(57)【要約】【課題】  ＣＯガスの気泡発生をなるべく抑えながら，溶融スラグ全体を均一に加熱及び改質できる手段を提供する。【解決手段】  スラグ鍋２に入れられた溶融スラグａを加熱して処理する装置１であって，溶融スラグａを加熱するバーナ３と，溶融スラグａ中でガスを噴射するためのランス４を備え，前記ランス４には，溶融スラグａ中において水平方向に対して下方に傾斜した方向にガスを吹出す噴射口１０が１箇所以上に設けられている。スラグ鍋２に入れられた溶融スラグａを所定時間静置して粒鉄２０を沈降させた後，スラグ鍋２の底部において溶融スラグａを冷却することにより，スラグ鍋２の内面に沿って形成されるスラグの固化層２２内に粒鉄２０を固定し，その後，溶融スラグａを加熱する工程と溶融スラグａを攪拌する工程とを交互に一回ずつもしくは複数回ずつ行う。【選択図】  図４
2006144078.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スラグ鍋に入れられた溶融スラグを所定時間静置して粒鉄を沈降させた後，スラグ鍋の底部において溶融スラグを冷却することにより，スラグ鍋の内面に沿って形成されるスラグの固化層内に粒鉄を固定し，その後，溶融スラグを加熱する工程と溶融スラグを攪拌する工程とを交互に一回ずつもしくは複数回ずつ行うことを特徴とする，スラグの処理方法。
【請求項２】
前記溶融スラグを加熱する工程において，スラグの塩基度を低下させる改質材を溶融スラグに溶射することを特徴とする，請求項１に記載のスラグの処理方法。
【請求項３】
前記粒鉄を沈降させた後，スラグ鍋の底部において溶融スラグ中に冷却ガスを噴射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。
【請求項４】
前記冷却ガスは不活性ガスであることを特徴とする，請求項３に記載のスラグの処理方法。
【請求項５】
スラグ鍋に入れられた溶融スラグを加熱して処理する装置であって，
溶融スラグを加熱するバーナと，
溶融スラグ中でガスを噴射するためのランスを備え，
前記ランスには，溶融スラグ中において水平方向に対して下方に傾斜した方向にガスを吹出す噴射口が１箇所以上に設けられていることを特徴とする，スラグの処理装置。
【請求項６】
前記噴射口はランスの下端部外周面に配置され，噴射口には，ランスの内部空間に連通する連通路が接続され，連通路はランスの中心から離れるに従って低くなるように傾斜していることを特徴とする，請求項５に記載のスラグの処理装置。
【請求項７】
前記ランスの下端部に水平方向に延びる拡張部を取り付け，この拡張部に溶融スラグ中において水平方向に対して下方に傾斜した方向にガスを吹出す噴射口が１箇所以上に設けられていることを特徴とする，請求項５に記載のスラグの処理装置。
【請求項８】
前記バーナは，スラグの塩基度を低下させる改質材を溶射できることを特徴とする，請求項５〜７のいずれかに記載のスラグの処理装置。
【請求項９】
溶融金属もしくは溶融スラグ中にガスを噴射するためのランスであって，
前記ランスには，溶融スラグ中において水平方向に対して下方に傾斜した方向にガスを吹出す噴射口が１箇所以上に設けられていることを特徴とする，ランス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，製鋼工程などで発生するスラグを溶融状態で改質処理する方法と装置およびランスに関する。
【背景技術】
【０００２】
脱りん，脱硫，脱炭精錬によって生成されるスラグ（製鋼スラグ）は，道路路盤材，コンクリート用骨材等に利用される。だが製鋼スラグに含まれる遊離ＣａＯは，水和反応を起こして膨張するため体積安定性が低く，製鋼スラグは，土木工事用の仮設材，道路の地盤改良材，下層路盤材等の低級用途に専ら利用され，より高級用途である上層路盤材，コンクリート用骨材，石材原料等には用いがたい。
【０００３】
このため，自然養生や蒸気エージングによってスラグ中の遊離ＣａＯの水和反応を促進させる方法が，一般に採用されている。しかしながら，このように自然養生や蒸気エージングを行うためには，膨張特性が無視できるようになるまで長期間の養生と広い敷地が必要となる。またこの方法では，遊離ＣａＯを効果的に消滅させることができず，依然としてスラグの用途が限られてしまう。
【０００４】
そこで従来，転炉から排出された脱炭スラグを溶融状態のまま改質する方法が開示されている（非特許文献１参照）。これは，溶融スラグ中に酸素と珪石を浸漬ランスを通じて吹き込み，スラグ中のＦｅＯを酸化して昇熱しながら改質材によってスラグの塩基度を低減し，未滓化石灰を体積安定性のある化合物に変化させる方法である。また同様に，溶融スラグ中に改質材と昇温材を浸漬ランスから吹き込み，スラグを昇熱させつつ改質材によってスラグの塩基度を低減する方法も開示されている（特許文献１参照）。また，電気炉に貯えた溶融スラグに成分調整剤を装入し，ガスバブリングする方法も開示されている（特許文献２参照）。そして，ランスの形状としては，ランスを中心にして２孔で水平方向にガスを吹出す構造も開示されている（特許文献３参照）。その他，溶鋼を入れた取鍋の底部からガスをバブリングする方法も開示されている（特許文献４参照）。
【０００５】
【非特許文献１】M.Kuehn,et  al.,2nd  European  Steelmaking  Congress,Taranto(1997)p445/453
【特許文献１】特開平２−２０４３４８号公報
【特許文献２】特開平８−１７５８５３号公報
【特許文献３】特開平９−１２５１３０号公報
【特許文献４】特開２００３−２２２３１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
非特許文献１や特許文献１〜４に記載されたように，従来から，ランスからガスを吹出して溶融スラグを攪拌することにより，スラグ鍋に入れられた溶融スラグ全体を加熱し，均一な改質を行うことができることが知られている。しかし，転炉などから排出されてスラグ鍋に入れられた直後の溶融スラグ中には粒鉄が懸濁しており，この懸濁粒鉄の表面に付着した炭素と溶融スラグ中の酸化鉄が反応することにより，溶融スラグ中においてＣＯガスの気泡が発生する。かようなＣＯガスの発生は，時間経過とともに粒鉄が自重でスラグ鍋の底部に沈降することにより次第に収まっていくが，上述の従来方法のようにランスからガスを吹出して溶融スラグを攪拌した場合，粒鉄の円滑な沈降が妨げられ，ＣＯガスの気泡の発生がなかなか収まらなくなってしまう。加えて従来は，スラグ鍋の底部に一旦沈降した粒鉄が，ガスの吹出しによって再び舞い上げられて溶融スラグ中に懸濁した状態となり，ＣＯガスの気泡発生が更に長期化するといった懸念もあった。このように，均一な改質という点ではガスの吹出しによって溶融スラグを攪拌することが好ましいが，そうすると，従来方法のようにＣＯガスの気泡発生がなかなか収まらなくなってしまうという問題があった。
【０００７】
本発明の目的は，ＣＯガスの気泡発生をなるべく抑えながら，溶融スラグ全体を均一に加熱及び改質できる手段を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる課題を解決するために，本発明によれば，スラグ鍋に入れられた溶融スラグを所定時間静置して粒鉄を沈降させた後，スラグ鍋の底部において溶融スラグを冷却することにより，スラグ鍋の内面に沿って形成されるスラグの固化層内に粒鉄を固定し，その後，溶融スラグを加熱する工程と溶融スラグを攪拌する工程とを交互に一回ずつもしくは複数回ずつ行うことを特徴とする，スラグの処理方法が提供される。
【０００９】
前記溶融スラグを加熱する工程において，スラグの塩基度を低下させる改質材を溶融スラグに溶射しても良い。また，前記粒鉄を沈降させた後，スラグ鍋の底部において溶融スラグ中に冷却ガスを噴射することもできる。この場合，前記冷却ガスは不活性ガスであることが好ましい。
【００１０】
また本発明によれば，スラグ鍋に入れられた溶融スラグを加熱して処理する装置であって，溶融スラグを加熱するバーナと，溶融スラグ中でガスを噴射するためのランスを備え，前記ランスには，溶融スラグ中において水平方向に対して下方に傾斜した方向にガスを吹出す噴射口が１箇所以上に設けられていることを特徴とする，スラグの処理装置が提供される。
【００１１】
前記噴射口はランスの下端部外周面に配置され，噴射口には，ランスの内部空間に連通する連通路が接続され，連通路はランスの中心から離れるに従って低くなるように傾斜していても良い。また，前記ランスの下端部に水平方向に延びる拡張部を取り付け，この拡張部に溶融スラグ中において水平方向に対して下方に傾斜した方向にガスを吹出す噴射口が１箇所以上に設けられていても良い。また，前記バーナは，スラグの塩基度を低下させる改質材を溶射できるものであっても良い。
【００１２】
また本発明によれば，溶融金属もしくは溶融スラグ中にガスを噴射するためのランスであって，前記ランスには，溶融スラグ中において水平方向に対して下方に傾斜した方向にガスを吹出す噴射口が１箇所以上に設けられていることを特徴とする，ランスが提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば，粒鉄をスラグ鍋の底部に固定してから，溶融スラグを加熱，攪拌することにより，気泡の発生しにくい伝熱効率が向上した状態で，溶融スラグを効率良く加熱でき，溶融スラグ中に含まれるＳｉＯ２やバーナから溶融スラグに溶射した改質材によってスラグ中の遊離ＣａＯを低減することが可能となる。溶融スラグ中に浸漬させたランスから，水平方向に対して下方に傾斜した方向に冷却ガスを吹出すことにより，スラグ鍋の底部に沈降させた粒鉄を再び溶融スラグ中に懸濁させずに，スラグ鍋の底部に沈降させた状態を維持させたまま，スラグ鍋の底部において溶融スラグを冷却することができ，これにより，スラグ鍋の内面に沿って形成されるスラグの固化層内に粒鉄を固定することが可能となる。また，このようにスラグ鍋の低部に粒鉄を固定して改質処理を行うことにより，スラグ中から粒鉄を精度良く分離できるようになり，スラグの改質および品質向上がはかれる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下，本発明の好ましい実施の形態を図面を参照にして説明する。図１は，本発明の実施の形態にかかる処理装置１の概略的な構成を示す説明図である。図２は，この処理装置１に備えられるランス４の下端部における部分拡大縦断面図（図３におけるＹ−Ｙ断面図）であり，図３は，ランス４の下端部における拡大横断面図（図２におけるＸ−Ｘ断面図）である。図４は，本発明の実施の形態にかかる溶融スラグａの処理方法の工程説明図である。
【００１５】
図１に示すように，スラグ鍋２は，上面が開口し，底面が閉塞された略円筒形状の容器である。後述するように，このスラグ鍋２には，例えば製鋼工程から排出された溶融スラグ（溶銑予備処理スラグ）ａが溶融状態のまま入れられる。
【００１６】
スラグ鍋２の上方には，スラグ鍋２に入れられた溶融スラグａを加熱するためのバーナ３と，溶融スラグａを攪拌するためのランス４が配置される。これらバーナ３とランス４は，それぞれの移動機構（図示せず）によって支持されている。それによって，バーナ３は，スラグ鍋２に入れられた溶融スラグａの液面から所定の高さの位置に移動させられるようになっている。一方，ランス４は，スラグ鍋２に入れられた溶融スラグａの液中にランス４先端の噴射口１０を浸漬させた位置に移動可能になっている。
【００１７】
バーナ３は，例えばＬＰＧ，重油，微粉炭，排プラスチックなどを燃料として，スラグ鍋２に入れられた溶融スラグａに向って火炎を照射する。また，バーナ３は，そのように火炎を噴出して溶融スラグａを加熱すると共に，スラグの塩基度を低下させる改質材を，必要に応じて溶融スラグａの液面に向って溶射できるようになっている。
【００１８】
図２，３に示すように，ランス４は，底面が閉塞した円筒形状のランス本体５と，このランス本体５の外周面及び下面を被覆した耐火物６とで構成されており，ランス４全体も円筒形状に形成される。ランス本体５は例えば鋼製である。ランス４の下端部には，外周面に開口する噴射口１０が複数箇所に設けられている。図示の例では，ランス４の下端部外周面に８つの噴射口１０が開口しており，各噴射口１０同士は，ランス４の中心軸Ｏ（鉛直方向）に対して，中心角がほぼ４５℃ずつとなる間隔で配置されている。また，これら各噴射口１０は，互いに同じ高さに開口している。
【００１９】
各噴射口１０には，ランス４の内部空間（ランス本体５の内部空間）１１に連通する連通路１２が接続される。これら各連通路１２は，ランス４の中心軸Ｏから放射状に延び，かつ，何れもランス４の中心から離れるに従って低くなるように傾斜して設けられている。これにより，後述するようにランス４の内部空間１１にガスを圧入すると，噴射口１０からランス４の外側に向って，水平方向に対して下方に傾斜した方向にガスが噴射されるようになっている。
【００２０】
さて，以上のように構成された処理装置１において，例えば転炉から排出された溶融スラグａが溶融状態のままスラグ鍋２に入れられる。なお，このように溶融スラグａをスラグ鍋２に入れる場合は，図示しないそれぞれの移動機構により，バーナ３とランス４を，作業の邪魔とならない位置に退避させておく。
【００２１】
図４（ａ）に示すように，こうしてスラグ鍋２に入れられた直後の溶融スラグａ中には粒鉄２０がまだ懸濁しており，この懸濁した粒鉄２０の表面に付着した炭素と溶融スラグａ中に含有される酸化鉄が反応することにより，溶融スラグａ中においてＣＯガスの気泡２１が発生する。なお，このようにスラグ鍋２に溶融スラグａを入れた際には，溶融スラグａがスラグ鍋２の内面に接触して部分的に冷却固化されることにより，スラグ鍋２の内面に沿って，スラグの固化層２２が形成されることになる。
【００２２】
そこで先ず，このように転炉などから排出されてスラグ鍋２に入れられた直後から，溶融スラグａを所定時間静置し，溶融スラグａ中に懸濁していた粒鉄２０を，図４（ｂ）に示すように，スラグ鍋２の底部に充分に沈降させてしまう。この場合，静置する時間は，粒鉄２０の沈降速度と溶融プールの深さ（溶融スラグａの深さ）で決る。つまり，静置時間は溶融プール深さを沈降速度で割った値よりも大きくとれば良い。沈降速度は，ストークスの式に支配され，粒鉄２０の大きさと溶融スラグａの粘性で決る。例えば粘性１．４３Ｐａ・ｓ（気泡を体積割合で６７％含有している発泡スラグを想定）で粒径１．０ｍｍの粒鉄２０の沈降速度を計算すると２．２１ｍｍ／ｓｅｃとなり，溶融プール深さ１０００ｍｍとすると，４５２ｓｅｃ（約７．５分）以上静置すれば粒径１ｍｍ以上の粒鉄２０はすべて沈降することになる。ここで，粒径１．０ｍｍ以上の粒鉄２０を対象としたのは，粒径１．０ｍｍ未満では沈降に時間がかかりすぎ，実際的でないことや，また，沈降させても鉄原料として使用しにくいことが，その理由である。また溶融プール深さ１０００ｍｍというのは，実操業面ではほぼ最小の高さであるため，この高さを目安としたことによる。したがって，溶融プール深さが大きな場合，それに応じて静置する時間を長く設定することが重要である。実際は，発泡によるスラグの流動により，上記推定よりは沈降効率が悪い。そこで，上記推定時間の２倍以上の時間を目安に静置することが望ましい。なお，こうして粒鉄２０を沈降させている間に，溶融スラグａ中に存在していた気泡２１は浮上して排出されるので，溶融スラグａの液面高さは徐々に下がっていく。
【００２３】
こうして粒鉄２０をスラグ鍋２の底部に充分に沈降させた後，図示しない移動機構によってランス４を移動させて，図４（ｃ）に示すようにスラグ鍋２のほぼ中央にランス４を挿入する。そして，ランス４をスラグ鍋２に入れられた溶融スラグａ中に浸漬させ，スラグ鍋２の底部近傍までランス４を下降させる。その後，ランス４の内部空間１１に例えば窒素等の不活性ガスからなる冷却ガスを圧入して，ランス４の下端部外周面に開口している噴射口１０から，スラグ鍋２の底部に向けて冷却ガス２５を噴射する。
【００２４】
こうしてスラグ鍋２の底部に向けて冷却ガス２５を噴射すると，先に図２，３において説明したように，同じ高さに配置された複数の噴射口１０からランス４の外側に向って，水平方向に対して下方に傾斜した方向に冷却ガスが放射状に噴射される。これにより，スラグ鍋２の底部において溶融スラグａが広い範囲で冷却されて固化し，スラグ鍋２の内面に沿って形成されるスラグの固化層２２の内部に粒鉄２０が固定されることとなる。この場合，ランス４下端部の噴射口１０から噴射する冷却ガス２５の噴射流速は，スラグ鍋２の底部に沈降させた粒鉄２０を舞い上げさせない程度に抑制する必要がある。また，このようにスラグ鍋２の底部に噴射する冷却ガスは，粒鉄２０の表面に付着した炭素と反応しないものであることが望ましく，窒素等の不活性ガスからなる冷却ガスを用いると良い。
【００２５】
こうしてスラグ鍋２底部において固化層２２内部に粒鉄２０を固定した後，ランス４を退避させ，次に，溶融スラグａを加熱する工程を行う。即ち，先ず図示しない移動機構によって，バーナ３をスラグ鍋２に入れられた溶融スラグａの液面から所定の高さの位置に移動させる。この場合，バーナ３下端の噴出口から噴出される火炎２６の温度の最も高くなる位置が，溶融スラグａの液面付近となるように設定すると良い。次いで，図４（ｄ）に示すように，バーナ３から溶融スラグａの液面に向って下向きに火炎２６を噴出し，溶融スラグａを加熱する。これにより，溶融スラグａの液面付近に，溶融スラグａの高温領域ａ’が徐々に形成される。この場合，前述のように粒鉄２０をスラグ鍋２の底部に沈降させる過程で溶融スラグａ中に混入していた気泡２１を浮上排出させ，粒鉄２０を沈降させた気泡の発生しにくい状態で溶融スラグａを加熱しているので，伝熱効率を向上させて溶融スラグａを内部まで効率良く加熱することが可能となる。
【００２６】
また，このように溶融スラグａを加熱する工程において，バーナ３から溶融スラグａに向けて，スラグの塩基度を低下させる改質材を溶射しても良い。改質材としては，溶融スラグａよりも塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ２（質量比））が低いものであれば特に限定されないが，例えばＳｉＯ２を含有する物質を溶射しても良い。ＳｉＯ２を含有する物質としては，フライアッシュ，珪砂等が例示できる。また，改質材の溶射量は，溶融スラグａの成分や温度，目標とする改質スラグの成分等から，適宜設定すれば良い。
【００２７】
こうして溶融スラグａの液面付近に高温領域ａ’を形成させた後，バーナ３を退避させる。次いで溶融スラグａを攪拌する工程を行う。即ち，先ず図示しない移動機構によってランス４を移動させて，図４（ｅ）に示すようにスラグ鍋２のほぼ中央に再びランス４を挿入し，ランス４の先端をスラグ鍋２に入れられた溶融スラグａの液中に浸漬させた状態にする。なお，このように溶融スラグａを攪拌する工程においては，スラグ鍋２の底部近傍までランス４の先端を挿入させる必要はなく，ランス４先端を溶融スラグａの液中のほぼ半分程度の高さにまで下降させれば良い。そして，ランス４の内部空間１１に例えば空気，酸素，窒素等のガスを圧入して，ランス４の下端部外周面に開口している噴射口１０から溶融スラグａ中にガス２７を放射状に噴射する。
【００２８】
こうして溶融スラグａ中にガスを放射状に勢い良く噴射することにより，スラグ鍋２内の溶融スラグａは攪拌されていく。これにより，溶融スラグａの温度を均一化して流動性を向上させ，溶融スラグａ中からの気泡の浮上排出を促進させることができる。また同時に，溶融スラグａ中に存在する遊離ＣａＯを溶融スラグａ中や溶射した改質材に含まれるＳｉＯ２などと反応させて，体積安定性のある化合物（２ＣａＯ・ＳｉＯ２等）に変化させることができ，溶融スラグａ全体について均一な改質処理を施すことができる。なお，このように溶融スラグａを攪拌する工程においては，ランス４の噴射口１０から溶融スラグａ中に酸素を吹込むことにより，溶融スラグａ中のＦｅＯを酸化させ，その際に発生する酸化熱によって溶融スラグａの流動性が向上し，その結果，溶融改質を更に促進させることができる。
【００２９】
こうしてバーナ３による加熱操作とランス４による攪拌操作を，もしくは，バーナ３による加熱操作および改質材の溶射操作とランス４による攪拌操作を，１回ずつもしくは複数回ずつ適宜交互に行うことにより，気泡の除去と溶融スラグａの改質を行った後，図４（ｆ）に示すように，スラグ鍋２を傾け，改質された溶融スラグａを取鍋３０に排出する。この場合，スラグ鍋２の底部に沈降した粒鉄２０はスラグ鍋２の内面に沿って形成された固化層２２内に固定されているので，スラグ鍋２の傾け角度を多少大きくしても，粒鉄２０が取鍋３０に流れ出る心配がない。
【００３０】
以上に説明した本発明の実施の形態によれば，溶融スラグａに含まれていた粒鉄２０をスラグ鍋２の底部において固化層２２内にあらかじめ固定してから溶融スラグａ攪拌することにより，スラグ鍋２の底部に沈降させた粒鉄２０を舞い上げずに，スラグ鍋２の底部に粒鉄２０を固定した状態を維持したまま溶融スラグａを攪拌できる。このため，ＣＯガスの気泡発生を抑制しながら，気泡の除去と溶融スラグａの改質を行うことができる。また，スラグ中から粒鉄を精度良く分離できるので，スラグの品質向上がはかれる。こうして改質処理されたスラグは，水浸膨張比が低減され，強度が向上したものとなる。このため，処理されたスラグは，上層路盤材，アスファルト混合道路用材，アスファルト舗装用骨材，コンクリート用骨材，コンクリート二次製品用原料，窯業・タイル用原料，人工石材原料等の各種有用な原料に適用することができ，再生資源として有効利用できるようになる。また，スラグと分離した粒鉄２０は，鉄原料として利用できる。
【００３１】
以上，本発明の好ましい実施の形態を例示したが，本発明はここで説明した形態に限定されない。例えば，バーナ３による加熱操作とランス４による攪拌操作は，もしくは，バーナ３による加熱操作および改質材の溶射操作とランス４による攪拌操作は，１回ずつ交互に行っても良いし，複数回ずつ交互に繰り返して行っても良い。
【００３２】
ランス４に設けられる噴射口１０は，スラグ鍋２の底部に向って冷却ガス２５を噴射できるものであれば良く，必ずしも水平方向から下方に傾斜した方向にガスを噴射しないものであっても良く，例えば鉛直下向きにガスを噴射するものであっても良い。但し，そのように鉛直下向きに冷却ガスを噴射する場合は，スラグ鍋２内においてランス４を移動させるなどして，スラグ鍋２の底部全体に冷却ガスが供給されるようにすると良い。また，いずれの場合も，冷却ガス２５の噴射流速は，スラグ鍋２の底部に沈降させた粒鉄２０を舞い上げさせない程度に抑制する必要がある。なお，水平方向から下方に傾斜した方向に冷却ガスを噴射した場合は，鉛直下向きに冷却ガスを噴射する場合に比べて，沈降させた粒鉄２０を舞い上げにくいため，噴射速度を大きくでき，その結果，短時間で効果的に冷却可能であり，冷却効果が大きいと考えられる。また，噴射口１０の個数は必ずしも８箇所である必要はなく，ランス４下端部の１箇所もしくは任意の複数箇所に噴射口１０が設けられていても良い。また，各噴射口１０の高さは必ずしも同じでなくても良く，異なる高さにある複数の噴射口１０から，スラグ鍋２の底部に向って冷却ガス２５を噴射しても良い。また，溶融スラグａを攪拌する工程においては，ランス４とは別のランスを用いて任意の方向に攪拌しても良く，またランス４の代りに，例えば攪拌羽根を用いて，溶融スラグａを機械的に攪拌しても良い。
【００３３】
ここで，ランスの他の実施の形態を示す。図５は，他の実施の形態にかかるランス４’の正面図であり，図６は，図５におけるＺ−Ｚ断面図である。この実施の形態にかかるランス４’は，垂直方向に配置されるランス軸部３５と，ランス軸部３５の下端部に取付けられた水平方向に延びる円筒形状の拡張部３６を備えている。図示はしないが，先に図２，３で説明した場合と同様に，これらランス軸部３５と拡張部３６も，例えば鋼製の本体の外面を耐火物で被覆した中空の構成になっている。拡張部３６の下面には，水平方向に対して下方に傾斜した方向にガスを吹出す噴射口３７が複数箇所に設けられている。
【００３４】
先に図４（ｃ）で説明したようにスラグ鍋２の底部に向けて冷却ガス２５を噴射するに際し，この図５，６に示した実施の形態のランス４’を用いて，各噴射口３７からスラグ鍋２の底部に向けて冷却ガスを噴射することにより，溶融スラグａをより広い範囲で冷却して固化させることができ，スラグ鍋２の内面に沿って形成されるスラグの固化層２２の内部に粒鉄２０を速やかに固定することができる。この場合，スラグ鍋２の底部において拡張部３６を回転させながら各噴射口３７から冷却ガス２５を噴射すれば，スラグ鍋２の底部全体を確実に冷却でき，スラグ鍋２の底部に形成した固化層２２内に粒鉄２０を漏れなく固定できるようになる。
【実施例】
【００３５】
図１〜３で説明した処理装置において，製鋼工程からの溶銑予備処理スラグ２０ｔｏｎをスラグ鍋に排滓し，１５分間静置して粒鉄をスラグ鍋の底部に沈降させた。その後，ランスを溶融スラグ（溶銑予備処理スラグ）中に浸漬させて噴射口を浴底から２００ｍｍの高さに位置させ，ランスを中心に放射方向斜め下向きに，冷却ガスとして窒素ガスを１００Ｎｍ３／ｈで１分間バブリングすることにより，スラグ鍋の内面に沿って形成されるスラグの固化層内に粒鉄を固定した。次いで，バーナによって溶融スラグを加熱しながら，改質材としてフライアッシュを６４００ｋｇ／ｈの速度で５分間溶射した後，直ちにランスを溶融スラグに浸漬させて放射状にガス（空気）を６００Ｎｍ３／ｈで吹き込み，溶融スラグを攪拌した。バブリング時間（攪拌時間）は１分間である。こうして，５分のバーナによる加熱とフライアッシュの溶射，１分のランスによるガス攪拌を交互に３回繰り返した。その後，スラグ鍋を傾けて，改質された溶融スラグを排出した。加熱および溶射をする工程と，攪拌する工程の何れにおいても発泡現象は起こらず，得られたスラグは吸水率１．０質量％であり，骨材として十分使用可能であった。
【００３６】
（比較例）
上記実施例と同様の装置を用いて製鋼工程からの溶銑予備処理スラグ２０ｔｏｎをスラグ鍋に排滓し，直ちにバーナで溶融スラグを加熱しながら，改質材としてフライアッシュを６４００ｋｇ／ｈの速度で５分間溶射し，更に，溶融スラグに浸漬させた単管ランスから下向きに空気を６００Ｎｍ３／ｈで１分間バブリングして溶融スラグを攪拌した。こうして，５分のバーナによる加熱とフライアッシュの溶射，１分の単管ランスによる攪拌を交互に３回繰り返した。その後，スラグ鍋を傾けて，改質された溶融スラグを排出した。加熱および溶射をする工程と，攪拌する工程の何れにおいても激しい発泡現象が継続して発生した。排出されたスラグには多数の気泡，粒鉄が目視でも確認でき，崩壊しやすいスラグであった。また，吸水率は６．５質量％であった。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は，製鋼工程等で発生するスラグの処理などに利用される。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の形態にかかる処理装置の概略的な構成を示す説明図である。
【図２】ランスの下端部における部分拡大縦断面図（図３におけるＹ−Ｙ断面図）である。
【図３】ランスの下端部における拡大横断面図（図２におけるＸ−Ｘ断面図）である。
【図４】本発明の実施の形態にかかる溶融スラグの処理方法の工程説明図である。
【図５】他の実施の形態にかかるランスの正面図である。
【図６】図５におけるＺ−Ｚ断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１    処理装置
２    スラグ鍋
３    バーナ
４，４’  ランス
５    ランス本体
６    耐火物
１０  噴射口
１１  内部空間
１２  連通路
２０  粒鉄
２１  気泡
２２  スラグの固化層
２５  冷却ガス
２６  火炎
２７  ガス
３０  取鍋
３５  ランス軸部
３６  拡張部
３７  噴射口
ａ    溶融スラグ
ａ’  高温領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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