JP7120841B2 - 製鋼スラグの蒸気エージング用保温カバー及び製鋼スラグの蒸気エージング方法 - Google Patents

Description

本発明は、鉄鋼製造における製鋼スラグの蒸気エージングに用いる保温カバーに関するものである。

鉄鋼製造において転炉等の精錬過程で生成される製鋼スラグは、冷却後に所定粒度に破砕し、道路用路盤材等に用いている。しかし、製鋼スラグを道路用路盤材等に使用する際、内部に未反応のＣａＯやＭｇＯを含むことから、雨水などの水分と反応して体積膨張し、路面に凹凸が発生することがある。これを防ぐためには、事前に未反応のＣａＯやＭｇＯの反応を促進させ、膨張性を安定化する必要がある。反応促進方法としては、蒸気を使用した蒸気エージング方法が一般的である。蒸気エージング方法は、製鋼スラグを蒸気配管が底面敷設された設備に積み付け、底面より高温の蒸気を噴出させながら保温養生し、膨張反応を促進させる方法である。

例えば、高温スラグ（高炉スラグや転炉スラグ）を予め湿らせておいて製鋼スラグに接触させることにより、高温スラグの顕熱によって製鋼スラグの水分を水蒸気化することが提案されている（特許文献１）。また、蒸気使用量の節減を目的に、過熱蒸気を使用して、製鋼スラグの空隙率に応じて過熱蒸気量を制御する方法も提案されている（特許文献２）。

いずれの場合においても、積み付けた製鋼スラグ上面に加熱蒸気を放散させないために保温シートを被せ保温状態を保つのが一般的となっている。シートの敷設作業は重労働であることから、シート敷設作業の自動化の提案もいくつかなされている。

例えば、製鋼スラグをピット内に堆積させ、ピットの両側壁上にレールを配置し、この対のレール上に保温シートの巻取りドラムを載設した自動走行台車を跨設し、それにより自動的にシートを展開、巻取る装置が提案されている（特許文献３）。また、巻取りドラムと走行台車を一体化させて機構を簡便化し、効率的に且つ経済的に保温シートを展開、巻取る装置も提案されている（特許文献４）。

特開昭６３－２３６７３６号公報 特開平４－２０２０３３号公報 特開平７－１８７７３０号公報 特開２００４－５９３７６号公報

蒸気エージングに際し、保温シートを隙間無く被せ、そして外すために複数の人員を必要とするだけでなく、積み付けた製鋼スラグに登って作業するため、転倒等の安全性の観点から問題がある。作業を効率的に行うため、機械的に保温シートの敷設・撤去（巻取り）を行う方法も提案されているが（特許文献３、４）、ピットが必要になるなど構造的に複雑となり、設備費、維持費が高価となる。

また、使用する保温シートは、使用するごとに熱や折りたたむことにより劣化し、部分的に破れが生じる。破れた部分は、補修しないとそこから熱が放散され、蒸気エージングの処理効率が下がるため、数回の破れ補修の後は新品の保温シートに交換することになる。また、保温シートを巻き取る際、スラグの膨張等により、機械式巻取りの場合均一に巻き取れない場合が多く、何回も巻取りをし直す必要が生じる。

さらに、蒸気エージング処理による品質確保のために、製鋼スラグに熱電対を挿し、温度を管理しながら作業する場合がある。しかし足場の不安定な保温シート上から熱電対を挿すことは、作業上の負荷が大きいだけでなく危険性を伴う。また、熱電対を挿し込むため保温シートに穴を開けてしまうのでシートの劣化にもつながる。

本発明は、製鋼スラグの蒸気エージングにおける保温シート掛けの作業性、安全性、および保温シートの耐久性、保温性などの問題を解決することを課題とし、これら問題を解決した保温養生設備および方法を提供することを目的とする。

本発明者らは課題を解決するために鋭意検討し、本発明を成した。本発明の要旨は、以下のとおりである。
［１］
材料を鋼板で構成し、前記鋼板に測温用の穴を有することを特徴とする製鋼スラグの蒸気エージング用保温カバー。
［２］
前記保温カバーに取っ手を設置したことを特徴とする［１］に記載の製鋼スラグの蒸気エージング用保温カバー。
［３］
前記鋼板の周囲に、前記鋼板の外側にはみ出すように耐熱ゴムシートを設置することを特徴とする[１]または[２]に記載の製鋼スラグの蒸気エージング用保温カバー。
［４］
［１］～［３］のいずれか一項に記載の保温カバーを製鋼スラグ上に複数個隣接して配置することを特徴とする製鋼スラグの蒸気エージング方法。
［５］
前記保温カバーの前記測温用の穴に熱電対を挿入することを特徴とする［４］に記載の製鋼スラグの蒸気エージング方法。
［６］
前記保温カバーを重機により搬送することを特徴とする［４］または［５］に記載の製鋼スラグの蒸気エージング方法。

従来、保温シートを利用していた時は保温シートの被せ、外し作業にそれぞれ４～８人の人員を要していたが、本発明により重機での保温カバーの設置、外し作業は１人での作業が可能となった。
また、本発明により、重機だけで作業できるため作業上の危険性を大幅に下げることができた。
さらに、蒸気エージング処理後の膨張率を従来の保温シート養生と比較すると、９５～１０５％程度の結果が確認されており、従来の保温シート養生と同等の蒸気エージング効果を有するといえる。
これらのことから、本発明に係る製鋼スラグの蒸気エージング用保温カバーは簡単な構造、操作で従来の技術と同等の効果を有しながら、経済性、耐久性、作業性、保温性に優れた蒸気エージング処理を行うことができる。

図１は本発明に係る製鋼スラグ蒸気エージング用保温カバー１（以下単に保温カバーという）の概要図である。 図１（ａ）は保温カバーを上面からみた概要図であり、図１（ｂ）は、これを複数枚組み合わせて設置した場合を示す概要図である。 図１（ｃ）は、保温カバーの取っ手４の一例を示す概要図である。 本発明の実施例で示す蒸気エージング用保温カバーを示す図である。 本発明の実施例での保温カバーの設置方法を示す図である。

本発明に係る製鋼スラグの蒸気エージング用保温カバーについて、図１を基に説明する。
保温カバー１は、測温用の穴５を開けた鋼板２と、その周囲に耐熱ゴムシート３を有する。重機により保温カバーを搬送させることにより作業性が向上するため、取っ手４を取り付けるとよい。また、安価で耐久性に優れた保温カバーとするため金属製、特に鋼製とするとよい。軽量化の観点からはアルミニウムなど、鋼以外の材料も使用することができる。もちろん、樹脂や繊維強化樹脂（複合材料）などの材料を使用することもできる。以下、鋼製で板状（鋼板）の保温カバーを例に説明する。

保温カバーは重機を用いて製鋼スラグの山の形状に合わせ設置していく。耐熱ゴムシート３が付いているので、設置面に凹凸があったり、図１（ｂ）のように隣接する保温カバー同士が多少ずれてしまっても、製鋼スラグを密閉して覆うことが可能となる。

鋼板２は所有の蒸気エージング設備の大きさや性能に見合った厚みやサイズのものを使用すればよい。また、鋼板２の裏面に断熱シートを取り付けるとより保温性が向上する。

鋼板２の形状は特に限定しないが、隣接する保温カバー同士が隙間なく並べるため、四角形にすることが好ましい。正方形であれば縦横どちらでも配置できるため、さらに好ましい。

耐熱ゴムシート３は鋼板２にボルトなどで固定すればよい。大きさは製鋼スラグとの隙間、保温カバー１同士の隙間を埋めるための面積を必要とする。

耐熱ゴムシート３は隣接する保温カバーとの隙間を塞ぐことを目的とするため、鋼板２の外側にある程度はみ出すように設置させる。はみ出す長さは短すぎると隣接する保温カバーとの隙間を埋めることができず、密閉性が損なわれる。逆に耐熱ゴムシートのはみ出す長さが長すぎると、重機で設置する際の作業性が悪化するとともに、シートの折れ曲がり等により密閉性が損なわれる。このシートの折れ曲がり等の変形はシートの材質、厚みの影響もあるが、一般的に入手可能な耐熱ゴムの場合、５～１５ｍｍの厚みが良好である。耐熱ゴムシートのはみ出し量は３００～７００ｍｍほどが好ましい。

耐熱ゴムシート３は、はみ出し量を考慮した矩形のゴムシートを鋼板２の各辺に設置してもよいし、はみ出し量を考慮した鋼板２と相似形のゴムシートを鋼板２の全面に設置してもよい。耐熱ゴムシート３はボルトなどで鋼板２に固定すればよく、耐熱ゴムシート３が破損した際も補修、交換が簡単に行えるようにすることが好ましい。

取っ手４はくぼみなどの引っ掛かりをつけると重機で掴みやすく、作業性が向上する。例えば図１（ｃ）に示すように、断面がＴ形状にすることにより、重機などでの把持性が向上する。

鋼板２に測温用の穴を開けておくと簡単に製鋼スラグに熱電対を挿すことができ、測定箇所も統一することができる。測温用の穴５は使用する熱電対と同程度のサイズにするとよい。また、測温用の穴は、熱電対を挿入するための切れ目を付けた耐熱ゴムシートで覆うとよい。

以上のような構成を有する保温カバーにすることにより、密閉性がよく、作業性も格段に改善され、さらには長寿命化し経済性も著しく改善された保温カバーを得ることができる。
なお、前述したように、本発明に係る保温カバーによる蒸気エージング処理後の膨張率を従来の保温シート養生と比較すると、９５～１０５％程度の結果が確認されており、従来の保温シート養生と同等の蒸気エージング効果を有することが確認された。

本発明における保温カバーの設置方法の実施例について図２、図３を用いて説明する。
図２は保温カバーの仕様図で、図３は設置方法を示している。
図２中に各部位の寸法を記載している。Ｗは上面視縦長さをＤは上面視横長さを示し、Ｈは厚さを示す。耐熱ゴムシートの寸法は保温カバーの鋼板の短辺部へ設置するものを記載した。鋼板の長辺部へ設置するゴムシートの寸法は短辺部に準じた。
保温カバーの鋼板側面に設置した耐熱ゴムシートは、はみ出し量（垂れ下がり量）が４２０ｍｍとし、鋼板にボルトにより固定した。鋼板に固定するために８０ｍｍをのり代部（ボルト固定するため鋼板と重複配置した部分の長さ）とした。従って、鋼板側面に配置した耐熱ゴムシートの幅は５００ｍｍとなるようにした。

図３に示すように、底面敷設された蒸気配管９をコの字状に囲むように造られた盛土８の内側に製鋼スラグ７を積み付け、その上に保温カバー１を配置した。保温カバー配置のための重機は油圧ショベル（質量：３３５００ｋｇ、エンジン定格出力：２００ｋＷ）にアタッチメントとしてフォーク（質量：２３００ｋｇ、爪長さ：１４４０ｍｍ、３６０°全旋回式）を装着したものを使用した。フォークを取り付けた油圧ショベル（以下単にパワーフォーク）６は盛土８のスロープより上面へ登る。盛土８の側面に仮置きしている保温カバー１に設置した取っ手をパワーフォーク６で掴み、製鋼スラグ７上に配置していく。
今回はアタッチメントとしてフォークを装着した重機の例を示したが、保温カバーは鋼製のため、マグネットを装着した重機の使用も可能である。マグネットにて搬送する場合は、保温カバーに取っ手を設置しなくてもよい。保温カバー１の設置は、図３のように製鋼スラグ７法面部への設置も製鋼スラグ７上面から行い、保温カバーが仮置きしてある側面とは反対側の端から設置していくことで重機の移動距離が少なくて済む。保温カバー１を仮置きしている盛土８付近に保温カバー１を設置する場合は盛土８側面またはスロープ上から設置してもよい。保温カバー１を全て設置したら盛土８スロープから降りる。

蒸気エージング終了後、保温カバー１をはがす際は端から順に保温カバー１を盛土８の側面へ片付けていく。保温カバー１は１列に積み上げていくと高くなり危険なので、２列で積み上げるとよい。

本発明は、鉄鋼製造における転炉等の製鋼スラグの蒸気エージングにおいて利用することができる。

１ 保温カバー
２ 鋼板
３ 耐熱ゴムシート
４ 取っ手
５ 測温用の穴
６ パワーフォーク
７ 製鋼スラグ
８ 盛土
９ 蒸気配管

Claims (5)

1. 製鋼スラグ上に複数個隣接して配置して使用する製鋼スラグの蒸気エージング用保温カバーであって、材料を鋼板で構成し、前記鋼板に測温用の穴を有し、前記鋼板の周囲に前記鋼板の外側にはみ出すように耐熱ゴムシートを設置することを特徴とする製鋼スラグの蒸気エージング用保温カバー。
2. 前記保温カバーに取っ手を設置したことを特徴とする請求項１に記載の製鋼スラグの蒸気エージング用保温カバー。
3. 請求項１または２に記載の保温カバーを製鋼スラグ上に複数個隣接して配置することを特徴とする製鋼スラグの蒸気エージング方法。
4. 前記保温カバーの前記測温用の穴に熱電対を挿入することを特徴とする請求項３に記載の製鋼スラグの蒸気エージング方法。
5. 前記保温カバーを重機により搬送することを特徴とする請求項３または４に記載の製鋼スラグの蒸気エージング方法。

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