電気製鋼におけるラドルスラグのリサイクル改善のための前処理および材料ハンドリングシステムの多基準評価

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🔬研究者:MCDA手法とScope3算定の統合事例として参考になる。

🏢実務担当者:スラグ前処理設備の投資判断に役立つコスト・排出量データを提供。

🏛政策担当者:鉄鋼業の循環経済政策立案に定量的根拠を提供。

取鍋スラグ（LS）は電気製鋼の副産物であり、電気アーク炉（EAF）内で内部リサイクルして生石灰の一部を代替するフラックスとして使用できる。しかし、大気条件下で冷却されたLSは粉状になり不安定となるため、この慣行の産業上の採用が制限される。最近、LSの特性を改善するための新規の急速冷却アプローチが提案されたが、文献はその工業規模での実現可能性に関する情報を提供していない。本論文は、LSをリサイクルする実規模のEAFプラントへのこのようなLS前処理システムの統合を調査することにより、このギャップを埋めるものである。3つの代替的な前処理および取り扱いソリューションのコストと便益を、前処理のないベースラインシステムに対して、ファジィAHP MCDAモデルを用いて評価する。前処理システムの導入により、年間等価コストは2〜5倍、一次エネルギー需要は約4〜7倍に増加すると推定される。粉塵排出量の推定削減量は年間約600〜900トンである。改善されたリサイクルによる生石灰生産の回避されたScope 3排出量を考慮すると、燃料および電力消費の増加による追加の炭素換算排出量はほとんどの構成で相殺され、年間80〜120 tCO2eqの削減が推定される。材料取り扱いシステムの選択は、性能に顕著な影響を与える。MCDAアプローチは、ケーシングと自動コンベヤを含む最も複雑な構成を、環境および経済的パフォーマンスならびに労働安全や職場環境などの定性的基準を考慮した最良の妥協点として特定する。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

Ladle Slag (LS) is a by-product of electric steelmaking that can be recycled internally in the electric arc furnace (EAF) to partially replace quicklime as a flux. However, LS cooled at ambient conditions becomes dusty and unstable, which limits the industrial uptake of this practice. A novel fast cooling approach was recently proposed to improve LS properties, but the literature does not provide information on its viability on an industrial scale. This paper fills this gap by investigating the integration of such LS pre-treatment system into a real EAF plant recycling LS. The costs and benefits of three alternative pre-treatment and handling solutions are assessed against the baseline system without pre-treatment, using a fuzzy AHP MCDA model. The introduction of pre-treatment systems is estimated to increase annual equivalent costs by a factor of 2 to 5 and primary energy demand by a factor of approximately 4 to 7. The estimated reduction in dust emissions is in the order of 600 to 900 t/year. Considering the avoided Scope 3 emissions for quicklime production due to improved recycling, the additional carbon equivalent emissions from increased fuel and electricity consumption are offset in most configurations and savings in the order of 80-120 tCO2eq/year are estimated. The selection of material handling systems has a remarkable impact on performance. The MCDA approach identifies the most complex configuration, including a casing and automatic conveyors, as the best compromise considering environmental and economic performance as well as qualitative criteria such as occupational safety and workplace conditions.

• openalex https://doi.org/10.1016/j.rineng.2025.105403first seen 2026-08-02 16:54:41