JPS6283341A - 溶融スラグの塊成化方法 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、移動床上に注入した溶融スラグを分割仕切用
冷却刃で複数のブロックに分割し、凝固させる溶融スラ
グの塊成化方法に関する。

〔従来の技術〕

高炉や転炉等から排出される溶融スラグの保有熱を効率
よく回収することは、熱利用源として溶融スラグが大量
の保有熱をもっているところから、きわめて重要である
。

この目的に沿った排熱回収のための溶融スラグの処理方
法の１つに、水平な円形軌道上または無限軌道上を回動
する移動床上に溶融スラグを注入して凝固させ、凝固後
のスラグを移動床外へ取出して所定の大きさに破砕した
後、そのスラグ塊から空気などの熱回収媒体によって熱
回収する方法がある（特開昭５７−２１０２８７号）。

この方法における溶融スラグの注入厚さは、冷却後のス
ラグの用途から要求される品質あるいは粒度等によって
異なるが、１００ｗ以下が適当である。このような厚さ
を有する凝固スラグを移動床外へ取出して熱回収するた
めには、熱回収装置への装入前に熱回収に適した大きさ
に破砕しなければならない。

この所定の大きさの凝固スラグを得る方法としては、（
Ｉ）移動床上で凝固させたスラグを同移動床上で破砕す
る方法、（ＩＩ）移動床上に仕切りを設けてその中に溶
融スラグを注入して凝固させる方法、（至）移動床上の
溶融スラグの表面に凝固殻が形成される前に、分割仕切
用冷却刃を溶融スラグに浸漬し、所定時間移動床に同調
した速度で移動させることによって、溶融スラグを複数
のブロックに分割し、凝固させる方法がある（特開昭５
９−２２５９０５号）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが（１）の方法では、凝固直後のスラグは高温で
強度も高いため、移動床や破砕刃は特に堅牢でなければ
ならず、設備が大型化する。後者の（ｎ）の方法では、
溶融スラグを所定の大きさに凝固させることはできるけ
れども、各仕切りの中に均一ンこ溶融スラグを注入し難
いこと等の問題がある。

−刃側の方法では、移動床上に均一に注入された溶融ス
ラグに分割仕切用冷却刃を浸漬する方法であるので、冷
却刃を支持装置に吊り下げ、同調して動かす簡単な設備
でよく、かつ均一な大きさの凝固スラグが得られる。

しかし、移動床上に溶融スラグを注入した後、分割仕切
用冷却刃を浸漬するまでの時間が長いと、注入スラグ表
面に凝固殻が生成するのみならず、移動床と接する側に
おいてもスラグ凝固層が生成する。注入スラグ表面に凝
固殻が生成すると、分割仕切用冷却刃を自重で注入スラ
グに浸漬することが困難になりスラグの塊成化ができな
くなることは、本発明者らが特開昭５９−２２５９０５
号で示した通りである。−刃移動床面にスラグ凝固層が
生成すると、分割仕切用冷却刃の刃先が移動床面に達す
るのを妨げるため、分割仕切用冷加刃による注入スラグ
の直接的な分割が困難になり、このような場合、一般に
型付は後の凝固スラグを移動床上あるいは移動床外で破
砕することが必要であると７怒われてきた。

そこで、本発明者らが上記注入スラグの分割条件てつい
て種々検討を行なった結果、スラグ凝固層が生成しても
型付スラグの分割が可能な条件を見出し、ここにその条
件を応用した溶融スラグの塊成化方法を提供するもので
ある・ 〔問題点を解決するだめの手段〕 本発明は、移動床上に溶融スラグを注入し、分割仕切用
冷却刃を該溶融スラグに浸漬させ、移動床に同調した速
度で該分割仕切用冷却刃を移動させることによって溶融
スラグを複数のブロックに分割し、凝固させる溶融スラ
グの塊成化方法において、前記分割仕切用冷却刃が移動
床上に達するに困難なスラグ凝固層が生成した後、自分
割困難な厚みに達する前に、分割仕切用冷却刃を前記溶
融スラグに浸漬させることにより上記目的全達成した。

自分割可能なスラグ凝固層の厚みは、本発明者らが種々
実験を重ねた結果、多少条件忙よって異なるが略１０電
であることを突き止めた。すなわち、分割仕切用冷却刃
の刃先と移動床との間に形成され６スラグ凝固層の厚み
が１０ｍｍ以内では、凝固時の収縮応力により型付はス
ラグが自分割し、型通シのブロックが得られる。

〔作用〕

注入後、移動床に接する面にスラグ凝固層が生成しても
、自分割可能な厚み生成時に分割仕切用冷却刃を浸漬さ
せて型通シの冷却を行い、離型後そのまま放置すれば、
収縮応力により自分割するので破砕装置を必要としない
。

〔実施例〕

以下、第１図〜第３図を参照して本発明の詳細な説明す
る。

１は水平な無限軌道上を矢印方向に移動する移動床で、
その上に溶融スラグＳが注入される（注入状態は図示せ
ず）。移動床１の上方には、スプロケッ）１０．１１に
無端リンクチェーン１２゜１２を巻掛けた移動支持装置
が対向的に配設されている。スプロケット端板１０，１
０の連結軸１３は、駆動装置に連結され、回転駆動原動
軸となっている。

またリンクチェーン１２．１２には、その各リンクにリ
ンクロンド１２ａが水平に取り付けられ、対応するリン
クロンド１２ａに両端を吊持されて多数の分割仕切用冷
却刃１５．１５・・・が設けられている。この冷却刃１
５は、第２図にみるように押え上板部１５ａの下部に、
移動床工の巾方向に沿う横刃１５ｂと移動方向に沿う巾
方向に間隔を置いた縦刃１５ｃとが形成されたものであ
る。さらに、冷却刃１５の上列には、冷却力冷却装置１
６が設置されている。

装置においては、移動床１上に注入された溶融スラグＳ
が移動床１と共に移動する過程で、冷却刃１５がスプロ
ケット１０から離れ、順次下降しつつ移動床１の移動方
向に進む。そして冷却刃１５は、やがて溶融スラグＳの
表面に当り、その自重で溶融スラグＳ内に浸入する。浸
入後、冷却刃１５は移動床１の速度と同調して、スラグ
Ｓと共に進行する。その過程で、冷却刃１５は溶融スラ
グ温度より低いので、その周りの溶融スラグが順次凝固
する。凝固が適度に進んだ時点で、冷却刃１５は相変わ
らずそのままの吊下げ下向き姿勢を保ちながら、上昇し
半凝固スラグＳ′から離れスプロケット１１へと移行す
る。そして、冷却体１５が離反した半凝固スラグＳ′に
は、横刃１５ｂおよび縦刃１５ｃの部分が溝となり、全
体として格子状の横溝１７および縦溝が形成される。

ここで、冷却刃１５は溶融スラグＳ内に完全に浸漬し、
その下端が移動床１の上面に達するようにするのが望ま
しいが、実際には溶融スラグ注入直後に移動床１の上面
に接して第１図に示す如くスラグ凝固層１′が生成する
ため、冷却刃１５の先端を移動床１の上面まで浸漬させ
るには、自重を相当重くするか、移動床１を保温して凝
固層１′の生成を遅らせるようにするほか困難な場合が
多い。

そこで本発明者らは、まず最初にスラグ凝固層１′の厚
みの経時変化について調べることにした。

その結果は第３図に示す通りである。第３図から判るよ
うだ、スラグ凝固層１′は注入直後にすでに３〜４咽の
厚さになり、その後、はぼ時間の平方根に比例して成長
している。更に注意し観察すると、注入直後に形成され
るスラグ凝固層の厚みは注入スラグ温度が１３５０〜１
５００℃の範囲においてはほとんど変わらず、３〜４閣
であった。

また移動床１の材質をスチールから耐火物に替えてみた
がほとんど変わりなかった。これは、スラグの熱伝導率
が極めて小さいため、移動床１の近辺の溶融スラグの熱
が移動床にわずかに流れるだけで、移動床に接する溶融
スラグの温度が急激に低下し、融点以下に下がるためで
あると考えられる。一方スラク凝固層１′の成長速度を
観察すると、移動床の材質や注入スラグの温度に依存し
て変わることが判った。そこで、条件さえ整えば、冷却
刃１５を自重で溶融スラグ内に浸入させ、その先端を移
動床１上面まで届かせることはある程度まで可能である
が、しかし実現化するには厳し過ぎる。ところが、本発
明者らが、上記実験を繰り返しているうち、冷却刃１５
の先端が移動床１上面に達しないにもかかわらず、半凝
固スラグが放冷過程で格子状の横溝１７や縦溝に沿って
自分割し、複数のスラグブロックに自然に分割してしま
う場合があることを知見した。そこで本発明者らがこの
自分割が起きる条件を種々検討したところ、自分割はス
ラグの熱収縮に起因し、スラグ凝固層の平均温度が約７
００℃に低下したとき、一般的に格子状の横溝や縦溝に
沿って亀裂が発生することが明らかになった。また、ス
ラグ凝固層の厚みが自分削性に大きく影響することも判
った。実験によれば１０＋＋ｌｌ１１以下が望ましいが
、しかしこの厚みは、スラグの熱収縮率や、冷却刃１５
の形状、冷却速度といった諸条件により多少異ってくる
ものと思われる。従って本発明では、スラグ凝固層が自
分割困難な厚み、仮りに１０ｍｍに達する前に、冷却刃
１５と溶融スラグに浸漬させる。この浸漬は、第３図の
結果から判断すると、移動床１が耐火物で、注入スラグ
の温度が１５００℃のとき、注入後３０秒以内に行えば
よい。

分割化に用いられた冷却刃１５はスプロケット１１を回
った後、冷却装置１６内で冷却され、循環される。

第４図に実験例に用いた装置の略図を示す。この装置は
、分割仕切用冷却刃がスラグに浸漬している間は、冷却
刃１５が常に下向きの姿勢をもって移動床１の移動速度
に同調して回動する。ここに用いられている冷却刃１５
は鋳鋼型で、刃先の角度は３０度、刃先のピッチは５０
岨である。

溶融スラグ注入装置を使用して、水平な移動床１上に、
溶融スラグの厚みが２５−になるように溶融スラグＳを
注入した。なお注入したスラグは１４００℃の溶融高炉
スラグである。

この注入スラグは、移動床１の移動にしたがい、注入後
１０秒経過した時点で前記装置に達し、ここで分割仕切
用冷却刃１５が注入スラグ内に連続的に浸漬、離脱する
ことにより、型付けされた。

このとき、冷却刃１５の浸漬時間すなわち、注入スラグ
と冷却刃の熱交換時間は１０秒であった。

型付けされたスラグの高さは、移動床１の上面から４０
１１１１１１、スラグ凝固層の厚みは７ｍであった。

半凝固状態の型付はスラグはそのまま移動床上で放冷さ
扛、溶融スラグ注入後６０秒で冷却刃１５により型付け
された縦横の溝に沿って自分側を起し、複数の半凝固状
態のスラグブロックに分割された。このスラグブロック
は、破砕装置を通さずに移動床から排出され、そのまま
熱回収装置に供給された。

なか、スラグブロックは、個々に完全に分離しており、
熱回収装置に入れる直前のスラグの熱含量は２５０　Ｋ
ｃａｌ／ｋｙであった。

また、本方法で得られたスラグは気孔が少なく緻密な組
織であり、熱回収後はコンクリート用骨材や道路用材と
して使用できる品質のよい除冷スラグであった。

〔発明の効果〕

本発明によれば、厳しい条件に従わずとも溶融スラグの
塊成化が得られる。また、破砕装置をほとんど使用する
必要がないから、ブロックの形状や大きさが揃い、品質
の良いスラグが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施で用いられる塊成化装置の断面図
、第２図は塊成化装置に用いられている分割仕切用冷却
刃の拡大斜視図、第３図は注入後経過時間によって形成
される凝固スラグの層厚を示したグラフ、第４図は実験
例で用いた装置の概略図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）移動床上に溶融スラグを注入し、分割仕切用冷却
   刃を該溶融スラグに浸漬させ、移動床に同調した速度で
   該分割仕切用冷却刃を移動させることによって、溶融ス
   ラグを複数のブロックに分割し、凝固させる溶融スラグ
   の塊成化方法において前記分割仕切用冷却刃が移動床上
   に達するに困難なスラグ凝固層が生成した後、自分割困
   難な厚みに達する前に、分割仕切用冷却刃を前記溶融ス
   ラグに浸漬させることを特徴とする溶融スラグの塊成化
   方法。