WO2009116675A1

WO2009116675A1 - 溶融スラグの冷却処理装置および冷却処理方法

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Publication number: WO2009116675A1
Application number: PCT/JP2009/055723
Authority: WO
Inventors: 岩崎克博; 當房博幸; 薮田和哉
Original assignee: Ｊｆｅスチール株式会社
Priority date: 2008-03-20
Filing date: 2009-03-17
Publication date: 2009-09-24
Also published as: TW200951098A; TWI393697B; JP5544684B2; KR20100103582A; CN101977866B; CN101977866A; JP2009227497A

Abstract

溶融スラグの落下荷重で冷却ドラムを損耗させることなく溶融スラグを大量処理することができ、且つ冷却処理済みスラグの取り扱い・後処理なども容易な溶融スラグ冷却処理装置を提供する。　外周のドラム面１００に溶融スラグを付着させて冷却する、回転可能な単一の横型冷却ドラム１と、該横型冷却ドラム１に溶融スラグを供給する樋２を備え、ドラム面１００に付着して冷却されたスラグが、横型冷却ドラム１の回転に伴い、ドラム面１００から剥離して一方向に排出されるようにした。樋２を介して溶融スラグが注湯されるので、冷却ドラム１に溶融スラグの落下荷重がかからず、また、冷却処理済みのスラグが一方向に排出されるので、冷却処理済みスラグの取り扱い・後処理などが容易となる。

Description

明細書発明の名称

溶融スラグの冷却処理装置おょぴ冷却処理方法技術分野

本発明は、冷却ドラム式の溶融スラグ冷却処理装置と、この装置を用いた溶融スラグの冷却処理方法おょぴスラグ製品の製造方法に関する。背景技術

鉄鋼製造プロセスで発生する溶融スラグ（例えば、製鋼スラグ）の多くは、冷却ヤードにおいて放冷した後、散水して冷却される。また、一部では、パン冷却方式と呼ばれる鉄製の容器に流し込んで散水冷却する方法も採られることがある。一方、高炉スラグゃごみ焼却灰溶融スラグなどの溶融スラグを冷却処理するための装置として、双ドラム式のスラグ冷却処理装置が知られている（例えば、特許第

3 6 1 3 1 0 6号公報など）。このスラグ冷却処理装置は、水平方向で並列し、対向する外周部分が上向きに回転する回転方向を有する 1対の冷却ドラムを備えており、この 1対の冷却ドラムの上部外周面間に上方から溶融スラグが供給され、スラグ液溜まりが形成される。このスラグ液溜まりから、回転する冷却ドラムの表面に付着 ·凝固することで溶融スラグが持ち出され、この溶融スラグは冷却ドラム面に付着した状態で適度な凝固状態まで冷却された後、所定のドラム回転位置において自重により冷却ドラム面から剥離し、回収手段に回収される。

このような冷却処理装置で溶融スラグを冷却処理することにより、（i) 従来のような広大な冷却ヤードが必要ない、（ii)厚みの小さいスラグ凝固体が得られるため、所望の粒度の土木材料や粗骨材などへの加工が容易であるとともに、破碎処理して粒状スラグを製造する際の粉や細粒品の発生量が少ないため、製品歩留まりが向上する、（iii) 冷却のための散水が不要であるか若しくは散水量が少なくて済むため、水分を含まない若しくは水分量が少ないスラグが得られ、セメント原料などに供する場合に乾燥処理を必要としない、などの利点がある。

し力し、上記のような双ドラム式のスラグ冷却処理装置は、 1対の冷却ドラムからそれぞれ反対方向に処理済みのスラグが排出されるため、冷却処理済みスラグの排出 '処理に 2経路が必要となり、広い敷地面積が必要となる。このため冷却処理済みスラグの取り抜い、後処理、熱回収が煩雑で効率が悪く、設備コストも大きくなる。

冷却ドラム式の冷却処理装置で冷却処理されたスラグは未だ相当の顕熱を有しており、したがって、エネルギーの有効利用の観点からスラグ顕熱を可能な限り回収しょうとすれば、その冷却処理されたスラグからさらに熱回収を行うことが重要である。し力し、従来の双ドラム式のスラグ冷却処理装置のように正反対の二方向に排出される冷却処理済みスラグを、 1つの熱回収設備で処理しょうとすると、 2 経路を一つにまとめるための搬送過程においてスラグ温度が低下し、効率的な熱回収を行うことができない。このことは、特に溶融スラグを大量処理する場合に大きな問題となる。

また、大型の双ドラム式のスラグ冷却処理装置を用いて溶融スラグを大量処理する場合（例えば、スラグ処理量： 1 t /min以上）、スラグ鍋から冷却ドラムに溶融スラグを注湯する際に、落下する溶融スラグの荷重で冷却ドラムが損耗する恐れがある。これを防止するには、冷却ドラムの上方にタンディッシュを設け、スラグ鍋の溶融スラグを一且タンディッシュに移し、このンディッシュから冷却ドラムに注湯を行う必要がある。し力し、溶融スラグの注湯にタンディッシュを用いた場合、溶融金属とは違ってスラグが注湯口に凝固付着し、注湯が適切に行えなくなるなど、操業に支障をきたしゃすい。また、タンディッシュ内に残留'付着するスラグ量も多くなり、注湯口の閉塞や残留スラグの粉化などの問題を生じゃすい。一方、このような残留 ·付着スラグが生じないようにするには、タンディッシュヒーターを設置する必要があり、エネルギー効率の低下、処理コストの上昇などの問題を生じる。 2009/055723 高炉スラグ等の骨材向けスラグ製品を製造する場合、製造条件によっては非晶質 (ガラス質）スラグとなるが、非晶質スラグは吸湿性が低く、鋭い角ばつた部分ができやすいので問題となる。また、繊維状スラグが発生する場合には、骨材向け製品として形状が不適切である。さらに微細繊維状となると、その飛散防止等を含めた環境対策が必要となるという問題がある。

さらに、本発明者らによる検討の結果では、従来の双ドラム式のスラグ冷却処理装置には、以下のような問題もあることが判った。

(a)転炉脱炭精鍊スラグなどのように塩基度 [質量比 : % C a 0/% S i O ₂] (以下、単に「塩基度」という）が比較的高い溶融スラグは粘性が高く、このような粘性の高い溶融スラグを従来の双ドラム式のスラグ冷却処理装置で冷却処理する場合、高粘性のために溶融スラグが冷却ドラム面に均一に付着しにくく、ドラム面全体を有効に使用した冷却処理を行うことができない。このため溶融スラグの冷却効率が低く、高い生産性が得られない。また、塩基度が高いスラグ（特に、塩基度≥ 3 ) は粉ィ匕しゃすく、このようなスラグは溶融状態から急冷することにより、粉化しにくくすることができるが、従来のスラグ冷却処理装置で冷却処理した場合、高粘性のために厚みを薄くすることができず、十分な冷却速度が得られないため、冷却後の粉化を適切に抑制できない。

(b) 従来の双ドラム式のスラグ冷却処理装置で高炉スラグなどのような粘度が比較的小さい溶融スラグを冷却処理した場合、厚さが 2〜 3 mm程度の薄いスラグ凝固体しか得られず、これを粒状に破碎処理しても粗骨材や路盤材などに必要とされる粒度を満足できない。また、薄いスラグ凝固体はガラス質となるために保水性が低くなり、この面からも路盤材などには不向きであると言える。したがって本発明の目的は、このような従来技術の課題を解決し、冷却処理済みスラグの取り扱い'後処理などが容易で且つ設備コストも低く抑えることができるスラグ製品製造装置であるとともに、大型装置であってもタンディッシュを用いる必要がなく、且つ供給される溶融スラグの落下荷重で冷却ドラムを損耗させることなく溶融スラグを大量処理することができる冷却ドラム式の溶融スラグ冷却処理装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、比較的塩基度が高く、粘性のある溶融スラグを効率的に冷却処理することができ、また、特に塩基度が高いスラグであっても粉化しにくいスラグ凝固体を得ることができる溶融スラグの冷却処理装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、粘度が比較的小さい溶融スラグを処理対象とする場合に、粗骨材などのスラグ製品を得るのに適した厚肉のスラグ凝固体を製造することができる溶融スラグの冷却処理装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、以上のような冷却処理装置を用いた溶融スラグの冷却処理方法を提供することにある。

さらに、本宪明の他の目的は、そのような冷却処理方法を用いたスラグ製品の製造方法を提供することにある。発明の開示

上記課題を解決するための本宪明の要旨は以下のとおりである。

[1] 外周のドラム面（100) に溶融スラグを付着させて冷却する、回転可能な単一の横型冷却ドラム（1) と、該横型冷却ドラム（1) に溶融スラグを供給する樋（2) を備え、ドラム面（100) に付着して冷却されたスラグが、横型冷却ドラム（1) の回転に伴い、ドラム面（100) から剥離して一方向に排出されるようにしたことを特徴とする溶融スラグの冷却処理装置。

[2] 上記 [1] の冷却処理装置において、樋（2) を、その先端部が横型冷却ドラム（1) のドラム面（100) に接する力若しくは近接するように設け、溶融スラグが樋（2) の先端部からドラム面（100) に直接供給され、ドラム面（100) に付着するようにしたことを特徴とする溶融スラグの冷却処理装置。

[3] 上記 [1] の冷却処理装置において、樋（2) を、その先端部が横型冷却ドラム（1)のドラム面（100)に接する力若しくは近接するように設けるとともに、樋（2) とドラム面（100) とによりスラグ液溜まり部（A) を形成し、横型冷却ドラム（1) の回転に伴い、スラグ液溜まり部（A) 内の溶融スラグがドラム面 (100)に付着して持ち出されるようにしたことを特徴とする溶融スラグの冷却処理装置。

[4] 上記 [1] 〜 [3] のいずれかの冷却処理装置において、横型冷却ドラム（1) のドラム面（100)に付着した溶融スラグを圧延してドラム幅方向に展伸させるための展伸ロール (3) を有することを特徴とする溶融スラグの冷却処理装置。

[5] 上記 [1] の冷却処理装置において、樋（2) を、その先端部が横型冷却ドラム（1)のドラム面（100)に接する力若しくは近接するように設けるとともに、横型冷却ドラム（1) の上方に堰（4) を設け、該堰（4) とドラム面（100) と樋（2) とによりスラグ液溜まり部（A) を形成し、堰（4) と横型冷却ドラム

(1) 間には、スラグ液溜まり部（A) 内の溶融スラグが押し出される開口（5) を有することを特徴とする溶融スラグの冷却処理装置。

[6] 上記 [5] の冷却処理装置において、堰（4) 力 S、下部外周面が反スラグ液溜まり部（A) 方向に回転する回転方向を有する冷却ドラム（4x) からなることを特徴とする溶融スラグの冷却処理装置。

[7]上記 [3]〜 [6]のいずれかの冷却処理装置において、スラグ液溜まり部（A) 内に流体を吹き込むための流体供給手段（6) を有することを特徴とする溶融スラグの冷却処理装置。

[8] 上記 [1] 〜 [7〕のいずれかの冷却処理装置において、横型冷却ドラム（1) のドラム面（100) から剥離したスラグを冷却するための冷却手段（7) を有することを特徴とする溶融スラグの冷却処理装置。

[9] 上記 [1] 〜 [8] のいずれかの冷却処理装置を用レ、、溶融スラグを冷却処理することを特徴とする溶融スラグの冷却処理方法。

[10] 上記 [⁹] の冷却処理方法において、展伸ロール（3) を有する冷却処理装置を用いた溶融スラグの冷却処理方法であって、スラグ塩基度 [質量比：％C a O /%S i 0₂] が 2以上の溶融スラグを処理対象とし、ドラム面（100) に付着 9 055723 した溶融スラグを展伸ロール（3 ) により圧延してドラム幅方向に展伸させることを特徴とする溶融スラグの冷却処理方法。

[11] 上記 [9] の冷却処理方法において、堰（4 ) を有する冷却処理装置を用いた溶融スラグの冷却処理方法であって、開口（5 ) からスラグが押し出されることを特徴とする溶融スラグの冷却処理方法。

[12] 上記 [11] の冷却処理方法において、開口（5 ) から厚さ 5 mm以上の板状のスラグが押し出されることを特徴とする溶融スラグの冷却処理方法。

[13] 上記 [9] 〜 [12] のいずれかの冷却処理方法において、スラグ液溜まり部

(A) を有する冷却処理装置を用いた溶融スラグの冷却処理方法であって、スラグ液溜まり部（A) 内の溶融スラグに粉体を添加することを特徴とする溶融スラグの冷却処理方法。

[14] 上記 [9] 〜 [13] のいずれかの冷却処理方法において、スラグ液溜まり部 (A) を有する冷却処理装置を用いた溶融スラグの冷却処理方法であって、スラグ液溜まり部（A) 内の溶融スラグ中に流体を吹き込むことを特徴とする溶融スラグの冷却処理方法。

[15] 上記，[9] 〜 [14] のいずれかの冷却処理方法において、下記（i ) 〜（iv) のうちの少なくとも 1つの熱回収を行うことを特徴とする溶融スラグの冷却処理方法。

( i ) 横型冷却ドラム（1 ) の内部を通過する冷媒から熱回収を行う。

(ii) 堰（4 ) を有する冷却処理装置を用いた溶融スラグの冷却処理において、堰 ( 4 ) の内部を通過する冷媒から熱回収を行う。

(iii) 横型冷却ドラム（1 ) で冷却されたスラグを、さらに冷媒と接触させ冷却し、該冷媒から熱回収を行う。

(iv) スラグ液溜まり部（A) を有する冷却処理装置を用いた溶融スラグの冷却処理において、スラグ液溜まり部（A) 内の溶融スラグ中に流体を吹き込む場合、吹き込まれた流体を回収し、該流体から熱回収を行う。 [16] 上記 [9] 〜 [15] のいずれかの冷却処理方法で冷却され、凝固したスラグを破砕処理または Zおよぴ磨砕処理して粒状のスラグ製品を得ることを特徴とするスラグ製品の製造方法。

なお、本発明において、堰（4 ) と横型冷却ドラム（1 ) 間の開口（5 ) は、堰

( 4 )や横型冷却ドラム（1 )の外面形状などによっては、間欠的に形成される（すなわち、堰（4 ) と横型冷却ドラム（1 ) 間が間欠的に開口する）場合があり、この場合には、スラグ液溜まり部（A) 内の溶融スラグは開口（5 ) から不連続状に押し出されることになる。図面の簡単な説明

図 1は本発明による溶融スラグの冷却処理装置および冷却処理方法の一実施形態を模式的に示す正面図である。

図 2は本発明による溶融スラグの冷却処理装置およぴ冷却処理方法の他の実施形態を模式的に示す正面図である。

図 3は本発明による溶融スラグの冷却処理装置おょぴ冷却処理方法の他の実施形態を模式的に示す正面図である。

図 4は本発明による溶融スラグの冷却処理装置おょぴ冷却処理方法の他の実施形態を模式的に示す正面図である。

図 5は図 4に示す実施形態の平面図である。

図 6は図 4に示す実施形態の冷却ドラムに付設された展伸ロールの作用を示す説明図である。

図 7は本発明による溶融スラグの冷却処理装置および冷却処理方法の他の実施形態を模式的に示す平面図である。

図 8は本発明による溶融スラグの冷却処理装置およぴ冷却処理方法の他の実施形態を模式的に示す正面図である。

図 9は本発明による溶融スラグの冷却処理装置おょぴ冷却処理方法の他の実施形態を模式的に示す正面図である。図 1 0は本発明による溶融スラグの冷却処理装置および冷却処理方法の他の実施形態の一部を模式的に示す正面図である。

図 1 1は図 1 0に示す実施形態の一部を模式的に示す側面図である。

図 1 2は本発明による溶融スラグの冷却処理装置おょぴ冷却処理方法の他の実施形態の一部を模式的に示す正面図である。

図 1 3は図 1 2に示す実施形態の一部を模式的に示す側面図である。

図 1 4は本発明による溶融スラグの冷却処理装置およぴ冷却処理方法の他の実施形態の一部を模式的に示す正面図である。

図 1 5は図 1 4に示す実施形態の一部を模式的に示す側面図である。

図 1 6は本発明による溶融スラグの冷却処理装置および冷却処理方法の他の実施形態の一部を模式的に示す正面図である。

図 1 7は図 1 6に示す実施形態の一部を模式的に示す側面図である。

図 1 8は本発明による溶融スラグの冷却処理装置およぴ冷却処理方法の他の実施形態の一部を模式的に示す正面図である。

図 1 9は図 1 8に示す実施形態の一部を模式的に示す側面図である。

図 2 0は本発明による溶融スラグの冷却処理装置おょぴ冷却処理方法の他の実施形態を模式的に示す正面図である。

図 2 1は本発明による溶融スラグの冷却処理装置おょぴ冷却処理方法の他の実施形態を模式的に示す正面図である。

図 2 2は本発明による溶融スラグの冷却処理装置および冷却処理方法の他の実施形態を模式的に示す正面図である。

図 2 3は本発明による溶融スラグの冷却処理装置おょぴ冷却処理方法の他の実施形態を模式的に示す正面図である。

図 2 4は本発明による溶融スラグの冷却処理装置おょぴ冷却処理方法の他の実施形態を模式的に示す正面図である。

図 2 5は図 4〜図 6などに示す展伸口ールに適用される内部冷却機構の一実施形態を示す模式断面図である。図 26は本発明装置の冷却ドラムの回転数とスラグ処理量との関係を示すグラフである。く符号の説明 >

1 横型冷却ドラム、 2 樋、 3， 3x， 3y， 3z，展伸ロール、 4 堰

、 4a 堰体、 4x 冷却ドラム、 5 開口、 6 流体供給手段、 7 冷却手段、 8 搬送コンベア、 9 スラグパケット、 10 ガス噴射手段、

11 支持アーム、 13 破砕装置、 14， 14 a, 14b, 14 c, 冷却用容器、 15 スクリューフィーダ一、 16， 16a 冷媒供給手段、 17 カバー、 18 排気管、 19 熱交換器、 20 ガス温度計、 21 制御装置、 22 供給装置、 30 冷媒流路、 31a， 3 lb ロール軸、 4 0 a, 4 Ob 冷媒通路、 100 ドラム面、 101， 102 環状溝、 10 3 凹部、 1 10 軸受孔、 200 側壁、 300 外周面、 301 口ール軸、 400 ドラム面、 401， 402， 403 環状溝、 404 凹部。発明を実施するための最良の形態

本発明の溶融スラグの冷却処理装置および冷却処理方法において、冷却処理の対象となるスラグの種類に制限はなく、例えば、高炉スラグ、製鋼スラグ（例えば、転炉脱炭スラグ、脱燐スラグ、脱珪スラグ、脱硫スラグ、電気炉スラグ、錡造スラグなど）、溶融還元スラグ（例えば、鉄鉱石、 C r鉱石、 N i鉱石、 Mn鉱石などの融還元により生じるスラグ）、その他の製鍊炉ゃ精鍊炉から発生するスラグ、ごみ焼却灰溶融スラグ、廃棄物ガス化溶融スラグなど、種々のスラグを対象とすることができる。

図 1は、本発明による溶融スラグの冷却処理装置おょぴ冷却処理方法の一実施形態を模式的に示す正面図である。この溶融スラグの冷却処理装置は、外周のドラム面 1 0 0に溶融スラグを付着させて冷却する、回転可能な単一の横型冷却ドラム 1 (以下、単に「冷却ドラム 1」という。他の実施形態についても同様）と、この冷却ドラム 1に溶融スラグを供給する樋 2を備えている。ここで、横型冷却ドラムの「横型」とは、ドラムの回転軸が概略水平であることを表している。

前記樋 2は、冷却ドラム径方向の一方の側に配置され、適当な高さから冷却ドラム 1の上部ドラム面に溶融スラグ Sを供給する。この樋 2の上流側には、スラグ鍋など力ら溶融スラグ Sが供給される。

樋 2の形態は任意である力冷却ドラム幅方向（ドラム軸方向）で十分な幅を有するものを用いることにより、ドラム幅方向に溶融スラグを拡げて、溶融スラグをドラム面 1 0 0で均一に冷却することができる。

冷却ドラム 1は、駆動装置（図示せず）により、その上部ドラム面が反樋方向に回転するように回転駆動する。樋 2から供給された溶融スラグ Sは、ドラム面 1 0 0に付着して冷却された後、冷却ドラム 1の回転に伴いドラム面 1 0 0から剥離し、冷却ドラム径方向の他方の側に排出される。

なお、冷却ドラム 1は、操業条件に応じて回転数を制御できるようにすることが好ましい。

前記冷却ドラム 1の内部には、冷媒を通すための流路を有する内部冷却機構（図示せず）が設けられ、この内部冷却機構に対する冷媒供給部と冷媒排出部がドラム軸の各端部に各々設けられている。なお、冷媒には一般に水（冷却水）が用いられるが、他の流体（液体または気体）を用いてもよい。

冷却ドラム径方向の他方の側には、冷却されてドラム面 1 0 0から剥離したスラグ S xを受け取り、搬送するための搬送コンベア 8が配置されている。冷却ドラム 1の表面に付着して冷却されるスラグは、ドラム面 1 0 0がドラム下方側に回り込み始める回転位置において自重によりドラム面 1 0 0から剥離するので、本実施形態の搬送コンベア 8は、このようして剥離するスラグ S xを受けられるような高さ位置に配置されている。なお、ドラム面 1 0 0から剥離したスラグ S xを搬送コンベア 8にガイドするためのガイド部材を設けてもよい。

搬送コンベア 8の搬送先には、スラグ S xを受け入れ、このスラグ S xを冷媒で冷却することにより熱回収を行うためのスラグバケツト 9が設けられている。なお、搬送コンベア 8を設けることなく、冷却ドラム 1とスラグパケット 9間にシュートを設け、冷却ドラム 1から剥離したスラグ S xを、このシュートを介してスラグバケツト 9に装入するようにしてもよい。

また、本実施形態の冷却ドラム 1は表面が平滑な円筒体であるが、必ずしもこれに限定されるものではなく、溝などの凹凸を有していてもよい。

以上のような冷却処理装置を用いた溶融スラグの冷却処理では、樋 2を流下する溶融スラグ Sが冷却ドラム 1のドラム面 1 0 0に供給され、この溶融スラグ Sはドラム面 1 0 0に板状に付着した状態で適度な凝固状態（例えば、半凝固状態または片面若しくは両面の表層のみが凝固した状態）まで冷却された後、所定のドラム回転位置において自重により冷却ドラム面から自然に剥離し、この剥離したスラグ S Xはそのまま搬送コンベア 8に受け取られ、この搬送コンベア 8で搬送されスラグバケツト 9に装入される。なお、搬送コンベア 8の搬送速度は、冷却ドラム 1の周速とほぼ一致している。

以上のような溶融スラグ Sの冷却処理では、単一の冷却ドラム 1のドラム面 1 0 0から剥離した冷却処理済みのスラグ S xがー方向に排出されるので、冷却処理済みスラグの取り扱い ·後処理などが容易である。このため、冷却処理済みのスラグ S xからの顕熱回収を行う際にも、 1つの熱回収設備で効率的に熱回収を行うことができる。また、冷却ドラム 1に溶融スラグ Sによる大きな落下荷重がかからないため、冷却ドラム 1を損耗させることなく溶融スラグ sを大量処理することができる。

スラグパケット 9内には冷媒が供給され、スラグ S xの冷却が行われる。なお、冷却ドラム 1から剥離したスラグ S xの冷却は、他の手段や場所で行ってもよい。冷却されたスラグ S Xはスラグ製品とするための破碎処理または/および磨砕処理のための工程に送られ、さらに必要に応じて、篩い分けなどによる整粒が施される。

通常、冷却ドラム 1による冷却が完了した直後のスラグ S xは、上記のような適度な凝固状態にあるが、未だ可塑性を有しているので、冷却ドラム面から剥離し、搬送コンベア 8に受け取られるスラグ S xは板状の連続体である。ただし、スラグ S xの厚さや凝固の程度によっては、冷却ドラム面から剥離し、搬送コンベア 8に受け取られる間に板状スラグの連続体が千切れることもあるが、特に問題はなレ、。なお、スラグ S xを搬送コンベア 8からパケットなどに払い出す際には、必要に応じて、スラグ S Xを適当な手段で粗破碎してもよレ、。

図 2は、本発明による溶融スラグの冷却処理装置および冷却処理方法の他の実施形態を模式的に示す正面図である。

この実施形態では、樋 2を、その先端部が冷却ドラム 1のドラム面 1 0 0に接する力、若しくは近接するように設け、溶融スラグ Sが樋 2の先端部からドラム面 1 0 0に直接供給され、ドラム面 1 0 0に付着するようにしたものである。

樋 2の先端部は、ドラム面 1 0 0に接してもょレヽし、小さい間隙を形成してドラム面 1 0 0に近接させてもよい。後者の場合には、熱膨張などを考慮して溶融スラグ Sが漏れない程度の隙間をもつて近接させることが好ましいが、溶融スラグ Sの漏れを確実に防止するため、その間隙部分に対して樋 2の下方に設けられたガス噴射手段 1 0からパージガスを噴射することが好ましい。

この樋先端部とドラム面 1 0 0との隙間に関しては、溶融スラグの粘性にもよるが、高温でのスラグ処理実施時において広くても 5 mm以下、望ましくは 3 mm以下、さらに望ましくは l mm以下とすることが好ましレ、。隙間を狭くできればできるほど、パージガスの量を低減できる。パージガスなしで溶融スラグの漏れを抑えることができる隙間の限界は、溶融スラグの性状（粘性）に大きく依存するが、隙間を 1 mmないしそれ以下のほとんど接触しているような状態にできれば、ほとんどの場合パージガスなしでも溶融スラグの漏れを抑制できる。隙間を狭めるほど、樋先端部の接触によるドラム面の摩耗や損耗が進むことになるので、ドラム面と接触する可能性の高い樋先端部に関しては、すべり性の良い炭素質やポロンナイトラィドその他の材料で構成することが望ましい。ここで、隙間の値は実際の操業時 (高温状態）のものであり、常温で装置を設置するにあたっては、上述のように冷却ドラムの熱膨張を考慮する必要がある。以下に、熱膨張の一例を示す。鋼性の直径 1 . 6 m ψの冷却ドラムの場合、鋼の熱膨張率は 1 5 X 1 0 ⁶であり、ドラム材料平均温度が 2 0 0 °Cの場合、熱膨張で径方向に伸びる長さは、半径 8 0 O mm X 2 0 0 °C X 1 5 X 1 0—⁶ = 2 . 4 mmとなる。

なお、本実施形態の他の構成は、図 1の実施形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。

以上のような冷却処理装置を用いた溶融スラグの冷却処理では、冷却ドラム 1に対して溶融スラグ Sによる落下荷重が殆どかからないため、冷却ドラム 1の損耗をより少なくする」ことができる。

図 3は、本発明による溶融スラグの冷却処理装置および冷却処理方法の他の実施形態を模式的に示す正面図である。

この実施形態では、樋 2を、その先端部が冷却ドラム 1のドラム面 1 0 0に接するか若しくは近接するように設けるとともに、樋 2の先端部分とドラム面 1 0 0とによりスラグ液溜まり部 Aを形成し、冷却ドラム 1の回転に伴い、スラグ液溜まり部 A内の溶融スラグ Sがドラム面 1 0 0に付着して持ち出されるようにしたものである。スラグ液溜まり部 Aを形成するために、樋 2の先端部分は上側（水平状）に屈曲ないし湾曲した受け皿状の形態を有するとともに、樋 2の先端部が下部ドラム面に接する力若しくは近接している。

また、スラグ液溜まり部 Aを形成する樋の先端部分の側壁 2 0 0は、溶融スラグ Sを保持するために、所定の高さを有している。

以上のような冷却処理装置を用いた溶融スラグの冷却処理では、樋 2に供給された溶融スラグ Sはスラグ液溜まり部 Aに流入し、ここで適当な時間滞留することで冷却された後、冷却ドラム 1のドラム面 1 0 0に付着して持ち出され、図 1および図 2の実施形態と同様、ドラム面 1 0 0に付着した状態で適度な凝固状態（例えば、半凝固状態または片面若しくは両面の表層のみが凝固した状態）まで冷却された後、所定のドラム回転位置において自重により冷却ドラム面から自然に剥離する。この実施形態では、溶融スラグ Sがスラグ液溜まり部 A内で十分な時間滞留することにより冷却が促進されるので、厚肉のスラグ S xが得られやすレ、。

図 4〜図 6は、本発明による溶融スラグの冷却処理装置おょぴ冷却処理方法の他の実施形態を模式的に示すもので、図 4は正面図、図 5は平面図、図 6は冷却ドラムに付設された展伸口ールの作用を示す説明図である。

この実施形態の冷却処理装置は、冷却ドラム 1のドラム面 1 0 0に付着した溶融スラグ Sを圧延してドラム幅方向に展伸させるための展伸ロール 3を有するものであり、特に粘度が高いスラグ塩基度 [質量比：。/ o C a O/% S i〇₂] (以下、単に「塩基度」という）が 2以上の溶融スラグの冷却処理に好適なものである。塩基度≥ 2のスラグとしては、例えば、普通鋼およびステンレス鋼の転炉脱炭精鍊スラグ、脱燐スラグ、電気炉スラグなどの製鋼スラグ、廃棄物ガス化溶融スラグ、ごみ焼却灰溶融スラグなどが挙げられる。

冷却ドラム 1の上部には、スラグ展伸手段である展伸口ール 3が冷却ドラム 1と平行に設けられている。この展伸ロール 3は、冷却ドラム 1のドラム面 1 0 0 (上部外周面）に付着した溶融スラグ Sを圧延してドラム幅方向に展伸させるもので、その外周面 3 0 0力 S、冷却ドラム 1のドラム面 1 0 0との間で所定の間隔 tを形成するようにして、支持アーム 1 1に回転自在に支持されている。本実施形態では、支持アーム 1 1の先端（下端）に上下方向に長い長円形の軸受孔 1 1 0が形成され、この軸受孔 1 1 0に展伸ロール 3のロール軸 3 0 1が上下スライド可能に支持されている。したがって、本実施形態の展伸ロール 3は非駆動であり、その自重で冷却ドラム 1の上部ドラム面に付着した溶融スラグ Sを間隔 tの厚さに圧延する。本実施形態のように、展伸ロール 3を支持アーム 1 1に上下スライド可能に支持させることにより、冷却ドラム面に付着した溶融スラグ中に固レ、塊状物が含まれてヽる場合でも、展伸ロール 3が上方に逃げることにより塊状物を通過させることができる。

なお、展伸ロール 3は、令却ドラム面との間で所定の間隔 tを有するように、支持アーム 1 1に対して回転自在に固定的に支持させる構造としてもよい。この場合、展伸ロール 3を上下方向で位置調整可能とし、間隔 tを調整できるようにすることが好ましい。また、展伸ロール 3を回転自在に保持するロール軸受をスプリングを介して支持アーム 1 1などに支持させ、そのスプリングにより適度な圧下力が得られ、且つ異物を嚙み込んだ際に展伸口ール 3が退避できるような構造としてもよい。また、展伸ロール 3は駆動ロールとしてもよい。

展伸口ール 3は、冷却ドラム面に付着した溶融スラグ Sを圧延して展伸させるものであるため、その外铎は冷却ドラム 1の外径よりも十分小さくてよいが、ロール長さが長くなるとスラグ熱ゃ自重で橈み、冷却ドラム面との間隔 tがドラム幅方向でパラツキやすくなるため、ロール長さやロール剛性に応じて外径を選択することが好ましい。

また、展伸ロール 3についても、前記冷却ドラム 1と同様の内部冷却機構を備えた方が、溶融スラグの冷却効率およぴ展伸ロールの耐久性の観点から好ましい。また、展伸ロール 3を冷却ドラム周方向の複数箇所に設け、これら複数の展伸ロール 3により、ドラム面に付着したスラグを多段に圧延するようにしてもよい。なお、本実施形態の他の構成は、図 3の実施形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。また、本実施形態のような展伸口ール 3は、図 1や図 2に示すような形態の冷却処理装置に付設することもできる。

以上のような冷却処理装置で粘性が高い溶融スラグを冷却処理する場合、スラグ液溜まり部 Aから冷却ドラム 1に持ち出され、そのドラム面 1 0 0に付着した粘性の高い溶融スラグ Sは、ドラム幅方向（ドラム軸方向）に広がりにくいため、ドラム幅方向でドラム面 1 0 0に不均一に付着した状態（冷却ドラム面に局部的に付着した状態）になる。このままの状態では、溶融スラグ Sの冷却効率（=単位時間当たりのスラグ抜熱量 Zスラグ単位容積）が非常に悪く、しかも、スラグが冷却ドラム 1から剥離する際に凝固状態が不均一になり、品質にパラツキを生じる。本実施形態では、このようにドラム面 1 0 0に不均一に付着した溶融スラグ Sは、展伸口ール 3で圧延されることでドラム幅方向に展伸される。これにより、溶融スラグ S の冷却効率が高まるとともに、溶融スラグ Sの冷却速度も高くなる。図 1〜図 3の実施形態と同様に、溶融スラグ Sは冷却ドラム面に付着した状態で適度な凝固状態 (例えば、半凝固状態または表層のみ凝固した状態）まで冷却された後、所定のドラム回転位置において自重により冷却ドラム面から自然に剥離する。

このように、溶融スラグ Sが展伸ロール 3によってドラム幅方向に展伸される結果、溶融スラグ Sの厚みが薄くなってスラグの冷却効率が高まり、生産性が向上するとともに、溶融スラグ Sの冷却速度も高くなるため、粉化しにくいスラグ凝固体を得ることができる。また、スラグの凝固状態が均一化し、均一な品質のスラグ凝固体を得ることができる。

図 7は、本発明による溶融スラグの冷却処理装置および冷却処理方法の他の実施形態を模式的に示す平面図である。この実施形態の冷却処理装置も、スラグ展伸手段である展伸ロール 3を有する。

この実施形態では、冷却ドラム 1に対して、複数の展伸ロール 3 x〜3 zを配置したものである。具体的には、冷却ドラム回転方向の上流側位置におけるドラム幅方向中央部に展伸ロール 3 Xを配置するとともに、冷却ドラム回転方向の下流側位置におけるドラム幅方向両側部分に、展伸ロール 3 y , 3 zを配置したものである。展伸ロール 3 y， 3 zのドラム幅方向での圧延範囲は、展伸ロール 3 Xのドラム幅方向での圧延範囲と一部ラップしている。このように冷却ドラム回転方向の上流側と下流側に展伸ロール 3 X〜 3 _Zを配置することにより、冷却ドラム面上の溶融スラグ Sを段階的に順次展伸させることができる。本実施形態のように短い展伸ロール 3 x〜3 zは、長手方向の撓みが小さいので、冷却ドラム幅方向でスラグの圧延厚さを均一にするのに有利である。

なお、本実施形態の他の構成は、図 4〜図 6の実施形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。図 8は、本発明による溶融スラグの冷却処理装置および冷却処理方法の他の実施形態を模式的に示す正面図である。

この実施形態は、樋 2を、その先端部が冷却ドラム 1のドラム面 1 0 0に接する力、若しくは近接するように設けるとともに、冷却ドラム 1の上方に堰 4を設け、この堰 4とドラム面 1 0 0と樋 2の先端部分とによりスラグ液溜まり部 Aを形成し、堰 4と冷却ドラム 1間には、スラグ液溜まり部 A内の溶融スラグが押し出される開口 5が形成される。

本実施形態は、厚さ 5 mm以上、好ましくは 2 0 mm以上のスラグ凝固体が得られるようにすることを狙いとしているため、開口 5の幅（厚さ）は 5 mm以上、好ましくは 2 O mm以上とすることが望ましい。また、堰 4の上下方向位置を調整可能とすることにより、開口 5の幅（厚さ）を可変とすることが好ましい。

前記堰 4は、本実施形態では固定式の堰体 4 a (壁体）で構成され、適当な支持部材を介して装置本体（基体）に支持されている。堰体 4 aの内部には、冷媒を通すための流路を有する内部冷却機構（図示せず）を設けてもよく、その場合には、内部冷却機構に対する冷媒供給部と冷媒排出部が各々設けられる。なお、冷媒には一般に水（冷却水）が用いられるが、他の流体（液体または気体）を用いてもよい。なお、本実施形態の他の構成は、図 3の実施形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。

以上のような冷却処理装置を用いた溶融スラグの冷却処理では、樋 2に供給された溶融スラグ Sはスラグ液溜まり部 Aに流入し、ここで適当な時間滞留することで冷却された後、冷却ドラム 1と堰 4 (堰体 4 a) 間の開口 5から冷却されつつ押し出される。押し出された溶融スラグ Sは冷却ドラム面に付着した状態で適度な凝固状態（例えば、半凝固状態または片面若しくは両面の表層のみが凝固した状態）まで冷却された後、図 1〜図 3の実施形態と同様に、所定のドラム回転位置において自重により冷却ドラム面から自然に剥離する。 .

このような溶融スラグの冷却処理では、溶融スラグ Sがスラグ液溜まり部 A内で十分な時間滞留することにより冷却が促進され、さらに開口 5から押し出される際にも冷却ドラム 1によって冷却されるので、開口 5の幅（厚さ）を十分に大きくして厚肉のスラグ S xが押し出されるようにしても、溶融スラグ Sを適切に冷却することができる。このため開口 5からは、適切に冷却された厚さ 5 mm以上の厚肉の板状のスラグ S xを押し出すことができる。本実施形態によれば、厚さが 2 0〜3 0 mm程度の厚肉のスラグ凝固体も容易に製造することができる。

なお、図 8の実施形態において、堰体 4 aが特別な内部冷却機構を有していない場合には、開口 5から押し出されるスラグ S xは、通常、冷却ドラム 1に接する側の下面と両側端面が凝固し、上面側は溶融または半溶融状態であるが、押し出されるスラグ S Xがこの程度の凝固状態であれば特に問題はない。

図 9は、本発明による溶融スラグの冷却処理装置および冷却処理方法の他の実施形態を模式的に示す正面図である。この実施形態の冷却処理装置も、冷却ドラム 1 の上部に堰 4を有する。

この実施形態では、冷却ドラム 1の上部に設ける堰 4を、下部ドラム面が反スラグ液溜まり部 A方向に回転する回転方向を有する冷却ドラム 4 Xで構成したものである。

冷却ドラム 1と同様、前記冷却ドラム 4 xの内部には、令媒を通すための流路を有する内部冷却機構（図示せず）が設けられ、この内部冷却機構に対する冷媒供給部と冷媒排出部がドラム軸の各端部に各々設けられている。なお、冷媒には一般に水（冷却水）が用いられるが、他の流体（液体または気体）を用いてもよい。

図 8の実施形態と同様、開口 5の幅（厚さ）は 5 mm以上、好ましくは 2 0 m m以上とすることが望ましい。また、冷却ドラム 4 xの上下方向位置を調整可能とすることにより、開口 5の幅（厚さ）を可変とすることが好ましい。

また、冷却ドラム 1と同様、冷却ドラム 4 xも駆動装置（図示せず）により上記の回転方向に回転駆動する。なお、冷却ドラム 1、冷却ドラム 4 xともに、操業条件に応じて回転数を制御できるようにすることが好ましい。なお、冷却ドラム 4 X は冷却ドラム 1の直上に位置する必要はなく、本実施形態のように水平方向で位置がずれていてもよい。なお、本実施形態の他の構成は、図 3の実施形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。

以上のような冷却処理装置を用いた溶融スラグの冷却処理では、溶融スラグ Sはスラグ液溜まり部 A内で適当な時間滞留することで冷却された後、冷却ドラム 1一冷却ドラム 4 x間で圧延されるようにして開口 5から冷却されつつ押し出される。この際に溶融スラグは、（i) スラグ液溜まり部 A内において十分な時間滞留することで冷却され、さらに、（ii) 開口 5の入側部において冷却ドラム 1と冷却ドラム 4 Xと比較的長い時間接触した後、開口 5内で冷却ドラム 1と冷却ドラム 4 Xにより両側から圧延されるようにして冷却される、という冷却作用を受けるため、溶融スラグ Sの冷却をより効果的に促進することができ、厚肉のスラグ凝固体をより安定的に得ることができる。

なお、本実施形態の冷却ドラム 1や冷却ドラム 4 x、図 8の実施形態の冷却ドラム 1は、表面が平滑な円筒体であるが、必ずしもこれに限定されるものではなく、溝などの凹凸を有していてもよい。ドラム面 1 0 0に凹凸があると溶融スラグとの接触面積が増大し、スラグの冷却を促進できる。また、凝固したスラグの破碎'磨砕が容易になる利点もある。さらに、冷媒を通じた熱回収についても、比表面積が大きいので熱交換効率が高くなる。

また、冷却ドラム 1のドラム面 1 0 0に形成される環状溝などの凹凸により、冷却ドラム 1と冷却ドラム 4 xのドラム面間で孔型状の開口 5が形成され、スラグがその孔型形状で押し出されるようにしてもよい。したがって、冷却ドラム 1と冷却ドラム 4 x間の開口 5から押し出されるスラグ S xの形状は、板状の他に線状や柱状などであってもよい。また、冷却ドラム 1や冷却ドラム 4 xのドラム面の凹凸形状によっては、開口 5が間欠的に形成されてスラグ S xの押し出しが不連続になされる場合があり、この場合には、開口 5からスラグ S xが実質的に塊形状で押し出される。

図 8およぴ図 9の実施形態では、開口 5から押し出されるスラグ S xの厚さとは、図 8に示すような冷却ドラム径方向でのスラグの最大厚み tと定義する。そして、押し出されるスラグ S xの形状が板状以外の場合にも、上記定義によるスラグ S X の厚さが 5 mm以上、好ましくは 2 0 mm以上であることが望ましい。

図 8および図 9の実施形態において開口 5から押し出される厚肉のスラグ S x は、通常、片面または両面の表層のみが凝固し、内部は溶融または半溶融状態にある。そして、開口 5から押し出された直後における凝固表層部は、冷却ドラムで急冷されたことによりガラス質またはこれに近い組織となる力その後、内部の未凝固スラグの熱によって復熱することで結晶質に変化する。したがって、これらの実施形態では、ガラス質の少ない厚肉のスラグ凝固体を得ることができる。

図 1 0およぴ図 1 1、図 1 2および図 1 3、図 1 4および図 1 5、図 1 6および図 1 7、図 1 8および図 1 9に示す各実施形態は、冷却ドラム 1と冷却ドラム 4 X 間の開口 5からスラグ S Xが板状以外の形状で押し出されるようにしたものである。具体的には、冷却ドラム 1または/および冷却ドラム 4 xのドラム面（外周面）に、下記（ィ）または Zおよび（口）を形成し、

(ィ）ドラム周方向の環状溝

(口）ドラム周方向で間隔的に設けられる凹部

冷却ドラム 4 xのドラム面 4 0 0を冷却ドラム 1のドラム面 1 0 0に当接させることで、上記（ィ）または/およぴ（口）により孔型状の開口 5が形成され、この孔型状の開口 5からスラグ S xが押し出されるようにしたものである。

図 1 0およぴ図 1 1の実施形態において、図 1 0は冷却処理装置おょぴ冷却処理方法の一部を模式的に示す正面図、図 1 1は同じく側面図である。この実施形態では、冷却ドラム 4 xのドラム面 4 0 0 (外周面）に複数の環状溝 4 0 1をドラム長手方向で間隔的に形成し、冷却ドラム 4 xのドラム面 4 0 0を冷却ドラム 1のドラム面 1 0 0に当接させることで、前記環状溝 4 0 1により孔型状の開口 5が形成されるようにしたものである。

本実施形態の他の構成は、図 3、図 9の実施形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。本実施形態では、環状溝 4 0 1で形成される複数の孔型状の開口 5から柱状のスラグ S xが押し出される。

なお、冷却ドラム 4 xのドラム面 4 0 0ではなく、冷却ドラム 1のドラム面 1 0 0に複数の環状溝をドラム長手方向で間隔的に形成し、この環状溝により孔型状の開口 5が形成されるようにしてもよい。

図 1 2および図 1 3の実施形態において、図 1 2は冷却処理装置および冷却処理方法の一部を模式的に示す正面図、図 1 3は同じく側面図である。この実施形態では、冷却ドラム 1のドラム面 1 0 0と冷却ドラム 4 xのドラム面 4 0 0に、それぞれ複数の環状溝 1 0 1と環状溝 4 0 1をドラム長手方向で間隔的に形成し、冷却ドラム 4 xのドラム面 4 0 0を冷却ドラム 1のドラム面 1 0 0に当接させることで、対向する前記環状溝 1 0 1と環状溝 4 0 1が合わさって孔型状の開口 5が形成されるようにしたものである。なお、樋 2の先端部は、冷却ドラム 1の軸方向の凹凸形状（複数の環状溝 1 0 1による凹凸形状）とかみ合う形状に構成され、冷却ドラム 1との間に隙間を生じないよう、或いは隙間がなるべく小さくなるようにしている。

本実施形態では、環状溝 1 0 1と環状溝 4 0 1が合わさって形成される複数の孔型状の開口 5から柱状のスラグ S xが押し出さ; る。

本実施形態の他の構成は、図 3、図 9の実施形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。

図 1 4およぴ図 1 5の実施形態において、図 1 4は冷却処理装置おょぴ冷却処理方法の一部を模式的に示す正面図、図 1 5は同じく側面図である。この実施形態では、冷却ドラム 4 xのドラム面 4 0 0に複数の環状溝 4 0 2をドラム長手方向で間隔的に形成するともに、これら環状溝 4 0 2の底面をドラム周方向で凹凸状（歯車状）に構成し、冷却ドラム 4 xのドラム面 4 0 0を冷却ドラム 1のドラム面 1 0 0に当接させることで、環状溝 4 0 2により孔型状の開口 5が形成されるようにしたものである。この実施形態では、環状溝 4 0 2の底面の凹部により開口 5が間欠的に大きくなる。本実施形態では、環状溝 4 0 2で形成される複数の孔型状の開口 5からスラグ S Xが押し出される。このスラグ S xは、環状溝 4 0 2の底面の凹部により開口 5力 S 間欠的に大きくなるので、塊状部 bが数珠状に連なるような形状で押し出される。このような形状のスラグ S xは、冷却ドラム 1から剥離した後、自重によって塊状に分離する力或いは小さい外力により簡単に塊状に分離する。

なお、図 1 5では、環状溝 4 0 2の底面に形成される凹凸を省略してあるが、底面の凸部位置を仮想線で示してある。

また、図 1 4およぴ図 1 5の実施形態のような環状溝 4 0 2の代わりに、溝状または穴状の凹部をドラム周方向で間隔的に形成してもよく、この場合には、その凹部により間欠的に開口 5が形成され、この開口 5から塊状のスラグ S xが押し出されることになる。

さらに、冷却ドラム 4 xのドラム面 4 0 0ではなく、冷却ドラム 1のドラム面 1 0 0に複数の環状溝（或いは上記のようなドラム周方向で間隔的に形成される溝状または穴状の凹部）をドラム長手方向で間隔的に形成し、この環状溝などにより孔型状の開口 5が形成されるようにしてもよい。

図 1 6および図 1 7の実施形態において、図 1 6は冷却処理装置おょぴ冷却処理方法の一部を模式的に示す正面図、図 1 7は同じく側面図である。この実施形態では、冷却ドラム 1のドラム面 1 0 0と冷却ドラム 4 xのドラム面 4 0 0に、それぞれ複数の環状溝 1 0 2と環状溝 4 0 3をドラム長手方向で間隔的に形成するともに、これら環状溝 1 0 2と環状溝 4 0 3の底面をドラム周方向で凹凸状（歯車状）に構成し、冷却ドラム 4 xのドラム面 4 0 0を冷却ドラム 1のドラム面 1 0 0に当接させることで、対向する前記環状溝 1 0 2と環状溝 4 0 3が合わさって孔型状の開口 5が形成されるようにしたものである。この実施形態では、環状溝 1 0 2と環状溝 4 0 3の各底面の凹部どうしが合わさることで、開口 5が間欠的に大きくなる。なお、樋 2の先端部は、冷却ドラム 1の軸方向の凹凸形状（複数の環状溝 1 0 2 による凹凸形状）とかみ合う形状に構成され、冷却ドラム 1との間に隙間を生じないよう、或いは隙間がなるべく小さくなるようにしている。

本実施形態では、環状溝 1 0 2と環状溝 4 0 3が合わさって形成される複数の孔型状の開口 5からスラグ S xが押し出される。このスラグ S xは、環状溝 1 0 2と環状溝 4 0 3の各底面の凹部どうしが合わさることで、開口 5が間欠的に大きくなるので、塊状部 bが数珠状に連なるような形状で押し出される。このような形状のスラグ S xは、冷却ドラム 1から剥離した後、自重によって塊状に分離する力、、或いは小さい外力により簡単に塊状に分離する。

なお、図 1 6および図 1 7では、環状溝 1 0 2と環状溝 4 0 3の底面に形成される凹凸を省略してあるが、底面の凸部位置を仮想線で示してある。

また、本実施形態のような環状溝 1 0 2と環状溝 4 0 3の代わりに、溝状または穴状の凹部をドラム周方向で間隔的に形成してもよく、この場合には、その凹部により間欠的に開口 5が形成され、この開口 5から塊状のスラグ S xが押し出されることになる。

図 1 8および図 1 9の実施形態において、図 1 8は冷却処理装置おょぴ冷却処理方法の一部を模式的に示す正面図、図 1 9は同じく側面図である。この実施形態では、冷却ドラム 1のドラム面 1 0 0と冷却ドラム 4 xのドラム面 4 0 0にそれぞれ、断面弧状（半球状）の凹部 1 0 3と凹部 4 0 4を多数形成し、冷却ドラム 4 xのドラム面 4 0 0を冷却ドラム 1のドラム面 1 0 0に当接させることで、対向する前記凹部 1 0 3と凹部 4 0 4が合わさって間欠的に開口 5が形成されるようにしたものである。

本実施形態の他の構成は、図 3、図 9の実施形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。本実施形態では、 M部 1 0 3と凹部 4 0 4が合わさって間欠的に形成される複数の開口 5を通じて塊状のスラグ S xが押し出される。

なお、冷却ドラム 1と冷却ドラム 4 xのうち、いずれか一方の冷却ドラムのドラム面を平滑に構成し、他方の冷却ドラムのドラム面にだけ凹部（凹部 1 0 3または凹部 4 0 4 ) を形成するようにしてもよい。

以上述べた図 1 0〜図 1 9の各実施形態で得られるスラグ S Xは、（a) 開口 5 から押し出された直後のスラグ S Xを簡易な破砕手段などによって容易に塊状スラグに加工できる、（b) 開口 5から押し出された後、自重によって塊状に分離する力 \ 或いは小さい外力により簡単に塊状に分離する、（c) 開口 5から塊状で押し出される、のいずれかであるため、スラグの塊状化が極めて容易である。このため、冷媒による熱回収においては、スラグの比表面積が大きいので熱交換効率が高くなり、効率的な熱回収を行うことができる。また、後工程でのスラグの破砕 ·磨砕処理の手間が不要または少なくなる利点もある。

開口 5から押し出された直後のスラグ S xを塊状スラグに加工する方法としては、クラッシャーなどの破砕装置で破枠してもよいし、剪断装置で剪断してもよい。本発明の冷却処理装置では、溶融スラグ Sが回転する冷却ドラム 1のドラム面 1 0 0に層状に付着し、この状態で冷却ドラム 1が適当な回転角度だけ回転する間に必要な冷却がされるようにすることが好ましい。

また、冷却ドラム 1に溶融スラグ sが接触し、少なくとも表面に凝固層が形成される程度に冷却されるためには、冷却ドラム 1の回転数は 2〜 2 0 r p m程度が好ましく、 2〜1 0 r p m程度とすることが更に好ましい。その場合、令却ドラム 1 のドラム面の周速は冷却ドラム 1の径によるが、例えば、 0 . 1〜2

好ましくは 0 . l〜l mZsec程度とすることが更に好ましレ、。冷却ドラム 1の回転速度が上記の範囲を超えると、溶融スラグがドラム面 1 0 0に接触 '付着しにくくなる。ちなみに、ドラム面 1 0 0の周速が S mZsecを超えると、ドラムから受ける力によって高炉スラグ等の溶融スラグの場合、引きちぎられ、細粒ィ匕されたり繊維状となったりすることになるので、スラグ製品品質として好ましくない。一方、冷却ドラム 1の回転速度が上記範囲未満では、処理量が少なくなり、スラグの大量処理には不向きとなる。特に高炉スラグ等のような急冷操作で非晶質化しゃすいスラグの場合、凝固層厚みが厚くなって半凝固部分が消失ないしほとんどなくなった状態で、ロール冷却処理を終わるので、ロール通過後の復熱がほとんど進まない。このため、ロールと接触している表層にできる非晶質層をなくすことができず、吸湿性が低下したり、表層の非晶質相の特徴としての鋭く角ばつた状態となり、スラグ製品の品質として好ましくない。さらに、半凝固層のない凝固状態のスラグを展伸ロール等で圧延処理しようとした場合、ロールの凹凸にスラグが嚙みこんだりする場合があるので好ましくない。スラグ顕熱を回収する場合に関しても、ロールへ抜熱する割合が大きくなるので、熱回収効率が低下する点で好ましくない（通常の冷却水による口ール冷却では、冷却水温の上昇を概ね 5 °C〜 1 0 °C程度とするので、冷却水からの熱回収は困難である。）。

図 2 6は、本発明の冷却処理装置の冷却ドラム 1の回転数とスラグ処理量との関係の一例を示すものである。

次に、以上述べた各実施形態に共通して適用可能な、種々の実施形態について説明する。

冷却ドラム 1を冷却するために、冷却ドラム内にさきに述べたような内部冷却機構を設ける代わりに、或いはそのような内部冷却機構に加えて、冷却ドラム 1の下部ドラム面に冷却用流体を吹き付けるドラム冷却手段を設けてもよい。この冷却手段は、例えば、冷却ドラム 1の下部ドラム面に水や空気などの冷却用流体を吹き付けるノズルなどにより構成できる。

また、冷却ドラム 4 xを有する冷却処理装置においては、冷却ドラム 4 x内にさきに述べたような内部冷却機構を設ける代わりに、或いはそのような内部冷却機構に加えて、冷却ドラム 4 xのドラム面に冷却用流体を吹き付けるドラム冷却手段を設けてもよい。この冷却手段も、例えば、冷却ドラム 4 xのドラム面に水や空気などの冷却用流体を吹き付けるノズルなどにより構成できる。また、冷却ドラム 1から剥離したスラグ S xを、例えば図 1に示すように、冷却ドラム 1と搬送コンベア 8間または搬送コンベア 8上で冷却する冷却手段 7を設けてもよい。この冷却手段 7は、例えば、スラグ S xに水や空気などの冷却用流体を吹き付けるノズルなどにより構成できる。

スラグ液溜まり部 Aを有する冷却処理装置においては、スラグ液溜まり部 A内に流体を吹き込むための流体供給手段を設け、例えば、（a) スラグ液溜まり部 A内の溶融スラグの温度調整、（b) スラグの改質、（c) 溶融スラグの顕熱回収、のうちの 1つ以上を目的として、その流体供給手段からスラグ液溜まり A内にガスなどの流体を供給してもよい。なお、これら（a) 〜（c) の目的にかかわりなく、スラグ液溜まり部 Aにガスなどの流体を吹き込んでスラグ浴を撹拌すれば、スラグの冷却を促進させることができる。

図 2 0は、その場合の冷却処理装置および冷却処理方法の一実施形態を模式的に示す正面図である。この実施形態では、スラグ液溜まり部 Aを構成する樋 2の先端部分の底部に流体吹込手段 6を設け、この流体吹込手段 6からスラグ液溜まり部 A内に流体を吹き込んでいる。この流体吹込手段 6は、例えば、ガス吹き込みノズルなどで構成される。

スラグ液溜まり部 Aに流体を供給する方法としては、上記実施形態以外に、例えば、樋 2の側壁 2 0 0に流体供給手段 6を設け、この流体供給手段 6からスラグ液溜まり部 A内に流体を.供給する方法、スラグ液溜まり部 Aの上方から流体吹込手段 6によりスラグ液溜まり部 A中に流体を吹き込む方法、などの方法を採用できる。スラグ液溜まり部 A内に供給する流体としては、例えば、空気、酸素富化空気、酸素ガス、窒素ガス、炭酸ガス、水蒸気、天然ガス、都市ガス、プロパンガス、コ一クス炉ガス、その他のプロセスガスなどが挙げられ、これらの 1種以上を用いることができる。上記（a) の溶融スラグの温度調整では、通常、流体の供給により溶融スラグの温度を低下させる。流体としては、例えば、空気、窒素ガス、水蒸気などを用いることができる。

上記（b) のスラグの改質については、例えば、スラグ中の f - C a O量の低減を目的とする場合には、空気、酸素富化空気、酸素ガスなどの酸素または酸素含有ガスを用いることができる。このようなガスを溶融スラグ【こ供給するとスラグ中の F e Oが酸化され、これが f - C a Oと結びついて 2 C a O · F e ₂0 ₃を形成するので、スラグ中の f - C a O量が低下し、得られたスラグ凝固体を路盤材などに使用した場合の水和膨張が抑制できる。

一方、内部気孔の割合が多いスラグを得る場合には、スラグ液溜まり部 A内に空気や窒素ガスを供給するととともに、操業条件を調整する（例えば、冷却ドラム 1 と冷却ドラム 4 xの回転速度を高める）ことで、溶融スラグ Sがガスを含んだ状態で開口 5から押し出されるようにする。これにより、供給したガスがスラグ中に閉じこめられ、内部気孔の割合が多いスラグ凝固体を得ることができる。このようなスラグは吸水性が高いため、特に路盤材などに適している。

上記（c) の溶融スラグの顕熱回収では、後述するように供給された流体を回収し、この流体から熱回収を行う。流体としては、例えば、空気、窒素ガス、水蒸気などを用いることができる。

また、水蒸気 (水) と天然ガスゃコークス炉ガスなどの炭化水素系成分含有ガスをスラグ液溜まり部 A内に同時に供給することにより、水蒸気改質反応が生じ、この改質反応の吸熱にスラグの顕熱が供給されるため溶融スラグの冷却を促進できるとともに、反応により生成するガス（水素リッチガス）を可燃性ガスとして回収ないし熱回収することができる。炭化水素系成分含有ガスとして、例えばメタンガスを用いた場合、 C H₄ + H ₂〇→C O + 3 H ₂の反応が生じる。

なお、スラグ液溜まり A内への流体の供給は、堰 4を有しない図 3のような実施形態にも適用可能である。また、スラグ液溜まり部 Aを有する冷却処理装置においては、（a) スラグ液溜まり部 Aの溶融スラグの温度調整、（b) スラグの改質、（c) スラグの破枠または磨砕処理で生じたスラグ粉の再利用による製品歩留まり向上、のうちの 1つ以上を目的として、スラグ液溜まり部 A内の溶融スラグに粉体を添加することができる。この粉体としては、例えば、スラグ粉、珪砂、フライアッシュ（石炭灰）、レンガ屑、酸化鉄粉、ダスト、スラッジ、鉄鉱石粉などが挙げられ、これらの 1種以上を用いることができる。

上記（a) の溶融スラグの温度調整では、粉体の添加により溶融スラグの温度を低下させる。このような粉体添加、特に粉粒状スラグ（スラグ粉）の添加による温度調整により、以下のような効果が期待できる。

溶融スラグに対して、例えば、粉粒状スラグを質量比で 1 %〜 5 0 %程度添加することにより、スラグ温度を急速に下げて凝固を促進させることができる。特に、スラグ厚みが大きい製品スラグを、その内部まで急速冷却して高品質のスラグ製品を得たい場合に、スラグ内部の冷却.凝固促進に効果的である。添加量が 5 0 %を超えると、スラグ温度が下がりすぎて、塊となりやすいため、冷却速度のみならず形状や厚みを調整することが困難になる。一方、添加量が 1 %未満の少量の場合、スラグ温度を調整することは実質的に困難である。さらに、本発明の冷却処理装置で処理した後の固体状態のスラグから顕熱回収する場合に、スラグ量を増やし、固体スラグの表面温度と内部温度の差を小さくできるので、熱回収に効果的である。また、溶融スラグの冷却 ·凝固が促進されるので、冷却ドラム 1ゃ展伸ロール 3などの熱負荷 ·熱疲労を軽減できる。

上記（b) のスラグの改質では、例えば、珪砂ゃフライアッシュなどの S i o ₂ 源、アルミナレンガ屑などの A 1 ₂0₃源、酸化鉄粉や鉄鉱石粉などの酸化鉄源を溶融スラグに添加することによりスラグ中の f - C a O量が低下し、得られたスラグ凝固体を路盤材などに使用した場合の水和膨張が抑制できる。上記（c) については、本発明法で冷却されたスラグを破碎処理または Zおよび磨砕処理した際に生じたスラグ粉を添加すれば、製品歩留まりを向上させることができる。

なお、スラグ液溜まり A內の溶融スラグへの粉体の添カ卩は、堰 4を有しない図 3 のような実施形態にも適用可能である。

本発明を実施するに当たって、溶融スラグの顕熱を効率的に熱回収することは、省エネルギーや排出 C O ₂の削減の観点から特に好ましい。この溶融スラグの顕熱回収としては、下記（i )〜（iv) のうちの少なくとも 1つ、好ましくは 2つ以上、特に好ましくは全部の熱回収を行うことが望ましい。

( i ) 冷却ドラム 1の内部を通過する冷媒から熱回収を行う。

(ii) 堰 4 (冷却ドラム 4 xの場合を含む）を有する冷却処理装置を用いた溶融スラグの冷却処理において、堰 4の内部を通過する冷媒から熱回収を行う。

(iii) .冷却ドラム 1で冷却されたスラグを、さらに冷媒（例えば、蒸気、水、空気など）と接触させて冷却し、この冷媒を回収することで熱回収を行う。この方法では、基本的に閉鎖空間でスラグに冷媒を接触させた後、スラグと熱交換した冷媒を回収する。例えば、（a) 令却ドラム 1で冷却されたスラグを搬送手段で搬送しつつ冷媒と接触させ、該冷媒から熱回収を行う方法、（b) 冷却ドラム 1で冷却されたスラグを冷媒が供給される冷却用容器または冷却装置にて冷却し、前記冷媒から熱回収を行う方法、など種々の方法を採ることができる。

(iv)スラグ液溜まり部 Aを有する冷却処理装置を用いた溶融スラグの冷却処理において、スラグ液溜まり部 A内の溶融スラグ中に流体を吹き込む場合、吹き込まれた流体を回収し、該流体から熱回収を行う。

前記（ i ) ，（ii) の形態では、冷却ドラム 1ゃ堰 4 (好ましくは冷却ドラム 4 x) の内部冷却機構を通過した冷媒から熱回収を行う。

前記（iii) の（a) の形態では、例えば、さきに挙げた各実施形態の搬送コンペァ 8をトンネルで覆い、このトンネル内部に冷媒を流すことでスラグを冷却し、その冷媒から熱回収を行う。前記（iii) の（b) の形態では、例えば、冷媒が供給される冷却用容器内にスラグを収容して冷却し、前記冷媒から熱回収を行う。冷却用容器としては、例えば、さきに挙げた各実施形態のスラグバケツト 9を用いることができ、このような冷却用容器を通過する冷媒から熱回収を行う。また、スクリューフィーダ一やロータリ一キルンなどの冷却装置にスラグを装入し、それらの内部に空気などの冷媒を供給してスラグを冷却し、その冷媒から熱回収を行うこともできる。

前記（iv) の形態では、例えば、冷却ドラム 1の上方に流体回収用のフードなどを設けて、スラグ液溜まり部 Aの溶融スラグ Sを通過した流体を回収し、この流体から熱回収を行う。

前記（i ) 〜（iv) のいずれの場合も、熱回収設備（図示せず）において冷媒ゃ気体から熱回収を行う。回収された熱は、例えば、原料乾燥用熱源、燃料乾燥用蒸気の熱源など、様々な熱源として利用することができる。

前記（iii) の（b) の形態では、冷却用容器または冷却装置で冷却されるスラグは、顕熱回収の効率の面からは粒径がある程度小さい方が好ましく、この点では、さきに挙げた図 1 0〜図 1 9に示すような実施形態で冷却処理されたものが好ましい。

図 2 1は、前記（iii) の形態に関する冷却処理方法の一実施形態を模式的に示す正面図である。この実施形態では、図 1 4および図 1 5の実施形態とほぼ同様の冷却処理装置を用い、この装置から塊状のスラグ S xまたは簡単に塊状に分離するスラグ S xを押し出し、このスラグ S xをさらにクラッシャーなどの破碎装置 1 3 で破砕処理した後、搬送コンベア 8で密閉式の冷却用容器 1 4に装入する。冷却用容器 1 4に装入されるスラグ S xの温度は、通常 7 0 0〜 1 0 0 0 °Cである。冷却用容器 1 4には冷媒として圧力空気が吹き込まれ、スラグ S xを冷却する。スラグ S xの顕熱で加熱された空気（熱風）は冷却用容器 1 4外に排出され、適当な熱交換手段で熱回収される。適当な温度まで冷却されたスラグ S xは、冷却用容器 1 4 内力ら取り出され、必要な処理工程に送られる。 9 055723 なお、その他の装置構成と冷却処理形態は、図 3、図 9、図 1 4および図 1 5の実施形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。

図 2 2は、前記（iii) の形態に関する冷却処理方法の他の実施形態を模式的に示す正面図である。図 2 1に示すような密閉式の冷却用容器 1 4を用いる場合、スラグと冷媒とを容器内に一定時間保持する必要があり、冷却用容器 1 4が 1基だけでは処理効率の面で問題がある。このような問題に対して、図 2 2の実施形態では、複数の冷却用容器 1 4 a〜 1 4 cを設け、これら冷却用容器 1 4 a〜 1 4 cを順番に使い回す（スラグ装入→熱回収→スラグ排出）ことで、効率的な処理を行えるようにしたものである。

なお、その他の装置構成と冷却処理形態は、図 2 1の実施形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。

図 2 3は、前記 (iii) の形態に関する冷却処理方法の他の実施形態を模式的に示す正面図である。この実施形態では、冷却装置であるスクリューフィーダ一 1 5 でスラグを移送しつつ、その内部に冷媒として圧力空気を供給してスラグを冷却している。圧力空気は、スクリューフィーダ一 1 5の出口側から入口側に向けて供給される。スクリユーフィーダ一 1 5内を流れてスラグを冷却した空気は、機外に取り出され、適当な熱交換手段で熱回収される。

図 2 4は、前記（iii) の形態に関する冷却処理方法の他の実施形態を模式的に示す正面図である。この実施形態は、図 4〜図 6の実施形態とほぼ同様の冷却処理装置を用いたもので、この装置で冷却されて排出されたスラグ S x (例えば、搬送コンベア 8で搬送中のスラグ S x) 、さらにはドラム面 1 0 0上で冷却中のスラグゃ展伸ロール ₃の口ール面に対して、冷媒供給手段丄 6からミスト（水 +圧縮空気）などの冷媒を供給（噴射）し、それらを冷却するものである。また、この実施形態では、冷却ドラム 1の下面にも、冷媒供給手段 1 6 aからミスト（水 +圧縮空気）などの冷媒を供給（噴射）し、ドラム面 1 0 0を冷却する。令媒としては、ミストの他にスプレー水などを用いることもできる。

冷却処理装置と冷媒供給手段 1 6， 1 6 aなどの装置出側の設備はカバー 1 7で覆われ、このカバー 1 7に排気管 1 8が接続されている。この排気管 1 8には熱交換器 1 9が設けられている。

なお、高炉スラグのような急冷で非晶質化し易いスラグに関しては、ドラム冷却後、ドラム接触部で形成されたスラグ表層の非晶質相がスラグ内部の半凝固部分から熱供給される復熱により、非晶質相が消失するのを待ってから、ミスト冷却することにより、非晶質相がなく、スラグ全体が適切に冷却される状態とすることができる。図面上では省略しているが、放射温度計等を設置することによりスラグ表面温度を把握し、ミスト冷却等による冷却速度を調整し、粉化性や膨張性を抑制された高品質スラグ製品を得ることができる。

カバー 1 7内で冷媒とスラグとの接触により発生した蒸気および加熱された気体（以下、「排気ガス」という）は、排気管 1 8を通じて回収され、熱交 « 1 9 で熱媒と熱交換されることにより、スラグ顕熱が回収される。例えば、熱媒として水を用いれば、排気ガスとの熱交換により蒸気が得られる。排気管 1 8にはガス温度計 2 0が設けられ、排気ガス温度が測定される。制御装置 2 1では、このガス温度計 2 0による排気ガス温度の測定に基づき、所望の排気ガス温度となるように冷媒供給手段 1 6から供給される冷媒量（例えば、冷媒がミストの場合にはミスト量や気水比、スプレー水の場合には水量など）などが制御される。

また、通常、冷却ドラム 1はその冷媒流路に冷却水を流すことにより冷却されているが、この冷却ドラム 1を通過した冷却水の一部または冷却水の一部から発生した蒸気を、冷媒供給手段 1 6から供給する冷媒（蒸気、水）の少なくとも一部として用いることができ、これによりスラグの顕熱回収がより効率化できる。

また、排気管 1 8に熱交換器 1 9を設けず、排気ガスをそのまま何らかの熱源として利用してもよい。適当な温度まで冷却されたスラグ S xは、必要な処理工程に送られ、製品スラグとなる。この際、スラグ粉（微粉状スラグ）が発生するが、このスラグ粉を、さきに述べたようにスラグ液溜まり Aの溶融スラグに添加し、溶融スラグの温度調整を行ってもよい。図中の 2 2は、そのためのスラグ粉供給装置で

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なお、その他の装置構成と冷却処理形態は、図 3、図 4〜図 6の実施形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。

以上述べた図 2 0〜図 2 4の実施形態において、冷却処理装置としては、図 1 〜図 1 9のいずれの実施形態のものを用いてもよい。

前記（iv) の形態の冷却処理方法では、例えば、スラグ液溜まり部 Aの上方の空間をガス回収用のフードで覆い、このフードにガス排出管を接続し、スラグ液溜まり部 Aから上昇したガスをフードとガス排出管で適当なガス回収系に送る。なお、この実施形態では、さきに述べた、水蒸気（水）と天然ガスゃコークス炉ガスなどの炭化水素系成分含有ガスをスラグ液溜まり A内に同時に供給する場合に特に適している。

なお、堰 4を有する実施形態を実施するに当たり、操業の開始時点ではスラグ液溜まり部 Aは形成されていないので、まず溶融スラグ Sを供給し、スラグ液溜まり部 Aを形成する必要がある。そのために、例えば図 8、図 9などの実施形態では、下部の冷却ドラム 1と上部の堰 4 (図 9では冷却ドラム 4 X) の間隔（開口 5の幅）を狭めた状態または閉じた状態で操業を開始する。その際に、スラグ液溜まり Aを生成させやすくするために、冷却ドラム 1の回転数を減じるなどの操作をすることもできる。

■所定のスラグ液溜まり Aが形成されたところで、前記間隔（開口 5の幅）を所定の距離に調整することにより、安定して厚みの厚いスラグ S xを得ることができる。これに対して、例えば、図 1 0〜図 1 3のような実施形態では開口 5を狭めたり閉じたりすることはできないので、操業初期において冷却処理装置に対する溶融スラグ Sの供給量を調整する（すなわち、開口 5からの押し出し量よりも多い量の溶融スラグ Sを供給する）ことにより、スラグ液溜まり部 Aを迅速に形成させる。また、スラグ液溜まり Aの液面高さ検知手段を設けておけば、溶融スラグ受け入れ量が変化した場合に、スラグ液溜まり Aの液面高さを一定に制御できるように冷却ドラム 1の回転数を変更することにより、安定して一定の厚みのスラグ S xを得ることができる。

通常、図 4〜図 6などの冷却処理装置に備えられている展伸ロール 3も内部冷却機構を備えている。図 2 5は、その内部冷却機構の一実施形態を示す模式断面図である。展伸ロール 3は、その内部に冷媒流路 3 0を有するとともに、ロール軸 3 1 a, 3 l bの軸方向に沿って冷媒通路 4 0 a， 4 O bを有している。

本実施形態では、展伸口ール 3の内部を単に中空にしてこの中空部を冷媒流路 3 0とし、この冷媒流路 3 0の両端に前記冷媒通路 3 1 a， 3 l bが連通した構造としてある。このような構造としたのは、次のような理由による。スラグ冷却処理装置では、冷媒を通じてスラグ顕熱の回収を行うことが好ましく、その場合のスラグ冷却'熱回収の形態の一つとして、冷媒流路を流れる冷却水の蒸発潜熱によりスラグを冷却し、その蒸気を冷媒流路から回収することが考えられる。ここで、展伸ロール 3は、その下部のみが溶融スラグと接触して常に熱されるので、本実施形態のようにロール内部を中空にして冷媒流路 3 0を構成した場合、その内部の冷却水は熱されて沸騰し、熱水の対流が生じる。このため、冷媒通路 3 l aから冷媒流路 3 0内に導入された冷却水は、すぐに冷媒通路 3 1 bから流出するのではなく、上記のような熱水の対流によって冷媒流路 3 0内に適当に留まって冷媒として機能するとともに、その蒸発潜熱により少ない冷却水量で高い冷却効果が得られる。一方、冷媒流路 3 0内で発生した蒸気は、冷媒流路 3 0を出てから冷媒循環路の途中で容易に分释 ·回収することができる。

本発明のスラグ製品の製造方法では、本発明の冷却処理方法で冷却され、凝固したスラグを破碎処理または/およぴ磨碎処理し、必要に応じて、篩い分けなどにより整粒することにより、粒状のスラグ製品を得ることができる。本発明では粒径 5 mm以上のスラグ製品が容易に製造することができ、特に、粒径 2 0〜3 0 mm程度のスラグ製品も容易に製造する'ことができる。このスラグ製品の種類に制限はないが、通常は、路盤材、粗骨材、細骨材、海洋土木材料などの土木材料 ·建築材料となるスラグ製品であり、とりわけ路盤材、粗骨材が好適である。

本発明で得られるスラグ製品は、急冷することにより製造されるため粉化が抑制され、このため微粉部分が少なくなり、海洋土木材として利用する際に海水が白濁することがない。また、目的の粒度に近い層状に急冷凝固させるため、破砕工程が簡略化でき、微粒分の少ない粗骨材、細骨材とすることができる。また、緻密質なものとなるため吸水率は低く、ァスコン用にも利用できる硬質なものとなる。また、スラグ改質を行うことでフリー C a Oが低減できるので、エージングも容易であり、蒸気エージングを適用しなくても、大気エージングで膨張が抑制できるので、路盤材としても利用できる。産業上の利用の可能性

本発明による溶融スラグの冷却処理装置おょぴ冷却処理方法によれば、単一の横型冷却ドラム（1 ) のドラム面（1 0 0 ) から剥離した冷却処理済みのスラグが —方向に排出されるので、冷却処理済みスラグの取り扱レヽ ·後処理などが容易であり、設備コストも低く抑えることができる。特に、処理済みスラグの顕熱回収を行う際に、従来の双ドラム式のスラグ冷却処理装置のように正反対の二方向に排出される冷却処理済みスラグを、 1つの熱回収設備で処理しようとすると、反対方向の 2経路を 1つにする過程でスラグ温度が低下し、効率的な熱回収を行うことができないのに対して、本発明では冷却処理済みスラグが一方向に排出されるので、熱回収を効率的に行うことができる。

さらに、横型冷却ドラム（1 )に樋（2 )を介して溶融スラグが注湯されるので、横型冷却ドラム（1 ) に溶融スラグの落下荷重がかからず、或いは落下荷重を十分に小さくすることができ、このため、特に大型の処理装置においても、タンディッシュを用いることなく溶融スラグを大量処理することができる。また、樋形状を選択することにより、ドラム幅方向に溶融スラグを拡げて、溶融スラグをドラム面（ 1 0 0 ) 上で均一に冷却することができる。また、樋（2 ) とドラム面（1 0 0 ) とによりスラグ液溜まり部（A) を形成した冷却処理装置およびこれを用いた溶融スラグの冷却処理方法によれば、溶融スラグの冷却を効果的に促進させることができるので、粘度が比較的小さい溶融スラグであってもドラム面（1 0 0 ) に付着させるスラグ厚さを確保することができ、厚肉のスラグ凝固体を得ることができる。

また、展伸ロール（3 ) を有する冷却処理装置およびこれを用いた.溶融スラグの冷却処理方法によれば、展伸ロール（3 ) がドラム面（1 0 0 ) に付着した溶融スラグを圧延してドラム幅方向で展伸させるので、比較的塩基度が高く、粘性のある溶融スラグを高い冷却効率で冷却することができ、高い生産性でスラグ凝固体を得ることができる。また、溶融スラグを高い冷却速度で冷却できるので、特に塩基度が高いスラグについても粉化しにくぃスラグ凝固体を得ることができる。

また、堰（4 ) を有する冷却処理装置およびこれを用いた溶融スラグの冷却処理方法によれば、堰（4 ) とドラム面（1 0 0 ) と樋（2 ) とにより比較的大きなスラグ液溜まり部（A) を形成でき、スラグ液溜まり部（A) での溶融スラグの滞留時間を長くできるので、溶融スラグの冷却を特に効果的に促進させることができ、適切に冷却されたスラグを開口（5 )から押し出すことができる。このため開口（5 ) の幅（押し出されるスラグの厚さ）を十分大きくすることにより、厚肉のスラグ凝固体を得ることができる。

'また、堰（4 ) を、下部外周面が反スラグ液溜まり部（A) 方向に回転する回転方向を有する冷却ドラム（4 x) で構成することにより、溶融スラグの冷却をより効果的に促進することができ、厚肉のスラグ凝固体をより安定的に得ることができる。

また、本発明によるスラグ製品の製造方法によれば、上記のような冷却処理方法を用いることにより、所望の粒度を有するスラグ製品を低コストに安定して製造することができる。

Claims

請求の範囲

1. 外周のドラム面（100) に溶融スラグを付着させて冷却する、回転可能な単一の横型冷却ドラム（1) と、該横型冷却ドラム（1) に溶融スラグを供給する樋（2) を備え、ドラム面（100) に付着して冷却されたスラグ力横型冷却ドラム（1) の回転に伴い、ドラム面（100) 力ら剥離して一方向に排出されるようにしたことを特徴とする溶融スラグの冷却処理装置。

2. 樋（2) を、その先端部が横型冷却ドラム（1) のドラム面（100) に接する力若しくは近接するように設け、溶融スラグが樋（2) の先端部からドラム面

(100) に直接供給され、ドラム面（100) に付着するようにしたことを特徴とする請求項 1に記載の溶融スラグの冷却処理装置。

3. 樋（2) を、その先端部が横型冷却ドラム（1) のドラム面（100) に接する力若しくは近接するように設けるとともに、樋（2) とドラム面（100) とによりスラグ液溜まり部（A) を形成し、横型冷却ドラム（1) の回転に伴い、スラグ液溜まり部（A) 内の溶融スラグがドラム面（100) に付着して持ち出されるようにしたことを特徴とする請求項 1に記載の溶融スラグの冷却処理装置。

4. 横型冷却ドラム（1) のドラム面（100) に付着した溶融スラグを圧延してドラム幅方向に展伸させるための展伸ロール（3) を有することを特徴とする請求項 1〜 3のいずれかに記載の溶融スラグの冷却処理装置。

5. 樋（2) を、その先端部が横型冷却ドラム（1) のドラム面（100) に接する力若しくは近接するように設けるとともに、横型冷却ドラム（1) の上方に堰

(4) を設け、該堰（4) とドラム面（100) と樋（2) とによりスラグ液溜まり部（A) を形成し、堰（4) と横型冷却ドラム（1) 間には、スラグ液溜まり部 (A) 内の溶融スラグが押し出される開口（5) を有することを特徴とする請求項 1に記載の溶融スラグの冷却処理装置。

6. 堰（4) 下部外周面が反スラグ液溜まり部（A) 方向に回転する回転方向を有する冷却ドラム（4x) からなることを特徴とする請求項 5に記載の溶融スラグの冷却処理装置。

7. スラグ液溜まり部（A) 内に流体を吹き込むための流体供給手段（6) を有することを特徼とする請求項 3〜 6のいずれかに記載の溶融スラグの冷却処理装置。

8. 横型冷却ドラム（1) のドラム面（100) から剥離したスラグを冷却するための冷却手段（7) を有することを特徴とする請求項 1〜 7のいずれかに記載の溶融スラグの冷却処理装置。

9. 請求項 1〜 8のいずれかに記載の冷却処理装置を用い、溶融スラグを冷却処理することを特徴とする溶融スラグの冷却処理方法。

10. 展伸ロール（3) を有する冷却処理装置を用いた溶融スラグの冷却処理方法であって、スラグ塩基度 [質量比： ⁰ /oCaO/%S i 0₂] が 2以上の溶融スラグを処理対象とし、ドラム面（100) に付着した溶融スラグを展伸ロール（3) により圧延してドラム幅方向に展伸させることを特徴とする請求項 9に記載の溶融スラグの冷却処理方法。

11. 堰（4) を有する冷却処理装置を用いた溶融スラグの冷却処理方法であつて、開口（5) からスラグが押し出されることを特徴とする請求項 9に記載の溶融スラグの冷却処理方法。

1 2. 開口（5 ) から厚さ 5 mm以上の板状のスラグが押し出されることを特徴とする請求項 1 1に記載の溶融スラグの冷却処理方法。

1 3. スラグ液溜まり部（A) を有する冷却処理装置を用いた溶融スラグの冷却処理方法であって、スラグ液溜まり部（A) 内の溶融スラグに粉体を添加することを特徴とする請求項 9〜 1 2のいずれかに記載の溶融スラグの冷却処理方法。

1 4. スラグ液溜まり部（A) を有する冷却処理装置を用いた溶融スラグの冷却処理方法であって、スラグ液溜まり部（A) 内の溶融スラグ中に流体を吹き込むことを特徴とする請求項 9〜 1 3のいずれかに記載の溶融スラグの冷却処理方法。

1 5 . 下記（i ) 〜（iv) のうちの少なくとも 1つの熱回収を行うことを特徴とする請求項 9〜 1 4のいずれかに記載の溶融スラグの冷却処理方法。

(ii)堰（4 ) を有する冷却処理装置を用いた溶融スラグの冷却処理において、堰 ( 4 ) の内部を通過する冷媒から熱回収を行う。

(iv) スラグ液溜まり部（A) を有する冷却処理装置を用いた溶融スラグの冷却処理において、スラグ液溜まり部（A) 内の溶融スラグ中に流体を吹き込む場合、吹き込まれた流体を回収し、該流体から熱回収を行う。

1 6 . 請求項 9〜 1 5のいずれかに記載の冷却処理方法で冷却され、凝固したスラグを破碎処理またはノぉよび磨砕処理して粒状のスラグ製品を得ること特徴とするスラグ製品の製造方法。