WO2009116684A1

WO2009116684A1 - スラグの処理方法

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Publication number: WO2009116684A1
Application number: PCT/JP2009/056023
Authority: WO
Inventors: 當房博幸; 薮田和哉; 戸澤宏一; 岩崎克博
Original assignee: Ｊｆｅスチール株式会社
Priority date: 2008-03-20
Filing date: 2009-03-18
Publication date: 2009-09-24
Also published as: CN101977867A; JP5303977B2; TW200948750A; KR20100121667A; CN101977867B; JP2009227490A; TWI374866B; KR101191477B1

Abstract

製鋼スラグ等を短時間で効率的に且つ低コストにエージング処理する。製鋼スラグ等の高温スラグに散水する工程Ａと、工程Ａでの散水により発生した蒸気を、散水により冷却されたスラグと接触させることにより、スラグをエージング処理する工程Ｂとを有し、工程Ａとこの工程で発生した蒸気を用いる工程Ｂを異なる場所で行う。高温スラグに散水し、スラグ顕熱を利用して発生させた蒸気により、当該スラグのエージングを行うので、スラグの冷却とエージングを効率的に且つ低コストに行うことができ、また、散水により蒸気を発生させる工程とこの蒸気を用いてエージング処理する工程を異なる場所で行うため、エージング処理の温度管理が容易であり、最適な温度条件で蒸気エージング処理を行うことができる。

Description

明細書スラグの処理方法技術分野

本発明は、精鍊工程で生じた製鋼スラグゃ鉱石溶融還元スラグを効率的にェ一ジング処理するための方法に関する。

製鋼工程では、石灰を使用して精鍊を行うため、発生するスラグは C a Oを含有している。なかでも塩基度（C a OZ S i 0 ₂) の高い製鋼スラグは、含有している C a Oの一部が遊離 C a Oとして存在し、スラグを路盤材等に使用した場合に、遊離 C a Oが水と接触して水和膨張を起こすという問題がある。このような遊離 C a Oの水和膨張を防ぐために、従来では、精鍊工程で生じた製鋼スラグを一旦固化きせた後、蒸気エージング等のエージング処理を施している。

遊離 C a Oの水和膨張を防ぐための蒸気エージングは、通常 1〜 2 m程度の高さに積んだスラグの下層から、常圧で 1 0 otの水蒸気を吹き、スラグの温度を 1 0 0でにして処理を行う。し力し、この方式では、塩基度が 3以上の製鋼スラグのエージング処理に 3日間以上かかり、蒸気原単位も大きい。

このような問題に対して、例えば、特許文献 1には、耐圧容器内に製鋼スラグを装入し、加圧蒸気を供給して 2〜5 k g f Z c m²の圧力下蒸気雰囲気で 3時間程度でエージングを行う方法が示されている。

また、特許文献 2には、遊離 C a Oを含む高温の小片スラグを密閉容器内に収納し、この容器内でスラグに対して散水を行なうことにより、水蒸気とともに圧力を得て、この水蒸気'圧力及び高温雰囲気を利用してスラグをエージング処理する方法が示されている。また、特許文献 3には、遊離 C a Oを含む高温の製鋼スラグに、スラグ温度が 5 5 0〜： L 0 0 °Cの範囲内で散水または水蒸気添加するエージング処理方法が示されている。

特許文献 1 ：特開平 5— 2 3 8 7 8 6号公報

特許文献 2 ：特公昭 5 8— 5 5 0 9 3号公報

特許文献 3 ：特開平 8—1 1 9 6 9 2号公報し力し、特許文献 1に示されるオートクレープ方式では、短時間で処理できるものの、圧力の高い蒸気を使用するため、その蒸気製造にエネルギーが必要となり、費用がかかる問題がある。

—方、特許文献 2 方法は、 1つの密閉容器内で散水とエージングを行うものであるため、温度管理が殆どできず、このため発生した蒸気によるエージングを最適温度で行うことができない。また、容器内が高圧になるため耐圧容器を用いる必要があり、このため作業性が悪く、また、設備コストや処理コストも高くなるという問題がある。

また、特許文献 3の方法は、製鋼スラグの温度が 5 5 O t ~ l O O で散水または水蒸気を添加しているが、散水することでスラグの温度が低下し、好適なェ一ジング条件である 5 0 0で〜 2 0 0でにスラグの温度を維持できる時間が短くエージング効果が十分発揮できない問題がある。

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、精鍊工程で生じた製鋼スラグゃ鉱石溶融還元処理で生じた溶融還元スラグを短時間で効率的に且つ低コストにエージング処理することができるスラグ処理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発明の要旨は以下のとおりである。 [1]製鋼スラグ、鉱石溶融還元スラグの中から選ばれる 1種以上のスラグを冷却およびエージング処理する方法であって、

高温のスラグに散水する工程（A) と、工程（A) での散水により発生した蒸気を、散水により冷却されたスラグと接触させることにより、スラグをエージング処理する工程（B ) とを有し、工程（A) とこの工程で発生した蒸気を用いる工程（B ) を異なる場所で行うことを特徴とするスラグの処理方法。

[2] 上記 [1] の処理方法において、工程（A) では、表面温度が 7 0 0 以上のスラグに散水を行って 1 0 0で以上の蒸気を発生させ、工程 (B ) では、表面温度が 2 0 0〜5 0 0 ^のスラグに前記蒸気を接触させてエージング処理を行うことを特徴とするスラグの処理方法。

[3] 上記 [1] または [2] の処理方法において、工程 (B ) のエージング処理によりスラグを粒状に崩壊させ、粒状スラグとすることを特徴とするスラグの処理方法。

[4] 上記 [1] 〜 [3] のいずれかの処理方法において、処理容器（XI) ， (X2) を用い、スラグを処理容器 (XI) 、処理容器 (X2) の順に移動させ、処理容器（X 1) 内で工程（A) 、処理容器 (X2) 内で工程（B ) を順次行う処理方法であって、処理容器（XI) 内での後行チャージのスラグに対する工程（A) で発生した蒸気を処理容器 (X2) 内に導入し、処理容器 (X2) 内での先行チャージのスラグに対する工程 (B ) に用いることを特徴とするスラグの処理方法。

[5] 上記 [1] 〜 [3] のいずれかの処理方法において、処理容器 (Xa) ， (Xb) を用い、各処理容器 (Xa) ， (Xb) 内でそれぞれ工程 (A) と工程（B ) を順次行うとともに、同時期に一方の処理容器 (Xa) または（Xb) において工程（A) を、他方の処理容器 (Xb) または（Xa) において工程 (B ) をそれぞれ行うようにし、一方の処理容器（Xa) または（Xb) 内での工程（A) で発生した蒸気を、他方の処理容器 (Xb) または（Xa) に導入することを特徴とするスラグの処理方法。 [6] 上記 [1] 〜 [3] のいずれかの処理方法において、処理容器内を移送中のスラグに対して工程（A) と工程（B ) を順次行い、工程（A) で発生した蒸気を、工程（A) での散水位置よりもスラグ移送方向下流側においてスラグと接触させることにより、工程（B ) を行うことを特徴とするスラグの処理方法。

[7] 上記 [6] の処理方法において、一端側にスラグ装入部、他端側にスラグ排出部を備えるとともに、一端側から他端側に向かって下向きに傾斜し、筒軸を中心に回転する筒状処理容器を用い、該筒状処理容器内の長手方向でスラグを移送しつつ、工程（A) と工程（B ) を順次行うことを特徴とするスラグの処理方法。

[8] 上記 [1] ~ [7] のいずれかの処理方法において、工程 (B ) で使用された蒸気を、熱源用流体として回収することを特徴とするスラグの処理方法。

[9] 溶融スラグを回転する冷却ドラムに接触させて冷却し、板状、柱状または細片状の高温スラグとして排出するスラグ冷却処理装置を用い、溶融スラグを冷却処理し、該冷却処理後の高温のスラグに対して、上記 [1] 〜 [8] のいずれかの処理を行うことを特徴とするス^グの処理方法。

[10] 溶融スラグを回転する 1対の冷却ドラムで圧延しつつ冷却し、板状、柱状または細片状の高温スラグとして排出するスラグ冷却処理装置を用い、溶融スラグを冷却処理し、該冷却処理後の高温のスラグに対して、上記 [1] 〜 [8] のいずれかの処理を行うことを特徴とするスラグの処理方法。

[11] 上記 [9] または [10] の処理方法において、冷却ドラムが水冷式であり、該冷却ドラムを通過した冷却水の一部を工程 (A) の散水に用いることを特徴とするスラグの処理方法。図面の簡単な説明

図 1は蒸気ェジングを施したスラグの表面温度と、蒸気エージングによる膨張抑制の効果との関係を示すグラフである。

図 2は筒状処理容器を用いた本発明法の一実施形態を模式的に示す説明図である。図 3は筒状処理容器を用いた本発明法のより具体的な実施形態を示す説明図である。

図 4は処理容器 XI, X2を用いた本発明法の一実施形態を示す説明図である。図 5は処理容器 Xa，Xbを用いた本発明法の一実施形態を示す説明図である。図 6は本発明法を適用する非溶融状態の高温スラグを得るために好適な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 7は本発明法を適用する非溶融状態の高温スラグを得るために好適な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 8は本発明法を適用する非溶融状態の高温スラグを^ =るために好適な溶融スラグの冷却処理装置の他の実施形態の一部を模式的に示す正面図である。

図 9は図 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 1 0は本発明法を適用する非溶融状態の高温スラグを得るために好適な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 1 1は本発明法を適用する非溶融状態の高温スラグを得るために好適な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 1 2は冷却ドラムによるスラグの冷却処理を組み込んだ本発明の他の実施形態を示す説明図である。

図 1 3は冷却ドラムによるスラグの冷却処理を組み込んだ本発明の他の実施形態を示す説明図である。

図 1 4実施例において、本発明例 1， 2でのスラグ処理時間（処理容器内でのスラグ滞留時間）と J I S法の水浸膨張試験によるスラグ膨張率との関係を示すグラフである。図 15は実施例において、比較例の蒸気エージング処理方法を示す説明図である。

図 16は実施例において、比較例での蒸気エージング日数と J I S法の水浸膨張試験によるスラグ膨張率との関係を示すグラフである。く符号の説明〉

XI， X2, Xa， Xb 処理容器、 1 筒状処理容器、 2, 2f スラグ装入部、 3, 3f スラグ取出部、 4， 4f 蒸気取出部、 5， 5f 散水機構、 6 ホッパー部、 7 蒸気配管、 8 蒸気導入部、 9 蒸気取出部、 10， 10a, 1 Ob 冷却ドラム、 11 スラグ鍋、 12 スラグ樋、 13 搬送コンベア、 14 スラグバケツト、 15a， 15b 冷却ドラム、 16 堰、 17 堰板、 18 開口、 19 樋、 20 上蓋、 20a， 2 Ob 上蓋、 21a， 2 lb 散水ノズル、 22a, 22b蒸気導入部、 23a，

23b 蒸気取出部、 24 蒸気配管、 25 蒸気配管、 26 蒸気配管、 27a, 27b 蒸気管、 30 ^ス嘖射手段

40 展伸ロール、 41 ミスト供給手段、 42 充填槽、 43 コンペァ、 44 遮蔽体、 45 循環管路、 46 補給タンク、 47 冷却塔、

60a, 6 Ob 冷却ドラム、 61 冷却手段、 64 搬送コンベア、 6 5 冷却装置、 66 スラグパケット、 67 堰板、 68 間隙、 90 蒸気管、 100 ドラム面、 150 環状溝、 190 側壁、 300，

30 Of 開閉ゲート、 400 蒸気管、 401 排気口

500， 50 Of 散水用配管、 600 蓋、 610， 61 Of 開閉ゲート、 VI， V2, V3, V4, V5, V6 開閉弁、 S 溶融スラグ

Sa, Sb, Sx スラグ、 g スラグ液溜まり、 G スラグ液溜まり部発明を実施するための最良の形態

本発明のスラグ処理方法は、製鋼スラグ、鉱石溶融還元スラグの中から選ばれる 1種以上のスラグを冷却おょぴエージング処理する方法であり、高温のスラグに散水する工程 Aと、工程 Aでの散水により発生した蒸気を、散水により冷却されたスラグと接触させることにより、スラグをエージング処理する工程 Bとを有し、工程 Aとこの工程で発生した蒸気を用いる工程 Bを異なる場所で行うものである。このような本発明法の形態としては、例えば、以下のようなものがある。

(ィ）処理容器內を移送中のスラグに対して工程 Aと工程 Bを順次行い、工程 A で発生した蒸気を、工程 Aでの散水位置よりもスラグ移送方向下流側においてスラグと接触させることにより、工程 Bを行う処理方法。

(口）処理容器 XI， X2を用い、スラグを処理容器 XI、処理容器 X2め順に移動させ、処理容器 XI内で工程 A、処理容器 X2内で工程 Bを順次行う処理方法であつて、処理容器 XI内での後行チャージのスラグに対する工程 Aで発生した蒸気を処理容器 X2内に導入し、処理容器 X2内での先行チャージのスラグに対する工程 B に用いる処理方法。

(ハ）処理容器 Xa, Xbを用い、各処理容器 Xa， Xb内でそれぞれ工程 Aと工程 B を順次行うとともに、同時期に一方の処理容器 Xaまたは Xbにおいて工程 Aを、他方の処理容器 Xbまたは Xaにおいて工程 Bをそれぞれ行うようにし、一方の処理容器 Xaまたは Xb内での工程 Aで発生した蒸気を、他方の処理容器 Xbまたは X aに導入する処理方法。

なお、上記（ィ）の処理方法において、処理容器内のスラグ移送手段としては適宜なものを使用でき、例えば、ロータリーキルン方式で傾斜した円筒を回転させて移送する機構、コンベア機構等を採用できる。

処理の対象となる製鋼スラグや鉱石溶融還元スラグとしては、精鍊工程や鉱石溶融還元工程で生じた際の顕熱を保有した高温状態のスラグであって、溶融スラグ、半溶融スラグ、部分凝固スラグ、半凝固スラグ、凝固スラグのいずれかである。ここで部分凝固スラグとは、表層のみが凝固し、内部が溶融状態にあるようなスラグである。

製鋼スラグとしては、転炉脱炭スラグ、溶銑予備処理スラグ（例えば、脱燐スラグ、脱珪スラグ、脱硫スラグなど）、電気炉スラグ、铸造スラグなどが挙げられる。また、そのなかでも特に、スラグ塩基度 [質量比：％C a O/% S i O ₂] ： 3〜5程度の製鋼スラグには遊離 C a O相が存在しているので、本明法の適用が特に有効である。

また、鉱石溶融還元スラグとしては、鉄鉱石、クロム鉱石などの鉱石溶融還元スラグなどが挙げられる。鉱石溶融還元スラグには遊離 M g O相が比較的多く含まれる場合があり、この遊離 M g O相により、さきに述べたような遊離 C a O相による問題と同様の問題を生じるおそれがあるので、本発明法の適用が有効である。

以下、本発明の実施形態を、製鋼スラグを処理する場合を例 tこ説明する。本発明のスラグ処理（工程 A, B ) は処理容器内などのような閉鎖空間内で行われる。処理容器を使用する場合、容器の形態や構造に特別な制約はないが、蒸気を保持できる程度の気密性を有することが必要である。

本発明において、工程 Aでは高温の製鋼スラグに散水が行われ、スラグを冷却するとともに水蒸気を発生させる。散水方法は任意であり、例えば、多孔ノズルからシャワー状やスプレー状に散布したり、ミスト状態で散布する方法などが適用できる。スラグへの散水量は、装入スラグの温度と量、発生させる蒸気量等を考慮し、容器内のスラグ表面温度が 5 0 0で程度となるように制御すれば、工程 Bでのエージングに好適な条件となる。

次いで、工程 Bでは、前記工程 Aでの散水により発生した蒸気を、散水により冷却された製鋼スラグと接触させてエージング処理を行うが、本発明では、工程 Aとこの工程で発生した蒸気を用レ、る工程 Bを異なる場所で行う。これにより、製鋼スラグを適切に温度管理することができ、最適な温度でエージング処理を行うことができる。また、工程 Bは工程 Aで発生した蒸気で製鋼スラグを冷却することになり、工程 Bの間に製鋼スラグから奪った熱で蒸気の温度が高くなり、過熱蒸気として回収できる。

本発明では、（a) 精鍊工程で生じた際のスラグ顕熱を利用して発生させた蒸気でエージング処理を行う（すなわち、外部からの熱エネルギー源を用いることなく蒸気エージングを行う）こと、（b) 散水により蒸気を発生させる工程とこの蒸気を用いてエージング処理する工程を異なる場所で行うため、エージング処理の温度管理が容易であり、最適な温度条件で蒸気エージング処理を行うことができること、により製鋼スラグを短時間で効率的に且つ低コストに冷却およびエージング処理することができる。

また、エージング処理により水和反応する際の膨張でスラグが粒状に崩壊して細粒化するため、エージング処理後の破碎工程を軽减若しくは省略することができる。したがって、処理時間などのエージング処理条件を適宜選択することにより、製銅スラグを粒状に崩壊させ、破砕工程を経ることなく粒状スラグを得ることができる。

本発明では、水和反応（エージング処理）には無効なスラグ高温域において、散水によりなるベく蒸気を大量に発生させ、スラグ温度が降下して水和反応（ェ一ジング処理）に最適温度範囲となった時に、その発生させた蒸気をスラグに接触させるように、工程 A， Bを次のような温度条件で行うことが好ましい。

すなわち、工程 Aでは、表面温度が 7 0 0 ^以上、さらに好ましくは 9 Ο Ο Ό 以上の製鋼スラグに散水を行って、 l O O ^C以上、さらに好ましくは 1 5 0で以上の蒸気を発生させることが好ましい。また、工程 Bでは、製銅スラグが 2 0 0 〜5 0 0 ^、さらに好ましくは 4 0 0〜5 0 0 ^の表面温度を有するうちに蒸気と接触させてエージング処理を行うことが好ましい。以上のような温度条件を採用することにより、特に効率的且つ経済的なスラグ処理が可能となる。

表面温度が 7 0 0 ¾以上、好ましくは 9 0 0 ¾以上の製鋼スラグに散水することで、 1 0 0 °C以上の高温の蒸気を安定して発生させることができる。また、蒸気が接触する際の製鋼スラグの温度がある程度高い方が、効率的なエージング処理を行うことができ、このため製鋼スラグが 2 0 0〜 5 0 0 °Cの表面温度を有するうちに蒸気と接触させてエージング処理を行うことで処理効率を高めることができる。

図 1は、常温〜 7 0 0 °Cの炉内で水蒸気を流して、スラグにエージングを施した場合のスラグの表面温度と、蒸気エージングによる膨張抑制の効果（水蒸気ェ一ジングを 0 . 5時間、 2時間、 2 4時間実施した後のスラグの膨張率）との関係を調べたものである。スラグの膨張率は、 J I S A 5 0 1 5 「道路用鉄鋼スラグ」付属書 2に記載の鉄鋼スラグの水浸膨張試験方法で測定した。

製鋼スラグに含まれる遊離 C a O相は、エージング処理において水（蒸気）と反応して C a (O H) ₂となるが、この反応は、図 1に示すようにスラグ表面温度が 4 0 0で程度までは温度が高いほど反応速度が速くなり、エージングが進む。し力し、これよりも高温になると今度は逆に C a (O H) ₂が分解して、 C a Oと H₂0になるため、 4 0 0 ¾以上、特に 5 0 0 °C超では C a Oの水和反応は遅くなり始め、 6 0 0で以上になると水和反応は起きなくなる。したがって、蒸気と接触して C a Oの水和反応を促進するには、スラグ表面温度が 2 0 0〜5 0 0で程度が好適となる。

したがって、水和反応に無効なスラグ表面温度が 7 0 0で以上のできるだけ高い温度のうちに散水して蒸気を発生させ、スラグ表面温度が 2 0 0〜5 0 0ででスラグと蒸気を接触させて水和反応を促進する方法が、最も効率的にスラグの保有する熱を利用していることになる。

また、高温の蒸気を発生させるという点からは、散水によるスラグの冷却は、スラグ表面温度 5 0 0で以上で完了させることが好ましい。

以上のような水和反応促進効果は、遊離 C a O相のみならず、遊離 M g O相に対しても有効である。

本発明法では、処理容器内の蒸気を熱源用流体として回収することが好ましく、これによりスラグ顕熱を効率的に回収でき、製鉄所のエネルギー効率を高め且つ c o ₂ガス発生量を削減することができる。処理容器から取り出された蒸気は、適宜な熱源用流として利用することができ、例えば、原料 ·燃料 ·副原料 ·廃棄物等の乾燥 ·予熱用熱源、給湯機用熱源、蓄熱材への供給熱源、吸着式冷凍機の再生用熱源、炭酸ガスその他の吸着装置の吸着材再生熱源などとして利用することができる。

次に、上述した（ィ）〜（ハ）として例示した本発明の具体的な形態について説明する。

図 2は、上述した（ィ）の形態に関するものであり、処理容器として回転式の筒状処理容器（回転ドラム）を用いた本発明法の一実施形態を模式的に示すものである。

この筒状処理容器 1は、一端側にスラグ装入部 2、他端側にスラグ取出部 3と蒸気取出部 4を備えるとともに、一端側から他端側に向かって下向きに傾斜し、筒軸を中心に回転可能である。この筒状処理容器 1の基本構造は、所謂ローターキルンなどの構造と同様であり、筒状処理容器 1內に装入された材料（スラグ）は、長手方向で傾斜した筒状処理容器が回転することにより、容器長手方向で順次移送される。筒状処理容器 1內のスラグ移送方向上流部には、散水機構 5が設置されている。

なお、筒状処理容器 1によるスラグの処理は、（a) 製鋼スラグをバッチ式に装入 ·取出する方式、（b) 製鋼スラグの装入 ·取出を適当な時間間隔で行い、処理容器内にスラグを滞留させる方式、（c) 製鋼スラグの装入を適当な時間間隔で行うとともに、製鋼スラグの取出を連続的に行う方式、（d) 製鋼スラグの装入を連続的に行うとともに、製鋼スラグの取出を適当な時間間隔で行う方式、（e) 製鋼スラグの装入 ·取出を連続的に行う方式、のうちいずれでもよい。これらのうち

(a) 以外の方式は、後から装入した製鋼スラグに散水して発生した蒸気が、その前に装入した製鋼スラグのエージング処理（遊離 C a Oの水和反応）に利用される。

本実施形態では、回転する筒状処理容器 1のスラグ装入部 2から容器内に高温の製鋼スラグ S aが装入される。この製鋼スラグ S aは、精鍊工程で生じた際の顕熱を保有した高温状態のスラグであれば、溶融スラグ、部分凝固スラグ、凝固スラグのいずれであってもよい。筒状処理容器 1が回転しているので、装入された製鋼スラグ S aの容器内壁への付着が防止される。筒状処理容器 1の回転速度は任意であり、例えば 2〜 5回転/分程度でもよい。

筒状処理容器 1内に装入された高温の製鋼スラグ S aには、散水機構 5から散水がなされ、この散水により蒸気が発生する。これが本発明の工程 Aである。散水で発生した蒸気は、処理容器内をスラグ移送方向下流側に流れ、一方、散水によりある程度の温度まで冷却 ·降温した製鋼スラグ S aも、容器長手方向で順次移動する。この移動中の製鋼スラグに、同じ方向に流れる前記蒸気が接触し、両者の間で熱交換がなされるとともに、蒸気によりスラグ中の遊離 C a◦が水和反応を生じるエージング処理がなされる。これが本発明の工程 Bである。この際、筒状処理容器の回転によりスラグが撹拌されるので、蒸気との接触が促進され、遊離 C a Oの水和反応が効率的に生じることになる。なお、本実施形態を含む本明細書に記載の実施形態では、工程 A (散水冷却の開始前、散水冷却中、散水冷却後を含む）におけるスラグを "スラグ S a" 、工程 B (エージング処理の開始前、エージング処理中、エージング処理後を含む）におけるスラグを "スラグ S b" と呼ぶ。

また、水和反応する際の体積膨張（密度の低下による体積膨張）によりスラグが砕け（崩壊する）、新しい遊離 C a Oがスラグ表面に露出して蒸気と接触し、さらに水和反応が進み、スラグは徐々に碎けて細粒化が進む。このように製鋼スラグ S bはエージング処理により徐々に細粒化するため、散水後における製鋼スラグの処理容器内での滞留時間（エージング処理時間）を適宜調整することにより、製鋼スラグ S bを十分に細粒化し、エージング処理後の破砕工程を省略することができる。

筒状処理容器 1内でのエージング処理を終えたスラグ S bは、スラグ取出部 3 から取り出されるとともに、蒸気は蒸気取出部 4力取り出され、必要に応じて熱源用流体として利用される。本実施形態においても、さきに述べたような理由から、表面温度が 7 0 0 °C以上、好ましくは 9 0 0 ^以上の製鋼スラグに散水を行って 1 0 0 °C以上、好ましくは 1 5 以土の蒸気を発生させ、製鋼スラグが 2 0 0 ~ 5 0 0 °C、好ましくは 4 0 0〜5 0 0での表面温度を有するうちに蒸気と接触させてエージング処理を行うことが好ましい。

図 3は、筒状処理容器 1 (回転ドラム）を用いたより具体的な実施形態を示すものである。この実施形態では、筒状処理容器 1のスラグ装入部 2の前面に、バツチ装入用のホッパ一部 6が設けられている。このホッパ一部 6の入口側には蓋 6 0 0力また、前記スラグ装入部 2と連通した出口側には開閉ゲート 6 1 0がそれぞれ設けられている。スラグ取出部 3には開閉ゲート 3 0 0が設けられ、また、蒸気取出部 4には、蒸気管 4 0 0が接続されている。また、スラグ装入部 2 側の容器端部から容器内に散水用配管 5 0 0が導かれ、散水機構 5に接続されている。

このような実施形態では、ホツバ一部 6に所定量の製鋼スラグ S aを装入後、ホッパー部 6の蓋 6 0 0を閉じ、その後、開閉ゲート 6 1 0を開き、ホッパ部 6内の製鋼スラグ S aの全量を、スラグ装入部 2から処理容器内に装入する。装入された製鋼スラグ S aには散水機構 5から散水され、発生した蒸気により、さきに述べたようなエージング処理がなされる。エージング処理が完了した製鋼スラグ S bと蒸気が、スラグ取出部 3と蒸気取出部 4からそれぞれ取り出される。なお、この実施形態では、蒸気取出部 4の排気口 4 0 1が処理容器径方向の軸心近くに設けられ、処理容器內のスラグ S bが常に排気口 4 0 1を覆うようにしてある。これにより、処理容器内の蒸気はスラグ Sbの中を通って気口 4 0 1 から排出されるので、スラグとの熱交換により蒸気温度を高めることができ、より高温の蒸気を回収することができる。なお、前記排気口 4 0 1にはスラグ侵入防止用のネット（図示せず) が設けられる。

以上のような（ィ）の形態のスラグ処理方法では、処理容器内で移送中のスラグに対して、散水とこれにより生じた蒸気によるエージング処理を連棒的に施すことにより短時間で C a Oの水和反応を進行させてエージングを終了することができる。

図 4は、上述した（口）の形態に関するものであり、本発明法の一実施形態を模式的に示すものである。

このスラグ処理の形態では、処理容器 XIと処理容器 X2を用い、製鋼スラグを処理容器 XI、処理容器 X2の順に移動させて、処理容器 XI内で工程 A、処理容器 X2内で工程 Bを順次行う。そして、処理容器 XI内での後行チャージの製鋼スラグに対する工程 Aで発生した蒸気を処理容器 X2内に導入し、処理容器 X2内での先行チャージの製鋼スラグに対する工程 Bに用いる。

前記処理容器 XIは、本実施形態では、図 2の筒状処理容器と同様の筒状回転ドラム式の容器で構成されている。この処理容器 XI は、一端側にスラグ装入部 2 f、他端側にスラグ取出部 3 f と蒸気取出部 4 f を備えるとともに、一端側から他端側に向かって下向きに傾斜し、筒軸を中心に回転可能である。この処理容器 XIの基本構造は、所謂ロータ一キルンなどの構造と同様であり、処理容器 XI内に装入された材料（スラグ）は、長手方向で傾斜した処理容器が回転することにより、容器長手方向で順次移送される。処理容器 XI内のスラグ移送方向上流部には、散水機構 5 fが設置されている。

前記スラグ装入部 2 f には開閉ゲート 6 1 O fが、スラグ取出部 3 f には開閉ゲート 3 0 0 fが設けられ、また、蒸気取出部 4 fには、蒸気配管 7の一端が接続されている。また、スラグ装入部 2 f側の容器端部から容器内に散水用配管 5 0 O f が導かれ、散水機構 5 fに接続されている。

前記処理容器 X2は、本実施形態ではタンク式の容器で構成され、上蓋 2 0を開放することによりスラグの出し入れを行うことができる。容器の底部に蒸気導入部 8が設けられ、この蒸気導入部 8に前記蒸気配管 7の他端が接続されている。また、処理容器 X2の上部には蒸気取出部 9が設けられ、この蒸気取出部 9に蒸気管 9 0が接続されている。なお、処理容器 XIによるスラグの処理は、（a) 製鋼スラグをバッチ式に装入 ·取出する方式、（b) 製鋼スラグの装入 ·取出を適当な時間間隔で行い、処理容器内には常にスラグを滞留させる方式、 (c) 製鋼スラグの装入を適当な時間間隔で行うとともに、製鋼スラグの取出を連続的に行う方式、（d) 製鋼スラグの装入を連続的に行うとともに、製鋼スラグの取出を適当な時間間隔で行う方式、

(e) 製鋼スラグの装入 ·取出を連続的に行う方式、のうちいずれでもよい。 .

本実施形態では、回転する処理容器 XIのスラグ装入部 2 fから容器内に高温の製鋼スラグ S aが装入される。この製鋼スラグ S aは、精鍊工程で生じた際の顕熱を保有した高温状態のスラグであれば、溶融スラグ、部分凝固スラグ、凝固スラグのいずれであってもよい。処理容器 XIが回転しているので、装入された製鋼スラグ S aの容器内壁への付着が防止される。処理容器 XIの回転速度は任意であり、例えば 2 ~ 5回転 Z分程度でもよい。

処理容器 XI内に装入された高温の製鋼スラグ S aには、散水機構 5 fから散水がなされ、この散水により蒸気が発生する。これが本発明の工程 Aである。この散水で発生した蒸気は蒸気取出部 4 f力ら取り出され、蒸気配管 7により処理容器 X2に送られる。

処理容器 X2には、すでに処理容器 XI內で工程 Aの散水冷却がなされた先行チヤージの製鋼スラグが入れられており、この処理容器 X2内に、前記処理容器 XI 内での後行チャージの製銅スラグに対する工程 Aで発生した蒸気が、上記のように蒸気配管 7を通じて導入され、この蒸気によるエージング処理が行われる。これが本発明の工程 Bである。

蒸気導入部 8から処理容器 X2内に導入された蒸気は、製鋼スラグ S b内を通つて蒸気取出部 9から蒸気管 9 0に排出され、必要に応じて熱源用流体として利用される。この実施形態でも、スラグとの熱交換により蒸気温度を高めることができ、より高温の蒸気を回収することができる。

処理容器 X2內でのエージング処理を終えた製鋼ラグ S bは、容器から取り出される。 —方、処理容器 XIで散水冷却を終えた後行チャージの製鋼スラグ Saは、スラグ取出部 3 f力ら取り出され、適当な搬送 ·装入手段により処理容器 X2に搬送 ·装入されるとともに、次のチャージの高温状態の製鋼スラグ S aが処理容器 XIに装入され、処理容器 XI， X2において、上述したような処理（工程 A， B) 繰り返される。

なお、処理容器 X2內でのエージング処理の原理や作用効果、工程 A， Bでの好ましい温度条件などは、図 2および図 3の実施形態で述べたことと同様である。図 5は、上述した（ハ）の形態に関するものであり、本発明法の一実施形態を模式的に示すものである。

このスラグ処理の形態では、処理容器 Xa， Xbを用い、各処理容器 Xa， Xb内でそれぞれ工程 Aと工程 Bを順次行うとともに、同時期に一方の処理容器 Xaまたは Xbにおいて工程 Aを、他方の処理容器 Xbまたは Xaにおいて工程 Bをそれぞれ行うようにする。そして、一方の処理容器 Xaまたは Xb内での工程 Aで発生した蒸気を、他方の処理容器 Xbまたは Xaに導入する。

各処理容器 Xa, Xb は、本実施形態ではタンク式の容器で構成され、上蓋 2 Oa, 2 Obを開放することによりスラグの出し入れを行うことができる。各処理容器 X a, Xbの上部には、容器内に散水を行うための散水ノズル 2 la， 2 lbが設けられている。また、各処理容器 Xa， Xb底部には蒸気導入部 22a， 22b力上部には蒸気取出部 23a， 23b力それぞれ設けられている。処理容器 Xaの蒸気導入部 22 aと処理容器 Xbの蒸気導入部 22bには、蒸気配管 24の各端部が接続され、この蒸気配管 24で連絡されている。また、蒸気取出部 23 a， 23bには、それぞれ蒸気管 27a， 27bが接続され、これら蒸気管 27a， 27bには、それぞれ開閉弁 VI， V 4が設けられている。 '

蒸気配管 25の各端が、前記開閉弁 VIから蒸気取出部 23aまでの間の蒸気管 27aの管部と、前記開閉弁 V 4から蒸気取出部 23bまでの間の蒸気管 27b の管部にそれぞれ接続され、両管部を連絡している。さらに、蒸気配管 26の各端が、蒸気配管 24の途中と蒸気配管 25の途中にそれぞれ接続され、両蒸気配管 24， 25を連絡している。

蒸気配管 25において、蒸気配管 26の接続部の両側の管部 25a, 25bにそれぞれ開閉弁 V2， V5が設けられ、また、蒸気配管 24において、蒸気配管 2 6の接続部の両側の管部 24 a， 24bにそれぞれ開閉弁 V 3， V 6が設けられている。

本実施形態では、各処理容器 Xa， Xb内にそれぞれ製鋼スラグ Saを装入し、それぞれの処理容器 Xa， Xb内で工程 Aと工程 Bを順次行うものであるが、同時期に一方の処理容器 Xaまたは Xbにおいて工程 Aを、他方の処理容器 Xbまたは Xaにおいて工程 Bをそれぞれ行うようにする。処理容器 Xa， Xbに装入される製鋼スラグ Saは、精鍊工程で生じた際の顕熱を保有した高温状態のスラグであれば、溶融スラグ、部分凝固スラグ、凝固スラグのいずれであってもよい。

図 5に示す状態では、処理容器 Xa内では製鋼スラグ S aに散水ノズノレ 21 a力ら散水（工程 A) が行われている。一方、処理容器 Xb内には、前記処理容器 Xa 内での工程 Aで生じた蒸気が導入され、製鋼スラグ Sbのエージング処理（工程 B) が行われている。この時は、開閉弁 VI， V5, V3が閉、開閉弁 V2， V 6， V4が開となり、処理容器 Xa内で発生した蒸気は、蒸気管 27a，蒸気配管 25の管部 25 a，蒸気配管 26，蒸気配管 24の管部 24 bを経由して蒸気導入部 22 bから処理容器 Xb内に導入される。この蒸気は、スラグ内を通って蒸気取出部 23 bから蒸気管 27bに排出され、必要に応じて熱源用流体として利用される。この実施形態でも、スラグとの熱交換により蒸気温度を高めることができ、より高温の蒸気を回収することができる。

処理容器 Xa内での工程 A，処理容器 Xb内ので工程 Bが完了した段階で、処理容器 Xbの製鋼スラグ Sbを排出し、同容器に新たな高温の製鋼スラグ Saを装入し、今度は、処理容器 Xb内で製鋼スラグ Saに散水ノズル 2 lbから散水（工程 A) が行われ、処理容器 Xa内では、前記処理容器 Xb内での工程 Aで生じた蒸気が導入され、製鋼スラグ Sb のエージング処理（工程 B) が行われる。この時は、開閉弁 V 4， V 2 , V 6が閉、開閉弁 V 5， V 3 , V Iが開となり、処理容器 Xb 内で発生した蒸気は、蒸気管 2 7 b，蒸気配管 2 5の管部 2 5 b，蒸気配管 2 6，蒸気配管 2 4の管部 2 4 aを経由して蒸気導入部 2 2 aから処理容器 Xa内に導入される。この蒸気は、スラグ Sb内を通って蒸気取出部 2 3 aから蒸気管 2 7 aに排出され、必要に応じて熱源用流体として利用される。

以上を繰り返すことにより、製鋼スラグを移動させることなく、本発明の工程 A, Bを行うことができる。

なお、各処理容器内でのエージング処理の原理や作用効果、工程 A， Bでの好ましい温度条件などは、図 2および図 3の実施形態で述べた内容と同様である。本発明法により処理されたスラグは適宜な用途に利用することができ、例えば、エージング処理により十分に細粒化したものについては、水和硬化物等の骨材やセメント混和材などに利用できる。

本発明法では、溶融スラグをそのまま処理することも可能であるが、スラグのハンドリング性や水蒸気爆発の防止などの面で、溶融スラグをある程度冷却し、非溶融状態の高温スラグとした上で、上述したようなスラグ処理を行った方が有利な場合がある。

溶融スラグを非溶融状態の高温スラグとするには、一般的に行われている溶融スラグをスラグ処理ヤードに放流して冷却する方法、溶融スラグをパン内に入れて冷却する方法、などの方法を適用でき、これらの場合、スラグ表面がある程度凝固し、未だ高温（好ましくは表面温度が 7 0 0 °C以上）のうちにショベルで崩し、本発明を実施する処理容器に装入すればよい。

一方、溶融スラグを非溶融状態の高温スラグとするのに、下記（i) または（i i) の方法を採ることにより、溶融スラグを効率的に冷却処理でき、しかもハンドリングが容易な板状または細片状の高温スラグにすることができるので、特に好ましい。 (i) 溶融スラグを回転する冷却ドラムに接触させて冷却し、板状、柱状または細片状の高温スラグとして排出するラグ冷却処理装置を用い、溶融した製鋼スラグを冷却処理する。

(ii) 溶融スラグを回転する 1対の冷却ドラムで圧延しつつ冷却し、板状、柱状または細片状の高温スラグとして排出するスラグ冷却処理装置を用い、溶融した製鋼スラグを冷却処理する。

そして、以上のような（i) または（ii) の方法で冷却処理された高温の製鋼スラグに対して、上述したような本発明法によるスラグ処理を施すものである。また、上記（i) 、 (ii) の方法は、スラグの目的 ·用途に応じて所定の粒径を得ようとする場合にも有効である。

まず、上記（i) のスラグの冷却処理法について説明する。

この冷却処理法では、例えば、図 6 (装置を模式的に示す正面図）に示すように、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 ¾ドラム 1 O a， 1 O bを備えたスラグ冷却処理装置を用いる。

前記冷却ドラム 1 0 a， 1 0 bは、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。冷却ドラム 1 0 a， 1 0 b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。この方式では、 1対の冷却ドラム 1 0 a， 1 O bの上部外周面間に上方（図中、 1 1はスラグ鍋、 1 2はスラグ樋）力 ^溶融スラグ Sが供給され、スラグ液溜まり gが形成される。このスラグ液溜まり gから、回転する冷却ドラム 1 0 a, 1 0 bの表面に付着することで溶融スラグ Sが持ち出され、この溶融スラグ 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剥離し、板状などの高温スラグ S xとして回収される。冷却ドラム面から剥離したスラグ Sxは搬送コンベア 1 3で搬送され、スラグバケツト 1 4に収容される。

なお、スラグ Sxを搬送コンベア 1 3からスラグバケツト 14などに払い出す際には、必要に応じて、スラグ Sxを適当な手段で粗破碎してもよい。

また、図 7 (装置を模式的に示す正面図）に示すような冷却ドラム 1 Oa， 1 0 bの上方に堰を有する冷却処理装置を用いてもよい。この冷却処理装置は、 1対の冷却ドラム 1 0a， 1 Obの上方に各々冷却ドラム 1 5a， 1 5b力らなる堰 1 6 を設け、これら 1対の冷却ドラム 1 0a， 1 Obの上部外周面間と 1対の冷却ドラム 1 5a， 1 5b (堰 1 6) 間にスラグ液溜まり部 Gを形成する。前記冷却ドラム 1 5 a, 1 5bは、下部外周面が反スラグ液溜まり部 G方向に回転する回転方向を有する。各冷却ドラム 1 5a， 1 5bと冷却ドラム 1 0a， 1 0b間には、スラグ液溜まり部 G内の溶融スラグ Sが押し出される開口 1 8を有し、この開口 1 8からスラグが押し出されることにより、非溶融状態の高温スラグ Sxが得られる。前記冷却ドラム 1 0 a， 10 b よび冷却ドラム 1 5a， 1 5b (堰 1 6) の幅方向の両端側には、スラグ液溜まり部 Gの両端を塞ぐための堰板 1 7が、冷却ドラム 1 0 a， 1 0 bおよび冷却ドラム 1 5a， 1 5 bの端面に接するようにして設けられている。この堰板 1 7は、適当な支持部材を介して装置本体（基体）に支持される。

なお、前記堰体 1 6は、冷却ドラム 1 5 a, 1 5 bではなく、固定式の壁体で構成してもよい。

このような冷却処理装置では、 1対の冷却ドラム 1 0a， 1 Obの上部外周面間と 1対の冷却ドラム 1 5a， 1 5b (堰 1 6) 間にスラグ液溜まり部 Gを形成することで、スラグ液溜まり部 G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 1 8から押し出すことができる。また、本実施形態のように堰 1 6を、下部外周面が反スラグ液溜まり部 G方向に回転する回転方向を有する冷却ドラム 1 5a， 1 5b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、図 7に示すような冷却ドラム 1 5a， 1 5b (堰 1 6) を有する冷却処理装置において、冷却ドラム 1 5a， 1 5bの外周面に溝を設け、柱状または細片状

(塊状）の高温スラグが得られるようにしてもよい。図 8および図 9 (装置の一部を模式的に示す正面図および側面図）は、そのような冷却処理装置の一例を示すもので、冷却ドラム 1 5a， 1 5bの外周面に複数の環状溝 1 50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 50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 1 5a， 1 5b の外周面を冷却ドラム 1 0 a， 1 0 bの外周面に当接させることで、環状溝 1 50により孔型状の開口 1 8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 50の底面の凹部により開口 1 8が間欠的に大きくなる。

本実施形態では、環状溝 1 50で形成される複数の孔型状の開口 1 8力らスラグ Sxが押し出される。このスラグ Sxは、環状溝 1 50の底面の凹部により開口 1 8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 Sxは、冷却ドラム 1 0 a， 10 b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 9では、環状溝 1 50の底面に周方向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 0 (装置を模式的に示す正面図）に示すように、冷却処理装置は単、 —の冷却ドラムを備えたものでもよい。この冷却処理装置は、冷却ドラム 1 0と、冷却ドラム径方向の一方の側に配置される樋 1 9を有している。この樋 1 9は、その先端部が冷却ドラム 1 0のドラム面 1 00に接する力若しくは近接するように設けられ、樋 1 9の先端部分とドラム面 100とによりスラグ液溜まり部 Gを形成し、冷却ドラム 1 0の回転に伴い、スラグ液溜まり部 G内の溶融スラグ Sがドラム面 1 00に付着して持ち出されるようにしてある。スラグ液溜まり部 Gを形成するために、樋 1 9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 1 9の先端部が下部ドラム面に接するか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 1 9 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。

前記冷却ドラム 1 0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。冷却ドラム 1 0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。 ^ 樋 1 9の先端部は、ドラム面 1 0 0に接してもよいし、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 1 9の下方に設けられたガス噴射手段 3 0からパージガスを噴射することが好ましい。

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 1 9に供給された溶融スラグ Sはスラグ液溜まり部 G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 0のドラム面 1 0 0に付着して持ち出され、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し、冷却ドラム径方向の他方の側に排出される。

以上のような単一の冷却ドラム 1 0を有する冷却処理装置では、冷却ドラム 1 0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 0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。また、単一の冷却ドラム 1 0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 ·後処理などが容易である。なお、単一の冷却ドラム 1 0を有する冷却処理装置は、適当な高さの樋 1 9から冷却ドラム 1の上部ドラム面に溶融スラグ Sを供給する方式、スラグ液溜まり部 Gを形成することなく、溶融スラグ Sが樋 1 9の先端部からドラム面 1 0 0に直接供給されるようにする方式、などを適用してもよい。

次に、上記（ii) のスラグの冷却処理方法について説明すると、この冷却処理法では、例えば、図 1 1 (装置を模式的に示す正面図）に示すように、水平方向で間隙 6 8を有して並列し、対向する外周部分が下向きに回転する回転方向を有する 1対の冷却ドラム 6 0 a， 6 O bを備えた冷却処理装置を用い、 1対の冷却ドラム 6 0 a， 6 O bの上部外周面間に溶融スラグを供給してスラグ液溜まり gを形成し、このスラグ液溜まり g内の溶融スラグまたは Zおよびスラグ液溜まり gに流入途中の溶融スラグを冷却手段 6 1で冷却するとともに、スラグ液溜まり gから間隙 6 8内に流入する溶融スラグを 1対の冷却ドラム 6 0 a， 6 O bで冷却しつつ圧延し、少なくとも表層が凝固したスラグを間隙 6 8から下方に抜き出す。なお、本タイプの冷却処理方法において、 1対の冷却ドラム 6 0 a， 6 O bでスラグを圧延するとは、冷却ドラム 6 0 a， 6 O bの間隙 6 8から少なくとも表面が凝固した状態でスラグを下方に抜き出すことを指す。

前記冷却ドラム 6 0 a， 6 O bは、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。前記冷却ドラム 6 0 a， 6 0 b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。

冷却ドラム幅方向の両端側には、冷却ドラム 6 0 a， 6 0 bの上部外周面間に形成される断面 V溝状の凹部（スラグ液溜まり Gが形成される凹部）の両端を塞ぐための堰板 6 7力冷却ドラム 6 0 a， 6 0 bの端面に接するようにして設けられている。この堰板 6 7は、適当な支持部材を介して装置本体（基体）に支持される。

1対の冷却ドラム 6 0 a， 6 0 bの下方には、冷却ドラム 6 0 a， 6 0 bに冷却されつつ圧延されて間隙 6 8から抜き出されたスラグ S xを受け取り、搬送するための搬送コンベア 6 4が配置されている。

冷却ドラム 6 0 a， 6 O bの上側には、スラグ液溜まり A内の溶融スラグ Sまたは Zおよびスラグ液溜まり Aに流入途中の溶融スラグ Sを冷却するための冷却手段 6 1が設けられている。この冷却手段 6 1は、例えば、溶融スラグ Sに流体または Zおよび粉体を供給する手段で構成することができる。

また、必要に応じて、冷却ドラム 6 0 a， 6 0 bと搬送コンベア 6 4との間に、冷却ドラム 6 0 a , 6 0 bの間隙 6 8から抜き出されたスラグ S xを冷却するための冷却装置 6 5を設けることができる。この冷却装置 6 5は、例えば、ズラグ 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。

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、対向する外周部分が下向きに回転する冷却ドラム 6 0 a， 6 O bの上部外周面間（断面 V溝状の凹部）に溶融スラグ Sが供給され、スラグ液溜まり gが形成される。このスラグ液溜まり g內の溶融スラグ Sまたは Zおよぴスラグ液溜まり gに流入途中の溶融スラグ Sが冷却手段 6 1で冷却されるとともに、スラグ液溜まり Aから間隙 g 内に流入する溶融スラグ Sが 1対の冷却ドラム 6 0 a , 6 0 bで冷却されつつ圧延される。この圧延により、粘性のある溶融スラグ Sが冷却ドラム幅方向で展伸され、効率的な冷却を行うことができる。

以上のような冷却手段 6 1で冷却され、さらに冷却ドラム 6 0 a， 6 O bにより冷却された溶融スラグ Sは、少なくとも表層が凝固した板状のスラグ S xとして間隙 6 8から下方に抜き出される。このスラグ S xは、必要に応じて冷却装置 6 5でさらに冷却される。

図 1 2は、冷却ドラムを備えた上記冷却処理装置を用いた本発明の一実施形態を示すもので、冷却処理装置として図 1 0に示すような単一の冷却ドラム 1 0を備えたものを利用したものである。この実施形態は、先に述べた（ィ）の形態に属するものである。

冷却処理装置 Mは、冷却ドヲム 1 0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 4 0を有するものであり特に粘度が高い溶融スラグの冷却処理に好適なものである。展伸ロール 4 0は、その外周面が、冷却ドラム 1 0のドラム面 1 0 0との間で所定の間隔を形成するようにして、支持アーム（図示せず）に回転自在に支持されている。 ' 冷却ドラム 1 0のスラグ排出側には、冷却ドラム 1 0から剥離し、搬送コンペァ 1 3で搬送中のスラグ S a、さらには冷却ドラム 1 0に付着したスラグや展伸ロール 4 0のロール面に水ミスト mを噴射して冷却するためのミスト供給手段 4 1が設けられ、ここで散水冷却（工程 A) がなされる。

散水冷却されたスラグを充填してエージング処理（工程 B) するための充填槽 4 2が設けられるとともに、前記搬送コンベア 1 3から払い出されたスラグ S a を充填槽 4 2に搬送'装入するためのバケツト式のコンベア 4 3が設けられている。前記充填槽 4 2は、頂部側からスラグおよび蒸気が装入され、底部側からスラグ ·蒸気が取り出される。

冷却処理装置 Mから充填槽 4 2までが遮蔽体 4 4で覆われ、この遮蔽体 4 4と充填槽 4 2の全体が実質的な処理容器を構成している。

本実施形態では、図 1 0に記載したようにして冷却処理装置 Mにより溶融スラグ Sが冷却され、この冷却処理装置 Mかち排出されたスラグ S aに対してミスト供給手段 4 1から散水（水ミストの噴射）され、工程 Aが行われる。このようにして散水冷却されたスラグ S aは、コンベア 4 3により充填槽 4 2内にその頂部から装入されるとともに、前記工程 Aで発生した蒸気も、頂部から充填槽 4 2内に流入する。充填槽 4 2内ではスラグ内を蒸気が通過する過程でエージング処理がなされ、工程 Bが行われる。

本発明法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。図 6〜図 1 1に示すような冷却ドラムでスラグを冷却する場合、冷却ドラムに冷媒を使用することが冷却ドラムの耐久性等の観点から好ましく、その冷媒には一般に水が用いられる。この水は循環使用されるが、冷却ドラムにおいてスラグからの抜熱により水温が上昇する。したがって、水冷式の冷却ドラムを通過した . 冷却水（熱水）の一部を、本発明法で行う工程 Aの散水に用いれば、スラグ顕熱を回収する上で有利になる。

図 1 3は、その実施形態を示すもので、 4 5は冷却ドラム 1 0 a， 1 O bに冷却水を循環させるための循環管路であり、この循環管路 4 5に散水用配管 5 0 0が接続され、冷却ドラム 1 0 a， 1 0 bを通過した冷却水の一部が散水用配管 5 0 . 0を通じて、本発明法を行う処理容器 Dに導かれ、散水機構 5からスラグに散水 (本発明の工程 A) されるようにしている。

このように冷却ドラム 1 0 a， 1 0 bの冷却水の一部を取り出して、本発明のェ程 Aの散水に利用することにより、循環管路 4 5の冷却水には常に補給水が入り - (図中、 4 6は冷却水の補給タンク、 4 7は冷却水の冷却塔である）、水温が低 • 下するため、冷却設備能力を小さくすることができる。

本発明法を適用するスラグは、発生ままのスラグ組成であってもよいし、改質によりスラグ組成を調整したものでもよい。

スラグを溶融段階で改質する方法については、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に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量が低下する。

また、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ィヒ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量が低下する。実施例〇実施例 1

[本発明例]

(i) 冷却処理工程

(a) 本癸明例 1

転炉脱炭精鍊（転炉出寧温度： 1640-1660°C) で発生した塩基度 [質量比： ⁰ /oC a OZ%S i 0₂] が 3. 8の溶融スラグ（15 t) をスラグ鍋でスラグ処理ヤードに移送し、このヤードに放流した。数時間後、放冷により表面が凝固したスラグの全量をショベルで搬送し、図 3に示すような筒状処理容器 Dに装入した。このときのスラグ表面温度は 1000〜700°Cであった。

(b) 本発明例 2

図 6に示すような冷却処理装置に対して図 12に示すような展伸ロール 40を付設した冷却処理装置 Mを用い、転炉脱炭精鍊（転炉出鋼温度： 1640〜16 60 ) で発生した塩基度 [質量比：％C a 0/%S i 0₂] が 3. 8の溶融スラグ（15 t) をスラグ鍋で前記冷却処理装置 Mに搬送し、この装置で冷却処理した。この冷却処理装置 Mの仕様および運転条件は以下のとおりである。

冷却ドラム 10 a， 10 b :外径 1. 6mX長さ（ドラム幅方向での長さ） 3 m、水冷式

展伸ロール 40 :外径 0. 3 m

冷却ドラム 10 a， 10 b—展伸ロール 40間のギャップ： 5 mm

冷却ドラム 10 a， 10 bの回転速度： 3 r pm

この冷却処理では、スラグ鍋 11内の溶融スラグを、スラグ樋 12を介して約 1 t/m i nの供給速度で冷却ドラム 10 a， 10 bの上部外周面間の幅方向中央付近に約 12分間に亘り供給した。なお、スラグ鍋 11に混入レた溶銑が冷却処理装置 Mに供給されないようにするため、スラグ鍋 11中に溶融スラグ Sが 1 / 5程度残る段階で、冷却処理装置 Mへの溶融スラグ Sの供給を停止した。

冷却ドラム面に供給される溶融スラグ Sは、粘性が高いために流動性に乏しく、しかも冷却ドラム 10 a， 10 bとの接触で急冷されるため、その供給位置ではドラム幅方向で 1〜 2 m程度しか広がらないが、展伸ロール 4 0により厚さが約 1 O mmから 5 mmに圧延された結果、冷却ドラム幅方向のほぼ全長に亘り展伸され、高い冷却効率で溶融スラグ Sを冷却処理することができた。

冷却ドラム 1 0 a， 1 0 bから剥離し、搬送コンベア 1 3上に移る際のスラグ S Xの表面温度を放射温度計で測定したところ、スラグ表面温度は 7 0 0〜 9 0 0 °Cであった。スラグ S xは搬送コンベア 1 3および他の搬送手段により、図 3 に示すような筒状処理容器 Dに搬送 ·装入した。

(i i) 本発明法による処理工程

上記本発明例 1， 2において、図 3に示す筒状処理容器 Dへのスラグの装入は、所定の時間間隔毎に行い、処理容器内に滞留するスラグの総量を 2バッチ分の約 2 4〜3 0 tとして、この滞留量を維持して連続的に処理した。

筒状処理容器 D内では、さきに図 2，図 3について説明したように、高温スラグに対する散水（工程 A) と発生した過熱蒸気によるエージング処理（工程 B ) を行った。筒状処理容器 Dの仕様および処理条件は以下のとおりである。

•筒状処理容器のサイズ：内径 3 m X長さ 1 0 m

•処理容器回転速度： 1 r p m

•散水量： 0 . 2 m³Z t

処理が完了して細粒化したスラグをスラグ取出部 3から取り出すともに、過熱蒸気を蒸気取出部 4から取り出し、熱源用流体として回収した。このときの過熱蒸気の温度は 2 0 0〜2 8 O であった。

本発明例 1， 2は、それぞれスラグの処理時間（処理容器内でのスラグの滞留時間）を変えて実施し、処理時間の影響を調査した。

(ii i) 処理済みスラグの特性

取り出された処理済みスラグを J I S法の水浸膨張試験に供し、膨張特性を評価した。本発明例 1， 2におけるスラグの処理時間（処理容器内でのスラグ滞留時間）とスラグ膨張率との関係を図 1 4に示す。未エージングの転炉脱炭精鍊スラグの膨張率は 5〜 7 %であったのに対して、本発明法を適用することにより、スラグ膨張率が効果的に低減したことが判る。スラグ処理時間が長いほ.どスラグ膨張率は低下し、スラグ処理時間が 30分で 0. 5%以下となり、 50分では0. 1%以下まで低下する。

[比較例]

転炉脱炭精鍊（転炉出鋼温度： 1640〜1660^) で発生した塩基度 [質量比： ⁰ /oC a OZ%S i 0₂] が 3. 8の溶融スラグ（15 t) をスラグ鍋でスラグ処理ヤードに移送し、このヤードに放流した。その後、散水して冷却した後、ジョークラッシャーで粒径 40mm以下に破砕した。

この冷却 ·破砕後のスラグに対して、現在一般的に行われている蒸気エージング処理を実施した。破砕後のスラグを図 15に示すような蒸気エージング装置に約 1000 t積み付け、底部に埋め込まれた配管から蒸気を流して、蒸気エージングを行った。この蒸気エージングでは、スラグを 100°Cまで昇温させるのに 6~10時間かかり、スラグ温度が 10 O に達した後、 24〜96時間蒸気を流してスラグ温度 100 を維持した。この蒸気エージング処理に必要な蒸気は、製鉄所内の設備（CDQ等）で製造した蒸気を利用した。

この比較例は、エージング処理時間を変えて実施し、処理時間の影響も調査した。蒸気エージング後のスラグを J I S法の水浸膨張試験に供し、膨張特性を評価した。スラグ温度が 100^になってからの蒸気エージング日数とスラグ膨張率との関係を図 16に示す。これによれば、蒸気エージング日数が長くなるほどスラグ膨張率は低下するが、スラグ膨張率は蒸気エージング日数： 3日でようやく 0. 5%以下となり、エージングに長い時間がかかることが判る。

〇実施例 2 (本発明例 3)

本発明例 2で処理したのと同じ溶融スラグを、図 13に示すような設備で処理した。溶融スラグを、まず、冷却ドラム 10 a， 10 bを備えた冷却処理装置 M で冷却処理し、板厚 5mm程度の板状に凝固させた後、筒状円筒容器 Dに装入し、本発明法（工程 A， B) を実施した。その際、冷却ドラム 10 a， 10 bを通過した冷却水の一部を筒状円筒容器 D内での散水に用いた。蒸気を発生させるため、筒状処理容器 D内でのスラグへの散水量は 3 0 °C程度の水で 2 0 0 k t - slag (=蒸気発生量）程度となるが、本実施例では、冷却処理装置 Mの冷却ドラム 1 0 a， 1 0 bを通過した 7 0 の冷却水を散水に利用したため、蒸気の発生量が 2 1 0 k gノ t -slagと 5 %増加した。

一方、冷却ドラム 1 0 a， 1 0 bの冷却水の一部を散水に利用するため、減少する水量を常温の水で補給するが、補給水の分だけ水温が低下するため、冷却塔での冷却能力に余裕ができ、このため冷却水量を 1 5 0 t ZHから 1 3 0 t ZH に低減することができた。

〇実施例 3 (本発明例 4 )

図 5に示すような 2つの処理容器 Xa， Xb (容積 1 5 m ³) を備えた処理設備を用いて本発明法を実施した。各処理容器 Xa， Xbは傾動可能な容器本体と蓋とから構成されている。

本発明例 1の冷却処理工程で発生したスラグ表面温度が 1 0 0 0 程度のスラグ（1 5 t) を処理容器 Xa， Xbに装入し、図 5に関して説明した手順で本発明を実施した。各処理容器 Xa, Xb内で行われた工程 Aでの散水量は、スラグ 1 t当たり 0 . 2 m³とし、スラグ表面温度が約 5 0 0 ^となった時点で散水を停止した。また、各処理容器 Xa， Xb内で行われた工程 Bでの回収蒸気温度は 2 8 0〜 1 8 0でであった。産業上の利用可能性

本発明のスラグ処理方法によれば、高温の製鋼スラグゃ鉱石溶融還元スラグに散水し、スラグ顕熱を利用して発生させた蒸気により、当該スラグのエージング処理を行うものであるため、スラグの冷却とエージング処理を効率的に且つ低コストに行うことができる。しかも、散水により蒸気を発生させる工程とこの蒸気を用いてエージング処理する工程を異なる場所で行うため、エージング処理の温度管理が容易であり、最適な温度条件で蒸気エージング処理を行うことができる。このため、スラグを特に効率的にエージング処理することができる。

Claims

請求の範囲

1 . 製鋼スラグ、鉱石溶融還元スラグの中から選ばれる 1種以上のスラグを冷却およびエージング処理する方法であって、

高温のスラグに散水する工程（A) と、工程（A) での散水により発生した蒸気を、散水により冷却されたスラグと接触させることにより、スラグをエージング処理する工程（B ) とを有し、工程（A) とこの工程で発生した蒸気を用いる工程（B ) を異なる場所で行うことを特徴とするスラグの処理方法。、

2. 工程（A) では、表面温度が 7 0 0で以上のスラグに散水を行って 1 0 0 °C 以上の蒸気を発生させ、工程（B ) では、表面温度が 2 0 0〜5 0 0でのスラグに前記蒸気を接触させてエージング処理を行うことを特徴とする請求項 1に記載のスラグの処理方法。

3. 工程（B) のエージング処理によりスラグを粒状に崩壊させ、粒状スラグとすることを特徴とする請求項 1または 2に記載のスラグの処理方法。

4. 処理容器 (XI) ， (X2) を用い、スラグを処理容器 (XI) 、処理容器（X2) の順に移動させ、処理容器 (XI) 内で工程（A) 、処理容器 (X2) 内で工程

(B) を順次行う処理方法であって、

処理容器（XI) 内での後行チャージのスラグに対する工程（A) で発生した蒸気を処理容器（X2) 内に導入し、処理容器 (X2) 内での先行チャージのスラグに対する工程（Βλに用いることを特徴とする請求項 1〜3のいずれかに記載のスラグの処理方法。

5. 処理容器（Xa) ， (Xb) を用い、各処理容器 (Xa) ， (Xb) 内でそれぞれェ程（A) と工程（B ) を順次行うとともに、同時期に一方の処理容器 (Xa) または（Xb) において工程（A) を、他方の処理容器（Xb) または（Xa) においてェ程（B ) をそれぞれ行うようにし、

一方の処理容器（Xa) または（Xb) 内での工程（A) で発生した蒸気を、他方の処理容器 (Xb) または（Xa) に導入することを特徴とする請求項 1 ~ 3のいずれかに記載のスラグの処理方法。

6. 処理容器内を移送中のスラグに対して工程（A) と工程（B ) を順次行い、工程（A) で発生した蒸気を、工程（A) での散水位置よりもスラグ移送方向下流側においてスラグと接触させることにより、工程（B ) を行うことを特徴とする請求項 1 ~ 3のいずれかに記載のスラグの処理方法。

7. 一端側にスラグ装入部、他端側にスラグ排出部を備えるとともに、一端側から他端側に向かって下向きに傾斜し、筒軸を中心に回転する筒状処理容器を用い、該筒状処理容器内の長手方向でスラグを移送しつつ、工程（A) と工程（B ) を順次行うことを特徴とする請求項 6に記載のスラグの処理方法。

8. 工程（B ) で使用された蒸気を、熱源用流体として回収することを特徴とする請求項 1〜 7のいずれかに記載のスラグの処理方法。

9. 溶融スラグを回転する冷却ドラムに接触させて冷却し、板状、柱状または細片状の高温スラグとして排出するスラグ冷却処理装置を用い、溶融スラグを冷却処理し、該冷却処理後の高温のスラグに対して、請求項 1〜 8のいずれかに記載の処理を行うことを特徴とするスラグの処理方法。

1 0. 溶融スラグを回転する 1対の冷却ドラムで圧延しつつ冷却し、板状、柱状または細片状の高温スラグとして排出するスラグ冷却処理装置を用レ、、溶融スラグを冷却処理し、該冷却処理後の高温のスラグに対して、請求項 1〜8のいずれかに記載の処理を行うことを特徴とするスラグの処理方法。

1 1 . 冷却ドラムが水冷式であり、該冷却ドラムを通過した冷却水の一部を工程 (A) の散水に用いることを特徴とする請求項 9または 1 0に記載のスラグの処理方法。