(57)【要約】【課題】ランニングコストが低く高炉スラグの顕熱を効率良く回収することができる溶融スラグの顕熱回収装置を提供する。【解決手段】スラグよりも融点が低く且つ比重の大きい金属の流れを形成する溶融金属槽２と、上記溶融金属槽内を流れる溶融金属上に溶融スラグを流し込む溶融スラグ導入部９と、上記溶融スラグと接触することにより昇温した上記溶融金属の熱を回収する熱回収部６と、上記溶融金属との接触により冷却され固化されたスラグ層を回収するスラグ層回収部１０，１１とを備えてなることを特徴とする。【選択図】図１
2014062671.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スラグよりも融点が低く且つ比重の大きい金属の流れを形成する溶融金属槽と、
上記溶融金属槽内を流れる溶融金属上に溶融スラグを流し込む溶融スラグ導入部と、
上記溶融スラグと接触することにより昇温した上記溶融金属の熱を回収する熱回収部と、
上記溶融金属との接触により冷却され固化されたスラグ層を回収するスラグ層回収部とを備えてなることを特徴とする溶融スラグの顕熱回収装置。
【請求項２】
上記溶融金属の流れにおける下流側の上記溶融金属槽から上記溶融金属を汲み上げて上記溶融金属槽の上流側に戻す溶融金属帰還路が備えられている請求項１に記載の溶融スラグの顕熱回収装置。
【請求項３】
上記熱回収部として上記溶融金属帰還路にボイラが介設されている請求項１または２に記載の溶融スラグの顕熱回収装置。
【請求項４】
上記溶融スラグ上面から放射される熱を回収する放射式熱交換器がさらに設けられ、上記ボイラに供給する供給水をその放射式熱交換器によって昇温するように構成されている請求項３に記載の溶融スラグの顕熱回収装置。
【請求項５】
固化された上記スラグ層を空冷するスラグ層空冷装置と、空冷に供せられて昇温した空気と上記供給水との間で熱交換を行なうことにより上記放射式熱交換器に供給する供給水を予熱する予熱器とを有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の溶融スラグの顕熱回収装置。
【請求項６】
スラグより融点が低く且つ比重の大きい金属の流れを形成し、
溶融金属上に溶融スラグを流し込み、
上記溶融スラグと接触することにより昇温した上記溶融金属の熱を回収し、
上記溶融金属との接触により冷却され固化されたスラグ層を回収することを特徴とする溶融スラグの顕熱回収方法。
【請求項７】
上記溶融金属の流れにおける下流側から上記溶融金属を汲み上げて上記溶融金属の流れの上流側に戻す請求項６に記載の溶融スラグの顕熱回収方法。
【請求項８】
上記溶融金属上に流し込む上記溶融スラグの厚さを６ｍｍ以下にする請求項６または７に記載の溶融スラグの顕熱回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炉の銑鉄製造工程において副生成物として発生する高炉スラグの顕熱を効率良く回収するのに好適な溶融スラグの顕熱回収装置及び顕熱回収方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高炉では１０ｔの溶銑が生産される間に高炉スラグが３ｔ発生している。この高炉スラグは主にセメントの原料として利用されるが、その場合、全高炉スラグの９５％以上がガラス化（非晶質構造化）されている必要がある。
【０００３】
高炉スラグを急激に冷却してガラス化するには、図７に示す冷却速度の条件を満足する必要がある。
【０００４】
すなわち、まず、約１，５００℃の高炉スラグを２１℃／sec以上の冷却速度で１，２００℃まで冷却し、次いで６．４℃／sec以上の冷却速度で１，２００℃から１，１００℃まで冷却し、次いで、３．６℃／sec以上の冷却速度で１，１００℃から１，０００℃まで冷却し、さらに、０．３℃／sec以上の冷却速度で１，０００℃から８５０℃まで冷却する。
【０００５】
上記の冷却速度を得るために、現状では、高炉スラグに冷却水を吹き付けて破砕する水砕処理が一般的に採用されており、高炉スラグの約９０％がその水砕処理によって粒径７５μｍ〜５ｍｍの粒子に急冷破砕されている。
【０００６】
上記水砕処理では高炉スラグと冷却水との熱交換によって５０〜７０℃の低温廃水が大量に発生するが、上記温度レベルの廃水では発電に使用することができない。
【０００７】
そこで、水砕処理を行わずに高炉スラグの顕熱を回収する方法が提案されている。
【０００８】
例えば、溶融高炉スラグに対し、そのスラグより融点の低い溶融金属を添加し、両者の接触を図った後、それらの比重差を利用して両者を分離し、その分離された溶融金属に気体を吹き込み、その溶融金属が持つ熱量を回収する溶融高炉スラグの改質処理方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００９】
また、溶融スラグ樋の周りに、溶融スラグ流に向かう急冷用溶融金属噴射ノズルを設けるとともに、溶融スラグ樋の出口位置に静置容器を設け、この静置容器内のスラグ・溶融金属混濁物の上部からスラグを排出する排出手段を配設し、下部から溶融金属を抜き出して上記噴射ノズルへ戻すようにした急冷固化スラグの製造方法も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開昭５４−５３６９６号公報
【特許文献２】特開昭５９−２２１５８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記特許文献１及び２に示された高炉スラグの顕熱回収方法は、いずれも溶融高炉スラグと溶融金属との接触面積を高めるために溶融高炉スラグと溶融金属をほぼ均一に混合し、その後、比重分離によって両者を分離している。
【００１２】
しかしながら、一度、懸濁した溶融高炉スラグと溶融金属を比重分離のみで分離することは容易でなく、特に、排出される高炉スラグ粉の隙間に混入してしまった溶融金属は分離が困難であり、高炉スラグ粉とともに系外に排出されてしまう。
【００１３】
そのため、溶融金属の補充量を増加しなければならず、ランニングコストが増加するという問題がある。
【００１４】
本発明は以上のような従来の高炉スラグの顕熱回収方法における課題を考慮してなされたものであり、ランニングコストが低く高炉スラグの顕熱を効率良く回収することができる溶融スラグの顕熱回収装置及び顕熱回収方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係る溶融スラグの顕熱回収装置は、
スラグよりも融点が低く且つ比重の大きい金属の流れを形成する溶融金属槽と、
上記溶融金属槽内を流れる溶融金属上に溶融スラグを流し込む溶融スラグ導入部と、
上記溶融スラグと接触することにより昇温した上記溶融金属の熱を回収する熱回収部と、
上記溶融金属との接触により冷却され固化されたスラグ層を回収するスラグ層回収部とを備えてなることを要旨とする。
【００１６】
本発明の顕熱回収装置において、
上記溶融金属の流れにおける下流側の上記溶融金属槽から上記溶融金属を汲み上げて上記溶融金属槽の上流側に戻す溶融金属帰還路を備えることが好ましい。
【００１７】
また、上記熱回収部として上記溶融金属帰還路にボイラを介設することが好ましい。
【００１８】
また、上記溶融スラグ上面から放射される熱を回収する放射式熱交換器をさらに設け、上記ボイラに供給する供給水をその放射式熱交換器によって昇温するように構成することができる。
【００１９】
また、固化された上記スラグ層を空冷するスラグ層空冷装置と、空冷に供せられて昇温した空気と上記供給水との間で熱交換を行なうことにより上記放射式熱交換器に供給する供給水を予熱する予熱器とを有することができる。
【００２０】
本発明に係る溶融スラグの顕熱回収方法は、
スラグより融点が低く且つ比重の大きい金属の流れを形成し、
溶融金属上に溶融スラグを流し込み、
上記溶融スラグと接触することにより昇温した上記溶融金属の熱を回収し、
上記溶融金属との接触により冷却され固化されたスラグ層を回収することを要旨とする。
【００２１】
本発明の顕熱回収方法では、上記溶融金属の流れにおける下流側から上記溶融金属を汲み上げて上記溶融金属の流れの上流側に戻すことが好ましい。
【００２２】
また、上記溶融金属上に流し込む上記溶融スラグの厚さを６ｍｍ以下にすることが好ましい。
【００２３】
本発明における溶融スラグとしては、高炉の銑鉄製造工程において副生成物として発生する高炉スラグが例示される。
【００２４】
本発明における溶融金属としては、錫、鉛、銅、アルミニウム、亜鉛等が例示される。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、比重差を利用し溶融金属上に溶融スラグを浮かせた状態で溶融スラグの顕熱を回収することができるため、溶融金属と溶融スラグとを比重分離する必要がなく、それにより、ランニングコストを抑えて溶融スラグの顕熱を効率良く回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る顕熱回収装置の構成を示す斜視図である。
【図２】顕熱回収装置内を移動するスラグ層と錫層とをモデル化した模式図である。
【図３】(ａ)は文献から引用したスラグ比熱のグラフ、(ｂ)は計算における採用値のグラフである。
【図４】(ａ)は文献から引用したスラグ熱伝導率のグラフ、(ｂ)は計算における採用値のグラフである。
【図５】スラグ層および溶融錫層の温度変化を計算により求めたグラフである。
【図６】スラグ層の厚さと冷却速度の関係を示したグラフである。
【図７】高炉スラグのガラス化に必要な冷却速度を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面に示した実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
【００２８】
図１は、本発明に係る溶融スラグの顕熱回収装置の一実施形態を示す斜視図である。
【００２９】
同図において、顕熱回収装置１は、溶融高炉スラグＳａに対し、その溶融高炉スラグＳａよりも融点が低く且つ比重の大きい溶融金属ｍを接触させ、接触後に、熱源である溶融金属ｍと顕熱源である溶融高炉スラグＳａとを完全に分離できるように構成されており、溶融高炉スラグと溶融金属とを懸濁させることなく接触させて顕熱を回収する。
【００３０】
そのための構成として平面から見て長方形状の溶融金属槽２を設け、溶融高炉スラグＳａよりも融点が低く且つ比重の大きい溶融金属ｍの流れを形成し、溶融金属槽２内を流れるその溶融金属ｍの上表面ｍｓに溶融高炉スラグＳａをシート状に流し込み、あたかも板ガラスの製造方法として知られているフロートプロセスによって板ガラスを成形するように、溶融高炉スラグＳａを連続的に板状に冷却し固化していくようになっている。
【００３１】
以下、各部の構成について説明する。
【００３２】
溶融金属槽２の上流側には第１の堰３が垂下されており、下流側には第２の堰２ｄが溶融金属槽２の底面から隆起した状態で形成されている。それにより、溶融金属槽２の上流側端部２ａに供給された溶融金属ｍは、上記第１の堰３を通過して平坦流路２ｂに流入し、次いで第２の堰２ｄを越流して樋状の下流側凹溝２ｃに集められる。
【００３３】
上記下流側凹溝２ｃにはポンプ４が設けられており、このポンプ４は下流側凹溝２ｃ内に集められた溶融金属ｍを汲み上げ、戻り配管５、蒸気生成のためのボイラ６、戻り配管７を介して上流側端部２ａに戻すようになっている。それにより、溶融金属槽２内の溶融金属ｍを循環させる、いわゆる閉ループが形成されている。上記ポンプ４、戻り配管５及び７は、溶融金属帰還路として機能する。
【００３４】
一方、溶融高炉スラグＳａは、スラグ樋８内を流れ溶融金属槽２の上流側から溶融金属ｍ上に注がれる。
【００３５】
詳しくは、スラグ樋８の出口と溶融金属槽２における平坦流路２ｂの上流側とを連絡するようにしてスラグ導入波板（溶融スラグ導入部）９が設けられている。このスラグ導入波板９は、入口部９ａと出口部９ｂとを有し、上面が波形面に形成されており、出口部９ｂに向けて先下がりに傾斜した状態で配置されている。
【００３６】
スラグ樋８からスラグ導入波板９上に落下した溶融高炉スラグＳａは、入口部９ａから出口部９ｂに向けて流れていくが、波形面を乗り越る毎に厚さが薄くなり、出口部９ｂではスラグ樋幅の数倍から数十培に幅が拡大されたスラグ層Ｓｂとなり、溶融金属ｍ上に注がれる。なお、波形の段数を変えることによってスラグ層Ｓｂの最終厚さを調節することができる。
【００３７】
なお、上記スラグ導入波板９はセラミック製からなり、ヒータ（図示しない）が内蔵されている。上記内蔵ヒータは、顕熱回収装置１の起動時に波形面の凹部に溜まって凝固した高炉スラグを再度溶解するようになっている。
【００３８】
溶融金属槽２内ではその上流から下流に向かう方向（矢印Ａ方向）に溶融金属ｍの流れが形成されており、その溶融金属ｍの流れの上に溶融高炉スラグ層Ｓａがシート状に流し込まれると、溶融高炉スラグ層Ｓａはフラットなスラグ層Ｓｂとなり、比重差によって溶融金属ｍと混ざり合うことなくその溶融金属ｍ上に浮き、そのスラグ層Ｓｂと溶融金属ｍは同じ速度で矢印Ａ方向に移動する。
【００３９】
この間、スラグ層Ｓｂと溶融金属ｍとの接触面を通してスラグ層Ｓｂから溶融金属ｍ側に熱伝導が生じ、スラグ層Ｓｂは溶融金属ｍと接している面側から冷却されていくとともに、スラグ層Ｓｂの上表面からは上方に向けて熱放射が行われる。
【００４０】
このようにしてスラグ層Ｓｂは冷却されていき、その顕熱は溶融金属ｍへの熱移動と上方への熱放射とに変化する。そして溶融金属槽２の下流側まで移動して冷却されたスラグ層Ｓｂは、熱応力によってひび割れを起こしたり、そのひび割れから亀裂破断に至ることもあるが、おおよそ板状を維持したまま凝固し、溶融金属槽２から送り出される。
【００４１】
一方、スラグ層Ｓｂと接触して昇温した溶融金属ｍは下流側凹溝２ｃに集められ、ポンプ４によって上流側端部２ａに戻される。
【００４２】
例えば、溶融金属ｍとして溶融錫を使用した場合、スラグ層Ｓｂと接触した後、溶融錫は４３６℃まで昇温され、ボイラ６に供給されて供給水と熱交換されることによりその供給水から蒸気を発生させ、熱交換後、２５０℃に冷却されて上流側端部２ａに戻される。上記ボイラ６は、スラグ層Ｓｂと接触することにより昇温した溶融金属ｍの熱を回収する熱回収部として機能する。
【００４３】
下流側凹溝２ｃの上方近傍には、凝固した後、割れて落下するスラグ片Ｓｃを回収する回収シュート（スラグ層回収部）１０が配置されている。
【００４４】
回収シュート１０の上流側端部１０ａは第２の堰２ｄの近傍まで延設されており、第２の堰２ｄを越えて斜めに下ろうとする溶融金属ｍの流れと、層状態を維持したまま水平方向に移動しようとするスラグ層Ｓｂとが分離する部分を狙ってスラグ片Ｓｃを受けるようになっている。
【００４５】
また、回収シュート１０は、側面から見て上に凸となる円弧状をなしており、底面が金属製メッシュ１０ｂから構成され、回収シュート１０の下方には複数のエアーノズル１１が回収シュート１０の幅方向に等間隔に配置されている。
【００４６】
各エアーノズル１１はスラグ層Ｓｂの下面に高圧エアーを吹き付け、その下面に付着している溶融金属ｍを吹き飛ばし下流側凹溝２ｃ内に落とし込むようになっている。
【００４７】
回収シュート１０の下流側端部１０ｃはメッシュタイプのコンベヤ１２に連絡しており、スラグ片Ｓｃを顕熱回収装置１外の、例えば、スラグミル（図示しない）に供給してスラグ微粉末を製造するようになっている。
【００４８】
また、コンベヤ１２の下方にはブロア１３から送られるエアーをコンベヤ１２に向けて送る空冷装置（スラグ層空冷装置）１４が設けられ、その空冷装置１４から送り出されたエアーがコンベヤ１２上のスラグ片Ｓｃと接触して上方に抜ける位置には、蛇腹状の配管からなる予熱器１５が設けられている。
【００４９】
エアーノズル１１によって溶融金属ｍが吹き飛ばされた時点でスラグ片Ｓｃは６５０℃程度まで冷却されてガラス化の過程を終了しており、そのまま除冷させることも可能であるが、依然として高い顕熱を持っているため、この顕熱についても回収する。
【００５０】
そこで、空冷した後の高温空気を上記予熱器１５に接触させることにより、ボイラ６に供給する供給水の予熱を行っている。
【００５１】
予熱器１５によって予熱された供給水は、溶融金属槽２上に並設された放射式熱交換器１６、１６に順番に送られ、高温のスラグ層Ｓｂからの熱放射を受けてさらに加熱され、加熱後、上記ボイラ６に送られる。
【００５２】
ボイラ６では、供給水と、スラグ層Ｓｂとの接触によって加熱され戻り配管５を通じて供給される溶融金属ｍとの熱交換によって供給水が加熱され蒸気が生成される。
【実施例】
【００５３】
本発明の実施例では、溶融金属として錫（Ｓｎ、融点２３２℃）を使用する。
【００５４】
溶融錫槽の上流側から流入される溶融錫の供給温度は２５０℃であり、溶融高炉スラグの温度は１，５００℃である。
【００５５】
スラグ層と溶融錫層が密着しているものと想定し、図２に示す２層（スラグ層、溶融錫層）の物質の流れを考える。
【００５６】
図２はスラグ層と溶融錫層とをモデル化し空間分割した模式図である。
【００５７】
スラグ層は溶融錫層の上面に浮いた状態で移動（移流）するため、スラグ層の流れの速度ｕは溶融錫層の流れの速度と同じである。
【００５８】
移流を考慮した２次元定常エネルギー方程式は式（１）で表される。
【００５９】
【数１】
2014062671.tif 000003
【００６０】
ここで、ｈ：エンタルピ、ρ：流体密度、ｕ：流れの速度、ｘ：流れ方向距離、ｙ：層厚さ方向の距離、γ：温度、λ：熱伝導率であり、エンタルピｈは、
【００６１】
【数２】
2014062671.tif 000004
で定義される。
【００６２】
ここで、Ｃｐは比熱であり、計算に使用した物性値を下記表１に示す。
【００６３】
【表１】
2014062671.tif 000005
【００６４】
高炉スラグの上表面では放射を考慮し、
【００６５】
【数３】
2014062671.tif 000006
【００６６】
としている。ここで、σ：シュテファン＝ボルツマン定数  ５．６７×１０−８W/m2K4、ε：放射率、Ｔｂ：スラグ層上方の環境の温度（放射熱交換器温度）、Ｔｓ：スラグ層の上表面温度であり、計算に使用した物性値は上記表１に示した通りである。また、スラグ層の物性値に関しては、温度の依存性を考慮して文献から値を引用した。
【００６７】
スラグの比熱を図３に、スラグの熱伝導率を図４にそれぞれ示す。
【００６８】
図３(ａ)のグラフは、スラグ比熱の文献（岸本誠  他、CaO-SiO2-Al2O3系スラグの熱伝導率と比熱、鉄と鋼：日本鉄鋼協会会誌  69(12), S774, 1983-09-03）から引用したものであり、同図(ｂ)のグラフは計算における採用値（40CaO-40SiO2-20Al2O3：図３(ａ)のグラフＤ）である。
【００６９】
また、図４(ａ)のグラフはスラグ熱伝導率の文献（永田和宏  他、製銑、製鋼スラグの熱伝導率、鉄と鋼、第11号、P.51-58、1983年）から引用したものであり、同図(ｂ)のグラフはプロット点を除いた計算における採用値（40CaO-40SiO2-20Al2O3）である。
【００７０】
上記各採用値を使用し、スラグ層の厚さを６ｍｍ、溶融錫厚さを５０ｍｍとした場合のスラグ層および溶融錫層の温度変化の計算結果を図５のグラフに示す。
【００７１】
同グラフにおいて、横軸は時間（sec）を示しておりスラグ層Ｓｂと溶融金属ｍが接し始める点をゼロとしている。縦軸は温度（℃）を示している。
【００７２】
グループＢはスラグ層の温度変化を層の底面から上表面まで（層厚さ６ｍｍ）１ｍｍ間隔で示したものであり初期値は１，５００℃である。
【００７３】
グループＣは溶融錫層の温度変化を層の底面から上表面まで（層厚さ５０ｍｍ）２ｍｍ間隔で示したものであり、初期値は２５０℃である。
【００７４】
同グラフから、溶融錫と接したスラグ層Ｓｂ（スラグ層下から１ｍｍ）は急速に冷却されていることが分かる。なお、スラグ層Ｓｂの上表面（スラグ層下から６ｍｍ）の温度変化において、溶融錫との接触開始部分の温度が接触後、直ちに下がっているのは、溶融錫との間の熱伝導だけでなくスラグ層Ｓｂの上表面から上方に向けて熱放射が生じたためである。
【００７５】
次に、スラグ層Ｓｂの厚さを変えてスラグ層Ｓｂの上表面の冷却速度を、ガラス化に必要な最小冷却速度と比較した結果を図６に示す。
【００７６】
同図において、１，２００℃以上の高温域での冷却速度がスラグ層Ｓｂの層厚さの限界を決定することになる。
【００７７】
詳しくは、スラグ層Ｓｂの厚さを８ｍｍにした場合、１，２００℃以上の高温域での冷却速度が１３℃／secとなり、約１，５００℃の溶融スラグを２１℃／sec以上の冷却速度で１，２００℃まで冷却するというガラス化に必要な条件を満たさない。
【００７８】
また、スラグ層Ｓｂの厚さを７ｍｍにした場合も冷却速度は１６℃／secとなり、ガラス化に必要な条件を満たさない。
【００７９】
これらに対し、スラグ層Ｓｂの厚さを６ｍｍにした場合は、冷却速度が２１℃／secとなり、ガラス化に必要な条件を満足する。したがって、高炉スラグをガラス化できるスラグ層Ｓｂの最大厚さを６ｍｍに決定する。
【００８０】
また、図５から、スラグ層Ｓｂと溶融錫Ｓｎとが接して熱交換を行う時間は、５０秒程度にすることが好ましい。なぜなら、５０秒以上接触させたとしても、スラグ層Ｓｂと溶融錫Ｓｎとは漸近的に接近するだけであるため、設備を大規模化してもそれに見合う熱回収は得られないからである。
【００８１】
一方、１，２００℃以下については必要とされる冷却速度を、余裕を持ってクリアーしているため、溶融錫の層厚さを薄くして、すなわち、溶融金属槽を浅くして回収後の溶融錫温度を高くすることができる。
【００８２】
しかしながら、高炉スラグにおける顕熱の回収熱量は、溶融錫接触前の高炉スラグ温度と回収後の溶融錫温度との差にほぼ比例するため、回収後の溶融錫温度を高く設定すると回収熱量が減少する。加えて、溶融錫温度が高くなると、顕熱回収装置に対し錫による腐食が増加する虞がある。
【００８３】
それらの理由により、溶融錫の温度の上限を４５０℃程度に抑えている。
【００８４】
以上の検討結果から、本実施例の溶融錫槽２についての基本設計は、深さを５０ｍｍとし、溶融錫に接触させるスラグ層の層厚さは６ｍｍとする。
【００８５】
次に、溶融錫槽２の幅方向の設計を行う。
【００８６】
スラグ層Ｓｂの層厚さをＨｓ、溶融錫槽２の槽幅をＷ、溶融錫槽２内における溶融錫の流れの速さをＵ、高炉スラグＳａの体積流量をＱとすると、質量保存の法則から
【００８７】
【数４】
2014062671.tif 000007
の関係が成立する。
【００８８】
図５では５０秒程度であった、スラグ層Ｓｂと溶融錫との熱交換の時間をｔとすると、溶融錫槽２の長さＬは、
【００８９】
【数５】
2014062671.tif 000008
で与えられる。その結果、溶融錫厚さＨｍを用いて溶融錫槽の容積Ｖを求めると、
【００９０】
【数６】
2014062671.tif 000009
【００９１】
で表され、溶融錫を貯めるための溶融錫槽２の容積は、溶融錫槽幅Ｗに依存しないことが分かるため、平面断面積ＷＬを確保できれば、顕熱回収装置１を設置する敷地の形状に合わせて例えば槽幅が幅広で長さの短い溶融錫槽２を設置してもよく、また、槽幅が狭くて長い溶融錫槽２を設置することもできる。
【００９２】
ところで、高炉スラグＳａの発生流量は経時的に０から平均流量の約３培強の範囲で変動する。もし、瞬時流量が１００万トン（スラグ）／年の高炉設備について高炉スラグＳａの全量を熱回収しようとすると、３倍の流量である３００万トン（スラグ）／年の処理量に対応することができる顕熱回収装置が必要となる。
【００９３】
しかしながら、高炉スラグＳａの発生流量が１．５倍を超える時間は極めて短時間であり、１．５倍を超えて流れるスラグ量は全高炉スラグ発生量の３％程度に過ぎないことから、本発明の顕熱回収装置では、平均高炉スラグ流量の１．５倍まで対応できる設備とし、１．５倍を超えて発生した高炉スラグについては既存の水砕処理設備に供給するか、または流量調整池を設けて一時的に蓄えることで瞬時に増加した流量を吸収することとする。
【００９４】
例えば、スラグ発生量が１００万トン／年規模の標準的な高炉の場合、１．５倍のスラグ流量で設計すると、幅８ｍ×長さ２０ｍ×液深さ５０ｍｍの溶融錫槽が必要となる。
【００９５】
ここでは、溶融錫槽２の長さ方向に０．４ｍ／secの溶融錫流速を持たせている。なお、溶融錫の循環流量は９．３ｍ３／minである。
【００９６】
図５のグラフに示した温度変化に沿って熱回収を行えば、平均４０ＧＷの熱を回収することができ、この熱回収量は４４０ｋＴ／年の蒸気製造量に相当する。
【００９７】
また、図１に示した顕熱回収装置１によれば、放射式熱交換器１６でそのうちの１９％の熱が回収され、残りの８１％の熱は溶融錫を介してボイラ６で回収される。
【００９８】
また、上記実施例では溶融金属の材料として錫を使用したが、腐食対策を施せばアルミニウムや亜鉛を使用することができ、錫に比べて熱回収率が落ちるが銅を使用することもでき、また、環境汚染対策を施せば鉛を使用することもできる。
【符号の説明】
【００９９】
１    顕熱回収装置
２    溶融金属槽
２ａ  上流側端部
２ｂ  平坦流路
２ｃ  下流側凹溝
２ｄ  第２の堰
３    第１の堰
４    ポンプ
５    戻り配管
６    ボイラ
７    戻り配管
８    スラグ樋
９    スラグ導入波板
１０    回収シュート（スラグ層回収部）
１１    エアーノズル（スラグ層回収部）
１２    コンベヤ
１３    ブロア
１４    空冷装置
１５    予熱器
１６    放射式熱交換器
Ｓａ  溶融高炉スラグ
Ｓｂ  スラグ層
Ｓｃ  スラグ片
ｍ    溶融金属
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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【図１】
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【図５】
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