JP5517063B2 - Slag processing method - Google Patents
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Description
本発明は、製鋼工程や溶銑予備処理工程において発生する高温のスラグの処理方法に関するものである。 The present invention relates to a method for treating high-temperature slag generated in a steelmaking process or a hot metal preliminary treatment process.
製鋼工程や溶銑予備処理工程からは、１２００℃〜１６００℃の高温スラグが大量に発生する。また通常、製鋼工程における脱硫剤や脱リン剤としてＣａＯを添加するため、これらの高温スラグにはＣａＯが含有されている。 A large amount of high-temperature slag of 1200 ° C to 1600 ° C is generated from the steelmaking process and the hot metal pretreatment process. Usually, CaO is contained in these high-temperature slags because CaO is added as a desulfurizing agent or a dephosphorizing agent in the steel making process.
従来はこれらの高温スラグを面積の広いスラグヤードに排出し、大量の散水を行って冷却していた。しかし冷却効率が悪く冷却に長時間を要するうえに、凝固したスラグの表面から発生する粉塵の飛散を防止するために、集塵コストが嵩むという問題があった。 Conventionally, these high-temperature slags are discharged into a slag yard with a large area and cooled by spraying a large amount of water. However, there is a problem that the cooling efficiency is poor and it takes a long time to cool, and the dust collection cost is increased in order to prevent scattering of dust generated from the surface of the solidified slag.
また、塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ２）の高い製鋼スラグでは、含有しているＣａＯの一部が遊離ＣａＯとして存在しており、遊離ＣａＯは水和膨張するため、スラグを路盤材として使用する前処理として、スラグヤードにおける散水により遊離ＣａＯを予め水和させておくことが必要となるが、スラグヤードで大量の散水を行っても水がスラグ内部に均一に到達しにくく、水と接触しないままスラグ中に遊離ＣａＯが残留し、このスラグを路盤材として使用する場合に、遊離ＣａＯが水和膨張などの障害を引き起こすおそれがあった。 In addition, in steelmaking slag having a high basicity (CaO / SiO 2 ), a part of the contained CaO exists as free CaO, and free CaO hydrates and expands, so before using the slag as a roadbed material. As a treatment, it is necessary to pre-hydrate free CaO by watering in the slag yard, but even if a large amount of water is sprayed in the slag yard, the water does not easily reach the inside of the slag and remains in contact with water. When free CaO remains in the slag and this slag is used as a roadbed material, the free CaO may cause problems such as hydration expansion.
これらの問題を解決する手段として、本件出願人は、冷却ピットにおいて１２００〜８００℃まで一時冷却した高温スラグを、内部に冷風吹付け手段と冷却水供給手段とを備えたロータリークーラーに投入し、水冷却と空冷とを併用して３００℃以下まで冷却する技術を開示している（特許文献１ ）。 As means for solving these problems, the present applicant puts the high-temperature slag temporarily cooled to 1200 to 800 ° C. in the cooling pit into a rotary cooler provided with cold air blowing means and cooling water supply means inside, The technique which cools to 300 degrees C or less using water cooling and air cooling together is disclosed (patent document 1).
しかし、塩基度や温度が各々異なるスラグ性状によっては、特許文献１記載の冷却処理後にもスラグ中に遊離ＣａＯの残留が散見される問題があった。また、遊離ＣａＯの残留により、スラグの利用用途によっては、水浸膨張を回避するために、別途長時間（例えば４８〜９６時間）の蒸気エージング処理が必要となる問題もあった。 However, depending on the slag properties having different basicities and temperatures, there is a problem that free CaO remains in the slag even after the cooling treatment described in Patent Document 1. Moreover, due to the residual free CaO, depending on the application of slag, there is a problem that a steam aging treatment for a long time (for example, 48 to 96 hours) is required separately in order to avoid water immersion expansion.
本発明の目的は前記を解決し、内部に冷却水供給手段を備えたロータリークーラーによりスラグの冷却を行う高温スラグの冷却処理工程において、同時に、塩基度や温度等スラグの性状の関わりなく、常にスラグに含有される遊離ＣaＯの水和処理を完全に行うことができるスラグの処理方法に関する技術を提供することである。 The object of the present invention is to solve the above-mentioned problem, and in the high-temperature slag cooling process in which the slag is cooled by a rotary cooler provided with a cooling water supply means, at the same time, irrespective of the slag properties such as basicity and temperature, always. It is to provide a technique relating to a method for treating slag capable of completely hydrating free CaO contained in slag.
上記課題を解決するためになされた本発明のスラグの処理方法は、遊離ＣａＯを含有する高温スラグが投入されるロータリークーラー内部に第１の冷却水供給手段と第２の冷却水供給手段を設け、ロータリークーラーへの投入時に１２５０〜８００℃の温度を有する高温スラグを、第１の冷却水供給手段により４６０〜３００℃まで冷却し、第１の冷却水供給手段と第２の冷却水供給手段との間で該４６０〜３００℃を一定時間保持した後、２の冷却水供給手段により２００〜１００℃まで冷却したスラグをロータリークーラーから排出するスラグの処理方法であって、遊離ＣａＯの含有率や温度を含むスラグ性状に応じて、ロータリークーラー内における、第１次冷却水供給位置および第２次冷却水供給位置を変更し、４６０〜３００℃での保持時間を調整することにより、スラグに含有される遊離ＣａＯを完全に水和反応させるように、ロータリークーラー内におけるスラグの冷却曲線を管理することを特徴とするものである。 The slag treatment method of the present invention made to solve the above-mentioned problems is provided with a first cooling water supply means and a second cooling water supply means inside a rotary cooler into which high-temperature slag containing free CaO is introduced. The high-temperature slag having a temperature of 1250 to 800 ° C. when charged into the rotary cooler is cooled to 460 to 300 ° C. by the first cooling water supply means, and the first cooling water supply means and the second cooling water supply means Is a slag treatment method in which the slag cooled to 200 to 100 ° C. by the two cooling water supply means is discharged from the rotary cooler, and the free CaO content is According to the slag properties including temperature and temperature, the primary cooling water supply position and the secondary cooling water supply position in the rotary cooler are changed at 460 to 300 ° C. By adjusting the retention time, as is fully hydrated reacting the free CaO contained in the slag, and is characterized in that managing the cooling curve of the slag in the rotary cooler.
請求項２記載の発明は、請求項１記載のスラグの処理方法において、ロータリークーラーの内部に冷却ガス供給手段を設け、該冷却ガスのガス流れを、ロータリークーラーの上流に向けた向流とし、第２の冷却水供給手段からの冷却水供給によって高温スラグから生じる蒸気を該向流により、４６０〜３００℃で保持されている高温スラグに供給し、該４６０〜３００℃で保持されている高温スラグの水和反応を促進させることを特徴とするものである。 The invention according to claim 2 is the slag treatment method according to claim 1, wherein a cooling gas supply means is provided inside the rotary cooler, and the gas flow of the cooling gas is made a countercurrent toward the upstream of the rotary cooler, Steam generated from the high temperature slag by the cooling water supply from the second cooling water supply means is supplied to the high temperature slag held at 460 to 300 ° C. by the counter flow, and the high temperature held at 460 to 300 ° C. It promotes the hydration reaction of slag.
上記課題を解決するためになされた本発明のスラグの処理方法は、遊離ＣａＯを含有する高温スラグが投入されるロータリークーラー内部に第１の冷却水供給手段と第２の冷却水供給手段を設け、ロータリークーラーへの投入時に１２５０〜８００℃の温度を有する高温スラグを、第１の冷却水供給手段により４６０〜３００℃まで冷却し、第１の冷却水供給手段と第２の冷却水供給手段との間で該４６０〜３００℃を一定時間保持した後、２の冷却水供給手段により２００〜１００℃まで冷却したスラグをロータリークーラーから排出するスラグの処理方法であって、遊離ＣａＯの含有率や温度を含むスラグ性状に応じて、ロータリークーラー内における、第１次冷却水供給位置および第２次冷却水供給位置を変更し、４６０〜３００℃での保持時間を調整することにより、スラグに含有される遊離ＣａＯを完全に水和反応させるように、ロータリークーラー内におけるスラグの冷却曲線を管理する構成を有している。遊離ＣａＯを含有する高温スラグを、４６０〜３００℃で一定時間保持することにより、ロータリークーラー内で高温スラグの冷却処理と同時に、高温スラグに含有される遊離ＣaＯの水和処理を完全に行うことができる。これにより、従来、遊離ＣaＯの残留に起因して、スラグの利用用途によっては、水浸膨張を回避するために、別途長時間（例えば４８〜９６時間）の蒸気エージング処理が必要となっていた問題を解消することもできる。また、当該方法は、従来設備を利用しつつ、冷却曲線の管理手段の追加のみで対応することができるため、大がかりな設備投資が不要である点も利点にあげられる。 The slag treatment method of the present invention made to solve the above-mentioned problems is provided with a first cooling water supply means and a second cooling water supply means inside a rotary cooler into which high-temperature slag containing free CaO is introduced. The high-temperature slag having a temperature of 1250 to 800 ° C. when charged into the rotary cooler is cooled to 460 to 300 ° C. by the first cooling water supply means, and the first cooling water supply means and the second cooling water supply means Is a slag treatment method in which the slag cooled to 200 to 100 ° C. by the two cooling water supply means is discharged from the rotary cooler, and the free CaO content is According to the slag properties including temperature and temperature, the primary cooling water supply position and the secondary cooling water supply position in the rotary cooler are changed at 460 to 300 ° C. By adjusting the retention time, as is fully hydrated reacting the free CaO contained in slag, and has a structure for managing the cooling curve of the slag in the rotary cooler. By holding the high-temperature slag containing free CaO at 460 to 300 ° C. for a certain period of time, the free CaO contained in the high-temperature slag is completely hydrated simultaneously with the cooling treatment of the high-temperature slag in the rotary cooler. Can do. Thus, conventionally, due to the residual free CaO, depending on the use of slag, in order to avoid water immersion expansion, a separate steam aging treatment (for example, 48 to 96 hours) has been required. The problem can be solved. In addition, this method can cope with only the addition of the means for managing the cooling curve while using the conventional equipment, so that a large-scale capital investment is unnecessary.
なお、遊離ＣａＯの水和反応では下記の反応(化１)が進行し、ここで生成するCa(OH)2は付着性が高い性質を有するが、本発明ではロータリークーラー内のスラグ温度を１００℃以上に維持することにより、自由水の生成を抑制している。これにより、自由水の生成に伴う毛管力の発生によってスラグがロータリークーラー内壁へ付着することを効果的に防止し、作業性の向上を図ることができる。
請求項２記載の発明によれば、第２の冷却水供給手段からの冷却水の供給によって高温スラグから生じる蒸気を該向流により、４６０〜３００℃で保持されている高温スラグに供給し、該４６０〜３００℃で保持されている高温スラグの水和反応を促進させることにより、効率よく水和処理を行うことができる。 According to invention of Claim 2, the vapor | steam which arises from high temperature slag by supply of the cooling water from a 2nd cooling water supply means is supplied to the high temperature slag currently hold | maintained at 460-300 degreeC by this countercurrent, Hydration can be efficiently performed by accelerating the hydration reaction of the high-temperature slag maintained at 460 to 300 ° C.
以下に本発明の好ましい実施形態を示す。
図１は、本発明の実施形態の説明図であり、ＣａＯを含有する高温のスラグをスラグパン１からピット２に流下させ、先ず一次冷却を行う。本発明で処理対象とする高温のスラグは、炉または鍋から排出された製鋼スラグや溶銑予備処理スラグであり、製鋼スラグには転炉吹錬スラグ、溶銑予備処理スラグには溶銑脱リンスラグ、溶銑脱硫スラグなどが含まれる。
Preferred embodiments of the present invention are shown below.
FIG. 1 is an explanatory diagram of an embodiment of the present invention, in which a high-temperature slag containing CaO is caused to flow down from a slag pan 1 to a pit 2 to perform primary cooling first. The high-temperature slag to be treated in the present invention is steelmaking slag discharged from the furnace or pan or hot metal pretreatment slag. Desulfurization slag, etc. are included.
これらの製鋼スラグまたは溶銑予備処理スラグ中には、溶銑中に吹き込まれたＣａＯの微粉末の一部が未反応の遊離ＣａＯとして含有され、その含有率は1〜３０質量％である。なお、炉や鍋から排出されるスラグの温度はスラグの種類により異なるが、一般的には製鋼スラグでは１４００〜１６００℃であり、溶銑予備処理スラグでは１２００〜１４００℃である。 In these steelmaking slag or hot metal pretreatment slag, a part of the fine powder of CaO blown into the hot metal is contained as unreacted free CaO, and the content thereof is 1 to 30% by mass. In addition, although the temperature of the slag discharged | emitted from a furnace or a pan changes with kinds of slag, generally it is 1400-1600 degreeC in steelmaking slag, and is 1200-1400 degreeC in hot metal pretreatment slag.
一次冷却を行うピット２の構造は特に限定されるものではないが、ここでは砕石層の上に厚さ０.２５ｍのスラブを敷き詰めた構造を採用している。このほか、冷却ボックスを使用して一次冷却を行うこともできる。高温のスラグはピット２上で均一な厚さに掻き均され、大きな塊や地金を取り除かれる。さらに自由水を発生させない範囲で散水ノズル３から冷却水を噴霧する。このとき、噴霧した冷却水が瞬時に蒸発してスラグから気化熱を奪い、自由水の状態で残留しないようにすることが必要であり、自由水を発生させるとスラグ全体からのアルカリ溶出の問題が生ずるので好ましくない。この一次冷却によって、スラグ温度を８００〜１２５０℃程度にまで降下させる。 The structure of the pit 2 for performing the primary cooling is not particularly limited, but here, a structure in which a slab having a thickness of 0.25 m is laid on the crushed stone layer is adopted. In addition, primary cooling can also be performed using a cooling box. The hot slag is leveled on the pit 2 to a uniform thickness, and large lumps and bullion are removed. Further, cooling water is sprayed from the watering nozzle 3 within a range in which free water is not generated. At this time, it is necessary for the sprayed cooling water to instantly evaporate and take the heat of vaporization from the slag, so that it does not remain in the state of free water. If free water is generated, there is a problem of alkali elution from the entire slag. Is not preferable. By this primary cooling, the slag temperature is lowered to about 800 to 1250 ° C.
次にピット２からパワーショベル等の適宜の機器４によりスラグを取り出し、ロータリークーラーにおいて二次冷却を行う。ロータリークーラーの前段にはホッパー５が設置されている。一次冷却によって８００〜１２５０℃となったスラグは回転ドラム９の上端のホッパー５から投入され、回転ドラム９の回転に連れて徐々にロータリークーラーの出口方向に移動して行く。 Next, the slag is taken out from the pit 2 by an appropriate device 4 such as a power shovel and subjected to secondary cooling in a rotary cooler. A hopper 5 is installed in front of the rotary cooler. The slag that has reached 800 to 1250 ° C. by the primary cooling is introduced from the hopper 5 at the upper end of the rotary drum 9 and gradually moves toward the outlet of the rotary cooler as the rotary drum 9 rotates.
二次冷却のための冷却装置として使用するロータリークーラーは、回転ドラム９を水平面に対してわずかに傾斜させた軸線のまわりに回転させ、その内部に冷却水供給配管６および冷風供給用配管７を設けたものである。 A rotary cooler used as a cooling device for secondary cooling rotates a rotating drum 9 around an axis slightly inclined with respect to a horizontal plane, and a cooling water supply pipe 6 and a cold air supply pipe 7 are provided therein. It is provided.
冷却水供給配管６は、ロータリークーラーの上流側と下流側の２か所に設けられ、冷却水供給は、上流側の冷却水供給配管６からの第１次冷却水供給と、下流側の冷却水供給配管６からの第２次冷却水供給の２段構成で行う。具体的には、当該構成により、ロータリークーラーへの投入時に１２５０〜８００℃の温度を有する高温スラグを、第１次冷却水供給により４６０〜３００℃まで冷却し、該４６０〜３００℃を一定時間保持した後第２次冷却水供給を行い、第２次冷却水供給により２００〜１００℃まで冷却したスラグをロータリークーラーから排出する。このように、本発明では、第１次冷却水供給後かつ第２次冷却水供給前に、４６０〜３００℃で一定時間保持することにより、遊離ＣａＯを1
〜３０質量％含有する高温スラグにおいて前記(化１)の反応の進行を促している。
The cooling water supply pipes 6 are provided at two locations on the upstream side and the downstream side of the rotary cooler. The cooling water supply includes the primary cooling water supply from the upstream cooling water supply pipe 6 and the cooling on the downstream side. The second cooling water supply from the water supply pipe 6 is performed in a two-stage configuration. Specifically, according to the configuration, the high-temperature slag having a temperature of 1250 to 800 ° C. is cooled to 460 to 300 ° C. by supplying the first cooling water when charged into the rotary cooler, and the 460 to 300 ° C. is maintained for a certain period of time. After holding, the secondary cooling water is supplied, and the slag cooled to 200 to 100 ° C. by the secondary cooling water supply is discharged from the rotary cooler. As described above, in the present invention, after the primary cooling water is supplied and before the secondary cooling water is supplied, the free CaO is reduced to 1 by holding at 460 to 300 ° C. for a certain period of time.
In the high-temperature slag containing ˜30% by mass, the progress of the reaction (Chemical Formula 1) is promoted.
なお、遊離ＣａＯの含有率や温度等のスラグ性状に応じて、ロータリークーラー内における、第１次冷却水供給位置および第２次冷却水供給位置を適宜変更し、４６０〜３００℃での保持時間を調整することにより、スラグに含有される遊離ＣａＯを完全に水和反応させることが好ましい。 The primary cooling water supply position and the secondary cooling water supply position in the rotary cooler are appropriately changed according to the slag properties such as free CaO content and temperature, and the holding time at 460 to 300 ° C. It is preferable to completely hydrate the free CaO contained in the slag by adjusting.
ここで生成するCa(OH)2は付着性が高い性質を有するが、本発明ではロータリークーラー内のスラグ温度を１００℃以上に維持することにより、自由水の生成を抑制し、自由水の生成に伴う毛管力の発生によってスラグがロータリークーラー内壁へ付着することを防止している。 The Ca (OH) 2 produced here has a high adhesion property, but in the present invention, the production of free water is suppressed by maintaining the slag temperature in the rotary cooler at 100 ° C. or higher. This prevents the slag from adhering to the inner wall of the rotary cooler due to the generation of capillary force.
冷風供給用配管７は、回転ドラム９の中心を貫通するように設置されており、冷却風を噴出して内部のスラグを冷却する構造のクーラーである。冷却風のガス流れは、ロータリークーラーの上流に向けた向流となっている。 The cold air supply pipe 7 is installed so as to penetrate through the center of the rotary drum 9 and is a cooler having a structure in which cooling air is jetted to cool the internal slag. The gas flow of the cooling air is a counterflow toward the upstream of the rotary cooler.
ロータリークーラーの下流側に設けた冷却水供給配管６から高温スラグに向けて第２次冷却水を供給にすると蒸気が生じるが、前記の向流ガス流れを形成することにより、第１次冷却水供給後かつ第２次冷却水供給前に４６０〜３００℃で一定時間保持されている高温スラグに対して、下流側から満遍なく水蒸気を吹付けることができる。更に、回転ドラム内で回転落下しながら下流へ移動する高温スラグ（粒・塊）に、下流側から衝突するように満遍なく水蒸気を吹付けることにより、ロータリークーラーの回転ドラム９の回転運動の作用によって水蒸気と高温スラグを効率良く混合・接触され、水和反応を速やかに促進することができる。水和反応の速やかな促進により、遊離ＣaOの残留による水浸膨張の問題が解消され、また、残留した遊離ＣaOを長時間かけて別途の蒸気エージング処理する工程が省略可能、あるいは処理時間の短縮が可能となるという効果を奏する。 When the secondary cooling water is supplied from the cooling water supply pipe 6 provided on the downstream side of the rotary cooler toward the high-temperature slag, steam is generated. By forming the counter-current gas flow, the primary cooling water is generated. Water vapor can be sprayed evenly from the downstream side to the high-temperature slag that has been maintained at 460 to 300 ° C. for a certain period of time after the supply and before the supply of the secondary cooling water. Furthermore, by spraying water vapor uniformly on the high-temperature slag (grains / lumps) that move downstream while rotating and falling in the rotary drum so as to collide from the downstream side, by the action of the rotary motion of the rotary drum 9 of the rotary cooler Steam and high-temperature slag can be efficiently mixed and contacted to accelerate the hydration reaction. By promptly promoting the hydration reaction, the problem of water immersion expansion due to residual free CaO is eliminated, and a separate steam aging process for remaining free CaO can be omitted or the processing time can be shortened. There is an effect that becomes possible.
なお、回転ドラム９の外周にも外壁冷却用冷却水配管８が配置されて外部冷却を行うようになっている。 An outer wall cooling water pipe 8 is also arranged on the outer periphery of the rotary drum 9 to perform external cooling.
ロータリークーラー内での冷却処理により３００℃以下にまで冷却されたスラグは、コンベヤ１０に排出される。 The slag cooled to 300 ° C. or less by the cooling process in the rotary cooler is discharged to the conveyor 10.
このように、本発明の高温スラグの処理方法によれば、冷却温度曲線を、塩基度や温度が各々異なるスラグ性状に応じて、各々のスラグにおける遊離ＣａＯの水和反応に最適な条件に管理することにより、従来問題となっていた冷却処理後のスラグにおける遊離ＣａＯの残留による水浸膨張を、冷却曲線の管理という簡便な手法で効果的に回避することができる。 Thus, according to the method for treating high-temperature slag of the present invention, the cooling temperature curve is managed under optimum conditions for the hydration reaction of free CaO in each slag according to the slag properties having different basicity and temperature. By doing so, it is possible to effectively avoid the water immersion expansion due to the residual free CaO in the slag after the cooling treatment, which has been a problem in the past, by a simple method of managing the cooling curve.
（実施例１）
溶銑予備処理炉から排出された約１３００℃の溶銑予備脱りんスラグを、一次冷却を行うピット２にて地金を分離するとともに１１００℃まで冷却した。次に、図１に示すロータリークーラーに連続的に装入（単位時間あたり５０t/h）し、回転ドラム９内を移動させつつ、空冷および散水による冷却を行った。この際、冷風６５０００Nm3/hを送風して空冷を行うとともに、回転ドラム９外面を１０L/m2/minの割合で冷却水を供給して冷却を行った。回転ドラム９の大きさは、長さ１８m、内径２．８mの鋼製円筒であり、僅かに傾斜させた軸のまわりに回転することでスラグがゆっくりと送られる。なお、本ロータリークーラーのスラグの平均通過時間は２２．５minであった。また、排ガス温度は４００℃に達しており、熱エネルギーとして回収可能である。
Example 1
The hot metal preliminary dephosphorization slag of about 1300 ° C. discharged from the hot metal pretreatment furnace was cooled to 1100 ° C. while separating the metal in the pit 2 for primary cooling. Next, the rotary cooler shown in FIG. 1 was continuously charged (50 t / h per unit time), and cooled by air and water spray while moving through the rotary drum 9. At this time, cold air 65000 Nm 3 / h was blown to perform air cooling, and the outer surface of the rotating drum 9 was cooled by supplying cooling water at a rate of 10 L / m 2 / min. The size of the rotating drum 9 is a steel cylinder having a length of 18 m and an inner diameter of 2.8 m, and the slag is fed slowly by rotating around a slightly inclined shaft. In addition, the average passage time of the slag of this rotary cooler was 22.5 min. Moreover, the exhaust gas temperature has reached 400 ° C. and can be recovered as thermal energy.
本実施例では、ロータリークーラーの上流側より１１．１m〜１２．１mの位置、および１５m〜１６mの位置で、冷却水供給配管６に散水ノズルを設け、各々３．５t/hの冷却水を供給した。その際、内部の温度変化を伝熱モデルで推定した結果、図２(a)に示す温度履歴を辿ったものと推定される。 In this embodiment, water spray nozzles are provided in the cooling water supply pipe 6 at positions 11.1 to 12.1 m and 15 to 16 m from the upstream side of the rotary cooler, and 3.5 t / h of cooling water is respectively supplied. Supplied. At that time, as a result of estimating the internal temperature change by the heat transfer model, it is estimated that the temperature history shown in FIG.
ロータリークーラーから取り出された処理済みスラグをＪＩＳ法（ＪＩＳ Ａ ５０１５−１９９２）の水浸膨張試験に供し、膨張特性を評価した結果、水浸膨張比は０．５%以下と問題無いレベルであった。特に、（化１）の水和反応が進み易い温度域である３００〜４５０℃の温度範囲を、ほぼ一定の温度で通過するパターンをつくることにより、十分な水和反応が起きたものと推定される。また、この場合、２段目の散水にて生成するH2O蒸気が前方に流れる向流接触としたことにより、後段の散水で生成した水蒸気が有効に反応したものと思われる。 The treated slag taken out from the rotary cooler was subjected to a water immersion expansion test of the JIS method (JIS A 5015-1992 ), and the expansion characteristics were evaluated. As a result, the water immersion expansion ratio was 0.5% or less, which was a satisfactory level. It was. In particular, it is estimated that sufficient hydration has occurred by creating a pattern that passes through the temperature range of 300 to 450 ° C., which is the temperature range in which the hydration reaction of (Chemical Formula 1) easily proceeds, at a substantially constant temperature. Is done. Further, in this case, it is considered that the water vapor generated by the subsequent watering reacted effectively by the countercurrent contact in which the H 2 O vapor generated by the second watering flowed forward.
（実施例２）
溶銑脱硫処理炉から排出された約１３００℃の溶銑脱硫処理スラグを、一次冷却を行うピット２にて地金を分離するとともに１１００℃まで冷却した。次に、図１に示すロータリークーラーに連続的に装入（単位時間あたり５０t/h）し、回転ドラム９内を移動させつつ、空冷および散水による冷却を行った。この際、冷風６５０００Nm3/hを送風して空冷を行うとともに、回転ドラム９外面を１０L/m2/minの割合で冷却水を供給して冷却を行った。回転ドラム９の大きさは、長さ１８m、内径２．８mの鋼製円筒であり、僅かに傾斜させた軸のまわりに回転することでスラグがゆっくりと送られる。
(Example 2)
The hot metal desulfurization slag of about 1300 ° C. discharged from the hot metal desulfurization treatment furnace was cooled to 1100 ° C. while separating the metal in the pit 2 for primary cooling. Next, the rotary cooler shown in FIG. 1 was continuously charged (50 t / h per unit time), and cooled by air and water spray while moving through the rotary drum 9. At this time, cold air 65000 Nm 3 / h was blown to perform air cooling, and the outer surface of the rotating drum 9 was cooled by supplying cooling water at a rate of 10 L / m 2 / min. The size of the rotating drum 9 is a steel cylinder having a length of 18 m and an inner diameter of 2.8 m, and the slag is fed slowly by rotating around a slightly inclined shaft.
本実施例のスラグは実施例１の脱りんスラグに比べて遊離CaOの含有率が多いため、より水和反応時間を確保するため、ロータリークーラーの上流側より１〜２mの位置、および１５m〜１６mの位置で、冷却水供給配管６に散水ノズルを設け、上流では８．１t/h、下流では４．９t/hの冷却水を供給した。その際、内部の温度変化を伝熱モデルで推定した結果、図２(b)に示す温度履歴を辿ったものと推定される。ロータリークーラーから取り出された処理済みスラグをＪＩＳ法（ＪＩＳ Ａ 5015-1992）の水浸膨張試験に供し、膨張特性を評価した結果、水浸膨張比は1%以下と問題無いレベルであった。 Since the slag of this example has a higher content of free CaO than the dephosphorization slag of Example 1, in order to secure a hydration reaction time, a position of 1 to 2 m from the upstream side of the rotary cooler, and 15 m to At a position of 16 m, a water spray nozzle was provided in the cooling water supply pipe 6 to supply 8.1 t / h of cooling water upstream and 4.9 t / h of cooling water downstream. At that time, as a result of estimating the internal temperature change by the heat transfer model, it is estimated that the temperature history shown in FIG. The treated slag taken out from the rotary cooler was subjected to the water immersion expansion test of the JIS method (JIS A 5015-1992 ) and the expansion characteristics were evaluated. As a result, the water expansion ratio was 1% or less, which was a satisfactory level.
（比較例１）
冷却水の供給条件以外は実施例１と同様の条件下で、比較例１を行った。比較例１では、ロータリークーラーの上流側より１ｍ〜２mの位置のみに冷却水供給配管６に散水ノズルを設け、１３．６t/hの冷却水を供給した。この場合、冷却速度が大きく、ロータリークーラーの回転ドラム９の長さが大幅に短縮できる可能性はあるものの、水和反応が不十分となり、水浸膨張比が２%を超えており、４８時間の長時間蒸気エージング処理が必要となった。これは、水和反応が速やかに生じる３００〜４５０℃の温度域を通過する時間が短く、十分な水和反応が進まなかったためと考えられる。
(Comparative Example 1)
Comparative Example 1 was performed under the same conditions as in Example 1 except for the cooling water supply conditions. In Comparative Example 1, a water spray nozzle was provided in the cooling water supply pipe 6 only at a position 1 m to 2 m from the upstream side of the rotary cooler, and 13.6 t / h of cooling water was supplied. In this case, although the cooling rate is high and the length of the rotary drum 9 of the rotary cooler may be significantly shortened, the hydration reaction is insufficient, the water immersion expansion ratio exceeds 2%, and 48 hours. Long-term steam aging treatment was required. This is probably because the time for passing through the temperature range of 300 to 450 ° C. where the hydration reaction occurs rapidly is short and sufficient hydration reaction has not progressed.
（比較例２）
冷却水の供給条件以外は実施例２と同様の条件下で、比較例２を行った。比較例２では、ロータリークーラーの上流側より１５ｍ〜１６ｍの位置のみに冷却水供給配管６に散水ノズルを設け、大量の冷却水を供給した。その結果、この位置で約５００℃から一気に温度が低下したものと推定されたが、水和反応時間が不十分であったため、水浸膨張比は４%を越えていた。そのため、別途９６時間の長時間蒸気エージング処理が必要となった。
(Comparative Example 2)
Comparative Example 2 was performed under the same conditions as in Example 2 except for the cooling water supply conditions. In Comparative Example 2, a sprinkling nozzle was provided in the cooling water supply pipe 6 only at a position 15 m to 16 m from the upstream side of the rotary cooler to supply a large amount of cooling water. As a result, it was estimated that the temperature dropped from about 500 ° C. at this position at a stretch. However, since the hydration reaction time was insufficient, the water immersion expansion ratio exceeded 4%. Therefore, a long-time steam aging treatment for 96 hours is required.
１ スラグパン
２ 一次冷却ピット
３ 散水ノズル
４ スラグハンドリング用重機
５ ホッパー
６ 冷却水供給配管
７ 冷風供給用配管
８ 外壁冷却用冷却水配管
９ 回転ドラム
１０ 搬出コンベア
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Slag pan 2 Primary cooling pit 3 Water spray nozzle 4 Heavy machine for slag handling 5 Hopper 6 Cooling water supply piping 7 Cooling air supply piping 8 Cooling water piping for outer wall cooling 9 Rotating drum 10 Unloading conveyor
Claims (2)
ロータリークーラーへの投入時に１２５０〜８００℃の温度を有する高温スラグを、第１の冷却水供給手段により４６０〜３００℃まで冷却し、第１の冷却水供給手段と第２の冷却水供給手段との間で該４６０〜３００℃を一定時間保持した後、２の冷却水供給手段により２００〜１００℃まで冷却したスラグをロータリークーラーから排出するスラグの処理方法であって、
遊離ＣａＯの含有率や温度を含むスラグ性状に応じて、ロータリークーラー内における、第１次冷却水供給位置および第２次冷却水供給位置を変更し、４６０〜３００℃での保持時間を調整することにより、スラグに含有される遊離ＣａＯを完全に水和反応させるように、ロータリークーラー内におけるスラグの冷却曲線を管理することを特徴とするスラグの処理方法。 A first cooling water supply means and a second cooling water supply means are provided inside the rotary cooler into which high-temperature slag containing free CaO is charged,
The high temperature slag having a temperature of 1250 to 800 ° C. when charged into the rotary cooler is cooled to 460 to 300 ° C. by the first cooling water supply means, and the first cooling water supply means and the second cooling water supply means, A slag treatment method in which the slag cooled to 200 to 100 ° C. by holding the 460 to 300 ° C. for a certain period of time and discharged from the rotary cooler by two cooling water supply means,
According to the slag properties including the content and temperature of free CaO, the primary cooling water supply position and the secondary cooling water supply position in the rotary cooler are changed, and the holding time at 460 to 300 ° C. is adjusted. A slag treatment method characterized by managing a cooling curve of slag in a rotary cooler so that free CaO contained in the slag is completely hydrated .
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