JPS5813831B2 - 溶融滓の処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は溶融滓の処理装置に関する。

溶融滓、特に高炉から溶融状態で排出される高炉滓は現
在年間約２７００万トン生産されておりその大半は道路
工事用および製鉄所構内の土地造成、埋立用に使用され
ているが、処理する際の敷地利用効率、作業環境が良く
なく、かつ処理費用の点で問題があり、もつと価値の高
い製品として有効利用することが望まれている。

現在一般に行なわれている高炉滓の処理手段は溶融滓に
高圧水を噴射させて急冷細粒化させる水滓法や、溶融滓
をピットに流し込み放冷後散水徐冷した後堀り出し搬出
するスラグピット法または鉱滓畑法がある。

前者はその方法の後乾燥微粉化して高炉セメントの原料
として利用されるが、コンクリート骨材としては適当で
なく、また後者は掘削の後に破砕、篩分設備に送られ道
路工事やコンクリート工事または珪カル肥料として適当
な粒度に分別されて使用されており、この場合の高炉滓
はコンクリート骨材として使用する場合一般砕石に比べ
て気孔率、吸水率が高く、また摩擦減量が大きいなどの
欠点があって極く限られた範囲にしか利用されていない
。

一方、現在の手段では設備的にみて以下のような諸問題
がある。

（１）前記スラグピット法は高炉に隣接して広大な敷地
を必要とし、そのため高炉の操業に直接関係する設備の
配置が制約される、 （２）屋外の広大な敷地に溶融滓を貯溜させるため高炉
滓中に含まれる未燃物質が大気中で燃焼して有害ガスを
発生し、そのため高炉周りの作業環境が悪化し、さらに
構造物の腐食を誘発させる原因となっている、 （３）冷却、固化させるため大量の水を必要とし蒸気の
大気拡散、汚水の発生が問題となっている、（４）溶融
滓の保有然はいたずらに大気中に拡散されており、排熱
回収の研究がなされているが、未だ解決されていない、 （５）掘削、運搬、破砕、篩分など処理に要する費用が
大きくまた要因の削減に限界がある。

また、土木・建築業界では資源の枯渇化と環境整備の強
化によりコンクリート工事の骨材として用いる良質の天
然砂の入手が困難になって来ておりそのため天然砂の代
替品としての期待がなされている。

しかしコンクリート用の細骨材として利用するためには
粒度を５ｍｍ以下とする必要があり、そのために破砕、
篩分けを繰り返して得られた５ｍｍ以下の高炉滓は０．
１５ｍｍ下の微粒子が約５０％と非常に多く、「土木学
会」で規定するコンクリート標準示方書の粒度分布と大
幅な差があり、そのままではコンダリート細骨材として
は不適当であり、従って０．１５ｍｍ以下の細骨材を分
別して残りの約５０％を利用することになり、利用効率
が低く、またＱ，１５ｍｍ以下の微粉は珪カル肥料とし
て利用できるが、その需要は比較的少なかった。

本発明は従来の上記事情に基き改良を施したもので次の
着想に基く。

溶融状態の高炉滓をある一定の高さから床面に滴下する
と床面に当った衝撃により床上に分散し固化して球状の
細粒ができるが、本発明ではこれをさらに追跡して床面
に衝突した溶融滓は先づ床面上を円板状となってその直
径を拡大させ、同時に外周方向に行くに従って厚みを減
少することを了解した。

ところがある直径と厚みに達すると表面張力の作用で円
板の外周に環状帯が形成され、この環状帯はその環径を
漸次増大させ遂にはその環状帯が分裂して細粒化し、放
射状に分散し、ざらに細粒に分散された状態で各粒子は
表面張力の作用により球状化することを見出したのであ
る。

本発明は上記の特質に着眼し、高炉で大量に発生する溶
融滓を連続的に、工業的規模で処理する溶融滓の処理装
置を提供しようとするものである。

そのため本発明によれば溶融滓の落下滴が床面で放射状
に拡散する状態を高速で回転する案内板の上ならびに大
気中で実現したものである。

換言すれば案内板を備えた回転円筒の中央開口部から円
周に亘って一様にしかも一定量の溶融滓を該案内板の表
面に供給し、該回転円筒の回転による遠心力によって該
溶融滓を案内板上において外周方向に拡散し、さらに引
続いて大気中に拡散するものであり、落下衝突によって
与えられた拡散エネルギーを遠心力によって与えたもの
である。

しかして前記案内板および中央開口部の直径を適当な大
きさに選定すれば溶融滓の処理量に応じた設備とするこ
とができ、初歩的の落下滴の手段に比べ実効性は飛躍的
に増大することが期待できる。

しかして案内板の中央開口部から溶融滓を円周上に均一
に定量供給するためには案内板の回転円筒の内壁に沿っ
て溶融滓が遠心力の作用によって一定量貯溜できるよう
にし、該回転円筒内には樋など適当な手段で一定量の溶
融滓を供給させ、しかも回転円筒の内壁に沿って貯溜し
た溶融滓が案内板を有する回転円筒の中央開口部から溢
出して達成したものである。

すなわち本発明の要旨は、溶融滓のような溶融流体が遠
心力により内壁に付着するのに充分な回転作用を行う回
転円筒を、ガス排出口と球状粒子の排出口とを有するケ
ーシングに可及的密封状態に取付け、該回転円筒の中央
開口部の外周に、溶融流体が供給量に応じて中央開口部
の外周より溢出し、遠心力の作用によって外周方向に拡
散、分離して固化するよう、案内板を備えたことを特徴
とするものである。

以下添付図面を参照して本発明の実施例を説明する。

実施例 １ ほぼ径方向を垂直に直立した円形のケーシング１の側方
の一箇所に、フランジ状案内板２および堰３をケーシン
グ１内に配置した回転円筒４をシール装置を介して嵌合
保持し、該回転円笥４の堰３の中央には中央開口部６を
設けると共に該回転円筒４の外側には溶融滓Ｓを案内す
る樋７を設けるための供給口８を設ける。

前記回転円筒４は適当な駆動手段９を用いて支持される
と共に回転運動を付与できるようになっている。

図中、符号１０はガス排出口、１１は球状粒子Ｐの排出
口を示す。

本発明の作動状態を説明すると、流量を調整された状態
の溶融滓Ｓは回転円筒４の供給口８から樋７を経て回転
円筒４内に供給され、ここで該回転円筒４は駆動手段９
によって回転されるので遠心力の作用で該溶融滓Ｓは回
転円筒２の内壁に圧着された該内壁に貯溜する。

すると、該回転円筒４の内壁に沿って貯溜した貯溜溶融
滓Ｓ１は引続いて供給される溶融滓Ｓによって回転円筒
４の先端の中央開口部６に設けた堰３から溢出する。

溢出した溶融滓Ｓ２は回転円筒４の先端部に堰３と一緒
に設けたフランジ状案内板２の表面に達すると遠心力の
作用により該案内板２の表面を伝わって外周方向に拡散
される。

この場合案内板２の表面にある表面溶融滓Ｓ３は外周方
向に拡散されるに従い、厚みが減少し溶融滓の表面張力
によって先づ案内板２の表面で円板上に拡散している溶
融滓はその外周部で環状となるべく分離し、次いでその
環径が拡大して遂には分裂して球形の粒状となって放射
状に前記案内板２の外周部からケーシング１内の外気中
に放散する。

このように外気中に放散された球状粒子Ｐはケーシング
１内を飛しようする間に適当な手段で球状粒子Ｐの表面
を冷却、固化し、該球状粒子間が相互に付着しないＪう
にし、かつ適当な手段でケーシング１の下方の排出口１
１から外部に搬出され、その後他の設備でさらに常温に
まで冷却される。

この間、冷却庚熱を回収してエネルギーの有効利用を図
ることかできる。

また前記回転円筒４とケーシング１との隙間にはシール
装置５が設置してあるから供給に８の部分以外は殆んど
完全に密閉した容器の中で溶融滓を粒状化させることが
できる。

しかして処理の際に発生する有害ガスは上部ガス排出口
１０から捕集し公害の発生を回避すことができる。

なお、実施例１において、樋７は後記する実施例２に示
すタンディッシュを介して管状供給路として回転円筒４
に溶融滓を供給することができ、この場合は本発明装置
の気密性をさらに向上させることができる。

実施例 ２〔第２図参照〕 この実施例は実施例１と異なってケーシング１をほぼ水
平に設置した場合を示し、第２図中の第１図と同じ符号
は実施例１と同一部分を示す。

実施例２の場合、回転円筒４はほぼ垂直であり、案内板
２を上部にし、実施例１の供給口８の位置は実施例２に
おいて密閉した回転容器の底部とし、さらに中央開口部
６から溶融滓Ｓを回転円節４内に定量供給できるように
樋７およびタンディッシュ１２を配設してある。

以上、実施例１および２について説明したが、本発明の
前記目的を達成するためには案内板２は必ずしも回転軸
と直交する平面とする必要はなく外部に向ってその径を
拡大する回転軸と周軸の反転体の内面を構成していれば
よく、その形状は処理する溶融滓の性状に応じて適当に
決定することができる。

また、ケーシング１の中で球状粒子Ｐを冷却し、表面を
固化させて外部に排出する手段として、例えばケーシン
グ１内に外部から冷却用ガスを導入して球状粒子Ｐがケ
ーシング１内で浮遊している間に冷却させ、球状粒子Ｐ
の表面が固化するのに充分な距離をもたせてケーシング
１の大きさを決めることができ、この場合固化した球状
粒子はケーシング１の下部に堆積し排出口１１から適時
排出され、また排出口１０からは処理時に発生したガス
と共に冷却に用いたガスを排出させるのである。

以上本発明の説明においては高炉で発生する溶融滓を対
象として説明したが、本発明は平炉、転炉、電気炉その
他の溶解、精錬の過程で発生する鉱滓に対しても有効に
適用できるものであり、さらに溶融金属の粉粒を製造す
ることも可能である。

また、本発明に用いた粒状化の手段では、溶融滓の処理
量と与えられる遠心力の大きさにより粒子の大きさが決
定されるが、溶融滓の温度によって変化する粘性の大き
さによっても変化する。

したがって、均一な粒子の大きさを得るためには、本発
明で処理する溶融滓の温度は降下しても粘性が急激に増
大する温度域を越えた充分高い温度域になければならな
い。

また粘性の急上昇する温度域を利用して溶融滓の温度を
コントロールすることにより鉱滓綿を製造する技術に応
用可能である。

本発明の溶融滓の処理装置は、上述のごとき構成である
から、下記のごとき優れた効果を奏し得る。

■）水による粒状化および冷却を行わないので、吸水率
、気孔率の低い品質の安定した粒状滓を得ることができ
、コンクリート用細骨材として有効利用の道が開ける。

■）高炉から発生した溶融状態の鉱滓を直接粒状化させ
るので、プロセスが単純化し、経済的効果が大きい。

■）溶融滓の温度、供給量、ならびに回転ドラムの回転
数を調整することにより、必要とする粒状滓の粒度を調
整することができる。

■）適当な冷却装置を付加することにより、排熱回収を
行うことができるから、省エネルギー化に役立つ。

■）設備の構造が比較的簡単であり、密閉化できるので
、環境保全状の対策をたてることができる０ ■）流体の表面張力を利用した粒状化プロセスであるか
ら、製品粒子のばらつきが少なく、コンクＩＪ−ト細骨
材としての歩留りが大きい。

■）高炉滓に限らず、他の溶解、精錬によって発生する
鉱滓も粒状化することができる。

■）溶融金属を微粉化するプロセスにも応用できるから
経済性が高い。

１）ｎ）転炉滓のように、溶融金属を混在させている鉱
滓を処理する場合には、回転ドラムに金属抽出装置を設
けることにより、遠心分離を行うことができるので資源
回収の面からも好ましい。

Ｘ）凝固点付近の比較的低温域での鉱滓の高粘性を利用
して副次的に鉱滓綿を得ることもできる，

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例を示すもので、第１図は回転円筒を
垂直方向に立てて設置した円形ケーシングに取付けた第
１の実施例の略断側面図、第２図は回転円筒を水平方向
に寝せて設置した円形ケーシングに取付けた第２の実施
例の略断側面図である。 図中、本発明を理解するのに必要な符号を示すと、１・
・・・・・ケーシング、２・・・・・・フランジ状案内
板、３・・・・・・堰、４・・・・・・回転円筒、５・
・・・・・シール装置、６・・・・・・中央開口部、Ｔ
・・・・・・樋、８・・・・・・供給口、９・・・・・
・駆動手段、１０・・・・・・ガス排出口、１１・・・
・・・排出口、Ｓ・・・・・・溶融滓、Ｓ１・・・・・
・貯溜溶融滓、Ｓ２・・・・・・溢出した溶融滓、Ｓ３
・・・・・・表面溶融滓、Ｐ・・・・・・球状粒子を示
す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 溶融滓のような溶融流体が遠心力により内壁に付着
   するのに充分な回転作用を行う回転円筒をガス排出口と
   球状粒子の排出口とを有するケーシングに可及的密封状
   態に取付け、該回転円筒の中央開口部の外周に、溶融流
   体が供給量に応じて中央開口部の外周より溢出し、遠心
   力の作用によって外周方向に拡散、分離して固化するよ
   う、案内板を備えたことを特徴とする溶融滓の処理装置
   。