JPS6389439A - スラグ溶融物への成分調整材添加方法及び装置 - 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〕 本発明はロックウール原料である高炉溶融スラグを加熱
する電気炉内に成分調整材を添加する方法およびその装
置に関する。

〔従来の技術〕

ミネラルウール、スラグウール、ロックウール等の名称
で呼ばれる無機繊維は天然岩石を溶解し製綿しても製造
されているが、我が国において最も一般的には高炉スラ
グ砕石に必要に応じて成分調整材を添加して電気炉、キ
ュポラ等の溶融炉で再溶融し、溶融物を製綿機に供給し
遠心力及び／又は圧力空気、スチーム等の流体圧力で繊
維化する方法が採られている。この従来方法はスラグ砕
石を使用するので原料の輸送や貯蔵に便利であり、又化
学成分の調整用に添加する珪石、ドロマイトなどの成分
調整材も原料自体が砕石であるので混合して同時に融解
すればよく、固体の均一混合の問題はあっても炉の容積
も大きく、従って滞留時間も長いために比較的問題は少
なかったが、何よりも高炉から持ち出した莫大な熱量を
放冷時に放出して利用できず廃棄している結果となって
いる。

そこで省エネルギーの観点より高炉からの高温溶融スラ
グを電気炉に直接装入し、電気炉で成分調整と温度調整
を行った後、製綿機に供給する方法が注目されている０
例えば特公昭３７−４５５９号公報に高滓綿製造法とし
て記載されている。特公昭５９−１３１５３４号公報な
ども全く同じ技術内容のものである。これらの方法では
、溶融スラグを電気炉で僅かに加熱し、珪石等の成分調
整材を溶融させるだけのエネルギー消費で済むので、従
来方法に比較して多大なエネルギーを節約することがで
きる。しかし高炉のスラグ排出作業は数時間毎で間欠的
であり、鋼車で輸送された溶融スラグの電気炉への装入
も間欠的にならざるを得ない、一方、ロックウールの品
質の安定化、歩留の向上のためには製綿機への溶融物の
成分と供給量をできるだけ変動しないようにすることが
肝要である。

ロックウール製綿に適当な成分となっている原料溶融物
中へ、輸送によって冷却したスラグ溶融物を添加すると
成分と温度の不均一が起る。その成分の調整のために、
通常は浴面上へ計量かつ予熱された珪石等の成分調整材
を上方より投入している。この成分調整材は予熱してあ
っても、浴の温度よりはるかに低温度であるので、浴表
面で互いに固まって均一に溶融しない問題点がある。

この問題の解決法ではないが、溶融炉の炉壁カーボン煉
瓦を保護する手段として、特開昭５６−１１３３３５号
公報には電気炉の炉底から、又は電極を通して中性また
は還元気泡ガスを吹込んで浴を均質にすること、またこ
の気泡ガスと共に炭または石油コークスのような粉塵還
元添加物を浴中に吹込むことで還元雰囲気を炉の囲い内
に生じさせることが記載されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、上記電気炉への成分調整材の添加は、溶融炉
内の原料溶融物中へ、輸送によって冷却したスラグ溶融
物を注入した時に特に成分調整のために必要である。し
かし、この時には浴、特に浴上部はスラグ溶融物の注入
のために温度が下っている。そこへ予熱したとはいえ４
００℃以下の成分調整材を上方より装入すると、たとえ
溶融し易い粉粒状にして装入しても、浴中で互いに固ま
り、攪拌を行ってもなかなか均一に溶解しないという問
題点があった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者等は前記のような問題点を解決するため種々研
究を行った結果、炉蓋を貫通して浴中へ挿入したランス
管を通じて不活性ガスを吹込んで溶融浴を攪拌すると共
に、この不活性ガス流と共に成分調整材の粉を浴中へ添
加すれば、成分調整材を短時間に浴中に均一に溶解させ
る事ができる事を見出し本発明を完成した。

すなわち本発明は、スラブ溶融物を加熱する電気炉内に
、炉内ガスをシールしながら挿入した上下動可ｔｅなラ
ンス管を通じて、溶融物浴中へ不活性ガス流と共に成分
調整材を添加することを特徴とするスラグ溶融物への成
分調整材添加方法である。又その方法を実施する装置と
しては、電気炉炉蓋にてガスシール装置、仕切弁を通っ
て炉蓋を貫通させ、かつ下端を炉内溶融物中に挿入した
丘下動可能なランス管に不活性ガス導管を可撓性管を介
して接続すると共に、不活性ガス導管、可撓性管、ラン
ス管上部の何れかの個所において成分調整材供給装置を
接続させてなるスラグ溶融物への成分調整材添加装置で
ある。

本発明の方法を実施するには、電気炉内の溶融物浴を炉
蓋を貫通して浴中に挿入したランス管を通じて、窒素ガ
ス、アルゴンガス等の不活性ガスを吹込んで攪拌する必
要がある。溶融浴は１５００℃前後の高温であるので、
炉の内張耐火物は黒鉛等のカーボン質、又は炭化珪素質
の耐火物が使用される。これは溶融浴が塩基性の強い高
炉スラブを主成分としているので、通常の酸化物系の耐
火材料は投合を受は易く使用できない。

カーボン質又は炭化珪素質の耐火物であればスラグに対
する濡れ性も少なく、投合も少ない。しかし、この種の
耐火物は酸素が存在すると高温で酸化消耗する弱点があ
る。そこで炉内空間は窒素ガス等の不活性ガスで充填し
、正圧に保持して空気の侵入を防止するようになってい
る。ガス吹込のランス管も、同様の理由で少なくとも溶
融物浴に浸る部分はカーボン質、又は炭化珪素質の耐火
材料を使用する。第２図で示すように、このランス管１
は溶融物液面で電極１３をきったと考えた時の３つの円
の外接円内に挿入することが好ましい、これは、この部
分が電流密度が最も大きい部分であり、従って温度が最
も高く、かつ浴の粘度が最も低くなるからである。特に
ランス管１をカーボン質、炭化珪素質の導電性材料で構
成し、第２図の符号１の如く、電極１３と電極１３を結
ぶ線上の中点に挿入する時には、ランス管を媒介してそ
の周辺の電流密度が特に大きくなり、吹込位置の浴の粘
度は最も低くなる。このガス吹込により加熱された低粘
度溶融物は上昇し、浴面に達して炉壁へ向って流れ、炉
壁近くで下方流となって対流攪拌と対流伝熱が行われる
。

このランス管は、浸漬性さが浅すざると吹込ガスが溶融
物を動かす効果が少なく、反対に深すぎると電極による
加熱帯域を外れ粘度が最も低い所へ吹込む事ができない
ばかりでなく、炉内ランス管も長くなり、ランス管折損
の危険も大きくなる。そこでランス管は上下動可使に炉
外の支持部材により保持されている。このランス管は、
炉内の不活性ガスが漏洩しないようガスシール装置、仕
切弁を通って炉蓋部を貫通している。このように炉内ガ
スをシールしながら炉内へ挿入したランス管を通って浴
攪拌用の不活性ガスを流し、このガス流中に珪石粉等の
成分調整材粉を浮遊させてガスと共に浴中へ送り込む、
珪石粉の粒径としては、ガス中に浮遊させるため５ｍｍ
以下、好ましくは２ｍｍ以下が好ましい、ガス流速は５
ｍ／ｓｅｃ以上、好ましくはＩｏｎ／ｓｅａ以上とする
。

攪拌ガスの流速により調整材の粒度を調整する。即ち流
速が小であれば粒度も細かくする。炉内ガスは勿論、一
定の正圧を保ちつつ、この攪拌用ガス吹込量だけ排出口
を通じて外部へ排出する。成分調整材は予め燃焼ガス等
により予熱されており、秤量されたのち、ホッパーに貯
留され、ホッパー下部の定量供給装置により不活性ガス
中に送り込まれる。また、他の方法としてホッパーの下
部より循環ガスを吹込んでホッパー内を調整材の流動層
とし、この流動層の一部を不活性ガスのエゼクタ−効果
により調整材を吸引して、ガス中に流動させるようにし
てもよい。

本発明方法を実施する装置としては、ランス管を上下動
させるため、ランス管の上端部には可撓性管を接続し、
該可撓性管を不活性ガス導管に接続する。ランス管の炉
蓋貫通部には、ランス管取替のための引抜および挿入昨
に炉内ガスをシールし、また常時でも炉内ガスをシール
する目的で、グランドパツキン又はメカニカルシール等
のガスシール装置とスライド式ゲート弁等の仕切弁を、
例えば（シール装置）−（仕切弁）−（シール装置）と
いう組合せで取付ける。

上下動機構としては、ランス管の上部を、支持部材に摺
動又はガイド車による転勤可能に保持させ、このガイド
車をワイヤ又はチェーンとこれを駆動する駆動モータで
上下動させるか、このガイド車をラック・ピニオン機構
により北下動させるようにしてもよい。

成分調整材供給装置からの導管を接続させる位置として
は、不活性ガス導管、可撓性管又はランス管上部の何れ
の個所でもよい。管が固定されているという点からは不
活性ガス導管が好都合であるが、不活性ガス導管又は可
撓性管に接続させると、通常、不活性ガス流により調整
材粉を流動化して上方へ持ち上げる部分を生ずる。この
場合には前記の攪拌ガス量と導管の内径によりガス流速
が定まり、これより流動化して持ち上げる最大粒径が定
まってくる。これに対し、ランス管上部に接続すると、
丘下動するので接続導管を伸縮管により接続しなければ
ならない欠点はあるが、ガス流速にくらべ、調整材の粒
径が大きくても、重力による落し込みにより炉内に送り
込み得る。即ちガス量による調整材粒径の制約がなくな
るという利点がある。この場合には、成分調整材貯留ホ
ッパーをランス管より充分高く位置させると共に、ホッ
パーからランス管までの間に上昇部をなくし、−吉凶に
下降するよう内外２重管よりなる伸縮管を使用するなど
の装置が好ましい。

〔実施例〕

次に本発明に係る装置の実施例を図面について説明する
。第１図はランス管の上下動手段を支持部材に対してガ
イド単の転勤方式とし、その駆動をワイヤと減速機付モ
ーターとで行ない、調整材の添加を不活性ガス導管によ
り送入する場合である。ｌは炭素質ランス管であり、こ
れは必要により炉内に入る部分のみ黒鉛管とし、上部を
金属管としてもよい、２はゴム又は合成樹脂または金属
製の可撓性管で、炭素質ランス管ｌ−の上下動に対応す
る。３は不活性ガス導管、４は炭素質ランス管１のガイ
ド単、５はその転動輪である。６は炭素質ランス管ｌの
支持部材であり、ガイド単４はこの支持部材６に転動輪
５を介して支持されている。ガイド単４はワイヤ７と減
速機付モーター８により駆動される。１２は電気炉であ
り、炭素質ランス管ｌは、この炉蓋部でガスシール装置
９．１０及び仕切弁１１により炉内ガスをシールしてい
る。成分調整材１５は秤量および予熱された後、成分調
整材貯留ホー２バー１４内に貯留される。この量は電気
炉１２に装入される溶融スラグ量に対応して定められる
。成分調整材１５は定量供給装置６により少量ずつ不活
性ガス流に添加され、流動化されて不活性ガスと共に炉
内溶融中に装入される。

第３図は支持部材にラックギアを兼ねさせ、ガイド単に
減速機付モーターとこれに駆動されるビニオンギアを載
置し、ラック争ビニオン機構によりランス管を駆動する
と共に成分調整材をランス管の上部、ガイド単の部分で
不活性ガスに合流させ、伸縮管により重力を利用して調
整材を炉内にガスと共に送入した例である。１８はラッ
クギアであり、支持部材を兼ねている。１９は炭素質ラ
ンス管ｌを上下動させるビニオンギアである。

１７は内外２重管よりなる伸縮管であり、上部ではガス
が漏洩しないようにシールしている。この実施例の場合
には、ラックギア１８と成分調整材貯留ホッパー１４を
電気炉１２と一体に取付け、成分調整材貯留ホッパー１
４の上端をスイベル・ジヨイント、その他の可撓性管で
予熱器に接続することにより電気炉１２の傾動にラック
ギア１８や成分調整材貯留ホッパが追従できるようにし
である。

次に上記装置を利用した場合の実施例について説明する
。

電気炉中のロックウール原料溶融物に、高炉溶融スラグ
５ｔを装入し、炉蓋部より挿入した黒鉛ランス管を通じ
て窒素ガスを吹込み、溶融浴を攪拌しながら２ｍｍ以下
の粒径に粉砕し、秤量したのち３５０℃に予熱した珪石
粉５００Ｋｇを２５　Ｋｇ／　ｗｉｎで窒素ガス流に浮
遊させながら添加し、炉内に送入した。その結果、珪石
粉を浴面へ一度に添加した従来方法の場合は、完全溶解
に４０分以上を要し、不溶解の塊が電極折損や炉壁人と
同時に殆んど完全に溶解しているのが認められた。

〔効果〕

電気炉中のロックウール原料溶融物は連続的に製綿機に
排出され、炉内原料が一定量以下となると高炉溶融スラ
グが装入される。この時、輸送によりスラグ温度が低下
しているので、浴温度が低下する。ここへ予熱されては
いるが４００℃以下の成分調整材を一度に浴表面に添加
すると互いに固まって塊をなし、完全溶解に長時間を要
し、この塊が電極折損や炉壁損耗の原因となっていたの
が、本発明によれば成分調整材を攪拌ガスと共に少量ず
つ添加することにより、添加と同時に完全に溶解し、塊
を形成することがないので、浴の成分を短時間に均一に
調整できるばかりでなく、電極折損や炉壁損耗の原因を
排除することができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のスラグ溶融物への成分調整材電極間の
ランス管挿入最適個所を示した水平断面図、第３図は本
発明のスラグ溶融物への成分調整材添加装置の他の実施
例を示す垂直断面図である。 １・・・炭素質ランス管 ２・・・可撓性管 ３・・・不活性ガス導管 ９・・・ガスシール装置 １０・・・ガスシール装置 １１・・・仕切弁 １２・・・電気炉 １４・・・成分調整材貯留ホッパー １５・・・成分調整材 １６・・・定量供給装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）スラグ溶融物を加熱する電気炉内に炉内ガスをシ
   ールしながら挿入した上下動可能なランス管を通じて、
   溶融物浴中へ不活性ガス流と共に成分調整材を添加する
   ことを特徴とするスラグ溶融物への成分調整材添加方法
   。
2. （２）電気炉炉蓋にてガスシール装置、仕切弁を通って
   炉蓋を貫通させ、かつ下端を炉内溶融物中に挿入した上
   下動可能なランス管に不活性ガス導管を可撓性管を介し
   て接続すると共に、不活性ガス導管、可撓性管、ランス
   管上部の何れかの個所において成分調整材供給装置を接
   続させてなるスラグ溶融物への成分調整材添加装置。
3. （３）成分調整材供給装置が成分調整材貯留ホッパーの
   下端部に定量供給装置を設けたものである特許請求範囲
   第２項記載のスラグ溶融物への成分調整材添加装置。