(57)【要約】【課題】  水砕スラグの湿潤密度の制御を、操業に影響を与えず、また操業中にでも調整可能で、そのうえ操作が容易である、水砕スラグの湿潤密度制御方法を提供する。【解決手段】  非鉄製錬プロセスにおける炉から連続的に排出される熔融スラグを水砕水により水砕して形成される水砕スラグの湿潤密度の制御方法であって、前記溶融スラグの水砕に用いる水砕水が、前記非鉄製錬プロセス系内で水砕水を循環させる水砕水循環システムにおいて温度制御された水砕水であることを特徴とする水砕スラグの湿潤密度制御方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非鉄製錬プロセスにおける炉から連続的に排出される熔融スラグを水砕水により水砕して形成される水砕スラグの湿潤密度の制御方法であって、
前記溶融スラグの水砕に用いる水砕水が、前記非鉄製錬プロセス系内で水砕水を循環させる水砕水循環システムにおいて温度制御された水砕水であることを特徴とする水砕スラグの湿潤密度制御方法。
【請求項２】
前記水砕水の温度制御が、下記（１）から（６）の工程順に従って行われることを特徴とする請求項１記載の水砕スラグの湿潤密度制御方法。
記
（１）水砕水の水温の変化による水砕スラグの湿潤密度変化を予め求めて相関関係を得る。
（２）冷却設備の作動条件による水砕水の水温挙動を把握する。
（３）水砕スラグの要求湿潤密度Ｇｎ＊に対する水砕水の水温Ｔｎを、工程（１）で得られた相関関係から決定する。
（４）決定した水温Ｔｎを得るための冷却設備の作動条件を、工程（２）より選択して、冷却設備を稼働させて水温Ｔｎの水砕水を形成する。
（５）形成した水砕水を用いて溶融スラグを水砕し、湿潤密度Ｇの水砕スラグを形成する。
（６）水砕スラグの湿潤密度を変える場合には、要求湿潤密度Ｇｎ＊を新たに設定して、上記工程（３）〜工程（５）を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水砕スラグの湿潤密度制御方法に関するもので、水砕スラグの用途拡張のためには有効な技術である。
【背景技術】
【０００２】
非鉄製錬プロセスにおいて、炉から排出される溶融状態の溶融スラグに、水を直接吹き付けて急冷凝固し、粒状化した水砕スラグを製造する。
この水砕スラグは、大部分がセメント原料として利用されるが、その湿潤密度が高い場合、ケーソン向けの骨材として用いられており、用途に応じて湿潤密度が制御された水砕スラグを製造可能な湿潤密度制御方法が望まれている。
【０００３】
この水砕スラグの湿潤密度を制御する方法には、水砕水を噴出させるノズル形状の改造および熔融スラグ中のＦｅ／ＳｉＯ２の調整が主流となっている。
水砕水を噴出させるノズル形状を改造する方法に関しては、例えば、特許文献１において、溶融スラグの冷却水を４ケ所に分けて噴射し、溶融状態にあるスラグに最初に当たる水砕水の水圧を低下させて、水砕スラグの粒度を粗くする方法が提案されている。このようなノズル形状の改造は、改造実施スペースに制限があること、および操業中に調整できず、また改造のために長時間設備を停止する必要があるという問題点が挙げられる。
【０００４】
一方、水砕スラグの湿潤密度を制御するためにＦｅ／ＳｉＯ２を調整すると、熔融スラグの粘性が増加、すなわち熔融スラグの流動性低下の可能性があるため、熔融スラグ中のＦｅ／ＳｉＯ２の調整には限度がある。
このように、水砕スラグの湿潤密度の制御を、操業に影響を与えず、また操業中にでも調整を可能とする制御方法が希求されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公平６−３９３４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記従来技術の問題点を解消して、水砕スラグの湿潤密度の制御を、操業に影響を与えず、また操業中にでも調整可能で、そのうえ操作が容易である、水砕スラグの湿潤密度制御方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは図１に示す冷却設備出口における水砕水温度と水砕スラグの湿潤密度の相関関係を把握することで、冷却設備出口における水砕水温度の調節により水砕スラグの湿潤密度が制御できることを見出し、本発明の完成に至ったもので、本発明は、循環システム内の冷却設備からの供給時の水温と、その水温の水砕水により水砕された水砕スラグの湿潤密度との関係を予め把握し、希望とする水砕スラグの湿潤密度から水砕スラグ形成に用いる水砕水の水温を求め、その水温になるように冷却設備を制御して水温の水砕水を作り出し、溶融スラグの冷却に供して所望の湿潤密度の水砕スラグを製造するものである。
【０００８】
本発明の第１の発明は、非鉄製錬プロセスにおける炉から連続的に排出される熔融スラグを水砕水により水砕して形成される水砕スラグの湿潤密度の制御方法であって、溶融スラグの水砕に用いる水砕水が、非鉄製錬プロセス系内で水砕水を循環させる水砕水循環システムにおいて温度制御された水砕水であることを特徴とする水砕スラグの湿潤密度制御方法である。
【０００９】
本発明の第２の発明は、第１の発明における水砕水の温度制御が、下記（１）から（６）の工程順に従って行われることを特徴とする水砕スラグの湿潤密度制御方法。
記
（１）水砕水の水温の変化による水砕スラグの湿潤密度変化を予め求めて相関関係を得る。
（２）冷却設備の作動条件による水砕水の水温挙動を把握する。
（３）水砕スラグの要求湿潤密度Ｇｎ＊に対する水砕水の水温Ｔｎを、工程（１）で得られた相関関係から決定する。
（４）決定した水温Ｔｎを得るための冷却設備の作動条件を、工程（２）より選択して、冷却設備を稼働させて水温Ｔｎの水砕水を形成する。
（５）形成した水砕水を用いて溶融スラグを水砕し、湿潤密度Ｇの水砕スラグを形成する。
（６）水砕スラグの湿潤密度を変える場合には、要求湿潤密度Ｇｎ＊を新たに設定して、上記工程（３）〜（５）を行う。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る水砕スラグの湿潤密度制御方法は、上記問題点を、設備を止めることなく、且つ操業に影響を与えることなく従来からの問題点を解消するもので、工業上顕著な効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】冷却設備出口における水砕水温度と水砕スラグ湿潤密度の相関性を示したものである。
【図２】冷却設備における水砕水の循環フローを示したものである。
【図３】本発明の湿潤密度制御方法における工程フロー図である。
【図４】実施例に用いた水砕水温度、水砕スラグ湿潤密度、冷却水量の関係を示す図で、（ａ）水砕水温度と水砕スラグ湿潤密度の関係を示す図、（ｂ）は、実施例で用いた冷却設備における冷却水量と水砕水温度との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の水砕スラグの湿潤密度制御方法を詳細に説明する。
非鉄製錬プロセスにおける炉から連続的に排出される熔融スラグを、水砕することにより水砕スラグを製造するのに使われる水砕水を、系内で循環させ、再び水砕に使用する水砕水循環システムにおいては、１２６０〜１２７０℃の高温の熔融スラグと水砕水が接触するため、水砕水は一部が蒸発し、その温度は８０〜９０℃まで上昇する。
この高温化した水砕水を再び水砕に使用するためには、熔融スラグと接触した際に水蒸気爆発を起こさない程度まで冷却する必要があるため、図２に示すように冷却設備を付帯して水砕水を適温に冷却している。
【００１３】
図２は、冷却設備における水砕水の循環フローを示す図で、冷却設備１から供給された水温を制御した水砕水（前）は、溶融スラグを水砕した後、冷却設備１に戻された水砕水（後）は、冷却設備１内の冷却器（図２の破線矢印の冷却水の流れで示される）で、所定の水温に制御（この場合、冷却）され、再度水砕水（前）として用いられる。
図２では、この冷却設備１における水砕水の水温制御に係る冷却水量を調整することにより、その冷却能力を調整して、冷却設備の出口（水砕水の供給側）における水砕水温度を調節して水砕スラグの湿潤密度制御を行っているが、水砕水の水温を制御する方法は、冷却水を用いた水冷のみならず、他の液冷媒を用いた液冷方式、空冷方式なども利用できる。
【００１４】
本発明の水砕スラグの湿潤密度制御方法を、図３のフロー図を用いて説明する。
図３は、本発明の湿潤密度制御方法における工程フロー図で、水砕スラグの製造前に、水砕水温度、水砕スラグ湿潤密度、冷却設備稼働条件から、下記２点の関係を、予めデータベース化、相関式（相関関係）を求めておく［工程（１）、工程（２）］。
【００１５】
図３において、Ｇは湿潤密度［ｇ／ｃｍ３］、Ｇｎ＊は要求湿潤密度、Ｔは水砕水温度（水温）、Ｔｎは設定水砕水温度［℃］、Ｔｍは水砕時の水砕前の水砕水温度の測定値、
Ｇｍは水砕スラグの湿潤密度の測定値（実湿潤密度）である。
【００１６】
水砕スラグの製造に際しては、先ず製造する水砕スラグの要求湿潤密度Ｇｎ＊を設定する。
次に、その要求湿潤密度Ｇｎ＊に対応する水砕水温度Ｔｎを、工程（１）の関係により設定する［工程（３）］。
【００１７】
次に、使用する水砕水の作製が、先ず設定された水砕水温度Ｔｎを得るための冷却設備の稼働条件を工程（２）の関係から設定する。その設定された稼働条件で冷却設備を稼働させて、設定温度Ｔｎの水砕水を作製する［工程（４）］。
【００１８】
この作製した水砕水を用いて、炉から出された溶融スラグを水砕して、水砕スラグを製造する［工程（５）］。
その時、実際の水砕水の温度Ｔｍを測定することで、工程（２）の関係を更新するデータとなる。
さらに、製造した水砕スラグの湿潤密度を測定して実湿潤密度Ｇｍとし、要求湿潤密度Ｇｎ＊と比較し、その検証を行うことで、より正確な設定値を提供できる。また、実際の水砕水の温度Ｔｍと実湿潤密度Ｇｍから、工程（１）の関係をより高精度のものとすることができ、水砕スラグの湿潤密度制御の精度が高められる。
【００１９】
なお、水砕スラグ製造の最中に、要求湿潤密度を変える場合には、要求湿潤密度の値を設定した後、工程（３）、（４）、（５）の工程を順に行い、所望の湿潤密度の水砕スラグを製造するものである、
【００２０】
本発明の方法は、設備を止めることなく、操業に影響を与えることなく、また、冷却設備に用いる冷却水量を調整するのみという簡易方法にて解決できる。
【実施例】
【００２１】
実施例では、水冷タイプの熱交換器を有する冷却設備を用い、その冷却水量を変化させることで水砕水の温度を調整した。その温度調整した水砕水を用いた実操業レベルでの実験、及び実操業時に収集したデータから、工程（１）及び工程（２）の関係を得た。
図４（ａ）は、実施例に用いた水砕水温度と水砕スラグ湿潤密度の関係を示す図、図４（ｂ）は、実施例で用いた冷却設備における冷却水量と水砕水温度との関係を示す図である。実施例では、これら図４（ａ）、（ｂ）をそれぞれ工程（１）、工程（２）として用いている。
【実施例１】
【００２２】
要求湿潤密度Ｇ１＊を２．１８［ｇ／ｃｍ３］に設定した。
次に、図４（ａ）及び（ｂ）から、水砕水温度Ｔ１、冷却設備稼働条件として冷却水量Ｖ１を選定し、水砕水を作製して溶融スラグを水砕して、水砕スラグを製造した。
その製造した水砕スラグの湿潤密度を測定したところ、実湿潤密度Ｇ１は、２．１８［ｇ／ｃｍ３］の値を得られた。
表１にそれらを求めて示す。
【実施例２】
【００２３】
要求湿潤密度Ｇ２＊を２．２２［ｇ／ｃｍ３］に設定した。
次に、図４（ａ）及び（ｂ）から、水砕水温度Ｔ２、冷却設備稼働条件として冷却水量Ｖ２を選定し、水砕水を作製して溶融スラグを水砕して、水砕スラグを製造した。
その製造した水砕スラグの湿潤密度を測定したところ、実湿潤密度Ｇ２は、２．２２［ｇ／ｃｍ３］の値を得られた。
表１にそれらを求めて示す。
【実施例３】
【００２４】
要求湿潤密度Ｇ３＊を２．２５［ｇ／ｃｍ３］に設定した。
次に、図４（ａ）及び（ｂ）から、水砕水温度Ｔ３、冷却設備稼働条件として冷却水量Ｖ３を選定し、水砕水を作製して溶融スラグを水砕して、水砕スラグを製造した。
その製造した水砕スラグの湿潤密度を測定したところ、実湿潤密度Ｇ３は、２．２５［ｇ／ｃｍ３］の値が得られた。
表１にそれらを求めて示す。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
表１から明らかなように、要求される水砕スラグの湿潤密度の値に対応した水温の水砕水を用いることによって、所望の湿潤密度の水砕スラグを製造することが可能である。
実施例によれば、設備を止めることなく、且つ操業に影響を与えることなく、希望の湿潤密度の水砕スラグを製造できる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明は、水砕スラグの使用用途の拡張を図った、水砕スラグの湿潤密度調整方法に好適に適用できる。
【符号の説明】
【００２８】
１    冷却設備
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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