JP2001178839A - 高熱粉粒体の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易な操作にて例えば溶接・溶断時などに発
生する高熱の粉粒体を冷却して防火すると共に、その飛
散を防止することができる高熱粉粒体の処理方法を提案
する。 【解決手段】 高熱粉粒体の発生源の近傍に、泡状物を
散布すると共に、発生した高熱の粉粒体を該泡状物中に
落下させるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、簡易な操作にて例
えば溶接・溶断時などに発生する高熱の粉粒体を冷却し
て防火すると共に、その飛散を防止することができる高
熱粉粒体の処理方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より製鉄所・各種事業所などの定期
的修繕時や各種の加工・施工建築現場においては、溶接
・溶断作業が頻繁になされる。そして、特に石炭輸送コ
ンベアラインでは、極度の乾燥または超微粒子の石炭粉
が堆積しているため、溶接・溶断時に発生する火花等の
高熱の粉粒体が重大な火災を引き起こす危険性がある。
また、油汚れが付着した床面などにも同様の危険性が潜
んでいる。さらには、高熱の粉粒体が周辺環境に飛散す
ることによって火災を発生させる危険性もある。そのた
め、防火対策として、以下の方法が採られていた。 （１）可燃物の除去；事前に周辺環境を含めた清掃の実
施 （２）火気養生；水で濡らした防炎シート、波鉄板、防
炎シート等での養生 （３）火の粉の飛散範囲の散水；常時濡れた状態維持 （４）常時散水できる状態；ホース、消火栓、貯水の準
備 （５）工事用消火器の配置

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
（１）〜（５）の防火対策は、多大な経費と時間が必要
であり、さらには落下した高熱粉粒体の状態を監視、管
理する作業者も必要であり、特にその作業者は危険性が
高かった。また、この溶接・溶断作業は前述のように頻
繁になされるため、その都度このように多大な経費と時
間等をかけて防火や焼け焦げを防止しなければならず、
必要となる経費と時間は膨大なものであった。さらに、
灼熱した鉄片（切断片）などの比較的粒径の大きな高熱
粉粒体は、火の粉などの比較的粒径の小さな高熱粉粒体
に比べて冷めにくく、防炎シートなどを貫通することが
あり、気づかずに速やかに対処しないと大事に至る場合
もあった。加えて高熱粉粒体が落下の衝撃で微細に粉砕
された場合には、想定を超える広範囲の周辺環境にまで
飛散して火災や焼け焦げの原因となる場合もあった。ま
た、従来の石炭等の表面に連続的に散水することにより
着火を防止する方法では、表面或いは槽内底部の石炭が
多量の水分を吸水してしまうため、石炭塔槽内の付着炭
・棚吊り、或いは石炭水分の上昇によりコークス炉の火
落不良、操業トラブルにより総在庫が減少し減産につな
がる。そこで、極めて簡易な処理にて、即ち多大な経費
と時間を必要とすることなく、しかも安全且つ確実に高
熱粉粒体を処理することができる方法が嘱望されてい
た。

【０００４】

【課題を解決するために手段】本発明は前記に鑑み提案
されたものであって、高熱粉粒体の発生源の近傍に、泡
状物を散布すると共に、発生した高熱の粉粒体を該泡状
物中に落下させるようにしたことを特徴とする高熱粉粒
体の処理方法に関するものである。

【０００５】

【発明の実施の形態】上記高熱粉粒体の発生源とは、前
述のように製鉄所・各種事業所などの定期的修繕時や各
種の加工・施工建築現場における溶接・溶断作業を指す
が、特にそれに限定するものではなく、高熱の粉粒体を
発生するどのような処理、加工を含む。また、高熱粉粒
体は、特にその粒径を限定するものではなく、ｍｍ単位
の火花から数ｃｍ程度、或いはそれ以上の大きさの灼熱
した切断片等をも含むものである。したがって、本発明
は各種の分野に適用することができる。

【０００６】また、泡状物は、界面活性剤等の気泡成分
と水とから成り、これらを空気と共に、液送ポンプ、エ
アーコンプレッサー、気液混合装置、各種調整弁、噴射
ノズル等で適宜に構成される泡発生機に供給して泡状物
を発生させる。

【０００７】上記泡状物の原料となる液状組成物は、所
望の発泡性、持続性、強度、接着性等に応じて適宜に選
択することができるが、界面活性剤及び水溶性高分子樹
脂を有効成分とする水溶液であって、粘度が１００ｍＰ
ａ・ｓを越えない範囲としたものが望ましい。また、こ
の液状組成物を原料として生成される泡状物の物性とし
ては、例えば製鉄所等の定期的修繕時における溶接・溶
断作業に際しては１時間程度消泡しない安定且つ緻密な
泡状物であることが望ましい。

【０００８】上記界面活性剤としては、アニオン系、カ
チオン系、ノニオン系、両性界面活性剤の何れの界面活
性剤を使用することもでき、適宜にその一種以上を選定
して使用することができる。また、上記水溶性高分子樹
脂としては、泡沫の安定化、泡沫の均一性、泡沫の付着
性をそれぞれ大きくする作用を示し、例えばメチルセル
ロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロー
ス、ヒドロキシアルキルセルロース等のセルロース系、
ポリエチレンオキサイド系高分子樹脂、デンプン、カル
ボキシメチルデンプン、ジアルデヒドデンプン等のデン
プン系、ポリビニルアルコール、アクリルアマイド、ポ
リアクリル酸ソーダ、アルギン酸ソーダ、アラビアゴ
ム、トランガム等の水性ゴム系、ゼラチン、ガゼイン、
キサンタンガン、コラーゲン、カンテン、サポニン、等
の天然または合成の水溶性高分子樹脂の一種以上を適宜
に選定して使用することができる。

【０００９】なお、使用する水溶性高分子樹脂の種類に
よって、溶解時の粘度は著しく異なる。例えばポリアク
リルアマイド系では０．１％水溶液（％は質量比）でも
数百ｍＰａ・ｓの高粘度の水溶液となるし、ポリエチレ
ンオキサイド系のもののように１％水溶液（％は質量
比）でも数百ｍＰａ・ｓの低粘度の水溶液となるものも
ある。そして、低粘度である程発泡し易く、かつ均一な
泡沫となり、広範囲に亘って散布させる場合に都合が良
いが、生成した泡沫の安定性が乏しく、破泡し易く、特
に傾斜面や鉛直面では流れ易いという傾向がある。逆に
高粘度であるほど発泡しにくくなり、噴射する空気圧を
高くする必要があり、広範囲に散布することが困難であ
るが、生成した泡状物は、極めて安定で、高粘度であ
り、傾斜面や鉛直面でも長時間に亘って流れ難いという
傾向がある。即ち泡状物の原料となる液状組成物の成分
組成を適宜選択することにより所定の粘度に適宜調整す
ることができ、目的に応じた粘度とすれば良い。本発明
者等の経験によれば、前記実用的な噴射圧の使用におい
ては、上限として１００ｍＰａ・ｓ、下限としては特定
すべきものではないが、少なくとも水の粘度（１ｍＰａ
・ｓ）以上であれば良く、望ましくは２〜７０ｍＰａ・
ｓである。

【００１０】また、泡状物の原料となる液状組成物にお
ける界面活性剤と水溶性高分子樹脂の配合割合（％は質
量比）は、水溶液中、界面活性剤を５〜２０％、水溶性
高分子樹脂を５％以下の範囲で適宜配合することにより
前記粘度が得られるが、特に限定するものではない。さ
らに、液状組成物に、アルカリを添加して水溶液のｐＨ
が１０．０を越えない範囲とすることにより、泡状物の
発生を促進することができる。

【００１１】このような構成の液状組成物と空気（圧縮
空気）を、前述のように泡発生機に供給して運転させる
ことにより泡状物を発生させるのであるが、泡発生機の
運転条件を種々変化させることにより所望の発生量、発
泡倍率等に調整することができる。尚、空気に代えて窒
素ガスや炭酸ガス等を用いても良い。

【００１２】そして、本発明の処理方法にて発生させた
泡状物は、前記高熱粉粒体の発生源の近傍に散布するの
であって、特に散布する処理面の状態を限定するもので
はなく、例えば堆積した極度の乾燥又は超微粒子の石炭
粉の表面や油汚れが付着した床面などに直接散布しても
良いし、或いは波鉄板、防炎シートなどを配設した上に
散布しても良い。また、処理面は、水平面に限定される
ものではなく、傾斜面でも鉛直面でも良い。

【００１３】このように散布した泡状物中に高熱粉粒体
が落下すると、泡状物を通過する際に泡状物中の水分が
高熱粉粒体を冷却する。また、泡状物中に落下した高熱
粉粒体には空気遮断がなされるので窒息消火ができる。
このように冷却効果と空気遮断による効果にて高熱粉粒
体による着火を防止することができる。また、灼熱した
鉄片（切断片）などの比較的粒径の大きな高熱粉粒体
は、瞬時には冷却、消火できないが、泡状物が空気を遮
断するため、泡状物中の水分による冷却効果とこの空気
遮断の効果にて安全且つ確実に高熱粉粒体を処理するこ
とができる。尚、このような着火防止効果は泡状物の散
布厚みが厚い方が大きいが、経済性等も考慮して５〜１
００ｍｍ程度にすることが望ましい。また、特に泡状物
を高粘性にした場合には粉塵の密着性（捕獲性）に優れ
たものとなるため、高熱粉粒体が落下の衝撃で微細に粉
砕されてもその飛散を防止することができる。

【００１４】さらに、泡状物の大部分は空気であるか
ら、石炭や油汚れが付着したウエスなどの表面から吸水
されることもなく、吸水されても重量の増加は僅かであ
る。即ち石炭の堆積物の場合、その最表層に位置する石
炭が僅かに吸水するに過ぎず、燃焼効率にも殆ど影響を
与えることがない。

【００１５】また、泡状物は、既に着火した石炭等の消
火にも利用することができ、万が一の着火に備えて高価
な消火器（消防用発泡材）を準備する必要がない。した
がって、散水したり、波鉄板、防炎シートを配設し、高
価な消防用発泡材を準備していた従来の防火対策に対
し、泡状物（液状組成物）及び泡発生機だけを準備すれ
ばよいので、本発明を防火対策に適用した場合にはその
経費削減効果が極めて大きいものである。加えて、消火
器に用いられている消防用発泡材中には多量の水分（５
００ｋｇ／ｍ³ ）が含まれているため、これを用いて消
火した場合には石炭などが多量の水分を吸水してその後
の使用に際して燃焼トラブルを生じてしまうが、本発明
に用いられる泡状物は、水分量がおよそ１／５である１
００ｋｇ／ｍ³ 程度に過ぎないため、これを用いて消火
した場合にも石炭などが吸水する量は極めて軽微であ
り、その後の使用に際して燃焼効率等の低下を生じない
ものとなる。

【００１６】さらに、泡状物は、粉塵の飛散防止をも有
しており、石炭粉などに散布する場合などには前述の着
火防止の効果と共に粉塵の飛散防止の効果も果たされ
る。また、石炭やコークスの野積みに際して自然発火や
粉塵の飛散防止の目的で同じ材料を用いた場合には、資
材管理を容易にする効果が果たされるものとなる。

【００１７】

【実施例】 〔ホワイトラップの組成〕 外観 淡黄色透明液体 ｐＨ ６．５±０．３（１％水溶液 ４０℃） 比重 １．０５±０．０３（３０℃） 粘度 １００ｍＰａ・ｓ以下（３０℃） 凝固点 ０℃以下 主成分 高級アルコール硫酸エステル塩 アルキルグリコールエーテル

【００１８】〈試験１；石炭粉への着火防止効果〉 〔試験１−１；ブランクテスト〕金属容器に石炭粉（水
分含有質量比３％）を約６ｃｍの厚さとなるように充填
した。石炭粉の表面に何も被覆しない状態で火花を少量
落下させると、直ちに着火することが確認された。火花
が広範囲になると着火石炭もひろがり、特有の黄色い煙
が立ち上った。大きな高熱粉粒体である切断片が落下し
た場合には、石炭粉の一部が飛散し、危うく金属容器外
へ飛び出しそうになる現象も観察された。

【００１９】〔試験１−２；実施例１〕泡発生機の発泡
液タンク（容量３００リットル）に、前記ホワイトラッ
プ３０リットルと希釈水２７０リットルを加えて液状組
成物とした。これを泡発生機の気液混合部に供給し、空
気圧４×１０⁵ Ｐａの圧縮空気にて泡放射ガンより噴出
させ、石炭粉の表面に厚さ１０〜５０ｍｍの泡状物を散
布した。約６秒で１ｍ²の噴霧が完了した。続いて、そ
の直上にて溶断作業を行い、多量の火花を泡状物中に落
下させた。殆どの火花は瞬時に冷却、消火された。但
し、大きな高熱粉粒体である切断片が落下した場合、一
時的に石炭燃焼特有の黄色煙が発生し、泡状物の表面が
黄土色に変色しつつ発泡している状況が観察された。石
炭粉の飛散は生じなかった。その後、泡状物表面の黄土
色膜は少し大きくなるが、５分後には次第に黄色が薄れ
てくると共に発泡が収まってきた。そして、約１０分程
度で切断片が冷却したことが確認された。即ち切断片の
落下によって石炭粉は着火するものの、泡状物が覆って
いるため空気の供給がなく３分ほどで収まり、“熾き
火”にならなかったと考えられた。また、切断片の表面
温度を熱伝対を用いて測定したところ、２分経過した時
点で約３００℃の最大温度を示した。その後５分で７０
℃まで低下したことを確認した。これは再発火する可能
性が極めて低い温度である。尚、散布された泡状物の保
持時間は約１時間であり、長期に亘って作業する場合
は、再度泡状物を散布する必要があった。

【００２０】〔試験１−３；泡状物除去後の着火試験〕
前記実施例１にて散布した泡状物を取り除き、再度切断
片を落下させると、直ちに発煙、着火が起こった。泡状
物の散布による石炭粉への浸水は最表面側の極薄い表面
のみであった。その表面に泡状物を散布すると、速やか
に消火することが確認された。

【００２１】〈試験２；灯油への着火防止効果〉 〔試験２−１；ブランクテスト〕金属容器に灯油を含浸
させたウエスを多数枚収容した。ウエスの表面に何も被
覆しない状態で火花を少量落下させると、直ちに着火す
ることが確認された。

【００２２】〔試験２−２；実施例２〕灯油を含浸させ
たウエスの表面に、前記実施例１と同様にして泡発生機
にて泡状物を散布し、その直上にて溶断作業を行って多
量の火花を泡状物中に落下させた。激しい火花でも瞬時
に冷却、消火され、着火は起きなかった。

【００２３】〔試験２−３；泡状物除去後の着火試験〕
前記実施例２にて散布した泡状物を取り除き、再度火花
を落下させると、直ちに着火が起こった。泡状物の散布
によるウエスへの浸水は極めて少ないと考えられた。そ
の表面に泡状物を散布すると、前記石炭粉の場合と同様
に速やかに消火することが確認された。

【００２４】〈実施例３〉製鉄所の石炭塔設備における
集塵管撤去作業及び改造工事を実施態様の一例として示
す。 （工事内容）予定工期三ヶ月にて操業の合間に石炭塔設
備付近の補修・改造工事を行った。工事は、石炭塔ホッ
パーの上部にある集塵管撤去作業でガス切断を伴うもの
である。石炭塔ホッパー内には石炭が入槽されており
（作業始めは満杯の槽も使用と共に深くなる）、火花を
落下させると、槽内の石炭に着火し、火災発生の危険が
ある。火気使用のおよそ一時間前に、ハリ・槽内全面に
前記実施例１と同様にして泡発生機にて泡状物を散布し
た。但し、前記ホワイトラップ１５リットルに希釈水２
８５リットルを加えて５％程度の液状組成物とし、これ
を泡発生機にて厚さ５〜１０ｍｍの泡状物を散布した。
散布時間は約２０分であった。深さ１３メートルのホッ
パー内に散布後、開口部は安全確保のため、組立式の養
生足場を作成し、ワンタッチで装着し効率化を図った。
その他火花が飛散し易い箇所（床面・配管上など）は、
泡散布のみで、養生は行わず作業にかかった。午後の作
業は、上記の繰り返しで行った。その結果、全くトラブ
ルを生ずることなく工事を終了することができた。即ち
集塵管撤去作業でガス切断にて火花が落下しても、泡状
物中に落下することにより、瞬時に冷却、消火された。
しかも養生作業に要する時間が短縮され、工期も２週間
短縮することができた。また、従来の連続散水（養生）
と違い、石炭に対する水分の影響が少なく、一部周囲を
汚すこともなく満足できる工法であることが確認され
た。

【００２５】以上本発明を図面の実施例に基づいて説明
したが、本発明は前記実施例に限定されるものではな
く、特許請求の範囲に記載の構成を変更しない限りどの
ようにでも実施することができる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明の高熱粉粒体
の処理方法は、簡易な操作にて例えば溶接・溶断時など
に発生する高熱の粉粒体を泡状物が冷却して防火するこ
とができる。そのため、経費も時間も軽減でき、高熱粉
粒体の状態を監視、管理する作業者の安全性も高いもの
となる。また、灼熱した鉄片（切断片）などの比較的粒
径の大きな高熱粉粒体は、瞬時には冷却、消火できない
が、泡状物が空気を遮断するため、泡状物中の水分によ
る冷却効果とこの空気遮断の効果にて安全且つ確実に高
熱粉粒体を処理することができる。さらに、微粉状の石
炭粉や高熱粉粒体が落下した衝撃で微粉状に粉砕された
石炭粉は、そのままでも周辺環境にまで飛散し易く、ま
して着火した状態で飛散した場合には火災や焼け焦げの
原因となっていたが、本発明ではこのような飛散も防止
することができる。また、従来の石炭等の表面に連続的
に散水する方法では、石炭が多量の水分を吸水してしま
うため、コークス炉の火落不良、操業トラブルにより総
在庫が減少し減産につながっていたが、本発明では泡状
物から石炭が吸水する量も極めて軽微である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ▲衞▼藤 慧志 愛知県名古屋市中村区椿町21−２ タイホ ー工業株式会社名古屋支店内 (72)発明者 石岡 高昌 神奈川県藤沢市桐原町９ タイホー工業株 式会社中央研究所内 (72)発明者 東 忠幸 愛知県東海市東海町５−３ 新日本製鐵株 式会社名古屋製鐵所内 (72)発明者 佐野 明秀 愛知県東海市東海町５−３ 新日本製鐵株 式会社名古屋製鐵所内 (72)発明者 佐々木 弘 愛知県東海市東海町５−３ 新日本製鐵株 式会社名古屋製鐵所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高熱粉粒体の発生源の近傍に、泡状物を
   散布すると共に、発生した高熱の粉粒体を該泡状物中に
   落下させるようにしたことを特徴とする高熱粉粒体の処
   理方法。
2. 【請求項２】 高熱粉粒体の発生源は、溶接・溶断作業
   であることを特徴とする請求項１に記載の高熱粉粒体の
   処理方法。
3. 【請求項３】 泡状物は、起泡成分と水とから成ること
   を特徴とする請求項１又は２に記載の高熱粉粒体の処理
   方法。
4. 【請求項４】 起泡成分と水とから成る水溶液を圧縮空
   気と共に泡発生機に供給し、発生した泡状物を散布する
   ようにしたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一
   項に記載の高熱粉粒体の処理方法。