JPH0341219B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高炉等から排出されるスラグから低
い生産コストで水砕を製造する装置に関する。

〔従来の技術〕

一次排出装置及び二次排出装置を備えた水砕の
製造装置は、特開昭56−9253号公報、特開昭59−
190244号公報等に示されている。なお、本願明細
書で製造される水砕とは、高炉スラグに圧力水を
噴射して製造した、いわゆる水滓をいい、中・大
粒水砕、毛状水砕、小径水砕等をいう。

このうち、特開昭56−9253号公報の装置にあつ
ては、一次排出装置及び二次排出装置ともに、ス
クリユーコンベヤを用い、しかも二次排出装置と
して複数のスクリユーコンベヤを直列的に配設し
ている。

他方、特開昭59−190244号公報の装置にあつて
は、一次排出装置としてクラツシフアイアー（ス
クリユーコンベヤとも称す）を設け、二次排出装
置として0.5〜3.0mm程の間隙を有するネツト又は
バースクリーンを設けた連続掻上げ式濾過機を１
つ又は直列的に複数個配設している。しかし、こ
の装置における連続掻上げ式濾過機は、その公開
公報４頁の第４図に明らかなごとく、掻上げ濾過
の前と後とで水砕スラリーの水面レベルに変化が
ない。そのため、濾過機能は実質的には小さく、
掻上げ機能を主体として水砕の分離を行うもので
ある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

これら特開昭56−9253号公報、特開昭59−
190244号公報に示されている水砕製造装置による
とき、中径及び大径の水砕は水砕スラリーから効
率良く分離・排出される。しかし、中径及び大径
の水砕が分離された後の水砕スラリー中に毛状水
砕、小径水砕等が浮遊しており、これらの水砕を
捕捉・分離する能力が実質的には皆無に等しい。

このため、特開昭56−9253号公報の装置では大
掛りな沈降槽が必要であり、特開昭59−190244号
公報の装置も同様に大掛りな流路を必要とする。
これは、何れの装置も、実質的には掻上げ式排出
機を使用していることに起因する。すなわち、毛
状水砕、小径水砕の沈降除去が不充分な処理水を
吹製装置に返送して循環再使用するとき、管路、
吹製装置等に毛状水砕、小径水砕等が堆積し、閉
塞等の弊害が生じる。その結果、安定した条件の
下で水砕を円滑に生産することができなくなる。
そこで、大規模な設備となるにも拘らず、沈降
槽、大型流路等により毛状水砕、小径水砕等の沈
降分離を行つている。

しかしながら、現実には大規模な沈降槽又は流
路を設けても、毛状水砕、小径水砕が水砕スラリ
ーに残留することが避けられない。そのため、大
掛りな沈降槽又は流路を設置する広大な場所と構
築物を用いながら、安定した条件の下で円滑な水
砕の製造が継続できない。また、このような大規
模な沈降槽又は流路に、前記した堆積、閉塞によ
る弊害の発生を防止するために、両者ともに多数
の大型ポンプを連続運転して一定の多量の急速水
流を形成させている。そのため、設備費、整備
費、運転費等からなる水砕の製造費を低減させる
ことが不可能となつている。

そこで、本発明は、このような大規模な沈降槽
又は流路を必要とすることなく、毛状水砕、小径
水砕等を効率良く除去し、低い生産コストで水砕
を製造することを可能にする水砕製造装置を提供
することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の水砕製造装置は、その目的を達成する
ために、圧力水の噴射によりスラグから生成され
た水砕スラリーを注入する水砕槽の上流部に中径
及び大径の水砕を排出する排出速度の調整が可能
な一次排出装置を設け、前記水砕槽の下流部に複
数の濾過機を水砕スラリーの流れを横切る方向に
沿つて配置し、前記濾過機を毛状水砕、小径水砕
を濾過・排出するための新しいフイルター面が連
続的に供給される形式とし、前記一次排出装置と
前記濾過機との間に水砕スラリーの水位を検出す
る水砕スラリー水位計を設け、該水砕スラリー水
位計による測定値及び各濾過機から現実の濾過能
力を入力し、これ等の入力に基づき必要とする濾
過速度及び／又は稼働台数を演算して個々の濾過
機を個別に制御する演算制御指令機構を備えたこ
とを特徴とする。

〔作用〕

一次排出装置としてたとえば連続掻上げ排出装
置を用いるとき、水砕スラリー中の中径及び大径
の水砕は系外に効率良く排出される。

他方、二次排出装置としては、水砕スラリーの
流れ方向を横切るように、0.5mm未満の濾過透孔
を設けた複数の濾過機が併設されている。この濾
過機により、毛状水砕、小径水砕が合理的且つ効
率的に捕捉、濾過、排出されるので、濾過機を通
過した後の循環水に毛状水砕、小径水砕が懸濁す
ることが実質的に皆無となる。これによつて、従
来技術にみられた弊害の発生はなくなり、多量の
循環水を使用する必要性もなくなる。

一方、高炉等から排出されるスラグは、出銑経
過に応じて排出量が大幅に変動することから、こ
れを処理して得られた水砕スラリーの量的な変動
も大きなものである。そのため、最大限の処理能
力をもつて濾過機を設計したのでは、少量の水砕
スラリーが供給されるとき、装置の駆動に無駄を
生じることになる。そこで、本発明にあつては、
生成される水砕スラリーの量に応じて、濾過機の
濾過能力及び／又は駆動台数を変更することによ
つて、装置の駆動に必要なエネルギーの軽減を図
つている。

すなわち、最大水砕スラリー発生量を基準とし
て一次排出装置の排出能力を設定し、掻上げ速度
を調整可能とすることにより、変動する水砕スラ
リーの量に応じた操作を行う。他方、濾過速度調
整可能で且つ並列運転可能な複数台の濾過機によ
り二次排出装置を構成し、その濾過能力を水砕ス
ラリーの量に応じて個々の濾過機が毛状水砕、小
径水砕を実質的に完全捕捉して排出する能力の範
囲で運転することを前提に、最大水砕スラリー発
生量を処理するのに必要な能力に定め、これをも
とに設備費と運転費の関係から最も望ましい設置
数を定めている。そして、必要な濾過能力に応じ
て、それらの濾過機を単独又は並列して運転する
ことができるように設け、発生した水砕スラリー
の量と現実の濾過能力との関係から、複数台の濾
過機のそれぞれについて必要な濾過速度と稼働要
否を判定して、個々の濾過機の濾過速度及びその
稼働・非稼動を制御する。その結果、水砕製造費
の大半を占める循環水の処理、供給に使用される
多数の大型ポンプの駆動用電力量を大幅に節減す
ることができる。

〔実施例〕

以下、図面に示した実施例により、本発明を具
体的に説明する。

第１図は、１次排出装置及び濾過装置としてそ
れぞれスクリユーコンベヤ及び筒状回転フイルタ
ーを使用した例である。

高炉から排出されたスラグは、圧力水を噴射す
る吹製装置１を通過させることによつて、水砕ス
ラリー２となる。この水砕スラリー２は、水砕槽
３の上流部３ａに投入される。

この水砕槽３の上流部３ａにはスクリユーコン
ベヤ４が配置されており、このスクリユーコンベ
ヤ４によつて水砕スラリー２から中径及び大径の
水砕スラグが取り出される。そして、この水砕ス
ラグは、スクリユーコンベヤ４の排出部４ａを経
て、ネツトコンベヤ５又はベルトコンベヤ上に運
ばれる。

また、水砕槽３は、溢流壁６ａ及び邪魔壁６ｂ
を介して上流部３ａ及び下流部３ｂに分けられて
いる。この溢流壁６ａは、中径及び大径の水砕ス
ラグが水砕スラリー２の流れに乗つて下流部３ｂ
に流れ込むことを阻止する。他方、邪魔壁６ｂ
は、その水砕スラリー２の流入によつて下流部３
ｂ内の液が過度に撹拌されることを防ぐ。

下流部３ｂには、水砕スラリー２の流路を遮る
ように、水砕槽３の底壁との間にシール部材７を
介して、水砕スラリーの濾過能力を発揮する0.5
mm未満の濾過透孔を備えた複数の筒状フイルター
８が設けられている。筒状フイルター８の出側に
は流出口９が設けられており、筒状フイルター８
を通過した処理水がこの流出口９を経由して貯水
槽１０に自重で排出される。そのため、筒状フイ
ルター８の両側には、第１図に示すように水頭差
が生じる。この水頭差によつて、毛状水砕、小径
水砕等が浮遊する水砕スラリー２が筒状フイルタ
ー８に圧入され、毛状水砕、小径水砕等の分離が
的確に行われる。

この貯水槽１０に流入した処理水は、温水とな
つているので、必要に応じて給水ポンプ１１によ
り冷却塔１２まで汲み上げ、冷却塔１２を降下さ
せることにより冷水とし、冷却槽１３に蓄える。
そして、この冷却槽１３内の冷水を、最も経済的
な台数を設置した複数の循環ポンプ１４によつて
管路１５を経由して吹製装置１に適宜返送する。

水砕スラリー２が筒状フイルター８を通過する
とき、水砕スラリー２に浮遊、懸濁している毛状
水砕、小径水砕等は、その筒状フイルター８によ
つて捕捉、濾過され層状に付着・堆積する。筒状
フイルター８に付着・堆積した毛状水砕、小径水
砕等は、モータ１７の駆動力をチエーン１６を介
して伝導され、回転する筒状フイルター８に伴つ
て移動し、所定の個所に設けられている剥離機に
よつて筒状フイルター８から剥離される。

本発明において、この剥離機としては、筒状フ
イルター８の内部に配置した圧力水、または、圧
力１〜２Kg／cm²程度の圧縮空気等の高圧流体を噴
出するノズル１８を使用している。このノズル１
８は、筒状フイルター８の回転軸１９を二重管と
し、その内管２０を経て所要の圧力、流量に調整
する弁（図示せず）を介して高圧流体源或いは管
路１５に接続されている。高圧流体によりフイル
ター面から剥離された毛状水砕、小径水砕等は、
シユート２１を経てネツトコンベヤ２２又はベル
トコンベヤに送られ、系外に搬出される。なお、
ノズル１８に代えて機械的に付着・堆積した水砕
を剥ぎ取るスクレーパを使用することができるの
は勿論である。

このような水砕製造装置において、水砕掻上げ
排出機構として使用されるスクリユーコンベヤ４
の排出能力は、その掻上げ速度に支配される。

他方、濾過機構の濾過排出能力は、濾過される
流体の量と、濾過に有効に働くフイルター面を提
供する速度に支配される。ところが、濾過される
流体の量と有効なフイルター面の提供速度は、お
互いの作用及び能力を相殺しあう関係にある。た
とえば、流体の流量を増加すると、それに見合つ
た有効なフイルター面を提供することができなく
なる。また逆に、フイルター面の提供速度を優先
させるときには、流体の流量を少なくする必要が
生じる。その結果、いずれの場合においても、生
産性が低いものとなる。

そこで、本実施例においては、健全なフイルタ
ー面を連続して提供することが可能な回転式の筒
状フイルター８を使用している。なお、この筒状
フイルター８に代えて、同様に健全なフイルター
面の連続的な提供が可能なエンドレス式のフイル
ターを使用しても良いことは勿論である。

そして、健全なフイルター面が提供される速度
（m²／分又はr.p.m.）と、濾過される流体の通過
量（m³／分）と、水砕スラリーに浮遊している毛
状水砕、小径水砕等の懸濁濃度（ppm）から、予
めフイルターの濾過能力特性を把握しておく。

本実施例における濾過装置としては、40メツシ
ユ（約0.4mm網目）の金網を回転可能な筒体の外
周面に着脱可能に取付けた筒状フイルター８を用
いた。その設備仕様は、次の通りである。

・回転筒径 2000mm ・回転筒幅 1600mm ・回転数 0.4〜1.5r.p.m ・筒外周速度2.5〜9.5ｍ／mm（濾過面提供速度） ・スラリー流量13〜42m³／分（スラリー発生量） ・スラリー濃度
500〜5000ppm（設備設計基準2500ppm） （但し、毛状水砕、小径水砕の濃度） ・濾過能力 6.4〜41.6m³／分 ・濾過機数 24m³／分×３台 本実施例においては、このような濃度及び流量
の水砕スラリーを処理するために、濾過能力を考
慮して、筒状フイルター８を３台使用した。

そして、スクリユーコンベヤ４と筒状フイルタ
ー８との間に設けた水砕スラリー水位計２３によ
つて、水砕槽３内を流動する水砕スラリー２の水
位を連続的に測定する。この測定値を演算制御指
令装置２４に導入する。演算制御指令装置２４に
は、予め筒状フイルター８単機当たりの濾過能力
の上限が記憶されており、また個々の筒状フイル
ター８を回転駆動させるモータ１７の回転速度を
回転速度計２５によつて検出した値を導入してい
る。なお、第１図の演算制御指令装置２４に出入
りしている複数の線は、個々の筒状フイルター８
からの入力、それに付設した制御装置２６への出
力、水砕スラリー水位計２３からの入力等を示す
ものである。

この回転速度信号から、個々の筒状フイルター
８の現実の濾過能力を演算制御指令装置２４によ
り算出し、これを予め記憶させている濾過能力の
上限と比較する。そして、比較結果を個々の筒状
フイルター８に付設している制御装置２６に入力
し、余力のある筒状フイルター８の回転速度を上
昇させて、その濾過能力を増加させる。また、必
要以上の速度で回転している筒状フイルター８
を、現実の処理量に合つた回転速度に低下させ
る。

このような複数の筒状フイルター８の回転速度
を調整したにも拘らず、筒状フイルター８の何れ
かが限界に達したときには、運転台数を増加する
が減少するかの何れであるかを求める演算を行
い、その演算結果に基づいた指令を行なう。この
指令信号は、各々の制御装置２６に出力する。制
御装置２６は、入力した指令に基づいて、それぞ
れの筒状回転フイルターを起動又は停止させる。

なお、図示の例では、演算制御指令装置２４と
別個に制御装置２６を設けているが、本発明は、
これに拘束されるものではない。たとえば、演算
制御指令装置２４自体に各濾過機の運転を制御す
機能を組み込んでも良いことは勿論である。

このように構成した本例装置によるとき、月平
均の水砕処理電力原単位が4.5〓Ｈ／トンとなり、
従来装置の35％と大幅に低下した。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明の水砕製造装置
においては、本発明は、中・大径水砕を掻上げ排
出装置により排出した後の水砕スラリーに浮遊及
び懸濁している毛状水砕、小径水砕を分離・排出
するための濾過機を水砕スラリーの流れ方向を横
切るように複数並列させ、個々の濾過機に対して
個別に加速、減速、起動、停止等の制御を行うこ
とにより、スラグの発生量に応じて流量が大幅に
変動する水砕スラリーを効率良く処理することが
可能となる。また、このようにして、複数並列し
た濾過機によつて毛状水砕、小径水砕を濾過・排
出するので、循環水経路における毛状・小径水砕
の堆積、閉塞がなくなる。そのため、従来のよう
な大規模な沈降槽を必要とすることなく、電力消
費量を大幅に軽減して、低い生産コストで水砕を
製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による水砕製造装置の一例を
示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 圧力水の噴射によりスラグから生成された水
   砕スラリーを注入する水砕槽の上流部に中径及び
   大径の水砕を排出する排出速度の調整が可能な一
   次排出装置を設け、前記水砕槽の下流部に複数の
   濾過機を水砕スラリーの流れを横切る方向に沿つ
   て配置し、前記濾過機を毛状水砕、小径水砕を濾
   過・排出するフイルター面が連続的に搬送される
   形式とし、前記一次排出装置と前記濾過機との間
   に水砕スラリーの水位を検出する水砕スラリー水
   位計を設け、該水砕スラリー水位計による測定値
   及び各濾過機から現実の濾過能力を入力し、これ
   等入力に基づき必要とする濾過速度及び／又は稼
   働台数を演算して個々の濾過機を個別に制御する
   演算制御指令機構を備えたことを特徴とする水砕
   の製造装置。