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ゴム系廃棄物を用いた高熱炉の操業方法
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- 【要約】
【課題】 気体搬送に好適であり、完全燃焼が得られ、且つ搬送管路，炉壁に損害を与えないゴム系産業廃棄物を用いた炉の操業方法を提供する。
【解決手段】 廃棄タイヤ等のゴム系廃棄物を粒径０．１〜２０mmに粉砕し、その粉砕片を、羽口へガスを吹き込むための第１の供給路とは別に設けられた第２の供給路内を気体輸送し、羽口からガスとともに高熱炉内に吹き込むことを特徴とする。
- 【特許請求の範囲】
【請求項１】 廃棄タイヤ等のゴム系廃棄物を粒径０．１〜２０mmに粉砕し、その粉砕片を、羽口へガスを吹き込むための第１の供給路とは別に設けられた第２の供給路内を気体輸送し、前記羽口から前記ガスとともに高熱炉内に吹き込むことを特徴とするゴム系廃棄物を用いた高熱炉の操業方法。
- 【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、廃棄タイヤ等のゴム系廃棄物を補助燃料として高熱炉の羽口より導入する、ゴム系産業廃棄物を用いた炉の操業方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、産業廃棄物を高炉の炉頂から投入し、焼却、溶融、蒸発等の工程を経て産業用資材や化学原料等として再利用する処理方法が知られている。上記産業廃棄物とは、コークスの代替炭素源として装入する場合には、例えば木材，化学製品，廃棄タイヤ，各種合成樹脂等が選択されている。
【０００３】また、特開昭49−7114号には、高炉を利用し、合成樹脂の粉砕物を補助燃料として羽口から吹き込み、処理する方法が示されている。高炉の操業に使用される補助燃料としては、微粉炭を空気輸送して吹き込む方法が一般的であるが、上記合成樹脂の粉砕物を利用する場合には、重油と混合したスラリー状のものを吹き込むか、或いは、そのまま気体輸送する方法がとられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、廃棄タイヤ等の産業廃棄物を高炉炉頂から投入する従来の処理方法においては、廃棄タイヤが、炉内において比較的燃焼温度が低い領域（約３５０℃）で揮発することになり、その揮発時に発生するタールが高炉上部の内壁に付着する。従って、このようなタールの付着は原料装入作業に支障を来すため、高炉炉頂から廃棄タイヤを投入する方法は実用性が乏しい。
【０００５】また、合成樹脂を高炉の羽口から吹き込む方法では、炉内において合成樹脂が、液化→揮発→燃焼といった重油に近い燃焼形態をとるため、石炭系の燃焼に比べて燃焼性が低く、高炉炉頂に未燃の煤が生じるという問題がある。さらに、合成樹脂を空気輸送する場合、［固体流量／気体流量］で与えられる混合比を高めると羽口近傍にて合成樹脂粉体の軟化溶融が起こり、結果として搬送管路を閉塞する危険性があるため、搬送効率を高めることには限界がある。
【０００６】本発明は以上のような従来の産業廃棄物の処理方法における課題を考慮してなされたものであり、気体搬送に好適であり、完全燃焼が得られ、且つ搬送管路や炉壁に損害を与えないゴム系産業廃棄物を用いた高熱炉の操業方法を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、廃棄タイヤ等のゴム系廃棄物を粒径０．１〜２０mmに粉砕し、その粉砕片を、羽口へガスを吹き込むための第１の供給路とは別に設けられた第２の供給路内を気体輸送し、羽口からガスとともに高熱炉内に吹き込むゴム系廃棄物を用いた高熱炉の操業方法である。
【０００８】本発明において、ゴム系廃棄物とは主として廃棄タイヤを示し、その廃棄タイヤとは、各種産業分野から発生する使用済みのタイヤを示す。ただし、ワイヤ，化学繊維等が除去されたものとする。
【０００９】廃棄タイヤの粉砕は、予め１００mm程度に破砕し、５０mm程度に粗粉砕するとともにワイヤ等の金属を磁選除去し、さらに１０mm程度に中粉砕するとともに化学繊維中の長繊維を選別除去し、次いでさらに５mm程度に微粉砕するとともに短繊維を選別除去することによって粉砕片を得ることが好ましい。また、上記高熱炉とは、高炉、冶金炉等の羽口を有する形態の炉すべてを含む。
【００１０】上記第１の供給路と第２の供給路を別系統とし、羽口で集合させている理由は、配管内での閉塞を避けるため、搬送用ガスの流速を制御する必要があるからである。
【００１１】従来、廃棄タイヤを炉頂から投入して燃焼させた際に、未燃焼煤及びタールが生成するのは、燃焼温度が低いこと、及び加熱速度が遅いことに主たる原因があった。これに対し、例えば高炉においては、コークス充填層に向け、燃料とともに熱風を吹き込むための羽口を備えており、この羽口から炉内にかけて高温領域が存在している。従って、その羽口から高炉内に向けて廃棄タイヤ粉砕片を吹き込めば、急速加熱と高温燃焼が同時に得られることになる。この点に着目してなされた本発明の操業方法に従えば、ほとんどコストのかからない廃棄タイヤを補助燃料として使用することができ、しかも完全燃焼が実現できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、図面に示した実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。図１は、本発明の操業方法に使用される冶金炉の一実施例を示したものである。
【００１３】同図において冶金炉１の基部には、燃料及び熱風を吹き込むための第１の供給路２と、ゴム系廃棄物としての廃棄タイヤ粉砕片を吹き込むための第２の供給路３が備えられ、両供給路２及び３は１つの羽口４に集合されている。このような構成の冶金炉において、廃棄タイヤを粒径０．１〜２０mmに粉砕し、その粉砕片を、上記第２の供給路３内を気体輸送し、補助燃料とともに羽口４から吹き込むことが本発明の特徴である。以下、詳しく説明する。
【００１４】まず、廃棄タイヤの粉砕は、図２に示す工程図に従って行われる。なお、本実施例では自動車の廃棄タイヤを例に取って説明する。
廃棄タイヤ破砕工程自動車の廃棄タイヤ１０は、フックコンベア１１によって１本ずつ搬送され、破砕機１２内に投入される。破砕機１２は、２軸回転せん断式のものであり、ワイヤコードを含んだままの廃棄タイヤ、即ちスチールラジアルタイヤを強靭なカッタで破砕するようになっている。この破砕機１２の下方には１００mm孔が多数形成されているスクリーンが配置されており、小片になるまで廃棄タイヤを繰り返し破砕し、スクリーンを通過した破砕片をコンベア１３上に排出し、コンベア１４上に移送するようになっている。
【００１５】粗粉砕と磁選工程破砕片の内部にはスチールワイヤ（ビードとコード）と化学繊維がゴム中に埋設して存在するため、コンパクトな１軸式ロータ型の粗粉砕機１５を用いて擦り潰しながらそれらを分解する。得られた分解物は、ワイヤ除去のためにコンベア１６上に載せられて工程上流側、即ちコンベア１４上に戻される。そしてコンベア１４の搬送途中に配置された磁選機１７によってワイヤだけを選別し、さらに、磁選機１８ではワイヤ付きゴム片を選別し、再度粗粉砕機１５にかける。なお、磁選されたワイヤはコンベア１９を介して排出される。
【００１６】中粉砕と化学繊維選別工程一方、鉄分を含まないゴム破砕片（この段階では３〜１０cm）は、先の粗粉砕機と同様な構造の１軸式ロータ型の中粉砕機２０にてさらに細かく粉砕される。この中粉砕機２０から排出されるゴム片は、化学繊維が混入している混合物であり、ゴム片に混入している少量のワイヤを磁選機２１により磁選し、次に、振動ふるい機２２により約８mm以上の粒子をふるい、その中の太く長めの化学繊維（約１０〜２５mm）を風力選別除去し、ベルトコンベア２３を介して中粉砕機２０に戻す。なお、長めの化学繊維はサイクロン２４で捕集し、その他各所から発生する粉塵ダストはバッグフィルタで捕集し袋詰めする。
【００１７】微粉砕と化学繊維選別工程製品粒度として０mm〜１．５mmの微粒を使用する場合には、さらに微粉砕工程が必要となる。振動ふるい機２２から得られるゴム粒には依然としてかなりの量の短繊維が混入しているため、比重選別機２５にてゴム粒からその化学繊維を分離する。
【００１８】製品となる粒度が０mm〜１．５mmの微粒については振動ふるい機２６でふるって回収し、ふるい上に残存するゴム粒は２ロール型の微粉砕機２７にかける。ロールで粉砕したものは、振動コンベア２８と空気輸送装置２９を経由して再度振動ふるい機３０にかけ、製品となる粒度０mm〜１．５mmのタイヤ粉砕片を回収し、ふるい上に残存するものは微粉砕機３１に戻す。このようにして得られた粉砕片は、空気輸送装置３２によって製品バンカーまで搬送され貯留される。上記の工程によって所望の粒度に粉砕された廃棄タイヤ粉砕片を冶金炉１の羽口から吹き込む。
【００１９】なお、上記実施例では最終的に粒度０mm〜１．５mmのタイヤ粉砕片を製造したが、羽口から吹き込むタイヤ粉砕片の粒度範囲としては、０．１〜２０mmの範囲のものを使用することができる。すなわち、高炉の羽口から廃棄タイヤ粉砕片を吹き込む場合、粒径が０．１mm未満であると、羽口に通じる第２の供給路３の管内壁に軟化付着が発生して圧力損失が増大するため、吹き込み操作が円滑に行えなくなる。一方、粒径が２０mmを超えると、配管圧損が大きくなり過ぎるため、安定的に搬送することができなくなる。
【００２０】詳しく説明すると、図３はタイヤ粉を気体輸送した実験結果を示したグラフである。同図において、横軸の混合比は固体流量／気体流量を示し、縦軸の圧損比は、固体搬送時における配管の圧力損失／固体非搬送時における配管の圧力損失を示している。即ち、混合比が“０”の場合、圧損比は“１”を示す。この混合比と圧損比の関係において、粉体量を増やし、混合比を大きくすると、圧力損失が増えて圧損比が大きくなることが分かる。粉体粒径の影響をまとめると、粉体粒径（φ）が０．１mm以下の場合であると、混合比に対する圧損比の増加量が急激に大きくなる。これに対し、粉体粒径が０．１mm以上であると、混合比に対する圧損比の増加量は、急激に増加せず粉体粒径と比例して大きくなる。
【００２１】混合比が高いほど操業コストが安くなるものの、その反面加圧装置の設備が大型化してしまう。従って操業コストを考慮すると、気体輸送装置の能力によって自ずと混合比の上限が決まる。このことから、使用し得るタイヤ粉の好ましい粒径範囲は０．１〜２０mmとなる。また、粒度の上限を１０mmにした場合、混合比を広く取ることができるため、より好ましい粒度範囲は０．１〜１０mmとなる。
【００２２】
【実施例】粒度１〜３mmのタイヤ粉を４０本の羽口を介して高炉に吹き込んで高炉操業を実施した結果、高炉炉頂ダスト量が増加することなく、排ガス洗浄水の沈澱分炉装置において水質が悪化しないことが確認された。
【００２３】比較のため炉頂から廃棄タイヤを投入した場合における炉内消費量は、投入量の約５０％程度であり、これに対して羽口から廃棄タイヤ粉砕片を吹き込んだ場合には、吹き込み量の９０％以上が炉内で消費された。このことから、廃棄タイヤ粉砕片を羽口より吹き込む操業方法の方が、高い燃焼効率が得られることが確認された。表１は上記操業結果を比較したものである。
【００２４】
【表１】【００２５】羽口を１０本有するキュポラについて、上記と同様に廃棄タイヤ粉砕片を羽口より吹き込んだ結果においても、ダスト量の増加はなく、タールの排出量が増加することもなかった。本発明のゴム系廃棄物は、上記した廃棄タイヤに限らず、コンベア用ベルト等のゴム廃棄物を使用することもできる。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、本発明のゴム系廃棄物を用いた高熱炉の操業方法によれば、粉体の軟化溶着が生じにくいため気体輸送に好適であり、搬送管を閉塞することがない。また、搬送管路，炉壁に損害を与えないため、高熱炉の操業を安定して行うことができる。
【００２７】また、本発明によれば、補助燃料としてほとんどコストのかからない廃棄タイヤを利用することができるため経済的な操業が行うことができる。さらに、本発明によれば、高温域が存在する炉内羽口近傍に、廃棄タイヤの粉砕片を吹き込むものであるため完全燃焼が得られ、環境を汚染する危険性がないという長所を有する。
- 【公開番号】特開平９−７９５５０
【公開日】平成９年（１９９７）３月２８日
【発明の名称】ゴム系廃棄物を用いた高熱炉の操業方法
【発明者】
【氏名】森岡 耕一
【氏名】上條 綱雄
【氏名】清水 正賢
【氏名】田仲 秀基
【氏名】園田 学
【氏名】八木 秀治
- 【出願番号】特願平７−２３１６７０
【出願日】平成７年（１９９５）９月８日
【出願人】
【識別番号】０００００１１９９
【氏名又は名称】株式会社神戸製鋼所
- 【代理人】
【弁理士】
【氏名又は名称】植木 久一
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