(57)【要約】【課題】スラグフォーミングの鎮静化にごみ固形燃料を有効活用することができる、効率性および経済性に優れたスラグフォーミング抑止材を提供する。【解決手段】溶銑の予備処理においてスラグのフォーミングを抑制するスラグフォーミング抑止材として、可撚性ゴミを比重1.2以上に調整したゴミ固形化物を用いる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
スラグのフォーミングを抑制するスラグフォーミング抑止材であって、可撚性ゴミを比重1.2以上に調整したゴミ固形化物から成ることを特徴とする可燃性ゴミを用いたスラグフォーミング抑止材。
【請求項２】
前記可燃性ゴミとして、都市ゴミ、家庭ゴミ、産業廃棄物および一般廃棄物のいずれか１種または２種以上を用いることを特徴とする請求項１に記載の可燃性ゴミを用いたスラグフォーミング抑止材。
【請求項３】
可燃性ゴミに比重調整剤を含有させて比重1.2以上に調整したことを特徴とする請求項１または２に記載の可燃性ゴミを用いたスラグフォーミング抑止材。
【請求項４】
前記比重調整剤が鉄源および／または酸化鉄源であることを特徴とする請求項１、２または３に記載の可燃性ゴミを用いたスラグフォーミング抑止材。
【請求項５】
比重が３以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の可燃性ゴミを用いたスラグフォーミング抑止材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶銑の予備処理あるいは転炉吹錬において発生するスラグのフォーミングを抑制するスラグフォーミング抑止材及びスラグフォーミング抑止方法、特に溶銑脱珪時に生じるスラグフォーミングの抑止に適した安価なスラグフォーミング抑止材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鋳床脱珪、鍋・トーピードインジェクション脱珪、鍋脱燐・脱硫、トーピード脱燐・脱硫等の溶銑の予備処理および転炉吹錬等において、処理中に炭素と酸化鉄や酸素ガス等の酸素源とが反応して発生するＣＯガス気泡により、表面に浮遊しているスラグのフォーミングが発生する。このフォーミングが激しいと、フォーミングしたスラグが鍋、トーピードあるいは転炉等の容器から溢れ出し、操業を阻害することになる。
【０００３】
スラグが容器から溢れないように容器内のフリーボードを確保するためには、溶銑の装入量を減らさなくてはならず、溶銑予備処理及び転炉吹錬において生産性の低下を招く。したがって、これらのことを引き起こすスラグフォーミングを抑制することが重要である。
【０００４】
従来、このようなスラグフォーミングを抑制するために、種々のフォーミング抑止材が提案されている。
中でもコストの観点から、フォーミング抑止材として廃棄物である材料を有効利用する技術があり、例えば以下に掲げるものが提案されている。
まず、特許文献１では製紙スラッジを用いることが、また特許文献２では製紙やパルプ工場等の廃滓を用いることが、さらに特許文献３では廃プラスチック及びアルミ箔ラミネートプラスチックなどを用いることが、それぞれ記載されている。
【特許文献１】特開昭54−107820公報
【特許文献２】特開昭63−250412公報
【特許文献３】特開2001−98315公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した特許文献１〜３に記載の技術では、廃棄物の発生元が限られること、そして製造コストが廃棄物でありながら嵩むという問題がある。例えば、特許文献１および２に記載の技術では、製紙スラッジの乾燥に費用が嵩み、また特許文献３に記載の技術では、収集および処理コストの増加が問題となる。
【０００６】
一方、可燃性ゴミから製造する固形燃料（RDF：Refuse Derived Fuel）は、都市ゴミ、家庭ゴミ、産業廃棄物および一般廃棄物等の中から可燃性ゴミを選別し、これを固形化することによって燃料として供されるものである。この固形燃料（以下、単にRDFという）を燃料とする場合、発熱量が石炭などと比べ低いため、専用の設備を必要とする。たとえば、RDFを各種施設、主に公共設備の冷暖房用の熱源とするには、RDF専用設備が必要であり、また発電所用の熱源とするにも、RDFを専用熱源とする専用設備が必要である。従って、RDFの需要は大規模都市およびその周辺に限られ、その他の地域ではあまり用途がない状況にある。このような状況に反して、日々発生するゴミは年々増加をたどっており、そのためにもRDFの用途を見出す必要があった。
【０００７】
そこで、前記事情にあるRDFについて、その用途を拡大するための方途を模索したところ、前述した廃棄物の適用が検討されているスラグフォーミング材に着目するに到ったのである。
すなわち、本発明は、RDFの用途拡大の一貫としてなされたものであって、スラグフォーミングの鎮静化にRDFを有効活用することができる、効率性および経済性に優れたスラグフォーミング抑止材を、スラグフォーミング抑止方法に併せて提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
発明者らは、スラグのフォーミングを抑制するには、フォーミングしているスラグ気泡の破壊を誘起させればよいことから、高温環境下で燃焼できる熱源であるRDFに着目し、スラグフォーミングを抑止する効果にむらがなく、しかもその効果を安定して維持するための条件を見出し、本発明を完成した。
【０００９】
本発明の要旨構成は、次の通りである。
１．スラグのフォーミングを抑制するスラグフォーミング抑止材であって、可撚性ゴミを比重1.2以上に調整したゴミ固形化物から成ることを特徴とする可燃性ゴミを用いたスラグフォーミング抑止材。
【００１０】
２．前記可燃性ゴミとして、都市ゴミ、家庭ゴミ、産業廃棄物および一般廃棄物のいずれか１種または２種以上を用いることを特徴とする上記１に記載の可燃性ゴミを用いたスラグフォーミング抑止材。
【００１１】
３．可燃性ゴミに比重調整剤を含有させて比重1.2以上に調整したことを特徴とする上記１または２に記載の可燃性ゴミを用いたスラグフォーミング抑止材。
【００１２】
４．前記比重調整剤が鉄源および／または酸化鉄源であることを特徴とする上記１、２または３に記載の可燃性ゴミを用いたスラグフォーミング抑止材。
【００１３】
５．比重が３以下であることを特徴とする上記１〜４のいずれかに記載の可燃性ゴミを用いたスラグフォーミング抑止材。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明について具体的に説明する。
まず、前記したように、フォーミング抑止材によるスラグフォーミングの抑止、鎮静効果は、急激な燃焼ガスを発生させてフォーミング状態にあるスラグ層（スラグ気泡）を破壊することにある。この破壊のために、本発明では、RDFの燃焼を利用する。
【００１５】
通常、RDFは、その製造の際に腐敗などを防止するためのCaOを添加し、水分率５〜８mass％程度で製造されており、混銑車、取鍋あるいは転炉内に投入すると燃焼する。しかし、スラグフォーミング下にRDFを投入すると、RDFはフォーミングスラグ上で燃焼することになり、フォーミングの抑止、沈静効果は乏しいことが新たに判明した。すなわち、投入時にRDFの燃焼による火災が発生するものの、スラグフォーミングの鎮静効果は低いことが判明した。
【００１６】
そこで、本発明においては、スラグフォーミング抑止材としてRDFを用いるに当り、スラグの表面から内部にRDFが到達するように、RDFの比重調整を行うこととした。具体的には、可撚性ゴミを固形化する際に比重調整して、比重が1.2以上のRDFとして、これをスラグフォーミングの抑止材として供する。
【００１７】
ここで、比重を1.2以上としたのは、スラグフォーミング時のスラグフォーミング材投入時、スラグ中に侵入しやすくするためであり、前記フォーミングスラグ上で燃焼する形となるのを避けるためである。
【００１８】
かように比重調整されたRDFからなるスラグフォーミング抑止材は、スラグに向けて投入されると、スラグ表面に留まらずにスラグ中に入り込んでスラグ中で反応し、フォーミングしているスラグ層中で可燃性ガスあるいは燃焼ガスを急激に発生させて、スラグ気泡を速やかに破壊する結果、スラグフォーミングの抑止並びに鎮静に優れた効果を発揮することになる。
【００１９】
一方、スラグフォーミング抑止材の比重は、３以下とすることが望ましい。なぜなら、スラグ比重は約３であり、スラグ中で反応させるため、スラグ比重内にとどめることが有利である。また、RDFの比重は約1.1であり、スラグフォーミング抑止材の比重を３を超える値とすると、スラグフォーミング抑止材中のRDFの含有割合が減少することもあり、３以下にとどめたのである。
【００２０】
また、RDFの比重調整は、比重調整剤を含有させて行うこと、特に鉄分を含む比重調整剤を用いて行うことが望ましい。中でも、本発明の主旨からは、廃棄物を利用することが好ましく、溶銑予備処理を必要とする製鉄所においては、製鉄所の集塵ダスト、圧延工場排水からの水処理スラジおよび鉄鉱石粉などが使用できる。
【００２１】
すなわち、製鉄所の集塵ダストとして代表的なものは、製鋼工場、焼結工場の集塵ダストがあり、いずれも酸化鉄主体の集塵ダストであり、比重調整剤として利用でき、かつ使用した比重調整剤は溶銑側へ鉄分としても回収できることになり、有効利用を図ることができる。
さらに、比重調整剤として集塵ダストなどを利用する場合は、後述するように、単に添加することにて利用を図ることができるため、処理コストも不要となる。
【００２２】
一方、鉄鉱石粉は、鉄鉱石陸揚げ時の鉱石粉末の他、鉄鉱石を破砕して利用することも可能である。また、高炉装入原料としても、焼結操業における返鉱としても使用できない細粒の焼結鉱粉も使用することができる。
【００２３】
次に、本発明のスラグフォーミング抑止材を製造する手順について説明する。
まず、以下の各工程を通して、ごみから固形燃料が製造される。
(1)破袋及び異物除去工程
大きな鉄や石の魂りを検出して除去する。
(2)乾燥工程
磁気選別機や風力選別機において、濡れた新聞紙が異物の上にあると、充分な分別ができないため、ごみを水分20mass％以下に乾操する。
(3)磁気選別
乾燥したごみを磁気選別機にかけて、磁性のある鉄を除去する。
【００２４】
(4)１次風力選別
風力選別を効率よく行うには、風の通る断面にいかにごみを均一に分散させるかにかかっている。従って、1次風力選別機の前に回転羽根式などの分配機を設けて、風力選別機の風が吹き上げるスリットに均一に分散させるようにする。これで可燃物の約94％は分別可能となる。
【００２５】
(5)２次風力選別
１次風力選別工程で粗く可燃物を分離したあとの「不燃物側のごみ」の中には、まだ可燃物が混在している。これは、数t／hと処理量が多くなると、風力選別機の風速がごみにさえぎられて低下すること、果物や野菜は、比較的重くて風力選別機で飛ばすには風速15ｍ／ｓ以上の強い風が必要なためである。しかし、より大きな断面の大型風力選別機はコスト的にも、スペース的にも割高となる。実際には、この「不燃物側のごみ」は、もとの約６mass％に減少しているので、処理量がそれだけ減じた２次風力選別機を設置する方が設備も簡単ですむ。この２次風力選別機に「不燃物側のごみ」を通過させて風速を15m／s以上にあげると、真の異物の混合割合に近い0.4〜0.6 mass％程度に異物を減少させることが可能であった。
【００２６】
（6）軽い非磁性金属片の分離
アルミ缶やアルミ箔を内張りしたスナック菓子袋などは、磁性を帯びず、また軽いために、これまでのいずれの分別機でも分別できない。一方、これらのアルミは、量が多いと、流動床ボイラー等では、燃焼時に気化して煙道に蒸着して煙道を閉塞させることがあり、除去することが望ましい。そこで、円形磁石を高速回転させる回転磁石式選別機を、最終工程に用いて、これらのアルミに渦電流を発生させ、磁界変化によりコリオリの力で吹き飛はす装置を設置する。これにより可燃物を分別する。
以上の工程は、通常のRDF製造工程と変わらない。
【００２７】
本発明では、さらに
（7）比重調整剤の添加
前記可燃物に比重調整剤を添加し、混合して比重調整を行う。
そして、取り扱いやすいように成形することにより、RDF製造設備を利用して、本発明のフォーミング抑止材が製造される。
【実施例１】
【００２８】
転炉に装入した300ｔの溶銑の吹錬において、スラグフォーミングが発生した時点で、表１に示す各比重に調整したRDFからなるフォーミング抑止材を表１の条件にて添加した。これらの各フォーミング抑止材添加の効果を評価した結果について、表１に併記する。
【００２９】
【表１】
2005213606.tif 000002
【実施例２】
【００３０】
溶銑鍋に装入した300ｔの溶銑に、固体酸素（酸化鉄）、気体酸素を吹き込んで行う溶銑の脱珪処理において、スラグフォーミングが発生した時点で、下記に示すRDFからなるフォーミング抑止材を100〜110kg／回の量で投入したところ、発生したフォーミングを鎮静化することができた。
【００３１】
記
・比重：1.5
・比重調整剤：電気集塵ダスト
・比重調整剤含有量：30mass％