JP2015164883A - Apparatus for continuously casting slag - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、製鋼工程で発生する溶融スラグを連続的に鋳造する装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for continuously casting molten slag generated in a steel making process.
近年、図2に示すように、溶融した製鋼スラグ(溶融スラグ)を冷却・凝固し、粗破砕し、破砕・粒度調整して粒状の凝固スラグ(粒状スラグ)を得た後、その粒状スラグを結合剤(高炉スラグ微粉末、セメント等)と水と共に混練し、打設・養生し、粗破砕し、分級して、塊状(岩石状)の人工石を製造する鉄鋼スラグ水和固化体の技術(非特許文献1参照)が、普及し始めている。 In recent years, as shown in FIG. 2, after melting and solidifying molten steelmaking slag (molten slag), roughly crushing, crushing and adjusting the particle size to obtain granular solidified slag (granular slag), Steel slag hydrated solidified technology that kneads with binder (blast furnace slag fine powder, cement, etc.) and water, places and cures, coarsely crushes, and classifies to produce lump (rock-like) artificial stone (See Non-Patent Document 1) has begun to spread.
このように、溶融スラグを人工石(塊状スラグ)にすることで、海洋土木に用いられ、コンクリートに比べて海藻等の生物付着性も良好な結果が得られている。 In this way, by using molten slag as artificial stone (bulk slag), it is used for marine civil engineering, and has better results for bioadhesiveness such as seaweed than concrete.
ただし、従来、溶融スラグから人工石を製造する際には、図1に示したように、多くの工程が必要である。したがって、溶融スラグを直接塊状に鋳造・凝固できれば、図1における、粗破砕工程、破砕・粒度調整工程、混練工程、打設・養生工程、粗破砕工程が省略でき、効率的である。ここで、塊状スラグとは、例えば、体積が同じ球体とした時の等価直径が100mm〜500mm程度の大きさのものである。 However, conventionally, when manufacturing an artificial stone from molten slag, as shown in FIG. 1, many processes are required. Therefore, if the molten slag can be cast and solidified directly into a lump, the rough crushing step, crushing / particle size adjusting step, kneading step, placing / curing step, and rough crushing step in FIG. 1 can be omitted, which is efficient. Here, the massive slag is, for example, one having an equivalent diameter of about 100 mm to 500 mm when the spheres have the same volume.
しかしながら、これまで、溶融スラグを安定的に直接塊状に鋳造する方法は実用化されていない。 However, a method for stably casting molten slag directly into a lump has not been put to practical use.
例えば、溶融スラグを直接凝固する方法としては、双ロール間に溶融スラグを導入して連続的に板状に成形して冷却・凝固する双ロール方式の連続凝固方法が行われている(例えば、特許文献1〜3)。 For example, as a method of directly solidifying molten slag, a twin roll type continuous solidification method in which molten slag is introduced between twin rolls and continuously formed into a plate shape and cooled and solidified is performed (for example, Patent Documents 1 to 3).
しかし、製鋼スラグの熱伝導度が小さいため、塊状に凝固するためには、24時間以上の長い時間が掛かる。特許文献1〜3のように、双ロール方式による連続凝固方法では、溶融スラグが双ロールと接触する時間が数秒と短く、厚みが4mm程度の板状のスラグ(板状スラグ)しか作製できない。 However, since the thermal conductivity of the steelmaking slag is small, it takes a long time of 24 hours or more to solidify into a lump. As in Patent Documents 1 to 3, in the continuous solidification method using the twin roll method, the time for which the molten slag contacts the twin roll is as short as several seconds, and only a plate-like slag (plate-like slag) having a thickness of about 4 mm can be produced.
また、連続的に凝固する方式ではないが、大型の凝固スラグを作製する方法としては、特許文献4に、電気炉スラグの凝固システムとして、溶融スラグを鋳型に流し込み、スラグの厚さ10mm〜300mmに凝固する方法を開示されている。 Moreover, although it is not a system which solidifies continuously, as a method of producing a large solidified slag, in Patent Document 4, as a solidification system of an electric furnace slag, molten slag is poured into a mold, and the thickness of the slag is 10 mm to 300 mm. A method of coagulating is disclosed.
しかし、特許文献4のように、溶融スラグを鋳型に流し込んで塊状に凝固する場合、表面と内部の冷却速度が大きくことなるため、鋳型上で長時間保持するとスラグの表面と内部の温度差による熱応力割れが発生して、所望の大きさの塊状スラグを安定的に作製することができない。 However, as in Patent Document 4, when molten slag is poured into a mold and solidified into a lump, the cooling rate between the surface and the inside becomes large, so if it is held on the mold for a long time, it depends on the temperature difference between the surface and the inside of the slag. Thermal stress cracking occurs, and a massive slag having a desired size cannot be stably produced.
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、溶融した製鋼スラグを効率的かつ安定的に塊状に鋳造・凝固することができるスラグ連続鋳造装置を提供することを目的とするものである。 This invention is made | formed in view of the above situations, and it aims at providing the slag continuous casting apparatus which can cast and solidify the molten steelmaking slag in the lump shape efficiently and stably. Is.
上記課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有する。 In order to solve the above problems, the present invention has the following features.
[1]製鋼工程で発生する溶融スラグを鋳型間に挟んで連続的に鋳造して凝固するスラグ連続鋳造装置であって、対向配置された1対の無限軌道式の鋳型と、該1対の無限軌道式の鋳型の間に溶融スラグを供給するスラグ鍋と、前記1対の無限軌道式の鋳型の間から抽出される半凝固スラグを塊状に切断する切断装置と、該切断装置で切断後の塊状の半凝固スラグを徐冷する保持容器とを備えていることを特徴とするスラグ連続鋳造装置。 [1] A slag continuous casting apparatus that continuously casts and solidifies molten slag generated in a steelmaking process between molds, and a pair of endless track molds arranged opposite to each other, A slag pan for supplying molten slag between the endless track molds, a cutting device for cutting the semi-solid slag extracted from between the pair of endless track molds into a lump, and after cutting by the cutting device A slag continuous casting apparatus comprising: a holding container for gradually cooling the lump-shaped semi-solid slag.
[2]前記鋳型は、鋳型厚みが薄い部分と鋳型厚みが厚い部分を備えた複数の分割鋳型が連結して駆動するようになっており、鋳型厚みが厚い部分が対向して半凝固スラグの厚みが薄くなった個所を前記切断装置で切断することを特徴とする前記[1]に記載のスラグ連続鋳造装置。 [2] The mold is driven by connecting a plurality of divided molds having a thin mold thickness part and a thick mold thickness part, and the thick mold parts face each other to form a semi-solid slag. The slag continuous casting apparatus according to [1], wherein the thinned portion is cut by the cutting device.
[3]スラグ鍋から供給された溶融スラグに空気を吹き付ける空気ノズルを備えていることを特徴とする前記[1]または[2]に記載のスラグ連続鋳造装置。 [3] The slag continuous casting apparatus according to [1] or [2], further including an air nozzle that blows air onto the molten slag supplied from the slag pan.
本発明においては、溶融した製鋼スラグを効率的かつ安定的に塊状に鋳造・凝固することができる。 In the present invention, the molten steelmaking slag can be cast and solidified into a lump efficiently and stably.
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。 An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態におけるスラグ連続鋳造装置(スラグ連続凝固装置)を示す図である。 FIG. 1 is a view showing a slag continuous casting apparatus (slag continuous solidification apparatus) in one embodiment of the present invention.
図1に示すように、本発明の一実施形態におけるスラグ連続鋳造装置10は、対向配置された1対の無限軌道式(キャタピラ式)の鋳型11と、この無限軌道式鋳型(以下、単に「鋳型」とも言う)11に散水して冷却する冷却装置12と、1対の鋳型11の間に一定流量で溶融スラグ21を供給するスラグ鍋13および傾転装置14と、スラグ鍋13から供給された溶融スラグ21に空気を吹き付ける空気ノズル15と、1対の鋳型11の間から抽出される半凝固スラグ22を塊状に切断する切断装置16と、切断装置16で切断後の塊状の半凝固スラグ23を受け止めて搬送するコンベア17と、コンベア17で搬送されてきた塊状の半凝固スラグ23を収納して塊状の凝固スラグ(人工石)24になるまで徐冷する保持容器18とを備えている。
As shown in FIG. 1, a slag
そして、対向配置された1対の無限軌道式の鋳型11では、鋳型厚みが薄い平坦部11aと鋳型厚みが厚い凸部11bを備えた複数の分割鋳型11Aが連結して駆動するようになっており、それによって、平坦部11aでは半凝固スラグ22の厚みが厚くなって厚部22aが形成され、凸部11bでは半凝固スラグ22の厚みが薄くなって薄部22bが形成されるようになる。なお、分割鋳型11Aの材質は、鋳鋼製が望ましい。
In the pair of endless
このように構成されたスラグ連続鋳造装置10においては、1対の無限軌道式で駆動する鋳型11を対向配置していることによって、その鋳型11間に供給された溶融スラグ21を連続的に凝固することができる。そして、平坦部11aと凸部11bを備えた複数の分割鋳型11Aを連結したことによって、平坦部11aでは溶融スラグ21を保持して塊状に凝固するようになるとともに、凸部11bでは溶融スラグ21が迅速に凝固するようになる。
In the slag
また、スラグ鍋13に傾転装置14を設けることによって、溶融スラグ21を一定流量で供給することができる。なお、供給する溶融スラグ21の流量が大きくなり過ぎると、スラグ連続鋳造装置10自体も大きくなるので、供給する溶融スラグ21の流量は1〜2t/min程度にすることが望ましい。
Moreover, by providing the
また、スラグ鍋13から供給された溶融スラグ21に空気を吹き付ける空気ノズル15を設けることによって、溶融スラグ21中のFeOを酸化してFe2O3にすることで、2CaO・Fe2O3を生成し、凝固した後の塊状スラグ24中のフリーCaOを1質量%以下に低減できる。その結果、塊状スラグ24の水和膨張が抑制できる。また、一対の鋳型11間に供給する溶融スラグ21に空気を吹き付けることで、溶融スラグ21の温度が低下し、鋳型11間で冷却する時間を短縮することができる。
In addition, by providing an
また、鋳型11の出口側に切断装置16を設けることによって、凝固しているが未だ硬くない状態である薄部22bを切断することができる。これによって、表面が凝固し内部が未凝固の半溶融状態で塊状の半凝固スラグ23を鋳型11から取り出すことができる。
Moreover, by providing the
なお、鋳型11から取り出された塊状の半凝固スラグ23をコンベア17によって保持容器18に搬送する際には、半凝固スラグ23は1000℃以上の高温であるため、コンベア17の材質は耐熱性のあるものにする。
When the
そして、コンベア17で搬送されてきた塊状の半凝固スラグ23を保持容器18に収納することによって、高温の塊状の半凝固スラグ23が徐冷されて、塊状の凝固スラグ(人工石)24を得ることができる。すなわち、保持容器18内では、塊状の半凝固スラグ23自身の保有する熱で半凝固スラグ23の表面と内部の温度差がなくなるとともに、保持容器18内の温度も高温に維持されるので、塊状の凝固スラグ24の表面と内部の温度差による熱応力割れが抑止しされて、所望の大きさの凝固スラグ(人工石)24を製造することができる。例えば、体積が同じ球体とした時の等価直径が100mm〜500mm程度の大きさのものである。
Then, by storing the
このようにして、この実施形態においては、溶融した製鋼スラグを効率的かつ安定的に塊状に鋳造・凝固することができる。 Thus, in this embodiment, the molten steelmaking slag can be cast and solidified into a lump efficiently and stably.
本発明の効果を確認するために、上記の本発明の実施形態(スラグ連続鋳造装置10)に基づいて、溶融スラグ21から塊状の凝固スラグ(人工石)24を製造した。
In order to confirm the effect of the present invention, massive solidified slag (artificial stone) 24 was produced from the
その際に、無限軌道式の鋳型11(分割鋳型11A)の材質は鋳鋼製であり、1つの分割鋳型11Aの長さを300mmとした。また、平坦部11aの鋳型厚みは50mm、凸部11bの鋳型厚みは120mmとし、対向する凸部11b間の間隔を20mmとした。
At that time, the material of the endless track mold 11 (divided
そして、無限軌道式鋳型11間にスラグ鍋13から1400℃〜1500℃の溶融状態の転炉脱炭スラグ(溶融スラグ)21を1〜2ton/minで供給した。
Then, converter decarburized slag (molten slag) 21 in a molten state at 1400 ° C. to 1500 ° C. was supplied between the
鋳型11間に供給された溶融スラグ21は、鋳型11間で2分間冷却され、鋳型11との接触面から凝固していった。
The
そして、鋳型11の下部から抽出された半溶融スラグ22の薄部22bを切断装置16によって切断して塊状の半溶融スラグ23を得た。その際に、切断個所から溶融スラグが流れ出すことはなかった。
And the
得られた塊状の半溶融スラグ23は、断面が300mm角の6角柱状になったが、ステンレス鋼製のコンベア17上に落下した時点では、表面の約10mm程度が凝固しているだけで、内部は未凝固の部分が残っていた。この半凝固スラグ23をステンレス鋼製のコンベア17で輸送し、保持容器18内に収納した。
The obtained
この保持容器18は特に加熱装置等を有さず、半溶融スラグ23を収納するだけの容器である。約10tの半凝固スラグ23を収納し、蓋を閉めて保持すると、保持容器18内の温度は約900℃程度まで上昇し、その後徐々に温度が低下した。
This
そして、常温まで徐冷した後に得られた塊状の凝固スラグ(人工石)24は、熱応力割れ等がない良好な品質のものであった。 The lump solidified slag (artificial stone) 24 obtained after cooling slowly to room temperature was of good quality without thermal stress cracking or the like.
10 スラグ連続鋳造装置
11 無限軌道式鋳型
11A 分割鋳型
11a 分割鋳型の平坦部
11b 分割鋳型の凸部
12 冷却装置
13 スラグ鍋
14 傾動装置
15 空気ノズル
16 切断装置
17 コンベア
18 保持容器
21 溶融スラグ
22 切断前の半凝固スラグ
22a 半凝固スラグの厚部
22b 半凝固スラグの薄部
23 塊状の半凝固スラグ
24 塊状の凝固スラグ(人工石)
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