(57)【要約】【課題】転炉用昇熱材に植物系バイオマスを用いたとしても、転炉用昇熱材を製造する際に、水分を乾燥させる工程や設備を不要とし、より低コストで製造可能となり、単位質量当たりの転炉用昇熱材の製造に掛るエネルギー量を従来より抑えて製造可能な転炉用昇熱材を提供する。【解決手段】転炉用昇熱材４とは、転炉に収容されている溶融鉄を昇熱するものである。プラスチック３と、植物系バイオマスを炭化して得られる炭化物２と、を有する。プラスチック３と炭化物２とを含む混合物が押出成型機２１で成型されている。混合物中の炭化物２の割合が７５質量％以下である。【選択図】            図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
転炉に収容されている溶融鉄を昇熱する転炉用昇熱材であって、
プラスチックと、植物系バイオマスを炭化して得られる炭化物と、を有し、
前記プラスチックと前記炭化物とを含む混合物が押出成型機で成型され、
前記混合物中の前記炭化物の割合が７５質量％以下であることを特徴とする転炉用昇熱材。
【請求項２】
圧潰強度が５０ｋｇｆ／個以上であることを特徴とする請求項１に記載の転炉用昇熱材。
【請求項３】
前記植物系バイオマスが、パームヤシのやし殻、空果房、幹、剪定屑のうちから選択された１種以上であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の転炉用昇熱材。
【請求項４】
前記プラスチックが廃プラスチックであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の転炉用昇熱材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転炉に収容されている溶融鉄を昇熱するプラスチックを原料とした転炉用昇熱材に関する。
【背景技術】
【０００２】
地球温暖化防止の観点からＣＯ２排出量を削減することが昨今の課題となっている。鉄鋼業での製鋼工程における転炉では、炭素濃度の高い溶融鉄に酸素を吹き付けて、溶融鉄中の炭素を酸化物にして除去する脱炭精錬を行い、溶鋼を生成する。溶融鉄の鉄源として、代表的には溶銑やスクラップが挙げられる。スクラップは、脱炭精錬が既に行われた溶鋼から製造された鉄源であるので、前述したＣＯ２排出量を削減する観点からすれば、転炉に投入される鉄源のうち、スクラップの量を増加させ、溶銑の量を低下させることを指向した操業が望まれる。
【０００３】
溶融鉄の温度が高いとスクラップの溶解が促進されるので、溶融鉄は温度が高い方が良い。しかしながら、溶鋼から製造される鉄鋼製品に要求される材料特性の観点から、転炉に溶銑を装入する前に、溶銑中の硫黄や燐などを除去する溶銑予備処理が適宜行われ、該溶銑予備処理によって溶銑の温度が低下する。更には、スクラップは基本的には冷鉄であり、溶銑にスクラップを多く加えるほど、前記溶融鉄の温度がより低下する。
【０００４】
そこで、従来より脱炭精錬の際には、転炉に収容されている溶融鉄に昇熱材を投入することで、溶融鉄を昇熱することが行われており、製鋼工程では精錬に必要な熱を石炭などで供給していた。ＣＯ２排出量を削減する方法として、従来の石炭などをカーボンニュートラルの炭素源に代替することが知られており、カーボンニュートラルの炭素源としてバイオマスを用いることが知られている。特許文献１には、植物系バイオマスを主原料とした転炉用昇熱材が提案され、植物系バイオマスを炭化して得られる炭化物にバインダー及び水分を加え、成型した転炉用昇熱材が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１３／１２８７８６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の転炉用昇熱材で、石炭などの化石資源を原料とする転炉用昇熱材を代替することによって、ＣＯ２排出量を削減することが可能となる。しかしながら、特許文献１では、バインダーとして澱粉やコーンスターチなどを用い、炭化物とバインダーとを成型して転炉用昇熱材を製造することとなっており、転炉用昇熱材を製造するに際し、水分が必要となり、成型した後に成型物を加熱する工程（水分を乾燥させる工程）や設備が必要となる。よって、コスト、すなわち、転炉用昇熱材を製造するためのエネルギーがより多く掛かっており、転炉用昇熱材の単位質量に対して転炉用昇熱材を製造するエネルギー量が多く掛かっているという問題もある。
【０００７】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、転炉用昇熱材に植物系バイオマスを用いたとしても、転炉用昇熱材を製造する際に、水分を乾燥させる工程や設備を不要とし、より低コストで製造可能となり、単位質量当たりの転炉用昇熱材の製造に掛るエネルギー量を従来より抑えて製造可能な転炉用昇熱材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための本発明の要旨は以下の通りである。
（１）転炉に収容されている溶融鉄を昇熱する転炉用昇熱材であって、プラスチックと、植物系バイオマスを炭化して得られる炭化物と、を有し、前記プラスチックと前記炭化物とを含む混合物が押出成型機で成型され、前記混合物中の前記炭化物の割合が７５質量％以下であることを特徴とする転炉用昇熱材。
（２）圧潰強度が５０ｋｇｆ／個以上であることを特徴とする（１）に記載の転炉用昇熱材。
（３）前記植物系バイオマスが、パームヤシのやし殻、空果房、幹、剪定屑のうちから選択された１種以上であることを特徴とする（１）または（２）に記載の転炉用昇熱材。
（４）前記プラスチックが廃プラスチックであることを特徴とする（１）〜（３）のいずれか１つに記載の転炉用昇熱材。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、転炉用昇熱材に植物系バイオマスを炭化して得られる炭化物を用いたとしても、プラスチックをバインダーとし、プラスチックと前記炭化物とを含む混合物において、前記炭化物の割合を７５質量％以下とし、混合物を押出成型して、転炉用昇熱材を製造することで、成型後において乾燥を行う工程や設備を必要としないので、昇熱材製造過程での使用エネルギーが少なくなる。従って、本発明では、転炉用昇熱材の単位質量に対して、転炉用昇熱材を製造するために掛かるエネルギー量を従来よりも大幅に削減することができる。
【００１０】
また、炭化物とプラスチックとを混合して成型することによって、転炉昇熱材としてハンドリング性を高め、転炉上に設置されるホッパーなどに投入するとしても転炉昇熱材の割れを防止する。更には、不純物、特に硫黄分の少ないカーボンニュートラルの植物系バイオマスを炭化して得られる炭化物を昇熱材に用いることで、溶融鉄中の硫黄分の上昇を防ぎ、化石燃料由来のＣＯ２排出量を削減することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】植物系バイオマスの炭化設備の一例を示す図である。
【図２】押出成型機の一例を示す図である。
【図３】実施例で製造した成型物についての炭化物割合［質量％］と圧潰強度［ｋｇｆ／個］の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明は、転炉に収容されている溶融鉄を昇熱する昇熱材の主原料として、植物系バイオマスを炭化して得られる炭化物を用いるものであり、プラスチックで炭化物を成型するものである。以下、本発明の実施形態の一例を説明する。
【００１３】
植物系バイオマスとは、例えば、農業系、林業系、廃棄物系などの、熱分解して炭化物を生成するあらゆるバイオマスのことである。日本国内で収集可能な植物系バイオマスとしては、建築家屋の解体で発生する木材廃棄物、製材所発生の木質系廃棄物、森林等での剪定廃棄物、農業系廃棄物などがある。但し、日本国内においては、建築家屋の解体で発生する木材廃棄物、製材所発生の木質系廃棄物は発生源が集中しており、また収集ルートが確立されているものが多いため用途開発が進み、需要が供給を上回ってきており、エネルギー源としての利用可能な量は制約を受ける。また、森林等での剪定廃棄物、農業系廃棄物などは、発生源が広く国内に分布しており搬出、収集にコストが発生するため価格面からエネルギー源としての利用が困難な状況にある。
【００１４】
木質系バイオマスとして、特に好適なものは、マレーシア、インドネシア両国のプランテーションで栽培されているパームヤシ（アブラヤシ）から粗パーム油を製造する過程で生じ、通常廃棄物となるパームヤシ由来のバイオマスである。特に、パームヤシ由来のバイオマスとしては、パームヤシのやし殻（適宜「ＰＫＳ」とも呼ぶ）、空果房（適宜「ＥＦＢ」とも呼ぶ）、幹、剪定屑のうちから選択された１種以上を用いることが好ましい。
【００１５】
前述の通り、日本国内では、エネルギー源として植物系バイオマスを利用することが容易ではない。一方で、パーム油は、世界で年間約３，６００万トン生産され、そのうちの約９割をマレーシアとインドネシアの２カ国で生産される農産物である。パーム油はパームヤシの実から製造され大豆油等と比較し安価であることから、食用油のほか洗剤など工業用途にも多用されている。パーム油を採取するパーム果実はＢｕｎｃｈ（房）と呼ばれている塊状の繊維の集合体に結実する。パーム果実を搾油し粗パーム油を得るが、その際にパーム果実の殻であるＰＫＳが粉砕された状態で副生する。また、パーム果実を採取した後のＢｕｎｃｈが、空果房（ＥＦＢ）である。
【００１６】
幹及び剪定屑はパームヤシを成長させる過程で生じるものであり、パームヤシのＰＫＳ及びＥＦＢは、粗パーム油を生成する工程で生じるものである。特に、ＥＦＢは、アルカリ含有量、特にカリウムＫの含有量が高く、そのまま燃料として使用すると、灰中のアルカリ率が高く、灰の溶融点が低くなり、燃焼設備の炉壁などへの灰付着量が多くなる傾向がある。炉壁などへの灰の付着量が多いと、灰が炉壁などでクリンカと呼ばれる塊に成長し、人手による粉砕作業が必要となるトラブルが発生することがある。よって、パームヤシのＥＦＢは、一般的には燃料として利用されておらず、現状ではほとんどの場合、パームオイル工場の周辺域で放置され、腐食によるメタンガスなど温室効果ガスの発生による地球温暖化促進が懸念されている。従前、パームヤシのＰＫＳ、ＥＦＢ、幹、剪定屑は、工業原料としての用途も開発されておらず、廃棄あるいは放置されているというのが実情であった。
【００１７】
これらのパームヤシのＰＫＳ（やし殻）やＥＦＢ（空果房）、幹、剪定屑は、収集費用を必要としない安価な原料であり、これらを、本発明における植物系バイオマスに使用することで、安価な炭化物を製造することが可能となる。また、パームヤシのＥＦＢは、炭化した後で、水洗によってカリウム含有量を１ｍａｓｓ％以下まで低減することが可能となり、製鉄所で使用される転炉用昇熱材の原料としても問題なく使用可能となる。転炉用昇熱材の原料とする化石資源の替わりに、これらから得られる炭化物を使用すれば、化石資源消費量を低減し、温室効果ガスの発生を低減させ、地球温暖化問題の解決に寄与できる。なお、パームヤシのＰＫＳ（やし殻）やＥＦＢ（空果房）、幹、剪定屑は、硫黄分が少ないので、転炉昇熱材として用いても、転炉中の溶融鉄の硫黄濃度の上昇を抑え得る。
【００１８】
更には、パームヤシのＰＫＳ（やし殻）やＥＦＢ（空果房）、幹、剪定屑を、本発明における植物系バイオマスに使用することで、パームオイル産業の収益性の向上、パームヤシ栽培地の環境改善などを通じて、マレーシア、インドネシアを中心とするパームオイル産業国の発展にも寄与できる。
【００１９】
上述の植物系バイオマスを炭化する方法について説明する。マレーシアでは地面を掘ることで穴を形成し、該穴に、植物系バイオマスとしてＰＫＳを装入し、空気の流れを限定することで酸素の供給を制限した状態でＰＫＳを炭化する方法が実施されてはいる。しかしながら、炭化装置を用いて植物系バイオマスを炭化する方が望ましい。炭化装置としては、ロータリーキルン炉（外部から炭化に必要な熱を得る外熱式ロータリーキルン炉、原料の一部を燃焼して炭化に必要な熱を得る内熱式ロータリーキルン炉）、バッチ式の炉、シャフト式の炉などが使用可能である。
【００２０】
図１は、外熱式ロータリーキルン炉１１で植物系バイオマスを炭化する場合を示してある。炭化設備１０は、外熱式ロータリーキルン炉１１と、該外熱式ロータリーキルン炉１１に高温ガスを供給する燃焼炉１２と、外熱式ロータリーキルン炉１１からの炭化物を収容する炭化物貯留槽１３と、外熱式ロータリーキルン炉１１で発生するガスを回収し、該ガスからタールを回収するタール回収槽１４と、を有する。回収されたガスを外熱式ロータリーキルン炉１１に再び供給してもよい。
【００２１】
炭化設備１０において、まず、高温ガスの熱が燃焼炉１２から外熱式ロータリーキルン炉１１に供給され、酸素の供給が制限されている状態で、植物系バイオマス１が外熱式ロータリーキルン炉１１に投入される。植物系バイオマス１が、外熱式ロータリーキルン炉１１を通過している間に乾留（炭化）されて炭化物２が生成される。炭化物２は、外熱式ロータリーキルン炉１１から排出されて、炭化物貯留槽１３に貯留される。外熱式ロータリーキルン炉１１で、バイオマス原料１が炭化する際に発生したタールはタール回収槽１４に回収されることになる。
【００２２】
炭化物２に、粒径が所定の値例えば３ｍｍを超えているものが含まれている場合（例えば、粒径が約１ｍｍ〜約１０ｍｍの範囲に分布）、後述する次工程の成型の前処理として、３ｍｍスクリーンの篩を用いて、粒径が３ｍｍ以下のものだけを選別してもよい。次工程の成型を押出成型とする場合には、特に、後述するダイスに設けられたノズルを通過可能な程度に、炭化物２を破砕しておくことが望ましい。
【００２３】
次に、押出成型機の一例を図２に示す。押出成型機２１は、押出成型機本体２２と、該押出成型機本体２２の周りに配置されたヒーター（図示しない）と、ダイス２３と、カッター２４と、を有する。押出成型機本体２２の一端の上部には供給口２２ａが設けられており、押出成型機本体２２の他端にダイス２３が設けられている。該ダイス２３にはノズル２３ａが複数設けられている。ノズル２３ａの前面には、回転羽根２４ａを有するカッター２４が設置されている。
【００２４】
炭化物２とプラスチック３とを含む混合物を押出成型することになるが、このプラスチック３としては廃プラスチックを用いることが好ましい。近年、プラスチックの廃棄量が増加してきており、該廃棄物の埋め立て地の確保が年々困難なってきており、環境への悪影響のない廃プラスチックの有効利用方法の開発が望まれている。転炉用昇熱材として廃プラスチックを利用することは、廃プラスチックの有効利用に寄与するものである。
【００２５】
プラスチック３は、押出成型機本体２２に投入され、そこで溶融され撹拌されることになるが、押出成型機本体２２に投入可能なように破砕しておくことが望ましい。まずは、供給口２２ａに、プラスチック３と炭化物２とを投入し、押出成型機本体２２内に内蔵されたスクリューで、ヒーターによってプラスチック３を加熱して溶融しながら、炭化物２とプラスチック３と含む混合物を混練する。次いで、混合物がダイス２３のノズル２３ａを通過し、棒状に成型された成型物を、対向するカッター２４の回転羽根２４ａにより切断し、円筒状の成型物（転炉用昇熱材）４を製造する。
【００２６】
混合物のうちの炭化物２の割合を７５質量％以下とする。炭化物２を、混合物に対して最大で７５質量％とすれば、押出成型によって、後述する圧潰強度が高い成型物４を安定して製造し得る。しかしながら、混合物中の炭化物２の質量割合が７５質量％を超えると、炭化物２自体は、少なくともプラスチック３に比べて溶融しにくいので、成型物４を安定して製造することが困難となる上に、押出成型によっても成型物４の強度（後述する圧潰強度）が低くなる可能性も生じる。なお、特許文献１に記載されているようなロール式成型機によって混合物を成型することは不可能ではないが、混合物がプラスチック３を含むので、成型物４の強度が低くなってしまい、転炉用昇熱材としてハンドリング性が著しく低下する。
【００２７】
炭化物２を５０質量％以上混合物に加えることがより好ましい。炭化物２の質量割合を多くするほど、化石燃料由来のＣＯ２排出量が削減されることになる。よって、化石燃料由来のＣＯ２排出量をより多く削減する観点からは、混合物中の主原料といえる５０質量％以上を炭化物２とすることが好ましい。
【００２８】
成型物４は、硫黄分が０．１質量％以下であることが望ましい。プラスチック３として廃プラスチックを用いたとしても、プラスチック３に硫黄分は含まれにくい。一方で、炭化物２には、硫黄分が含まれる可能性がある。パームヤシのやし殻、空果房、幹、剪定屑は、そもそも硫黄分が少ないので、炭化物２の原料として、これらのうちのいずれか１種を用い、成型物４中の硫黄分を０．１質量％以下に抑えることが可能となる。必要に応じて、炭化物２を成分分析を行い、分析結果の硫黄分に応じて、前記混合物のうちの炭化物２の割合を調整すればよい。
【００２９】
成型物（転炉用昇熱材）４の圧潰強度が、５０ｋｇｆ／個以上であることが好ましい。。成型物４は、圧潰強度が５０ｋｇｆ／個以上であれば、転炉上に配置されているホッパー内で貯留や落下させるなどの実操業上でのハンドリングが容易になる上に、転炉で昇熱材として使用する際に、成型物４が割れて飛散してしまい、昇熱材として有効に使用されない量を抑えることができる。成型物４は、ロール式成型法でも製造することができるが、上述の通り、押出成型することによって、圧潰強度を高くしたものを製造することが容易となる。ここで「ｋｇｆ」とは力の単位を意味し、１ｋｇｆは９．８Ｎである。
【００３０】
圧潰強度の測定条件は次の通りである。
（Ｉ）ノズル２３ａの穴径が３０ｍｍのダイス２３を用い、ノズル２３ａから成型物が約５０ｍｍ押出された時点で、回転羽根２４ａにより成型物が切断されるように対向して設置してあるカッター２４において、回転羽根２４ａの回転速度を適宜調整し、直径が３０ｍｍ、長さが一定となる円筒状の成型物（転炉用昇熱材）４を複数製造する。
（II）成型物４を大気中で冷却し、十分に環境温度まで冷却した後に、複数の成型物４の長さを１５ｍｍに統一し、軸と垂直な方向に荷重を徐々に加え、成型物４が破壊されるときの荷重（ｋｇｆ）を記録する。
【００３１】
簡易的には、上記（II）での荷重を、１個当たりの圧潰強度（ｋｇｆ／個）としてもよいが、（III）成型物４を１２個製造し、各々の成型物４の破壊されるときの荷重を測定し、その荷重の最大値と最小値とを除いた１０個の測定値の平均値を記録して、圧潰強度（ｋｇｆ／個）としてもよい。
【００３２】
転炉用昇熱材には、炭化物２及びプラスチック３以外にも、ＣａＯ、Ｎａ２ＣＯ３、ＣａＣ２、Ｍｇなどの脱硫剤成分を有してもよい。転炉用昇熱材が、これらを有すれば、溶銑の脱硫剤としても機能する。
【００３３】
本発明によって、転炉用昇熱材に植物系バイオマスを用いたとしても、プラスチックをバインダーとし、プラスチックと炭化物とを含む混合物中の炭化物の割合を７５質量％以下とし、混合物を押出成型して転炉用昇熱材を製造することで、成型後において乾燥を行う工程や設備を必要としないので、昇熱材製造過程での使用エネルギーが少なくなる。よって、本発明では、単位昇熱量におけるＣＯ２排出量を従来技術に対して大幅に削減することができる。
【００３４】
また、炭化物とプラスチックとを混合して成型することによって、転炉昇熱材としてハンドリング性を高め、転炉上に設置されるホッパーなどに投入するとしても転炉昇熱材の割れを防止する。更には、不純物、特に硫黄分の少ないカーボンニュートラルの植物系バイオマスを炭化して得られる炭化物を昇熱材に用いることで、溶融鉄中の硫黄分の上昇を防ぎ、化石燃料由来のＣＯ２排出量を削減することもできる。
【実施例１】
【００３５】
図２に示す押出成型機を用いて、押出成型機本体２２中に投入される炭化物２とプラスチック３との割合を適宜変更して、炭化物２とプラスチック３との割合が異なる成型物（転炉用昇熱材）４を製造した（本発明例１〜５）。本発明例１〜５では、プラスチック３と炭化物２とを含む混合物中の炭化物２の割合を７５質量％以下とした。プラスチック３として、ポリエチレンとポリプロピレンとからなる廃プラスチックを用いた。植物系バイオマス１として、パームヤシのやし殻を採用し、炭化物２としては、パームヤシのやし殻の炭化物を用いた。押出成型機本体２２中に投入する前に、炭化物２とプラスチック３とを粉砕して、粒径を３ｍｍ以下に調整した。
【００３６】
ポリエチレンは融点が約１２５℃であり、ポリプロピレンは融点が約１６５℃であるので、押出成型機本体２２では、ヒーター（図示しない）を約１４０℃に設定して加熱することにより溶融及び混練することとした。実施形態に記載の（Ｉ）の通り、ノズル２３ａの穴径が３０ｍｍのダイス２３を用い、ノズル２３ａから成型物が約５０ｍｍ押出された時点で、回転羽根２４ａにより成型物が切断されるように対向して設置してあるカッター２４で、直径が３０ｍｍ、長さが一定となる円筒状の成型物４であって、炭化物２とプラスチック３との割合が異なる成型物４を製造した。
【００３７】
本発明例１〜５と比較するべく、混合物中の炭化物２の割合が７５質量％を超えるようにした以外は本発明例と同様に成型物（転炉用昇熱材）４を製造した（比較例１及び２）。また、押出成型機ではなくロール式成型機によって製造した以外は本発明例と同様に、炭化物２とプラスチック３との割合が異なる成型物４を製造した（比較例３〜５）。更には、参考例として、炭化物２を押出成型機本体２２に投入しなかった以外は本発明例及び比較例と同様に、プラスチック３のみからなる成型物を製造した（参考例）。
【００３８】
参考例、本発明例１〜５及び比較例１〜５において、前述の（III）の通りに、圧潰強度（ｋｇｆ／個）を測定した。参考例、本発明例１〜５及び比較例１〜５における炭化物２とプラスチック３との割合及び成型物４の圧潰強度を表１に示し、炭化物割合［質量％］と圧潰強度［ｋｇｆ／個］の関係を示すグラフを図３に示す。
【００３９】
【表１】
2016108638.tif 000003
参考例で製造された成型物は、圧潰強度が１１７［ｋｇｆ／個］となり高い。本発明例１〜５で製造された成型物４もまた、圧潰強度が全て５０［ｋｇｆ／個］を上回っており、転炉のホッパーに搬送する際や転炉に投入する際に割れたりすることがなく転炉用昇熱材として正常に機能することが期待される。
【００４０】
比較例１及び２においては、炭化物２の割合が８０質量％または９０質量％であり、７５質量％を超えており、成型物４を連続的に製造できなかった。炭化物２は、約１４０℃の加熱では溶融することがないため、押出成型機本体２２において、固体として存在し、混合物のうち炭化物２が多過ぎると、炭化物２は、スクリューの羽根と羽根との間に挟まれるか、あるいは、スクリューの軸及び羽根と押出成型機本体２２の内壁との間に挟まれる。炭化物２は、金属材質のスクリューや内壁よりは強度が劣るため粉砕されるにしても、スクリューの羽根と羽根との間、および軸及び羽根と内壁との間の空間にバイオマス炭が圧縮して押し込まれ充満するので、摩擦力が大きくなり、スクリューを回転させるモーターの負荷が大きくなる。よって、モーターに許容量を越えた大電流が供給される場合があり、このような場合には、モーター保護のため電源の供給が遮断されるため連続的な操業が不可能となる。
【００４１】
比較例２では、連続的な操業が不可能となったものの、押出成型によって圧潰強度が高い成型物４を製造できた。ところが、同じく連続的な操業ができなかった比較例１では、圧潰強度は５０［ｋｇｆ／個］を上回るものの、５０［ｋｇｆ／個］に近い圧潰強度となる成型物４が製造された。混合物中の炭化物２の割合が７５質量％を超える場合、連続的に成型物４を製造する操業が不可能となるおそれがある。また、プラスチックが少なすぎて、炭化物２の結合力が弱くなり、圧潰強度が低いものが製造される可能性もある。
【００４２】
比較例３〜５においては、ロール式成型機によって成型物４を製造している。混合物がプラスチック３を含むので、ロール式成型機では成型物４の強度が低くなってしまい、ハンドリング性が著しく低下した転炉用昇熱材しか製造することができなかった。
【００４３】
上記実施例の結果から、質量割合が７５質量％以下となる炭化物２とプラスチック３とを含む混合物を押出成型することで製造した転炉昇熱材は、圧壊強度が高いので、ハンドリング性が高く、転炉上に設置されるホッパーなどに投入しても割れないことが期待できる。
【実施例２】
【００４４】
実施例１における本発明例５を本発明例１０とする。本発明例１０で製造される転炉昇熱材のエネルギー原単位と比較するべく、本発明例１０と同じ炭化物２を用い、特許文献１の実施例１に記載されている通り、ロール式成型機で転炉昇熱材を製造した（比較例１０）。すなわち、比較例１０では、炭化物２の質量に対して４質量％の澱粉（アルファー化処理されたもの）を炭化物２に加え、更に、炭化物２の質量に対して１４質量％の水分を加えて、ミキサーで撹拌・混合し、ロール式成型機を用いてブリケットを成型し、成型後に乾燥炉にて、１０５℃の温度で、水分がブリケット質量の１質量％以下となるまで乾燥して、転炉昇熱材を製造した。
【００４５】
本発明例１０及び比較例１０において、成型物４の製造速度を約５ｔ／時とし、炭化物２を製造するべく植物系バイオマス１を乾留する際に必要となったエネルギーは除き、成型物４を１トン製造するのに必要となるエネルギーを評価した。本発明例１０では、押出成型機２１及びカッター２４を駆動させるためにエネルギーが必要になるのに対して、比較例１０では、ロール式成型機を駆動し、乾燥炉を運転するためにエネルギーが必要となる。本発明例１０では、押出成型機２１及びカッター２４を駆動させるためのエネルギーの原単位は約１００［ＭＪ／トン］であった。一方、比較例１０では、ロール式成型機を駆動するためのエネルギーの原単位は約１８０［ＭＪ／トン］であり、乾燥炉を運転するためのエネルギーの原単位は約４００［ＭＪ／トン］であり、これらを加算すると、約５８０［ＭＪ／トン］となる。
【００４６】
以上の結果から、転炉用昇熱材に植物系バイオマスを用いたとしても、プラスチックをバインダーとし、プラスチックと炭化物とを含む混合物において、炭化物の割合を７５質量％以下とし、混合物を押出成型して転炉用昇熱材を製造する場合には、成型後において乾燥を行う工程や設備が必要がなく、転炉用昇熱材がより低コストで製造可能となったことがわかる。更には、成型後において乾燥を行う工程や設備を必要としないので、昇熱材製造過程での使用エネルギーが少なくなり、転炉用昇熱材の単位質量に対して、製造に掛るエネルギー量を従来よりも抑えて、転炉用昇熱材を製造することが可能となる。
【符号の説明】
【００４７】
１      植物系バイオマス
２      炭化物
３      プラスチック
４      成型物（転炉用昇熱材）
１０    炭化設備
１１    外熱式ロータリーキルン炉
１２    燃焼炉
１３    炭化物貯留槽
１４    タール回収槽
２１    押出成型機
２２    押出成型機本体
２２ａ  原料供給口
２３    ダイス
２３ａ  ノズル
２４    カッター
２４ａ  回転羽根
【図１】
2016108638.tif 000004
【図２】
2016108638.tif 000005
【図３】
2016108638.tif 000006