JPS61101437A - 溶融高炉スラグの処理方法 - Google Patents

溶融高炉スラグの処理方法

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JPS61101437A
JPS61101437A JP59223178A JP22317884A JPS61101437A JP S61101437 A JPS61101437 A JP S61101437A JP 59223178 A JP59223178 A JP 59223178A JP 22317884 A JP22317884 A JP 22317884A JP S61101437 A JPS61101437 A JP S61101437A
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JP
Japan
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slag
blast furnace
moving bed
furnace slag
molten blast
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Pending
Application number
JP59223178A
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English (en)
Inventor
哲之 中村
孝一 藤井
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.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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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
    • C21B2400/04Specific shape of slag after cooling
    • C21B2400/042Sheets

Landscapes

  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Manufacture Of Iron (AREA)
  • Furnace Details (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 この発明は、溶融状態の高炉スラグを乾式で急冷し、水
砕スラグと同等の品質を有するスラグを安定して製造す
ることが可能な溶融高炉スラグの処理方法に関する。
従来技術とその問題点 周知のごとく、溶融高炉スラグは水砕処理して高炉セメ
ント原料等に利用されている。すなわち、水砕スラグは
溶融状態の高炉スラグに高圧水を吹付けて急冷固化して
製造するので潜在水硬性(セメントと同様の凝結反応を
起こす性質)に富むからである。しかし、水砕スラグは
脱水°処理後でも約10%の水分を含んでいるため、セ
メント原料等に用いる場合には微粉砕の前に乾燥処理す
る必要がある。この乾燥処理は通常ロータリーキルン等
により行なわれているが、多額の処理費を要している。
また、水砕スラグは高圧水を吹付けて製造する関係上、
吹製箱の周辺には水蒸気が発生し、作業環境が悪く周辺
機器の防食対策が必要であり、設備費が高くつく。従っ
て、溶融スラグを乾式で急冷する方法が有利である。
溶融状態の高炉スラグを急冷してガラス化する場合は、
1450″C程度の溶融温度から800℃程度の固化温
度までの温度領域を急冷しなければならない。その工業
的な方法としては、例えば裏面から水冷されたステイー
ルベルトコンベア上に溶融スラグを供給し、そのベルト
コンベア上面に近接配置したロールにより圧延する方法
が提案されている(特開昭57−123845号)。し
かし、この方法は、ステイールベルトの耐久性が劣るこ
と、高度の制御技術および制御設備が必要なこと等の問
題を有し、実石化は極めて困難である。
また、他の方法として、冷却構造の1対のロールの間に
溶融スラグを注入し、ロール表面に付着したスラグをス
ラグプールから引き上げるようにロールを回転させて冷
却する方法がある(特開昭57−6290号)。しかし
、この方法では、溶融スラグがプールに滞留する間に結
晶が生成し、ガラス化率の高い高品質のスラグを得るこ
とは容易でない。
そこで、この発明者らは、先に水砕スラグ相当品質のス
ラグを乾式で製造する方法を開発した(特願昭57−1
44368号、特願昭57−182005号、特願昭5
8−6331号、特願昭58−6332号。
特願昭58−219761号等)。この方法は、冷却さ
れた円形移動床と回転ロールとの間で溶融高炉スラグを
薄板状に圧延しながら冷却固化せしめる方法である。こ
の方法は、ガラス化率の高い急冷スラグの製造が容易で
あるばかりでな(、溶融高炉スラグの連続大量処理およ
び設備のコンパクト化がはかられるというすぐれた特徴
を有する。
この方法を実施するための装置は、前記したとおり、冷
却された円形移動床と複数個の回転ビールが主たる構成
要素であり、回転ロールは円形移動床の上に近接してほ
ぼ等間隔の位置に設置するのが一般的であった。ところ
が、圧延された薄板スラグの品質(ガラス化率)は、回
転ロールの配置条件によって変動し、前記のように回転
ロールをほぼ等間隔の位置に設置するのがかならずしも
適切ではないという問題が生じたのである。
発明の目的 この発明は、従来の前記問題を解決するためになされた
ものであり、ガラス化率の高い薄板スラグをより安定し
て展遺し得る溶融高炉スラグの処理方法を提案すること
を目的とするものである。
発明の構成 この発明に係る溶融高炉スラグの処理方法は、冷却され
た移動床と該移動床の上方に配置された水冷構造の回転
ロールとの間に溶融高炉スラグを供給し、該溶融高炉ス
ラグを5fl以下の厚さを有する薄板スラグに圧延しな
がら冷却固化するに際し、前記移動床上に溶融高炉スラ
グを供給した後2.5秒以内に前記回転ロールとの間で
圧延を開始することを特徴とし、また移動床上に溶融高
炉スラグを供給した後2.5秒以内に回転ロールとの間
で圧延を開始し、該圧延後2.5秒以内に次の回転ロー
ルにより圧延を行なうことを特徴とするものである。
円形移動床上に供給された溶融高炉スラグの厚さは約1
0fl程度であり、そのままの状態で圧延せずlこ冷却
するとスラグの熱伝導率(1〜2 k c allAr
lhoC)が小さいため冷却速度が遅くなり結晶質の多
いスラグになる。そのため、円形移動床上に供給された
溶融高炉スラグは、ガラス化率の高い薄板スラグが得ら
れる所定のスラグ厚さく5mm以下)にすみやかに圧延
することが得策である。また、最初の回転ロールで圧延
された薄板スラグを再圧延せずに円形移動床上で冷却す
ると、薄板スラグの周辺部が上方へそり返り移動床から
剥離するため、その部分で結晶が晶出する。そのため、
最初の回転ロールで圧延された薄板スラグは、可及的す
みやかに連続圧延することが品質向上につながる。
この発明は、このような知見より、移動床と回転ロール
とにより溶融高炉スラグを厚さ51n1以下の薄板スラ
グに圧延するに際し、溶融高炉スラグの供給側に最も近
い回転ロールを、溶融高炉スラグが移動床上に供給され
てから2.5秒以内に圧延される位置に設けることによ
って冷却速度を増加する方法をとったのである。また、
溶融高炉スラグが移動床上に供給されてから2.5秒以
内に最初の回転ロールで圧延した後、再び2.5秒以内
に次の圧延が行なわれる位置に2つ目の回転ロールを設
置することによって冷却速度を増加する方法をとったの
である。
ここで、溶融高炉スラグが移動床上に供給されるまでの
所要時間をそれぞれ2.5秒以内とした理由について、
以下に説明する。
この発明者らは、厚さ121ffの炭素鋼板からなる長
さ3.6OFF!、Iio、90mの通水冷却式の直線
型移動床と、長さ0.85m、外径0.20mの回転ロ
ール10個を用いて、最初の圧延が開始されるまでの時
間とガラス化率と、2回目の圧延が開始されるまでの時
間とガラス化率の関係を調べた。この実験では、移動床
冷却板と冷却水の熱伝達率が約2000kCal/rr
lh℃トナルヨウニ通水シタ。マタ、回転ロールの配置
条件の変更は、高炉徐冷スラグを電気炉を用いて再溶解
した溶融スラグを移動床上に供給するタンダッシュから
の距離を変える方法で行なった。試験条件は、移動床の
移動速度を0.4m1mとし、薄板スラグの厚さを5m
mに設定した。
第1図は移動床上に供給された溶融高炉スラグが最初の
回転ロール(以下A1回転ロールという)で圧延される
までの所要時間(以下第1圧延開始時間という)と薄板
スラグのガラス化率の関係を示したものである。この場
合の回転ロールの配置は、最後の黒10回転ロールを薄
板スラグが固化する直前の位置(タンディツシュからの
距離7m)に固定し、41回転ロールの位置を変化させ
、轟2回転ロールの位置は41回転ロールとの間隔を0
.5mとし、/L3〜49回転ロールについては等間隔
に設置した。
第1図の結果より、薄板スラグのガラス化率は、第1圧
延開始時間が2.5秒以内の場合に向上し、1秒以内は
ほぼ同レベルであることから、第1圧延開始時間は2.
5秒以内、望ましくは1秒以内にすべきであることがわ
かる。
また、@2図は前記黒1回転ロールで圧延された薄板ス
ラグが&22回転ロール再圧退されるまでの所要時間(
以下第2圧延開始時間)と薄板スラグのガラス化率の関
係を示したものである。この場合の回転ロールの配置は
、410回転ロールを前記試験と同様にタンディツシュ
から7mの位置に固定し、黒1回転ロールも同じ<0.
5mの位置に固定し、&22回転ロール位置を変化させ
、黒3〜49の回転ロールについては等間隔に設置した
第2図の結果より、薄板スラグのガラス化率は、第2圧
延開始時間が2.5秒以内の場合に向上し、1秒以内は
ほぼ同レベルであることから、第2圧延開始時間は2.
5秒以内、望ましくは1秒以内にすべきであることがわ
かる。
次に、この発明方法を実施するための装置の一例を第3
図および第4図に基づいて説明する。
第3図において、(1)はモータ等の駆動装置(M)に
より矢印入方向に回動する円形移動床、(2)は水冷構
造の回転ロール、(3)は散水冷却装置、(5)は底部
にノズル(5−1)を有するスフグ樋、(6)はスラグ
排出装置、(7)はスラグ搬出用コンベアであって、円
形移動床(1)は第4図に示すごとく、下部に車輪(1
−5)を有する台車構造のフレーム(1−1)の上面に
複数分割構造の冷却板(1−2)が貼付けられており、
基台(1−3)上に敷設したV−ル(1−4)上をモー
タ等の駆動装置(M)により所定の速度で水平に回転駆
動される仕組みとなっている。なお、回転駆動機構とし
ては、ラック・ビニオン方式等を採用することができる
この円形移動床(1)の上面に近接して配置する回転ロ
ール(2)は、基台(1−3)上に立設した架台(2−
2)にてその回転軸(2−1)が軸受(2−3)を介し
て支持され、溶融スラグを所定厚さに圧延する際に該溶
融スラグの含熱の一部を抜熱するため、回転軸(2−1
)を給排水管として用い内部を水冷する構造となってい
る。なお、この回転ロールの径は、溶融スラグを圧延す
るときにスラグ上面を平滑な面とするため、回転ロール
(2)の周速度と移動床(1)の回転速度が同調するよ
うに内端部はど細く、外端部はど太くなっている。また
、回転ロールの駆動は円形移動床と同様にモータ等の動
力による方法、あるいは図示のごとく回転ロールの端部
に設けたバンド(2−4)を介して移動床との摩擦によ
る方法のいずれでもよい。
この発明では上記回転ロール(2)のうち、スラグ樋(
5)に最も近いA1回転ロール(イ)を、溶融高炉スラ
グ(9)がノズル(5−1)より移動床(1)上に供給
されてから2.5秒以内に圧延される位置に設置する。
さらに、黒2回転ロール(2)は溶融高炉スラグがム1
回転ロール(2−1)により圧延されてから2.5秒以
内に再圧延される位置に設置する。
円形移動床(1)を冷却するための散水装置(3)は、
該移動床の真下位置に適当な間隔を置いて設置された複
数個の散水管(3−1)より、移動床上面の冷却板(1
−2)の下面に向けて冷却水が噴射されるように構成さ
れているもので、各散水管(3−1)は給水本管(3−
2)に分岐接続されて、所定の圧力上よび流量の冷却水
が供給されるようになっている。
上記散水冷却装置の下方には、噴−耐冷却水を回収する
ための排水樋(4)を設けている。この排水樋(4)は
図示のごとく冷却板(1−2)の有効幅領域を覆う大き
さを有するとともに、各散水管(3−1)より噴射され
た冷却水を可及的に周囲に飛散させることなく捕集でき
るよう円形移動床のほぼ全域を覆う長さおよび形状とし
、かつ冷却水が滞留しないように適当な勾配をつけて基
台(1−3)上に支柱(3−3)を介して横設する。な
お、各散水管(3−1)は上記排水樋の側壁を貫通して
設置することはいうまでもない。
スラグ排出族!! (6)は円形移動床(1)上で圧延
されながら冷却固化した薄板スラグを破砕しながら搬出
用コンベア(7)上へ落下させるもので、例えば鋼板を
傾斜させて薄板スラグをすくい上げつつ破砕して移動床
の外周方向へ移動させるスクレーバ方式、あるいは円形
ブラシを水平に回転させて薄板スラグを破砕しつつ移動
床の外周方向へ移動させる円形19711式等を用いる
ことができる。
なお、薄板スラグを移動床(1)上から排出しやすい大
きさにするため、排出装置(6)の手前に粗破砕ロール
を設けてもよい。゛粗破砕ロールとしては、ロール表面
に凹凸を付けたもの、あるいは溝付きロール等を用いる
ことができる。
上記装置において、スラグ樋(5)のノズル(5−1)
より円形移動床(1)上に流下した溶融高炉スラグ(9
)は、流下してから2.5秒以内に/&1回転ロール(
2−1)との間で圧延され、続いて2.5秒以内に轟2
回転ロール(2−2)との間で再圧延される。この再圧
延以降は通常の圧延が施される。圧延中は、冷却板(1
−2)の下方に配設した散水管(3−1)より噴出する
冷却水と、回転ロール(2)に供給される冷却水により
間接的に冷却されて固化し、薄板状のスラグαQとなる
。そして、移動床(1)上に配置したスワブ排出装置(
6)によりスラグ片となって搬出用コンベア(7)上へ
落下し、搬出される。
一方、散水管(3−1)より噴出して冷却板(1−2)
を冷却した冷却水は、その下方に配置した排水樋(4)
により捕集され、該排水樋の一端から回収する。
回収した冷却水はいったんタンク等に溜めて再び給水本
管(3−2)へ送り循環使用することができる。
実   施   例 第3図および第4図に示すものと同様の装置を用い、下
記の装置諸元および処理条件で溶融高炉スラグを処理し
、得られたスラグのガラス化率と厚さの関係を、同様の
装置で回転ロールの位置をすべて等間隔として圧延した
従来法と比較して第5図に示す。
なお、ガラス化率の測定は、合成ゲーレナイトを標準試
料としたX線回折法で行なった。   ・(I)装置諸
元 移 動 床:有効幅2000ff、外径8000fl。
内径400(11 回転ロール:有効長さ2000 jEIg、外径(外端
)1000 M、外径(内端) 5001fll。
個数7個 移動床上面と回転ロールとの間隔t : 4m、 5m
m、 6m(II)処理条件 移動床の回転速度; 3.□rpm(t=4flの場合
)2.4 rpm(t==5flの場合)2.Q rp
m(1=5jQlの場合)溶融高炉スラグ温度:  1
430℃ 溶融高炉ヌラグ流ft:30t/h 移動床冷却水!−:350t/h 回転ロール冷却水量:100t/h 第1圧延開始時間 1.25秒(t==4sogの場合)、従来法2.78
秒1.56秒(t=5mの場合)、従来法3.47秒1
.88秒(t=5mの場合)、従来法4.17秒第2圧
延開始時間 1.25秒(t=4mの場合)、従来法2.78秒1.
56秒(t=5mの場合)、従来法3.47秒1.88
秒(t=5mの場合)、従来法4・17秒第5図の結果
より明らかなごと(、この発明方法により得られたスラ
グは、従来法により得られた一スラグおよび水砕スラグ
以上の高ガラス化率を示した。
発明の効果 上記の実施例からも明らかなごとく、この発明方法によ
れば、溶融高炉スラブが移動床上に供給されてから圧延
が開始されるまでの時間、また最初の圧延後火の圧延が
開始されるまでの時間を短縮するだけで高品質のスラグ
を得ることができるので、工業的に大なる効果を奏する
ものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は溶融高炉スラグの基礎試験における第1圧延開
始時間と薄板スラグのガラス化率の関係を示す図表、第
2図は同上試験における第2圧延開始時間と薄板スラグ
のガラス化率の関係を示す図表、第3図はこの発明方法
を実施するための装置の一例を示す概略平面図、第4図
は第3図IV−■線上の拡大縦断面図、第5図はこの発
明の実施例におけるスラグ厚さとガラス化率の関係を示
す図表である。 1・・・円形移動床、2・・・回転ロール、2−1・・
・A1回転ロール、2−2・・・黒2回転ロール、3・
−・散水冷却装置、5・・・スラグ樋、6・・・スラグ
排出装置、9・・・溶融高炉スラグ、10・・・薄板ス
ラグ。 第1図 第2図 工2圧延開始時間(S) 第3図 第4図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 冷却された移動床と該移動床の上方に配置された水
    冷構造の回転ロールとの間に溶融高炉スラグを供給し、
    該溶融高炉スラグを5mm以下の厚さを有する薄板状ス
    ラグに圧延しながら冷却固化する方法において、前記移
    動床上に溶融高炉スラグを供給した後2.5秒以内に前
    記回転ロールとの間で圧延を開始することを特徴とする
    溶融高炉スラグの処理方法。 2 冷却された移動床と該移動床の上方に配置された水
    冷構造の回転ロールとの間に溶融高炉スラグを供給し、
    該溶融高炉スラグを5mm以下の厚さを有する薄板状ス
    ラグに圧延しながら冷却固化する方法において、前記移
    動床上に溶融高炉スラグを供給した後2.5秒以内に前
    記回転ロールとの間で圧延を開始し、該圧延後2.5秒
    以内に次の回転ロールにより圧延を行なうことを特徴と
    する溶融高炉スラグの処理方法。
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