JPH11189440A - 水砕スラグの製造方法 - Google Patents

水砕スラグの製造方法

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JPH11189440A
JPH11189440A JP9366637A JP36663797A JPH11189440A JP H11189440 A JPH11189440 A JP H11189440A JP 9366637 A JP9366637 A JP 9366637A JP 36663797 A JP36663797 A JP 36663797A JP H11189440 A JPH11189440 A JP H11189440A
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JP
Japan
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slag
water tank
granulated
water
molten slag
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JP9366637A
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English (en)
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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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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2400/00Treatment of slags originating from iron or steel processes
    • C21B2400/02Physical or chemical treatment of slags
    • C21B2400/022Methods of cooling or quenching molten slag
    • C21B2400/024Methods of cooling or quenching molten slag with the direct use of steam or liquid coolants, e.g. water
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2400/00Treatment of slags originating from iron or steel processes
    • C21B2400/02Physical or chemical treatment of slags
    • C21B2400/034Stirring or agitating by pressurised fluids or by moving apparatus
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2400/00Treatment of slags originating from iron or steel processes
    • C21B2400/05Apparatus features
    • C21B2400/066Receptacle features where the slag is treated
    • C21B2400/072Tanks to collect the slag, e.g. water tank

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  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Manufacture Of Iron (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶融スラグから角ばりや偏平のない、なめら
かな表面をもった水砕スラグの製造方法を提供する。 【解決手段】 溶融スラグaを、噴出する空気12で攪
拌されている水槽7中の水cに投入して、水砕スラグb
を得ることを特徴とする水砕スラグの製造方法としたも
のであり、前記水槽7中に投入する溶融スラグaは、流
下してくる溶融スラグaを一時貯留3し、該貯留した溶
融スラグaを一定量ずつ水槽7中に流出するのがよく、
また、前記水槽7からオーバーフロー13した水砕スラ
グbを含む水cを、網を張った籠16を備えた水槽15
に受け、該籠16に水砕スラグbを捕集することができ
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、水砕スラグの製造
方法に係り、特に、鉄鋼スラグや廃棄物の燃焼スラグ等
の溶融スラグから高品質の水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、水砕スラグは、装置の構
造が他に比べて簡単なため、維持管理が容易である。ま
た、炉のシール性が優れているという特色がある。
【0004】図3に従来の水砕スラグ冷却・固化装置を
示す。図3において、1は溶融炉、2aは水砕トラフ、
7は水砕水槽、8はスラグ搬出コンベア、9はスラグピ
ット、10は循環水ポンプ、aは溶融スラグ、bは水砕
スラグ、cは水を示す。炉1側から直接水砕水槽7に溶
融スラグaを落下させることもできるが、急激な水蒸気
の発生によって内圧が上昇し、爆発の危険がでてくる。
そのため、溶融炉1から垂直に水砕水槽7に落ちる水砕
トラフ2の真横に水砕ノズルを設け、一気に水蒸気の発
生を和らげる方法もある。この様にして、細砂状のスラ
グを生成できるが、粒径判定実績率(単位容積1m3
の骨材の実質部分の割合を百分率で表わしたもので、実
績率が大きいと、空隙率は小さくなる。)は低く、これ
はスラグの粒径が角ばり、偏平なものや不規則なものを
含むためであり、内部に気泡を含み易い。
【0005】また、水砕スラグについて、骨材の単位容
積重量は粒径、粒度、比重などによって相違するので実
績率も含めて検討する必要があり、溶融スラグは比重が
大きいにも拘らず単位容積重量が小さく、このため実績
率も川砂の66%に対して53%と著しく小さな値を示
しており、これはガラス質スラグ、結晶スラグは共に角
ばった形状をしており、また、0.6mm以下の細粒分
が少ない粒度のためと思われる、との記載もある。従来
公知の細骨材の試験結果を表2に示す。
【0006】
【表2】 前記で、ガラス質スラグは水砕スラグのことである。J
ISA 5005、コンクリート砕石及び砕砂の砕砂に
は、実績率53%以上の規定がある。それからすれば前
文中の53%はすれすれであり、他の文献における水砕
スラグの値も60%前後を示すデータはあるが、実績率
は締め固め性等に影響を与え、自然の砂の値に近づける
ことが望ましい。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術に鑑み、溶融スラグから角ばりや偏平のない、なめら
かな表面をもった水砕スラグの製造方法を提供すること
を課題とする。
【0008】
【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、噴出する空気で攪拌さ
れている水槽中の水に投入して、水砕スラグを得ること
を特徴とする水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、水槽中に投入する溶融スラグ
は、流下してくる溶融スラグを一時貯留し、該貯留した
溶融スラグを一定量ずつ水槽中に流出するのがよく、ま
た、水槽からオーバーフローした水砕スラグを含む水
を、網を張った籠を備えた水槽に受け、該籠に水砕スラ
グを捕集することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明では、水の攪拌手段として
空気のバブリングを用いているが、単に循環ポンプによ
る水の攪拌だけでは、目的の水砕スラグは得られない。
また、水砕スラグの気泡を除くためには、溶融炉側で十
分な滞留時間(1時間程度)をかければよいが、それが
不可能な場合は、炉から水砕水槽の間に、十分保温され
た一時溶融スラグを貯留する容器を設け、脱気を行った
後、水砕水槽に溶融スラグを落下させればよい。脱気だ
けの目的では、簡単な貯め升を使ってもよい。気泡が十
分抜けきれないと得られるスラグの強度が非常に弱くな
り、埋め戻し材等、限られた用途にしか利用できない。
【0010】次に、本発明を図面を用いて詳細に説明す
る。図1は、本発明の製造方法に使用する装置の概略断
面図である。図1において、1は溶融炉、2bはスラグ
排出口、3は溶融スラグ一時貯留容器、4は溶融スラグ
オーバーフロー管、5は溶融スラグ抜出し管、6は溶融
スラグブロー管、7は水砕水槽、11は空気コンプレッ
サー、12は空気管、13は水砕水槽オーバーフロー
管、14はオーバーフロー水連絡管、15は水槽、16
はスラグ捕集籠、17は補給水管、18は水槽オーバー
フロー管、19は補給水管であり、aは溶融スラグ、b
は水砕スラグ、cは水、dは空気泡を示す。溶融炉1は
溶融スラグaを約1時間滞留させ、溶融炉1中をオーバ
ーフローさせて、スラグ排出口2bより大気中を経由し
て一時貯留容器3に落下する。熱の損失を極力防ぐた
め、スラグ排出口2bの先端は、一時貯留容器3に近づ
けることが望ましい。
【0011】スラグ排出口2bは十分予熱され、溶融ス
ラグaの粘性が低下して一部固化するのを防止してい
る。図3では水砕トラフ2aは、先端が水砕水槽3の水
中に没し、ガスシールを行っているが、図1では溶融炉
1で溶融スラグaを障壁20によってガスシールしてい
る。一時貯留容器3は、溶融スラグオーバーフロー管
4、溶融スラグ抜出し管5、溶融スラグブロー管6を備
え、超音波レベル計でレベル高(LH)、レベル低(L
L)の間で、溶融スラグ抜出し管5のバルブにより、O
N−OFF制御される。LHとLLの間は広い方が、時
々刻々溶融する溶融スラグの変動を吸収し易いが、ヘッ
ド差が大きくなり負荷変動に応じた一時貯留容器3の容
量、LHとLLの幅を選定する必要がある。この一時貯
留容器3は脱気目的にもなる。
【0012】一時貯留容器3は十分に保温され、溶融ス
ラグ抜出し管(これも十分保温されている)より、略定
量の溶融スラグaが大気中を経由して水砕水槽7に落下
する。水砕水槽7は水cで満たされ、ここに空気コンプ
レッサ11より空気を空気管12を通して噴出させ、水
砕水槽7内を発生した空気泡dにより攪拌し、溶融スラ
グaをここに落下すると、角のとれた丸味のある粒径5
mm以下の水砕スラグb(細砂)が次々と生成してい
く。ここで、空気管12の先端は、水砕水槽7の径の1
/3位の位置に、約30°下向きにセットすることが、
ほどよい攪拌のために好ましい。
【0013】水砕スラグbは、空気泡dと共に水砕水槽
7内では流動状態となるが、水砕水槽オーバーフロー管
13、オーバーフロー水連絡管14を通して、水砕水槽
中の水cと共にオーバーフローして水槽15に流入す
る。水槽15には、スラグ捕集籠16が置かれ、籠16
の頂部が水槽15のオーバーフローレベルより上側に出
る様にしてある。スラグ捕集籠16は周囲が補強され、
150μmの網が張られており、水砕スラグbの大部分
がこの籠16で捕捉される。運転中の余剰の水は、水槽
オーバーフロー管18よりオーバーフロー水として系外
に流れる。補給水管17は水砕水槽7への初期の給水用
と水砕水槽7のオーバーフロー水の補充用であり補給水
管19は水槽15への初期の給水用である。
【0014】溶融スラグ抜出し管5は、水砕水槽7に分
散して溶融スラグaを投入する場合、複数本設置するこ
とができる。図2は本発明の水砕スラグの製造方法に使
用する装置の水砕水槽7以降の別の断面構成図である。
図2において、20は流量計減圧装置、21はエアホー
ス、22はランス管、23は金網、24は補給水槽、2
5は水中ポンプ、26は補給水管を示し、このように図
2では水中ポンプ25で水を循環しながら行っている。
図2において、図1と同一符号は同じ意味を有する。こ
の際、吹き込む空気圧は元圧で、4kg/cm2 G、減
圧後で0.5kg/cm2 G程度でよく、また、空気流
量は、使用する水砕水槽の容量にほぼ比例して増減させ
ることができる。
【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2に示す装置を用いて、水砕スラグを製造する実験を
行った。図2において、水砕水槽7を200リットルド
ラム缶、スラグ供給量を50kg/分、スラグ籠16を
500kg容量とした。金網23は吊上げ可能で、万一
大粒径の水砕スラグbで出来ても、水砕水槽7から除去
できるようにしたものである。都市ごみの灰の溶融スラ
グを供給量500kg/10分、20Aのランス管22
からの空気流量を1〜1.5Nm3 /分(元圧4kg/
cm2 G、減圧後、0.5kg/cm2 G)で実験を行
った。水砕水槽7内の平均温度は40〜50℃であっ
た。水の補給は水砕水槽のオーバーフロー管からのスラ
グの流れが円滑になるように調整した。この際、水温が
40〜50℃に保てるように考慮した。 (結果)得られた水砕スラグは捕集量が約500kg/
10分で、その径が5mm以下の細粒で、気泡も角もな
く、表面はなめらかであった。またスラグは固く、実績
率も68%であり、川砂(実績率約66%)に比べても
遜色なかった。
【0016】
【発明の効果】本発明により、角のとれた水砕スラグを
製造することが可能になり、実績率が上がり、砕砂とし
ての利用価値が高まった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の水砕スラグの製造に使用する装置の概
略断面図。
【図2】本発明の水砕スラグの製造に使用する他の装置
の概略断面図。
【図3】従来の水砕スラグの冷却・固化装置の概略断面
図。
【符号の説明】
1:溶融炉、2b:スラグ排出口、3:一時貯留容器、
4:溶融スラグオーバーフロー管、5:抜出し管、6:
溶融スラグブロー管、7:水砕水槽、11:空気コンプ
レッサー、12、21:空気管、13:水砕水槽オーバ
ーフロー管、14:オーバーフロー水連絡管、15:水
槽、16:スラグ捕集籠、17:補給水管、18:水槽
オーバーフロー管、19、26:補給水管、20:減圧
装置、22:ランス管、23:金網、24:補給水槽、
25:水中ポンプ a:溶融スラグ、b:水砕スラグ、c:水、d:空気泡
───────────────────────────────────────────────────── 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 (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溶融スラグを、噴出する空気で攪拌され
    ている水槽中の水に投入して、水砕スラグを得ることを
    特徴とする水砕スラグの製造方法。
  2. 【請求項2】 前記水槽からオーバーフローした水砕ス
    ラグを含む水を、網を張った籠を備えた水槽に受け、該
    籠に水砕スラグを捕集することを特徴とする請求項1記
    載の水砕スラグの製造方法。
  3. 【請求項3】 前記水槽中に投入する溶融スラグは、流
    下してくる溶融スラグを一時貯留し、該貯留した溶融ス
    ラグを一定量ずつ水槽中に流出することを特徴とする請
    求項1記載の水砕スラグの製造方法。
JP9366637A 1997-12-26 1997-12-26 水砕スラグの製造方法 Pending JPH11189440A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014125396A (ja) * 2012-12-27 2014-07-07 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 水砕スラグの製造方法及び製造装置
JP2016047782A (ja) * 2014-08-27 2016-04-07 Jfeスチール株式会社 凝固スラグの熱回収方法および熱回収システム

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014125396A (ja) * 2012-12-27 2014-07-07 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 水砕スラグの製造方法及び製造装置
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