JP2001097748A - 溶融スラグの冷却固化装置 - Google Patents

溶融スラグの冷却固化装置

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JP2001097748A
JP2001097748A JP27595899A JP27595899A JP2001097748A JP 2001097748 A JP2001097748 A JP 2001097748A JP 27595899 A JP27595899 A JP 27595899A JP 27595899 A JP27595899 A JP 27595899A JP 2001097748 A JP2001097748 A JP 2001097748A
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浩 山本
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拓也 品川
Kazuya Yabuta
和哉 藪田
Toyokazu Teramoto
豊和 寺本
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置が有する処理能力が十分に活用され、多
量の溶融スラグを処理することができる溶融スラグの冷
却固化装置を提供すること。 【解決手段】 冷却された円筒状回転体上に溶融スラグ
を供給して冷却固化させる溶融スラグの冷却固化装置で
あって、冷却可能に構成され、互いに外周面を接して水
平に配置され、外周面を接した箇所が上方に向かう方向
に回転するように構成された一対の円筒状回転体10
a,10bと、この一対の円筒状回転体10a,10b
の下部外周面に沿って配置されたスラグ剥離装置13
a,13bと、一対の円筒状回転体10a,10bの側
部下方にそれぞれ配置され、冷却不十分で固化されなか
ったスラグが円筒状回転体10a,10bの側部から離
脱した際に、そのスラグ73を急冷するための冷却流体
吹き付け装置20a,20bとを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は都市ごみなどの廃棄
物焼却残渣を溶融処理した際に排出される溶融スラグや
製鉄所で発生する高炉スラグなどの溶融スラグを冷却・
固化する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】製鉄所においては、発生する溶融スラグ
の多くがスラグ置き場へ送られて徐冷され、固化されて
いるが、一部の溶融スラグについては、水中に投入して
直接冷却する急冷処理がなされている。又、廃棄物の溶
融処理施設においても、製鉄所の場合と同様に、溶融ス
ラグを自然冷却する徐冷又は水中に投入して直接冷却す
る急冷処理が行われている。
【0003】溶融スラグの急冷処理においては、上記の
ような直接冷却の他に、間接冷却による試みがなされて
いる。間接冷却による急冷法については、冷却された金
属体の上に溶融スラグを供給して冷却する技術の提案が
なされており、その利点として、水分を含まないスラグ
が得られるため、セメント原料などに供する場合に乾燥
処理を必要としないこと、溶融スラグの熱回収が可能で
あると言うことなどが挙げられている。そして、さら
に、廃棄物の溶融処理施設においては、間接冷却による
急冷処理を行うことによって、溶融スラグの冷却・固化
処理に要する敷地面積を大幅に縮小することができると
言う利点が付加される。
【0004】上記間接冷却による急冷処理については、
種々の技術が提案されているが、そのうち、冷却された
回転体の上に溶融スラグを供給して冷却する方式を採用
した技術がある。この技術においては、冷却されたロー
ルやドラムなどの円筒状回転体の外周面上に溶融スラグ
を供給して付着させ、冷却・固化されたスラグを剥離し
て排出する操作が行われる。このような技術による装置
としては、例えば、特公昭61−8912号公報に開示
された装置がある。
【0005】この装置は、水冷構造の2基のドラムが外
周面を接して水平に配置されており、2基のドラムの上
に溶融スラグを供給するようになっている。そして、2
基のドラムが付着した溶融スラグを上側へ持ち上げるよ
うに互いに反対方向に回転し、付着したスラグはドラム
の下端部に設けられたピンチロールで押圧され、さらに
カッターにより掻き取られて排出される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】冷却されたロールやド
ラムなどの円筒状回転体上に溶融スラグを供給して付着
させ、冷却・固化させる装置において、供給される溶融
スラグの流量変動があっても、常にスラグが冷却不十分
にならないだけの余裕を有する状態で装置が使用されて
いる。すなわち、装置の運転に際しては、供給される溶
融スラグの流量変動を考慮して溶融スラグの流量が設定
されるので、溶融スラグの供給は装置が有する処理能力
よりかなり低い流量で行われる。このため、装置が有す
る処理能力が十分に活用されない条件で運転されてい
る。
【0007】本発明は、上記の問題点を解決し、装置が
有する処理能力が十分に活用され、多量の溶融スラグを
処理することができる溶融スラグの冷却固化装置を提供
することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、装置が有
する処理能力を十分に活用することができる方法を見出
すために、種々の試験を実施した。まず、ロールやドラ
ムなどの円筒状回転体に冷却能力の限度を超える溶融ス
ラグが供給された場合の状態を知るための試験を行っ
た。この試験により、溶融スラグの供給量が変動して冷
却能力の限度を超える溶融スラグが供給された場合、ス
ラグの冷却が不十分になって固化されなくなり、冷却途
中のスラグが円筒状回転体から離脱してしまうと言う現
象が起こることが判った。この現象は、スラグが固化さ
れておらず、未だ可塑性を有する状態においては、冷却
された金属体とスラグとの付着度合いが非常に小さいた
めに起こるものと考えられる。この現象を具体的に説明
すれば、回転している円筒状回転体上に供給されて付着
したスラグが円筒状回転体の側部(外側)へ移動するま
での間に固化されていないと、円筒状回転体の側部から
スラグが離脱して垂れ下がってしまう。
【0009】そこで、本発明者らは、溶融スラグの供給
量が過剰になって、スラグが円筒状回転体から離脱して
しまった際に、溶融スラグの供給量が円筒状回転体の冷
却能力に見合った量に復帰するまでの間、別の冷却手段
でスラグの冷却を行うことを考え、本発明に到達した。
【0010】従って、前記の課題は次の発明により解決
される。第1の発明は、冷却可能に構成され、互いに外
周面を接して水平に配置され、外周面を接した箇所が上
方に向かう方向に回転するように構成された一対の円筒
状回転体と、この一対の円筒状回転体の下部外周面に沿
って配置されたスラグ剥離装置と、一対の円筒状回転体
の側部下方にそれぞれ配置され、冷却不十分で固化され
なかったスラグが円筒状回転体の側部から離脱した際
に、そのスラグを急冷するための冷却流体吹き付け装置
とを有することを特徴としている。
【0011】この発明においては、通常の場合、円筒状
回転体に付着したスラグはスラグ剥離装置によって掻き
取られるまで冷却された後、排出される。しかし、溶融
スラグの供給量が過剰になって、円筒状回転体に付着し
たスラグの冷却が不十分になり、円筒状回転体から離脱
して垂れ下がってしまった場合には、垂れ下がったスラ
グに向けて冷却流体吹き付け装置から水或いは空気など
の冷却流体の吹き付けが行われる。そして、冷却が不十
分であったスラグは冷却されて固化し、排出される。こ
のため、この装置によれば、一時的に、円筒状回転体の
冷却能力以上の溶融スラグが供給される条件で運転する
ことが可能になり、装置が有する処理能力が十分に活用
される。又、溶融スラグの供給量が過剰になっても、装
置の運転を継続することができる。
【0012】なお、溶融スラグの供給量が過剰になった
際にスラグに吹き付ける流体が水であっても、吹き付け
た水がすべて蒸発してしまう範囲の流量にとどめておけ
ば、水を含まないスラグとして排出させることができ、
円筒状回転体により固化した通常のスラグと合流させて
排出することができる。
【0013】第2の発明は、冷却可能に構成され、互い
に外周面を接して水平に配置され、外周面を接した箇所
が上方に向かう方向に回転するように構成された一対の
円筒状回転体と、この一対の円筒状回転体の下部外周面
に沿って配置されたスラグ剥離装置と、スラグ剥離装置
の下方に配置されたスラグ輸送機と、スラグ輸送機の下
方に配置され、冷却不十分で固化されなかったスラグが
円筒状回転体の側部から離脱した際に、そのスラグを急
冷するためのスラグ投入水槽とを有することを特徴とし
ている。
【0014】この発明においても、通常の場合、円筒状
回転体に付着したスラグはスラグ剥離装置によって掻き
取られるまで冷却された後、排出される。しかし、溶融
スラグの供給量が過剰になり、スラグが円筒状回転体か
ら離脱して垂れ下がってしまった場合、このスラグはそ
のまま下降してスラグ投入水槽へ導入されて固化する。
【0015】このため、装置の冷却能力を超える量の溶
融スラグが供給されても、これを処理することができ、
溶融スラグの供給量が過剰になった場合を除けば、装置
が有する冷却能力のすべてを活用することができる。そ
して、溶融スラグの流量変動があっても、運転を継続す
ることが出来る。
【0016】なお、この装置は溶融スラグの流量変動が
大きい条件で使用される場合に適している。
【0017】第3の発明は、冷却可能に構成され、互い
に外周面を接して水平に配置され、外周面を接した箇所
が上方に向かう方向に回転するように構成された一対の
円筒状回転体と、この一対の円筒状回転体の下部外周面
に沿って配置されたスラグ剥離装置と、スラグ剥離装置
の下方に配置されたスラグ輸送機と、スラグ輸送機の下
方に配置され、冷却不十分で固化されなかったスラグが
円筒状回転体の側部から離脱した際に、そのスラグを受
けて輸送する離脱スラグ輸送機と、この離脱スラグ輸送
機上のスラグを急冷するための冷却流体吹き付け装置と
を有することを特徴としている。
【0018】この発明においても、通常の場合、円筒状
回転体に付着したスラグはスラグ剥離装置によって掻き
取られるまで冷却された後、排出される。しかし、溶融
スラグの供給量が過剰になり、スラグが円筒状回転体か
ら離脱して垂れ下がってしまった場合、このスラグはそ
のまま下降し、スラグ輸送機上へ落ちて搬送される。こ
の際、スラグ輸送機上に存在する冷却不十分のスラグに
冷却流体吹き付け装置から水或いは空気などの冷却流体
の吹き付けが行われる。この急冷によって、冷却不十分
のスラグはスラグ輸送機上で固化し、そのまま排出され
る。
【0019】このため、装置の冷却能力を超える量の溶
融スラグが供給されても、これを処理することができ、
溶融スラグの供給量が過剰になった場合を除けば、装置
が有する冷却能力のすべてを活用することができる。そ
して、溶融スラグの流量変動があっても、運転を継続す
ることができる。
【0020】なお、上記の冷却流体の吹き付けによるス
ラグの急冷においては、冷却後のスラグ温度を必ずしも
常温まで降下させることを要しないので、多量の冷却流
体を必要としない。
【0021】
【発明の実施の形態】図1は本発明に係る実施の形態の
一例を示す図である。この実施の形態においては、冷却
可能に構成された円筒状回転体の一つとして水冷ドラム
が使用される。図1において、10a,10bは溶融ス
ラグを付着させて冷却するための金属製の水冷ドラムで
ある。又、60は溶融炉の出湯口に接続されたスラグ樋
である。そして、70はスラグ樋60から供給された溶
融スラグ、71は水冷ドラム10a,10bに付着した
スラグ、73は水冷ドラム10a,10bから離脱して
垂れ下がってしまった冷却不十分のスラグを示す。
【0022】水冷ドラム10a,10bの内部には冷却
水の配管が組み込まれており、内壁を冷却するためのス
プレーノズルが多数設けられている。又、内部の下半分
の部分にはスプレーノズルから噴射された水が滞留する
ようになっており、下部においても冷却される構造にな
っている。回転軸11a,11bには冷却水の供給、排
水のための流路がそれぞれ設けられている。この2基の
水冷ドラム10a,10bは互いに外周面を接して水平
に配置されおり、図中に矢印で示すように、互いに反対
方向に回転し、何れも外周面を接していた箇所が上方に
向かって上昇する方向に回転する。12は2基の水冷ド
ラム10a,10bの間に溶融スラグを貯えるための堰
板であり、水冷ドラム10a,10bの両端部の外周面
に接して設けられている。
【0023】13a,13bは水冷ドラム10a,10
bの下部外周面に沿って配置されたスラグ剥離装置であ
り、ピンチロール14a,14bとスクレーパー15
a,15bよりなる。ピンチロール14a,14bは水
冷ドラム10a,10bに付着し固化したスラグを押圧
し、スラグを破砕して剥離させるものであり、回転可能
に構成され、水冷ドラム10a,10bの外周面に近接
して配置されている。スクレーパー15a,15bは水
冷ドラム10a,10bの外周面に接して配置されてお
り、残留しているスラグを掻き落とすために設けられて
いる。16はスラグシュート、17はスラグ輸送機であ
り、72は剥離されたスラグを示す。
【0024】20a,20bは水冷ドラム10a,10
bから離脱してしまったスラグ73に冷却流体を噴霧し
て冷却するための冷却流体吹き付け装置である。冷却流
体としては、水、空気などを使用することができるが、
この実施の形態においては、水が使用される。21a,
21bは流量計、22a,22bは流量遮断弁、23
a,23bは水を微細化して吹き付けるスプレーノズル
である。
【0025】24a,24bは水冷ドラム10a,10
bから離脱したスラグ73の垂れ下がりを検出するため
のスラグ離脱検知装置であり、光源25a,25bと受
光部26a,26bよりなる。
【0026】27は制御器である。制御器27はスラグ
離脱検知装置24a,24bから送られてくるスラグ有
無の信号に基づいて、冷却流体吹き付け装置20a,2
0bへ信号を送り、吹き付け水を噴霧させたり、或いは
噴霧を止めさせたりする。
【0027】28a,28bは水冷ドラム10a,10
bの下方に設けられた破砕機である。破砕機28a,2
8bは水冷ドラム10a,10bからスラグが離脱した
ことが検知された際に、制御器27からの信号に基づい
て起動する。
【0028】上記の構成による装置により溶融スラグの
冷却・固化する処理は次のように行われる。
【0029】溶融スラグ70をスラグ樋60から2基の
水冷ドラム10a,10bの上へ供給し、水冷ドラム1
0a,10bを回転させると、その付近のスラグが冷却
されて水冷ドラムに付着する。通常の場合、付着したス
ラグは冷却されて固化し、スラグ剥離装置13a,13
bにより掻き取られて落下し、スラグ輸送機17によっ
て搬送される。
【0030】しかし、上記のようにして運転されている
間に、溶融スラグが水冷ドラム10a,10bの冷却能
力以上の流量で供給され、水冷ドラム10a,10bが
過負荷になって水冷ドラムから冷却不十分のスラグが離
脱した場合には、その状態がスラグ離脱検知装置24
a,24bによって検知される。そして、制御器27か
らの信号に基づいて、冷却流体吹き付け装置20a,2
0bから水が噴霧され、離脱したスラグ73は急冷され
て固化する。なお、その際には、噴霧した水がすべて蒸
発してしまう程度の流量に設定をしておく。固化したス
ラグは破砕機28a,28bにより破砕されて輸送機1
7上に落下し、水冷ドラム10a,10bから剥離され
たスラグ72と同じ次の処理工程へ搬送される。
【0031】図2は本発明に係る実施の形態における他
の例を示す図である。図2において、図1と同じ構成に
係る部分については、同一の符号を付し説明を省略す
る。この実施の形態において、水冷ドラム10a,10
b、スラグ剥離装置13a,13b、スラグ離脱検知装
置24a、24b及び制御器27は、図1のものと同じ
構成によるものである。そして、実施の形態において
は、図1には設けられていない下記の機器類が設けられ
ている。
【0032】40は冷却不十分で水冷ドラム10a,1
0bから離脱して垂れ下がったスラグを急冷するための
スラグ投入水槽であり、水冷ドラム10a,10bの下
方に配置されている。このスラグ投入水槽40内にはス
ラグ掻き揚げ機41が設けられている。42は水冷ドラ
ム10a,10bから剥離されたスラグの輸送機であ
り、スラグ剥離装置13a,13bの下方に配置されて
いる。このスラグ輸送機42は制御器27からの指示信
号により起動又は停止する。このスラグ輸送機42はス
ラグ投入水槽40から掻き揚げたスラグとは別の場所へ
搬送するために設けられている。
【0033】図3は本発明に係る実施の形態におけるさ
らに他の例を示す図である。図3において、図2と同じ
構成に係る部分については、同一の符号を付し説明を省
略する。この実施の形態においては、冷却不十分で固化
されなかったスラグが水冷ドラム10a,10bの側部
から離脱した際に、そのスラグを受けて輸送する離脱ス
ラグ輸送機43が設けられており、この離脱スラグ輸送
機上のスラグを急冷する手段として、冷却流体吹き付け
装置50a,50bが設けられている。冷却流体吹き付
け装置は流量調整弁51a,51b、流量遮断弁52
a,52b、スプレーノズル53a,53bを有し、所
定量の冷却流体を断続的にスプレーするようになってい
る。冷却流体としては、通常、水が供給される。図中、
44は冷却流体として水を供給した場合に流下する余剰
水の受け槽である。
【0034】上記のように構成された装置の運転中に、
溶融スラグが水冷ドラム10a,10bの冷却能力以上
の流量で供給され、冷却不十分のスラグが水冷ドラム1
0a,10bから離脱して垂れ下がったことがスラグ離
脱検知装置24a,24bによって検知された場合、制
御器27からの信号に基づいて、離脱スラグ輸送機43
上に落ちたスラグに冷却流体吹き付け装置50a,50
bから水が噴霧される。この水噴霧によって、冷却不十
分のスラグは離脱スラグ輸送機43上で急冷されて固化
し、次の処理工程へ搬送される。
【0035】図4は本発明に係るさらに他の実施の形態
における円筒状回転体の構造を示す図である。この実施
の形態においては、冷却可能に構成された円筒状回転体
の一つとして水冷ロールが使用される。図4において、
図1と同じ構成に係る部分については同一の符号を付
し、説明を省略する。30a,30bは溶融スラグを付
着させて冷却するための金属製の水冷ロールである。水
冷ロール30a,30bの外周面を形成する外殻部には
冷却水の流路32が設けられており、この冷却水は回転
軸31a,31bに設けられた流路及び接続配管を通じ
て供給され、排水される構造になっている。この2基の
水冷ロール30a,30bは互いに外周面を接して水平
に配置されおり、図中に矢印で示すように、互いに反対
方向に回転し、何れも外周面を接していた箇所が上方に
向かって上昇する方向に回転するように構成されてい
る。
【0036】水冷ロール30a,30bは図1において
説明した水冷ドラムと同様に使用される。ただし、水冷
ロール30a,30bにおいては、管路を流通する冷却
水によりロールが冷却される構造になっているので、冷
却水の圧力を高くすることができる。このため、冷却水
を高温にして排水することができ、熱回収を効率よく行
うことができる。
【0037】
【発明の効果】本発明は、上記の問題点を解決し、多量
の溶融スラグを処理することができ、装置が有する処理
能力が十分に活用される溶融スラグの冷却固化装置を提
供することを目的とする。
【0038】本発明によれば、円筒状回転体の側部下方
に冷却流体吹き付け装置が配置されているので、溶融ス
ラグの供給量が過剰になった際に、冷却不十分で固化さ
れなかったスラグが円筒状回転体から離脱してしまって
も、そのスラグを別途に急冷して固化させることができ
る。このため、装置が有する処理能力が十分に活用さ
れ、多量の溶融スラグを処理することができる。又、溶
融スラグの供給量が過剰になっても、運転を継続するこ
とができ、負荷変動に対処することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る実施の形態の一例を示す図であ
る。
【図2】本発明に係る実施の形態における他の例を示す
図である。
【図3】本発明に係る実施の形態におけるさらに他の例
を示す図である。
【図4】本発明に係るさらに他の実施の形態における円
筒状回転体の構造を示す図である。
【符号の説明】
10a,10b 水冷ドラム 11a,11b 水冷ドラムの回転軸 12 溶融スラグを貯えるための堰板 13a,13b スラグ剥離装置 14a,14b ピンチロール 15a,15b スクレーパー 16 スラグシュート 20a,20b 冷却流体吹き付け装置 21a,21b 流量計 22a,22b 流量遮断弁 23a,23b スプレーノズル 24a,24b スラグ離脱検知装置 25a,25b 光源 26a,26b 受光部 27 制御器 28a,28b 破砕機 30a,30b 水冷ロール 31a,31b 水冷ロールの回転軸 32 冷却水の流路 40 スラグ投入水槽 41 スラグ掻き揚げ機 42 スラグ輸送機 43 離脱スラグ輸送機 50a,50b 冷却流体吹き付け装置 60 スラグ樋 70 溶融スラグ 71 付着したスラグ 72 剥離したスラグ 73 離脱したスラグ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 品川 拓也 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 藪田 和哉 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 寺本 豊和 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 Fターム(参考) 4G012 JA03 JK07

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 冷却可能に構成された円筒状回転体上に
    溶融スラグを供給して冷却固化させる溶融スラグの冷却
    固化装置において、冷却可能に構成され、互いに外周面
    を接して水平に配置され、外周面を接した箇所が上方に
    向かう方向に回転するように構成された一対の円筒状回
    転体と、この一対の円筒状回転体の下部外周面に沿って
    配置されたスラグ剥離装置と、一対の円筒状回転体の側
    部下方にそれぞれ配置され、冷却不十分で固化されなか
    ったスラグが円筒状回転体の側部から離脱した際に、そ
    のスラグを急冷するための冷却流体吹き付け装置とを有
    することを特徴とする溶融スラグの冷却固化装置。
  2. 【請求項2】 冷却可能に構成された円筒状回転体上に
    溶融スラグを供給して冷却固化させる溶融スラグの冷却
    固化装置において、冷却可能に構成され、互いに外周面
    を接して水平に配置され、外周面を接した箇所が上方に
    向かう方向に回転するように構成された一対の円筒状回
    転体と、この一対の円筒状回転体の下部外周面に沿って
    配置されたスラグ剥離装置と、スラグ剥離装置の下方に
    配置されたスラグ輸送機と、スラグ輸送機の下方に配置
    され、冷却不十分で固化されなかったスラグが円筒状回
    転体の側部から離脱した際に、そのスラグを急冷するた
    めのスラグ投入水槽とを有することを特徴とする溶融ス
    ラグの冷却固化装置。
  3. 【請求項3】 冷却可能に構成された円筒状回転体上に
    溶融スラグを供給して冷却固化させる溶融スラグの冷却
    固化装置において、冷却可能に構成され、互いに外周面
    を接して水平に配置され、外周面を接した箇所が上方に
    向かう方向に回転するように構成された一対の円筒状回
    転体と、この一対の円筒状回転体の下部外周面に沿って
    配置されたスラグ剥離装置と、スラグ剥離装置の下方に
    配置されたスラグ輸送機と、スラグ輸送機の下方に配置
    され、冷却不十分で固化されなかったスラグが円筒状回
    転体の側部から離脱した際に、そのスラグを受けて輸送
    する離脱スラグ輸送機と、このスラグ離脱輸送機上のス
    ラグを急冷するための冷却流体吹き付け装置とを有する
    ことを特徴とする溶融スラグの冷却固化装置。
JP27595899A 1999-09-29 1999-09-29 溶融スラグの冷却固化装置 Expired - Fee Related JP4006147B2 (ja)

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CN102563632A (zh) * 2012-02-22 2012-07-11 康郦 干式水冷螺旋板管束滚筒冷渣机

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