JPS58199033A - 熱液化性固体材料のペレツト化装置 - Google Patents

熱液化性固体材料のペレツト化装置

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JPS58199033A
JPS58199033A JP58067134A JP6713483A JPS58199033A JP S58199033 A JPS58199033 A JP S58199033A JP 58067134 A JP58067134 A JP 58067134A JP 6713483 A JP6713483 A JP 6713483A JP S58199033 A JPS58199033 A JP S58199033A
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blades
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マイケル・オランダ−
ロバ−ト・ポ−ルタ−・コツワ−ス
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NASHIYONARU SURATSUGU Ltd
NAT SURATSUGU Ltd
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NASHIYONARU SURATSUGU Ltd
NAT SURATSUGU Ltd
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2/00—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic
    • B01J2/02—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic by dividing the liquid material into drops, e.g. by spraying, and solidifying the drops
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、溶融した熱液化性固体材料、例えば冶金スラ
グ、ガラス、硫黄および溶融金属をペレット化する丸め
の装置の改良に関するものである。 上記のごとき各攬の熱液化性材料のベレット化方法およ
び装置がこれまでに周知である。特に冶金スラグのペレ
ット化を目的とする従来の方法および装置は、本願出願
人の先の米国特許明細書画３．５９４，１４２号に開示
されている。この明細書には、この方法は冶金スラグを
守備−貫してかつ経済的に内部が小胞状のｔｌぼ球状の
表面が閉じたベレットに転換することができる最初の方
法であると考えられると記載されている。このような材
料をペレット化するための我々の先の出願の方法はまた
、スラグを処理するのに必要な水の量を大幅に少なくシ
、かつビット粒状化処理のような、その当時使用されて
いたその他のスラグ処理装置と比べて有害ガスの発生緻
が少ないという効果があった。 この先行技術の方法に使用されたベレット化装置は軸方
向に伸び九細長い円筒状のローターからなり、とのロー
ターは水平な縦方向の円筒軸の周りに回転する。このロ
ーターはその局面に多数の半径方向外向きに伸びる水平
の羽根をもち、ペレット化すべき溶融スラグは所定量の
水と混合され、スラグと水の混合物がパイロプラスチッ
ク状態に到達するのに十分な時間、相互作用面上を重力
により落下し、次いでローターの周面に排出され、冷却
し２、自己保持性の球状ベレットを形成するのに十分な
距離かつ十分な時間、羽根によって空気中に投げ出され
る。この装置はこれまで多数のいろいろな種類のスラグ
をペレット化するための多数の装置において使用され、
極めて成功している。 実際にはこの基本的な装置が適切に解決し得ない多数の
問題があるっ例えばスラグの流量をできる限り均一にす
ることが望ましい。この目的のために上記明細書に記載
された初めのプロセスにおいては、噴射炉のスラグはラ
ドル中に排出され、そこから〜定の均一な流量でベレッ
ト化装置に注ぎ込まれ、スラグ／水の比が所望の範囲内
に保たれるようにされていた。しか
【７運転の経済性を
最大にするには溶融スラグが炉のようなスラグ製造源か
らランナーによって直接ベレット化装置に供給されるこ
とが必要であるが、その場合には流量の：コントロール
が一層困難なものになる。炉の条件は放出操作の際に変
化することが多く、その結未溶融スラグの流量が変動す
ることになる。 操作を最適に行うためには羽根がスラグによって完全に
充填されていることが有利であることがわかっている。 、シかしローターのららゆる部分に充填しても最大値を
越えることはない。すなわちその部分は溶融スラグがあ
ふれて効率が失われる。 この特定の問題は、溶融材料が凝集して上記スラグのあ
ふれ出しを起こし得るような一層密な流れになるような
傾向がある粘度および表面エネルギーをもつ場合には、
流れている溶融材料が表面に拡散する際に見いだされる
困難性によって一層深刻なものとなる。 この問題に対する１つのこれまでの解決法は、流量が所
定の最大値を越えた場合にその過剰分の流れを冷却ビッ
トの方に転じるというものである。 この冷却ビットはペレット化装置が何らかの理由によっ
て操作不能に々ったような場合に、スラグを直接に受は
入れるための安全ｉの特色としていかなる場合にも通常
設けられているものである。 この場合この過剰分は経済的に好ましくない空冷された
スラグの形となる。もう１つの解決法は２つのローター
を並べて配置し、第１０−ターに対する・一定の蛾大値
を越えた流れは第２０−ターに供給するように配置する
ことである。しかしこの場合にはランナーの長さが不適
切なものとなり、溶融材料の供給源の近くに取り得るス
ペースが十分でなく、ベレットに必要な一層大きな装置
および一層大きな堆積スペースに適合しないような場合
には常に可能であるとは限らない。 従って本発明の主要な目的は、供給される溶融材料の流
速が比較的広範囲にわたる場合にもうまく操作できるよ
うな新規なペレット化装置を提供することである。 本発明の他の目的は、比較的狭いスペースに設置するこ
とができかつ運転することができるような比較的コンパ
クトな形をした装置を提供することである。 本発明によれば、熔融した熱液化性固体材料のペレット
化装置が提供される。この装置は、装置のフレームと、
所定量の流量までの溶融材料を排出するだめの第１排出
手段と、そこに供給される材料の流量が前記所定の流量
よ妙大きくなったときに過剰の溶融材料を排出するため
の第２排出手段とを備える供給手段と、一方が他方の上
方にフレームによって取付けられ、それぞれ第１排出手
段と第２排出手段からの材料を受は入れ、かつそれぞれ
第１供給面と第２供給面を備え、その面の一層を受は入
れられた溶融材料が重力落下するようになっているｆａ
１供給プレートおよび第２供給プレートと、それぞれの
水平軸の周りに回転するようにフレーム上に取付けられ
、ローターのそれぞれの周面に溶融材料が前［ｅ＠１供
給面および第２供給面からそれぞれ供給され、空気中に
放出されて冷却およびペレット化されるようになってい
る、半径方向に羽根が突き出している第１０−ターおよ
び第２０−ターと、２つのローターをそれぞれの軸の周
りにそれぞれ所望の方向に回転させるためのモータ一手
段とを備えている。 以ド添付した概略図面を参照し実施例により本発明の特
に好ましい実施態様である装置を説明する。、 ベレノ）化プロセスは本発明者の米国特許明細書画３，
５９４，１４２号に記載されているように、溶融材料を
ビットまたは他の集積領域を介して空気中に押出し、そ
こから冷却されたベレット化材料を任意の一般的な手段
により取出すことによって行われる。従ってこのペレッ
ト化装置は集積領域の縁部にかつ噴射炉（図示せず）の
ような溶融材料源に近接して設けられている。材料はこ
の炉から流出さぜる際にランナー１０を通って導かれる
。 この装置は２つの隔置された側面部材１４および１６か
らなる装置フレーム１２により構成されている。 側面部材１４および１６は、それらの間にこの装置の各
種の主要な作動要素、すなわち下向きに傾斜した第１供
給プレート１８、対応する第１羽根付き突出ローター２
０、前記第１供給プレートの上方に配置されている下向
きに傾斜した第２供給プレート２２および対応する第２
羽根付き突出ローター２４を支持している。 ランナー１０はその床に、横方向のスロット２６を有す
る７−−トを有し、横方向のスロット２６はランナーに
沿って流れる溶融材料の第１排出手段を構成している。 スロットの下流側縁部には横方向のダム２８が設けられ
、スロット２６とダム２８の寸法によって決められる所
定の流速以下のすべての溶融材料が、スロット２６を通
−って下側の供給プレート１８の上に落下するようにな
っている。この流れがこの所定の流速より大きい場合に
は過剰部分はダムを越え、さらにプレートの端部を越え
て流れ、上側の第２供給プレート２２の上に落下する。 従っ・てダムとシュートの端部は、第１排出手段のスロ
ットを通過して流れることができない過剰の溶融材料の
第２排出手段を構成している。 −Ｆ側の第１供給プレー　トは金属製の平らなベー２　
フｖ　−）３０から構成されており、このベースプレー
ト６０はグラファイトのような高度に耐熱性の材料でつ
くられた複数のブロック３２を支持しており、その上側
の表面は相互作用供給表面を構成し、その表面を溶融材
料が自然落下し、その際例えば対応する供給管６４およ
びノズル６６から供給される水と相互作用をし、対応す
る第１突出ローター２０ＶＣ到達するまでに所望のパイ
ロプラスチック状態に到達する。１１１壁６８が設けら
れ材料の流れを供給表面に制限し、かつ供給プレート全
体は装置のフレームにばねを介して取付けられ、一定の
振動が与えられて溶融材料が供給プレートの表面に粘着
ｒることかないようにしている。すなわち、このプレー
ト６０はその圧縮軸が垂直に配置されている間挿された
圧縮コイルばね４２を介してフレームの支柱４０に支持
されている。ランナー１０からプレートドに落下する溶
融スラグの衝撃によってランダムな振動がつくり出され
る。このランダムな振動は回転偏心荷重４４によってつ
くり出される一定の強制振動に重なる。偏心荷重４４は
回転自在の水平ンヤフト４６に支持されており、シャフ
ト４６はプレートの下方向に伸びる側壁４８の関に取付
けられている１、シャフト４６はベルト５２を介して駆
動モータ５０によ−って回転する。 第１突出ローター２０は２つの隔置された平行な円形の
側板６４から構成され、この側板６４の間に駆動シャフ
ト５４と同軸の水平シリンダー６６が伸び、シリンダー
６６は駆動シャツ）５４に取付けられている。このシリ
ンダーは円形の横断面を有し、その周縁には多数の半径
方向外向きに伸びる投出羽根６８が設けられている。投
出羽根６８は要求される円周方向の位置において供給プ
レート１８から排出される溶融材料と接触し、これを空
気中に投げ出してすでに説明したように冷却し、ペレッ
ト化する。 この目的のために図面に示されているようＫこのロータ
ーは反時計方向に回転し、ベルト５８とシャフト５４に
取付けられたプーリー６０を介してモータ５６により駆
動される。このローターは運転の際にドラムの内側に冷
却水を供給することによって、また必要によりその外部
に水を噴霧することによって冷却される。これらの冷却
装置ならびにその他の冷却装置はこの技術分野に知識を
有するものにとって自明であり、さらに説明をする必要
はない。 第２供給プレートは第１プレートの支持構造物に取付け
られ、これといっしょに振動するようになっている。こ
の目的のために第２供給プレートは複数のブロック７２
を支持している金属製の平らな中空ベースプレート７０
を備えている。このペースプレートはそれ自身の側Ｉ！
７４を介して側壁６８に連結されている。この中空のペ
ースプレートには間仕切り７６が設けられ対応する溝を
形成し、この溝を冷却水が通過してプレートを冷却する
ようになっている。この冷却が必要である理由は、−上
側のこのプレートがそれ自身に負荷され九溶融材料と１
の第１プレートを流下する溶融材料の両者から熱を受け
るからである。この第２プレート上を流れる材料と混合
するのに必要な水は対応する供給管７８とノズル８０か
ら供給される。第１供給プレート１８も第２プレートと
同じように水冷構造とすることができる。両方の供給プ
レートについてグラファイトの供給面を与えることは必
要ではなく水冷した金属表面で１−分であることがわか
る。 この第２０−ターも２つの隔置された平行な側板８２か
ら構成されている。この側板８２の間にその駆動／ヤフ
ト８６と同軸の円形横断面を有する水平な／リンダー８
４が伸びている。駆動シャフト８６の両端はそれぞれ軸
受はブロック８８に取付けられ、第２０−ターが第１ロ
ーター２０から隔置され、かつこれに平行な水平軸の周
りに回転するよう罠なっている。このブロック８８は側
面のフレーム部材１４および１６に固定されているそれ
ぞれのアングル部材９０に移動自在に取付けられ、前記
供給表面に対して平行に伸びるようになっている。すな
わち図に示されているように、ブロック８８を部材９０
に保持しているボルト９２は縦方向のスロット９４の内
部で移動自在であり、従って第２０−ターの位置はその
供給プレートに対して調節することができるようになっ
ている。供給プレー）Ｋ対する第２０−ターの高さはこ
のブロックとその支持部材との間に必要な厚さをもつ間
隙調整板を挿入することによって最も便利に調節するこ
とができる。図面かられかるように、第２０−ターはベ
ルト９６およびシャフト８６に取付けられたプーリー９
８を介してモータ５６ト第１０−ターシヤフト５４によ
って回転する。この第２０−ターも任意の公知の方法に
より通路の内部に供給される冷却水によって冷却するこ
とができる。 第１ローターの位置も同様にその供給プレートＶＣ対し
て調節することができる。第１０−ターの駆動ンヤノト
５４は、水平面１０２に取付けられた軸受はブロック１
００の内で回転自在であり、シャフト８６の軸受はブロ
ック８８と同じように調節することができる。第２０−
ターのその供給プレートに対する相対的な位置は、第１
０−ターとその供給プレートとの間の相対的な位置はど
厳密なものではなり０その理由は第２０−ターと第２供
給プレート縁部との間に落下する材料はすべて第１供給
プレート上に落下し第１０−ターによって処理されるか
らであるっ 本発明の装置はこの装置が必要とするスペースすなわち
ペレット化された材料が放出されるピックアップスペー
スを実質的に大きくすることなくベレット化能力を大き
くすることができることが明らかであろう９、さらに重
要なことは溶融スラグが（の供給源から両方の供給プレ
ートまで移動しなければならない距離を、巣−の供給プ
レートおよびローターからなる装置と同じように短くす
ることができ、長ｈランナーによって引き起こされるで
あろう有害な冷却を最少限にすることができるというこ
とである。 Ｌ部の第２０−ターの直径は第１０−ターの直径より十
分に小さく、従って装置の全体の高さはできる限り低く
することができ、それＫよって上側のローターから投げ
出される材料が描く曲線を第１０−タ〜のそれと一層容
易に一致させることができることも留意されるべきであ
る。上側ローターの羽根の数を少なくして羽根の寸法を
下側の大きいローターの羽根の寸法と同じＫすることが
できる。また回転速度を大きくして周速度および羽根の
衝撃度数を実質的に等しくすることができる、特定の実
施態様においＣは第１０−ターは８枚の羽根をもち、直
径が８４ｃｌ１１で約２００〜４００ｒ、ｐ、ｍ。 で回転させる。−力筒２０−ターは６枚の羽根をもち直
径５７＞で第１０−ターの周速度に等しい周速度を４え
るような速度で回転させる。 本発明の装置は過剰の負荷を第２０−ターによって処理
することができるので予備能力をもつように設計する必
要がなく、従って第１０−ターは常に材料で実質的に完
全に充填された状態で運転するように設計することがで
きるという利点がある。性能を最適にするＫはこのよう
な一定の高い充填が極めて好ましいことがわかった。し
かし−贋金のかかる従来の解決法の１つが採用されない
限り（もちろんこのような採用の余地があったことを条
件とし２て）これまでこれを達成することは極めて困難
であった。 従来溶融材料の供給速度は】っの主要なパラメーターで
あり、これはコントロールが最も困難であり、かつ排出
操作の全体にわたって十分に均一に保持することが最も
雌しいことがわがっていたが、本発明の装置はこれを使
用するプロセスの微１１整が・１−よくできる。第２０
−ターにょ−）て与えられる予備能力によって、第１０
−ターに対する供給速度は一定の値を越えないので、最
大のペレット化を行うのに最適の第１０−ターの直径、
羽根の数、羽根の形および羽根の先端速度が一１正確に
決定できる。また第１０−ターは常にほぼ最大の負荷が
かかった状態で運転されているので、材料／水の比を、
ペレット化を最適にするのに必要な値の範囲内に保持す
ることは比較的容易である７この問題はＭ２０−ターに
ついては解決されていないがこの部分の生産量は全体の
一部である。 これに対して従来の単一ローターの場合にはこの問題は
全体の生産量に関連するものであった。 この実施態様では２つのローターとその供給プレートが
使用されているが、第３のローターとその供給プレート
を、現存する２つのローターとそのプレ＝−トの上に積
み重ね、さらに優れたフレキシビリティ−を与え、かつ
使用中のローターが常にできるだけ比較的高い一定の能
力まで充填されるようにすることもできる。またこの実
施態様では過剰の材料は２つのローターの上側に供給さ
れているが、これとは逆に主要な流れを上側のローター
に供給し過剰の流れをド側のローターに供給することも
可能である。） 商業的に実施する場合、ペレット化したスラグの品質を
目的とする最終用途に合わせるようにコシトロールする
ことが望ましい。すなわち非晶質性の大きいベレットは
水の使用量とローターの速度を大きくすることによって
得られる。−力水の使用量とローターの速度を小さくす
ると結晶性の大きいペレットが得られる。本発明の装置
によって得られるスラグの流れの分割は水とスラグの間
の相互作用をよりよくし、それによってペレット化され
友材料が一層非晶質となるかあるいは結晶質となるかと
いうスラグの品質に関してよりよくコントロールするこ
とができるようになる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の放出装置の斜視図であり、その一部は
説明を明瞭圧するために破線および仮想線で示されてい
る。第２図は第１図の線２−２に沿ってとられた縦方向
の横断面図である。 １０・ランナー、１２・・装置フレーム、１４．１６・
・・側部材、１８・・・第１供給プレート、２０・・・
第１０−タ、２２・・・第２供給プレート、２４・・・
第２０−ター、２６・・・スロット、　２８・・・ダム
、３０・・・ペースプレート、３２・・・ブロック、６
４・・・供給管、３６・・・ノズル、３８・・側壁、４
０・・・支柱、４２・・・コイルばね、４６・・・水平
シャ７　）　、　５４・・・駆動シャフト、　７０・・
・ペースプレート、７２・・・ブロック、８６・・・駆
動シャフト。 特杵　出願人　　ナショナル・スラスタのリミ示ノド代
理人弁理士　千　　１）　　　　捻

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ■　溶融した熱液化性固体材料のペレット化装置におい
    て； 装置フレーム（１４、１６）と、 供給される所定の流量までの溶融材料を排出するための
    第１排出手段（１０、２６）と、供給される材料の流量
    が前記所定の流量より大きい場合に過剰の溶融材料を排
    出するための第２排出手段（１０、２＆　）を備えた供
    給手段（１０、２６、２８）と、 フレーム上に上下に取付けられ、それぞれ第１排出手段
    （１０、２６）と第２排出手段（１０゜２８）からの材
    料を受入れ、かつそれぞれ第１供給面と第２供給面を備
    え、その面上を受入゛れた溶融材料が自然流下するよう
    になっている第１供給プレート（１８）と第２供給プレ
    ート　（２２）　　と、 それぞれの水平軸（５４、ｓ６　）の周りに回転するよ
    うにフレーム上に取付けられ、それぞれのローターの局
    面にそれぞれ前記第１供給面および第２供給面から溶融
    材料が供給され、空気中に放出されて冷却およびペレッ
    ト化されるようになっている、半径方向に羽根が突き出
    している第１０−ター（２０）と第２０−ター（２４）
    と、 ２′つのローターをそれぞれの軸の周りにそれぞれ所望
    の方向に回転させるためのモータ一手段（５６）とを備
    えていることを特徴とする装置。 ２　前記第２０−ター（２４）と対応する供給プレート
    （２２）が、第１０−ター（２ｏ）と対応する供給プレ
    ート（１８）の上方に配置されている特許請求の範囲第
    １項に記載の装置。 ；３　第２０−ター（２４）の直径が第１０−ター（２
    ０）の直径より小さく、かつ羽根の数が第１０−ターの
    羽根の数より少なく２つのロ−ターが実質的に等しい大
    きさの羽根をもっている特許請求の範囲第１項に記載の
    装置。 ４、　第２０−ター（２４）の直径が第１０−ター（２
    ０）の直径より小さく、かつ第２０−ターの回転数の方
    が高く実質的に等しい周速度を達成するようになってい
    る特許請求の範囲第１項に記載の装置。 ５、　第２０−ター（２４）の直径が第１０−ター（２
    ０）の直径より小さく、かつ第２０−ターの羽根の数が
    第１０−ターの羽根の数より少なく２つのローターが実
    質的に等しい羽根の大きさを保ち、かつ第２０−ター（
    ２４）の回転数が高く、実質的に等しい周速度を達成す
    るようになっている特許請求の範囲第１項に記載の装置
    。 ６、第２０−ター（２４）の直径が第１０−ター（２０
    ）の直径より小さく、かつ第２０−ターの羽根の数が第
    １０−ターの羽根の数より少なく、かつ第２０−タ〜の
    回転数の方が高く、それぞれの流れに対して実質的に等
    しい羽根の衝撃度数を達成するようになっている特許請
    求の範囲第１項に記載の装置。 ７、　前記第１供給プレートおよび第２供給プレートが
    相互に連結され、かつ溶融材料が供給面に粘着するのを
    防止するための少なくとも１つの垂直要素を有する、振
    動を与えるための装置のフレーム上に取付けられている
    ％杵請求の範囲第１項に記載の装置。 ８、　前記供給プレートが垂直な圧縮軸を有する圧縮ば
    ね（４２）を介して前記振動を与えるための装置のフレ
    ームに取付けられ、モーター（５０）駆動偏心荷重（４
    ４）が供給プレート手段に取付けられ、荷重の回転によ
    って振動をつくり出すようになっている特許請求の範囲
    第７項に記載の装置。
JP58067134A 1982-05-13 1983-04-18 熱液化性固体材料のペレツト化装置 Pending JPS58199033A (ja)

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