JPH0471016B2 - - Google Patents

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JPH0471016B2
JPH0471016B2 JP61264693A JP26469386A JPH0471016B2 JP H0471016 B2 JPH0471016 B2 JP H0471016B2 JP 61264693 A JP61264693 A JP 61264693A JP 26469386 A JP26469386 A JP 26469386A JP H0471016 B2 JPH0471016 B2 JP H0471016B2
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JP
Japan
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heating
temperature
power
melting
amount
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JP61264693A
Other languages
English (en)
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JPS63117923A (ja
Inventor
Yasuto Nishida
Yoshiaki Ueno
Shunji Kuwazuka
Shigenori Masunaga
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Nippon Steel Corp
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Publication date
Application filed by Shin Etsu Chemical Co Ltd, Nippon Steel Corp filed Critical Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Publication of JPS63117923A publication Critical patent/JPS63117923A/ja
Publication of JPH0471016B2 publication Critical patent/JPH0471016B2/ja
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/08Bushings, e.g. construction, bushing reinforcement means; Spinnerettes; Nozzles; Nozzle plates
    • C03B37/09Bushings, e.g. construction, bushing reinforcement means; Spinnerettes; Nozzles; Nozzle plates electrically heated
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/07Controlling or regulating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/24Automatically regulating the melting process
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/50Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は段階加熱によるスラグ温度調整方法に
係り、特にスラグ溶融物を間欠的に電気炉に装入
し、成分調整して加熱撹拌し、成分温度の均質な
ロツクウール原料溶融物を調整すると共に、連続
的に製綿機に排出してロツクウールを製造する原
料溶融物調製工程におけるスラグ温度調製方法に
関する。
〔従来の技術〕
製鉄所の高炉より出滓されるスラグからロツク
ウールを製造するには、徐冷したスラグ砕石を成
分調整材、コークスと共にキユポラで加熱融解
し、均一の成分および温度となつたロツクウール
原料溶融物を排出口より製綿機へ流出させてロツ
クウールを製造する事が行われて来た。
この方法はスラグ砕石を使用するので、原料の
輸送や貯蔵に便利であり、また化学成分の調整も
しやすいが、高炉から持ち出した莫大な熱量を放
冷時に放出して利用できず、廃棄している結果と
なつている。
そこで、省エネルギーの観点より高炉からの高
温溶融スラグを電気炉に直接装入し、電気炉で成
分調整と温度調整した後、製綿機に供給する方法
が注目されている。例えば、特公昭37−4559号公
報には高滓綿製造法として記載されており、また
特開昭59−131534号公報なども全く同じ技術内容
のものである。この方法は、溶融スラグを電気炉
で僅かに加熱し、更に成分調整材を融解させるだ
けのエネルギー消費で済むので、従来方法に比較
して多大なエネルギーを節約することができる。
しかし、高炉のスラグ排出作業は数時間毎で間欠
的であり、鍋車で輸送された溶融スラグの電気炉
への装入も間欠的にならざるを得ない。一方、ロ
ツクウールの製造は連続作業であり、電気炉内の
溶融物は連続的に減少する。初期のロツクウール
が出来さえすればよかつた頃と異なり、近年は品
質の高級安定化、歩留りの向上が強く要請されて
いる。そのためには製綿機への溶融物の供給量を
できるだけ変動しないようにすることが肝要であ
り、電気炉から溶融物の定量排出が必要となる。
定量排出させるためには、流出物が1500℃前後
の高温で、しかも高粘度の溶融物であるので、粘
度を一定範囲に制御することが重要であり、成分
変動をできるだけ小さくし、かつ、温度変動をで
きるだけ小さい一定範囲に制御することが重要で
ある。電気炉内は1500℃前後の高温で、しかも浸
食し易いスラグ溶融物が入るので、直接検出端を
浸漬しての温度測定は不可能であり、少なくとも
短期間にスポツト的な温度測定はできても、長期
に亘つて継続的な測定はできない。そこで、一般
には上方より炉蓋に設けたのぞき孔を介して高温
輻射温度計で測定を行うが、これは表面温度を測
定しているだけである。浴が高粘度性であるの
で、不活性ガスの吹込による撹拌程度では浴温が
均一になるには、かなりの時間を必要とすると推
定される。
一方、輸送されて来たスラグ溶融物は温度が下
つており、炉内浴に対して冷却方向に働く。また
珪石等の成分調整材も予熱されてはいるが、せい
ぜい400℃未満であり、この装入も炉内浴に対し
て冷却方向に働く。浴内上層部はこれらの装入に
より温度が下がるので、上方より挿入した電極に
よつて加熱融解のための高い電力レベルで加熱
し、できるだけ短時間に装入物を加熱融解して浴
を下層部と同一の均一温度になるようにしてい
る。装入が終り、浴の成分、温度が均一になつた
以降は、それ以上に温度が上昇しないように、電
気炉からの放散熱量に相当する熱量を補給する温
度保持加熱レベルとして温度を均一に保持する。
従来はこの2段階の加熱レベルで電気炉の加熱を
行つて来た。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで、スラグ溶融物、成分調整材の装入開
始時には、製綿機へのロツクウール原料溶融物の
流出は連続的に行われて来ているので、浴面のレ
ベルは低下している。また、電極の浴への浸漬深
さも減少しているので、電力レベルを温度保持加
熱電力レベルから加熱融解電力レベルに上げても
それだけの電流が流入せず、装入に伴つて浴面が
上昇すると共にだらだらと電流量が増加し加熱融
解電力レベルに達する。
浴の内部温度の測定ができず、浴面及び流出物
を輻射温度計で測るより手段がない状態では、装
入物の量と温度、浴の目標温度、炉の放散熱量よ
り計算される必要熱量相当の電力量を注入するこ
とにより温度の変動を最小におさえることが好ま
しい手段である。即ち、注入電力量を積算して、
これによつて浴温度制御をすることである。しか
し、この手段にも問題がある、浴面レベルが低下
した状態で加熱融解電力レベルの電流を注入する
には、電極をレベルに応じて深く液中に差し込み
装入に伴つて引上げるという面倒な制御が必要に
なる。
一方、電極の位置をそのままにして温度保持加
熱電力レベルから一挙に加熱融解電力レベルに上
げると、電極の小さい浸漬表面に最大電流が流れ
ようとして局部的に高温となり、浴の温度の均一
性が阻害されるようになる。即ち、浴の撹拌およ
び対流流動に相応した熱量が注入される事が必要
である。
そこで本発明は、電極位置の制御を行わず、電
極の位置を保持加熱レベルの時の位置にしておい
て浴の撹拌および対流流動に相応した熱量が注入
できるようにし、しかも電力積算機器を必要とし
ない温度調整方法を提供せんとするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者等は、溶融浴の温度制御は投入電力量
制御による熱収支制御が最適であり、また所望の
電力を浴に投入するには、液面が下つた状態にお
いては通常の加熱融解電力よりも小さい予熱加熱
電力を投入し、電極周囲のスラグ温度を上昇させ
ておけば、加熱融解電力を所望通りに投入できる
事を見出した。また、このように段階加熱を行う
と電力対時間図表が矩形状となり(添付図面参
照)、特別に電力量積算計を設けなくとも電力と
時間の積により投入電力量を算出し得て、熱収支
制御が可能となる事を見出し本発明を完成した。
即ち本発明は、スラグ溶融物を間欠的に電気炉
に装入し、成分調整して加熱撹拌し、成分および
温度の均質なロツクウール原料溶融物を調製する
と共に、連続的に製綿機に排出してロツクウール
を製造する原料溶融物調製工程において、電気炉
からの放散熱量を補足する熱量相当の電力のみを
投入する温度保持加熱電力レベルと、温度の低い
装入物を炉内ロツクウール原料溶融物の所定温度
に加熱融解する加熱融解電力レベルと、該加熱融
解電力レベルと前記温度保持加熱電力レベルとの
間にあつて、温度保持加熱電力より大きく加熱融
解電力より小さい電力を投入する予備加熱電力レ
ベルとの少なくとも3段階の電力レベルにより加
熱することを特徴とする段階加熱によるスラグ温
度調整方法である。
本発明が従来技術と異なる点は、温度保持加熱
電力レベルと加熱融解電力レベルとの間に予備加
熱電力レベルによる加熱工程を入れることであ
る。この予備加熱電力の投入時期としては、スラ
グ溶融物と成分調整材を装入する時点か、それ以
前である。これらの装入は浴の冷却に働くので、
装入を開始してから予備加熱したのでは、浴温度
が下りすぎて浴温度の許容下限を下まわるおそれ
がある。浴温度の変動範囲を最も小さくするには
如何にしたらよいかを研究した結果、装入開始と
同時又は前後5分以内に加熱融解電力を投入する
のが望ましい。しかし、温度保持加熱状態の所に
いきなり加熱融解電力を投入したのでは、電極周
囲の対流流動が不充分なためか前記の如く所望の
電力が入らず、電力がだらだらと上る状態にな
る。しかも電極周辺が加熱状態になる。そこで装
入開始前10分〜20分、好ましくは15分前後前か
ら、温度保持加熱電力より大きく、加熱融解電力
より小さい予備加熱電力を投入する。この投入時
点では液面レベルが下つており、電極の浸漬面積
が少なくなつている。投入する電力レベルの目安
としては、浸漬面積の少ない電極表面の電流密度
が、装入し終つた後の加熱融解電力レベルにおけ
る電流密度と同程度であり、加熱融解電力の50〜
80%の範囲の電力とするのが好ましい。これによ
つて電極周辺は温度保持加熱電力レベルの対流が
極めて緩やかな段階から浴の撹拌状態および対流
流動に相応した速度で熱量が投入されるので、所
望の電力がそのまま投入されるだけでなく、電極
近傍に局部加熱された溶融物が蓄積する事も未然
に防止できる。
上記方法では、予備加熱電力レベル、加熱融解
電力レベル共に、夫々一定電力が投入されるの
で、格別に電力積算機器を設けなくとも電力と時
間の積より投入された電力量を容易に計算するこ
とができ、この電力量を熱量に換算した値からこ
の期間の放散熱量を差し引いた熱量が、スラグ装
入物および成調整材の量、温度上昇値、比熱及び
融解熱により決定される所要熱量となるように時
間制御することにより、投入電力量による炉内の
スラグ温度調整が可能になる。これによつて、炉
内表面温度測定では不可能な浴全体の積算電力量
による温度調整ができる。この予備加熱電力レベ
ルの検出方法としては、予備加熱開始時に電極が
浴に浸漬している表面積と、装入後の浴に浸漬し
ている表面積との比を浴レベルより推定計算し、
加熱融解電力にこの比を乗じて得た電力値として
投入し、装入につれて電力値がだらだら上昇する
ことなく一定値になる電力値を、比の値を上下さ
せ試行錯誤により求めればよい。
次に添付図面について説明する。本図面は縦軸
に電力を、横軸に時間をそれぞれとり、温度保持
段階と加熱融解段階との間に予熱加熱段階を設け
た場合を示したものである。0〜t1時間は浴の成
分および温度が均一になつて製綿機へ連続的に流
出させている期間であり、この期間は炉からの放
散熱量に相当する電力、即ち温度保持加熱電力A
(kw)を投入する。t1は予備加熱開始時点であつ
て、t1〜t2期間は予備加熱時間である。通常はス
ラグ溶融物と成分調整材の装入開始時点t2より前
10分〜20分、好ましくは15分前より開始する。t2
〜t3は加熱融解期間で、通常は装入開始時点t2
り開始する。t1〜t2の期間を予備加熱電力B(kw)
で加熱した場合には、t2時点で加熱融解電力C
(kw)をいきなり投入しても、所望の電力がその
まま投入できる。もし予備加熱期間を設けずに、
t2時点で加熱融解電力C(kw)をいきなり投入す
ると、電力は一点鎖線のようにだらだらと上昇
し、t4の時点まで加熱することになる。t3時点は
予備加熱段階を入れた場合の加熱融解段階の終了
時点である。t4時点は予備加熱段階を入れない場
合の加熱融解段階の終了時点である。
本発明においては、装入開始時点の15分程度前
より予備加熱電力レベルB(kw)で一定電力加熱
を行う。t2時点より装入を開始すると共に、加熱
融解電力レベルC(kw)を投入する。この場合、
加熱融解期間は従来のt4時点より早いt3時点にお
いて完了し、t3時点より再び温度保持加熱電力レ
ベルA(kw)に戻る。添付図面において、斜線で
示される面積の電力量を、スラグ溶融物と成分調
整材を所定浴温度まで加熱融解するに必要な熱量
に相当するように制御することにより、浴温度の
調整を熱量バランスにより行う事ができる。な
お、上記では装入開始時点より15分前から予備加
熱段階を1段入れて、加熱融解段階へ入る例につ
いて説明したが、必要により予備加熱段階を2段
階以上間に入れてもよいことは勿論である。しか
し、通常は1段階の予備加熱段階を入れれば充分
である。
このように浴温度の調整を投入電力量による熱
量バランスにより行う事は、予備加熱段階を設け
なくとも、積算電力計を設ける事により理論的に
は可能である。しかし、前記したように浴面レベ
ルが低く、電極浸漬面積が小さい事から電流密度
が大きくなりすぎ、電極周辺の浴の温度、対流伝
熱がこれに対応する状態にならずに局部加熱の問
題を生じ、炉内温度の均一性を阻害するのであ
る。
〔実施例〕
炉内浴が、成分および温度共均一になつて製綿
機へ連続的に流出させている期間は温度保持加熱
電力である308kwを投入する。スラグ溶融物と成
分調整材を装入し始める15分前より予備加熱電力
である800kwを投入した。15分後、装入開始する
と共に加熱融解電力である1200kwを投入した。
装入物を加熱融解するに必要な熱量を計算す
る。
(溶融スラグ加熱〕 装入温度1350℃、所定浴温度1430℃、スラグ比
熱0.579kcal/℃Kg 故に0.579kcal/℃Kg×(1430−1350)=
46.3kcal/Kg (珪石融解) 予備温度200℃、所定浴温度1430℃、融解熱及
び顕熱合計367kcal/Kg、 ここで、1回の装入に溶融スラグ4.5t、珪石を
500Kg装入したとすると、以下の関係式が成り立
つ。
46.3Kcal/Kg×4.5×103 Kg=208×103Kcal367Kcal/Kg×500 Kg=184×103Kcal 計 392×103Kcal (1KwH=860Kcal)=456KwH 予熱時間の加熱電力量は、予備加熱電力から保持
加熱電力を引く必要がある。
(800−308)Kw×15/60=123KwH 従つて、加熱に必要な熱量は、(必要熱量)−
(予熱熱量)=(加熱必要熱量)となり、この熱量
をKwHで表わすと、 456−123=333(KwH)となる。
また、加熱融解電力1200Kwの内、加熱に有効
な電力は1200Kw−308Kw=892Kw、これより必
要な加熱時間は333KwH/892Kw=0.373(Hr)=
22.4(分)となる。
このように、本実施例では積算電力計を使用す
ることなく、また温度を測定せずに電力と時間で
温度管理ができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、スラグ
溶融物および成分調整材の装入迄に予備加熱段階
を設けることにより、投入電力と時間に基づき容
易に投入電力量、従つて投入熱量を計算し得るの
で、浴表面温度しか実測できない炉内温度を熱収
支により制御し得る。また、保持加熱段階と加熱
溶融段階の2段階の従来方法で生じていた局部加
熱の問題も排除し得て、温度の均一化に役立つ、
実際作業上有用な発明である。
【図面の簡単な説明】
添付図面は、本発明の段階加熱によるスラグ温
度調整方法を示した図である。 A……温度保持加熱電力、B……予備加熱電
力、C……加熱融解電力、t1……予備加熱開始時
点、t2……装入開始時点(加熱融解開始時点)、
t3……予備加熱段階がある時の加熱融解終了時
点、t4……予備加熱段階がない時の加熱融解終了
時点。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 スラグ溶融物を間欠的に電気炉に装入し、成
    分調整して加熱撹拌し、成分および温度の均質な
    ロツクウール原料溶融物を調製すると共に、連続
    的に製綿機に排出してロツクウールを製造する原
    料溶融物調製工程において、 電気炉からの放散熱量を補足する熱量相当の電
    力のみを投入する温度保持加熱電力レベルと、温
    度の低い装入物を炉内ロツクウール原料溶融物の
    所定温度に加熱融解する加熱融解電力レベルと、
    該加熱融解電力レベルと前記温度保持加熱電力レ
    ベルとの間にあつて、温度保持加熱電力より大き
    く加熱融解電力により小さい電力を投入する予備
    加熱電力レベルとの少なくとも3段階の電力レベ
    ルにより加熱することを特徴とする段階加熱によ
    るスラグ温度調整方法。
JP61264693A 1986-11-06 1986-11-06 段階加熱によるスラグ温度調整方法 Granted JPS63117923A (ja)

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