JP5799110B2 - 冶金スラグの造粒 - Google Patents

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Description

本発明は主に金属工業からの、より具体的には製鉄業からの、スラグの造粒に関する。
従来、冶金スラグは水中で造粒されていた。
水による焼き入れは冶金スラグの急速な凝固を確実にするが、これは高炉スラグの場合、有用な製品を得るために必要な条件である。高温液体状スラグ流を非常に細かい粒子に破砕してこれらを水槽に移送するために、まず水噴射が使用される。高温液体スラグと水との直接接触を通じて、高温スラグからエネルギーが引き出される。これは周囲気圧下で行われなければならないので、スラグの温度は100℃未満の温度レベルまでただちに低下する。
水造粒プロセスの間、高温液体スラグに含まれる硫黄は水と反応して、二酸化硫黄(SO)および硫化水素(HS)を発生する。これら有毒で悪臭性の気体の量は主に、スラグの化学組成および造粒パラメータに依存している。
二酸化硫黄および硫化水素の両者の濃度は環境法に対して高すぎる可能性があり、これらの排出量を許容可能な濃度まで低下させるための対策をとる必要がある。
従来技術にあっては(たとえばPaul Wurth S.A.の欧州特許第0573769号明細書、ルクセンブルク特許第88441号明細書、および/またはルクセンブルク特許第91424号明細書参照)、造粒領域の上方に凝縮塔が建てられる。この凝縮塔では、SOおよびHSの両方が水蒸気を用いて凝集され、したがって水と再結合して硫酸(HSO)を生じる。この水は冷却塔内にポンプ注入され、そこで乱流条件下の周囲空気との接触により、硫黄が部分的に高温処理水から冷却空気に移される。しかしながら大量の冷却空気のため、ほんのわずかな濃度(1mg/Nm未満)のSOおよびHSしか測定されない。
特開2002308655号公報は、スラグの密度を調整および制御するために、高温液体スラグを鉄含有微粒子と混合する方法を開示している。酸化鉄粉末の添加は溶融スラグ中に閉じ込められた窒化粒子を減少させ、こうしてスラグの鋳込み温度とは無関係に高密度のスラグを得ることができるようにする。
中国特許第101545018A号明細書は、取鍋スラグがまずファンネルからドラムスラグ領域に侵入する、プロセスおよび装置を開示している。スラグ領域内には鋼球があり、ドラムが回転するとスラグが鋼球によって冷却される。溶鋼およびスラグの熱は鋼球によって急速に除去され、スラグは可塑化される。凝固の後、これは回転する鋼球によって水冷領域内に搬送される。スラグおよび鋼球は水によって同時に冷却される。次にこれはドラムの格子状火格子バーを通じて外部ドラム本体に搬送され、スラグは外部ドラム内の水によって再度冷却されて、最終的に排出される。このプロセスの間、鋼球の高速回転の効果により、スラグと鋼は分離される。冷却水の量は、スラグ1トンあたり1.25Tから2Tである。鋼球回転速度は0.5m/秒から2m/秒である。この回転球の速度は、確実に鋼球が冷却溶鋼内に封じ込められないようにする。適切な鋼球回転速度は、スラグの造粒および溶鋼の分離を保証する。これは冷却プロセスにおける集塊化を防止する。
欧州特許第0573769号明細書 ルクセンブルク特許第88441号明細書 ルクセンブルク特許第91424号明細書 特開2002308655号公報 中国特許第101545018A号明細書
本発明の目的は、高温液体スラグの造粒中の硫黄排出物の形成を最小化する、高温液体スラグの造粒方法を提供することである。
この目的を達成するために、本発明は、高温液体スラグが金属粒子と混合して、前記金属粒子と混合した凝固ガラス化スラグケーキを形成し、前記金属粒子と混合した前記スラグケーキはさらなる冷却のため水槽内に排出されるものであるが、この際高温液体スラグはまず鋳型に注がれ、次に固体金属粒子が高温液体スラグを収容する鋳型に注がれる、高温液体スラグの造粒プロセスを提案する。高温液体スラグおよび固体金属粒子は、固体金属粒子が内部に閉じ込められた凝固ガラス化スラグケーキを形成するように混成される。
液体スラグに浸漬された、個別の固体不活性金属粒子を使用する利点は、熱伝達が非常に効率よく迅速であり、スラグが急速に冷却されて完全にガラス化し、固体金属粒子を含むスラグケーキを形成することである。金属粒子はこうしてスラグケーキ内に閉じ込められる。
高温液体スラグが約1500℃で水(100℃未満)と接触させられ、水噴射によって細かいスラグ粒子に破砕される、従来的な水または湿式造粒の間に、これらの物質の大きな温度差のため、各スラグ粒子と周囲の水との間に蒸気層が形成されることが見いだされた。この現象は「ライデンフロスト(Leidenfrost)効果」として知られており、液体の沸点よりも著しく高温の塊と略接触した液体は絶縁蒸気層を生成し、これがスラグ粒子の冷却プロセスを大幅に遅延させる。
硫黄排出物は主に、スラグ粒子と液体水との間の蒸気層における硫化物(CaS、FeS、MnS)の分解を通じて形成されることが見いだされた。
この効果は、2つの方法で、本発明によるプロセスによって最小化される。
1.本プロセスのスラグの温度は、水と接触するときに、伝統的な水造粒よりもはるかに低い(約1500℃に対して約700℃)。このためライデンフロスト効果が発生する期間ははるかに短く、したがって生成される硫黄化合物の量ははるかに少ない。
2.スラグは、水と接触するときにすでに完全にガラス化、すなわち凝固している。このため水は、高温液体スラグの流れが高速での水噴射の衝撃によって妨害される従来的な水造粒のように、約1mmの微粒子にまでスラグを破壊することはない。その結果、ライデンフロスト効果が発生可能であって硫黄化合物が気相に入り込みうる、スラグ1kgあたりの関与表面は、はるかに小さくなる。
これら2つの効果の組み合わせにより、造粒プロセスの間に生成される硫黄化合物の量は著しく減少する。
本文献の文脈において1つのスラグケーキの寸法を参照すると、これは所定の粒子と同じ重量を有する球体の直径を意味すると理解される。
本発明のさらなる利点は、冷却後に金属粒子がスラグから容易に分離され、プロセス内で再利用され得ることである。
加えて、金属粒子は不活性であってスラグと化学的に反応しないので、スラグの化学組成は影響を受けない。
好適な実施形態によれば、鋳型はまず、好ましくはその高さの約3分の1まで液体スラグで満たされ、次に固体金属粒子が鋳型内に導入される。
高温液体スラグおよび固体金属粒子が注がれる鋳型は、好ましくはトラフ・ベルト・コンベヤに組み込まれている。
好適な実施形態によれば各鋳型内のスラグの体積が測定され、スラグの効率的で迅速な凝固およびガラス化を得られるように、固体金属粒子の量が鋳型内の高温液体スラグの体積に適合される。
固体金属粒子は好ましくは、スラグと固体金属粒子との迅速で効果的な混合を得るために、約1から3mの高さから落下される。液体スラグを所望の深さまで貫通させるために必要とされる粒子の正確な高さ、すなわち正確なエネルギー量は、スラグの組成、スラグの温度、固体金属粒子の密度および直径などに依存する。
スラグケーキ中の固体金属粒子の良好な分散を得るために、固体金属粒子は好ましくは、振動シュート、固定金属ロッドを備える静的装置、または類似の分散装置によって、鋳型上に分散させられる。
固体金属粒子を含むスラグケーキは好ましくは、水槽内に排出される前に破砕されて、約150mm未満、好ましくは約100mm未満、より好ましくは80mm未満、最も好ましくは約50mm未満のスラグケーキ片になる。
固体金属粒子を含むスラグケーキ片のサイズの減少は、金型からスラグケーキを排出し、固体金属粒子を含むスラグケーキ片を特定の高さから衝突板上に落とすことによって、実現されてもよい。この衝突板は、水平に対して約20から30°の角度で位置してもよい。衝突板上のスラグケーキ片の衝撃点は、好ましくは鋳型からのスラグケーキの排出点よりも約3mから約6m下に位置すべきである。
これらのスラグケーキ片は次に、衝突板の下に位置するコールドランナ上に落下する。スラグ片は、強力な水噴射によってさらに冷却されて洗い流される。この水噴射は、通常のPaul Wurth SA社製造粒ヘッド(ルクセンブルク特許第88380号明細書および/または欧州特許第1422299号明細書に記載されるものなど)によって提供されてもよい。これらの造粒ヘッドは、約1000m/時の水流量で水噴射を送達してもよい。造粒ヘッドから発射される水噴射によって取り出されたスラグ片は、コールドランナの末端から特定距離に位置する第二衝突板に対してぶつけられ、その後コールドランナの下に位置する水槽に落下する。
固体金属粒子は有利には、少なくとも2.5g/cmの密度を有する。スラグと金属粒子との間の密度差のため、金属粒子およびスラグは完全に混合する。
固体金属粒子は、良好な混合特性を有してスラグの迅速で効果的な冷却を保証するように、好ましくは球状である。
固体金属粒子は好ましくは、少なくとも5mm、好ましくは8mm超、より好ましくは10mm超、および最も好ましくは15mm超の直径を有する。
固体金属粒子は有利には、30mm未満、好ましくは25mm未満、より好ましくは22mm未満、および最も好ましくは20mm未満の直径を有する。
固体金属粒子は好ましくは、鉄、鋼、アルミニウム、銅、クロム、これらの合金、ならびにその他の金属とのこれらの合金からなる群より選択される金属でできている。
実際には、異なる直径で容易に入手可能であり、一旦冷却されるとたとえば磁石によってスラグから容易に分離し得るので、固体の鋼球を使用することが好ましい。
固体金属粒子として特に鋼球が適しており、容易に入手可能であることが示された。驚くことに、特定の高さから固体金属粒子を落下させることで、液体スラグに貫通して、形成されるスラグケーキの高さにわたって均一に分散されるのに、十分な運動エネルギーを付与できることが、見いだされた。
高温液体スラグ全体にわたる固体金属粒子の均一な分散を実現するために必要とされる運動エネルギーの量は、スラグの粘度、粒子の性質、およびその密度、ならびにその直径に依存する
以下、添付図面を参照して、例示により本発明の好適な実施形態が記載される。
本発明によるプロセスの好適な実施形態のフローシートである。 鋼球を含むスラグ塊の写真である。
図1は、(たとえば高炉からの)高温液体スラグの造粒施設の好適な実施形態の模式図を示す。
図2は、鋼球を備えるスラグケーキ片の写真を示す。
図1は、(たとえば高炉からの)高温液体スラグの造粒施設10の好適な実施形態の模式図を示す。約2.7g/cmの密度を有する約1500℃の温度の高温液体スラグ12は、約0.5から約6t/分の流量で、スラグランナ14または溶滓鍋(図示せず)に搬送される。高温液体スラグ12は、耐火性物質で裏打ちされていてもよい、鋳型またはトラフ18を含むスラグキャスタ16上に注がれる。スラグキャスタ16は、トラフ・コンベヤ・ベルトであってもよい。
スラグキャスタ16の寸法は、高炉(図示せず)からの予測されるスラグ塊流量に耐えられるように選択される。レーダープローブ20によるレベル測定は、高温液体スラグ12がスラグキャスタ16の鋳型18内に注がれた後、この特定の鋳型18に添加される固体金属粒子の塊(この特定例においては鋼球が使用される)に適応できるように、鋳型18内のスラグ層の高さを示す。鋳型18内のスラグ高は、通常は鋳型の高さの約3分の1を超えない。この高さは、高温液体スラグ12の特性(温度、粘度、化学組成など)、およびその他の現場状況に応じて、適応可能である。鋼球と高温液体スラグ12との間の質量比は、混合物において所望の温度を達成できるように選択される。このため正確な質量比は、高温液体スラグ12の温度、および鋼球の温度、ならびにスラグの密度および熱容量に依存する。1500℃の高温液体スラグ12および30℃の鋼球では、必要な質量比(鋼球/高温液体スラグ)はおよそ2.4であるが、一方で対応する体積比はおよそ0.8である。2.4の鋼/スラグ質量比は、形成されたスラグ/鋼ケーキの約700℃の平衡温度を保証する(スラグ温度1500℃、および鋼球体温度30℃のとき)。鋼およびスラグの密度ならびに熱容量が、この計算において考慮されている。任意の密度において、質量比が2.4だと体積比は0.83となる(鋼/スラグ)。
スラグキャスタの各鋳型18は、まず高温液体スラグ12で満たされ、次に第一緩衝ホッパ22の下を前進し、各鋳型18内に落とされる鋼球24で満たされる。鋼球24は、高温液体スラグ12および鋼球24の迅速で効果的な混合を得るために、約2mの高さから鋳型18内に落とされる。
鋼球24は、スラグキャスタ16の上方に位置する第一緩衝ホッパ22内に貯蔵されており、速度調整可能なスクリューコンベヤ26または速度調整可能な振動シュートを用いて取り出される。鋼球24は、振動シュート28または静的な分散装置を用いて鋼球が落下される鋳型18の全面に、均一に分散される。鋼球24の正確なサイズは、スラグの特性、および造粒場所のその他固有の条件に依存する。しかしながら、約10〜25mmの中間的な直径が、ほとんどの条件下で適しているだろう。
必要な場合または緊急の場合にスラグケーキをさらに冷却するために、スラグキャスタ16の鋳型18の上方に設置された水噴霧器30が使用されてもよい。
スラグおよび鋼球の混合物は、急速に凝固して凝固ガラス化スラグケーキ32を形成し(10〜20秒未満)、約700℃の平衡温度に到達する。良好な熱伝導性およびスラグ中の鋼球24の均一な分散により、スラグケーキ32は、鋳型18から落とされる前に完全にガラス化する。この時点で、硫黄排出物は非常にわずかしか、またはまったく、予測されない。
平衡温度に到達した後、スラグ粒子と鋼球との容易な分離を可能にするために、スラグケーキ32はさらに冷却される必要がある。スラグケーキ32は、水槽内に直接落とされてもよい。しかしながら図1に示される実施形態において、スラグケーキはまず鋳型18から第一衝突板34上に落とされ、そこでスラグケーキ32は破砕されてより小さな破片になる。これらのスラグケーキ片はその後、衝突板34の下に位置するコールドランナ36上に落下する。ここで、スラグケーキ片32は、強い水噴射38によってさらに冷却され、洗い流される。この水噴射38は、通常のPaul Wurth SA社製造粒ヘッド40(ルクセンブルク特許第88380号明細書および/または欧州特許第1422299号明細書に記載されるものなど)によって、約1000m/時の水流量で提供されてもよい。造粒ヘッド40から発射される水流によって取り出されたスラグケーキ片32は、コールドランナ36の末端の特定距離に位置する第二衝突板42に対してぶつけられ、その後コールドランナ36および第二衝突板42の下に位置する水槽44に落下する。
図1に示される好適な実施形態において、スラグケーキ32は、約800mmの平均サイズを有する破片として鋳型18を離れ、第一衝突板34への衝撃がスラグケーキ片34のサイズを約150mmまで減少させ、コールドランナ42の末端の第二衝突板42に対して引き続き衝突する水噴射38は、スラグケーキ片32を約20〜30mmまでさらに減少させる。
スラグケーキ片32は最終的に、ベルトコンベヤ46を用いて水槽44から排出される。このベルトコンベヤ46はまた、スラグケーキ片32の脱水ユニットの役割も担っている。伝統的な湿式造粒システムによって得られるスラグ粒子と比較して、比較的大きいサイズのスラグケーキ片32およびその低い有孔率を前提として、ベルトコンベヤ46上で効率的な脱水が実現される。したがって、脱水槽またはINBAドラム(ルクセンブルク特許第84644号明細書、ルクセンブルク特許第84642号明細書、および/またはルクセンブルク特許第79466号明細書などに記載されるものなど)のような追加脱水ユニットは必要とされない。
約20〜30mmの中間的なサイズを有するスラグケーキ片32はその後、粉砕機48に供給され、そこで鋼球24を含むスラグケーキ片32は、一方ではスラグ粒子50を形成するように粉砕されてスラグケーキ32に閉じ込められた鋼球24を解放し、こうして磁気コンベヤ52を用いてスラグ粒子50からの鋼球24の効率的な分離が実現されることを、保証する。
スラグ粒子50からの鋼球24の分離の後、スラグ粒子50はベルトコンベヤ54によって貯蔵領域56まで運搬されるが、その一方で鋼球24は第一緩衝ホッパ22まで再循環される。
摩耗または破損した鋼球を除去してこれらをスクリーン58の下に位置する箱60内に落下させるために、スクリーン58が使用されてもよい。これら除去された鋼球は、新しい鋼球と交換され、第二ホッパ60から第一緩衝ホッパ22に供給される。
凝固ガラス化スラグケーキ片32の冷却は、沸騰熱伝達を通じて行われ、発生した水蒸気64は、水槽44の上方に位置するスタック66を通じて解放される。
導管68は、蒸発した水を補うために、水槽44に補充水を供給する。
ブースタポンプ70は、水噴射38を発生するために、造粒ヘッド40に処理水を送達する。水槽44の温度はおよそ100℃となる。
再循環ポンプ72は、水槽44の底に沈殿する可能性のあるいかなる微粒子の効率的な抽出も保証する。
本プロセスは、高温液体スラグを造粒しながら、環境への硫黄排出量を効率的に低減する。
実際、上記の議論に加えて、伝統的な湿式造粒方法によって得られる平均的な高炉スラグ粒子は、およそ1mmの直径を有することが想定され得る。本明細書記載の方法では、スラグケーキ片は、水噴射を当てる前には150mm、そして水槽内に落下するときにはおよそ20〜30mmの平均サイズを有する。したがって、この好適な実施形態では、硫黄排出物の生成に関与するスラグ表面は、20〜30分の1に減少する。
本明細書記載のプロセスにしたがって得られる鋼球24を含むスラグケーキ片32の写真を示す図2に見られるように、スラグケーキ片は非常に小型であり、あまり孔がない。そのため上述の化学反応に関与するスラグの総表面は、さらに減少する。また、鋼球の存在により、露出するスラグ表面がさらに縮小する。
最後に、硫黄排出物の生成をもたらす反応は400℃を超える温度でのみ行われるが、これは熱的な理由による。実際、SOおよびHSの生成のための化学反応式は、以下のようにまとめることができる。
CaS+3H0=CaO+3H+S0
CaS+H0=CaO+H
400℃未満では、これらの反応の均衡は左に大きく偏り、それより低い温度では基本的にスラグ粒子からの硫黄の解放はなくなる。
したがって、一旦約400℃のこの温度に到達すると、硫黄はスラグケーキ片の内部に閉じ込められたままとなる。従来的な湿式造粒システムでは、スラグは約1500℃から水で冷却されなければならないが、本発明による造粒では、スラグケーキ片は約700℃の温度から水で冷却される必要があるだけである。本出願人によってなされた計算は、700℃から開始してスラグ表面(スラグケーキ片のサイズによって異なる)を400℃まで冷却するために必要とされる冷却時間は、1500℃から開始して400℃に到達するまでに必要とされる時間の約半分であることを示している。硫黄排出物が形成される時間枠は、こうして大幅に短縮される。
上記の仮定の全てを考慮に入れると、本プロセスの予測される硫黄排出量は、従来的な湿式造粒の間に発生する排出量のわずか1〜5%程度の量となる。その結果、ドイツのTA Luftのように最も厳しい環境保護法の遵守さえも、造粒中に発せられる蒸気の凝集および冷却塔の必要性を伴わずに、達成され得る。代わりに、連続的した低メンテナンス運転を可能にするために、蒸発した硫黄を含まない蒸気のための補充水のみが必要とされる。
10 造粒施設
12 高温液体スラグ
14 スラグランナ
16 スラグキャスタ
18 鋳型またはトラフ
20 レーダープローブ
22 第一緩衝ホッパ
24 鋼球
26 速度調整可能なスクリューコンベヤ
28 振動シュート
30 水噴霧器
32 スラグケーキ
34 第一衝突板
36 コールドランナ
38 水噴射
40 造粒ヘッド
42 第二衝突板
44 水槽
46、54 ベルトコンベヤ
48 粉砕機
50 スラグ粒子
52 磁気コンベヤ
56 貯蔵領域
58 スクリーン
60 箱
62 第二ホッパ
64 水蒸気
66 スタック
68 導管
70 ブースタポンプ
72 再循環ポンプ

Claims (14)

  1. 金属工業からの高温液体スラグを固体不活性金属粒子と混合して、前記固体不活性金属粒子と混合した凝固ガラス化スラグケーキを形成し、前記固体不活性金属粒子と混合した前記スラグケーキは水槽内に排出される高温液体スラグの造粒プロセスであって、金属工業からの高温液体スラグがまず鋳型に注がれ、次に固体不活性金属粒子が高温液体スラグを収容する前記鋳型に注がれて、凝固ガラス化スラグケーキを形成するように固体不活性金属粒子と混合される、金属工業からの高温液体スラグの造粒プロセス。
  2. 鋳型は、固体不活性金属粒子が鋳型に添加される前に約3分の1まで高温液体スラグで満たされる、請求項1に記載の金属工業からの高温液体スラグの造粒プロセス。
  3. 高温液体スラグおよび固体不活性金属粒子が注がれる鋳型はトラフ・ベルト・コンベヤに組み込まれている、請求項1または2に記載の金属工業からの高温液体スラグの造粒プロセス。
  4. 固体不活性金属粒子は1から3mの高さから鋳型内に落下される、請求項1からのいずれかに記載の金属工業からの高温液体スラグの造粒プロセス。
  5. 固体不活性金属粒子は振動シュートによって鋳型上に分散させられる、請求項1からのいずれかに記載の金属工業からの高温液体スラグの造粒プロセス。
  6. スラグケーキは、水槽内に排出される前に、150mm未満のスラグケーキ片に破砕される、請求項1からのいずれかに記載の金属工業からの高温液体スラグの造粒プロセス。
  7. スラグケーキは鋳型から、鋳型の下に位置する第一衝突板上に落下し、破砕されてスラグケーキ片になり、前記スラグケーキ片はその後コールドランナ上に落下し、水噴射に接触することにより、コールドランナの末端の第二衝突板に対して投げられ、そして水槽内に落下する、請求項1からのいずれかに記載の金属工業からの高温液体スラグの造粒プロセス。
  8. スラグケーキは脱水され、ベルトコンベヤによって水槽から搬出される、請求項1からのいずれかに記載の金属工業からの高温液体スラグの造粒プロセス。
  9. 前記不活性金属粒子と混合された凝固ガラス化スラグケーキは、スラグ粒子および固体不活性金属粒子に分離される、請求項に記載の金属工業からの高温液体スラグの造粒プロセス。
  10. スラグ粒子は前記固体不活性金属粒子から分離し、前記固体不活性金属粒子は再利用される、請求項に記載の金属工業からの高温液体スラグの造粒プロセス。
  11. 前記固体不活性金属粒子は球状である、請求項1から10のいずれかに記載の金属工業からの高温液体スラグの造粒プロセス。
  12. 前記固体不活性金属粒子は少なくとも5mmの直径を有する、請求項1から11のいずれかに記載の金属工業からの高温液体スラグの造粒プロセス。
  13. 前記固体不活性金属粒子は25mm未満の直径を有する、請求項1から12のいずれかに記載の金属工業からの高温液体スラグの造粒プロセス。
  14. 前記固体不活性金属粒子は、鉄、鋼、銅、クロム、アルミニウム、これらの合金、ならびにその他の金属とのこれらの合金からなる群より選択される金属でできている、請求項1から13のいずれかに記載の金属工業からの高温液体スラグの造粒プロセス。
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
LU91730B1 (en) * 2010-09-13 2012-03-14 Wurth Paul Sa Dry granulation of metallurgical slag
CN102249567B (zh) * 2010-09-27 2013-12-04 山东焦化集团有限公司 利用熔融炉渣生产还原石材原料的方法
LU92197B1 (en) * 2013-05-14 2014-11-17 Wurth Paul Sa Casting apparatus and method of controlling said apparatus.
LU92196B1 (en) * 2013-05-14 2014-11-17 Wurth Paul Sa Casting apparatus and method of controlling said apparatus
LU92259B1 (en) * 2013-07-18 2015-01-19 Wurth Paul Sa Crusher device
CN103966372B (zh) * 2013-12-31 2015-12-09 首钢总公司 液态钢渣固化分散处理系统
CN104962671A (zh) * 2015-07-17 2015-10-07 南京凯盛国际工程有限公司 一种熔融炉渣的冷却系统及方法
CN105543430B (zh) * 2016-01-08 2017-05-31 上海耀秦冶金设备技术有限公司 渣处理方法及装备
KR102163183B1 (ko) * 2018-12-03 2020-10-08 주식회사 포스코 슬래그 처리 장치
CN112388798A (zh) * 2020-11-10 2021-02-23 安阳金方冶金有限公司 一种液态锰渣加料系统及其制备人造花岗岩的方法
KR20240019308A (ko) * 2021-06-23 2024-02-14 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 입상 응고 슬래그의 제조 방법 및 그의 제조 설비열

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB821741A (en) * 1956-05-19 1959-10-14 En Versorgung Schwaben A G Method and apparatus for the manufacture of a porous slag
JPS535223A (en) * 1976-07-05 1978-01-18 Nippon Kokan Kk Production method of sand from blast furnace slag
DE2740097A1 (de) * 1977-09-06 1979-03-08 Graenges Oxeloesunds Jaernverk Granulat und verfahren und vorrichtung zum granulieren von schmelzen
JPS5468789A (en) * 1977-11-14 1979-06-02 Nippon Steel Corp Treating method for blast furnace slag
LU79466A1 (fr) 1978-04-18 1979-05-25 Sidmar Nv Procede et installation de traitement et de manutention de laitier metallurgique
LU84642A1 (fr) 1983-02-10 1984-11-08 Wurth Paul Sa Tambour filtrant d'une installation de filtration de laitier metallurgique
LU84644A1 (fr) 1983-02-10 1984-11-08 Wurth Paul Sa Dispositif de chargement uniforme d'une bande transporteuse de laitier granule
JPS59174551A (ja) * 1983-03-18 1984-10-03 川崎製鉄株式会社 溶融スラグからの顕熱回収方法
JPS6317243A (ja) * 1986-07-03 1988-01-25 株式会社神戸製鋼所 鋼滓処理方法
JPH0312348A (ja) * 1989-06-07 1991-01-21 Kawasaki Steel Corp 風滓方法及びその装置
LU88127A1 (fr) 1992-06-02 1994-03-01 Wurth Paul Sa Procede pour le traitement d'un melange de vapeurs d'eau et d'air pollue par des gas sulfures,forme lors de la granulation et de la deshydratation du laitier de haut fourneau
LU88380A1 (fr) * 1993-07-14 1995-02-01 Wurth Paul Sa Procédé et dispositif de granulation
LU88441A1 (fr) 1993-12-16 1995-07-10 Wurth Paul Sa Procédé pour le traitement d'un mélange de vapeurs d'eau et d'air pollué par des gaz sulfurés
CN2420289Y (zh) * 2000-04-07 2001-02-21 全泰铉 高炉炉渣粒化装置
JP3785331B2 (ja) * 2001-04-09 2006-06-14 新日本製鐵株式会社 硬質水砕スラグの製造方法
EP1422299B1 (de) 2002-11-25 2005-03-23 Paul Wurth S.A. Spritzkopf für eine Granulierungsanlage
CN2614213Y (zh) * 2003-04-07 2004-05-05 河南豫光金铅股份有限公司 高铅渣铸渣机铸模冷却装置
JP2005306656A (ja) * 2004-04-21 2005-11-04 Nippon Steel Corp 溶融スラグの凝固方法
JP5040257B2 (ja) * 2006-10-22 2012-10-03 Jfeスチール株式会社 製鋼スラグの処理方法
CN201106053Y (zh) * 2007-06-14 2008-08-27 中冶赛迪工程技术股份有限公司 一种高炉水渣的冲制装置
CN101545018B (zh) * 2008-03-25 2011-07-20 宝山钢铁股份有限公司 钢包渣热态处理的工艺方法
LU91424B1 (en) 2008-04-01 2009-10-02 Wurth Paul Sa Granulation plant
LU91730B1 (en) * 2010-09-13 2012-03-14 Wurth Paul Sa Dry granulation of metallurgical slag

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