JPS621200B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はスラグ顕熱の回収装置に関し、特に高
炉や転炉などから排出される高温溶融スラグを造
粒する装置におけるスラグ顕熱の回収装置に関す
る。

従来この種造粒装置では、大気に開放した槽内
の回転円盤あるいは回転ドラム上に高温溶融スラ
グを落下させ、回転円盤あるいは回転ドラムの遠
心力でもつて前記溶融スラグを飛散させて粒状化
するとともに槽内の冷却水で冷却固化するか、落
下する前記溶融スラグに空気を噴射して粒状化す
るとともに冷却している。これらの先行技術で
は、大気に開放された状態で処理されるので、高
温溶融スラグからの熱回収は輻射伝熱によらねば
ならず、熱回収効率が劣る。

この問題を解決する典型的な先行技術は、特開
昭54−69592に示されている。この先行技術で
は、溶融スラグを密閉可能な鍋に流入し、この鍋
を傾動して、鍋からの溶融スラグを斜め下方に傾
斜した溶融スラグ供給管を経て、水滓化装置に導
入する。

この先行技術では、鍋内に溶融スラグが流入さ
れ、しかも発生する蒸気の圧力を維持するための
構成にしなければならず、さらにまたこの鍋を傾
動することができるように構成しなければなら
ず、したがつて構成が大形化する。また実操業に
おいては、鍋内面にスラグが付着し、そのため操
業を中断して除去しなければならず、その作業は
構成上、困難である。

本発明の目的は、スラグの顕熱を効率良く回収
することができるようにしたスラグ顕熱の回収装
置を提供することである。

本発明は、中央付近にスラグ投入口１２を有す
る天板９と、天板９の下方に連なる筒状の側壁８
と、側壁８の下部に連なり一側方に傾斜した底板
１０とを有し、天板９には蒸気抽出口１３が形成
され、底板１０の最下部には排出口３４が形成さ
れている密閉槽２と、 スラグ投入口１２から上方に延びるノズル２２
と、 ノズル２２に溶融スラグを導く樋２０と、 密閉槽２内に設けられ、スラグ投入口１２の直
下でかつ冷却水１の液位よりも上方にあり、鉛直
軸線まわりに回転駆動される回転円盤２８と、 密閉槽２内で冷却水１の液位よりも上方に設け
られる輻射伝熱管１５と、 密閉槽２内に設けられ、冷却水１の液位よりも
上方で側壁８の内面に向けて開口した複数の流出
口１７を有し、冷却水が供給されて側壁８の内面
に水膜１８を形成する給水管１６と、 排出口３４に連なつて下方に延びる排出筒３５
と、 排出筒３５の途中に、上下に間隔をあけて設け
られた一対の開閉自在な排出ゲート３６，３７と
を含み、 密閉槽２内に貯留する冷却水１の液位は、底板
１０よりも上方にあり、 ノズル２２内に溶融スラグを充満させてシール
し、 密閉槽２内の圧力は、ノズル２２内の溶融スラ
グのヘツドより低く設定されていることを特徴と
するスラグ顕熱の回収装置である。

以下、図面によつて本発明の実施例を説明す
る。第１図は本発明の一実施例の断面図である。
この顕熱回収装置は、冷却水１が貯留された密閉
槽２と、密閉槽２内に製鋼炉たとえば図示しない
高炉から排出された高温溶融スラグ３を投入する
スラグ投入手段４と、密閉槽２内に投入された溶
融スラグを粒状化するとともに冷却水１に接触さ
せて冷却凝固させる造粒手段５と、造粒されたス
ラグを密閉槽２内から気密に排出するスラグ排出
手段６と、密閉槽２内で高温度のスラグによつて
生じた蒸気を用いて発電する発電手段７とを含
む。

第２図は第１図の切断面線−から見た断面
図である。密閉槽２は、上下に延びる円筒状の側
壁８と、その側壁８の上端部を塞ぐ円板状の天板
９と、側壁８の下端部を水平面と角度を成して塞
ぐ傾斜した底板１０とを含む。側壁８の外周面お
よび底板１０の外面には、断熱材１１が張付けら
れている。天板９には軸線をほぼ同一にして溶融
スラグの投入口１２が形成されており、天板９の
軸線から外れた位置には、蒸気の抽気口１３が形
成される。抽気口１３には接続管１４が接続され
る。底板１０の傾斜方向の下部にはスラグの排出
口３４が形成される。天板９の内面には、相互に
連通した複数の輻射伝熱管１５が投入口１２およ
び抽気口１３を除く全面にわたつて設けられる。
密閉槽２の側壁８の上端部付近を示す第３図を参
照して、輻射伝熱管１５の下方には側壁８の上部
内周面に沿つて環状に給水管１６が設けられる。
給水管１６は輻射伝熱管１５にヘツダ１９を介し
て連通されており、給水管１６の下部には側壁８
に向けて開口した流出口１７が一定の間隔で穿設
されている。冷却水は、この流出口１７から側壁
８に向けて流出し、水膜１８が形成される。

スラグ投入手段４は、密閉槽２よりも上方に設
けられ密閉槽２の投入口１２の直上方に流出口２
１を有する樋２０、ならびに樋２０の流出口２１
および密閉槽２の投入口１２間を連結するノズル
２２とを含む。樋２０は高炉からの溶融スラグを
案内する。ノズル２２は、内筒２３および外筒２
４が同心に配置されて成る。ノズル２２の下部に
は、シリンダ２５の伸縮駆動によつて内筒２３内
の溶融スラグの流通路２３ａを開閉する投入ゲー
ト２６が設けられる。なおノズル２２は、横方向
に移動自在であるのが便利であり、また固化スラ
グの除去作業を容易にするために、ノズル２２の
一直径線上で相互に離反する半割構造としてもよ
い。樋２０は、従来のものをそのまま用いること
ができ、途中を閉塞部材２０ａで閉塞しその閉塞
部材２０ａの上流側に流出口２１を形成すればよ
い。

造粒手段５は、底板１０を上下に回転自在に貫
通する駆動棒２７と、密閉槽２内で投入口１２の
直下方で駆動棒２７の上端部に固着された回転円
盤２８と、密閉槽２の外方で駆動棒２７の下端部
に固着されたスプロケツト２９と、モータなどの
駆動源３０と、駆動源３０の出力軸に固着された
スプロケツト３１と、スプロケツト２９，３１を
連結するチエーン３２とを含む。駆動棒２７は、
底板１０に設けられたシール部材３３によつてシ
ールされる。駆動源３０を駆動して回転円盤２８
を鉛直軸線まわりに回転しているときに、投入口
１２から回転円盤２８上に高温溶融スラグが落下
すると、その高温溶融スラグは回転円盤２８の遠
心力によつて半径方向外方に飛ばされて粒状化さ
れる。飛散した高温の粒状スラグは、冷却水１内
に落下して冷却される。また側壁８の内周面まで
達した高温の粒状スラグは水膜１８とともに冷却
水１内に落下して冷却される。駆動棒２７および
回転円盤２８には、駆動棒２７の下端部から実線
矢符６８のごとく冷却水が導入されており、高温
溶融スラグ３との接触による回転円盤２８の過熱
が防止される。

スラグ排出手段６は、密閉槽２の排出口３４に
連通して下方に延びる排出筒３５と、排出筒３５
の途中に上下に間隔をあけて設けられた一対の排
出ゲート３６，３７とを含む。排出ゲート３６，
３７はシリンダ３８，３９の伸縮駆動によつて開
閉される。冷却水１内で冷却された粒状スラグは
底板１０に沿つて排出口３４に至る。スラグの排
出に当つては、先ず排出ゲート３７を閉じ、排出
ゲート３６を開き、両排出ゲート３６，３７間の
空間４０にスラグを貯留する。次に排出ゲート３
６を閉じた後に、排出ゲート３７を開いて、空間
４０内のスラグを落下させ、排出筒３５の下方に
設けられた搬送コンベア４１によつて粒状スラグ
を搬出する。このように一対の排出ゲート３６，
３７を開閉操作することによつて、密閉槽２内の
気密を維持しながら、粒状スラグを排出する。

第１図から明らかなように、回転円盤２８は、
冷却水１の液位よりも上方にある。輻射伝熱管１
５および給水管１６もまた冷却水１の液位よりも
上方に設けられる。この冷却水１の液位は、密閉
槽２内で底板１０よりも上方にある。

密閉槽２の接続管１４には管路４２を介してア
キユムレータ４３が接続される。密閉槽２内で高
温溶融スラグとの熱交換によつて発生した蒸気は
アキユムレータ４３で蓄圧され、アキユムレータ
４３から管路６７を経てタービン４４を回転駆動
する。このタービン４４に接続された発電機４５
によつて発電される。タービン４４から管路４６
を経て排出される蒸気は管路４６の途中の凝縮器
４７で冷却されて復水する。復水された水はポン
プ４８によつて脱気器４９に送入される。ポンプ
４８と凝縮器４７との間には、開閉弁５１ａを備
える管路５１を介して補給水タンク５０の出口が
接続されており、開閉弁５１ａを開弁して水が適
宜補給される。

脱気器４９において、タービン４４から管路５
２を介して抽気された蒸気によつて加熱されて、
脱気された冷却水は、管路５３を経てノズル２２
の内筒２３および外筒２４間の冷却水通路５５内
に導入される。冷却水通路５５において、高温の
溶融スラグで予熱された冷却水は管路５４を経て
ヘツダ１９に流入される。管路５３の途中から分
岐した管路５６は密閉槽２内の輻射伝熱管１５に
接続される。管路５３，５４の途中には、ノズル
２２の移動を可能にすべく可撓管５７，５８がそ
れぞれ設けられる。

高炉からの高温溶融スラグ３の顕熱を回収する
に当つては、先ず投入ゲート２６を開いておくと
ともに、造粒手段５を駆動する。樋２０から流出
口２１、流通路２３ａおよび投入口１２を経て密
閉槽２内に投入された高温溶融スラグ３は、造粒
手段５によつて粒状化され、冷却水１により固形
のスラグが形成される。このとき加熱された冷却
水は蒸気となり、抽気口１３から導出されてター
ビン４４を駆動し、発電機４５で発電される。密
閉槽２内における圧力は、ノズル２２内に充満さ
れた高温溶融スラグ３のヘツドよりわずかに低く
設定されており、それによつて密閉槽２内の蒸気
がノズル２２から噴出することが防止される。た
とえば、ノズル２２の上下長さを５ｍ程度に選ん
だとすると、スラグの比重は約３であるので、密
閉槽２内の圧力は1.5at₉以下に設定される。

高炉において出滓は間欠的であり、高温溶融ス
ラグ３は樋２０に間欠的に流入される。高温溶融
スラグ３がノズル２２から密閉槽２内に流入し
て、高温溶融スラグ３の終端がノズル２２の流通
路２３ａ内を降下し始めたとき、投入ゲート２６
は閉じられる。それと同時に、管路４２の途中に
設けられた開閉弁５９を閉じるとともに、管路４
２の開閉弁５９よりも上流側で分岐された放出管
６１の開閉弁６０を開弁する。それによつて、密
閉槽２内の蒸気は放出管６１から大気に放出さ
れ、密閉槽２内の圧力が大気圧まで低下される。
またポンプ４８の駆動は停止され、開閉弁５１ａ
は閉弁される。それとともに管路４６と補給水タ
ンク５０の入口とを接続する管路６２の途中に備
えられた開閉弁６２ａが開弁される。それによつ
て凝縮器４７からの復水は、補給水タンク５０に
導かれて、補給水タンク５０内に貯留される。

密閉槽２内の圧力が大気圧まで降下されたとき
に、ノズル２２を流出口２１および投入口１２か
ら取外して横方向に移動し、流通路２３ａを閉塞
する冷却固化したスラグを取除く。その後でノズ
ル２２を流出口２１および投入口１２に接続し、
次の高温溶融スラグの投入に備える。このノズル
２２を取外している間において、アキユムレータ
４３からタービン４４には蒸気が導入されてい
る。したがつて高温溶融スラグ３の投入が一時的
に停止されている間においても、発電機４５の発
電量をほぼ一定に保つことができる。

第４図は本発明の他の実施例の断面図であり、
第１図〜第３図の実施例に対応する部分には同一
の参照符を付す。この実施例では、ノズル２２が
流出口２１および投入口１２の間を接続して固定
的に設けられる。また第１図の投入ゲート２６に
代えて、ノズル２２の流通路２３ａ内に樋２０の
上方から挿通される封止部材６３が設けられる。
この封止部材６３は、下端部が封じられた上下に
延びる外筒６４と、下端部が開放されて外筒６４
内に同心に配置された内筒６５とを含む。外筒６
４の外周面には突起６６が点在して設けられる。
内筒６５内には上方から冷却水が供給され、冷却
水が内筒６５の下端部から反転して内筒６５およ
び外筒６４間の環状の空間を上方に流過する。

高温溶融スラグ３の終端が流出口２１に達した
ときに、封止部材６３は図示しない駆動手段によ
つて降下され、流通路２３ａ内に挿通される。そ
れによつて流通路２３ａが封じられる。第１図を
参照して、封止部材６３で流通路２３ａを封じた
ときに、開閉弁５９は開弁されたままであり、か
つ開閉弁６０は閉弁されたままである。そのた
め、密閉槽２内の蒸気が大気に放出されることは
なく、密閉槽２内の圧力は蒸気がタービン４４で
消費されるのに応じて徐々に低下される。密閉槽
２内の圧力がほぼ大気圧に等しくなつたときに、
封止部材６３は駆動手段によつて鉛直軸線まわり
に回転しながら引上げられる。この封止部材６３
の回転運動によつて、外筒６４およびノズル２２
の内筒２３の間の空間で冷却固化されたスラグが
突起６６の働きによつて容易に除去される。した
がつて封止部材６３を流通路２３ａの上方位置に
引上げたときに、流通路２３ａ内の固化スラグは
剥離されており、次の高温溶融スラグ３を流通路
２３ａ内に直ちに流通させることができる。

本発明の他の実施例として、密閉槽２の抽気口
１３からの蒸気をノズル２２の内筒２３および外
筒２４間の空間に導入して過熱し、その過熱蒸気
でタービン４４を駆動してもよい。また抽気口１
３からの蒸気でフロンなどの低沸点媒体を加熱し
て気化させ、低沸点媒体蒸気でタービンを駆動す
るようにしてもよい。

本発明によれば次のような効果が達成される。

(a) 密閉槽２の天板９の中央付近に設けられたス
ラグ投入口１２の上方に延びるノズル２２を経
て、溶融スラグを導くようにし、このスラグ投
入口１２の直下には、冷却水１の液位よりも上
方にある回転円盤２８が、鉛直軸線まわりに回
転駆動されることによつて、回転円盤２８の半
径方向外方に跳ね飛ばされて粒状化され、この
粒状化された溶融スラグが、冷却水１内に落下
する。したがつて溶融スラグを確実に粒状化す
ることができ、しかも粒状化したスラグが冷却
水１内に入るので、効率良く冷却されることに
なり、かつ蒸気の発生量を増やすことが可能と
なり、スラグ顕熱を効率良く回収することがで
きる。

(b) 密閉槽２の側壁８の内面には、冷却管１６の
複数の流出口１７から冷却水が供給されて、こ
の側壁８の内面に水膜１８が形成される。した
がつて回転円盤２８から粒状化された溶融スラ
グは、この水膜２８によつて冷却されるのは勿
論、その粒状溶融スラグが、側壁８の内面に密
着することが避けられる。

(c) 冷却水１中の粒状スラグは、密閉槽２の一側
方（第１図の右方）に傾斜した底板１０に沿つ
て移動し、底板１０の最下部に形成されている
排出口３４に移動する。冷却水１中では、溶融
スラグは粒状化されて固化しており、この底板
１０よりも上方に冷却水１の液位があるので、
底板１０上で粒状スラグが滞留することが避け
られ、円滑に排出口３４から排出することが可
能である。

(d) 排出口３４に連なつて下方に延びる排出筒３
５の途中には、上下に間隔をあけて一対の開閉
自在な排出ゲート３６，３７が設けられてお
り、この排出ゲート３６，３７を交互に開閉す
ることによつて、粒状スラグを外部に排出する
ことができ、このような構成は比較的単純であ
り、前述の先行技術におけるようなスラリポン
プなどを必要とせず、実現が容易であるという
効果がある。

(e) 密閉槽２内の圧力は、ノズル２２内の溶融ス
ラグのヘツドより低く設定されているので、そ
のノズル２２から溶融スラグが上方に逆流する
ことはなく、得られる蒸気圧を上昇するために
は、ノズル２２を上下に長く構成すればよく、
このようにした比較的高い蒸気圧を、容易にし
かも簡単な構成で得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図は
第１図の切断面線−から見た断面図、第３図
の密閉槽２の側壁８の上端部付近を示す断面図、
第４図は本発明の他の実施例の断面図である。 １……冷却水、２……密閉槽、３……高温溶融
スラグ、４……スラグ投入手段、５……造粒手
段、６……スラグ排出手段、７……発電手段、２
０……樋、２２……ノズル、４３……アキユムレ
ータ、４４……タービン、４５……発電機。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 中央付近にスラグ投入口１２を有する天板９
   と、天板９の下方に連なる筒状の側壁８と、側壁
   ８の下部に連なり一側方に傾斜した底板１０とを
   有し、天板９には蒸気抽出口１３が形成され、底
   板１０の最下部には排出口３４が形成されている
   密閉槽２と、 スラグ投入口１２から上方に延びるノズル２２
   と、 ノズル２２に溶融スラグを導く樋２０と、 密閉槽２内に設けられ、スラグ投入口１２の直
   下でかつ冷却水１の液位よりも上方にあり、鉛直
   軸線まわりに回転駆動される回転円盤２８と、 密閉槽２内で冷却水１の液位よりも上方に設け
   られる輻射伝熱管１５と、 密閉槽２内に設けられ、冷却水１の液位よりも
   上方で側壁８の内面に向けて開口した複数の流出
   口１７を有し、冷却水が供給されて側壁８の内面
   に水膜１８を形成する給水管１６と、 排出口３４に連なつて下方に延びる排出筒３５
   と、 排出筒３５の途中に、上下に間隔をあけて設け
   られた一対の開閉自在な排出ゲート３６，３７と
   を含み、 密閉槽２内に貯留する冷却水１の液位は、底板
   １０よりも上方にあり、 ノズル２２内に溶融スラグを充満させてシール
   し、 密閉槽２内の圧力は、ノズル２２内の溶融スラ
   グのヘツドより低く設定されていることを特徴と
   するスラグ顕熱の回収装置。