JPH07228905A - 高炉の操業方法 - Google Patents
高炉の操業方法Info
- Publication number
- JPH07228905A JPH07228905A JP4176394A JP4176394A JPH07228905A JP H07228905 A JPH07228905 A JP H07228905A JP 4176394 A JP4176394 A JP 4176394A JP 4176394 A JP4176394 A JP 4176394A JP H07228905 A JPH07228905 A JP H07228905A
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- Japan
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- blast furnace
- plastic
- pulverized coal
- powder
- pulverized
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- Pending
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B5/00—Making pig-iron in the blast furnace
- C21B5/02—Making special pig-iron, e.g. by applying additives, e.g. oxides of other metals
- C21B5/023—Injection of the additives into the melting part
- C21B5/026—Injection of the additives into the melting part of plastic material
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture Of Iron (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 プラスチック屑の無公害化処理、高炉の燃料
比低減、高炉炉熱コントロール。 【構成】 粒状あるいは粉状に粉砕したプラスチック屑
を100%、あるいは微粉炭と混合して高炉羽口から吹
き込むことによって、前記プラスチック屑のC、Hを燃
料として、また生成するガスを還元ガスとして利用する
と同時に、混入した複合材料を高炉内でスラグ化して溶
融処理する。
比低減、高炉炉熱コントロール。 【構成】 粒状あるいは粉状に粉砕したプラスチック屑
を100%、あるいは微粉炭と混合して高炉羽口から吹
き込むことによって、前記プラスチック屑のC、Hを燃
料として、また生成するガスを還元ガスとして利用する
と同時に、混入した複合材料を高炉内でスラグ化して溶
融処理する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は高炉の羽口から粉末の高
分子系材料(以下プラスチックと呼ぶ)を吹き込むこと
により、高炉内で燃料として利用し、さらに発生するC
OやH2 を還元ガスとして利用することにより、従来羽
口から吹き込まれていた微粉炭やコークスに代替可能な
高炉の補助燃料として機能させる高炉操業方法に関す
る。
分子系材料(以下プラスチックと呼ぶ)を吹き込むこと
により、高炉内で燃料として利用し、さらに発生するC
OやH2 を還元ガスとして利用することにより、従来羽
口から吹き込まれていた微粉炭やコークスに代替可能な
高炉の補助燃料として機能させる高炉操業方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来より高炉においては、コークスの補
助燃料として高炉の羽口から重油、最近では大量の微粉
炭を吹き込む技術が開発され、高炉から生産される銑鉄
の製造コスト削減に有効に機能している。これら補助燃
料は化石燃料であり主成分がCとHからなっており、液
体あるいは粉体として搬送性に優れた燃料である。これ
らの燃料は羽口に設置されたノズルから吹き込まれた
後、送風空気中の酸素と反応して燃焼し、さらに還元ガ
スとして高炉の上部への熱および還元ガスの供給源とな
っている。燃焼帯の周辺部はコークス充填層で囲まれて
おり、燃焼して生成するCO2 は直ちにコークス中のC
と反応してCOガスとなる。その他HはH2としてCO
とともにボッシュガスの成分となる。これらボッシュガ
スは還元ガスとして、高炉の上部から降下する鉄鉱石を
還元する機能を持っている。
助燃料として高炉の羽口から重油、最近では大量の微粉
炭を吹き込む技術が開発され、高炉から生産される銑鉄
の製造コスト削減に有効に機能している。これら補助燃
料は化石燃料であり主成分がCとHからなっており、液
体あるいは粉体として搬送性に優れた燃料である。これ
らの燃料は羽口に設置されたノズルから吹き込まれた
後、送風空気中の酸素と反応して燃焼し、さらに還元ガ
スとして高炉の上部への熱および還元ガスの供給源とな
っている。燃焼帯の周辺部はコークス充填層で囲まれて
おり、燃焼して生成するCO2 は直ちにコークス中のC
と反応してCOガスとなる。その他HはH2としてCO
とともにボッシュガスの成分となる。これらボッシュガ
スは還元ガスとして、高炉の上部から降下する鉄鉱石を
還元する機能を持っている。
【0003】一方都市ゴミあるいは産業廃棄物中には大
量のプラスチック屑が存在している。最近では難処理廃
棄物として埋立に回される以外に処理の方法がないのが
実状であり、都市行政の難問の一つとなっている。都市
ゴミのうち焼却炉で処理される割合は約70%であり、
残りの30%は埋立に回されている。産業廃棄物中の8
0%は埋立に回され、プラスチック屑はほぼ全量が埋立
に回されている。国内のプラスチック屑の量は、199
0年で約120万tもあり、熱量換算で原油1×106
kl/Y(全使用量の0.5%)に相当している。
量のプラスチック屑が存在している。最近では難処理廃
棄物として埋立に回される以外に処理の方法がないのが
実状であり、都市行政の難問の一つとなっている。都市
ゴミのうち焼却炉で処理される割合は約70%であり、
残りの30%は埋立に回されている。産業廃棄物中の8
0%は埋立に回され、プラスチック屑はほぼ全量が埋立
に回されている。国内のプラスチック屑の量は、199
0年で約120万tもあり、熱量換算で原油1×106
kl/Y(全使用量の0.5%)に相当している。
【0004】プラスチック屑が焼却できない理由として 1)燃焼熱が高カロリーであり、この熱によって焼却炉
の煉瓦を傷めるので高温にできない。 2)発ガン物質のダイオキシン、NOX ,SOX など有
害ガスが発生し易い。 3)プラスチックはガラス、炭素繊維、金属類などと複
合材料として使われることが多く、これらは燃焼しなか
ったり、固形物として残るものが多い。 等である。
の煉瓦を傷めるので高温にできない。 2)発ガン物質のダイオキシン、NOX ,SOX など有
害ガスが発生し易い。 3)プラスチックはガラス、炭素繊維、金属類などと複
合材料として使われることが多く、これらは燃焼しなか
ったり、固形物として残るものが多い。 等である。
【0005】このプラスチック屑は主成分がCとHであ
り、あるものは粉砕性に優れ、粒状あるいは粉状になり
やすいものがある。このプラスチック屑を資源化するこ
とができれば、都市廃棄物の減少につながる。また燃料
として有効に利用することができれば、省エネルギーに
つながる。そして安全に処理することができれば無公害
処理技術となる。このようにプラスチック屑の有効利用
は、社会全体にたいして二重、三重の利益をもたらすも
のとなる。
り、あるものは粉砕性に優れ、粒状あるいは粉状になり
やすいものがある。このプラスチック屑を資源化するこ
とができれば、都市廃棄物の減少につながる。また燃料
として有効に利用することができれば、省エネルギーに
つながる。そして安全に処理することができれば無公害
処理技術となる。このようにプラスチック屑の有効利用
は、社会全体にたいして二重、三重の利益をもたらすも
のとなる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のような
問題を解決するために、粒状あるいは粉状に粉砕したプ
ラスチック屑(以下プラスチック粉という)を高炉の羽
口から吹き込むことによって、プラスチック粉中のC、
Hを燃料として、また還元ガスとして利用すると同時
に、混入した複合材料を高炉内でスラグ化して溶融処理
することにより、無公害で省エネルギーのプラスチック
処理を行うことを目的とする。ここで粒状とは0.5〜
5mm、粉状とは0.5mm未満と定義する。
問題を解決するために、粒状あるいは粉状に粉砕したプ
ラスチック屑(以下プラスチック粉という)を高炉の羽
口から吹き込むことによって、プラスチック粉中のC、
Hを燃料として、また還元ガスとして利用すると同時
に、混入した複合材料を高炉内でスラグ化して溶融処理
することにより、無公害で省エネルギーのプラスチック
処理を行うことを目的とする。ここで粒状とは0.5〜
5mm、粉状とは0.5mm未満と定義する。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は微粉炭吹き込み
系配管を利用してプラスチック粉100%あるいは所定
の比率で混合された微粉炭とプラスチック粉を高炉羽口
から吹き込むことによって燃焼、ガス化を行うことによ
り、微粉炭と同等あるいはそれ以上の効果を得ることを
特徴とする高炉の操業方法である。
系配管を利用してプラスチック粉100%あるいは所定
の比率で混合された微粉炭とプラスチック粉を高炉羽口
から吹き込むことによって燃焼、ガス化を行うことによ
り、微粉炭と同等あるいはそれ以上の効果を得ることを
特徴とする高炉の操業方法である。
【0008】
【作用】以下本発明について詳細に説明する。プラスチ
ックの主要成分はC、Hであり、C比率にして多いもの
は95%と高い。微粉炭の場合は85〜86%のC比率
であり微粉炭よりも高く、したがって発熱量も大きい。
高炉へ吹き込まれたプラスチック粉は2000℃以上の
高温によって直ちに分解し、CはCOに、HはH2 に転
換する。このときダイオキシンの反応である有機結合す
なわち官能基は高炉の2100〜2400℃の高温によ
り消滅するばかりか高温では結合はほとんどなされな
い。
ックの主要成分はC、Hであり、C比率にして多いもの
は95%と高い。微粉炭の場合は85〜86%のC比率
であり微粉炭よりも高く、したがって発熱量も大きい。
高炉へ吹き込まれたプラスチック粉は2000℃以上の
高温によって直ちに分解し、CはCOに、HはH2 に転
換する。このときダイオキシンの反応である有機結合す
なわち官能基は高炉の2100〜2400℃の高温によ
り消滅するばかりか高温では結合はほとんどなされな
い。
【0009】CがCOになるときに高温の熱を発生し、
これが高炉の熱源になり、またCOはHから転換したH
2 とともに還元性ガスとなり高炉上部で鉄鉱石を還元す
るために使われる。プラスチック粉に混入する複合材料
の問題についてはガラス成分は1500℃以上の高温で
は溶融し、スラグ化する。また金属系については酸化反
応によりスラグになる。炭素繊維については燃焼に寄与
することになる。
これが高炉の熱源になり、またCOはHから転換したH
2 とともに還元性ガスとなり高炉上部で鉄鉱石を還元す
るために使われる。プラスチック粉に混入する複合材料
の問題についてはガラス成分は1500℃以上の高温で
は溶融し、スラグ化する。また金属系については酸化反
応によりスラグになる。炭素繊維については燃焼に寄与
することになる。
【0010】以上のように本発明はプラスチックの焼却
処理の問題点を高炉を使うことによってほとんど解消で
きる画期的なものである。プラスチック粉の品質は純粋
である必要はなく、空気搬送が可能であれば複合材であ
るガラス、金属片、炭素材料等の混入は高炉内で完全に
処理されるので当然許容される。したがって成分調整の
為の選別処理を必要としない。プラスチック粉の粒径は
空気による搬送性、配管のつまり防止の観点からは2〜
3mm以下が適当である。しかしあまり細かすぎると静
電気によって凝集が起こるため、0.1以上、好ましく
は0.5mm以上が望ましい。
処理の問題点を高炉を使うことによってほとんど解消で
きる画期的なものである。プラスチック粉の品質は純粋
である必要はなく、空気搬送が可能であれば複合材であ
るガラス、金属片、炭素材料等の混入は高炉内で完全に
処理されるので当然許容される。したがって成分調整の
為の選別処理を必要としない。プラスチック粉の粒径は
空気による搬送性、配管のつまり防止の観点からは2〜
3mm以下が適当である。しかしあまり細かすぎると静
電気によって凝集が起こるため、0.1以上、好ましく
は0.5mm以上が望ましい。
【0011】プラスチック製品の国内生産状況として主
なものはポリエチレン23%、ポリスチレン11%、ポ
リプロピレン25%、塩化ビニル16%でありプラスチ
ック屑もこの量にリンクしたものと見ることができる。
高炉用に供されるものは常温で粉砕可能な成形品、板、
パイプ類が良いが、シート類、フィルム状であっても冷
凍後に粉砕することで処理が可能であり、これらの選別
は粉砕コストと微粉炭のコストとの値差によって変化す
るものである。プラスチック粉と微粉炭との配合比率
は、プラスチック粉が5%以上で本発明の効果を十分享
受できるレベルである。高炉羽口では風速200m/s
以上の高速度、送風温度1100℃近い高温で粉体はレ
ースウェイという燃焼帯へ送り込まれる。微粉炭は50
〜100μmの粒度で管理されている。
なものはポリエチレン23%、ポリスチレン11%、ポ
リプロピレン25%、塩化ビニル16%でありプラスチ
ック屑もこの量にリンクしたものと見ることができる。
高炉用に供されるものは常温で粉砕可能な成形品、板、
パイプ類が良いが、シート類、フィルム状であっても冷
凍後に粉砕することで処理が可能であり、これらの選別
は粉砕コストと微粉炭のコストとの値差によって変化す
るものである。プラスチック粉と微粉炭との配合比率
は、プラスチック粉が5%以上で本発明の効果を十分享
受できるレベルである。高炉羽口では風速200m/s
以上の高速度、送風温度1100℃近い高温で粉体はレ
ースウェイという燃焼帯へ送り込まれる。微粉炭は50
〜100μmの粒度で管理されている。
【0012】以下図1により本発明を詳細に説明する。
プラスチック粉の製造及び吹き込み粉の処理の流れにつ
いて述べる。原料であるプラスチック屑はプラスチック
屑の受け入れホッパー5に受け入れられる。受け入れホ
ッパーは乾燥器をかねており、水分が乾燥除去される。
6はプラスチック屑の粉砕システムであり、冷凍機能、
選別機能、粉砕機能を備えており、常温で粉砕可能な成
形品、板、パイプ類は機械的に粉砕されるがシート類な
どの可塑性の強い屑が冷凍後粉砕される。また冷凍に用
いたエネルギーを有効回収するシステムも含まれてい
る。ふるい分けシステム7は、あらかじめ設定された粒
度にふるい分けるためのシステムである。ふるい上粉は
再度粉砕システムに戻されて再度粉砕される。上限粒度
は高炉での燃焼性、搬送性によって決められるが、通常
は上限粒度(3mm)以下で管理される。高炉の操業が
不安定になった場合あるいは静電気による搬送トラブル
になった場合には高炉側の指示により適宣下限粒度が適
用される。
プラスチック粉の製造及び吹き込み粉の処理の流れにつ
いて述べる。原料であるプラスチック屑はプラスチック
屑の受け入れホッパー5に受け入れられる。受け入れホ
ッパーは乾燥器をかねており、水分が乾燥除去される。
6はプラスチック屑の粉砕システムであり、冷凍機能、
選別機能、粉砕機能を備えており、常温で粉砕可能な成
形品、板、パイプ類は機械的に粉砕されるがシート類な
どの可塑性の強い屑が冷凍後粉砕される。また冷凍に用
いたエネルギーを有効回収するシステムも含まれてい
る。ふるい分けシステム7は、あらかじめ設定された粒
度にふるい分けるためのシステムである。ふるい上粉は
再度粉砕システムに戻されて再度粉砕される。上限粒度
は高炉での燃焼性、搬送性によって決められるが、通常
は上限粒度(3mm)以下で管理される。高炉の操業が
不安定になった場合あるいは静電気による搬送トラブル
になった場合には高炉側の指示により適宣下限粒度が適
用される。
【0013】プラスチック粉の供給ホッパー8はふるい
分け後のプラスチック粉を蓄え、プラスチック粉の流量
調整機構10によって設定された供給量を搬送空気12
によって粉体の分配器13に送られる。微粉炭とプラス
チック粉の混合使用の際は、微粉炭は別の微粉炭用のホ
ッパー9から微粉炭の流量調整機構11を経てプラスチ
ック粉と混合される。プラスチック粉と微粉炭と別々の
ホッパーを設置しているが、両者を混合してホッパーを
1つにするシステムも含まれる。分配器13によって粉
体は各羽口に分配され、搬送配管14を経て高炉送風支
管4内に挿入されたノズル3より高炉1に数十本配設さ
れた羽口2を介し、風速200m/s以上の高速で高炉
内に吹き込まれ、高炉の燃焼帯15で燃焼する。高炉燃
焼帯内では燃料粉は高温の酸素と反応して、2000℃
以上の高温で高速で燃焼し、CはCOにHはH2 に転換
され、高温の還元ガスになって上部に上昇する。混合し
ているガラスは溶解してスラグ中に、金属類は酸化して
スラグ中に入る。
分け後のプラスチック粉を蓄え、プラスチック粉の流量
調整機構10によって設定された供給量を搬送空気12
によって粉体の分配器13に送られる。微粉炭とプラス
チック粉の混合使用の際は、微粉炭は別の微粉炭用のホ
ッパー9から微粉炭の流量調整機構11を経てプラスチ
ック粉と混合される。プラスチック粉と微粉炭と別々の
ホッパーを設置しているが、両者を混合してホッパーを
1つにするシステムも含まれる。分配器13によって粉
体は各羽口に分配され、搬送配管14を経て高炉送風支
管4内に挿入されたノズル3より高炉1に数十本配設さ
れた羽口2を介し、風速200m/s以上の高速で高炉
内に吹き込まれ、高炉の燃焼帯15で燃焼する。高炉燃
焼帯内では燃料粉は高温の酸素と反応して、2000℃
以上の高温で高速で燃焼し、CはCOにHはH2 に転換
され、高温の還元ガスになって上部に上昇する。混合し
ているガラスは溶解してスラグ中に、金属類は酸化して
スラグ中に入る。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例を示す。図2はベース
の微粉炭吹き込み量を120kg/t−pigとし、こ
の微粉炭をプラスチック粉と重量を等しく置換した場合
の高炉操業例を示している。プラスチック粉の粒径は−
2mmであり、平均粒径は0.85mmであった。破
砕、搬送性に問題はなく吹き込みは順調に行われた。プ
ラスチック粉中のC比率は92%と微粉炭中の85%と
比べて高いため、発熱量は高い。このためコークスとの
置換率が高く、吹き込みの増加にともなって燃料比の大
幅な削減を見た。同時に炉頂ガス利用率(ηCO=CO2
/(CO+CO2 ))の増加を観測した。このことはプ
ラスチック粉吹き込みは高炉の省エネルギーひいてはC
O2 削減に有効に作用したことを示すものである。プラ
スチックの場合は微粉炭に比べて分解に要する吸熱の量
が軽微であるので、羽口前の理論燃焼温度は高くなる。
このことはソリューションロスカーボンの低減につなが
り、結果として燃焼比の低下に寄与している。この例で
は微粉炭をプラスチック粉へ10kg/t置き換えるこ
とにより、燃料比1.4kg/tの削減、ガス利用率η
CO=0.2%の向上、理論燃焼温度17.5℃の上昇と
なった。
の微粉炭吹き込み量を120kg/t−pigとし、こ
の微粉炭をプラスチック粉と重量を等しく置換した場合
の高炉操業例を示している。プラスチック粉の粒径は−
2mmであり、平均粒径は0.85mmであった。破
砕、搬送性に問題はなく吹き込みは順調に行われた。プ
ラスチック粉中のC比率は92%と微粉炭中の85%と
比べて高いため、発熱量は高い。このためコークスとの
置換率が高く、吹き込みの増加にともなって燃料比の大
幅な削減を見た。同時に炉頂ガス利用率(ηCO=CO2
/(CO+CO2 ))の増加を観測した。このことはプ
ラスチック粉吹き込みは高炉の省エネルギーひいてはC
O2 削減に有効に作用したことを示すものである。プラ
スチックの場合は微粉炭に比べて分解に要する吸熱の量
が軽微であるので、羽口前の理論燃焼温度は高くなる。
このことはソリューションロスカーボンの低減につなが
り、結果として燃焼比の低下に寄与している。この例で
は微粉炭をプラスチック粉へ10kg/t置き換えるこ
とにより、燃料比1.4kg/tの削減、ガス利用率η
CO=0.2%の向上、理論燃焼温度17.5℃の上昇と
なった。
【0015】
【発明の効果】この方法によれば従来埋立るしか処理方
法がなかったプラスチック廃棄物の再利用がはかられ
る。そして高炉を使用することによって焼却処理の問題
点を解決し、安全無公害な処理方法となる。一方、高炉
の微粉炭あるいはコークスの使用量の削減がはかれ、廃
棄物から出される有毒ガスや複合材料をも高炉で処理す
ることが可能である。このように本発明は省エネルギ
ー、環境にたいして社会の要請に答える画期的な技術で
ある。
法がなかったプラスチック廃棄物の再利用がはかられ
る。そして高炉を使用することによって焼却処理の問題
点を解決し、安全無公害な処理方法となる。一方、高炉
の微粉炭あるいはコークスの使用量の削減がはかれ、廃
棄物から出される有毒ガスや複合材料をも高炉で処理す
ることが可能である。このように本発明は省エネルギ
ー、環境にたいして社会の要請に答える画期的な技術で
ある。
【図1】本発明の原理を示す構成図
【図2】実高炉においてプラスチック粉を吹き込んだ実
施例の効果を示す図
施例の効果を示す図
1 高炉 2 羽口 3 粉体吹き込みノズル 4 送風支管 5 プラスチック屑の受け入れホッパー兼乾燥機 6 プラスチック屑の粉砕システム 7 ふるい分けシステム 8 プラスチック粉の供給ホッパー 9 既存の微粉炭用ホッパー 10 プラスチック粉の流量調整機構 11 微粉炭の流量調整機構 12 搬送用空気 13 各羽口への粉体の分配器 14 各羽口への搬送配管 15 高炉の燃焼帯
Claims (1)
- 【請求項1】 粒状あるいは粉状に粉砕したプラスチッ
ク屑を100%あるいは微粉炭と混合し、高炉の羽口か
ら吹き込むことによって前記プラスチック屑中のC、H
を燃料として、また生成するガスを還元ガスとして利用
すると同時に、混入した複合材料を高炉内でスラグ化し
て溶融処理することを特徴とする高炉の操業方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4176394A JPH07228905A (ja) | 1994-02-17 | 1994-02-17 | 高炉の操業方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4176394A JPH07228905A (ja) | 1994-02-17 | 1994-02-17 | 高炉の操業方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07228905A true JPH07228905A (ja) | 1995-08-29 |
Family
ID=12617450
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4176394A Pending JPH07228905A (ja) | 1994-02-17 | 1994-02-17 | 高炉の操業方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07228905A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997012997A1 (en) * | 1995-10-02 | 1997-04-10 | Nkk Corporation | Scrap melting method |
| KR100391901B1 (ko) * | 1998-12-12 | 2003-09-19 | 주식회사 포스코 | 고로내폐플라스틱취입장치 |
| JP2005240137A (ja) * | 2004-02-27 | 2005-09-08 | Jfe Steel Kk | プラスチックの高炉吹込み方法 |
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-
1994
- 1994-02-17 JP JP4176394A patent/JPH07228905A/ja active Pending
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