JP5559645B2 - 振動グリズリー - Google Patents

Description

本発明は高温スラグ処理対応型の振動グリズリーに関するものである。

従来、１２００℃以上の高温で排出される製鋼スラグに含まれる地金を分離する場合、分離作業の前工程として、高温スラグを冷却ピットで数時間放冷し、水蒸気爆発の危険がない温度まで冷却後、更に冷却を進行させるために、数時間に渡って冷却水を散水しながら冷却する冷却工程が必要であった。また該冷却工程を経たスラグを、その後、破砕機と磁選機に繰り返し通過させながら、順次、スラグから大塊地金・中塊地金・小塊地金を分級分離していたが、このようにして分離された地金は、スラグと十分に分離していない場合もあり、安定的に高い鉄含有率の地金を得ることが困難であった。

これに対し、本願出願人は、製鋼スラグに含まれる地金を、水蒸気爆発や火災を発生させることなく効率よく回収し、鉄分含有率の高い地金を得ることができる製鋼スラグ中の地金回収方法を提供すること、および、過大な設備やコストを要することなく、かつ粉塵飛散を抑制しつつ製鋼スラグに含まれる地金を回収することができる方法を提供することを目的として、ロータリークーラーの内部に、製鋼スラグを、１０００℃付近の高温状態で装入し、シェルの内面に突起を備えた該ロータリークーラーを回転させることによって、製鋼スラグに落下衝撃による破砕作用を加えながら冷却し、製鋼スラグに含まれる地金を分離する技術を開示している（特許文献１）。

特許文献１記載の製鋼スラグ中の地金分離方法では、製鋼工程から排出される１３００〜１５００℃の高温の製鋼スラグを、冷却ピットで８００〜１２５０℃にまで冷却（以下、1次冷却という）した後、ホッパーを介してロータリークーラーに投入する。ホッパーの入口には、振動グリズリーと呼ばれる格子状の振動篩が設置されており、ここで製鋼スラグ中の大塊地金が回収される。次に、振動グリズリーを通過した製鋼スラグは、振動フィーダー等の切り出し装置によって、８００〜１２５０℃程度の高温状態のままロータリークーラーに装入される。該ロータリークーラーは、シェルの内面に突起を備えた構造を有し、シェルを回転させることによって製鋼スラグに落下衝撃による破砕作用を加えながら１００〜３００℃まで冷却し（以下、２次冷却という）、製鋼スラグに含まれる地金を分離することができる。このようにして破砕され地金を分離された製鋼スラグは、その後、出口シュートからコンベヤ上に排出される。

図７には、従来、製鉄所でコークス等の整粒に使用される通常の振動グリズリー３を示している。図７に示すように、従来のグリズリーユニットでは、取り付けフレーム８にボルト９で固着されたパイプ２１の上に、多数のグリズリーバー５が一定間隔をもって載置されて篩面を形成している。図７に示すように、従来のボルト９は、パイプ２１の両側面を水平方向から取り付けフレーム８に固着するように配置されることが通常である。

しかし、１０００℃付近の高温スラグ中の大塊地金の回収に、上記従来構造の振動グリズリーを採用した場合、スラグの熱がグリズリーバー５を介してパイプ２１に伝わり、該パイプ２１が水平方向に熱膨張する結果、ボルト９に対し水平の押し出し方向に大きな熱応力がかかり、当該ボルト９の取り付け部が損傷して振動グリズリーが破損しやすいという問題があった。

特開２００９−１２７０９４号公報

本発明の目的は前記問題を解決し、１０００℃を超える高温条件下において、熱応力によりボルトの取り付け部が損傷して振動グリズリーが破損しやすくなる問題を回避可能とした、高温スラグ対応型の振動グリズリーを提供することである。

上記課題を解決するためになされた本発明の振動グリズリーは、複数のグリズリーユニットを、バイブレータを備えたグリズリーユニット取付けフレームに取り付けて構成され、８００〜１２５０℃の高温のスラグ中の地金大塊を分離するために使用される振動グリズリーであって、該グリズリーユニットは、複数のグリズリーバーを受けるバー受け部と、その両端から上方に立上がった垂直片部と、該垂直片部の上端を外側に折曲げたボルト固定部とを有し、このボルト固定部をグリズリーユニット取付けフレームの上端にボルト固定し、前記垂直片部とグリズリーユニット取付けフレームとの間に、前記高温のスラグによる熱膨張を吸収するための間隙を設け、さらにグリズリーユニット取付けフレームの下部に、防熱カバーを備えたフレーム補剛部材を設けたことを特徴とするものである。

請求項２記載の発明は、請求項１に記載の振動グリズリーにおいて、ユニット取付けフレームが水冷機構を備えることを特徴とするものである。

請求項３記載の発明は、請求項１〜２の何れかに記載の振動グリズリーにおいて、振動グリズリーを振動させる振動モーターが水冷機構を備えることを特徴とするものである。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の振動グリズリーにおいて、各グリズリーユニットに保持される複数のグリズリーバーの格子間隔が１０〜３５ｍｍであることを特徴とするものである。

請求項５記載の発明は、請求項１〜４の何れかに記載の振動グリズリーにおいて、グリズリーバーがテーパー構造を有することを特徴とするものである。

請求項６記載の発明は、請求項１記載の振動グリズリーにおいて、該振動グリズリーが、高温のスラグを一次冷却したうえ、冷却装置の内部を移動させつつ二次冷却する高温スラグの処理に使用する高温スラグの処理装置において、冷却装置の入口に配置され、一次冷却を終えたスラグ中の地金大塊を分離する振動グリズリーであることを特徴とするものである。

請求項７記載の発明は、請求項６記載の振動グリズリーにおいて、高温スラグが、製鋼スラグまたは溶銑予備処理スラグであることを特徴とするものである。

本発明に係る振動グリズリーは、複数のグリズリーユニットを、グリズリーユニット取付けフレームに取り付けて構成される。このように、複数のユニットからなる分割構造を採用したことにより、１２００℃以上の高温スラグが振動グリズリーに投入された場合であっても、各ユニットの熱延びを小さく抑えることができる。また、該グリズリーユニットは、複数のグリズリーバーを受けるバー受け部と、その両端から上方に立ち上がった垂直片部と、該垂直片部の上端を外側に折曲げたボルト固定部とを有し、このボルト固定部をグリズリーユニット取付けフレームの上端にボルト固定する構成を有する。このようにグリズリーバーを吊り下げて保持する吊り下げ構造を採用したことにより、ボルトに対し水平方向の大きな熱応力がかかり、当該ボルトの取り付け部が損傷して振動グリズリーが破損しやすいという問題を効果的に回避可能としている。さらに、前記垂直片部とグリズリーユニット取付けフレームとの間に熱膨張及び熱変形吸収用の間隙を設けた構造により、８００〜１２５０℃の高温のスラグによる熱膨張及び熱変形によって、グリズリーユニット取付けフレームとグリズリーバー受け部の側面とが接触することを防止している。また、更に、前記フレームの下部に防熱カバーを備えたフレーム補剛部材を備え、フレームの熱膨張及び熱変形を抑制することによっても、グリズリーユニット取付けフレームとグリズリーバー受け部の側面とが接触することを防止している。したがって、本発明の構成によれば、１２００℃以上の高温スラグが振動グリズリーに投入された場合であっても、熱応力による破損の問題が回避可能となり、高温条件下での使用に最適な振動グリズリーを提供することができる。

高温スラグ処理設備の概略説明図である。 グリズリーユニットの説明図である。 振動グリズリーの上面図である。 図３のＡ−Ａ断面図である。 振動グリズリーの前面図である。 振動グリズリーの側面図である。 従来の振動グリズリーの説明図である。

以下に本発明の好ましい実施形態を示す。
図１には高温スラグ処理設備の概略説明図を示している。

本実施形態では、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。

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。

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。さらに散水ノズル(図示しない)から冷却水を噴霧する。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。

次にピット２からパワーショベル等の適宜の機器によりスラグを取り出し、冷却装置１０において二次冷却を行う。冷却装置１０の前段にはホッパー１１が設置されており、その表面には振動グリズリー３と呼ばれる篩分け用の格子が傾斜状態で設けられている。一次冷却を終えたスラグ中の地金大塊は振動グリズリー３によって分離され、振動グリズリーを通過した小径のスラグのみが振動フィーダー１３によって冷却装置１０に投入される。

二次冷却のための冷却装置１０としては様々な形式のものを用いることができるが、この実施形態ではロータリークーラーが用いられている。これはケーシング１４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、その内部に冷却風吹付け手段を設けたものである。一次冷却によって８００〜１２５０℃となったスラグはホッパー１１から投入され、振動フィーダー１３によりケーシング１４内に送り込まれ、ケーシング１４の回転に連れて徐々に出口１５の方向に移動して行く。二次冷却によって、スラグは３００℃以下にまで冷却され、出口１５から傾斜コンベヤ１６に排出され、その後、トリッパコンベア１９を介して製品ピット２０へと搬送される。

図２にはグリズリーユニットの説明図、図３には振動グリズリーの上面図、図４には図３のＡ−Ａ断面図、図５には振動グリズリーの前面図、図６には振動グリズリーの側面図を示している。

図３〜６に示すように、本発明の振動グリズリー３は、複数のグリズリーユニット４を、グリズリーユニット取付けフレーム８に取り付けて構成される。このように、複数のユニットからなる分割構造を採用したことにより、１２００℃以上の高温スラグが振動グリズリーに投入された場合であっても、各ユニットの熱延びを小さく抑えることができる。

図２に示すように、各グリズリーユニット４は、複数のグリズリーバー５と、該複数のグリズリーバーを保持するグリズリーバー受け架台６から構成される。スラグの目詰まりを防止する観点から、グリズリーバー５をテーパー構造とし、グリズリーバー５の格子間隔を１０〜３５ｍｍとすることが高温スラグを二次冷却するには好ましく、更には格子間隔を２０〜３５ｍｍとすることが好ましい。

図４に示すように、該グリズリーバー受け架台６は、複数のグリズリーバーを受けるバー受け部６３と、その両端から上方に立ち上がった垂直片部６２と、該垂直片部の上端を外側に折曲げたボルト固定部６１とを有する。このようにグリズリーバー５をグリズリーバー受け架台６で吊り下げて保持する吊り下げ構造を採用したことにより、グリズリーバー５上に高温スラグが投入された際であっても、ボルト９に対し水平方向の大きな熱応力がかかり、当該ボルト９の取り付け部が損傷して振動グリズリーが破損しやすいという問題を効果的に回避可能としている。また、このように構造面の工夫で熱応力による損傷を回避することにより、振動グリズリーの材質としては、高温対応のインコネル（登録商標ＩＮＣＯＮＥＬ）やモネル（登録商標ＭＯＮＥＬ）等を使用することなく、通常のＳＳ４００等を用いることを可能としている。

該垂直片部６２の側面とグリズリーユニット取付けフレーム８の側面との間には、３〜１００ｍｍの熱膨張吸収用間隙を設けている。３ｍｍ未満では熱膨張を吸収することが困難であり、１００ｍｍ超では前記のボルト固定部６１に高温下で曲げ応力により熱変形が生じる場合があるので好ましくない。この構造を採用したことにより、熱膨張及び熱変形によって、グリズリーユニット取付けフレーム８とグリズリーユニット４の側面とが接触することを防止している。

更に、図４に示すように、グリズリーユニット取付けフレーム８の変形を抑制する為のフレーム補剛部材８１を備えることが望ましい。高温下でのフレームの熱膨張及び熱変形を抑制して、高温下の振動環境でも前記の熱膨張及び熱変形吸収用の間隙を安定して維持することが出来る。

また、高温スラグ処理でスラグ輻射熱によるグリズリーユニット取付けフレーム８の剛性維持に好適な防熱対策としては、フレーム補剛部材８１の外側面に防熱カバー８２を備えれば良い。これにより輻射熱が抑制されるため、フレーム補剛部材８１の高温化による強度低下を抑制することが出来る。フレーム補剛部材８１は例えば鋼管製でも良い。鋼管製の場合には、防熱カバーは高温酸化も抑制するので、鋼管製のフレーム補剛部材８１の減厚を防止出来き、フレーム補剛部材８１の高温強度低下を更に抑制することが出来る。また、図４には図示しないがグリズリーバー受け架台６の外側面に防熱カバーを備えても良い。ユニット取付けフレーム８に水冷機構を備えるとフレームの熱膨張及び熱変形を抑制するには好ましい。振動グリズリーを振動させる振動モーターに水冷機構を備える構造とすることが高温スラグの輻射熱によるモーターの過加熱防止やフレームの熱膨張及び熱変形防止の点で好ましい。

１ スラグパン
２ ピット
３ 振動グリズリー
４ グリズリーユニット
５ グリズリーバー
６ グリズリーバー受け架台
６１ ボルト固定部
６２ 垂直片部
６３ バー受け部
８ グリズリーユニット取付けフレーム
８１ フレーム補剛部材
８２ 防熱カバー
９ ボルト
１０ 冷却装置
１１ ホッパー
１３ 振動フィーダー
１４ ケーシング
１５ 出口
１６ 傾斜コンベヤ
１９ トリッパコンベア
２０ 製品ピット

Claims (7)

1. 複数のグリズリーユニットを、バイブレータを備えたグリズリーユニット取付けフレームに取り付けて構成され、８００〜１２５０℃の高温のスラグ中の地金大塊を分離するために使用される振動グリズリーであって、
   該グリズリーユニットは、複数のグリズリーバーを受けるバー受け部と、その両端から上方に立上がった垂直片部と、該垂直片部の上端を外側に折曲げたボルト固定部とを有し、
   このボルト固定部をグリズリーユニット取付けフレームの上端にボルト固定し、
   前記垂直片部とグリズリーユニット取付けフレームとの間に、前記高温のスラグによる熱膨張を吸収するための間隙を設け、
   さらにグリズリーユニット取付けフレームの下部に、防熱カバーを備えたフレーム補剛部材を設けたことを特徴とする振動グリズリー。
2. グリズリーユニット取付けフレームが水冷機構を備えることを特徴とする請求項１に記載の振動グリズリー。
3. 振動グリズリーを振動させる振動モーターが水冷機構を備えることを特徴とする請求項１〜２の何れかに記載の振動グリズリー。
4. 各グリズリーユニットに保持される複数のグリズリーバーの格子間隔が１０〜３５ｍｍであることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の振動グリズリー。
5. グリズリーバーがテーパー構造を有することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の振動グリズリー。
6. 該振動グリズリーが、
   高温のスラグを一次冷却したうえ、冷却装置の内部を移動させつつ二次冷却する高温スラグの処理に使用する高温スラグの処理装置において、
   冷却装置の入口に配置され、一次冷却を終えたスラグ中の地金大塊を分離する振動グリズリー
   であることを特徴とする請求項１記載の振動グリズリー。
7. 高温スラグが、製鋼スラグまたは溶銑予備処理スラグであることを特徴とする請求項６記載の振動グリズリー。

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