JP3827114B2

JP3827114B2 - 精錬炉から発生するスラグの処理方法及び装置

Info

Publication number: JP3827114B2
Application number: JP36823397A
Authority: JP
Inventors: 博道武居; 健児青柳
Original assignee: Astec Irie Co Ltd
Current assignee: Astec Irie Co Ltd
Priority date: 1997-12-29
Filing date: 1997-12-29
Publication date: 2006-09-27
Anticipated expiration: 2017-12-29
Also published as: JPH11193412A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、転炉や電気炉等の精錬炉から発生するスラグの処理方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電気炉等の精錬炉から発生するスラグは、土間に直接排滓し冷却後ブルトーザーで処理・搬出するか、又は排滓鍋で一旦受け、その排滓鍋をヤードに搬出しそこで土間処理を行っていた。ところが、これらの方法はいずれも安全上、環境上及びコスト上で間題があり、その改善策として最近では、例えば、特公昭５５−５００８７号公報記載の転炉滓の処理方法及び装置が提案されている。これは、図５に示すように、精錬炉の一例である転炉６０から発生するスラグを排滓鍋６１で受けて、これを台車６２で所定場所の建屋６３内まで搬送し、クレーン設備６４を使用して持ち上げた後、傾動可能な浅底の鉄板製容器６５（一般には、ＩＳＣ−ＢＯＸと称されている）に放出する。そして、放出した溶融スラグを底部の鉄板と上部から放出される冷却水によって強制冷却し、これによって固化したスラグにひび割れを発生させ、更に鉄板製容器６５を傾動して固化したスラグを排出する過程においてバラバラにし、搬送容易な塊状物としている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記公報記載のスラグの処理方法においては、排滓鍋６１を持ち上げるためのクレーン設備６４が必要となり、このためクレーン設備６４を支持する支持架台も含めて建屋６３が必要となり、この処理方法の設備費が非常に高くなるという問題がある。
【０００４】
そこで、スラグを発生する精錬炉から直接、浅底の鉄板製容器にスラグを受ければ、排滓鍋を持ち上げて所定場所に搬送するクレーンやこれを支持する建屋が不要になり、比較的安価な設備費で処理装置を構築することが可能と考えられる。そこで、本発明者はこのような処理装置について、種々の実験や検討を重ねた結果、以下のような問題が発生するということが分かった。
（１）電気炉から放出されるスラグからは多量の一酸化炭素ガスが発生し、これによって、発砲状態のスラグフォーミングが発生し、浅底の鉄板製容器ではこれがオーバフローして危険である。
（２）電気炉から放出されるスラグが鉄板製容器内に落下する場合に、スプラッシュを伴い排滓鍋の周囲に飛散して危険である。
（３）電気炉から放出されるスラグの末期は、電気炉から少量の地金が流出することによって判断するが、この判断は作業者が行っており仮に判断時期を誤ると、電気炉から大量の地金が鉄板製容器に放出される。鉄板製容器に放出された地金は塊状となって破砕できないので、その処理に困窮する。
（４）鉄板製容器がスラグを受けられるスラグ量は、その寸法上の制限があり、通常は５トン程度である。一方、１００トン規模の電気炉では、排出するスラグの量は１０トン程度であり、５トンの鉄板製容器ではその全量を受けることはできない。また、電気炉からスラグを放出中に他の鉄板製容器に置き換えることは不可能であり、従って、大型の電気炉には適用できない。
（５）電気炉においては、溶解期からスラグ排出の時期までは、鉄板製容器は前工程で受滓したスラグを冷却・排出する作業の過程にあり、電気炉の直下には鉄板製容器はないことになり、この時期に電気炉からスラグが少量でも排出されれば、土間に溜まることになり、鉄板製容器を搬送する台車の障害となる。
【０００５】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、精錬炉の直下又は近傍に精錬炉（例えば、電気炉）から排出されたスラグを受けて急冷硬化させる浅底の急冷容器を配置して、比較的設備費用が安価な精錬炉から発生するスラグの処理方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う請求項１記載の精錬炉から発生するスラグの処理方法は、精錬炉から排出される溶融スラグを、その直下又は近傍に配置された一時貯留用の排滓鍋で一旦中間受滓し、次に、該排滓鍋の溶融スラグを搬送台車に搭載された浅底の急冷容器に放出し、放出された該溶融スラグに水をかけて急速冷却させ、別場所で前記台車に載った前記急冷容器を傾動して、急速冷却してひび割れ状態で固化したスラグを排出している。
そして、前記排滓鍋には複数の排滓孔が設けられていると共に、前記台車に複数の前記急冷容器が搭載され、該複数の急冷容器に同時に前記排滓鍋から溶融スラグが放出可能となっている。
請求項２記載の精錬炉から発生するスラグの処理方法は、請求項１記載の処理方法において、前記排滓孔は前記排滓鍋の側壁の中間位置に設けられて、該排滓鍋内に溜まった溶融スラグは該排滓鍋を傾動して排出している。
【０００７】
請求項３記載の精錬炉から発生するスラグの処理装置は、精錬炉の直下又はその近傍に配置されて、前記精錬炉から排出される溶融スラグを中間受滓する排滓鍋と、前記排滓鍋から排出される溶融スラグを受滓する浅底鉄板製の急冷容器と、前記急冷容器を傾動可能に搭載して、所定場所まで搬送する台車とを有している。
更に、前記台車には複数の前記急冷容器が搭載され、更に前記排滓鍋には、該排滓鍋に溜まった溶融スラグを、前記それぞれの急冷容器に排出する複数の排滓孔が設けられている。
そして、請求項４記載の精錬炉から発生するスラグの処理装置は、請求項３記載の処理装置において、前記排滓鍋は両側部の支持架台に傾動可能に支持されていると共に、昇降可能に支持されている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図１は本発明の一実施の形態に係る精錬炉から発生するスラグの処理方法及び装置の概略説明図、図２は同精錬炉から発生するスラグの処理装置の正面図、図３は同精錬炉から流出した地金の処理方法の説明図、図４は同精錬炉から発生するスラグの処理方法の説明図である。
【０００９】
まず、本発明の一実施の形態に係る精錬炉から発生するスラグの処理装置について概略説明をすると、図１、図２に示すように、本発明の精錬炉から発生するスラグの処理装置１０は、精錬炉の一例である電気炉１１の直下又は近傍に設けられた一時貯留用の排滓鍋１２と、排滓鍋１２からの溶融スラグ２４を受滓する第１、第２の浅底の急冷容器の一例である鉄板製容器１３、１４と、これらを搭載する台車１５と、台車１５上に搭載された地金収納容器１６とを有している。以下、これらについて詳しく説明する。
【００１０】
前記排滓鍋１２は外側鉄皮の内側耐火物からなる（又は、鋳鋼製の）角形容器（丸形容器であってもよい）からなり、例えば約５〜１０トンの溶融スラグ２４を受滓できるようになっている。排滓鍋本体１２ａの両側にトラニオン軸１７がそれぞれ設けられ、排滓鍋１２の両側に設けられた支持架台１８、１９の昇降補助架台２０、２１にそれぞれ図示しない駆動源によって傾動可能に取付けられている。左右の昇降補助架台２０、２１はそれぞれ支持架台１８、１９に同期して別の駆動源によって昇降可能に取付けられて、排滓鍋本体１２ａの両側のトラニオン軸１７が水平状態を保ったまま、昇降及び傾動できるようになっている。また、この実施の形態においては、排滓鍋本体１２ａの前側の側壁の中間位置には隙間を有して排滓孔２２、２３が設けられている。この排滓孔２２、２３の高さＨ１は、図４（Ａ）に示すように、電気炉１１のスクラップの溶解、精錬期に電気炉１１の排滓口１１ａから排出される溶融スラグ２４が排滓鍋１２に溜まる溶融スラグ２４の高さｈsより高くなっている。これによって、電気炉スクラップの溶解、精錬期に発生して電気炉１１の排滓口１１ａからオーバーフローする溶融スラグ２４を一時貯留できる構造となっている。
【００１１】
ここで、前記排滓鍋１２の高さＨｍ（図４（Ａ）参照）は、排出の過程で生成されるフォーミングスラグのオーバーフローと、溶融スラグ２４の投下時に発生するスプラッシュを防止するために、十分な高さが必要があり、最大スラグの高さをｈ１とし、フォーミングによるスラグの高さの増分をｈ２、スプラッシュによるスラグの飛散高さの増分をｈ３とした場合、以下の（１）式を満足するようにするようにするのが好ましい。
Ｈｍ＞〔（ｈ１＋ｈ２）又は（ｈ１＋ｈ３）の何れか大きい方〕・・（１）
これによって、フォーミングスラグとスプラッシュの排滓鍋１２からの飛散を防止でき、安全な操業が可能となる。なお、実際的には、Ｈｍは、１．５〜２．５ｍ程度となる。
【００１２】
前記鉄板製容器１３、１４は浅底となって、図３に示すように、両側及び後部には垂直な鉄板製の側壁２５を有し、前側の側壁２６は水平面状の底板２８に１０〜３０度の角度を有して連接し、この鉄板製容器１３、１４を傾動した場合に、容易に固化したスラグが排出できるようになっている。なお、左右及び後部の側壁２５及び底板２８の下部には、補強部材が設けられて、投入した溶融スラグ２４の重量を支持すると共に、発生する熱によって鉄板製容器１３、１４自体が曲がらないようになっている。
そして、図１、図２に示すように、鉄板製容器１３、１４は台車１５に並設状態で設けられ、しかも鉄板製容器１３、１４の前側のみが、台車１５にピン２９によって傾動可能に連結されている。鉄板製容器１３、１４のそれぞれの中央部分には油圧シリンダー３０の先部が回動可能に連結され、油圧シリンダー３０の基部は台車１５に回動可能に固定され、油圧シリンダー３０を伸ばすことによって、鉄板製容器１３、１４が傾動できる構造となっている。
【００１３】
前記台車１５の車体３１は、鉄板製容器１３、１４を搭載する十分強度のある構造となって、車体３１の底部の前後左右には車輪３２が設けられている。後ろ側に設けられている車輪３２は図示しないモータによって回転駆動されて、レール３３上を前後に走行し、スラグの投入された鉄板製容器１３、１４を電気炉１１の下部近傍から排滓置場３４まで搬送できる構造となっている。
一方、台車１５の後部には、対となる地金収納容器１６が排滓孔２２、２３の位置に符合して設けられている。地金収納容器１６は外側鉄皮で内側耐火物の上部開放容器からなって、両側上部に吊り金具３５を備えている。この地金収納容器１６は、図３に示すように、不用意に排滓鍋１２内に投入された地金（溶融メタル）３６をこの中に一時貯留するためのものであって、十分の容量を有している。
【００１４】
続いて、本発明の一実施の形態に係る精錬炉から発生するスラグの処理方法について説明する。
まず、排滓鍋１２を電気炉１１の排滓口１１ａの直下又はその近傍に配置し、電気炉１１から排出される溶融スラグ２４を受滓できるようにしておく。図４（Ａ）に示すように、電気炉１１の溶解期に発生する余剰の溶融スラグ２４が排滓口１１ａからオーバーフローし、これが排滓鍋１２内に一時貯留される。このオーバーフローする溶融スラグ２４の量は、少量であるが、その最大量が排滓鍋１２内に溜まっても、前述のように、Ｈ１＞ｈｓとなって側壁に設けられた排滓孔２２、２３から排出されないようになっている。
電気炉１１のスクラップの溶解、精錬が終わり、排滓作業が始まる前までに、台車１５を元の位置、即ち、排滓鍋１２から排出される溶融スラグ２４を受滓できる位置に戻し、図４（Ｂ）に示すように、電気炉１１を傾動して排滓口１１ａから溶融スラグ２４を排滓鍋１２中に排滓する。この過程においては、排滓鍋１２は正立状態に保った状態で、溶融スラグ２４の一部は排滓孔２２、２３から排滓されて、下部の対となる鉄板製容器１３、１４内に溜まることになる。電気炉１１からの排滓が完了した後は、図４（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、排滓鍋１２を傾けて溜まっている中間受滓した溶融スラグ２４の全部を排滓孔２２、２３から同時に鉄板製容器１３、１４内に入れる。ここで、鉄板製容器１３、１４は浅底となっているので、投入された溶融スラグ２４が薄く広がることになる。
【００１５】
投入された溶融スラグ２４は、鉄板からなる底板２８と上部から連続的にかけられる水によって急冷される。これによって、固化したスラグにひびが入いる。この状態で、台車１５で搬送し、図１の中央部分に示すように、排滓置場３４で鉄板製容器１３、１４をピン２９を中心にして傾動し、載っている固化してひびの入ったスラグを排出するために傾ける。これによって、固化したスラグは底板２８及び前方の傾斜した側壁２６から滑り落ちるが、この過程において固化したスラグは人頭大の塊状物となって排出される。このような過程で小片となったスラグはブルトーザー３７と図示しないトラック等を使用して次の処理場に搬送される。
【００１６】
一方、排滓鍋１２中に地金３６が入り込んだ場合は、図３に示すように、台車１５を少し前進させて、対となる地金収納容器１６を傾斜した状態の排滓鍋１２の排滓孔２２、２３の直下に配置し、この状態で排滓鍋１２内の地金３６を受け取る。排滓鍋１２からの地金３６の排出が終わると、地金３６が投入された地金収納容器１６は、図示しない搬送手段によって搬送されて、別の場所で地金を回収する。
排滓鍋１２の点検や補修を行う場合には、排滓鍋１２は昇降補助架台２０、２１に取付けられているので、図示しない昇降手段を操作して排滓鍋１２を下降させてから行う。
【００１７】
前記実施の形態においては、排滓鍋１２はその側壁中間位置に排滓孔２２、２３を備えたが、排滓鍋の底部に排滓孔を設け、常時はスライドノズル等によって排滓孔を閉じておき、必要な場合のみ開口することもできる。
また、前記実施の形態においては、鉄板製容器１３、１４の傾動は油圧シリンダー３０によって行っているが、鉄板製容器の後部をクレーンや、その他の昇降手段で吊り上げて鉄板製容器を傾動させることもできる。
そして、前記実施の形態においては、排滓鍋１２には２個の排滓孔２２、２３を備えているが、１個又は３個あるいはそれ以上とすることもできる。
更には、前記実施の形態においては、電気炉から発生するスラグ処理について説明したが、転炉やその他の精錬炉であっても本発明は適用できる。
【００１８】
【発明の効果】
請求項１、２記載の精錬炉から発生するスラグの処理方法及び請求項３、４記載の精錬炉から発生するスラグの処理装置においては、従来のように、溶融スラグの入った排滓鍋を別場所である排滓場まで搬送し、更にクレーンを使用して排滓鍋を吊り上げ、浅底の鉄板製容器内に排滓するのではなく、精錬炉から排出される溶融スラグを排滓鍋で受けた後、その場所で浅底の急冷容器に排滓するようにしているので、クレーンやこれに伴う建屋が不要となり、設備費用が比較的少なくて済むという利点がある。
特に、請求項１記載の精錬炉から発生するスラグの処理方法及び請求項３記載の精錬炉から発生するスラグの処理装置においては、排滓鍋には複数の排滓孔が設けられていると共に、台車に複数の急冷容器が搭載され、複数の急冷容器に同時に排滓鍋から溶融スラグが放出可能となっているので、大容量のスラグを処理することができる。
請求項２記載の精錬炉から発生するスラグの処理方法においては、排滓孔は排滓鍋の側壁の中間位置に設けられて、排滓鍋内に溜まった溶融状態のスラグは排滓鍋を傾動して排出でき、排滓速度も排滓孔の大きさで制御できるので、作業が安定する。
そして、請求項４記載の精錬炉から発生するスラグの処理装置は、排滓鍋は両側部の支持架台に傾動可能に支持されていると共に、昇降可能に支持されているので、排滓鍋の保守、点検が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る精錬炉から発生するスラグの処理方法及び装置の概略説明図である。
【図２】同精錬炉から発生するスラグの処理装置の正面図である。
【図３】同精錬炉から流出する地金の処理方法の説明図である。
【図４】同精錬炉から発生するスラグの処理方法の説明図である。
【図５】従来例に係る精錬炉から発生するスラグの処理方法の説明図である。
【符号の説明】
１０スラグの処理装置１１電気炉
１１ａ排滓口１２排滓鍋
１２ａ排滓鍋本体１３鉄板製容器
１４鉄板製容器１５台車
１６地金収納容器１７トラニオン軸
１８支持架台１９支持架台
２０昇降補助架台２１昇降補助架台
２２排滓孔２３排滓孔
２４溶融スラグ２５側壁
２６側壁２９ピン
３０油圧シリンダー３１車体
３２車輪３３レール
３４排滓置場３５吊り金具
３６地金３７ブルトーザー

Claims

精錬炉から排出される溶融スラグを、その直下又は近傍に配置された一時貯留用の排滓鍋で一旦中間受滓し、次に、該排滓鍋の溶融スラグを搬送台車に搭載された浅底の急冷容器に放出し、放出された該溶融スラグに水をかけて急速冷却させ、別場所で前記台車に載った前記急冷容器を傾動して、急速冷却してひび割れ状態で固化したスラグを排出する精錬炉から発生するスラグの処理方法であって、
前記排滓鍋には複数の排滓孔が設けられていると共に、前記台車に複数の前記急冷容器が搭載され、該複数の急冷容器に同時に前記排滓鍋から溶融スラグが放出可能となっていることを特徴とする精錬炉から発生するスラグの処理方法。
前記排滓孔は前記排滓鍋の側壁の中間位置に設けられて、該排滓鍋内に溜まった溶融スラグは該排滓鍋を傾動して排出する請求項１記載の精錬炉から発生するスラグの処理方法。
精錬炉の直下又はその近傍に配置されて、前記精錬炉から排出される溶融スラグを中間受滓する排滓鍋と、
前記排滓鍋から排出される溶融スラグを受滓する浅底鉄板製の急冷容器と、
前記急冷容器を傾動可能に搭載して、所定場所まで搬送する台車とを有する精錬炉から発生するスラグの処理装置であって、
前記台車には複数の前記急冷容器が搭載され、更に前記排滓鍋には、該排滓鍋に溜まった溶融スラグを、前記それぞれの急冷容器に排出する複数の排滓孔が設けられていることを特徴とする精錬炉から発生するスラグの処理装置。
前記排滓鍋は両側部の支持架台に傾動可能に支持されていると共に、昇降可能に支持されている請求項３記載の精錬炉から発生するスラグの処理装置。