JP2009227490A - Method of treating slag - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、精錬工程で生じた製鋼スラグや鉱石溶融還元スラグを効率的にエージング処理するための方法に関する。 The present invention relates to a method for efficiently aging steelmaking slag and ore smelting reduction slag generated in a refining process.
製鋼工程では、石灰を使用して精錬を行うため、発生するスラグはCaOを含有している。なかでも塩基度(CaO/SiO2)の高い製鋼スラグは、含有しているCaOの一部が遊離CaOとして存在し、スラグを路盤材等に使用した場合に、遊離CaOが水と接触して水和膨張を起こすという問題がある。このような遊離CaOの水和膨張を防ぐために、従来では、精錬工程で生じた製鋼スラグを一旦固化させた後、蒸気エージング等のエージング処理を施している。
遊離CaOの水和膨張を防ぐための蒸気エージングは、通常1〜2m程度の高さに積んだスラグの下層から、常圧で100℃の水蒸気を吹き、スラグの温度を100℃にして処理を行う。しかし、この方式では、塩基度が3以上の製鋼スラグのエージング処理に3日間以上かかり、蒸気原単位も大きい。
In the steelmaking process, since smelting is performed using lime, the generated slag contains CaO. Among them, steelmaking slag with a high basicity (CaO / SiO 2 ) has a part of the contained CaO as free CaO, and when the slag is used as a roadbed material, the free CaO comes into contact with water. There is a problem of causing hydration expansion. In order to prevent such hydration and expansion of free CaO, conventionally, steelmaking slag generated in the refining process is once solidified and then subjected to aging treatment such as steam aging.
Steam aging to prevent hydration expansion of free CaO is usually performed by blowing steam at 100 ° C. at a normal pressure from the lower layer of slag stacked at a height of about 1 to 2 m and setting the slag temperature to 100 ° C. Do. However, in this system, the aging treatment of steelmaking slag having a basicity of 3 or more takes 3 days or more, and the steam intensity is large.
このような問題に対して、例えば、特許文献1には、耐圧容器内に製鋼スラグを装入し、加圧蒸気を供給して2〜5kgf/cm2の圧力下蒸気雰囲気で3時間程度でエージングを行う方法が示されている。
また、特許文献2には、遊離CaOを含む高温の小片スラグを密閉容器内に収納し、この容器内でスラグに対して散水を行なうことにより、水蒸気とともに圧力を得て、この水蒸気・圧力及び高温雰囲気を利用してスラグをエージング処理する方法が示されている。
また、特許文献3には、遊離CaOを含む高温の製鋼スラグに、スラグ温度が550〜100℃の範囲内で散水または水蒸気添加するエージング処理方法が示されている。
Further, in
しかし、特許文献1に示されるオートクレーブ方式では、短時間で処理できるものの、圧力の高い蒸気を使用するため、その蒸気製造にエネルギーが必要となり、費用がかかる問題がある。
一方、特許文献2の方法は、1つの密閉容器内で散水とエージングを行うものであるため、温度管理が殆どできず、このため発生した蒸気によるエージングを最適温度で行うことができない。また、容器内が高圧になるため耐圧容器を用いる必要があり、このため作業性が悪く、また、設備コストや処理コストも高くなるという問題がある。
また、特許文献3の方法は、製鋼スラグの温度が550℃〜100℃で散水または水蒸気を添加しているが、散水することでスラグの温度が低下し、好適なエージング条件である500℃〜200℃にスラグの温度を維持できる時間が短く、エージング効果が十分発揮できない問題がある。
However, although the autoclave system disclosed in
On the other hand, since the method of
Moreover, although the method of
したがって本発明の目的は、このような従来技術の課題を解決し、精錬工程で生じた製鋼スラグや鉱石溶融還元処理で生じた溶融還元スラグを短時間で効率的に且つ低コストにエージング処理することができるスラグ処理方法を提供することにある。 Therefore, the object of the present invention is to solve such problems of the prior art and perform aging treatment of steelmaking slag produced in the refining process and smelting reduction slag produced in the ore smelting reduction treatment in a short time efficiently and at low cost. It is in providing the slag processing method which can be performed.
上記課題を解決するための本発明の要旨は以下のとおりである。
[1]製鋼スラグ、鉱石溶融還元スラグの中から選ばれる1種以上のスラグを冷却およびエージング処理する方法であって、
高温のスラグに散水する工程(A)と、工程(A)での散水により発生した蒸気を、散水により冷却されたスラグと接触させることにより、スラグをエージング処理する工程(B)とを有し、工程(A)とこの工程で発生した蒸気を用いる工程(B)を異なる場所で行うことを特徴とするスラグの処理方法。
[2]上記[1]の処理方法において、工程(A)では、表面温度が700℃以上のスラグに散水を行って100℃以上の蒸気を発生させ、工程(B)では、表面温度が200〜500℃のスラグに前記蒸気を接触させてエージング処理を行うことを特徴とするスラグの処理方法。
The gist of the present invention for solving the above problems is as follows.
[1] A method of cooling and aging one or more slags selected from steelmaking slag and ore smelting reduction slag,
A step (A) for sprinkling the hot slag, and a step (B) for aging the slag by bringing the steam generated by the sprinkling in the step (A) into contact with the slag cooled by the sprinkling. A method for treating slag, wherein the step (A) and the step (B) using the steam generated in this step are performed at different locations.
[2] In the processing method of [1], in step (A), water is sprayed on slag having a surface temperature of 700 ° C. or higher to generate steam of 100 ° C. or higher, and in step (B), the surface temperature is 200 ° C. A method for treating slag, wherein the steam is brought into contact with slag of ˜500 ° C. to perform an aging treatment.
[3]上記[1]または[2]の処理方法において、工程(B)のエージング処理によりスラグを粒状に崩壊させ、粒状スラグとすることを特徴とするスラグの処理方法。
[4]上記[1]〜[3]のいずれかの処理方法において、処理容器(X1),(X2)を用い、スラグを処理容器(X1)、処理容器(X2)の順に移動させ、処理容器(X1)内で工程(A)、処理容器(X2)内で工程(B)を順次行う処理方法であって、
処理容器(X1)内での後行チャージのスラグに対する工程(A)で発生した蒸気を処理容器(X2)内に導入し、処理容器(X2)内での先行チャージのスラグに対する工程(B)に用いることを特徴とするスラグの処理方法。
[5]上記[1]〜[3]のいずれかの処理方法において、処理容器(Xa),(Xb)を用い、各処理容器(Xa),(Xb)内でそれぞれ工程(A)と工程(B)を順次行うとともに、同時期に一方の処理容器(Xa)または(Xb)において工程(A)を、他方の処理容器(Xb)または(Xa)において工程(B)をそれぞれ行うようにし、
一方の処理容器(Xa)または(Xb)内での工程(A)で発生した蒸気を、他方の処理容器(Xb)または(Xa)に導入することを特徴とするスラグの処理方法。
[3] The slag processing method according to the above [1] or [2], wherein the slag is collapsed into granules by the aging process of step (B) to form granular slag.
[4] In the processing method according to any one of [1] to [3] above, the processing container (X1) and (X2) are used to move the slag in the order of the processing container (X1) and the processing container (X2). A processing method for sequentially performing the step (A) in the container (X1) and the step (B) in the processing container (X2),
Step (B) for introducing the steam generated in step (A) for the slag of the subsequent charge in the processing vessel (X1) into the processing vessel (X2) and for the slag of the preceding charge in the processing vessel (X2) A method for processing slag, characterized by being used in the above.
[5] In the processing method according to any one of [1] to [3], the processing containers (Xa) and (Xb) are used, and the process (A) and the process are performed in the processing containers (Xa) and (Xb), respectively. (B) is performed sequentially, and at the same time, step (A) is performed in one processing container (Xa) or (Xb), and step (B) is performed in the other processing container (Xb) or (Xa). ,
A method for treating slag, characterized by introducing the steam generated in step (A) in one processing vessel (Xa) or (Xb) into the other processing vessel (Xb) or (Xa).
[6]上記[1]〜[3]のいずれかの処理方法において、処理容器内を移送中のスラグに対して工程(A)と工程(B)を順次行い、工程(A)で発生した蒸気を、工程(A)での散水位置よりもスラグ移送方向下流側においてスラグと接触させることにより、工程(B)を行うことを特徴とするスラグの処理方法。
[7]上記[6]の処理方法において、一端側にスラグ装入部、他端側にスラグ排出部を備えるとともに、一端側から他端側に向かって下向きに傾斜し、筒軸を中心に回転する筒状処理容器を用い、該筒状処理容器内の長手方向でスラグを移送しつつ、工程(A)と工程(B)を順次行うことを特徴とするスラグの処理方法。
[8]上記[1]〜[7]のいずれかの処理方法において、工程(B)で使用された蒸気を、熱源用流体として回収することを特徴とするスラグの処理方法。
[6] In the processing method according to any one of [1] to [3], the step (A) and the step (B) are sequentially performed on the slag being transferred in the processing container, and generated in the step (A). A method for treating slag, characterized in that the step (B) is performed by bringing steam into contact with the slag on the downstream side in the slag transfer direction from the watering position in the step (A).
[7] In the processing method of [6] above, a slag loading portion is provided on one end side, and a slag discharge portion is provided on the other end side, and is inclined downward from one end side toward the other end side, with the cylinder axis as the center A method for treating slag, comprising using a rotating cylindrical processing container, and sequentially performing the step (A) and the step (B) while transferring the slag in the longitudinal direction in the cylindrical processing container.
[8] A method for treating slag according to any one of the above [1] to [7], wherein the steam used in step (B) is recovered as a heat source fluid.
[9]溶融スラグを回転する冷却ドラムに接触させて冷却し、板状、柱状または細片状の高温スラグとして排出するスラグ冷却処理装置を用い、溶融スラグを冷却処理し、該冷却処理後の高温のスラグに対して、上記[1]〜[8]のいずれかの処理を行うことを特徴とするスラグの処理方法。
[10]溶融スラグを回転する1対の冷却ドラムで圧延しつつ冷却し、板状、柱状または細片状の高温スラグとして排出するスラグ冷却処理装置を用い、溶融スラグを冷却処理し、該冷却処理後の高温のスラグに対して、上記[1]〜[8]のいずれかの処理を行うことを特徴とするスラグの処理方法。
[11]上記[9]または[10]の処理方法において、冷却ドラムが水冷式であり、該冷却ドラムを通過した冷却水の一部を工程(A)の散水に用いることを特徴とするスラグの処理方法。
[9] The molten slag is cooled by bringing it into contact with a rotating cooling drum and discharged as high-temperature slag in the form of a plate, column, or strip, and the molten slag is subjected to cooling treatment. A method for processing slag, comprising performing any one of the processes [1] to [8] on a high-temperature slag.
[10] The molten slag is cooled while being rolled with a pair of rotating cooling drums, and discharged as high-temperature slag in the form of a plate, column, or strip, and the molten slag is cooled and cooled. A method for treating slag, comprising performing any one of the above-described [1] to [8] on a high-temperature slag after treatment.
[11] The slag characterized in that in the treatment method of [9] or [10], the cooling drum is a water-cooling type, and a part of the cooling water that has passed through the cooling drum is used for water spraying in step (A). Processing method.
本発明のスラグ処理方法によれば、高温の製鋼スラグや鉱石溶融還元スラグに散水し、スラグ顕熱を利用して発生させた蒸気により、当該スラグのエージング処理を行うものであるため、スラグの冷却とエージング処理を効率的に且つ低コストに行うことができる。しかも、散水により蒸気を発生させる工程とこの蒸気を用いてエージング処理する工程を異なる場所で行うため、エージング処理の温度管理が容易であり、最適な温度条件で蒸気エージング処理を行うことができる。このため、スラグを特に効率的にエージング処理することができる。 According to the slag treatment method of the present invention, water is sprinkled on high-temperature steelmaking slag and ore smelting reduction slag, and slag aging is performed by steam generated using slag sensible heat. Cooling and aging treatment can be performed efficiently and at low cost. In addition, since the step of generating steam by watering and the step of aging treatment using this steam are performed at different locations, the temperature management of the aging treatment is easy, and the steam aging treatment can be performed under optimum temperature conditions. For this reason, slag can be particularly efficiently aged.
本発明のスラグ処理方法は、製鋼スラグ、鉱石溶融還元スラグの中から選ばれる1種以上のスラグを冷却およびエージング処理する方法であり、高温のスラグに散水する工程Aと、工程Aでの散水により発生した蒸気を、散水により冷却されたスラグと接触させることにより、スラグをエージング処理する工程Bとを有し、工程Aとこの工程で発生した蒸気を用いる工程Bを異なる場所で行うものである。このような本発明法の形態としては、例えば、以下のようなものがある。 The slag treatment method of the present invention is a method of cooling and aging one or more slags selected from steelmaking slag and ore smelting reduction slag, and includes water spraying in process A and water spraying in process A. The process B has a process B for aging the slag by bringing the steam generated by the process into contact with the slag cooled by watering, and the process A and the process B using the steam generated in this process are performed at different locations. is there. Examples of the method of the present invention include the following.
(イ)処理容器内を移送中のスラグに対して工程Aと工程Bを順次行い、工程Aで発生した蒸気を、工程Aでの散水位置よりもスラグ移送方向下流側においてスラグと接触させることにより、工程Bを行う処理方法。
(ロ)処理容器X1,X2を用い、スラグを処理容器X1、処理容器X2の順に移動させ、処理容器X1内で工程A、処理容器X2内で工程Bを順次行う処理方法であって、処理容器X1内での後行チャージのスラグに対する工程Aで発生した蒸気を処理容器X2内に導入し、処理容器X2内での先行チャージのスラグに対する工程Bに用いる処理方法。
(ハ)処理容器Xa,Xbを用い、各処理容器Xa,Xb内でそれぞれ工程Aと工程Bを順次行うとともに、同時期に一方の処理容器XaまたはXbにおいて工程Aを、他方の処理容器XbまたはXaにおいて工程Bをそれぞれ行うようにし、一方の処理容器XaまたはXb内での工程Aで発生した蒸気を、他方の処理容器XbまたはXaに導入する処理方法。
なお、上記(イ)の処理方法において、処理容器内のスラグ移送手段としては適宜なものを使用でき、例えば、ロータリーキルン方式で傾斜した円筒を回転させて移送する機構、コンベア機構等を採用できる。
(A) Step A and Step B are sequentially performed on the slag being transferred in the processing container, and the steam generated in Step A is brought into contact with the slag on the downstream side in the slag transfer direction from the sprinkling position in Step A. The processing method which performs the process B by.
(B) A processing method in which processing containers X1 and X2 are used and slag is moved in order of processing container X1 and processing container X2, and step A is sequentially performed in processing container X1 and processing container X2. A processing method in which the steam generated in the process A for the slag of the subsequent charge in the container X1 is introduced into the processing container X2 and used in the process B for the slag of the preceding charge in the processing container X2.
(C) Using the processing containers Xa and Xb, the process A and the process B are sequentially performed in the processing containers Xa and Xb, and the process A is performed in one processing container Xa or Xb at the same time. Alternatively, a process method in which the process B is performed in Xa, and the steam generated in the process A in one process container Xa or Xb is introduced into the other process container Xb or Xa.
In the above processing method (A), an appropriate slag transfer means in the processing container can be used. For example, a mechanism that rotates and transfers a cylinder inclined by a rotary kiln system, a conveyor mechanism, or the like can be adopted.
処理の対象となる製鋼スラグや鉱石溶融還元スラグとしては、精錬工程や鉱石溶融還元工程で生じた際の顕熱を保有した高温状態のスラグであって、溶融スラグ、半溶融スラグ、部分凝固スラグ、半凝固スラグ、凝固スラグのいずれかである。ここで部分凝固スラグとは、表層のみが凝固し、内部が溶融状態にあるようなスラグである。
製鋼スラグとしては、転炉脱炭スラグ、溶銑予備処理スラグ(例えば、脱燐スラグ、脱珪スラグ、脱硫スラグなど)、電気炉スラグ、鋳造スラグなどが挙げられる。また、そのなかでも特に、スラグ塩基度[質量比:%CaO/%SiO2]:3〜5程度の製鋼スラグには遊離CaO相が存在しているので、本発明法の適用が特に有効である。
また、鉱石溶融還元スラグとしては、鉄鉱石、クロム鉱石などの鉱石溶融還元スラグなどが挙げられる。鉱石溶融還元スラグには遊離MgO相が比較的多く含まれる場合があり、この遊離MgO相により、さきに述べたような遊離CaO相による問題と同様の問題を生じるおそれがあるので、本発明法の適用が有効である。
Steelmaking slag and ore smelting reduction slag to be treated are slag in a high temperature state that has sensible heat generated in the refining process or ore smelting reduction process, including molten slag, semi-molten slag, partially solidified slag , Either semi-solidified slag or solidified slag. Here, the partially solidified slag is a slag in which only the surface layer is solidified and the inside is in a molten state.
Examples of steelmaking slag include converter decarburization slag, hot metal pretreatment slag (for example, dephosphorization slag, desiliconization slag, desulfurization slag, etc.), electric furnace slag, cast slag, and the like. In particular, since the free CaO phase is present in steelmaking slag having a slag basicity [mass ratio:% CaO /% SiO 2 ]: about 3 to 5, application of the method of the present invention is particularly effective. is there.
Examples of the ore melting reduction slag include ore melting reduction slag such as iron ore and chromium ore. The ore smelting reduction slag may contain a relatively large amount of free MgO phase, and this free MgO phase may cause the same problem as that described above with the free CaO phase. Is effective.
以下、本発明の実施形態を、製鋼スラグを処理する場合を例に説明する。
本発明のスラグ処理(工程A,B)は処理容器内などのような閉鎖空間内で行われる。処理容器を使用する場合、容器の形態や構造に特別な制約はないが、蒸気を保持できる程度の気密性を有することが必要である。
本発明において、工程Aでは高温の製鋼スラグに散水が行われ、スラグを冷却するとともに水蒸気を発生させる。散水方法は任意であり、例えば、多孔ノズルからシャワー状やスプレー状に散布したり、ミスト状態で散布する方法などが適用できる。スラグへの散水量は、装入スラグの温度と量、発生させる蒸気量等を考慮し、容器内のスラグ表面温度が500℃程度となるように制御すれば、工程Bでのエージングに好適な条件となる。
次いで、工程Bでは、前記工程Aでの散水により発生した蒸気を、散水により冷却された製鋼スラグと接触させてエージング処理を行うが、本発明では、工程Aとこの工程で発生した蒸気を用いる工程Bを異なる場所で行う。これにより、製鋼スラグを適切に温度管理することができ、最適な温度でエージング処理を行うことができる。また、工程Bは工程Aで発生した蒸気で製鋼スラグを冷却することになり、工程Bの間に製鋼スラグから奪った熱で蒸気の温度が高くなり、過熱蒸気として回収できる。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described by taking an example of processing steelmaking slag.
The slag processing (steps A and B) of the present invention is performed in a closed space such as in a processing container. When using a processing container, there is no special restriction | limiting in the form and structure of a container, but it needs to have airtightness of the grade which can hold | maintain a vapor | steam.
In the present invention, in step A, water is sprinkled on the high-temperature steelmaking slag to cool the slag and generate water vapor. The watering method is arbitrary, and for example, a method of spraying in a shower form or spray form from a perforated nozzle or a method of spraying in a mist state can be applied. The amount of water sprayed into the slag is suitable for aging in the process B if the temperature and amount of the charged slag, the amount of steam to be generated, and the like are controlled so that the slag surface temperature in the container is about 500 ° C. It becomes a condition.
Next, in the process B, the steam generated by the water spraying in the process A is brought into contact with the steelmaking slag cooled by the water spraying, and the aging treatment is performed. In the present invention, the steam generated in the process A and this process is used. Step B is performed at a different location. Thereby, temperature control of steelmaking slag can be performed appropriately and an aging process can be performed at the optimal temperature. Further, in the process B, the steelmaking slag is cooled by the steam generated in the process A, and the temperature of the steam is increased by the heat deprived from the steelmaking slag during the process B, and can be recovered as superheated steam.
本発明では、(a)精錬工程で生じた際のスラグ顕熱を利用して発生させた蒸気でエージング処理を行う(すなわち、外部からの熱エネルギー源を用いることなく蒸気エージングを行う)こと、(b)散水により蒸気を発生させる工程とこの蒸気を用いてエージング処理する工程を異なる場所で行うため、エージング処理の温度管理が容易であり、最適な温度条件で蒸気エージング処理を行うことができること、により製鋼スラグを短時間で効率的に且つ低コストに冷却およびエージング処理することができる。
また、エージング処理により水和反応する際の膨張でスラグが粒状に崩壊して細粒化するため、エージング処理後の破砕工程を軽減若しくは省略することができる。したがって、処理時間などのエージング処理条件を適宜選択することにより、製鋼スラグを粒状に崩壊させ、破砕工程を経ることなく粒状スラグを得ることができる。
In the present invention, (a) performing aging treatment with steam generated using slag sensible heat generated in the refining process (that is, performing steam aging without using an external thermal energy source), (B) Since the process of generating steam by sprinkling and the process of aging using this steam are performed at different locations, the temperature management of the aging process is easy, and the steam aging process can be performed under optimum temperature conditions Thus, the steelmaking slag can be efficiently cooled and aged at a low cost in a short time.
In addition, since the slag collapses into particles due to expansion during the hydration reaction by the aging treatment and becomes finer, the crushing step after the aging treatment can be reduced or omitted. Therefore, by appropriately selecting the aging treatment conditions such as the treatment time, the steelmaking slag can be collapsed into a granular shape, and the granular slag can be obtained without going through a crushing step.
本発明では、水和反応(エージング処理)には無効なスラグ高温域において、散水によりなるべく蒸気を大量に発生させ、スラグ温度が降下して水和反応(エージング処理)に最適温度範囲となった時に、その発生させた蒸気をスラグに接触させるように、工程A,Bを次のような温度条件で行うことが好ましい。
すなわち、工程Aでは、表面温度が700℃以上、さらに好ましくは900℃以上の製鋼スラグに散水を行って、100℃以上、さらに好ましくは150℃以上の蒸気を発生させることが好ましい。また、工程Bでは、製鋼スラグが200〜500℃、さらに好ましくは400〜500℃の表面温度を有するうちに蒸気と接触させてエージング処理を行うことが好ましい。以上のような温度条件を採用することにより、特に効率的且つ経済的なスラグ処理が可能となる。
In the present invention, in the slag high temperature range that is ineffective for the hydration reaction (aging process), a large amount of steam is generated by watering as much as possible, and the slag temperature is lowered to the optimum temperature range for the hydration reaction (aging process). Occasionally, it is preferable to perform steps A and B under the following temperature conditions so that the generated steam is brought into contact with the slag.
That is, in step A, it is preferable to sprinkle steelmaking slag having a surface temperature of 700 ° C. or higher, more preferably 900 ° C. or higher to generate steam of 100 ° C. or higher, more preferably 150 ° C. or higher. Moreover, in process B, it is preferable to perform an aging process by making it contact with a steam, while steelmaking slag has the surface temperature of 200-500 degreeC, More preferably, it is 400-500 degreeC. By adopting the temperature conditions as described above, particularly efficient and economical slag processing is possible.
表面温度が700℃以上、好ましくは900℃以上の製鋼スラグに散水することで、100℃以上の高温の蒸気を安定して発生させることができる。また、蒸気が接触する際の製鋼スラグの温度がある程度高い方が、効率的なエージング処理を行うことができ、このため製鋼スラグが200〜500℃の表面温度を有するうちに蒸気と接触させてエージング処理を行うことで処理効率を高めることができる。
図1は、常温〜700℃の炉内で水蒸気を流して、スラグにエージングを施した場合のスラグの表面温度と、蒸気エージングによる膨張抑制の効果(水蒸気エージングを0.5時間、2時間、24時間実施した後のスラグの膨張率)との関係を調べたものである。スラグの膨張率は、JIS A 5015「道路用鉄鋼スラグ」付属書2に記載の鉄鋼スラグの水浸膨張試験方法で測定した。
By spraying steelmaking slag having a surface temperature of 700 ° C. or higher, preferably 900 ° C. or higher, high-temperature steam of 100 ° C. or higher can be stably generated. Moreover, the one where the temperature of the steelmaking slag at the time of contact with the steam is higher to some extent can perform an efficient aging treatment. For this reason, the steelmaking slag is brought into contact with the steam while having a surface temperature of 200 to 500 ° C. Processing efficiency can be improved by performing an aging process.
FIG. 1 shows the surface temperature of slag when flowing steam in a furnace at room temperature to 700 ° C., and the effect of suppressing expansion due to steam aging (steam aging for 0.5 hour, 2 hours, The relationship with the expansion rate of slag after 24 hours was investigated. The expansion rate of slag was measured by the water immersion expansion test method for steel slag described in JIS A 5015 “Steel Slag for Roads”
製鋼スラグに含まれる遊離CaO相は、エージング処理において水(蒸気)と反応してCa(OH)2となるが、この反応は、図1に示すようにスラグ表面温度が400℃程度までは温度が高いほど反応速度が速くなり、エージングが進む。しかし、これよりも高温になると今度は逆にCa(OH)2が分解して、CaOとH2Oになるため、400℃以上、特に500℃超ではCaOの水和反応は遅くなり始め、600℃以上になると水和反応は起きなくなる。したがって、蒸気と接触してCaOの水和反応を促進するには、スラグ表面温度が200〜500℃程度が好適となる。
したがって、水和反応に無効なスラグ表面温度が700℃以上のできるだけ高い温度のうちに散水して蒸気を発生させ、スラグ表面温度が200〜500℃でスラグと蒸気を接触させて水和反応を促進する方法が、最も効率的にスラグの保有する熱を利用していることになる。
また、高温の蒸気を発生させるという点からは、散水によるスラグの冷却は、スラグ表面温度500℃以上で完了させることが好ましい。
以上のような水和反応促進効果は、遊離CaO相のみならず、遊離MgO相に対しても有効である。
The free CaO phase contained in the steelmaking slag reacts with water (steam) in the aging process to become Ca (OH) 2 , but this reaction is a temperature until the slag surface temperature is about 400 ° C. as shown in FIG. The higher the value, the faster the reaction speed and the aging progresses. However, when the temperature is higher than this, Ca (OH) 2 is decomposed to CaO and H 2 O, so that the hydration reaction of CaO starts to be slow at 400 ° C. or more, particularly above 500 ° C. When the temperature exceeds 600 ° C., the hydration reaction does not occur. Therefore, in order to promote the hydration reaction of CaO in contact with steam, a slag surface temperature of about 200 to 500 ° C. is suitable.
Therefore, the slag surface temperature that is ineffective for the hydration reaction is sprinkled within the highest possible temperature of 700 ° C. or more to generate steam, and the slag surface temperature is 200 to 500 ° C. to bring the slag and steam into contact with each other to conduct the hydration reaction The promotion method uses the heat held by the slag most efficiently.
Moreover, from the point of generating high-temperature steam, it is preferable to complete the cooling of the slag by watering at a slag surface temperature of 500 ° C. or higher.
The hydration reaction promoting effect as described above is effective not only for the free CaO phase but also for the free MgO phase.
本発明法では、処理容器内の蒸気を熱源用流体として回収することが好ましく、これによりスラグ顕熱を効率的に回収でき、製鉄所のエネルギー効率を高め且つCO2ガス発生量を削減することができる。
処理容器から取り出された蒸気は、適宜な熱源用流体として利用することができ、例えば、原料・燃料・副原料・廃棄物等の乾燥・予熱用熱源、給湯機用熱源、蓄熱材への供給熱源、吸着式冷凍機の再生用熱源、炭酸ガスその他の吸着装置の吸着材再生熱源などとして利用することができる。
In the method of the present invention, it is preferable to recover the steam in the processing vessel as a heat source fluid, whereby slag sensible heat can be efficiently recovered, and the energy efficiency of the steel works can be improved and the amount of CO 2 gas generated can be reduced. Can do.
The steam taken out from the processing container can be used as an appropriate heat source fluid, for example, a heat source for drying / preheating of raw materials, fuel, auxiliary materials, waste, etc., a heat source for water heaters, and a supply to a heat storage material. It can be used as a heat source, a regeneration heat source for an adsorption refrigerator, an adsorbent regeneration heat source for carbon dioxide and other adsorption devices, and the like.
次に、上述した(イ)〜(ハ)として例示した本発明の具体的な形態について説明する。
図2は、上述した(イ)の形態に関するものであり、処理容器として回転式の筒状処理容器(回転ドラム)を用いた本発明法の一実施形態を模式的に示すものである。
この筒状処理容器1は、一端側にスラグ装入部2、他端側にスラグ取出部3と蒸気取出部4を備えるとともに、一端側から他端側に向かって下向きに傾斜し、筒軸を中心に回転可能である。この筒状処理容器1の基本構造は、所謂ローターキルンなどの構造と同様であり、筒状処理容器1内に装入された材料(スラグ)は、長手方向で傾斜した筒状処理容器が回転することにより、容器長手方向で順次移送される。筒状処理容器1内のスラグ移送方向上流部には、散水機構5が設置されている。
Next, specific modes of the present invention exemplified as (A) to (C) described above will be described.
FIG. 2 relates to the above-described form (a), and schematically shows an embodiment of the method of the present invention using a rotating cylindrical processing container (rotating drum) as a processing container.
The
なお、筒状処理容器1によるスラグの処理は、(a)製鋼スラグをバッチ式に装入・取出する方式、(b)製鋼スラグの装入・取出を適当な時間間隔で行い、処理容器内にスラグを滞留させる方式、(c)製鋼スラグの装入を適当な時間間隔で行うとともに、製鋼スラグの取出を連続的に行う方式、(d)製鋼スラグの装入を連続的に行うとともに、製鋼スラグの取出を適当な時間間隔で行う方式、(e)製鋼スラグの装入・取出を連続的に行う方式、のうちいずれでもよい。これらのうち(a)以外の方式は、後から装入した製鋼スラグに散水して発生した蒸気が、その前に装入した製鋼スラグのエージング処理(遊離CaOの水和反応)に利用される。
In addition, the slag treatment by the
本実施形態では、回転する筒状処理容器1のスラグ装入部2から容器内に高温の製鋼スラグSaが装入される。この製鋼スラグSaは、精錬工程で生じた際の顕熱を保有した高温状態のスラグであれば、溶融スラグ、部分凝固スラグ、凝固スラグのいずれであってもよい。筒状処理容器1が回転しているので、装入された製鋼スラグSaの容器内壁への付着が防止される。筒状処理容器1の回転速度は任意であり、例えば2〜5回転/分程度でもよい。
In the present embodiment, high-temperature steelmaking slag Sa is charged into the container from the
筒状処理容器1内に装入された高温の製鋼スラグSaには、散水機構5から散水がなされ、この散水により蒸気が発生する。これが本発明の工程Aである。散水で発生した蒸気は、処理容器内をスラグ移送方向下流側に流れ、一方、散水によりある程度の温度まで冷却・降温した製鋼スラグSaも、容器長手方向で順次移動する。この移動中の製鋼スラグに、同じ方向に流れる前記蒸気が接触し、両者の間で熱交換がなされるとともに、蒸気によりスラグ中の遊離CaOが水和反応を生じるエージング処理がなされる。これが本発明の工程Bである。この際、筒状処理容器の回転によりスラグが撹拌されるので、蒸気との接触が促進され、遊離CaOの水和反応が効率的に生じることになる。なお、本実施形態を含む本明細書に記載の実施形態では、工程A(散水冷却の開始前、散水冷却中、散水冷却後を含む)におけるスラグを“スラグSa”、工程B(エージング処理の開始前、エージング処理中、エージング処理後を含む)におけるスラグを“スラグSb”と呼ぶ。
また、水和反応する際の体積膨張(密度の低下による体積膨張)によりスラグが砕け(崩壊する)、新しい遊離CaOがスラグ表面に露出して蒸気と接触し、さらに水和反応が進み、スラグは徐々に砕けて細粒化が進む。このように製鋼スラグSbはエージング処理により徐々に細粒化するため、散水後における製鋼スラグの処理容器内での滞留時間(エージング処理時間)を適宜調整することにより、製鋼スラグSbを十分に細粒化し、エージング処理後の破砕工程を省略することができる。
The hot steelmaking slag Sa charged in the
In addition, slag breaks (collapses) due to volume expansion (volume expansion due to a decrease in density) during hydration reaction, and new free CaO is exposed to the slag surface and comes into contact with steam, further hydration reaction proceeds, slag Gradually breaks down and becomes finer. Thus, since the steelmaking slag Sb is gradually refined by the aging treatment, the steelmaking slag Sb is sufficiently finely adjusted by appropriately adjusting the residence time (aging treatment time) of the steelmaking slag in the treatment container after watering. The crushing process after granulating and aging treatment can be omitted.
筒状処理容器1内でのエージング処理を終えたスラグSbは、スラグ取出部3から取り出されるとともに、蒸気は蒸気取出部4から取り出され、必要に応じて熱源用流体として利用される。
本実施形態においても、さきに述べたような理由から、表面温度が700℃以上、好ましくは900℃以上の製鋼スラグに散水を行って100℃以上、好ましくは150℃以上の蒸気を発生させ、製鋼スラグが200〜500℃、好ましくは400〜500℃の表面温度を有するうちに蒸気と接触させてエージング処理を行うことが好ましい。
The slag Sb that has been subjected to the aging process in the
Also in this embodiment, for the reasons described above, the surface temperature is 700 ° C. or higher, preferably 900 ° C. or higher, and water is sprayed to generate steam of 100 ° C. or higher, preferably 150 ° C. or higher. While the steelmaking slag has a surface temperature of 200 to 500 ° C., preferably 400 to 500 ° C., it is preferable to perform the aging treatment by contacting with steam.
図3は、筒状処理容器1(回転ドラム)を用いたより具体的な実施形態を示すものである。この実施形態では、筒状処理容器1のスラグ装入部2の前面に、バッチ装入用のホッパー部6が設けられている。このホッパー部6の入口側には蓋600が、また、前記スラグ装入部2と連通した出口側には開閉ゲート610が、それぞれ設けられている。スラグ取出部3には開閉ゲート300が設けられ、また、蒸気取出部4には、蒸気管400が接続されている。また、スラグ装入部2側の容器端部から容器内に散水用配管500が導かれ、散水機構5に接続されている。
このような実施形態では、ホッパー部6に所定量の製鋼スラグSaを装入後、ホッパー部6の蓋600を閉じ、その後、開閉ゲート610を開き、ホッパー部6内の製鋼スラグSaの全量を、スラグ装入部2から処理容器内に装入する。装入された製鋼スラグSaには散水機構5から散水され、発生した蒸気により、さきに述べたようなエージング処理がなされる。エージング処理が完了した製鋼スラグSbと蒸気が、スラグ取出部3と蒸気取出部4からそれぞれ取り出される。
FIG. 3 shows a more specific embodiment using the cylindrical processing container 1 (rotary drum). In this embodiment, a
In such an embodiment, after charging a predetermined amount of steelmaking slag Sa into the
なお、この実施形態では、蒸気取出部4の排気口401が処理容器径方向の軸心近くに設けられ、処理容器内のスラグSbが常に排気口401を覆うようにしてある。これにより、処理容器内の蒸気はスラグSbの中を通って排気口401から排出されるので、スラグとの熱交換により蒸気温度を高めることができ、より高温の蒸気を回収することができる。なお、前記排気口401にはスラグ侵入防止用のネット(図示せず)が設けられる。
以上のような(イ)の形態のスラグ処理方法では、処理容器内で移送中のスラグに対して、散水とこれにより生じた蒸気によるエージング処理を連続的に施すことにより短時間でCaOの水和反応を進行させてエージングを終了することができる。
In this embodiment, the
In the slag treatment method of the form (a) as described above, the water of CaO can be obtained in a short time by continuously subjecting the slag being transferred in the treatment vessel to water aging and the aging treatment by the steam generated thereby. The aging can be terminated by advancing the sum reaction.
図4は、上述した(ロ)の形態に関するものであり、本発明法の一実施形態を模式的に示すものである。
このスラグ処理の形態では、処理容器X1と処理容器X2を用い、製鋼スラグを処理容器X1、処理容器X2の順に移動させて、処理容器X1内で工程A、処理容器X2内で工程Bを順次行う。そして、処理容器X1内での後行チャージの製鋼スラグに対する工程Aで発生した蒸気を処理容器X2内に導入し、処理容器X2内での先行チャージの製鋼スラグに対する工程Bに用いる。
FIG. 4 relates to the form (b) described above, and schematically shows an embodiment of the method of the present invention.
In this slag treatment mode, the processing vessel X1 and the processing vessel X2 are used, and the steelmaking slag is moved in the order of the processing vessel X1 and the processing vessel X2, and the process A is sequentially performed in the processing vessel X1 and the processing vessel X2. Do. Then, the steam generated in the process A for the steelmaking slag of the subsequent charge in the processing container X1 is introduced into the processing container X2 and used in the process B for the steelmaking slag of the preceding charge in the processing container X2.
前記処理容器X1は、本実施形態では、図2の筒状処理容器と同様の筒状回転ドラム式の容器で構成されている。この処理容器X1は、一端側にスラグ装入部2f、他端側にスラグ取出部3fと蒸気取出部4fを備えるとともに、一端側から他端側に向かって下向きに傾斜し、筒軸を中心に回転可能である。この処理容器X1の基本構造は、所謂ローターキルンなどの構造と同様であり、処理容器X1内に装入された材料(スラグ)は、長手方向で傾斜した処理容器が回転することにより、容器長手方向で順次移送される。処理容器X1内のスラグ移送方向上流部には、散水機構5fが設置されている。
In the present embodiment, the processing container X1 is formed of a cylindrical rotating drum type container similar to the cylindrical processing container of FIG. The processing container X1 includes a
前記スラグ装入部2fには開閉ゲート610fが、スラグ取出部3fには開閉ゲート300fが設けられ、また、蒸気取出部4fには、蒸気配管7の一端が接続されている。また、スラグ装入部2f側の容器端部から容器内に散水用配管500fが導かれ、散水機構5fに接続されている。
前記処理容器X2は、本実施形態ではタンク式の容器で構成され、上蓋20を開放することによりスラグの出し入れを行うことができる。容器の底部に蒸気導入部8が設けられ、この蒸気導入部8に前記蒸気配管7の他端が接続されている。また、処理容器X2の上部には蒸気取出部9が設けられ、この蒸気取出部9に蒸気管90が接続されている。
An opening /
In the present embodiment, the processing container X2 is a tank-type container, and the slag can be taken in and out by opening the
なお、処理容器X1によるスラグの処理は、(a)製鋼スラグをバッチ式に装入・取出する方式、(b)製鋼スラグの装入・取出を適当な時間間隔で行い、処理容器内には常にスラグを滞留させる方式、(c)製鋼スラグの装入を適当な時間間隔で行うとともに、製鋼スラグの取出を連続的に行う方式、(d)製鋼スラグの装入を連続的に行うとともに、製鋼スラグの取出を適当な時間間隔で行う方式、(e)製鋼スラグの装入・取出を連続的に行う方式、のうちいずれでもよい。 In addition, processing of slag by processing container X1 is (a) a method of loading and unloading steelmaking slag in a batch system, and (b) loading and unloading of steelmaking slag at appropriate time intervals. A method for always retaining slag, (c) a method for continuously charging steelmaking slag at an appropriate time interval, a method for continuously removing steelmaking slag, and (d) a method for continuously charging steelmaking slag, Either a method of taking out steelmaking slag at an appropriate time interval or (e) a method of continuously inserting and taking out steelmaking slag may be used.
本実施形態では、回転する処理容器X1のスラグ装入部2fから容器内に高温の製鋼スラグSaが装入される。この製鋼スラグSaは、精錬工程で生じた際の顕熱を保有した高温状態のスラグであれば、溶融スラグ、部分凝固スラグ、凝固スラグのいずれであってもよい。処理容器X1が回転しているので、装入された製鋼スラグSaの容器内壁への付着が防止される。処理容器X1の回転速度は任意であり、例えば2〜5回転/分程度でもよい。
処理容器X1内に装入された高温の製鋼スラグSaには、散水機構5fから散水がなされ、この散水により蒸気が発生する。これが本発明の工程Aである。この散水で発生した蒸気は蒸気取出部4fから取り出され、蒸気配管7により処理容器X2に送られる。
In the present embodiment, high-temperature steelmaking slag Sa is charged into the container from the
The hot steelmaking slag Sa charged in the processing vessel X1 is sprinkled from the
処理容器X2には、すでに処理容器X1内で工程Aの散水冷却がなされた先行チャージの製鋼スラグが入れられており、この処理容器X2内に、前記処理容器X1内での後行チャージの製鋼スラグに対する工程Aで発生した蒸気が、上記のように蒸気配管7を通じて導入され、この蒸気によるエージング処理が行われる。これが本発明の工程Bである。
蒸気導入部8から処理容器X2内に導入された蒸気は、製鋼スラグSb内を通って蒸気取出部9から蒸気管90に排出され、必要に応じて熱源用流体として利用される。この実施形態でも、スラグとの熱交換により蒸気温度を高めることができ、より高温の蒸気を回収することができる。
The processing vessel X2 is filled with steel slag with a pre-charge that has already been sprinkled and cooled in the process A in the processing vessel X1, and in this processing vessel X2, the subsequent charging of steel in the processing vessel X1 is made. The steam generated in the process A for the slag is introduced through the
The steam introduced from the steam introduction part 8 into the processing container X2 passes through the steelmaking slag Sb, is discharged from the steam extraction part 9 to the
処理容器X2内でのエージング処理を終えた製鋼スラグSbは、容器から取り出される。一方、処理容器X1で散水冷却を終えた後行チャージの製鋼スラグSaは、スラグ取出部3fから取り出され、適当な搬送・装入手段により処理容器X2に搬送・装入されるとともに、次のチャージの高温状態の製鋼スラグSaが処理容器X1に装入され、処理容器X1,X2において、上述したような処理(工程A,B)繰り返される。
なお、処理容器X2内でのエージング処理の原理や作用効果、工程A,Bでの好ましい温度条件などは、図2および図3の実施形態で述べたことと同様である。
The steelmaking slag Sb that has finished the aging process in the processing container X2 is taken out of the container. On the other hand, the post-charge steelmaking slag Sa that has been sprayed and cooled in the processing container X1 is taken out from the slag extraction part 3f, and transferred to and charged into the processing container X2 by an appropriate transfer / loading means. Charged steelmaking slag Sa is charged into the processing container X1, and the processing (steps A and B) as described above is repeated in the processing containers X1 and X2.
Note that the aging process principle and effects in the processing container X2, the preferable temperature conditions in the steps A and B, and the like are the same as those described in the embodiment of FIGS.
図5は、上述した(ハ)の形態に関するものであり、本発明法の一実施形態を模式的に示すものである。
このスラグ処理の形態では、処理容器Xa,Xbを用い、各処理容器Xa,Xb内でそれぞれ工程Aと工程Bを順次行うとともに、同時期に一方の処理容器XaまたはXbにおいて工程Aを、他方の処理容器XbまたはXaにおいて工程Bをそれぞれ行うようにする。そして、一方の処理容器XaまたはXb内での工程Aで発生した蒸気を、他方の処理容器XbまたはXaに導入する。
FIG. 5 relates to the above-described form (c), and schematically shows an embodiment of the method of the present invention.
In this slag processing mode, the processing containers Xa and Xb are used, and the process A and the process B are sequentially performed in the processing containers Xa and Xb, and the process A is performed in one processing container Xa or Xb at the same time. The process B is performed in the processing container Xb or Xa. Then, the steam generated in step A in one processing container Xa or Xb is introduced into the other processing container Xb or Xa.
各処理容器Xa,Xbは、本実施形態ではタンク式の容器で構成され、上蓋20a,20bを開放することによりスラグの出し入れを行うことができる。各処理容器Xa,Xbの上部には、容器内に散水を行うための散水ノズル21a,21bが設けられている。また、各処理容器Xa,Xb底部には蒸気導入部22a,22bが、上部には蒸気取出部23a,23bが、それぞれ設けられている。処理容器Xaの蒸気導入部22aと処理容器Xbの蒸気導入部22bには、蒸気配管24の各端部が接続され、この蒸気配管24で連絡されている。また、蒸気取出部23a,23bには、それぞれ蒸気管27a,27bが接続され、これら蒸気管27a,27bには、それぞれ開閉弁V1,V4が設けられている。
In this embodiment, each processing container Xa, Xb is constituted by a tank-type container, and the slag can be taken in and out by opening the
蒸気配管25の各端が、前記開閉弁V1から蒸気取出部23aまでの間の蒸気管27aの管部と、前記開閉弁V4から蒸気取出部23bまでの間の蒸気管27bの管部にそれぞれ接続され、両管部を連絡している。さらに、蒸気配管26の各端が、蒸気配管24の途中と蒸気配管25の途中にそれぞれ接続され、両蒸気配管24,25を連絡している。
蒸気配管25において、蒸気配管26の接続部の両側の管部25a,25bにそれぞれ開閉弁V2,V5が設けられ、また、蒸気配管24において、蒸気配管26の接続部の両側の管部24a,24bにそれぞれ開閉弁V3,V6が設けられている。
Each end of the steam pipe 25 is respectively connected to a pipe part of the steam pipe 27a between the on-off valve V1 and the steam take-out part 23a and a pipe part of the
In the steam pipe 25, on-off
本実施形態では、各処理容器Xa,Xb内にそれぞれ製鋼スラグSaを装入し、それぞれの処理容器Xa,Xb内で工程Aと工程Bを順次行うものであるが、同時期に一方の処理容器XaまたはXbにおいて工程Aを、他方の処理容器XbまたはXaにおいて工程Bをそれぞれ行うようにする。処理容器Xa,Xbに装入される製鋼スラグSaは、精錬工程で生じた際の顕熱を保有した高温状態のスラグであれば、溶融スラグ、部分凝固スラグ、凝固スラグのいずれであってもよい。 In this embodiment, the steelmaking slag Sa is charged into the processing containers Xa and Xb, and the process A and the process B are sequentially performed in the processing containers Xa and Xb. The process A is performed in the container Xa or Xb, and the process B is performed in the other processing container Xb or Xa. The steelmaking slag Sa charged into the processing containers Xa and Xb may be any of molten slag, partially solidified slag, and solidified slag as long as it is a high-temperature slag that retains sensible heat generated in the refining process. Good.
図5に示す状態では、処理容器Xa内では製鋼スラグSaに散水ノズル21aから散水(工程A)が行われている。一方、処理容器Xb内には、前記処理容器Xa内での工程Aで生じた蒸気が導入され、製鋼スラグSbのエージング処理(工程B)が行われている。この時は、開閉弁V1,V5,V3が閉、開閉弁V2,V6,V4が開となり、処理容器Xa内で発生した蒸気は、蒸気管27a,蒸気配管25の管部25a,蒸気配管26,蒸気配管24の管部24bを経由して蒸気導入部22bから処理容器Xb内に導入される。この蒸気は、スラグ内を通って蒸気取出部23bから蒸気管27bに排出され、必要に応じて熱源用流体として利用される。この実施形態でも、スラグとの熱交換により蒸気温度を高めることができ、より高温の蒸気を回収することができる。
In the state shown in FIG. 5, watering (process A) is performed on the steel slag Sa from the watering nozzle 21a in the processing container Xa. On the other hand, steam generated in the process A in the processing container Xa is introduced into the processing container Xb, and an aging process (process B) of the steelmaking slag Sb is performed. At this time, the on-off valves V1, V5, V3 are closed and the on-off valves V2, V6, V4 are opened, and the steam generated in the processing container Xa is the steam pipe 27a, the
処理容器Xa内での工程A,処理容器Xb内ので工程Bが完了した段階で、処理容器Xbの製鋼スラグSbを排出し、同容器に新たな高温の製鋼スラグSaを装入し、今度は、処理容器Xb内で製鋼スラグSaに散水ノズル21bから散水(工程A)が行われ、処理容器Xa内では、前記処理容器Xb内での工程Aで生じた蒸気が導入され、製鋼スラグSbのエージング処理(工程B)が行われる。この時は、開閉弁V4,V2,V6が閉、開閉弁V5,V3,V1が開となり、処理容器Xb内で発生した蒸気は、蒸気管27b,蒸気配管25の管部25b,蒸気配管26,蒸気配管24の管部24aを経由して蒸気導入部22aから処理容器Xa内に導入される。この蒸気は、スラグSb内を通って蒸気取出部23aから蒸気管27aに排出され、必要に応じて熱源用流体として利用される。
以上を繰り返すことにより、製鋼スラグを移動させることなく、本発明の工程A,Bを行うことができる。
なお、各処理容器内でのエージング処理の原理や作用効果、工程A,Bでの好ましい温度条件などは、図2および図3の実施形態で述べた内容と同様である。
When the process A in the processing container Xa and the process B in the processing container Xb are completed, the steelmaking slag Sb in the processing container Xb is discharged, and a new high-temperature steelmaking slag Sa is charged into the container. In the processing container Xb, water spraying (process A) is performed on the steelmaking slag Sa from the
By repeating the above, steps A and B of the present invention can be performed without moving the steelmaking slag.
In addition, the principle and effect of the aging process in each processing container, preferable temperature conditions in the steps A and B, and the like are the same as the contents described in the embodiments of FIGS.
本発明法により処理されたスラグは適宜な用途に利用することができ、例えば、エージング処理により十分に細粒化したものについては、水和硬化物等の骨材やセメント混和材などに利用できる。
本発明法では、溶融スラグをそのまま処理することも可能であるが、スラグのハンドリング性や水蒸気爆発の防止などの面で、溶融スラグをある程度冷却し、非溶融状態の高温スラグとした上で、上述したようなスラグ処理を行った方が有利な場合がある。
溶融スラグを非溶融状態の高温スラグとするには、一般的に行われている溶融スラグをスラグ処理ヤードに放流して冷却する方法、溶融スラグをパン内に入れて冷却する方法、などの方法を適用でき、これらの場合、スラグ表面がある程度凝固し、未だ高温(好ましくは表面温度が700℃以上)のうちにショベルで崩し、本発明を実施する処理容器に装入すればよい。
The slag treated by the method of the present invention can be used for appropriate applications. For example, those that are sufficiently finely divided by an aging treatment can be used for aggregates such as hydrated cured products and cement admixtures. .
In the method of the present invention, it is possible to treat the molten slag as it is, but in terms of handling of the slag and prevention of steam explosion, the molten slag is cooled to some extent, and a high-temperature slag in a non-molten state is obtained. It may be advantageous to perform the slag treatment as described above.
In order to convert the molten slag into a non-molten high temperature slag, generally used methods include discharging the molten slag into a slag processing yard and cooling it, and cooling the molten slag by putting it in a pan. In these cases, the surface of the slag is solidified to some extent, it is still broken by a shovel at a high temperature (preferably the surface temperature is 700 ° C. or higher), and charged into a processing vessel for carrying out the present invention.
一方、溶融スラグを非溶融状態の高温スラグとするのに、下記(i)または(ii)の方法を採ることにより、溶融スラグを効率的に冷却処理でき、しかもハンドリングが容易な板状または細片状の高温スラグにすることができるので、特に好ましい。
(i)溶融スラグを回転する冷却ドラムに接触させて冷却し、板状、柱状または細片状の高温スラグとして排出するスラグ冷却処理装置を用い、溶融した製鋼スラグを冷却処理する。
(ii)溶融スラグを回転する1対の冷却ドラムで圧延しつつ冷却し、板状、柱状または細片状の高温スラグとして排出するスラグ冷却処理装置を用い、溶融した製鋼スラグを冷却処理する。
そして、以上のような(i)または(ii)の方法で冷却処理された高温の製鋼スラグに対して、上述したような本発明法によるスラグ処理を施すものである。また、上記(i)、(ii)の方法は、スラグの目的・用途に応じて所定の粒径を得ようとする場合にも有効である。
On the other hand, when the molten slag is made into a non-molten high-temperature slag, the method (i) or (ii) below can be used to efficiently cool the molten slag and to make it easy to handle. Since it can be set as a piece-like high temperature slag, it is especially preferable.
(I) The molten steel slag is cooled by contacting the cooled slag with a rotating cooling drum and discharging the molten slag as a plate-like, columnar or strip-like high-temperature slag.
(Ii) The molten steelmaking slag is cooled by using a slag cooling processing device that cools the molten slag while rolling it with a pair of rotating cooling drums and discharges the molten slag as a plate-like, columnar, or strip-like high-temperature slag.
And the slag process by this invention method as mentioned above is performed with respect to the high temperature steelmaking slag cooled by the method of (i) or (ii) as described above. The methods (i) and (ii) are also effective when obtaining a predetermined particle size depending on the purpose and application of the slag.
まず、上記(i)のスラグの冷却処理法について説明する。
この冷却処理法では、例えば、図6(装置を模式的に示す正面図)に示すように、水平方向で並列し、対向する外周部分が上向きに回転する回転方向を有する1対の冷却ドラム10a,10bを備えたスラグ冷却処理装置を用いる。
前記冷却ドラム10a,10bは、駆動装置(図示せず)により上記の回転方向に回転駆動する。冷却ドラム10a,10bの内部には、冷媒を通すための流路を有する内部冷却機構(図示せず)が設けられ、この内部冷却機構に対する冷媒供給部と冷媒排出部がドラム軸の各端部に各々設けられている。なお、冷媒には一般に水(冷却水)が用いられるが、他の流体(液体または気体)を用いてもよい。
First, the slag cooling method (i) will be described.
In this cooling processing method, for example, as shown in FIG. 6 (a front view schematically showing the apparatus), a pair of cooling
The cooling drums 10a and 10b are rotationally driven in the rotational direction by a driving device (not shown). Inside the
この方式では、1対の冷却ドラム10a,10bの上部外周面間に上方(図中、11はスラグ鍋、12はスラグ樋)から溶融スラグSが供給され、スラグ液溜まりgが形成される。このスラグ液溜まりgから、回転する冷却ドラム10a,10bの表面に付着することで溶融スラグSが持ち出され、この溶融スラグSは冷却ドラム面に付着した状態で適度な凝固状態(例えば、半凝固状態または表層のみ凝固した状態)まで冷却された後、所定のドラム回転位置において自重により冷却ドラム面から剥離し、板状などの高温スラグSxとして回収される。冷却ドラム面から剥離したスラグSxは搬送コンベア13で搬送され、スラグバケット14に収容される。
なお、スラグSxを搬送コンベア13からスラグバケット14などに払い出す際には、必要に応じて、スラグSxを適当な手段で粗破砕してもよい。
In this method, molten slag S is supplied from above (in the figure, 11 is a slag pan, 12 is a slag tub) between the upper outer peripheral surfaces of the pair of cooling
When the slag Sx is paid out from the
また、図7(装置を模式的に示す正面図)に示すような冷却ドラム10a,10bの上方に堰を有する冷却処理装置を用いてもよい。この冷却処理装置は、1対の冷却ドラム10a,10bの上方に各々冷却ドラム15a,15bからなる堰16を設け、これら1対の冷却ドラム10a,10bの上部外周面間と1対の冷却ドラム15a,15b(堰16)間にスラグ液溜まり部Gを形成する。前記冷却ドラム15a,15bは、下部外周面が反スラグ液溜まり部G方向に回転する回転方向を有する。各冷却ドラム15a,15bと冷却ドラム10a,10b間には、スラグ液溜まり部G内の溶融スラグSが押し出される開口18を有し、この開口18からスラグが押し出されることにより、非溶融状態の高温スラグSxが得られる。
Moreover, you may use the cooling processing apparatus which has a weir above the
前記冷却ドラム10a,10bおよび冷却ドラム15a,15b(堰16)の幅方向の両端側には、スラグ液溜まり部Gの両端を塞ぐための堰板17が、冷却ドラム10a,10bおよび冷却ドラム15a,15bの端面に接するようにして設けられている。この堰板17は、適当な支持部材を介して装置本体(基体)に支持される。
なお、前記堰体16は、冷却ドラム15a,15bではなく、固定式の壁体で構成してもよい。
On both end sides in the width direction of the
The
このような冷却処理装置では、1対の冷却ドラム10a,10bの上部外周面間と1対の冷却ドラム15a,15b(堰16)間にスラグ液溜まり部Gを形成することで、スラグ液溜まり部Gでの溶融スラグの滞留時間を長くできるので、溶融スラグの冷却を効果的に促進させることができ、適切に冷却されたスラグを開口18から押し出すことができる。また、本実施形態のように堰16を、下部外周面が反スラグ液溜まり部G方向に回転する回転方向を有する冷却ドラム15a,15bで構成することにより、溶融スラグの冷却をより効果的に促進することができ、厚肉のスラグ凝固体をより安定的に得ることができる。
In such a cooling processing apparatus, the slag liquid reservoir is formed by forming the slag liquid reservoir G between the upper outer peripheral surfaces of the pair of cooling
また、図7に示すような冷却ドラム15a,15b(堰16)を有する冷却処理装置において、冷却ドラム15a,15bの外周面に溝を設け、柱状または細片状(塊状)の高温スラグが得られるようにしてもよい。図8および図9(装置の一部を模式的に示す正面図および側面図)は、そのような冷却処理装置の一例を示すもので、冷却ドラム15a,15bの外周面に複数の環状溝150をドラム長手方向で間隔的に形成するともに、これら環状溝150の底面をドラム周方向で凹凸状(歯車状)に構成し、冷却ドラム15a,15bの外周面を冷却ドラム10a,10bの外周面に当接させることで、環状溝150により孔型状の開口18が形成されるようにしたものである。この実施形態では、環状溝150の底面の凹部により開口18が間欠的に大きくなる。
Further, in the cooling processing apparatus having the cooling
本実施形態では、環状溝150で形成される複数の孔型状の開口18からスラグSxが押し出される。このスラグSxは、環状溝150の底面の凹部により開口18が間欠的に大きくなるので、塊状部bが数珠状に連なるような形状で押し出される。このような形状のスラグSxは、冷却ドラム10a,10bから剥離した後、自重によって塊状に分離するか、或いは小さい外力により簡単に塊状に分離する。
なお、図9では、環状溝150の底面に周方向に形成される凹凸を省略してあるが、底面の凸部位置を仮想線で示してある。
In the present embodiment, the slag Sx is extruded from the plurality of hole-shaped
In FIG. 9, the unevenness formed in the circumferential direction on the bottom surface of the
また、図10(装置を模式的に示す正面図)に示すように、冷却処理装置は単一の冷却ドラムを備えたものでもよい。この冷却処理装置は、冷却ドラム10と、冷却ドラム径方向の一方の側に配置される樋19を有している。この樋19は、その先端部が冷却ドラム10のドラム面100に接するか若しくは近接するように設けられ、樋19の先端部分とドラム面100とによりスラグ液溜まり部Gを形成し、冷却ドラム10の回転に伴い、スラグ液溜まり部G内の溶融スラグSがドラム面100に付着して持ち出されるようにしてある。スラグ液溜まり部Gを形成するために、樋19の先端部分は上側(水平状)に屈曲ないし湾曲した受け皿状の形態を有するとともに、樋19の先端部が下部ドラム面に接するか若しくは近接している。
Further, as shown in FIG. 10 (a front view schematically showing the apparatus), the cooling processing apparatus may be provided with a single cooling drum. The cooling processing apparatus includes a
また、スラグ液溜まり部Aを形成する樋の先端部分の側壁190は、溶融スラグSを保持するために、所定の高さを有している。
前記冷却ドラム10は、駆動装置(図示せず)により、その上部ドラム面が反樋方向に回転するように回転駆動する。冷却ドラム10の内部には、冷媒を通すための流路を有する内部冷却機構(図示せず)が設けられ、この内部冷却機構に対する冷媒供給部と冷媒排出部がドラム軸の各端部に各々設けられている。なお、冷媒には一般に水(冷却水)が用いられるが、他の流体(液体または気体)を用いてもよい。
樋19の先端部は、ドラム面100に接してもよいし、小さい間隙を形成してドラム面100に近接させてもよい。後者の場合には、熱膨張を考慮して溶融スラグSが漏れない程度の隙間をもって近接させることが好ましいが、溶融スラグSの漏れを確実に防止するため、その間隙部分に対して樋19の下方に設けられたガス噴射手段30からパージガスを噴射することが好ましい。
Further, the
The cooling
The tip of the
以上のような冷却処理装置を用いた溶融スラグの冷却処理では、樋19に供給された溶融スラグSはスラグ液溜まり部Gに流入し、ここで適当な時間滞留することで冷却された後、冷却ドラム10のドラム面100に付着して持ち出され、ドラム面100に付着した状態で適度な凝固状態(例えば、半凝固状態または片面若しくは両面の表層のみが凝固した状態)まで冷却された後、所定のドラム回転位置において自重により冷却ドラム面から自然に剥離し、冷却ドラム径方向の他方の側に排出される。
In the cooling treatment of the molten slag using the cooling treatment apparatus as described above, the molten slag S supplied to the
以上のような単一の冷却ドラム10を有する冷却処理装置では、冷却ドラム10に溶融スラグSによる大きな落下荷重がかからないため、冷却ドラム10を損耗させることなく溶融スラグSを大量処理することができる。また、単一の冷却ドラム10のドラム面100から剥離した冷却処理済みのスラグSxが一方向に排出されるので、冷却処理済みスラグの取り扱い・後処理などが容易である。
なお、単一の冷却ドラム10を有する冷却処理装置は、適当な高さの樋19から冷却ドラム1の上部ドラム面に溶融スラグSを供給する方式、スラグ液溜まり部Gを形成することなく、溶融スラグSが樋19の先端部からドラム面100に直接供給されるようにする方式、などを適用してもよい。
In the cooling processing apparatus having the
In addition, the cooling processing apparatus having the
次に、上記(ii)のスラグの冷却処理方法について説明すると、この冷却処理法では、例えば、図11(装置を模式的に示す正面図)に示すように、水平方向で間隙68を有して並列し、対向する外周部分が下向きに回転する回転方向を有する1対の冷却ドラム60a,60bを備えた冷却処理装置を用い、1対の冷却ドラム60a,60bの上部外周面間に溶融スラグを供給してスラグ液溜まりgを形成し、このスラグ液溜まりg内の溶融スラグまたは/およびスラグ液溜まりgに流入途中の溶融スラグを冷却手段61で冷却するとともに、スラグ液溜まりgから間隙68内に流入する溶融スラグを1対の冷却ドラム60a,60bで冷却しつつ圧延し、少なくとも表層が凝固したスラグを間隙68から下方に抜き出す。なお、本タイプの冷却処理方法において、1対の冷却ドラム60a,60bでスラグを圧延するとは、冷却ドラム60a,60bの間隙68から少なくとも表面が凝固した状態でスラグを下方に抜き出すことを指す。
Next, the slag cooling method (ii) will be described. In this cooling method, for example, as shown in FIG. 11 (a front view schematically showing the apparatus), a
前記冷却ドラム60a,60bは、駆動装置(図示せず)により上記の回転方向に回転駆動する。前記冷却ドラム60a,60bの内部には、冷媒を通すための流路を有する内部冷却機構(図示せず)が設けられ、この内部冷却機構に対する冷媒供給部と冷媒排出部がドラム軸の各端部に各々設けられている。なお、冷媒には一般に水(冷却水)が用いられるが、他の流体(液体または気体)を用いてもよい。
The cooling drums 60a and 60b are rotationally driven in the rotational direction by a driving device (not shown). Inside the
冷却ドラム幅方向の両端側には、冷却ドラム60a,60bの上部外周面間に形成される断面V溝状の凹部(スラグ液溜まりGが形成される凹部)の両端を塞ぐための堰板67が、冷却ドラム60a,60bの端面に接するようにして設けられている。この堰板67は、適当な支持部材を介して装置本体(基体)に支持される。
1対の冷却ドラム60a,60bの下方には、冷却ドラム60a,60bに冷却されつつ圧延されて間隙68から抜き出されたスラグSxを受け取り、搬送するための搬送コンベア64が配置されている。
At both ends in the cooling drum width direction,
Below the pair of cooling
冷却ドラム60a,60bの上側には、スラグ液溜まりA内の溶融スラグSまたは/およびスラグ液溜まりAに流入途中の溶融スラグSを冷却するための冷却手段61が設けられている。この冷却手段61は、例えば、溶融スラグSに流体または/および粉体を供給する手段で構成することができる。
また、必要に応じて、冷却ドラム60a,60bと搬送コンベア64との間に、冷却ドラム60a,60bの間隙68から抜き出されたスラグSxを冷却するための冷却装置65を設けることができる。この冷却装置65は、例えば、スラグSxに水や空気などの冷却用流体を吹き付けるノズルなどにより構成できる。
Cooling means 61 for cooling the molten slag S in the slag liquid reservoir A and / or the molten slag S in the middle of the slag liquid reservoir A is provided above the
If necessary, a
以上のような冷却処理装置を用いた溶融スラグの冷却処理では、対向する外周部分が下向きに回転する冷却ドラム60a,60bの上部外周面間(断面V溝状の凹部)に溶融スラグSが供給され、スラグ液溜まりgが形成される。このスラグ液溜まりg内の溶融スラグSまたは/およびスラグ液溜まりgに流入途中の溶融スラグSが冷却手段61で冷却されるとともに、スラグ液溜まりAから間隙g内に流入する溶融スラグSが1対の冷却ドラム60a,60bで冷却されつつ圧延される。この圧延により、粘性のある溶融スラグSが冷却ドラム幅方向で展伸され、効率的な冷却を行うことができる。
以上のような冷却手段61で冷却され、さらに冷却ドラム60a,60bにより冷却された溶融スラグSは、少なくとも表層が凝固した板状のスラグSxとして間隙68から下方に抜き出される。このスラグSxは、必要に応じて冷却装置65でさらに冷却される。
In the molten slag cooling process using the cooling processing apparatus as described above, the molten slag S is supplied between the upper outer peripheral surfaces (recesses having a V-shaped cross section) of the
The molten slag S cooled by the cooling means 61 as described above and further cooled by the cooling
図12は、冷却ドラムを備えた上記冷却処理装置を用いた本発明の一実施形態を示すもので、冷却処理装置として図10に示すような単一の冷却ドラム10を備えたものを利用したものである。この実施形態は、先に述べた(イ)の形態に属するものである。
冷却処理装置Mは、冷却ドラム10のドラム面100に付着した溶融スラグSを圧延してドラム幅方向に展伸させるための展伸ロール40を有するものであり、特に粘度が高い溶融スラグの冷却処理に好適なものである。展伸ロール40は、その外周面が、冷却ドラム10のドラム面100との間で所定の間隔を形成するようにして、支持アーム(図示せず)に回転自在に支持されている。
FIG. 12 shows an embodiment of the present invention using the above cooling processing apparatus provided with a cooling drum, and the cooling processing apparatus provided with a
The cooling processing apparatus M has a stretching
冷却ドラム10のスラグ排出側には、冷却ドラム10から剥離し、搬送コンベア13で搬送中のスラグSa、さらには冷却ドラム10に付着したスラグや展伸ロール40のロール面に水ミストmを噴射して冷却するためのミスト供給手段41が設けられ、ここで散水冷却(工程A)がなされる。
散水冷却されたスラグを充填してエージング処理(工程B)するための充填槽42が設けられるとともに、前記搬送コンベア13から払い出されたスラグSaを充填槽42に搬送・装入するためのバケット式のコンベア43が設けられている。前記充填槽42は、頂部側からスラグおよび蒸気が装入され、底部側からスラグ・蒸気が取り出される。
冷却処理装置Mから充填槽42までが遮蔽体44で覆われ、この遮蔽体44と充填槽42の全体が実質的な処理容器を構成している。
On the slag discharge side of the
A filling
The cooling processing apparatus M to the filling
本実施形態では、図10に記載したようにして冷却処理装置Mにより溶融スラグSが冷却され、この冷却処理装置Mから排出されたスラグSaに対してミスト供給手段41から散水(水ミストの噴射)され、工程Aが行われる。この
ようにして散水冷却されたスラグSaは、コンベア43により充填槽42内にその頂部から装入されるとともに、前記工程Aで発生した蒸気も、頂部から充填槽42内に流入する。充填槽42内ではスラグ内を蒸気が通過する過程でエージング処理がなされ、工程Bが行われる。
In the present embodiment, the molten slag S is cooled by the cooling processing apparatus M as described in FIG. 10, and the slag Sa discharged from the cooling processing apparatus M is sprinkled with water (injection of water mist). And step A is performed. The slag Sa thus sprayed and cooled is charged into the filling
本発明法を実施するに当たって、溶融スラグの顕熱を効率的に熱回収することは、省エネルギーや排出CO2の削減の観点から特に好ましい。
図6〜図11に示すような冷却ドラムでスラグを冷却する場合、冷却ドラムに冷媒を使用することが冷却ドラムの耐久性等の観点から好ましく、その冷媒には一般に水が用いられる。この水は循環使用されるが、冷却ドラムにおいてスラグからの抜熱により水温が上昇する。したがって、水冷式の冷却ドラムを通過した冷却水(熱水)の一部を、本発明法で行う工程Aの散水に用いれば、スラグ顕熱を回収する上で有利になる。
In carrying out the method of the present invention, it is particularly preferable to efficiently recover the sensible heat of the molten slag from the viewpoints of energy saving and reduction of exhausted CO 2 .
When cooling slag with a cooling drum as shown in FIGS. 6 to 11, it is preferable to use a refrigerant in the cooling drum from the viewpoint of durability of the cooling drum, and water is generally used as the refrigerant. Although this water is circulated and used, the water temperature rises due to heat removal from the slag in the cooling drum. Therefore, if a part of the cooling water (hot water) that has passed through the water-cooling type cooling drum is used for watering in step A performed in the method of the present invention, it is advantageous in recovering slag sensible heat.
図13は、その実施形態を示すもので、45は冷却ドラム10a,10bに冷却水を循環させるための循環管路であり、この循環管路45に散水用配管500が接続され、冷却ドラム10a,10bを通過した冷却水の一部が散水用配管500を通じて、本発明法を行う処理容器Dに導かれ、散水機構5からスラグに散水(本発明の工程A)されるようにしている。
このように冷却ドラム10a,10bの冷却水の一部を取り出して、本発明の工程Aの散水に利用することにより、循環管路45の冷却水には常に補給水が入り(図中、46は冷却水の補給タンク、47は冷却水の冷却塔である)、水温が低下するため、冷却設備能力を小さくすることができる。
FIG. 13 shows an embodiment thereof.
In this way, a part of the cooling water of the
本発明法を適用するスラグは、発生ままのスラグ組成であってもよいし、改質によりスラグ組成を調整したものでもよい。
スラグを溶融段階で改質する方法については、例えば、スラグ中のf-CaO量の低減を目的とする場合には、空気、酸素富化空気、酸素ガスなどの酸素または酸素含有ガスを用いることができる。このようなガスを溶融スラグに供給するとスラグ中のFeOが酸化され、これがf-CaOと結びついて2CaO・Fe2O3を形成するので、スラグ中のf-CaO量が低下する。
また、例えば、珪砂やフライアッシュなどのSiO2源、アルミナレンガ屑などのAl2O3源、酸化鉄粉や鉄鉱石粉などの酸化鉄源を溶融スラグに添加することにより、スラグ中のf-CaO量が低下する。
The slag to which the method of the present invention is applied may be a slag composition as it is generated, or may be a slag composition adjusted by modification.
As for the method of reforming slag in the melting stage, for example, when the purpose is to reduce the amount of f-CaO in the slag, use oxygen or oxygen-containing gas such as air, oxygen-enriched air, oxygen gas, etc. Can do. When such a gas is supplied to the molten slag, FeO in the slag is oxidized and combined with f-CaO to form 2CaO · Fe 2 O 3 , so that the amount of f-CaO in the slag decreases.
Further, for example, by adding an SiO 2 source such as silica sand and fly ash, an Al 2 O 3 source such as alumina brick waste, and an iron oxide source such as iron oxide powder and iron ore powder to the molten slag, f − CaO amount decreases.
○実施例1
[本発明例]
(i)冷却処理工程
(a)本発明例1
転炉脱炭精錬(転炉出鋼温度:1640〜1660℃)で発生した塩基度[質量比:%CaO/%SiO2]が3.8の溶融スラグ(15t)をスラグ鍋でスラグ処理ヤードに移送し、このヤードに放流した。数時間後、放冷により表面が凝固したスラグの全量をショベルで搬送し、図3に示すような筒状処理容器Dに装入した。このときのスラグ表面温度は1000〜700℃であった。
○ Example 1
[Example of the present invention]
(I) Cooling process (a) Invention Example 1
Converter decarburization refining (BOF tapping temperature: 1640-1,660 ° C.) occurred in the basicity [mass ratio:% CaO /% SiO 2] slag processing yard 3.8 molten slag of (15 t) in the slag pot And discharged into this yard. Several hours later, the entire amount of the slag whose surface was solidified by being allowed to cool was conveyed by an excavator and charged into a cylindrical processing container D as shown in FIG. The slag surface temperature at this time was 1000-700 degreeC.
(b)本発明例2
図6に示すような冷却処理装置に対して図12に示すような展伸ロール40を付設した冷却処理装置Mを用い、転炉脱炭精錬(転炉出鋼温度:1640〜1660℃)で発生した塩基度[質量比:%CaO/%SiO2]が3.8の溶融スラグ(15t)をスラグ鍋で前記冷却処理装置Mに搬送し、この装置で冷却処理した。この冷却処理装置Mの仕様および運転条件は以下のとおりである。
冷却ドラム10a,10b:外径1.6m×長さ(ドラム幅方向での長さ)3m、水冷式
展伸ロール40:外径0.3m
冷却ドラム10a,10b−展伸ロール40間のギャップ:5mm
冷却ドラム10a,10bの回転速度:3rpm
(B) Invention Example 2
Using a cooling processing apparatus M provided with a spreading
Cooling
Gap between the cooling
Rotational speed of
この冷却処理では、スラグ鍋11内の溶融スラグを、スラグ樋12を介して約1t/minの供給速度で冷却ドラム10a,10bの上部外周面間の幅方向中央付近に約12分間に亘り供給した。なお、スラグ鍋11に混入した溶銑が冷却処理装置Mに供給されないようにするため、スラグ鍋11中に溶融スラグSが1/5程度残る段階で、冷却処理装置Mへの溶融スラグSの供給を停止した。
冷却ドラム面に供給される溶融スラグSは、粘性が高いために流動性に乏しく、しかも冷却ドラム10a,10bとの接触で急冷されるため、その供給位置ではドラム幅方向で1〜2m程度しか広がらないが、展伸ロール40により厚さが約10mmから5mmに圧延された結果、冷却ドラム幅方向のほぼ全長に亘り展伸され、高い冷却効率で溶融スラグSを冷却処理することができた。
冷却ドラム10a,10bから剥離し、搬送コンベア13上に移る際のスラグSxの表面温度を放射温度計で測定したところ、スラグ表面温度は700〜900℃であった。スラグSxは搬送コンベア13および他の搬送手段により、図3に示すような筒状処理容器Dに搬送・装入した。
In this cooling process, the molten slag in the
The molten slag S supplied to the cooling drum surface is poor in fluidity due to its high viscosity, and is rapidly cooled by contact with the
When the surface temperature of the slag Sx was peeled off from the
(ii)本発明法による処理工程
上記本発明例1,2において、図3に示す筒状処理容器Dへのスラグの装入は、所定の時間間隔毎に行い、処理容器内に滞留するスラグの総量を2バッチ分の約24〜30tとして、この滞留量を維持して連続的に処理した。
筒状処理容器D内では、さきに図2,図3について説明したように、高温スラグに対する散水(工程A)と発生した過熱蒸気によるエージング処理(工程B)を行った。筒状処理容器Dの仕様および処理条件は以下のとおりである。
・筒状処理容器のサイズ:内径3m×長さ10m
・処理容器回転速度:1rpm
・散水量:0.2m3/t
処理が完了して細粒化したスラグをスラグ取出部3から取り出すともに、過熱蒸気を蒸気取出部4から取り出し、熱源用流体として回収した。このときの過熱蒸気の温度は200〜280℃であった。
本発明例1,2は、それぞれスラグの処理時間(処理容器内でのスラグの滞留時間)を変えて実施し、処理時間の影響を調査した。
(Ii) Processing step according to the method of the present invention In the first and second examples of the present invention, the slag is inserted into the cylindrical processing container D shown in FIG. 3 at predetermined time intervals and stays in the processing container. The total amount of was about 24 to 30 tons for two batches, and was continuously processed while maintaining this residence amount.
In the cylindrical processing container D, as described above with reference to FIGS. 2 and 3, watering (step A) with respect to the high-temperature slag and an aging process (process B) with generated superheated steam were performed. The specifications and processing conditions of the cylindrical processing container D are as follows.
-Size of cylindrical processing container: inner diameter 3m x length 10m
・ Processing vessel rotation speed: 1 rpm
・ Watering amount: 0.2 m 3 / t
The slag that had been fined after the treatment was extracted from the
Invention Examples 1 and 2 were carried out by changing the slag treatment time (slag residence time in the treatment container), and investigated the influence of the treatment time.
(iii)処理済みスラグの特性
取り出された処理済みスラグをJIS法の水浸膨張試験に供し、膨張特性を評価した。本発明例1,2におけるスラグの処理時間(処理容器内でのスラグ滞留時間)とスラグ膨張率との関係を図14に示す。未エージングの転炉脱炭精錬スラグの膨張率は5〜7%であったのに対して、本発明法を適用することにより、スラグ膨張率が効果的に低減したことが判る。スラグ処理時間が長いほどスラグ膨張率は低下し、スラグ処理時間が30分で0.5%以下となり、50分では0.1%以下まで低下する。
(Iii) Characteristics of treated slag The treated slag taken out was subjected to a water immersion expansion test of JIS method to evaluate the expansion characteristics. FIG. 14 shows the relationship between the slag processing time (slag residence time in the processing container) and the slag expansion coefficient in Examples 1 and 2 of the present invention. Although the expansion rate of unaged converter decarburization refining slag was 5 to 7%, it can be seen that the slag expansion rate was effectively reduced by applying the method of the present invention. The longer the slag treatment time, the lower the slag expansion rate. The slag treatment time is 0.5% or less in 30 minutes, and it is reduced to 0.1% or less in 50 minutes.
[比較例]
転炉脱炭精錬(転炉出鋼温度:1640〜1660℃)で発生した塩基度[質量比:%CaO/%SiO2]が3.8の溶融スラグ(15t)をスラグ鍋でスラグ処理ヤードに移送し、このヤードに放流した。その後、散水して冷却した後、ジョークラッシャーで粒径40mm以下に破砕した。
この冷却・破砕後のスラグに対して、現在一般的に行われている蒸気エージング処理を実施した。破砕後のスラグを図15に示すような蒸気エージング装置に約1000t積み付け、底部に埋め込まれた配管から蒸気を流して、蒸気エージングを行った。この蒸気エージングでは、スラグを100℃まで昇温させるのに6〜10時間かかり、スラグ温度が100℃に達した後、24〜96時間蒸気を流してスラグ温度100℃を維持した。この蒸気エージング処理に必要な蒸気は、製鉄所内の設備(CDQ等)で製造した蒸気を利用した。
この比較例は、エージング処理時間を変えて実施し、処理時間の影響も調査した。蒸気エージング後のスラグをJIS法の水浸膨張試験に供し、膨張特性を評価した。スラグ温度が100℃になってからの蒸気エージング日数とスラグ膨張率との関係を図16に示す。これによれば、蒸気エージング日数が長くなるほどスラグ膨張率は低下するが、スラグ膨張率は蒸気エージング日数:3日でようやく0.5%以下となり、エージングに長い時間がかかることが判る。
[Comparative example]
Converter decarburization refining (BOF tapping temperature: 1640-1,660 ° C.) occurred in the basicity [mass ratio:% CaO /% SiO 2] slag processing yard 3.8 molten slag of (15 t) in the slag pot And discharged into this yard. Then, after watering and cooling, it was crushed to a particle size of 40 mm or less with a jaw crusher.
A steam aging treatment that is generally performed at present was performed on the slag after cooling and crushing. The slag after crushing was stacked in a steam aging apparatus as shown in FIG. 15 for about 1000 t, and steam was flowed from a pipe embedded in the bottom to perform steam aging. In this steam aging, it took 6 to 10 hours to raise the temperature of the slag to 100 ° C. After the slag temperature reached 100 ° C, steam was allowed to flow for 24 to 96 hours to maintain the slag temperature of 100 ° C. As the steam necessary for the steam aging treatment, steam produced by equipment (such as CDQ) in the steel works was used.
In this comparative example, the aging treatment time was changed, and the influence of the treatment time was also investigated. The slag after steam aging was subjected to a water immersion expansion test of JIS method to evaluate the expansion characteristics. FIG. 16 shows the relationship between the steam aging days after the slag temperature reaches 100 ° C. and the slag expansion rate. According to this, the longer the steam aging days, the lower the slag expansion rate, but the slag expansion rate finally becomes 0.5% or less at the steam aging days: 3 days, and it can be seen that aging takes a long time.
○実施例2(本発明例3)
本発明例2で処理したのと同じ溶融スラグを、図13に示すような設備で処理した。溶融スラグを、まず、冷却ドラム10a,10bを備えた冷却処理装置Mで冷却処理し、板厚5mm程度の板状に凝固させた後、筒状円筒容器Dに装入し、本発明法(工程A,B)を実施した。その際、冷却ドラム10a,10bを通過した冷却水の一部を筒状円筒容器D内での散水に用いた。
蒸気を発生させるため、筒状処理容器D内でのスラグへの散水量は30℃程度の水で200kg/t-slag(=蒸気発生量)程度となるが、本実施例では、冷却処理装置Mの冷却ドラム10a,10bを通過した70℃の冷却水を散水に利用したため、蒸気の発生量が210kg/t-slagと5%増加した。
一方、冷却ドラム10a,10bの冷却水の一部を散水に利用するため、減少する水量を常温の水で補給するが、補給水の分だけ水温が低下するため、冷却塔での冷却能力に余裕ができ、このため冷却水量を150t/Hから130t/Hに低減することができた。
Example 2 (Invention Example 3)
The same molten slag as processed in Example 2 of the present invention was processed with equipment as shown in FIG. The molten slag is first cooled by a cooling processing apparatus M having
In order to generate steam, the amount of water sprayed on the slag in the cylindrical processing vessel D is about 200 kg / t-slag (= steam generation amount) with water of about 30 ° C. In this embodiment, the cooling processing apparatus Since the 70 ° C. cooling water that passed through the
On the other hand, since a part of the cooling water of the
○実施例3(本発明例4)
図5に示すような2つの処理容器Xa,Xb(容積15m3)を備えた処理設備を用いて本発明法を実施した。各処理容器Xa,Xbは傾動可能な容器本体と蓋とから構成されている。
本発明例1の冷却処理工程で発生したスラグ表面温度が1000℃程度のスラグ(15t)を処理容器Xa,Xbに装入し、図5に関して説明した手順で本発明を実施した。各処理容器Xa,Xb内で行われた工程Aでの散水量は、スラグ1t当たり0.2m3とし、スラグ表面温度が約500℃となった時点で散水を停止した。また、各処理容器Xa,Xb内で行われた工程Bでの回収蒸気温度は280〜180℃であった。
Example 3 (Invention Example 4)
The method of the present invention was carried out using a processing facility provided with two processing containers Xa and Xb (volume: 15 m 3 ) as shown in FIG. Each processing container Xa, Xb is composed of a tiltable container body and a lid.
The slag (15 t) having a slag surface temperature of about 1000 ° C. generated in the cooling treatment process of Example 1 of the present invention was charged into the processing containers Xa and Xb, and the present invention was carried out according to the procedure described with reference to FIG. The amount of water sprayed in the process A performed in each processing container Xa, Xb was 0.2 m 3 per 1 slag of slag, and the water spraying was stopped when the slag surface temperature reached about 500 ° C. Moreover, the recovery steam temperature in the process B performed in each processing container Xa, Xb was 280-180 degreeC.
X1,X2,Xa,Xb 処理容器
1 筒状処理容器
2,2f スラグ装入部
3,3f スラグ取出部
4,4f 蒸気取出部
5,5f 散水機構
6 ホッパー部
7 蒸気配管
8 蒸気導入部
9 蒸気取出部
10,10a,10b 冷却ドラム
11 スラグ鍋
12 スラグ樋
13 搬送コンベア
14 スラグバケット
15a,15b 冷却ドラム
16 堰
17 堰板
18 開口
19 樋
20 上蓋
20a,20b 上蓋
21a,21b 散水ノズル
22a,22b 蒸気導入部
23a,23b 蒸気取出部
24 蒸気配管
25 蒸気配管
26 蒸気配管
27a,27b 蒸気管
30 ガス噴射手段
40 展伸ロール
41 ミスト供給手段
42 充填槽
43 コンベア
44 遮蔽体
45 循環管路
46 補給タンク
47 冷却塔
60a,60b 冷却ドラム
61 冷却手段
64 搬送コンベア
65 冷却装置
66 スラグバケット
67 堰板
68 間隙
90 蒸気管
100 ドラム面
150 環状溝
190 側壁
300,300f 開閉ゲート
400 蒸気管
401 排気口
500,500f 散水用配管
600 蓋
610,610f 開閉ゲート
V1,V2,V3,V4,V5,V6 開閉弁
S 溶融スラグ
Sa,Sb,Sx スラグ
g スラグ液溜まり
G スラグ液溜まり部
X1, X2, Xa,
Claims (11)
高温のスラグに散水する工程(A)と、工程(A)での散水により発生した蒸気を、散水により冷却されたスラグと接触させることにより、スラグをエージング処理する工程(B)とを有し、工程(A)とこの工程で発生した蒸気を用いる工程(B)を異なる場所で行うことを特徴とするスラグの処理方法。 A method of cooling and aging one or more slags selected from steelmaking slag and ore smelting reduction slag,
A step (A) for sprinkling the hot slag, and a step (B) for aging the slag by bringing the steam generated by the sprinkling in the step (A) into contact with the slag cooled by the sprinkling. A method for treating slag, wherein the step (A) and the step (B) using the steam generated in this step are performed at different locations.
処理容器(X1)内での後行チャージのスラグに対する工程(A)で発生した蒸気を処理容器(X2)内に導入し、処理容器(X2)内での先行チャージのスラグに対する工程(B)に用いることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のスラグの処理方法。 Using the processing containers (X1) and (X2), move the slag in the order of the processing container (X1) and the processing container (X2), and then process (A) in the processing container (X1) and process in the processing container (X2). A processing method for sequentially performing (B),
Step (B) for introducing the steam generated in step (A) for the slag of the subsequent charge in the processing vessel (X1) into the processing vessel (X2) and for the slag of the preceding charge in the processing vessel (X2) The slag treatment method according to claim 1, wherein the slag treatment method is used for a slag.
一方の処理容器(Xa)または(Xb)内での工程(A)で発生した蒸気を、他方の処理容器(Xb)または(Xa)に導入することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のスラグの処理方法。 Using the processing containers (Xa) and (Xb), the process (A) and the process (B) are sequentially performed in each processing container (Xa) and (Xb), and one processing container (Xa) or In (Xb), the step (A) is performed in the other processing vessel (Xb) or (Xa), and the step (B) is performed.
The steam generated in the step (A) in one processing container (Xa) or (Xb) is introduced into the other processing container (Xb) or (Xa). The method for processing slag according to crab.
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