(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融高炉スラグから風砕によりスラグ粒を製造する溶融高炉スラグの処理方法において、外部から冷却される外冷回転筒入口で流下する溶融高炉スラグにガスを吹き付けて粒滴化し、粒滴を外冷回転筒内面に接触させてガラス化の冷却速度以上で再融着限界温度以下から結晶化下限温度以上の範囲内の温度まで急冷し外冷回転筒から排出し、次いで、結晶質スラグ粒を製造する場合には、外冷回転筒から出た高温スラグ粒を下流側の熱交換器までの間で徐冷し、ガラス質スラグ粒を製造する場合には、外冷回転筒から出た高温スラグ粒をさらに外冷回転筒出口でガスを吹き付けて結晶化下限温度以下に引き続きガラス化の冷却速度で急冷することを特徴とする溶融高炉スラグの処理方法。
【請求項２】
外側が水で冷却される外冷回転筒が回転可能に設けられ、外冷回転筒の入口には、流下する溶融高炉スラグを吹き飛ばして粒滴化するためのガスを吹き付けるガス吹き付け手段を備えた風砕による溶融高炉スラグの処理装置において、外冷回転筒の出側には、外冷回転筒から排出される高温スラグ粒の冷却速度を調整するために、冷却速度調整ガスを吹き付ける冷却速度調整ガス吹き付け手段を設けたことを特徴とする溶融高炉スラグの処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高炉で副生される溶融高炉スラグからガラス質スラグ粒あるいは結晶質スラグ粒を製造するための溶融高炉スラグの処理方法及び処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高炉から出滓される溶融状態にある溶融高炉スラグを冷却処理してスラグ粒が製造されている。溶融高炉スラグの処理方法として、溶融高炉スラグを水で急冷してスラグ粒を製造する水砕による処理方法と、流下する溶融高炉スラグに空気等のガスを吹き付けて粒滴化し、粒滴を冷却してスラグ粒を製造する風砕による処理方法がある。
【０００３】
水砕による処理方法では、溶融高炉スラグが保有する熱を有効に利用することができないのに対して、風砕による処理方法では、溶融高炉スラグからガスによって熱交換し、高温ガスにより熱回収することができる。
【０００４】
風砕による処理方法として、例えば、特公昭６３−２１１１０号公報には、流下する溶融高炉スラグにジェットエアーを吹き付けて粒滴化する造粒機を備えた冷却槽と粒状の高炉スラグの冷却槽との間に保熱槽を設け、粒滴化後の高炉スラグを保熱槽に導き、半溶融状態から８００℃まで１００℃／分以下の冷却速度で徐冷し、保熱槽の流体ガスを造粒装置内に導き高温スラグ粒と熱交換させるととともに、結晶質スラグ粒を製造する方法が記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
溶融高炉スラグを冷却する場合、スラグ粒は、その冷却速度により結晶質スラグ粒あるいはガラス質スラグ粒になる。結晶質スラグ粒は天然砂の代わりに利用され、ガラス質スラグ粒は、セメントを凝固させる作用があるので、セメントの原料として利用されている。
【０００６】
ところが、前記公報記載の風砕による溶融高炉スラグの処理方法では、熱回収を有効に行うことができるが、そのため、結晶質スラグ粒のみを製造する処理となり、セメントの原料として利用できるガラス質スラグ粒を製造することができないという欠点がある。
【０００７】
そこで、本発明は、溶融高炉スラグからひとつの装置で結晶質スラグ粒あるいはガラス質スラグ粒の２種類のスラグ粒を造り分けることができる高炉スラグの処理方法及び処理装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の溶融高炉スラグの処理方法は、溶融高炉スラグから風砕によりスラグ粒を製造する溶融高炉スラグの処理方法において、外部から冷却される外冷回転筒入口で流下する溶融高炉スラグにガスを吹き付けて粒滴化し、粒滴を外冷回転筒内面に接触させてガラス化の冷却速度以上で再融着限界温度以下から結晶化下限温度以上の範囲内の温度まで急冷し外冷回転筒から排出し、次いで、結晶質スラグ粒を製造する場合には、外冷回転筒から出た高温スラグ粒を下流側の熱交換器までの間で徐冷し、ガラス質スラグ粒を製造する場合には、外冷回転筒から出た高温スラグ粒をさらに外冷回転筒出口でガスを吹き付けて結晶化下限温度以下に引き続きガラス化の冷却速度で急冷することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の溶融高炉スラグの処理装置は、外側が水で冷却される外冷回転筒が回転可能に設けられ、外冷回転筒の入口には、流下する溶融高炉スラグを吹き飛ばして粒滴化するためのガスを吹き付けるガス吹き付け手段を備えた風砕による溶融高炉スラグの処理装置において、外冷回転筒の出側には、外冷回転筒から排出される高温スラグ粒の冷却速度を調整するために、冷却速度調整ガスを吹き付ける冷却速度調整ガス吹き付け手段を設けたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の処理方法に使用するスラグ粒製造設備の全体図である。
【００１１】
スラグ粒製造設備には、流下する溶融高炉スラグを粒滴化するため、外側が水で冷却される外冷回転筒１が回転可能に設けられている。外冷回転筒１は、高温スラグ粒を回転により入口から出口へ移動させるために出口に向かって下方に傾斜している。
【００１２】
外冷回転筒１の入口には、流下する溶融高炉スラグを吹き飛ばして粒滴化するために、空気等のガスを吹き付けるガス吹き付け手段２が設けられ、吹き飛ばされた粒滴は、外冷回転筒１の内周壁に接触し急冷される。外冷回転筒１の出側には、外冷回転筒１から排出される高温スラグ粒の冷却速度を調整するために、空気等の冷却速度調整ガスを吹き付ける冷却速度調整ガス吹き付け手段３を設け、高温スラグ粒にガスを吹き付けるようになっている。
【００１３】
外冷回転筒１の出側の下部には外冷回転筒１から排出される高温スラグ粒を受け入れるホッパー４が設けられ、ホッパー４の下部には、高温スラグ粒を切り出す切り出し装置５が設けられている。
【００１４】
切り出し装置５の下部にはコンベア６が配置され、切り出された高温スラグ粒を熱交換器７に供給する。
【００１５】
熱交換器７は、従来の熱交換器７と同じく熱交換用の空気が吹き込まれ、高温スラグ粒と熱交換され、熱交換され高温化した空気はサイクロン等の集塵機８で除塵した後、ボイラー９で蒸気を発生させタービン１０を回転させ発電機１１により発電させる。ボイラー９を出た空気は、脱硫装置等を備えた排ガス処理設備１２で処理されて煙突１３から放出される。ボイラー９の前には、熱風を発生させる追い炊き装置１４を付設してもよい。
【００１６】
図２はガラス化に必要な冷却速度を示すグラフである。
【００１７】
溶融スラグをガラス化する場合、約１４５０℃の溶融スラグを１２００℃まで２１℃／秒以上、１２００℃〜１１００℃を６．４℃／秒以上、１１００℃〜１１００℃を３，６℃／秒以上、１０００〜８５０℃を０．３℃／秒以上の冷却速度で冷却することによりガラス化することができる。
【００１８】
結晶化する場合は、再融着限界温度約９５０℃に達した後、０．３℃／秒未満の冷却速度で徐冷することにより得られる。
【００１９】
次に、結晶質スラグ粒あるいはガラス質スラグ粒を製造するための溶融スラグの処理方法について説明する。
【００２０】
高炉から出滓された溶融スラグを直接あるいは取鍋により外冷回転筒１の入口に流下させ、流下する溶融スラグにガス吹付け手段２で圧空を吹き付けて粒滴化し、外冷回転筒１の内周壁に接触させてガラス化の冷却速度以上で再融着限界温度以下から結晶化下限温度以上の範囲内の温度まで急速冷却すると、９５０〜１１５０℃の高温スラグ粒となる。
【００２１】
高温スラグ粒は、外冷回転筒１の回転に伴って、入側から出側に移動し、ホッパー４へ落下する。
【００２２】
高温スラグ粒が回転筒１の出口から排出される際、ガラス質スラグ粒を製造する場合、さらに高温スラグ粒を冷却速度調整ガス吹き付け手段３により冷風を吹き付けて結晶化下限温度以下の約８５０℃以下に急速冷却し、ガラス化する。
【００２３】
結晶質スラグを製造する場合、ガラス化の場合と同様に、ガス吹付け手段２で圧空を吹き付けて粒滴化し、外冷回転筒１の内周壁に粒滴を接触させてガラス化の冷却速度以上で再融着限界温度以下から結晶化下限温度以上の範囲内の温度まで急冷すると、表皮が冷却され、スラグ粒表面が融着しない温度に冷却される。
外冷回転筒１の出口から排出される９５０〜１１５０℃の高温スラグ粒は、外冷回転筒１の出口では冷却することなく、コンベア６から熱交換器７に供給される間にガラス化しない冷却速度で徐冷されて結晶化される。高温のスラグ粒は、コンベア６で熱交換器７に供給され、熱交換器７に吹き込まれた空気と熱交換され、熱交換され高温化した空気は集塵機８で除塵した後、ボイラー９で蒸気を発生させタービン１０を回転させて発電機１１により発電させ、ボイラー９を出た排ガスは排ガス処理設備１２で処理されて煙突１３から放出される。
【００２４】
【発明の効果】
本発明により外冷回転筒出口での冷却速度調整ガスの冷却の有無により、ガラス質スラグ粒あるいは結晶質スラグ粒を製造することができる。一方、従来はガラス質と結晶質それぞれ専用の処理装置が必要であったが、本発明は単一の風砕設備で造り分けることができるので、設備レイアウト上、設備コスト上、従来技術より優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の処理方法に使用するスラグ粒製造設備の全体図である。
【図２】ガラス化に必要な冷却速度を示すグラフである。
【符号の説明】
１：外冷回転筒
２：ガス吹付け手段
３：冷却速度調整ガス吹き付け手段
４：ホッパー
５：切り出し装置
６：コンベア
７：熱交換器
８：集塵機
９：ボイラー
１０：タービン
１１：発電機
１２：排ガス処理設備
１３：煙突
１４：追い炊き装置
【図１】
0003746896.tif 000002
【図２】
0003746896.tif 000003