに記載の、鉄系粗大廃棄物のリサイクル処理設備を用い、使用済み自動車からシュレッダー処理を施さずに得られた廃車プレス屑、家電リサイクル屑、スチール家具屑、スチール事務用品屑、他の焼却処理設備にそぐわない鉄系粗大廃棄物若しくは不燃残渣、の群から選択された１種又は２種以上の鉄系粗大廃棄物を、少なくともその長径が溶解室内径の１／２以下となるように切断した後に、溶解室内で鉄鋼製品の鉄源として溶解することを特徴とするものである。
【００２８】
第７の発明による鉄系粗大廃棄物のリサイクル処理方法は、第５の発明に記載の、鉄系粗大廃棄物のリサイクル処理設備を用い、使用済み自動車からシュレッダー処理を施さずに得られた廃車プレス屑、家電リサイクル屑、スチール家具屑、スチール事務用品屑、他の焼却処理設備にそぐわない鉄系粗大廃棄物若しくは不燃残渣、の群から選択された１種又は２種以上の鉄系粗大廃棄物を、少なくともその長径が予熱室内径の１／２以下となるように切断した後に、溶解室内で鉄鋼製品の鉄源として溶解することを特徴とするものである。
【００２９】
第１の発明によれば、溶解室と連通した空間において廃車プレス屑等の鉄系粗大廃棄物の切断装置を備えているので、鉄系粗大廃棄物を所定のサイズに切断・調整することができ、鉄系粗大廃棄物の配合比率の拡大、予熱室内及び溶解室内での棚吊り防止、鉄系粗大廃棄物自体の溶解遅れの防止、切断した鉄系粗大廃棄物の溶解室又は予熱室への装入に伴う問題点の解消、更に、ガス切断時に生じる排ガス処理の問題点の解消等が達成され、安定して廃車プレス屑等の鉄系粗大廃棄物を鉄源としてリサイクル溶解することができる。
【００３０】
第２の発明によれば、加熱源としてアーク加熱を用いているので、加熱量及び加熱速度の制御が容易となり、廃車プレス屑等の鉄系粗大廃棄物を迅速且つ安定して溶解することができる。
【００３１】
第３の発明によれば、切断装置が純酸素を用いた羽口又はバーナーであるので、機械式剪断機構を有する通常の切断機を使用した場合の刃の損耗とその交換、並びに切断機能低下の監視等を必要とせず、溶解操業を長期間安定して効率的に行うことができる。更に、バーナーにより加熱された部分を純酸素で切断していくので、効率良く切断することができると共に、鉄系粗大廃棄物に含まれるプラスチック分を加熱して揮発・熱分解・燃焼させることができるので、鉄系粗大廃棄物の予熱にも効果的であるのみならず、プラスチック分の揮発が促進されるので、鉄系粗大廃棄物が鉄浴に浸漬した際の、プラスチックからの急激なガス発生やプラスチックの分解吸熱を避けることができる。
【００３２】
第４の発明によれば、切断装置が純酸素を用いた羽口を中心として、その周囲に支燃性ガス吹き込み羽口を配しているので、第３の発明によるバーナー燃焼を省略することができる。尚、支燃性ガス吹き込み羽口から、純酸素、酸素富化空気、空気等を吹き込み、溶解室で発生する可燃性ガスを巻き込み燃焼させることにより、第３の発明によるバーナー燃焼分を省略することができる。
【００３３】
第５の発明によれば、溶解室で発生する排ガスによって鉄系粗大廃棄物を予熱する予熱室を備えているので、溶解時の所要電力を削減することができ、設備の生産性を高めることができる。
【００３４】
第６の発明及び第７の発明では、少なくとも鉄系粗大廃棄物の長径が溶解室内径の１／２以下又は予熱室内径の１／２以下となるように鉄系粗大廃棄物を切断した後に溶解室内で溶解するので、鉄系粗大廃棄物の配合比率の拡大や予熱室での棚吊りを防止するのみならず、切断後の鉄系粗大廃棄物の比表面積が切断前に比べて大幅に拡大し、排ガスによる予熱が促進されると同時にプラスチック分の揮発が促進される。
【００３５】
尚、本発明において、廃車プレス屑とは、バッテリー、エンジン、タイヤ等の有価部品やバンパー等のプラスチックの一部、及び、ハーネス、モーター等の銅を含む部品の一部が取り除かれた使用済み自動車をプレスしたものやプレス後に切断したものである。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。先ず、第１の実施の形態について、図２及び図３に基づき説明する。図２は、本発明の実施の形態の例を示す図であり、本発明によるアーク溶解設備の縦断面概略図、図３は、図２に示すアーク溶解設備の概略平面図である。
【００３７】
図２及び図３において、内部を耐火物で構成され、底部に底部電極６を備えた溶解室２の上部には、シャフト型の予熱室３と水冷構造の側壁４とが配置され、側壁４の上部開口部は開閉自在な水冷構造の上蓋５で覆われている。この上蓋５を貫通して、溶解室２内へ上下移動可能な黒鉛製の上部電極７が設けられている。底部電極６と上部電極７とは直流電源（図示せず）に連結し、底部電極６と上部電極７との間で、加熱源となるアーク１９を発生させる。
【００３８】
予熱室３の上部側には、使用済み自動車からシュレッダー処理を施さずに得られた廃車プレス屑、家電リサイクル屑、スチール家具屑、スチール事務用品屑、他の焼却処理設備にそぐわない鉄系粗大廃棄物若しくは不燃残渣、の群から選択される鉄系粗大廃棄物１６ａを切断し、切断した鉄系粗大廃棄物１６ａを溶解原料１６として予熱室３内に供給するための粗大原料装入部１１が設置されている。この粗大原料装入部１１には、鉄系粗大廃棄物１６ａを切断するための切断装置として酸素バーナー２５が設置されると共に、鉄系粗大廃棄物１６ａを搬送するためのコンベア等の適宜の搬送手段（図示せず）が設置されており、粗大原料装入部１１の入口側に設置された開閉蓋２７及び開閉蓋２７ａを交互に開閉させ、コンベア、リフター、ホイスト等の適宜の供給手段により粗大原料装入部１１内に装入された鉄系粗大廃棄物１６ａは、粗大原料装入部１１内をコンベア等の適宜の搬送手段によって搬送され、酸素バーナー２５で切断されて予熱室３内に装入されるようになっている。
【００３９】
又、予熱室３の上方には、一般の市中スクラップ１６ｂを溶解原料１６として供給するための底開き型の供給用バケット１５が走行台車２４に吊り下げられて設けられており、この供給用バケット１５により、予熱室３の上部に設けられた開閉蓋２０及び開閉蓋２０ａを開閉させて、市中スクラップ１６ｂが予熱室３内に装入される。市中スクラップ１６ｂの装入の際に、開閉蓋２０及び開閉蓋２０ａを交互に開閉させること、即ち、どちらか一方の開閉蓋２０、２０ａを閉鎖しておくことで、溶解室２で発生する排ガスの漏洩を防止することができる。
【００４０】
溶解用原料１６としては、前述したように、使用済み自動車からシュレッダー処理を施さずに得られた廃車プレス屑、家電リサイクル屑、スチール家具屑、スチール事務用品屑、他の焼却処理設備にそぐわない鉄系粗大廃棄物若しくは不燃残渣、の群から選択される１種若しくは２種以上の鉄系粗大廃棄物１６ａと一般の市中スクラップ１６ｂとを或る割合で配合して用いることとする。但し、これら以外に冷銑や直接還元鉄等の他の冷鉄源を市中スクラップ１６ｂの替わりに併用しても良い。又、粗大原料装入部１１内へ供給する鉄系粗大廃棄物１６ａは、その三辺の長さの和（Ｌ）が１２００ｍｍ〜２７００ｍｍのものを使用することが好ましい。又、用いる鉄系粗大廃棄物１６ａは全てシュレッダー処理が施されていないものである。図２は鉄系粗大廃棄物１６ａとして廃車プレス屑を用いた場合を示している。尚、他の焼却処理設備にそぐわない鉄系粗大廃棄物や不燃残渣とは、従来の廃棄物焼却炉や廃棄物溶融炉ではそのサイズや質量が大き過ぎて処理できない鉄系粗大廃棄物や不燃残渣と云う意味である。
【００４１】
自動車には導電材料として多量の銅製部材が配置されており、この銅製部材が溶解後の溶湯１７の銅濃度を上昇させる主原因であるので、使用済み自動車から予め銅製部材を取り除き、その後に屑化しても良い。その際に、自動車を構成する銅製部材の内の８０ｍａｓｓ％以上を予め取り除くことで、生成される溶湯１７の銅濃度を０．３５ｍａｓｓ％以下に抑えることができ、高炉溶銑と配合しなくても銅濃度規格が０．３５ｍａｓｓ％程度以下の鉄鋼製品の鉄源として使用することができる。
【００４２】
予熱室３の上部には集塵機（図示せず）に連結するダクト２１が設けられており、溶解室２で発生する高温の排ガスは、予熱室３及びダクト２１を経由して排出される。その際、予熱室３を通過する排ガスにより、予熱室３内に装入された溶解原料１６は予熱される。
【００４３】
予熱室３の下部にはプッシャー１２が設置されている。プッシャー１２は予熱室３内を出入りし、予熱室３内に充填される溶解原料１６を溶解室２内に押し込んで供給する。プッシャー１２の予熱室３内への出入りを頻繁に行えば、多量の溶解原料１６が溶解室２へ供給され、又、プッシャー１２を停止すれば、溶解原料１６は溶解室２内で溶解される溶解原料１６の量に見合って、溶解室２内に自由落下し、溶解室２へ装入される。但し、この場合には、溶解原料１６の溶解室２への供給量は安定せず、又、予熱室３内で棚吊り状態となって供給が停滞することも発生する。
【００４４】
上蓋５を貫通して、溶解室２内を上下移動可能な酸素吹き込みランス８と炭材吹き込みランス９とが設けられ、酸素吹き込みランス８からは酸素が溶解室２内に吹き込まれ、そして、炭材吹き込みランス９からは空気や窒素等を搬送用ガスとしてコークス、チャー、石炭、木炭、黒鉛等の等の炭材が溶解室２内に吹き込まれる。
【００４５】
溶解室２の予熱室３が直結されている側とは異なる部分に設けられた突出部２ａには、その底部に、扉２２で出口側を押さえ付けられて内部に詰め砂又はマッド剤が充填された出湯口１３と、その側壁に、扉２３で出口側を押さえ付けられて内部に詰め砂又はマッド剤が充填された出滓口１４とが設けられている。そして、出湯口１３の鉛直上方に対応する部位の上蓋５には、バーナー１０が取り付けられている。バーナー１０は、重油、灯油、微粉炭、プロパンガス、天然ガス等の化石燃料を、空気又は酸素若しくは酸素富化空気により溶解室２内で燃焼させる。尚、溶解室２は傾動装置（図示せず）により出湯口１３側に傾動するようになっている。このようにして直流式アーク溶解設備１が構成されている。
【００４６】
このような構成の直流式アーク溶解設備１において鉄系粗大廃棄物１６ａを溶解原料１６としてリサイクル処理するに際しては、先ず、溶解室２を水平状態とし、粗大原料装入部１１から鉄系粗大廃棄物１６ａを予熱室３内に装入すると共に、供給用バケット１５から予熱室３内に市中スクラップ１６ｂを装入する。予熱室３内に装入された溶解原料１６は、予熱室３を経由して溶解室２内にも装入され、やがて予熱室３内を充填する。尚、溶解室２内へ溶解原料１６を均一に装入するために、上蓋５を開けて予熱室３と反対側の溶解室２内に溶解原料１６を装入しても良い。又、前述したように、通常の鉄スクラップや冷銑及び直接還元鉄等の他の冷鉄源を同時に予熱室３や溶解室２へ溶解原料１６として装入しても良い。
【００４７】
この際に、鉄系粗大廃棄物１６ａの配合比率を前述の（１）式及び（２）式に基づき設定することが好ましい。この場合、可燃部材の除去率（Ｘ）は鉄系粗大廃棄物１６ａのプレス成形前に予め分かっており、又、鉄系粗大廃棄物１６ａの三辺の和（Ｌ）は酸素バーナー２５による切断後の値を用いることとする。前述したように、鉄系粗大廃棄物１６ａを細かく切断した方が棚吊り防止や鉄系粗大廃棄物１６ａ自体の溶解遅れの防止には効果的であるが、予熱室３における棚吊りを防止すると云う観点から、少なくともその長径が予熱室３の内径の１／２以下となるように切断することが好ましい。
【００４８】
次いで、底部電極６と上部電極７との間に直流電流を給電しつつ上部電極７を昇降させ、底部電極６と上部電極７との間、又は、装入された溶解原料１６と上部電極７との間でアーク１９を発生させる。そして、発生するアーク熱により溶解原料１６を溶解して溶湯１７を生成させる。溶湯１７の生成に伴い、生石灰、蛍石等のフラックスを溶解室２内に装入して溶融スラグ１８を溶湯１７上に形成させ、溶湯１７の酸化を防止すると共に溶湯１７の保温を図る。溶融スラグ１８の量が多すぎる場合には、溶解中でも出滓口１４から排滓することができる。
【００４９】
溶湯１７の生成に伴って溶解室２内の溶解原料１６は減少するので、溶解室２内に溶湯１７が生成する頃からプッシャー１２の運転を開始する。プッシャー１２は数分間隔、例えば３分間に１回、予熱室３内を１０秒程度で往復するように運転すれば良い。プッシャー１２により予熱室３内に充填する溶解原料１６は強制的に押し込まれ、溶湯１７側に供給される。
【００５０】
又、予熱室３内の溶解原料１６は、溶湯１７の生成に伴って減少するので、この減少分を補うために、粗大原料装入部１１から鉄系粗大廃棄物１６ａを装入すると共に、供給用バケット１５から市中スクラップ１６ｂを装入する。これらの溶解原料１６の予熱室３内への装入は、溶解原料１６が予熱室３と溶解室２とに連続して存在する状態を保つように、連続的又は断続的に行う。この場合、（１）式及び（２）式の関係を満足するように、鉄系粗大廃棄物１６ａを切断することが好ましい。
【００５１】
溶湯１７の生成する頃から、酸素吹き込みランス８から酸素を、又、炭材吹き込みランス９から炭材を、溶解室２内の溶湯１７又は溶融スラグ１８中に吹き込むことが好ましい。吹き込まれて溶湯１７中に溶解した炭材又は溶融スラグ１８中に懸濁した炭材は、吹き込まれる酸素と反応して燃焼熱を発生し、補助熱源として作用して電力使用量を節約する。同時に、反応生成物のＣＯガスが溶融スラグ１８をフォーミングさせ、アーク１９が溶融スラグ１８に包まれた、所謂スラグフォーミング操業となるので、アーク１９の着熱効率が上昇する。
【００５２】
又、酸素及び炭材の吹き込みに伴い、大量に発生する高温のＣＯガスと、このＣＯガスが燃焼して生成するＣＯ２ガスは、予熱室３を通りダクト２１を経由して排出される。この排ガスによって予熱室３内の溶解原料１６は効率良く予熱される。この炭材の吹き込み量は、酸素吹き込み量に対応して決める。即ち、少なくとも吹き込まれる酸素の化学当量に等しい程度の炭材を吹き込むこととする。炭材吹き込み量が酸素吹き込み量に比べて化学当量的に少ないと、溶湯１７が過剰に酸化するので好ましくない。
【００５３】
溶解原料１６の溶解が進行して所定量、例えば１ヒート分の溶湯１７が溶解室２内に溜まったなら、溶解室２を出湯口１３側に傾動させつつ、出湯口１３を塞いでいた扉２２を開き、出湯口１３から１ヒート分の溶湯１７を溶湯保持容器（図示せず）へ出湯する。出湯に際しては、溶湯１７の凝固による出湯口１３の閉塞を防止するために、バーナー１０で溶湯１７を加熱しても良い。尚、本発明における所定量の溶湯量とは、例えば１ヒート分の溶湯量や、出湯後に溶解室２内に溶湯１７を残留させる場合には、１ヒート分の溶湯量と溶解室２内の残留溶湯量とを合わせた量であり、操業状況により適宜決定される溶湯量である。
【００５４】
溶湯１７の銅濃度が高く、溶湯１７を高炉溶銑と混合して転炉等の精錬炉で精錬する必要がある場合には、溶湯１７の炭素濃度は高いほど次工程の転炉精錬が容易となるので、溶湯１７の炭素濃度を高めて、溶湯１７を溶銑として出湯することが好ましい。溶湯１７の炭素濃度は、炭材吹き込みランス９からの炭材吹き込み量を制御することにより任意の値に調整することができる。又、この場合には、出湯前、必要に応じて炭素濃度の調整を行っても良い。そして、出湯後、高炉溶銑と混合して転炉等の精錬炉で精錬し、所定の成分の溶鋼に溶製し、その後、連続鋳造機等により鋳造する。この場合、精錬炉での精錬後の溶鋼成分が鉄鋼製品の銅濃度の規格に適合するように溶湯１７の配合量を調整する。
【００５５】
尚、転炉等の精錬炉で精錬する際に、溶湯１７のまま精錬炉に装入しても、又、溶湯１７を一旦凝固させてから精錬炉に装入しても、どちらでも良い。又、溶湯１７のまま装入する場合に、高炉溶銑と混合してから精錬炉に装入しても、個別に装入して精錬炉内で混合しても、どちらでも良い。
【００５６】
一方、使用済み自動車中の銅製部材が取り除かれた場合や市中スクラップ１６ｂ等が大量に配合された場合には、生成する溶湯１７中の銅濃度は低くなり、高炉溶銑との混合が不要になる。このように溶湯１７を高炉溶銑と混合する必要がない場合には、溶湯１７の炭素濃度等の化学成分を出湯前に目的とする鉄鋼製品の規格範囲に調整するか、又は、出湯後に取鍋精錬炉等で精錬することが可能であれば規格範囲近傍に調整して出湯し、取鍋精錬炉等で鉄鋼製品の規格範囲に調整して連続鋳造機等により鋳造する。
【００５７】
溶湯１７を出湯し、更に必要に応じて溶融スラグ１８を排滓した後、溶解室２を水平に戻し、出湯口１３及び出滓口１４内に詰め砂又はマッド材を充填した後、次回ヒートの溶解を開始する。
【００５８】
出湯時、予熱室３及び溶解室２内に未溶解の溶解原料１６が連続して存在する状態を保つようにしても良く、又、予熱室３及び溶解室２内の溶解原料１６を全て溶解してから出湯しても良い。予熱室３及び溶解室２内に溶解原料１６を残留させた場合には、２ヒート目以降に溶解する溶解原料１６を全て予熱することが可能となり、電力使用量を削減することができ、一方、溶解原料１６を出湯毎に全て溶解する場合には、出湯時の溶湯１７の温度を任意に調整することができるので、溶湯温度低下に起因する出湯時のトラブル（出湯口１３の閉塞等）を防止することができる。
【００５９】
出湯時に、予熱室３及び溶解室２内に未溶解の溶解原料１６が連続して存在する状態を保つようにした場合には、溶湯１７中に溶解原料１６が埋没して共存しているので、溶湯温度は凝固温度近傍になり、十分な過熱度を得ることが困難である。そこで、出湯時の溶湯温度を上昇させる場合には、所定量、例えば１ヒート分の溶湯１７が溶解室２内に溜まったら、プッシャー１２の運転を停止し、溶解原料１６の溶解室２への供給を減少させた状態で、アーク加熱又はアーク加熱とバーナー１０との併用により加熱するか、又は、プッシャー１２の停止後に溶解室２を出湯口１３側に傾動した状態で、アーク加熱又はアーク加熱とバーナー１０との併用により加熱することが好ましい。このようにすることで、溶湯１７中に埋没する溶解原料１６が減少し、溶湯１７と溶解原料１６との接触面積が低減し、溶湯１７の温度上昇に寄与する加熱エネルギー分が増加するので、大きな過熱度を持った溶湯１７を得ることができる。
【００６０】
このようにして廃車プレス屑等の鉄系粗大廃棄物１６ａを溶解することで、使用済み自動車や使用済み家電機器等をシュレッダー処理することなしに溶解すること、即ち、シュレッダーダストを発生させずに鉄系粗大廃棄物１６ａを鉄鋼製品の鉄源としてリサイクルすることができる。又、鉄系粗大廃棄物１６ａは直接溶湯１７中に装入されず、予熱室３内に充填する未溶解の溶解原料１６の上に上置きされ、予熱室３内で予熱された後に溶湯１７中に供給されるので、鉄系粗大廃棄物１６ａに含まれる可燃物の揮発及び燃焼が予熱中に徐徐に進行し、溶湯１７中に浸漬した際の急激な燃焼及び発煙を防止することができる。更に、鉄系粗大廃棄物１６ａのサイズと配合比率とを適切に設定した場合には、鉄系粗大廃棄物１６ａの配合比率の拡大のみならず、予熱室３内での棚吊りの問題点、鉄系粗大廃棄物１６ａの溶解遅れの問題点、排ガス処理設備の能力増強の問題点、予熱室３への切断屑装入の問題点が全て解消され、安定して鉄系粗大廃棄物１６ａを溶解することができる。
【００６１】
次いで、第２の実施の形態について、図４に基づき説明する。図４は、本発明の他の実施の形態の例を示す図であり、本発明によるアーク溶解設備の縦断面概略図である。
【００６２】
この直流式アーク溶解設備１Ａは、溶解室２に直結されたシャフト型の原料装入室２６を備えており、溶解室２で発生する排ガスを排出するためのダクト２１は側壁４に設置されている。そして、原料装入室２６には、鉄系粗大廃棄物１６ａを切断し、切断した鉄系粗大廃棄物１６ａを溶解原料１６として溶解室２内に供給するための粗大原料装入部１１が設置されている。
【００６３】
即ち、原料装入室２６は溶解原料１６を溶解室２に装入するための装置であって、排ガスによって溶解原料１６を積極的に予熱するようにはなっていない。そのため、原料装入室２６は、図２に示す直流式アーク溶解設備１に設置されていた予熱室３に較べて高さが低く、原料装入室２６内に存在する溶解原料１６も極めて少なく、溶解原料１６は自由落下により円滑に溶解室２内に供給されるので、前述の直流式アーク溶解設備１に設置されていたプッシャー１２は設置されていない。但し、プッシャー１２を設置しても良いことは云うまでもない。
【００６４】
このように、直流式アーク溶解設備１Ａでは、前述の直流式アーク溶解設備１に対比して、予熱室３の替わりに原料装入室２６が設置され、ダクト２１の設置位置が変更され、プッシャー１２が設置されていないが、それ以外は直流式アーク溶解設備１と同一であり、直流式アーク溶解設備１と同一の部分は同一符号により示し、その説明は省略する。
【００６５】
このように構成される直流式アーク溶解設備１Ａにおいて、鉄系粗大廃棄物１６ａ及び市中スクラップ１６ｂを溶解原料１６として溶解するに際しては、溶解原料１６である鉄系粗大廃棄物１６ａ及び市中スクラップ１６ｂを積極的には予熱しないこと以外は、基本的に前述の第１の実施の形態と同一であり、従って、溶解中における溶解原料１６の溶解室２内への装入以外は、前述の第１の実施の形態と同一方法で実施する。即ち、直流式アーク溶解設備１Ａにおいては、溶解中、未溶解の溶解原料１６が溶解室２内に存在する状態を保つように、粗大原料装入部１１から鉄系粗大廃棄物１６ａを連続的又は断続的に供給すると共に、供給用バケット１５から市中スクラップ１６ｂを連続的又は断続的に供給しながら溶解室２内の溶解原料１６をアーク１９により溶解する。それ以外は、前述の第１の実施の形態に準じて、溶解原料１６を溶解する。但し、この場合には鉄系粗大廃棄物１６ａは溶解室２へ直接装入されるので、溶解室２における棚吊りを防止すると云う観点から、少なくともその長径が溶解室２の内径の１／２以下となるように切断することが好ましい。
【００６６】
このようにして廃車プレス屑等の鉄系粗大廃棄物１６ａを溶解することで、使用済み自動車や使用済み家電機器等をシュレッダー処理することなしに溶解すること、即ち、シュレッダーダストを発生させずに鉄系粗大廃棄物１６ａを鉄鋼製品の鉄源としてリサイクルすることができる。又、鉄系粗大廃棄物１６ａは直接溶湯１７中に装入されず、溶解室２内に堆積する未溶解の溶解原料１６の上に上置きされ、溶解室２内で予熱された後に溶湯１７中に供給されるので、鉄系粗大廃棄物１６ａに含まれる可燃物の揮発及び燃焼が予熱中に徐徐に進行し、溶湯１７中に浸漬した際の急激な燃焼及び発煙を防止することができる。更に、鉄系粗大廃棄物１６ａのサイズと配合比率とを適切に設定した場合には、鉄系粗大廃棄物１６ａの配合比率の拡大のみならず、溶解室２内での棚吊りの問題点、鉄系粗大廃棄物１６ａの溶解遅れの問題点、排ガス処理設備の能力増強の問題点、溶解室２への切断屑装入の問題点が全て解消され、安定して鉄系粗大廃棄物１６ａを溶解することができる。
【００６７】
次いで、第３の実施の形態について、図５に基づき説明する。図５は、本発明の他の実施の形態の例を示す図であり、本発明によるアーク溶解設備の縦断面概略図である。
【００６８】
この直流式アーク溶解設備１Ｂでは、図１に示す直流式アーク溶解設備１に対比して鉄系粗大廃棄物１６ａを装入するための粗大原料装入部１１が設置されておらず、鉄系粗大廃棄物１６ａは予熱室３の上方に設置した供給用バケット１５により予熱室３内に供給される。供給用バケット１５は市中スクラップ１６ｂも予熱室３内に供給する。そして、予熱室３の下方に該当する溶解室２内に、純酸素の羽口を中心とし、その周囲に支燃性ガスを吹き込む羽口を有する酸素羽口２５ａが設置されており、予熱室３に装入された鉄系粗大廃棄物１６ａはこの酸素羽口２５ａにより溶解室２内で切断される。
【００６９】
このように、直流式アーク溶解設備１Ｂでは、前述の直流式アーク溶解設備１に対比して、粗大原料装入部１１が設置されておらず、又、粗大原料装入部１１に設置されていた酸素バーナー２５の替わりに溶解室２内に酸素羽口２５ａが設置されているが、それ以外は直流式アーク溶解設備１と同一であり、直流式アーク溶解設備１と同一の部分は同一符号により示し、その説明は省略する。
【００７０】
このように構成される直流式アーク溶解設備１Ｂにおいて、鉄系粗大廃棄物１６ａ及び市中スクラップ１６ｂを溶解原料１６として溶解するに際しては、鉄系粗大廃棄物１６ａ及び市中スクラップ１６ｂを供給用バケット１５により予熱室３に供給することと、鉄系粗大廃棄物１６ａを溶解室２内で切断すること以外は、基本的に前述の第１の実施の形態と同一であり、従って、これら以外は、前述した第１の実施の形態と同一方法で実施する。即ち、直流式アーク溶解設備１Ｂにおいては、溶解中、未溶解の溶解原料１６が溶解室２内及び予熱室３内に連続して存在する状態を保つように、供給用バケット１５から鉄系粗大廃棄物１６ａ及び市中スクラップ１６ｂを連続的又は断続的に供給しながら溶解室２内の溶解原料１６をアーク１９により溶解する。それ以外は、前述した第１の実施の形態に準じて、溶解原料１６を溶解する。この場合、鉄系粗大廃棄物１６ａ及び市中スクラップ１６ｂを単独で供給しても、又、鉄系粗大廃棄物１６ａと市中スクラップ１６ｂとの混合物を供給してもどちらでも良い。但し、どちらの場合も、鉄系粗大廃棄物１６ａの配合比率が（１）式及び（２）式を満足するように配合することが好ましい。
【００７１】
このようにして廃車プレス屑等の鉄系粗大廃棄物１６ａを溶解することで、使用済み自動車や使用済み家電機器等をシュレッダー処理することなしに溶解すること、即ち、シュレッダーダストを発生させずに鉄系粗大廃棄物１６ａを鉄鋼製品の鉄源としてリサイクルすることができる。又、鉄系粗大廃棄物１６ａは直接溶湯１７中に装入されず、予熱室３内に充填する未溶解の溶解原料１６の上に上置きされ、予熱室３内で予熱された後に溶湯１７中に供給されるので、鉄系粗大廃棄物１６ａに含まれる可燃物の揮発及び燃焼が予熱中に徐徐に進行し、溶湯１７中に浸漬した際の急激な燃焼及び発煙を防止することができる。更に、鉄系粗大廃棄物１６ａのサイズと配合比率とを適切に設定した場合には、鉄系粗大廃棄物１６ａの配合比率の拡大のみならず、鉄系粗大廃棄物１６ａの溶解遅れの問題点、排ガス処理設備の能力増強の問題点、予熱室３への切断屑装入の問題点が解消され、安定して鉄系粗大廃棄物１６ａを溶解することができる。
【００７２】
尚、上記説明では直流式アーク溶解設備の場合について説明したが、交流式アーク溶解設備でも全く支障なく本発明を適用することができる。又、溶解室２における予熱室３と出湯口１３との位置関係は溶解室２の中心に対して１８０度の対向する位置に限るものではなく、９０度の位置であっても良い。又、出湯時に、数トン〜数十トンの溶湯１７を溶解室２内に残留させて、次回ヒートの溶解を再開しても良い。こうすることで初期の溶解が促進され、溶解効率が向上する。又、加熱源としてアーク加熱の場合について説明したが、アーク加熱以外の加熱源としては、ガスバーナー加熱、電気誘導加熱、プラズマガス加熱等を用いることができる。更に、上記説明では鉄系粗大廃棄物１６ｂを切断する切断装置がガスを用いたバーナーや羽口であるが、切断装置はこれらに限るものではなく、剪断力により切断する機械式切断機を用いることができる。この場合、酸素バーナー２５に替えて機械式切断機を粗大原料装入部１１に設置すれば良い。
【００７３】
【実施例】
［実施例１］
図１に示す直流式アーク溶解設備において、使用済み自動車からモーターや配線類等の銅製部材を取り外し、更に、タイヤ、バンパー等の可燃部材のうち３０ｍａｓｓ％を取り外した後にプレスした廃車プレス屑（幅：５００ｍｍ、高さ：５００ｍｍ、長さ：６００ｍｍ）を使用した実施例を以下に説明する。用いたアーク溶解設備は、溶解室が炉径７．２ｍ、高さ４ｍ、予熱室が最大幅３ｍ、長さ５ｍ、高さ７ｍで、炉容量が１８０トンであり、又、使用済み自動車を構成する銅製部材のうちから約８０ｍａｓｓ％を取り外した。
【００７４】
この場合、廃車プレス屑の三辺の長さの和（Ｌ）は１６００ｍｍで、可燃部材の除去率（Ｘ）は３０ｍａｓｓ％であるので、廃車プレス屑の配合比率（Ｒ）の上限値は前述の（２）式により決定され、上限値は３６ｍａｓｓ％となる。これでは廃車プレス屑の配合比率が低いので、廃車プレス屑を切断して略二分割（幅：５００ｍｍ、高さ：５００ｍｍ、長さ：３００ｍｍ）した。この場合も廃車プレス屑の配合比率（Ｒ）の上限値は前述の（２）式により決定されるが４６ｍａｓｓ％に上昇する。従って、本実施例では廃車プレス屑を切断して二分割することを条件として廃車プレス屑の配合比率（Ｒ）を４０ｍａｓｓ％に設定した。
【００７５】
先ず、廃車プレス屑の配合比率（Ｒ）が４０ｍａｓｓ％となるように市中スクラップとの配合を調整しつつ、略二分割した廃車プレス屑と市中スクラップとを溶解用原料として溶解室及び予熱室内に８０トン装入し、直径３０インチの黒鉛製上部電極を用い、最大７５０Ｖ、１３０ｋＡの電源容量により溶解を開始した。溶湯の生成に伴ってプッシャーを３分間間隔で予熱室に出入りさせた。又、溶湯の生成に伴い、生石灰と蛍石とを添加して溶融スラグを形成し、次いで、酸素吹き込みランスから酸素を約１５００Ｎｍ３／ｈｒで吹き込むと共に、炭材吹き込みランスからコークスを約２０ｋｇ／ｍｉｎで溶融スラグ中に吹き込んだ。酸素とコークスの吹き込みにより、溶融スラグはフォーミングし、上部電極の先端は溶融スラグ中に埋没した。この時の電圧を４５０Ｖに設定した。
【００７６】
この後、溶解室内の廃車プレス屑及び市中スクラップが溶解するにつれて、予熱室内の廃車プレス屑及び市中スクラップが下降したら、銅製部材を取り外した廃車プレス屑（幅：５００ｍｍ、高さ：６００ｍｍ、長さ：７００ｍｍ）の略二分割品（幅：５００ｍｍ、高さ：６００ｍｍ、長さ：３００ｍｍ）及び市中スクラップを、廃車プレス屑の配合比率が４０ｍａｓｓ％になるように予熱室に装入し、予熱室内における廃車プレス屑と市中スクラップとの充填物の高さを一定の高さに保持しながら溶解を続けた。そして、溶解室内に約１６０トンの溶湯が生成した時点で、プッシャーの運転及び炭材吹き込みを停止し、酸素のみを吹き込んで所定の炭素濃度の溶鋼とし、１６００℃に昇温後、約４０トンの溶鋼を溶解室に残し、溶解室と予熱室とに廃車プレス屑及び市中スクラップが連続して存在する状態で、銅濃度が０．２８ｍａｓｓ％、炭素濃度が０．２ｍａｓｓ％の溶鋼約１２０トンを取鍋に出湯した。出湯後、ビレット連続鋳造機にて１５０ｍｍ角のビレット鋳片に鋳造した。
【００７７】
この操業を繰り返し実施した結果、予熱室における棚吊りは全く起こらず、安定して廃車プレス屑を溶解すること、即ち、鉄源としてリサイクル処理することができた。又、廃車プレス屑から発生する排ガス量も少なく、従前の排ガス処理設備で対処することができた。
【００７８】
［実施例２］
実施例１と同一の設備を用い、使用済み自動車からモーターや配線類等の銅製部材を取り外し、更に、タイヤ、バンパー等の可燃部材のうち３０ｍａｓｓ％を取り外した後にプレスした廃車プレス屑（幅：５００ｍｍ、高さ：６００ｍｍ、長さ：７００ｍｍ）を用いて溶解をおこなった。この場合、廃車プレス屑の三辺の長さの和（Ｌ）は１８００ｍｍで、可燃部材の除去率（Ｘ）は３０ｍａｓｓ％であるので、廃車プレス屑の配合比率（Ｒ）の上限値は前述の（２）式により決定され、上限値は３０ｍａｓｓ％となる。
【００７９】
これでは廃車プレス屑の配合比率が低いので、廃車プレス屑を切断して略二分割（幅：５００ｍｍ、高さ：６００ｍｍ、長さ：３５０ｍｍ）した。この場合も廃車プレス屑の配合比率（Ｒ）の上限値は前述の（２）式により決定されるが４１ｍａｓｓ％に上昇する。従って、本実施例では廃車プレス屑を切断して二分割することを条件として廃車プレス屑の配合比率（Ｒ）を３５ｍａｓｓ％に設定し、実施例１と同様の溶解を行った。
【００８０】
数ヒートの溶解の結果、予熱室における棚吊りは全く起こらず、安定して廃車プレス屑を溶解すること、即ち、鉄源としてリサイクル処理することができた。又、廃車プレス屑から発生する排ガス量も少なく、従前の排ガス処理設備で対処することができた。
【００８１】
［比較例１］
廃車プレス屑を二分割に切断しない以外は実施例１と同一の条件で、実施例１と同一の設備を用い、廃車プレス屑を溶解した。この場合には、溶解の途中で予熱室内で棚吊りが発生し、最大５分間棚吊りが解消されないことが発生した。
【００８２】
［比較例２］
実施例１と同一の設備を用い、使用済み自動車からモーターや配線類等の銅製部材を取り外し、更に、タイヤ、バンパー等の可燃部材のうち３０ｍａｓｓ％を取り外した後にプレスした廃車プレス屑（幅：７００ｍｍ、高さ：７００ｍｍ、長さ：８００ｍｍ）を切断しないまま２０ｍａｓｓ％配合して実施例１と同様の溶解をおこなったが、この場合には、溶解の途中で予熱室内で棚吊りが発生し、最大７分間棚吊りが解消されないことが発生した。
【００８３】
［比較例３］
実施例１と同一の設備を用い、使用済み自動車からモーターや配線類等の銅製部材を取り外し、更に、タイヤ、バンパー等の可燃部材のうち３０ｍａｓｓ％を取り外した後にプレスした廃車プレス屑（幅：３５０ｍｍ、高さ：３８０ｍｍ、長さ：４００ｍｍ）を切断しないまま４０ｍａｓｓ％配合して実施例１と同様の溶解をおこなったが、この場合には、廃車プレス屑自体の溶解に時間を費やし、溶解室内の湯面上に廃車プレス屑が浮かぶような状況が確認され、予熱室からの溶解用原料の供給を阻害することがあった。
【００８４】
【発明の効果】
本発明によれば、シュレッダー処理することなく大量の使用済み自動車等の鉄系粗大廃棄物を鉄鋼製品の鉄源としてリサイクルすること、換言すれば、シュレッダー処理費用及びシュレッダーダスト処理費用を全く必要とせず、鉄系粗大廃棄物を安価に鉄源としてリサイクルすることが可能となり、産業上格別な効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】溶解に好適な、廃車プレス屑の三辺の長さの和（Ｌ）及び除去率（Ｘ）と、配合比率（Ｒ）との関係を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の例を示す図であり、本発明によるアーク溶解設備の縦断面概略図である。
【図３】図２に示すアーク溶解設備の概略平面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態の例を示す図であり、本発明によるアーク溶解設備の縦断面概略図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態の例を示す図であり、本発明によるアーク溶解設備の縦断面概略図である。
【符号の説明】
１　直流式アーク溶解設備
１Ａ　直流式アーク溶解設備
１Ｂ　直流式アーク溶解設備
２　溶解室
３　予熱室
６　底部電極
７　上部電極
１１　粗大原料装入部
１２　プッシャー
１６　溶解原料
１６ａ　鉄系粗大廃棄物
１６ｂ　市中スクラップ
１７　溶湯
１８　溶融スラグ
１９　アーク
２５　酸素バーナー
２５ａ　酸素羽口
２６　原料装入室
【図１】
2004011969.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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