JP2000219546A - 水砕スラグの製造方法及び装置 - Google Patents
水砕スラグの製造方法及び装置Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
高品質の水砕スラグを得る。 【構成】 高炉から排出されスラグ樋を流れる溶融スラ
グにスラグ樋の周囲に配置された複数のノズル〜か
ら冷却水を吹き付けて水砕スラグを製造する際、スラグ
樋3の上方及び下方に配置されたノズル〜,から
冷却水を溶融スラグに吹き付けてガス発生反応を促進さ
せ、次いでスラグ樋の側方に配置された側部ノズルか
らサイド水流CR ,CL を吹き付けて溶融スラグを急冷
する。 【効果】 発泡反応が進行した後の溶融スラグSがサイ
ド水流で急冷されるため、被破砕性及びガラス化率共に
良好な水砕スラグが得られる。
Description
融スラグを吹製し、セメント原料,建設資材等として使
用される水砕スラグの製造方法及び装置に関する。
等として再利用されている。徐冷スラグは破砕・整粒し
て路盤材,コンクリート骨材,ロックウール原料,肥料
原料等に使用され、水砕スラグはセメント原料,土壌改
良剤,細骨材等に使用されている。徐冷スラグは高炉か
ら排出された溶融スラグを徐冷した後で破砕して製造さ
れるのに対し、水砕スラグは溶融スラグに大量の水を吹
き付けて急冷・破砕することにより製造される。具体的
には図1に示すように、高炉本体1から出銑樋2に排出
される溶銑から、溶融スラグをスラグ樋3に分離し、分
離された溶融スラグに吹製函4から多量の冷却水を吹き
付けることにより、急冷・破砕している。
た粒子構造をもち、ガラス化率が高いほど高品質とされ
ている。ガラス化率は溶融スラグの急冷条件に影響され
るため、溶融スラグの流量に応じ冷却水の噴射水量を制
御することにより急冷条件を一定化している。また、特
開平5−311213号公報では、スラグ樋3の幅方向
に関して吹製ノズルを複数ゾーンに分割し、スラグ樋3
の幅方向に変動する溶融スラグの流量変化を打ち消すよ
うに吹製ノズルからの噴射水量を制御している。
に石膏,石灰石等の副原料と混合され、破砕機で更に粉
砕されて各種用途に使用される。そのため、被破砕性に
優れていることも、水砕スラグの品質を決める上で重要
な要件である。被破砕性は、水砕スラグの粒子に分散し
ている開気泡,閉気泡等が多いほど良好である。ガラス
化率,被破砕性等に優れた水砕スラグを得るためには、
一定した急冷条件下で溶融スラグを急冷・粉砕すること
が必要である。ところが、スラグ樋を流れる溶融スラグ
の流量は、タップ間で大きく変動する。そのため、単に
溶融スラグ流量に応じて冷却水の噴射水量を制御するだ
けでは、急冷条件を十分に均一化できない。冷却水の噴
射量をスラグ樋の幅方向に変えても、急冷効果が局部的
に不足し、ガラス化率が低下することがある。
題を解消すべく案出されたものであり、スラグ樋の幅方
向からも冷却水を吹き付けることにより、溶融スラグの
急冷・破砕条件を安定化すると共に、緩冷却条件及び急
冷却条件の2段階で溶融スラグを冷却し、高品質の水砕
スラグを製造することを目的とする。本発明の水砕スラ
グ製造方法は、その目的を達成するため、スラグ樋を流
れる溶融スラグに冷却水を吹き付けて水砕スラグを製造
する際、スラグ樋の上方及び下方に配置されたノズルか
ら冷却水を溶融スラグに吹き付けてガス発生反応を促進
させ、次いでスラグ樋の側方に配置されたノズルからサ
イド水流を吹き付けて溶融スラグを急冷することを特徴
とする。この方法で使用する装置は、スラグ樋の上方及
び下方に配置されたノズルと、スラグ樋の両側に配置さ
れた側部ノズルとを備え、上方及び下方のノズルから冷
却水が吹き付けられた後の溶融スラグに対してサイド水
流が吹き付けられるように、側部ノズルの向きが調整さ
れている。
たとえば図2に示すように溶融スラグSが流れるスラグ
樋3の周囲に複数のノズル〜を配置した吹製函10
を備えている。ノズル,は上方から、ノズル〜
,は下方から、側部ノズルは側方から冷却水を溶
融スラグSに吹き付ける。側方に配置された側部ノズル
,は、図3に示すように下流側で溶融スラグSに側
方から冷却水(以下、サイド水流CR ,CL という)を
吹き付けるように、溶融スラグSの流動方向に傾斜して
設けられている。サイド水流CR ,CL が交差するポイ
ントCP は、溶融スラグSが下部ノズルからの冷却水
と接触する個所よりも溶融スラグSの流動方向に関して
下流側に設けられている。ノズル〜は、溶融スラグ
Sの流量に応じて複数種類の噴射パターンが採れるよう
に、複数のブロックに分けられている。たとえば、4種
類の噴射パターンで溶融スラグSを急冷・粉砕する場
合、図4に示す配管系統が使用される。各ノズル〜
は、温水タンク20,冷却塔21及び給水槽22に接続
されている。温水タンク20で適宜の温度に加熱された
温水は、通常経路Aを経て冷却塔21に送られると共
に、一部が直送経路Bを経て給水槽22に送られる。直
送経路Bに、流量調整弁V5 が設けられている。
20から冷却塔21に送られる水量と給水槽22に直送
される水量との比率を制御することにより、適正なガラ
ス化率及び被破砕性を両立させる温度範囲(具体的に
は、70〜85℃)に冷却水の水温を調節する。給水槽
22内の冷却水は、給水ポンプ24によりヘッダ11に
圧送される。ヘッダ11は、給水管121 〜127 を介
して各ノズル〜に接続されている。給水管121 ,
124 の基管に電動バルブV4 ,給水管123 に電動バ
ルブV3,給水管125 に電動バルブV1 ,給水管122
,126 ,127 の基管に電動バルブV2 を設け、ノ
ズル〜を四つのブロックに分けている。各電磁弁V
1〜V4 は、スラグ樋3を流れる溶融スラグSの流量に
応じて開閉される。電磁弁V1 〜V4 の開閉により、4
種類の噴射パターンを採ることができる。
て温水タンク20にも接続されている。返送経路C,D
を通過する水量は、それぞれ流量調整弁V6 ,V7 で制
御される。各ノズル〜は、溶融スラグ流量に応じ図
5に示すようにオン・オフされる。タップ間(a)で
は、電磁弁V1 を開き、ノズルから冷却水を噴射す
る。このとき、返送経路C,Dの流量調整弁V6 ,V7
を閉じて循環水量を抑え、温水タンク20から直送経路
Bを経て全量を給水槽22に送り、冷却水の降温を防止
することが好ましい。或いは、製造された水砕スラグを
輸送するコンベヤに設けられている秤量器を用い、溶融
スラグSの流量を演算することも可能である。スラグ樋
3を溶融スラグSが流れ始めた吹製初期段階(b)で
は、電磁弁ノズルV2 を開き、ノズル,〜から冷
却水を噴射する。なお、スラグ樋3を流れる溶融スラグ
Sの流量は、工業用カメラの撮像結果を画像処理するこ
とやスラグ樋3の温度測定等により検出される。
(c)では、電磁弁V1 ,V2 に加えて電磁弁V3 も開
き、ノズルからの冷却水噴射を追加する。また、通常
経路A及び直送経路Bを流れる冷却水の水量比率を調節
し、溶融スラグSに吹き付けられる冷却水の温度を適正
に維持する。更に、大量の溶融スラグSが流れる場合
(d)、電磁弁V4 も開き、全てのノズル〜から冷
却水を噴射する。冷却水の噴射量に応じ、給水槽22に
設けられている給水ポンプ24の運転台数を増減する。
このように、スラグ樋3を流れる溶融スラグSの流量に
応じて噴射形態及び噴射水量を調節することにより、適
正な吹製条件が維持される。また、温水タンク20から
直送経路Bを経て給水槽22に送り込まれる温水の流量
を制御することで、溶融スラグSに吹き付けられる冷却
水の温度が適正に管理される。
+H2 0→H2 +N2 +O2 -等の発泡反応は、1350
℃以上の温度域で活発に進行する。そのため、破砕性に
富むポーラス状の水砕スラグを得るためには、冷却水の
水温を高くし、緩冷却化が必要となる。しかし、高すぎ
る水温では溶融スラグSの周囲に蒸気膜ができ、緩冷却
となってガラス化率が低下する。本発明においては、ス
ラグ樋3を流れる溶融スラグSの流動状態が定常化した
とき、或いは多量の溶融スラグSがスラグ樋3を流れる
とき、サイド水流CR ,CL を付加することにより、被
破砕性及びガラス化率を両立させている。サイド水流C
R ,CL は、図3に示すようにノズル〜からの冷却
水が溶融スラグSに接触する個所よりも流動方向に関し
て下流側で溶融スラグSに衝突する。これにより、溶融
スラグSの急冷条件を微細に制御することが可能とな
り、ガラス化率及び被破砕性を両立させた水砕スラグが
得られる。すなわち、ノズル〜,から噴射した冷
却水で溶融スラグSをソフトカッティングし、発泡反応
が促進された条件下で溶融スラグSを冷却する。発泡反
応が進行した溶融スラグSは、サイド水流CR ,CL の
衝突により冷却速度が速くなって再度微細化される。そ
の結果、多数の気泡発生で被破砕性が向上すると共に、
ガラス化率も高くなる。また、図6の模式図で示すよう
にノズル〜から噴射された水流により溶融スラグS
が取り囲まれている、急冷・破砕で生じたスラグ粉粒の
周辺への飛散が水膜で防止される。
して溶銑・溶融スラグを排出し、出銑樋2からスラグ樋
3に分流した溶融スラグSに冷却水を噴射して水砕スラ
グを製造した。溶融スラグSの流量に応じて返送経路
C,Dの開閉,給水ポンプ24の稼動台数,給水槽23
への流量制御を実施し、水温を70〜85℃の範囲に維
持して噴射パターンをa→b→c→d(図5)に切り替
えた。
R5201に規定されるブレーン法で測定した。サイ
ド水流CR ,CL の吹付けを付加した本実施例では、比
表面積4100cm2 /g以上,ガラス化率98%以上
で被破砕性に優れた水砕スラグが得られた。この水砕ス
ラグのガラス化率は、98%以上であり、セメント,土
壌改良剤,細骨材等として使用される高品質の原料であ
った。比較のため、サイド水流CR ,CL の吹付けを省
略する以外は同じ条件下で溶融スラグSを急冷・破砕し
たところ、比表面積が3150〜4200cm2 /g,
ガラス化率が96〜99.5%と品質にバラツキのある
水砕スラグが得られた。また、被破砕性にもバラツキが
生じていた。
は、スラグ樋を流れる溶融スラグに冷却水を噴射して水
砕スラグを製造する際、溶融スラグ流の下流位置でサイ
ド水流を吹き付けることにより、発泡反応が進行した後
の溶融スラグの冷却速度を上げている。これにより、被
破砕性及びガラス化率が高位に両立し、セメント,土壌
改良剤,細骨材等として有用な高品質の水砕スラグが製
造される。
れを示す模式図
ーン
の位置関係を示す模式図
10:吹製函 11:ヘッダ 121 〜127 :給
水管 20:温水タンク 21:冷却塔 22:給水槽 24:給水ポンプ 〜:ノズル A:通常経路 B:直送経路 C,D:返送経路 S:溶融スラグ V1 〜V4 :電磁弁 V5 〜V
7 :流量調整弁 CR ,CL :サイド水流 CP :サイド水流の交叉ポ
イント
Claims (2)
- 【請求項1】 スラグ樋を流れる溶融スラグに冷却水を
吹き付けて水砕スラグを製造する際、スラグ樋の上方及
び下方に配置されたノズルから冷却水を溶融スラグに吹
き付けてガス発生反応を促進させ、次いでスラグ樋の側
方に配置されたノズルからサイド水流を吹き付けて溶融
スラグを急冷することを特徴とする水砕スラグの製造方
法。 - 【請求項2】 スラグ樋の上方及び下方に配置されたノ
ズルと、スラグ樋の両側に配置された側部ノズルとを備
え、上方及び下方のノズルから冷却水が吹き付けられた
後の溶融スラグに対してサイド水流が吹き付けられるよ
うに、側部ノズルの向きが調整されている水砕スラグの
製造装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2449899A JP2000219546A (ja) | 1999-02-02 | 1999-02-02 | 水砕スラグの製造方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2449899A JP2000219546A (ja) | 1999-02-02 | 1999-02-02 | 水砕スラグの製造方法及び装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000219546A true JP2000219546A (ja) | 2000-08-08 |
Family
ID=12139860
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2449899A Pending JP2000219546A (ja) | 1999-02-02 | 1999-02-02 | 水砕スラグの製造方法及び装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000219546A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110395972A (zh) * | 2019-07-22 | 2019-11-01 | 浙江龙成耐火材料有限公司 | 一种内抗冲刷水口及其制造方法 |
-
1999
- 1999-02-02 JP JP2449899A patent/JP2000219546A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110395972A (zh) * | 2019-07-22 | 2019-11-01 | 浙江龙成耐火材料有限公司 | 一种内抗冲刷水口及其制造方法 |
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