JP3735004B2 - ロータリーキルンから排出される溶融物の回収方法及びその装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、ロータリーキルンから排出される溶融物の回収方法及びその回収装置に関する。特に、溶融物中に含まれる溶融金属と溶融スラグとを分離して回収する方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３は、従来のロータリーキルンから排出される溶融物の回収装置の概略図である。
【０００３】
ロータリーキルン１は中空円筒形状であり、その内面１０１は耐火レンガによって被覆されている。回転軸１０２は、略水平ではあるが、上流開口端１０３の方が下流開口端１０４よりわずかに高くなる様に傾斜しており、ロータリーキ
ルン１は回転軸１０２のまわりに回転する。上流開口端１０３には、投入シュート２が接続されており、処理対象の原料５が、投入シュート２を通って上流開口端１０３よりロータリーキルン１の中へ投入される。「処理対象の原料」には、廃棄物、製鉄ダスト、粉鉱石などが含まれる。上流開口端１０３はフロントウォール１０５によって閉鎖されているが、メインバーナー３がフロントウォール１０５を貫通して設置され、火炎３０１がロータリーキルン１の中へ放射され加熱している。又、燃焼空気ノズルもフロントウォール１０５を貫通しており、ここから燃焼空気が吹き込まれている。吹き込まれる燃焼空気は必要に応じて予熱していてもよい。
【０００４】
処理対象の原料５は、ロータリーキルン１内で回転により撹拌されつつ加熱され、上流から下流へ約３０分から２時間かけて移動し、順々に乾燥、燃焼、溶融され、下流開口端１０４の近くでは溶融金属６と溶融スラグ７とが混合した溶融物が生じる。そして、これら溶融金属６と溶融スラグ７は下流開口端１０４より流出して落下し、下方に設置された貯水槽８内へ入る。貯水槽８には冷却水８０１が貯えられており、ここに突入した溶融金属６と溶融スラグ７は冷却され、渾然一体となって凝固し、貯水槽８の底面に載置された容器９の中に収納される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の回収装置によると、ロータリーキルン１の下流開口端１０４から排出された溶融金属６と溶融スラグ７は貯水槽８に貯えられた冷却水８０１の中に落下し冷却されるが、金属とスラグとが混在した塊として凝固してしまうため、以降、別途設けられた不図示の破砕機や分離器が必要である。
【０００６】
上記問題点に鑑みて、鋭意研究開発を行い、本発明に至ったものであり、その目的は、金属とスラグとを比較的容易に、安価に分離・回収する方法及び装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、請求項１に記載の本発明に係るロータリーキルンから排出される溶融物の回収方法、すなわち、ロータリーキルンから排出される溶融物に対して冷却水をほぼ水平方向に噴射することにより、溶融物を破砕し、冷却・固化してスラグと金属を分離して回収することを特徴とするロータリーキルンから排出される溶融物の回収方法によって達成される。
【０００８】
また、上記目的は、請求項２に記載の本発明に係るロータリーキルンから排出される溶融物の回収装置、すなわち、ロータリーキルンの下流開口端の下方に、貯水槽を設置し、該貯水槽の水面下数センチから数十センチの位置にほぼ水平方向に噴射する冷却水冷却水ノズルを設けたことを特徴とするロータリーキルンから排出される溶融物の回収装置によってより効果的に達成される。
【０００９】
さらに、本発明の好ましい実施態様においては、請求項３に記載のように、冷却水ノズルから噴射する冷却水の噴射速度を溶融物に応じて調整する制御装置を有する請求項２に記載のロータリーキルンから排出される溶融物の回収装置が得られる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【００１１】
図１及び図２は、本発明の実施形態のロータリーキルンから排出される溶融物の回収装置の概略図であり、図１はその側面を示し、図２はその正面を示している。
【００１２】
冷却水ノズル１１から貯水槽８の中へ高速冷却水流１２がほぼ水平方向に噴射されている。しかし、必要に応じて、上方へ傾けたり、あるいは下方へ傾けてもよい。この水流の噴射速度は、生成物の種類及び量あるいはその目的とする粒径に応じて調整される。
【００１３】
ロータリーキルン１の下流開口端１０４より排出される溶融金属６と溶融スラグ７は、落下して、下方に設置されてある貯水槽８に入る。貯水槽８には冷却水８０１が貯えられており、上記溶融金属６と溶融スラグ７とが冷却し凝固される。そして、この時、水面下数センチから数十センチの位置に、冷却水ノズル１１が、貯水槽８の側壁面より、ほぼ水平に貫入して設置されていおり、冷却水ノズル１１からは秒速０．３メートル以上の高速で冷却水が噴射されている。当該冷却水流１２は上記溶融金属６及び溶融スラグ７を水中において直撃し、これらを破砕するとともに急冷する。
【００１４】
急激に冷却された溶融スラグ７は、激しい温度変化により直径１０ミリメートル以下の小粒に破砕され、いわゆる水砕スラグ１５となる。水砕スラグ１５は、小粒で軽量なため、高速の冷却水流１２に乗って吹き飛ばされ、ロータリーキルン１の下流開口端１０４から離れた位置へ運ばれる。貯水槽８の底部から貯水槽外へ連続して設置されているコンベア１３上の、ロータリーキルンの下流開口端の直下より遠く離れた位置に着地する。「コンベア」には、ベルトコンベア、バケットコンベア、パレットコンベア等の搬送装置も含まれる。
【００１５】
一方、溶融金属６も急激に冷却されるが、その粘性のため水流１２に激しく撹拌されても数センチ前後の大きさの塊として固まる。また、その比重が比較的重いため、高速の冷却水流１２によって運ばれることなくロータリーキルンの下流開口端の直下に近い位置で、上記コンベア１３上に着地する。
【００１６】
このように、溶融金属６と溶融スラグ７とは高速の冷却水流１２により急激に破砕・冷却され固化した後、コンベア１３上の離れた別々の位置に着地するので、それぞれを分けて回収することができる。
【００１７】
また、高速の冷却水流１２により、溶融物は急激に破砕・冷却、固化されるため、貯水槽８の深度を従来より浅くすることができる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明のロータリーキルンから排出される溶融物の回収方法によれば、貯水槽内で冷却水ノズルから高速の冷却水流を溶融物に噴射することで溶融スラグは急冷、破砕し、小粒で軽量な水砕スラグとして回収することができる。一方、溶融金属も急冷されるが、その粘性ゆえに数センチの大きさの塊として回収することができる。このように金属とスラグを分離することができる。また、金属が磁性体の場合、磁選によっても容易に分離できる。したがって、従来ならば、金属を内部に含むスラグの塊として得られたものが、本発明によれば、スラグが小粒に破砕されるので、金属とスラグとの分離が容易になるという効果が得られる。
【００１９】
本発明のロータリーキルンから排出される溶融物の回収方法によれば、貯水槽内で冷却水ノズルから高速の冷却水流を溶融物に噴射するので、溶融スラグはを急冷されて小粒で軽量な水砕スラグとなり、高速の冷却水流に吹き飛ばされるのに対し、溶融金属は急冷されても比重が大きく直下に近い位置へ落ちる。すなわち、スラグと金属とは別々の位置に着地しスラグと金属との分離回収が容易になると共に、金属が磁性体であれば、磁選でも容易に分離できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態のロータリーキルンから排出される溶融物の回収装置の概略図である。
【図２】本発明の実施形態のロータリーキルンから排出される溶融物の回収装置の概略図である。
【図３】従来のロータリーキルンから排出された溶融物の回収装置の概略図である。
【符号の説明】
１ ロータリーキルン
１０１ 耐火レンガ
１０２ ロータリーキルン回転軸
１０３ 上流開口端
１０４ 下流開口端
１０５ フロントウォール
２ 投入シュート
３ バーナー
５ 原料
６ 溶融金属
７ 溶融スラグ
８ 貯水槽
８０１ 冷却水
１１ 冷却水ノズル
１２ 高速の冷却水流
１３ コンベア
１４ 回収金属
１５ 水砕スラグ

Claims (3)

1. ロータリーキルンから排出される溶融物に対して冷却水をほぼ水平方向に噴射することにより、溶融物を破砕し、冷却・固化してスラグと金属を分離して回収することを特徴とするロータリーキルンから排出される溶融物の回収方法。
2. ロータリーキルンの下流開口端の下方に、貯水槽を設置し、該貯水槽の水面下数センチから数十センチの位置にほぼ水平方向に噴射される冷却水ノズルを設けたことを特徴とするロータリーキルンから排出される溶融物の回収装置。
3. 冷却水ノズルから噴射する冷却水の噴射速度を溶融物に応じて調整する制御装置を有する請求項２に記載のロータリーキルンから排出される溶融物の回収装置。

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