図面 (/)

技術 回収自販機を利用した普通鋼の製造方法

出願人 新日鐵住金株式会社
発明者 松本周國武意智
出願日 2001年2月19日 (19年11ヶ月経過) 出願番号 2001-041635
公開日 2002年8月28日 (18年5ヶ月経過) 公開番号 2002-241827
状態 特許登録済
技術分野 固体廃棄物の処理 炭素鋼又は鋳鋼の製造 銑鉄の精製;鋳鉄の製造;転炉法以外の製鋼 炭素鋼又は鋳鋼の製造
主要キーワード 最適配合比 輸送台車 非金属部材 全装入量 爆発防止 プレス屑 廃棄車両 転炉工場
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2002年8月28日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (3)

課題

加熱、冷却装置を備えた回収自販機を、製鋼主原料の一部として利用して低コストにて普通鋼を製造する方法を提供する。

解決手段

加熱、冷却装置を備えた回収自販機に、解体分別を施すことなく有害ガス除去処理爆発防止対策とを施して製造用の炉内に装入する製鋼主原料の一部に用いてCuを不純元素として含有する普通鋼を製造する。なお、普通鋼中のCuの含有量は0.25%以下とするとともに、回収自販機の装入量の上限値Yと普通鋼のトランプエレメント上限Cu値とを、[%Cu] をトランプエレメント上限Cu値、αを回収自販機以外の製鋼主原料から持ち込まれるCuの持ち込み値、Yを回収自販機の全装入量(kg)を製鋼主原料の全重量(ton) で割った値(kg/ton)としたとき、[%Cu]=α+1.58×10-3×Yの関係式を満たすのが好ましい。

概要

背景

転炉電気炉などの製鋼用の炉を用いた鉄鋼の製造において、鉄スクラップ鉄源として重要な製鋼主原料の一つであるが、このような鉄スクラップの品種は、製鉄所構内で発生する発生源のはっきりした不純物の少ない高炉スクラップから、市中から回収される多くの不純元素を含んだ家電製品廃棄車両などの市中スクラップなどまで多岐にわたっている。今日、鉄スクラップはその発生量が増大するとともに、品位が低級化する傾向にあるが、資源リサイクルして有効に利用する観点から、このような品位の低い鉄スクラップをも有効に処分して利用することが望まれている。

さて、鉄スクラップの一つである清涼飲料水酒類などの自販機には、それらの飲料を加熱、冷却するためのモーターが内蔵されていたり、プラスチックガラスゴムなどの非鉄部材が使用されている。従って、従来は回収した自販機は、解体分別してプラスチックなどの非金属部材を除去したり、銅線からのCuの混入を防ぐため配管配線、モーターなどのCu供給源を除去したうえで、シュレッダーなどにより破砕裁断して小片として製造主原料の一部として用いてきた。しかし、回収自販機を解体、分別して非金属部材やモーターを除去したり、破砕、裁断などを施すことは、鉄スクラップを回収するまでの工程が複雑になるうえに、前処理コストの高騰をもたらすという問題がある。

概要

加熱、冷却装置を備えた回収自販機を、製鋼主原料の一部として利用して低コストにて普通鋼を製造する方法を提供する。

加熱、冷却装置を備えた回収自販機に、解体、分別を施すことなく有害ガス除去処理爆発防止対策とを施して製造用の炉内に装入する製鋼主原料の一部に用いてCuを不純元素として含有する普通鋼を製造する。なお、普通鋼中のCuの含有量は0.25%以下とするとともに、回収自販機の装入量の上限値Yと普通鋼のトランプエレメント上限Cu値とを、[%Cu] をトランプエレメント上限Cu値、αを回収自販機以外の製鋼主原料から持ち込まれるCuの持ち込み値、Yを回収自販機の全装入量(kg)を製鋼主原料の全重量(ton) で割った値(kg/ton)としたとき、[%Cu]=α+1.58×10-3×Yの関係式を満たすのが好ましい。

目的

本発明は上記した従来の問題点を解決し、加熱、冷却装置を備えた回収自販機を、解体、分別を施すことなく、これを製鋼主原料の一部として用いて普通鋼を溶製するための回収自販機を利用した普通鋼の製造方法を提供するためになされたものである。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

加熱、冷却装置を備えた回収自販機に、解体分別を施すことなく有害ガス除去処理爆発防止対策とを施し、これを製造用の炉内に装入する製鋼主原料の一部に用いてCuを不純元素として含有する普通鋼を製造することを特徴とする回収自販機を利用した普通鋼の製造方法。

請求項2

普通鋼中のCuの含有量を0.25%(質量%)以下とした請求項1に記載の回収自販機を利用した普通鋼の製造方法。

請求項3

回収自販機の装入量の上限値Yと、普通鋼のトランプエレメント上限Cu値とを、[%Cu] をトランプエレメント上限Cu値、αを回収自販機以外の製鋼主原料から持ち込まれるCuの持ち込み値、Yを回収自販機の全装入量(kg)を製鋼主原料の全重量(ton) で割った値(kg/ton)としたとき、[%Cu]=α+1.58×10-3×Yの関係式を満たすものとした請求項1または2に記載の回収自販機を利用した普通鋼の製造方法。

技術分野

0001

本発明は、これまで利用価値の低かった自販機を有効に利用して普通鋼を製造するための回収自販機を利用した普通鋼の製造方法である。なお、本明細書において普通鋼とは、C 、Mn、または、C 、Si、Mnを主要元素とする炭素鋼であって、これら以外の合金元素を特に意図して加えていない鋼である。

背景技術

0002

転炉電気炉などの製鋼用の炉を用いた鉄鋼の製造において、鉄スクラップ鉄源として重要な製鋼主原料の一つであるが、このような鉄スクラップの品種は、製鉄所構内で発生する発生源のはっきりした不純物の少ない高炉スクラップから、市中から回収される多くの不純元素を含んだ家電製品廃棄車両などの市中スクラップなどまで多岐にわたっている。今日、鉄スクラップはその発生量が増大するとともに、品位が低級化する傾向にあるが、資源リサイクルして有効に利用する観点から、このような品位の低い鉄スクラップをも有効に処分して利用することが望まれている。

0003

さて、鉄スクラップの一つである清涼飲料水酒類などの自販機には、それらの飲料を加熱、冷却するためのモーターが内蔵されていたり、プラスチックガラスゴムなどの非鉄部材が使用されている。従って、従来は回収した自販機は、解体分別してプラスチックなどの非金属部材を除去したり、銅線からのCuの混入を防ぐため配管配線、モーターなどのCu供給源を除去したうえで、シュレッダーなどにより破砕裁断して小片として製造主原料の一部として用いてきた。しかし、回収自販機を解体、分別して非金属部材やモーターを除去したり、破砕、裁断などを施すことは、鉄スクラップを回収するまでの工程が複雑になるうえに、前処理コストの高騰をもたらすという問題がある。

発明が解決しようとする課題

0004

本発明は上記した従来の問題点を解決し、加熱、冷却装置を備えた回収自販機を、解体、分別を施すことなく、これを製鋼主原料の一部として用いて普通鋼を溶製するための回収自販機を利用した普通鋼の製造方法を提供するためになされたものである。

課題を解決するための手段

0005

上記の課題を解決するためになされた本発明は、加熱、冷却装置を備えた回収自販機に、解体、分別を施すことなく有害ガス除去処理爆発防止対策とを施し、これを製造用の炉内に装入する製鋼主原料の一部に用いてCuを不純元素として含有する普通鋼を製造することを特徴とする回収自販機を利用した普通鋼の製造方法を請求項1に係る発明とする。また、この発明において、普通鋼中のCuの含有量を0.25%(質量%)以下とする回収自販機を利用した普通鋼の製造方法を請求項2に係る発明とし、さらに、前記した各発明において、回収自販機の装入量の上限値Yと普通鋼のトランプエレメント上限Cu値とを、[%Cu] を目標Cu値、αを回収自販機以外の製鋼主原料から持ち込まれるCuの持ち込み値、Yを回収自販機の全装入量(kg)を製鋼主原料の全重量(ton) で割った値(kg/ton)としたとき、[%Cu]=α+1.58×10-3×Yの関係式を満たすものとした回収自販機を利用した普通鋼の製造方法を請求項3に係る発明とする。

0006

本発明の回収自販機を利用した普通鋼の製造方法は、加熱、冷却装置を備えた回収自販機に有害ガスの除去処理と爆発防止対策とを施すのみで、回収自販機を解体、分別することなく製造主原料の一部として用いて、回収自販機を有効に利用してCuを不純元素として含有する普通鋼を安価に製造しようとするものであって、以下、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。

0007

図1は転炉製造における工程フローを示す図であって、高炉1で出銑した溶銑混銑車2により転炉工場内に運搬されて溶銑予備処理を行うために第1転炉3の炉内に装入される。また、第1転炉3の炉内にはプレス屑、分解屑、結束屑などの鉄スクラップがクレーンにより装入される、鉄スクラップの装入は溶銑装入の前に行うのが普通である.ここで、溶銑および鉄スクラップを製鋼主原料(鉄源)と呼び、全装入主原料に対する鉄スクラップの最適配合比は、原料事情溶銑成分鋼種、転炉保有熱によって適宜調整される.製鋼主原料を装入した後は石灰石蛍石等の製鋼副原料を装入したうえ、ランスから酸素を吹き込んで、脱P、脱珪脱硫などの溶銑予備処理を行う。なお、溶銑予備処理を混銑車内取鍋内で行う場合には、鉄スクラップの装入は通常は行わない。

0008

予備処理を終えた溶銑は、輸送台車により第2転炉4にまで運搬されてその炉内に装入される。なお、溶銑の装入前には第2転炉4の炉内には上記したような鉄スクラップが装入されることもある。溶銑を装入後はランスを降下し酸素を吹きつけて吹錬し、脱珪、脱炭などの成分調整が行われる。第2転炉4で酸素吹錬を終了した溶鋼は、その後取鍋5にて合金鉄を添加したりして所要の成分に調整される。溶鋼はさらに必要に応じて脱ガス処理が施されたうえ、連続鋳造機にまで搬送されてスラブなどに連続鋳造される。以上のようにして、溶銑と鉄スクラップを製鋼主原料として鋼を製造することができる。

0009

本発明においては、加熱、冷却装置を備えた回収自販機を製造主原料の一部として用いるものとする。加熱、冷却装置を備えた回収自販機はモーターや配管、配線等にCuが使用されていて,鉄分は80%前後であるが、Cuを2%程度も含む品位の低い鉄スクラップである。このような回収自販機は、解体、分別を行うことによりコストが著しく上昇するので、プラスチックなどの非金属部材や、モーターなどのCu供給源の分別は行わない。むしろプラスチックなどの可燃物熱源として利用する。しかし、フロンなどのガス成分は大気汚染する有害なものであるのでこれを除去する必要があり、また、これらのガスが液体として蓄積されているボンベなどの容器配管系統は、製鋼用の炉内に装入した時に爆発する危険性があるので、ガス抜き、穴明けなどの爆発防止対策をとる必要がある。

0010

回収自販機には有害ガスの除去処理と爆発防止対策とを施すのみでほとんど原型のまま、あるいは搬送を容易にするためにプレスにより減容化したうえで製鋼用の炉内に装入する。製鋼用の炉内への装入は上記した第1転炉3、第2転炉4の何れかに、または、双方に他の鉄スクラップと混ぜて装入してもよいし、回収自販機単独で装入してもよい。また、回収自販機の装入は先に回収自販機を炉内に装入した後で溶銑を装入してもよいし、先に溶銑を装入した後で回収自販機を装入してもよい。

0011

以上は製鋼用の炉として転炉を例に挙げて説明したが、電気炉の場合にも同様に回収自販機を製鋼主原料の一部として用いることができる。電気炉による製造においては、製鋼主原料は一部還元鉄アイアンカーバイド等が使用されることもあるが、鉄スクラップが主体である。従って、回収自販機を他の鉄スクラップと一緒に電気炉内に装入したうえ、アークを飛ばして溶解して溶鋼とするのが一般的である。

0012

以上のようにして転炉や電気炉などの製造炉により、加熱、冷却装置を備えた回収自販機を製鋼主原料の一部に用いて、Cuを不純物として含有する普通鋼を溶製することができる。ここで、普通鋼中のCuの含有量は0.25%以下とするのが望ましい。その理由は、Cuの含有量が0.25%を超えると、鋼板等の製品にCuの結晶粒界侵入に起因する表面疵の発生が多くなったり、冷間成形時に延性不足して割れを発生したりするおそれがあるからである。

0013

また、回収自販機の装入量の上限値Yは、普通鋼のトランプエレメント上限Cu値を[%Cu] 、回収自販機以外の製鋼主原料から持ち込まれるCuの持ち込み値をα、回収自販機の全装入量(kg)を製鋼主原料の全重量(ton) で割った値(kg/ton)をYとしたとき、[%Cu]=α+1.58×10-3×Y、の関係式を満たすのが望ましい。なお、図2は上記した関係式を図示したものであって、転炉の場合には溶銑の持ち込みCuは少ないので、 αとして0.02%とした上限値を示し、電気炉の場合にはα=0.10%とした上限値を示した。これらの回収自販機以外からの持ち込みCu値は、溶銑、溶鋼等の溶湯分析することによってその値を知ることができるし、製鋼主原料の配合比率によって予め推定することができる。

0014

図2によれば、例えば、転炉製造により0.08%のCuを含む普通鋼を製造する場合には、回収自販機は40kg/ton弱までの装入量とするのが望ましい。また、転炉製造により0.25%以下のCuを含む普通鋼を製造する場合には、回収自販機は150kg/ton弱まで装入することができるが、電気炉製造の場合には100kg/ton 弱までの装入量に留めるのが望ましい。即ち、回収自販機以外の製鋼主原料の持ち込みが多い分回収自販機の装入量は低めとする。このように、回収自販機の装入量の上限値Yをトランプエレメント上限Cu値に対して、[%Cu]=α+1.58×10-3×Yの関係式を満たすようにするのは、上限値Yを超えると回収自販機の保有するCu成分のばらつきにより普通鋼中のCu値が上限値を超える可能性があるからである。

0015

フロンガスの除去と配管への穴明けを行った清涼飲料水の回収自販機10トン公称250トンの第1転炉の炉内に装入したうえ、Cu0.02%含有する溶銑240トンを装入した。即ち、炉内に装入した製鋼主原料である溶銑+回収自販機1トン当りに占める回収自販機量を50kgとして回収自販機を溶解したうえ溶銑予備処理を行った。なお、回収自販機の鉄分は83%、Cu分は1.5%であった。次いで、第2転炉にて炭素量等を成分調整してトランプエレメント上限Cu値0.10%以下の普通鋼を溶製した。このようにして溶製した普通鋼の化学成分を表1に示すが、 上限値以下のCu0.095 %含有する普通鋼を製造することができた。

0016

0017

同様に、フロンガスの除去と配管への穴明けを行った酒類の回収自販機6トンを公称120トンの電気炉の炉内に装入したうえ、Cu分0.10%を持ち込む他の鉄スクラップを100トンを装入した。即ち、炉内に装入した製鋼主原料である鉄スクラップ+回収自販機1トン当りに占める回収自販機量を約62kgとしてトランプエレメント上限Cu値0.20%の普通鋼を溶製した。なお、回収自販機の鉄分は85%、Cu分は1.5 %であり、回収自販機以外の鉄スクラップの鉄分は95%であった。このようにして溶製した普通鋼の化学成分を表2に併せて示すが、 上限値以下のCu0.197 %含有する普通鋼を製造することができた。

0018

なお、上記した電気炉製造において、装入した回収自販機中のプラスチック等の可燃物の燃焼によってア−ク溶解に要した消費電力を若干低減することができた。

0019

発明の効果

0020

以上に説明したように、本発明の回収自販機を利用した普通鋼の製造方法は、事前に有害ガスの除去処理と爆発防止対策とを施すのみで、ほぼ原型のまま製鋼主原料の一部として利用することができるので、鉄スクラップの製造コストを低く抑えることができ、転炉、電気炉の何れの製鋼用の炉においても普通鋼を安価に製造することができる。さらに、回収自販機に含まれるプラスチック等の可燃物は製造の際の熱源として有効に利用することができる。従って、本発明は、従来その処分に苦慮していた回収自販機を有効に利用して普通鋼を製造することができるものとして、工業的価値大なものである。

図面の簡単な説明

0021

図1転炉製造のフローを示す工程図である。
図2目標Cu量に対する回収自販機の装入量の上限を示す関係図である。

--

0022

1高炉
2混銑車
3 第1転炉
4 第2転炉
5 取鍋

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い技術

関連性が強い 技術一覧

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ