JPH11188347A - 風砕スラグの製造方法 - Google Patents

風砕スラグの製造方法

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JPH11188347A
JPH11188347A JP9366638A JP36663897A JPH11188347A JP H11188347 A JPH11188347 A JP H11188347A JP 9366638 A JP9366638 A JP 9366638A JP 36663897 A JP36663897 A JP 36663897A JP H11188347 A JPH11188347 A JP H11188347A
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JP
Japan
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air
slag
molten slag
particles
cooling
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JP9366638A
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English (en)
Inventor
Shinsaku Maruyama
眞策 丸山
Takeyuki Naito
剛行 内藤
Hiroaki Sato
広昭 佐藤
Masao Tomari
正雄 泊
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Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 粉砕、冷却固化、分級を一挙に行うことがで
きる溶融スラグからの風砕スラグの製造方法を提供す
る。 【解決手段】 溶融スラグ3を、水平型の重力分級機1
中に流出させ、該流出する溶融スラグの下方より斜め上
向きに空気4を噴出させて、粉砕、冷却固化、分級して
風砕スラグe、f、gを得ることを特徴とする風砕スラ
グの製造方法としたものであり、前記水平型の重力分級
機は、溶融スラグを冷却するための空気口を別途有する
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、風砕スラグの製造
方法に係り、特に、鉄鋼スラグ、廃棄物の焼却灰スラグ
等の溶融スラグから空気噴出して風砕スラグを製造する
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、溶融スラグの再資源化に関し
ては、文献に紹介されており、これらの技術は下水汚泥
に限らず、都市ごみの灰の溶融スラグ、鉄鋼スラグ等に
も適用できる。以下に公知の文献に基づいて従来技術を
述べる。溶融スラグは冷却方法により、その強度及び形
状が異なることが知られている。表1に、冷却方法と溶
融スラグの特性を示す。
【表1】
【0003】溶融炉から取り出した融液を水を用いて急
速に冷却すると細粒化した水砕スラグとなり、空気中に
放置すると塊状の空冷スラグとなる。これらの方法で製
造されたスラグはガラス質(非晶質)となり、それ程大
きな強度は期待できない。結晶化することでスラグの強
度は大きくなるが、結晶化を支配する因子としては温度
とその保持時間が重要といわれている。その条件として
は、スラグを溶融温度より低い1000〜1200℃
(融点とガラス転移温度の間で設定)に1時間前後保持
すればよいとの報告がある。保冷法は温度制御しながら
空冷する方法であり、再加熱法は細粒スラグを900〜
1000℃で温度保持する方法であり、両方とも結晶化
スラグを得る。これらのうち、空冷スラグは、溶融スラ
グを溶融炉から直接空冷コンベア又は容器に受け、自然
冷却させるもので、大きな塊となるので利用するにあた
っては、破砕及び純度を調整することが必要となるが、
路盤材、コンクリート骨材として利用される。
【0004】一方、従来から風力選別による粒状物の分
離は公知であり、その原理、装置を簡単に公知文献から
説明する。この選別の基礎は、鉛直上方へ向かう気流の
速度とその中に置かれた粒子の沈降速度との大小関係に
ある。この選別法での対象粒度は数μmから250μm
程度とされてきたが、廃棄物処理に関しては数mmとき
には数cm以上のものに対しても適用されている。重力
分級機としては、水平流型、垂直流型及びジクザク型が
あり、慣性力分級機には、直線型、曲線型及びルーバー
型がある。空冷スラグは、水砕スラグに比較して強度が
高いため、破砕したのち粒度調整すれば、路盤材等への
再利用が可能となる。しかし、大きな塊を破砕する工
程、篩分け工程、場合によっては角取り工程が必要とな
り、装置が繁雑になるという問題があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の問題点を解決するための、粉砕、冷却固化、分級を
一挙に行うことができる溶融スラグからの風砕スラグの
製造方法を提供することを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、溶融スラグを、水平型の重力分級機中
に流出させ、該流出する溶融スラグの下方より斜め上向
きに空気を噴出させて、粉砕、冷却固化、分級して風砕
スラグを得ることを特徴とする風砕スラグの製造方法と
したものである。前記製造方法において、使用する水平
型の重力分級機は、溶融スラグを冷却するための空気口
を別途有することができる。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の風砕スラグの製造方法
は、基本的には従来の風力分級機を用いており、溶融ス
ラグの冷却固化を、ノズルからの噴出空気のみで行う
か、又は新たに冷却用空気を吹き込んで行うかの二通り
の方法がある。ノズルからの噴出空気のみで冷却固化す
る方法は、構造が簡単で省スペースであるが、空気の流
れは偏流しているため、分級機での分級効率は良くな
い。新たに冷却用空気を吹き込む方法は、冷却を平行流
空気で行うため、前記の方法に比べ冷却が不完全で粒子
が大きな塊りになるのを防ぐことができる。本発明は、
気流によってスラグを粉砕すること、しかも、溶融スラ
グの斜め下方より噴出した空気によって粉砕、飛散、冷
却固化を行わせるため、構造的には重力分級機の水平流
型となる。
【0008】本発明で対象とする溶融スラグは、下水汚
泥も都市ごみ等の焼却灰の溶融スラグ、鉄鋼スラグ等、
種類は問わない。処理する溶融スラグには、経済性(低
融点)、処理性(流動性、低粘性)が要求されるが、溶
融性を評価する指標として塩基度(CaO/SiO
2 比)が一般によく用いられ、ほぼ1付近になる様成分
調整が行われ、シリカ粉や消石灰が使われることが多
い。その他ドロマイト等も用いられる。次に、図面を用
いて本発明を詳細に説明する。図1に、本発明の風砕ス
ラグの製造方法に用いる装置の断面図を示す。
【0009】図1において、1は水平型重力分級機、2
aは大粒子下部ホッパ、2bは中粒子下部ホッパ、2c
は小粒子下部ホッパ、3は溶融スラグ管、4は空気ノズ
ル、5は排気口、6は水槽、7は水注水管、8aは大粒
子振動篩、8bは中粒子振動篩、8cは小粒子振動篩、
aは溶融スラグ、bは噴出空気、cは冷却水、dは排出
空気、eは大粒子、fは中粒子、gは小粒子、hは篩後
大粒子、iは篩後中粒子、jは篩後小粒子、kは篩後微
粒子である。成分調整によって十分流動性がある溶融ス
ラグaは、溶融スラグ管3から水平型重力分級機1内に
落下する。空気ノズル4は、溶融スラグ管3の下方から
斜め上方に向け、噴出空気bによって溶融スラグaを粉
砕する。風量、空気ノズル4の噴出口の寸法等は、溶融
スラグaの流下量、粘性によって変わり、また溶融スラ
グは高温(1300℃前後)であり、鉄板(又はステン
レス製)の水平型重力分級機1の保護のため、水槽6か
ら水cを注水することが望ましい。水cは注水後直ちに
蒸発する。
【0010】粉砕した粒子群は水平型重力分級機1内で
斜め上方に吹き上げられ、噴出空気bや水cによってさ
らに冷却固化され、そして、粒径の違いにより、重力差
で分級されて、水平型重力分級機1の下部にある大粒子
下部ホッパ2aに主に大粒子e、中粒子下部ホッパ2b
に主に中粒子f、小粒子下部ホッパ2cに主に小粒子g
が、この順に貯えられる。これらは、粒子の終末速度の
差によって分級されるが、実際には粒子の偏平度等の粒
子の形状によっても終末速度は変わること、また、噴出
空気bも偏流していること等から、分級効果は必ずしも
良好とは言えない。表2に粒径と終末速度の関係を示
す。表3では、スラグの密度を2500kg/m3 、空
気の温度を100℃として計算している。スラグ密度2
500kg/m3 は下水汚泥や都市ごみ焼却灰であり、
鉄鋼スラグは2900kg/m3 以上ある。
【0011】
【表2】
【0012】表2に示されるように、生成スラグを単一
球形粒子とすると終末速度の差から、計算上は十分分離
できるが、粒子の偏平や偏流、溶融スラグの流動性の不
安定等で分級の効率は悪くなってしまう。そのため、使
用目的によっては、さらに粒度調整が必要となることが
ある。その場合、図1に示されるように、大粒子振動篩
8a、中粒子振動篩8b、小粒子振動篩8cにより、希
望する粒径のスラグを精度を上げて確保できる。図1で
各ホッパからの行き先変更は、切替ダンパによって行う
ことができる。こうして、篩後大粒子h、中粒子i、小
粒子j、微粒子kが得られる。例えば、これらの振動篩
は、8aが2.5mm、8bが1.2mm、8cが0.
6mmとすることができる。
【0013】排気口5からの排出空気dは、微粒子を多
く含むため、除塵装置等が後段に必要となる。図1の装
置を用いた風砕スラグの製造法の場合、噴出空気bによ
る冷却が不十分なときは、お互いに粒子が結合し合って
大きな塊になり(例え固化した粒子が生成しても、固化
不十分の粒子に会合すると大きな塊になり、即落下す
る)、分級の目的を達成することができない。図2は、
本発明の風砕スラグの製造に用いる他の装置の断面図で
あり、溶融スラグaの冷却効果を上げて大塊化を防止す
るために、別途冷却のための空気口を設けている。
【0014】図2において、14は冷却空気口、15は
整流板で、その他の符号は図1と同一である。図3に、
空気ノズル4を接続する噴出空気供給ラインの部分構成
図を示す。図3において、16はコンプレッサ、17は
空気管、18は流量計、減圧装置、19はエアホース、
20はホースバンドである。空気ノズル4は、噴出口厚
さ3mm程度のステンレス板又は鉄板製の溶接構造で、
空気噴出部(開孔部)は長方形で、上下板の隙間は0.
5〜2mmである。
【0015】
【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。 実施例1 図1の装置(但し、振動篩はなし)を用いた実験例を示
す。都市ごみの灰の溶融スラグ6tを15〜20分で処
理した。溶融スラグの温度は約1400℃であった。空
気ノズルの先端は150mm×1mmで、この部分より
圧縮空気4.5〜5Nm3 /minを噴出させ、風砕ス
ラグを作成した。 (実験結果)得られた風砕スラグは気泡も角もなく、表
面は滑らかであった。粒径は分布の幅は広いものの、お
おむね3つの下部ホッパ中にそれぞれ大粒径、中粒径、
小粒径を比較的多く含むサンプルに分離できた。 体積比率で大粒径:中粒径:小粒径は2:6:1であっ
た。
【0016】実施例2 図2の装置(但し、振動篩はなし)を用いた実験例を示
す。都市ごみの灰の溶融スラグ6tを15〜20分で処
理した。溶融ノズルの先端は150mm×1mmで、こ
の部分より圧縮空気を4.5〜5Nm3 /minを噴出
させ、風砕スラグを作成した。冷却用空気口からは70
〜100m/s空気を噴出し、スラグを冷却した。実施
例1と同様、分布の幅は広いものの、おおむね3つの下
部ホッパ中にそれぞれ大粒径、中粒径、小粒径を比較的
多く含むサンプルに分離できた。体積比率も実施例とほ
ぼ同じであるが、冷却効果の違いで、大粒径ホッパ中、
5mm以上の骨材の比率が実施例1より少なかった。
【0017】
【発明の効果】本発明により、空冷スラグを作る際、風
砕法と水平型重力分級機を組合せ、機械的な破砕工程、
篩分け工程、及び角取り工程が不要な簡便な装置を提供
できた。得られる骨材は、空冷して機械的に破砕したス
ラグに比べ、気泡や角がなく、表面は滑らかで、実績率
(単位容積当りの骨材の占める割合)が大きく、応力集
中が少ない。また、使用目的に応じて、粒度調整して出
荷する必要がある場合は、振動篩等が必要になるが、そ
の場合でも大まかな粒度調整ができているので、少ない
エネルギーで収率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の風砕スラグの製造に用いる装置の断面
図。
【図2】本発明の風砕スラグの製造に用いる他の装置の
断面図。
【図3】噴出空気供給ラインの部分構成図。
【符号の説明】
【0018】1:水平型重力分級機、2a、2b、2
c:下部ホッパ、3:溶融スラグ管、4:空気ノズル、
5:排気口、6:水槽、7:水注水管、8a、8b、8
c:振動篩 a:溶融スラグ、b:噴出空気、c:冷却水、d:排出
空気、e:大粒子、f:中粒子、g:小粒子、h:篩後
大粒子、i:篩後中粒子、j:篩後小粒子、k:篩後微
粒子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 泊 正雄 福岡県北九州市小倉南区津田新町1丁目13 番26号

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溶融スラグを、水平型の重力分級機中に
    流出させ、該流出する溶融スラグの下方より斜め上向き
    に空気を噴出させて、粉砕、冷却固化、分級して風砕ス
    ラグを得ることを特徴とする風砕スラグの製造方法。
  2. 【請求項2】 前記水平型の重力分級機は、溶融スラグ
    を冷却するための空気口を別途有することを特徴とする
    請求項1記載の風砕スラグの製造方法。
JP9366638A 1997-12-26 1997-12-26 風砕スラグの製造方法 Pending JPH11188347A (ja)

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JP9366638A JPH11188347A (ja) 1997-12-26 1997-12-26 風砕スラグの製造方法

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103451330A (zh) * 2013-09-04 2013-12-18 北京神风创新热能技术有限公司 改进的冶金熔渣干熄处理装置及其处理方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103451330A (zh) * 2013-09-04 2013-12-18 北京神风创新热能技术有限公司 改进的冶金熔渣干熄处理装置及其处理方法

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