■2005.11

財団法人 金属系材料研究開発センター

No.229TODAY

鉄鋼業―技術レベル世界トップの平和産業ましい復興発展を遂げた。
1990年代、日本鉄鋼業の技術レベルはついに世界トップに立った。英国産業革命以来、いかなる産業でも技術のトップはいつでも白人国だった。
黄色人種が技術で世界トップに立った例は日本鉄
京都大学エネルギー科学研究科教授

鋼業以外にはない。白人先進国には驚天動地の出岩 瀬 正 則来事だったろう。日本鉄鋼技術イコール世界ナンバーワンを裏付ける調査結果がある。15年ほど前、近代産業の礎＝英国産業革命を牽引したのは、ある政府機関が、先進工業国各国へ調査員を派遣

スコットランド人ジェームス・ワットによる蒸気し、産業別に技術レベルを国内産業と比較調査し機関の発明だった（1781年）。同じ頃の日本はいまたが、技術レベルが世界ナンバーワンと言えるのだ幕藩体制。寛政改革の松平定信が老中首座に昇は鉄鋼業しかなかったという。もっともジャパ進するのは、蒸気機関の発明から5年後である。老ン・アズ・ナンバーワンと持て囃された当時、こ中定信は寛政異学の禁で蘭学を禁止し、日本の近の調査結果はあまりに刺激的すぎたのか、未だに代化を遅らせた。

公表されていない。

明治維新で目覚めた日本は殖産興業、富国強兵

なぜわが国の鉄鋼業の技術レベルが世界ナンバを最優先政策としたが、英国に比べると、日本のーワンに到達したのか。戦後の鉄鋼業が軍事産業近代化はすでに百年は遅れていた。以来追いつきではなく平和産業であったことが一因だと筆者は追い越せと躍起になった。

思う。と言ってもご納得いただけない方は、現在富国強兵政策は、日露戦争（1905年）に結実すの軍事技術を想起願いたい。宇宙航空（ミサイル）、るが、殖産興業政策は長く蹉跌した。それが証左

情報通信（ミサイル制御用電算機）、原子力（核兵に日露戦争当時の主力艦は英国製。造船業もそれ器）が、現状の軍事技術の枢要だ。日本は、このを支える鉄鋼業も未熟だった。

三大軍事産業にはきわめて弱い。子供ならいざ知日露役〜戦前の日本産業は軍事産業の比重が大らず、日本人宇宙飛行士の活躍（？）を見て、日きかった。当時、軍事技術の枢要は海軍戦闘技術。

本の航空宇宙技術は世界トップなどと錯覚される

いかに強固な装甲鋼板でも貫通できる砲弾と、い方は本稿の読者にはおられまい。また情報通信はかなる砲弾にも耐える艦船用鋼板の開発こそが軍マイクロソフトとインテルにほぼ完全制覇されて事技術の中心だった。つまりこの頃の鉄鋼業は軍いるではないか。日本は3大軍事産業では勝ち組に事産業でもあった。

はなれない。

敗戦後、政府は傾斜生産方式を採用。あらゆる平和国家日本は、平和産業＝鉄鋼業をさらに発

経済資源を鉄鋼と石炭に集中投下し、その後、一展させよう。維新後140年、ようやくつかんだ技術般の経済を向上させた。計画通り、鉄鋼業はめざ力世界トップの座だ。

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JRCM REPORT「省エネルギー型金属ダスト回生技術の実用化開発」進捗状況中間報告
進捗状況中間報告「省エネルギー型金属ダスト回生技術の実用化開発」
環境・プロセス研究部

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はじめに古川武

JRCMでは平成6年度より部会を設

電気炉としては実規模の1/10である

けてシーズ探索を開始し、平成8年度が、ダスト処理機能はほぼ実規模とな

本開発は新エネルギー・産業技術総にダストを発生させない製鋼用電気炉っている。
現在、本格的な試験操業を行合開発機構（NEDO技術開発機構）の「エシステムを提案した。この提案プロセって実用化技術の開発を進めている。

ネルギー使用合理化技術戦略的開発／

スはゼロウエイスト、省エネルギー・エネルギー使用合理化技術実用化開発」

資源リサイクルを開発の基本姿勢とし3の共同研究開発事業として採択され、たもので、独自のアイデアに基づく炭NEDO技術開発機構との共同研究開「省エネルギー型金属ダスト回生技術

材フィルターと重金属コンデンサーを発事業としてJRCM、愛知製鋼（株）等の実用化開発」と題して平成15〜17年

電気炉に直結し、電気炉の高温排ガスの共同研究で、再委託先として東北大度の3年間の予定で実施されているもから直接に鉄及び亜鉛を各々分離回収学、京都大学が加わっている。

ので、今年度が最終年度である。本開し、ダスト発生ゼロを目指すものであ

研究開発の主な分担として、JRCM発の先導研究フェーズとして平成10〜る。平成10〜14年度の先導研究フェーは全体コーディネート、技術動向、市

14年度において、「即効的・革新的エズにおいて理論解析、ラボ実験、ベン（株）はパ場調査等を担当し、愛知製鋼

ネルギー環境技術研究開発／省エネル

チ試験による要素技術開発を行い、さイロットプラント試験設備の設置と試ギー型金属ダスト回生技術の開発」とらに実規模の1/100規模の小型パイロ

験操業の実施による実用化技術の開発してJRCMがNEDO技術開発機構の委ットプラント試験を実施して提案プロを担当している。東北大学は炭材フィ託を受け、4大学、1公研、6企業の参加セスの成立を実証した。

ルターの基礎技術開発に、京都大学はのもと、要素技術開発とともにプロセス

本開発は先導研究に引き続く実用化成立の実証を行った研究開発に引き続の開発で、新たにダスト処理兼用をシく実用化フェーズの研究開発である。

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研究開発の概要

ステムに取り入れている。図−1にプロセスフローと機能、操作条件を示す。
高温の電気炉排ガスは電気炉直後に設研究開発体制

重金属コンデンサーの基礎技術開発に加わっている。

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実用化研究開発の目標と課題及びこれまでの成果

わが国の粗鋼年間生産量約1億tの約置された高温炭材フィルターにおい先導研究では以下の目標を達成して30％を生産する製鋼用電気炉から生産て、鉄、フューム、ダストが集塵除去さいる。即ち、電気炉のシールドを強化に伴って年間約60万tのダストが発生れ、続く重金属コンデンサーで排ガスすることにより電気炉排ガス条件している。このダストの処理に多大のを急冷することにより亜鉛蒸気を凝縮（1000〜1100℃、CO/CO2>2）の制御エネルギー消費と費用がかかってお分離する。図−2に本年2月に愛知製法を確立し、鉄選択分離技術（炭材フり、業界では安価なオンサイト処理プ（株）知多工場に設置されたパイロッ鋼ィルター）の開発においては鉄の分離ロセスの開発が長い間望まれてきた。

トプラントの主要部を示した。製鋼用回収率目標値80%以上を達成し、亜鉛炭材循環バケットコンベアー

炭材フィルター

重金属コンデンサー
10t/ch電気炉

溶融亜鉛出湯部（愛知製鋼㈱知多工場

図−1 開発プロセスのフローと機能、操作条件

JRCM NEWS No.2292005.3）

図−2 パイロットプラントの主要部

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表−1

実用化開発の開発目標と主要設備能力（開発目標）
区

価について図−3に示した。これまで廃棄物として扱われて、その処理に多分実用化技術開発目標値

大のエネルギーを消費する既存の電気

1）シールド強化電気炉

排ガス温度1000℃以上、CO/CO2≧2〜10を維持

2）炭材フィルター

鉄・スラグの集塵効率90%以上、亜鉛の通過率90%以上

炉ダスト処理プロセスに対して、本プ

3）重金属コンデンサー

亜鉛の回収率90%以上

ロセスは電気炉の高温排ガスを直接に4）連結プロセス運転時間約1週間処理することにより鉄・亜鉛を各々分（主要設備能力）離回収するものであり、本開発の目標構成設備

能力達成時には大幅な省エネルギーが見込

1）ダスト装入

ダスト装入量：2000kg/h

2）炭材フィルター

炭材排出量：200kg/h

める。図に示すように本プロセスの開

3）重金属コンデンサー

冷却媒体投入量：1000kg/h

発はこれまでの電気炉ダスト（廃棄物）

4）排ガス吸引ブースター

吸引ガス量：1000Nm3/h

選択凝縮分離技術（重金属コンデンサー）の開発では亜鉛の分離回収率目標

処理の静脈から、電気炉排ガスの直接更して設備改造を行い、試験を続行処理による金属亜鉛・鉄の製品製造のしている。

動脈産業へと180度の転換を行うもの

値80%をほぼ達成した。小型パイロッ③炭材フィルターに関しては循環状態

トプラント試験では連結プロセスのバでフィルター部の炭材温度を1000℃以ッチ操業で安定稼働時間2時間を達成上確保する技術を得た。
ただし試験し、プロセスの成立を実証した。

である。

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おわりに初期には炭材の予熱を行う予熱管の先導研究フェーズ及び実用化開発フ

これらを受けて本実用化開発では実破損が生じたがその回避方法も得た。

ェーズにおける多くの開発参加者の本用規模の設備技術開発、特に炭材フィ④重金属コンデンサーに関してはアルプロセス開発に対する長年の熱意が現ルターと重金属コンデンサーの開発及ミナボールと溶融亜鉛・鉛との分離在の実用化開発へつながっている。現

び電気炉と連結したプロセスの連続長法をフラックス添加及び鉛ポンプによ時点で実用化開発が本格化しており、時間安定運転制御技術の確立を目標とる浴部の撹拌により分離方法を得た。

近い時期にパイロットプラントから金している。また、新たにダスト処理兼今後、ダスト装入量の増加と長時間属亜鉛のインゴットを手にするべく開用をシステムに取り入れて、その安定安定運転を目指して試験操業を続行し処理操業も課題である。表−1に実用ていく予定でいる。なお、
設備・運転技

電気炉ダスト処理が問題化している

化開発の開発目標と主要設備能力を示術の開発に加えてプロセス評価、実機韓国、台湾等からの設備見学の要望もした。鉄及び亜鉛の分離回収率は90%化トータルシステム検討も行っている。

寄せられている。今後とも国内で電気以上を目標とし、ダスト処理を含めた連結プロセスの安定稼働時間は約1週間を目標としている。実用化開発のダ5

ダスト処理プロセスの改善とコスト評価

スト処理機能の設備規模は日本の平均

既存の電気炉ダスト処理と本提案プ的な電気炉工場から発生するダスト量ロセスにみるプロセス改善とコスト評発に取り組んでいる。

炉関係者及び応用分野関係者へ本技術を広く紹介するとともに、海外との情報交換や共同研究も視野に入れ、国内はもとより世界へ向けて日本からの発信を続けていく。の処理規模に近い。
これまでの愛知製鋼（株）知多工場における実用化パイロットプラントの試験操業から以下のことが判明している。
①全系の設備を操業状態とするには約2日間を要するが、その後、ダストを装入して電気炉排ガスを炭材フィルター・重金属コンデンサーにこれまでに連続2時間以上流通させ、各部の特性と運転方法を把握しつつある。
②電気炉へのダストの装入はインジェクション法によってきたが、排ガス量の増加や反応の不安定性等からフィーダーによる落とし込み装入に変

図−3 既存電気炉ダスト処理と提案プロセスにみるプロセス改善とコスト評価

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JRCM NEWS No.229

●セミナー案内

平成17年度講習会「自動車のアルミ化を支える技術とアルミ化の動向」
主催：（社）日本アルミニウム協会
自動車アルミ化委員会
日時：12月2日（金）
10：00〜16：10
場所：アルカディア市ヶ谷（私学会館）
千代田区九段北4−2−25
参加費：10,000円（テキスト代込み）
定員：50名問い合わせ先：（社）日本アルミニウム協会
土田、鈴木
TEL：03−3538−0221
FAX：03−3538−0233

第4回環境調和型設計とインバース・マニュファクチャリングに関する国際シンポジウム（EcoDesign2005）
主催：エコデザイン学会連合
日時：12月12日（月）〜14日（水）場所：学術総合センター・一ツ橋記念ホール他
千代田区一ツ橋2−1−2
参加費：事前登録 会員40,000円
非会員50,000円
当日登録 会員50,000円
非会員60,000円
事前登録締切日：11月16日（水）
問い合わせ先： EcoDesign2005事務局
エコデザイン推進機構
荒木弘尊
TEL：03−5841−1171

The Japan Research and Development Center for Metals

JRCM NEWS／第229号

発 行 2005年11月 1 日
発行人 小島 彰
発行所 財団法人 金属系材料研究開発センター〒105-0003 東京都港区西新橋一丁目5番11号 第11東洋海事ビル6階

内容に関するご意見、ご質問は JRCM 総務企画部までお寄せください。
本誌は地球環境保全を考慮し再生紙を使用しています。
本書の内容を無断で複写・複製・転載することを禁じます。

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T E L （03）3592-1282（代）／F A X（03）3592-1285
ホームページURL http://www.jrcm.or.jp/
E-mail jrcm@oak.ocn.ne.jp