JP4593294B2 - スラグの処理方法と処理装置 - Google Patents
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Description
かようなCOガスの発生は,時間経過とともに粒鉄が自重でスラグ鍋の底部に沈降することにより次第に収まっていくが,上述の従来方法のようにランスからガスを吹出して溶融スラグを攪拌した場合,粒鉄の円滑な沈降が妨げられ,COガスの気泡の発生がなかなか収まらなくなってしまう。加えて従来は,スラグ鍋の底部に一旦沈降した粒鉄が,ガスの吹出しによって再び舞い上げられて溶融スラグ中に懸濁した状態となり,COガスの気泡発生が更に長期化するといった懸念もあった。このように,均一な改質という点では,従来方法のようにガスの吹出しによって溶融スラグを攪拌することが好ましいが,そうすると,COガスの気泡発生がなかなか収まらなくなってしまうという問題があった。
きる。なお,ランス4の噴射口10から溶融スラグa中に酸素を吹込んだ場合は,溶融スラグa中のFeOを酸化させ,その際に発生する酸化熱によって溶融スラグaの流動性を向上させ,その結果,溶融改質を更に促進させることができるようになる。
図1〜3で説明した処理装置において,製鋼工程からの溶銑予備処理スラグ20ton(改質処理前の直径1mm以上の粒鉄量は23質量%)をスラグ鍋に排滓し,15分間静置した。その後,バーナによって溶融スラグ(溶銑予備処理スラグ)を加熱しながら,改質材としてフライアッシュを6400kg/hの速度で5分間溶射した後,直ちにランスを溶融スラグに浸漬させて水平向きにガス(空気)を600Nm3/hで吹き込み,ランスを中心に溶融スラグを回転させて攪拌した。バブリング時間(攪拌時間)は1分間である。こうして,5分のバーナによる加熱とフライアッシュの溶射,1分のランスによるガス攪拌を交互に3回繰り返した。その後,スラグ鍋を傾けて,改質された溶融スラグを排出した。排出されたスラグを粉砕した後に磁選を行った結果,直径1mm以上の粒鉄量は1質量%未満で,改質処理により粒鉄の分離が良好であったことが分かった。加熱および溶射をする工程と,攪拌する工程の何れにおいても発泡現象は起こらず,得られたスラグは吸水率1.0質量%であり,骨材として十分使用可能であった。
図1〜3で説明した処理装置において,製鋼工程からの溶銑予備処理スラグ20ton(改質処理前の直径1mm以上の粒鉄量は24質量%)をスラグ鍋に排滓し,静置時間を短くしてスラグ中に粒鉄が懸濁した状態での評価を試みた。前記スラグを5分間静置した後,(直径1mm以上の粒鉄量は20質量%)バーナによって溶融スラグ(溶銑予備処理スラグ)を加熱しながら,改質材としてフライアッシュを6400kg/hの速度で5分間溶射した後,直ちにランスを溶融スラグに浸漬させて水平向きにガス(空気)を600Nm3/hで吹き込み,ランスを中心に溶融スラグを回転させて攪拌した。バブリング時間(攪拌時間)は1分間である。こうして,5分のバーナによる加熱とフライアッシュの溶射,1分のランスによるガス攪拌を交互に5回繰り返した。細骨材を生産するために,スラグ鍋を傾けて,粒鉄が懸濁した改質された溶融スラグを複数の羽根を設置し高速回転(ドラム周速;1〜15m/秒)する回転ドラム上に注入し,スラグを飛散させながら散水冷却(冷却水量/スラグ質量;2.0m3/ton・スラグ)し粒状スラグを製造した。なお,加熱および溶射をする工程と,攪拌する工程の何れにおいて,やや発泡現象が発生する場合があった。
粒状化処理を実施したスラグは,採取位置が回転ドラムに近いL=0〜0.6未満で採取したスラグは,磁選によって容易に粒鉄を取り除くことが可能であり,得られた粒子状スラグは吸水率0.90質量%であった。一方,回転ドラムから遠いL=0.6〜1.0の位置で採取した粒鉄含有量は1質量%未満で問題の無い水準であり(L=0.8〜1.0では僅少),粒子状スラグの吸水率は0.85質量%であった。従って,いずれも砂,細骨材として十分使用可能であり,鎮静時間が短く粒鉄の懸濁量が比較的大きい条件であっても,スラグを粒状化処理することで容易に粒鉄との分離が可能であった。
図1〜3で説明した処理装置において,製鋼工程からの溶銑予備処理スラグ20ton(改質処理前の直径1mm以上の粒鉄量は25質量%)をスラグ鍋に排滓し,15分間静置した。その後,バーナによって溶融スラグ(溶銑予備処理スラグ)を加熱しながら,改質材としてフライアッシュを6400kg/hの速度で5分間溶射した後,直ちにランスを溶融スラグに浸漬させて水平向きにガス(空気)を600Nm3/hで吹き込み,ランスを中心に溶融スラグを回転させて攪拌した。バブリング時間(攪拌時間)は1分間である。こうして,5分のバーナによる加熱とフライアッシュの溶射,1分のランスによるガス攪拌を交互に5回繰り返した。
ここで,操業中に粒鉄を再度巻き上げた場合の影響を評価する目的で,最後のガス攪拌でランスの浸漬深さを深くして,スラグ鍋の底に沈降した粒鉄を再度巻き上げ,再び粒鉄を沈降させることなく,スラグ鍋を傾けて,粒鉄が懸濁した改質された溶融スラグを,複数の羽根を設置し高速回転(ドラム周速;1〜15m/秒)する回転ドラム上に注入し,スラグを飛散させながら散水冷却(冷却水量/スラグ質量;2.0m3/ton・スラグ)し粒状スラグを製造した。加熱および溶射をする工程と,攪拌する工程の何れにおいても発泡現象は起こらなかったが,再度粒鉄を懸濁させた後にスラグの発泡現象が若干見られた。
粒状スラグの採取位置が回転ドラムに近いL=0〜0.6未満で採取したスラグは,磁選によって容易に粒鉄を取り除くことが可能であり,得られた粒子状スラグは吸水率1.0質量%であった。一方,回転ドラムから遠いL=0.6〜1.0の位置で採取した直径1mm以上の粒鉄含有量は1%未満で問題の無い水準であり(L=0.8〜1.0では僅少),粒子状スラグの吸水率は0.95質量%あった。従って,いずれも砂,細骨材として十分使用可能であった。
上記実施例と同様の装置を用いて製鋼工程からの溶銑予備処理スラグ20ton改質処理前の直径1mm以上の粒鉄量は20質量%)をスラグ鍋に排滓し,直ちにバーナで溶融スラグを加熱しながら,改質材としてフライアッシュを6400kg/hの速度で5分間溶射し,更に,溶融スラグに浸漬させた単管ランスから下向きに空気を600Nm3/hで1分間バブリングして溶融スラグを攪拌した。こうして,5分のバーナによる加熱とフライアッシュの溶射,1分の単管ランスによる攪拌を交互に3回繰り返した。その後,スラグ鍋を傾けて,改質された溶融スラグを排出した。
加熱および溶射をする工程と,攪拌する工程の何れにおいても激しい発泡現象が継続して発生し,発泡現象が収まるまで一旦処理を中断した。排出されたスラグには多数の気泡,粒鉄が目視でも確認でき,崩壊しやすいスラグであった。また,スラグの吸水率は7.3質量%であった。
改質スラグを冷却した後にスラグを粉砕し,その後で,磁選を実施することにより粒鉄を回収したところ,直径1mm超の粒鉄は3400kgであり,処理前に存在した粒鉄4000kgの約85%が改質スラグ中に残存していた。従って,改質処理中での粒鉄の分離が十分できていないことがわかった。
2 スラグ鍋
3 バーナ
4 ランス
5 ランス本体
6 耐火物
10 噴射口
11 内部空間
12 連通路
15 連通路内側部
16 連通路外側部
20 粒鉄
21 気泡
22 スラグの固化層
25 火炎
26 ガス
30 取鍋
40 回転ドラム
41 散水ノズル
42 バケット
a 溶融スラグ
a’ 高温領域
r ランスの半径
Claims (7)
- スラグ鍋に入れられた溶融スラグを5分間以上静置し,その後,溶融スラグを加熱する工程と、
水平方向にガスを噴射する噴射口が複数箇所に設けられたランスを用い、スラグ鍋に挿入した前記ランスから噴射したガスによって溶融スラグを旋回した流動状態とするように溶融スラグを攪拌する工程とを交互に一回ずつもしくは複数回ずつ行うことを特徴とする,スラグの処理方法。 - 前記溶融スラグを加熱する工程において,スラグの塩基度を低下させる改質材を溶融スラグに溶射することを特徴とする,請求項1に記載のスラグの処理方法。
- 請求項1または2に記載のスラグの処理方法によって処理された溶融スラグを,複数の羽根が設置された回転しているドラム上に注入し,スラグを飛散させながら散水冷却することによりスラグを粒化させることを特徴とする,スラグの処理方法。
- スラグ鍋に入れられた溶融スラグを加熱して処理する装置であって,
溶融スラグを加熱するバーナと,
溶融スラグ中でガスを噴射するためのランスを備え,
前記ランスには,溶融スラグ中において水平方向にガスを噴射する噴射口が複数箇所に設けられ,かつ,各噴射口は,ランスを中心にして溶融スラグに旋回流を与えるように同一の旋回方向に指向していることを特徴とする,スラグの処理装置。 - 前記ランスは円筒形状であり,各噴射口は,ランスの半径に対して同一方向に傾斜していることを特徴とする,請求項4に記載のスラグの処理装置。
- 前記各噴射口は,互いに同じ高さに配置されていることを特徴とする,請求項4または5に記載のスラグの処理装置。
- 前記バーナは,スラグの塩基度を低下させる改質材を溶射できることを特徴とする,請求項4〜6のいずれかに記載のスラグの処理装置。
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