JPS5913004A - ガラス質高炉スラグの製造装置 - Google Patents

ガラス質高炉スラグの製造装置

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JPS5913004A
JPS5913004A JP57119875A JP11987582A JPS5913004A JP S5913004 A JPS5913004 A JP S5913004A JP 57119875 A JP57119875 A JP 57119875A JP 11987582 A JP11987582 A JP 11987582A JP S5913004 A JPS5913004 A JP S5913004A
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JP
Japan
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blast furnace
furnace slag
groove
slag
drum
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Application number
JP57119875A
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Haruka Ando
安藤 遼
Kazuo Fukaya
一夫 深谷
Kazuyoshi Sato
和義 佐藤
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
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    • C21B3/06Treatment of liquid slag
    • C21B3/08Cooling slag
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2400/00Treatment of slags originating from iron or steel processes
    • C21B2400/02Physical or chemical treatment of slags
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    • C21B2400/05Apparatus features
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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】 この発明は、改良されたガラス質高炉スラグの ゛製造
装置に関するものである。
従来、溶融高炉スラグを、乾式で急冷、凝固してガラス
質高炉スラグを一造する装置として、溶融高炉スラグを
急冷、凝固してガラス質高炉スラグにするための、回転
方向と平行する長さ方向を持った複数の溝を、金属部材
によって外周表面上に形成した回転ドラムと、前記回転
ドラムを回転させるための駆動手段と、前記回転ドラム
の上方に配置された、前記回転ドラムの最高位置付近に
おいて前記溝内に溶融高炉スラグ□を流し込むための供
給手段と、前記溝内にiられたガラス質高炉スラグ′を
、前記溝から排晶するための型抜手段と、前記〒転ドラ
ムの前記金早部材を゛冷却するための冷却手段とを有し
、前記溝は、前記回転ドラムの外側から内側に向って次
第に狭くなっているガラス質高炉スラグの製造装置が知
られている(特開昭55−54026号公報参照)。
このようなガラス質高炉スラグの従来製造装置によって
、気孔率が小さく、実質的に水分を含有せず、被微粉砕
性に優れ、セメント原料、珪酸カルシウム系肥料原料と
して優れた品位を有するガラス質高炉スラグが得られる
しかしながら、上述したガラス質高炉スラグの従来製造
装置においては、型抜手段として、例えば押板が使用さ
れている。即ち、第1図に断面図で示されるように、1
は金属部材、2は溶融高炉スラグを急冷、凝固してガラ
ス質高炉スラグにするための溝であシ、溝2の底部には
、溝2の深さ方向に昇降可能な押板3が設けられている
。第1゛図に示すように、押板3が下降した状態で、溝
2内に溶融高炉スラグが流5し込)れ1.これが、金属
部材1によって急冷、ツーされてガラス質高炉スラグと
なる。そして、押板3を溝2内に押込むことによって、
溝2内のガラス質高炉スラグは、溝2外に排出される。
このような押板3は各溝2毎に独立して設けられ、そし
て、高温の溶融高炉スラグと、冷却水とに交互に液晶す
る。従って、このような厳しい温度サイクル下において
、各押板3は、狭い溝2内をそれぞれ独立して繰返し昇
降しなければならないから、安定した操業、が、困難で
あ込、その保守、材質の選択等、が面倒であると1.い
う問題があった。         ・    ・そこ
で本発明者等は、以上のような問題を解消すべく研究を
行なった結果、次に示す通シの・知見を得た。
(1)  金属材料によって形成された狭い、溝内に流
し込まれた溶融高炉スライは、金属材料に接触し、て急
冷され極めて短い時間で凝固するから、溝の底の巾を狭
い間隔にすることによ・つて、その底を開放しても、、
溝内に流し込鷹れた溶融高炉スラグは、溝の底から外に
流れ落ちない。、 (2)  開放された溝の底を介して、その中に向って
高圧流体を噴射することにより、て、溝内に、得られた
ガラス質高炉スラグは、噴射された流体の圧力(エネル
ギー)6によって容易に外に排出される。
従って、従来のような押板がいらない。
(3)  かくして底が開放された溝・には、押板が必
要ないから、溝の巾(特に下端中)を、従来のそれよシ
狭くすることができ、その結果、ガラス質高炉スラグの
生産性が向上する。
この発明は上記知見に基づいてなされたもので、溶融高
炉スラグな、急冷、凝固してガラス質高炉スラグにする
ための、回転方向と平行する長さ方向を持った複数の溝
を、金属部材によって外周表面上に形成した回転ドラム
と、前記回転、ドラムを回転させるための駆動手段と、
前記回転ドラムの上方に配置された、・前記回転ドラム
の最高位置付近において前記溝内に溶融高炉スラグを流
し込むた5めの供給手段と、前記溝内に得られたガラス
質高炉スラグな、前記溝から排出するための型抜手段と
、前記回転ドラムの前記金属部材を冷却するための冷却
手段と・を有し、前記溝は、前記回転ドラ、みの外側か
ら内側に向って次第に狭くなっているガラス質高炉スラ
グの製造装置において、前記溝は、その底が前記回転ド
ラムの内側に開放されており、そして、前記溝は、溶融
高炉スラグを導入す・るための、前・記回転ト′ラムの
外側に向って拡がる導入部分と、溶融高炉スラグを急冷
、凝固してガラス質高炉スラグにするだめの、前記導入
部分に続く、前記回転ドラムの内側に向って狭くなる冷
却部分とからなっており、前記冷却部分は、3〜8I1
1++1の上端中と、0.3−0.6.aの下端中とを
有しており、前記型抜手段は、前記回転ドラムの内側に
配置された、前記溝の底に向って流体を噴射して、前記
溝内のガラス質高炉スラグを外部に排出するための流体
噴射機構からなっていることに特徴を有する。
以下この発明を、実施例とともに、図面を参照しながら
説明する。
第2図はこの発明にかかるガラス質高炉スラグの製造装
置の一態様を示す概略正面図である二図示されるように
、4は回転ドラムであり、この回転ドラム4の外周表面
上には、溶融高炉スラグを急冷、凝固してガラス質高炉
スラグにするだめの、回転方向と平行する長さ方向を持
った複数の溝が、金属部材によって形成されておシ、ま
た、回転ドラム4は、その軸方向両端において、その軸
心位置にある2つの中空回転軸5に連結材6(図ではそ
の一部を示しである)によって連結しである。
7は中空回転軸5の軸受、8は軸受7の支持部材であシ
、中空回転軸5を、図示しない駆動装置によって駆動す
ることによって、回転ドラム4は所定速度で図中矢印方
向に回転する。
回転ドラム4の上方には、これに接近させて溶融高炉ス
ラグの供給機構9が配置されている。供給機構9は、ス
ラグ容器10を有しておシ、このスラグ容器10は、そ
の上端開口から、高炉(図示せず)からの溶融高炉スラ
グ11を、樋12を介して受は入れる。スラグ容器10
の下部のノズル10aから、回転ドラム4の最高位置付
近においてその溝に溶融高炉スラグ11が流し込まれる
。またスラグ容器10には、ノズル10aからのスラグ
流出量を調整するだめのスリット機構13が設けてあり
、このスリット機構13は、スラグ容器10内に固定し
た、多数のスリットを有する固定板と、前記固定板上を
スライドする遮へい板とを備え、前記遮へい板の移動に
よって前記固定板のスリット開口面積を調節し、かくし
てノズル10aからの°スラグ流出量を調整する。さら
にスラグ容器10の上端には、ここからオーバーフロー
した溶融高炉スラグ11を、ドライビット等(図示せず
)に導くための、オーバーフロー用樋10′の導入端が
位置している。
回転ドラム4は、円弧状をした複数の金属部材14から
なっており、第3図に断面図で示されるように、金属部
材14は、回転ドラム4の軸方向にそって設けた複数の
金属板14′からなっている。
金属板14′は、銅などの熱伝導率の高い金属からなっ
ている。複数の金属板14は、回転ドラム4の内側寄り
の部分においてス(−サ18を介して締付ロッド19に
よって相互に締付固定されている。かくして、金属部材
14によって、回転ドラム4の外周表面上には、回転方
向と平行する長さ方向を持ち、その外側から内側に向っ
て次第に狭くなっている複数の溝15が形成されている
。溝15の底は開放されている。溝15は、鉛直線に対
する傾斜角の比較的太きい、2つの互いに対向する開口
面15aおよび15bで構成された、溶融高炉スラグを
導入するための導入部分と、2つの開口面15a、15
bに続く、鉛直線に対する傾斜角の小さい、2つの互い
に対向する冷却面15cおよび15dで構成された、前
記導入部分に連続する、溶融高炉スラグを急冷、凝固さ
せて。
ガラス質高炉スラグにするための冷却部分とからなって
いる。
16は回転ドラム4の内側であって、その下部に接近し
て配置された、流体(例えば空気、水)噴射用の複数の
ノズルであり、金属部材14の複数の溝15の各々に対
応するように各ノズル16は、回転ドラム4の軸方向に
そって設けられ、且つ回転ドラム4の回転方向に2列に
設けられている。従って、ノズル16から噴射された流
体は、溝15の底を介して、その中に吹き込まれる。な
お、ノズル16は、回転ドラム4の軸心位置の2つの中
空回転軸5中を貫通してこれらの中空回転軸50間にお
いて回転ドラム4内にその一部が配置され、そして、回
転ドラム4外において支持固定された流体供給・ぞイゾ
(図示せず)に、回転ドラム4の内側において支持され
、且つ、この流体供給パイプを介して外部から流体が供
給される。
17は、水槽であり、この水槽17は、回転ドラム4の
下方に配置されており、そして、その中に、回転ドラム
4の下部部分(金属部材14)が没して冷却される。
このような構成によって、溶融高炉スラグの供給機構9
からの溶融高炉スラグ11は、回転中の回転ドラム4の
最高位置付近において溝15内に流し込まれ、ここで金
属板14′に接触して、これによって急冷され、凝固し
てガラス質高炉スラグ11′となる。そ1て、回転ドラ
ム4の回転に伴なって、回転ドラム4の下部位置に至っ
た溝15内のガラス質高炉スラグ11′に、溝15の開
放された底を介して(この位置では溝15の底が溝15
の最上位置になっている)ノズル16からの高圧の流体
が噴射され、かくして噴射された流体の圧力(エネルギ
ー)によって、溝15内のガラス質高炉スラ、グ11′
は小塊状になって外に(杢槽17内に)排出される。金
属部、材14は、水、槽17内の水によって冷却され、
回転ドラム4の回転に伴なって、その最高位置付近に至
り、そこで再び溶融高炉スラグ11を溝14内に受入れ
てとれを急冷凝固してガラス質高炉スラグにする。なお
、ガラス質高炉スラグの排出の際に、溝15内に、ノズ
ル16から噴射された流体が吹込まれるので、溝15内
はクリーニングされる。また、溝15内には、回転ドラ
ム4の回転方向に直列に2つのノズル16から流体が吹
込まれるので、ガラス質高炉スラグの排出、溝内のクリ
ーニングは一段と確実に行なわれる。なお、水槽17内
の水は、溶融高炉スラグのもつ熱を吸収しで温度が高く
なった金属部材14を冷却するので、はぼ沸騰しておシ
、しかも水槽17内のガラス質高炉スラグも高い温度を
もっているので、このガラス質高炉スラグは、適宜手段
で水槽17内からとシ出せば、直ちにその表面の水分が
蒸発し、含有水分のほとんどないものとなる(溶融高炉
スラグ11は、金属部材14の溝15の冷却部分を形成
する対向した冷却面1.5c、15dの2面冷却によっ
て、ガラス質となるので、その性状は多孔質となってお
らず、したがって含有水分が#ネとんどないものとなる
)。
次に本発明におけるガラス質高炉スラグの生産性につい
て説明する。第4図μ、説明の都合上変形させた本発明
にかかる金属板14′および溝15の模式断面図である
。第4図に示すように、溝15の底の巾(下端中)をa
(−)とし、溝15内にh(mm)の高さまで溶、融高
炉スラグを流し込むと、溝15内に得られたガラス質高
炉スラグ11’の上端中はb(■)になる。溝15の勾
配をαとし、これを(1)式のように定義すると、(1
つ式が成立する。         。
α= (b、 −a )/2h        ・・・
(1)。
h  = (、b  −a  )、/2α      
         ・・(1つガラス質高炉スラグ11
′の断面積A (、l1l)4、(2)式で表わされる
。    、。
A=(b+a)Xh/2=(b’−a’)/4α・(2
)なお金属板14′の、断面型状は、溶融高炉スラグの
流し込み高さhの位置の巾をb’ (m )とし、さら
1に溝15の下端(底)から上方に2h、下方にhの高
さを持っている。従って金属板14′の断面積B(、d
)は(3)式で表わされる。
阜=3.b’h   、            ・・
・(3)Aは(4)式のように近似できるので、AとB
の比  。
は(5)式で表わされる。
、 A ”’ bh               ・
・・(4)、A/B = b h/3.b’h = b
/3b’            ・・・(5)いま比
熱0.301.l/Kt・℃、比重3.0の溶融高炉ス
ラグを1500℃から600℃(平均)まで冷却し1.
一方金属板14′を銅製とすると、その比熱は0.09
17/Kf・℃、比重は9゜0、であり、100℃の水
槽中で冷却された金属板14′の温度を120℃(、平
均)、、ガラス質高炉スラグを排出する直前。
の金属板14′の温度を250℃(平均)とすると、(
6)式が成立し、これを整理すると(6′)式が得られ
る。 、            ・ (1500−600)”OXo、30W/Kg・’QX
 3.OX A m’〒(250−120)℃X0.0
9m、l/Kg・’(3X9.0XB−・・・(6)?
、8A= Bす麦わちA/B = 1/7.8    
   ・・・(6)(69式を、(5)式に代入すると
(7)式が得られる。
A/B=b/3b’=1/7.8すなわちb/b’ −
1/2.6・・・(7)金属板14′が構成する溝15
のピッチをW (am)とすれば、Wは(8)式で表わ
すことができる。
w=b+b’=b+ 2.6 b=3.6 b    
    −(8)いま回転ドラム4の巾をW(ト)とす
れば、回転ドラム4上の溝15の数N、は、(9)式で
表わすことができる。
No + 1 = 100OW/w = iooow/
3.6 b    −(9)NG>1であるから(9)
式は(10)式で近似できる。
NQ = 100OW/3.6 b= 278W/b 
         −(10)さて溝15に流し込まれ
た溶融高炉スラグがある温度(ここでは600℃)にな
って排出されるまでの冷却所要時間をT (see )
とすれば、一般に放物線側が成立し、(11)式で表わ
される。
昂=kb                ・・・(1
1)kは係数である。7字型をした溝15では、bが一
番厚い所なので、Tはbの部分の冷却速度で決まる。発
明者らの行った実験では、b = 6 amのとき、T
=5secとの結果が得られているので、(l])式に
この値を代入すると(121式にな、9kが求まる。
なお、556mmのとき、ガラス化率98%以上が得ら
れる。
ヘー1(X6   k−へ/6       ・・・(
121本発明において、溶融高炉スラグが回転ドラムの
最高位置付近で溝15に流し込まれ、ガラス質高炉スラ
グを回転ドラム4の最低部付近で排出するものとすると
、回転ドラム4の1回転に要する時間は2 T (se
e )である。従ってドラムの回転数をr (rpm)
とすれば、(13)式が成立する。
r = 60/2T= 3o/T−’?(k’l’)−
30X36/(5b’) −216/b’      
        ・・・(131ここで回転ドラム4の
直径をD(ハ)とすれば、装置の生産性P (t/j”
)は04)式で表わされる。
P−(1溝のスラグ断面積)×(ドラム周速度)×(溝
数)×(スラグ比重) = −X A X πDr x NG x 3.006 04)式で回転ドラム4の直径りと巾Wを、例えばD=
2m1W=2mと定め、さらに溝15の底の巾aおよび
、勾配αを定めると、生産性Pと溝15内のガラス質高
炉スラグの上端中すとの関係を求めることができる。
溝の底部に押板を用いる前述したような従来装置(特開
昭55−54026号公報参照)においては、使用状態
から見て、最も小にし壬も溝の底の巾は2簡程度は必要
である。−力木発明では押板がないので、溝15の底の
巾aを、2+w以下、例えば0.3〜0.6mにできる
D==2m、W=2mの回転ドラム4において、溝15
内のガラス質高炉スラグの排出を容易にするために、溝
15の勾配α”−100とし、溝15の底の巾aを、0
.5+mn、  1.0+nmにしたときに、溝15内
のガラス質高炉スラグの上端中すと、生産性Pとの関係
は、第5図に示すように計算するととができる。比較の
ために、D、Wおよびαを上記と同一にした回転ドラム
を使用し、且つ、溝の底の巾aを2叫にして、そこに押
板を設けた従来装置における、溝内のガラス質高炉スラ
グの上端中すと生産性Pとの関係の計算結果を、第5図
に合わせて示した。第5図かられかるように押板を用い
た溝ではb=3.5mm付近に生産性Pの最高値があり
、2.7 t/m  となる。一方押板のない溝では、
例えばB=Q、5wnではb = 0.9 mm付近で
P = 10.8t/IIII+が最高値となる。しか
し、この値は計算上得られるだけで、この状態が実現出
来るか否かは回転ドラム4の回転数を併せて検討しなけ
ればなら々い。bと回転ドラムの回転数との関係は(1
3)式に示す通りで、計算結果は下表の如くである。
表から分かるように、b = Q、9maでは回転ドラ
ムの回転数は、20 Orpm以上になり、溝中にスラ
グを注入することは不可能である。回転ドラムの周速を
考えると、1’ OOrPm以上は多くの問題点があり
、実用上は50 rpm以下が好ましい。am0.5諭
の溝の場合、b = 2.5 tanのとき回転ドラム
の回転数は34.5 rpmであるが、このときの生産
性Pは5.4t/mで、押板を用いる方式の最高値2.
7 t/−の丁度2倍になっている。またb=3.0m
m(a=0.5m+)ではドラム回転数は24 rpm
であるがこのときの生産性は4.6 t/―で押板方式
の最高値2.7 t/mの約1.7倍になっている。
次いで、本発明における溝の底の巾の数値限定理由につ
いて説明する。
銅および鋼を用いて第4図に示す通りの断面形状の板を
複数製作した。この板を組み合せて、第4図に示すaが
0.3 、0.5 、0.6 、0.7 、0.8(m
)とガるように溝15を形成した。そして、これら金属
板の温度を約120℃に予熱しておき、この溝15に溶
融高炉スラグをb=10(−になるように流し込んだと
ころ、溝15の底から溶融高炉スラグが流下したものと
しないものとがあった。結果を第1表に示す。
溶融高炉スラグが溝15の底から流下し、凝固すると、
これを流体噴射によって溝15から排出することは困難
である。このような溶融高炉スラ第  1  表 ○ニスラグが溝から流下しない。
×ニスラグが溝から流下した。
グの流下現象は、溶融高炉スラグの凝固と表面張力等で
決まるものであると考えられるので、本発明においては
、aは0.6−以下であることが好ましい。
次いで上述した溝15中で溶融高炉スラグを急冷、凝固
させて得られたガラス質高炉スラグを溝15中から排出
する実験を行った。排出するだめの流体としては空気と
水を第2表中の圧力で用いた。
結果を第2表に示す。
このように溝15中のガラス質高炉スラグは排第  2
  表 O印:排出できた。
出され、しかも、スラグを排出、した後の溝15は、空
気あるいは水で洗浄されたため、細かいスラグの破片等
が残ることがなかった。なお、aが0.3■未満では、
溝15中にガラス質高炉スラグを確1− 実に排出できるだけの岸力め流体を吹き込むことができ
ない。従つそ、本発明においては、a: ′0.3〜0
.6■が好ましい。
一方、第3図に示すように、溝15における、冷却部分
の上端中は、3〜8■が好ましい。3m未満では、溶融
高炉スラグを、溝15内に十分流し込むことができず、
一方、8閣金越えると、高いガラス化率を持ったガラス
質高炉スラグが得られない。なお、前記冷却部分の上端
中を6冒以下にすれば、極めて高いガラス化率を持った
プラス質高炉不ラグが得られる。          
・なお、第6図に示すように、回転ドラム4の最高位置
付近において、その内側に、金属部材14によって形成
された溝15の底に接して、開放された底を回転ドラム
4の最高位置付近にある間、一時的に塞ぐような円弧状
の板20(その支持は、前述した回転ドラム4内の流体
供給パイプに固定し次適当な支持手段(図示せず)によ
って行なわれる)を必要に応じて設けてもよい。
以上説明したように、この発明においては、溝の底を開
放し、・そこに流体を噴射するので、極めて確実安定に
、−内に得られたガラス質高炉スラグを外に排出するこ
とができる。しかも、押板等がいらないので設備も簡単
な構造にすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はガラス質高炉スラグの従来製造装置における溝
部分の断面図、第2図はこの発明にががるガラス質高炉
スラグの製造装置の1態様を示す概略構成図、第3図は
同装置における溝の断面図、第4図は同情の変形例を示
す断面図、第5図はガラス質高炉スラグの生産能率と溝
サイズとの関係を示す図、第6図はこの発明にかかるガ
ラス質高炉スラグの他の1態様の一部を示す概略図であ
る。 15・・・溝       16・・・ノズル出願人 
 日本鋼管株式会社 代理人   潮谷京津夫 (他2名) −23= ネ!囮 辣 二二 32− 、第6図 ・  ?!O

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)溶融高炉スラグを急冷、凝固してガラス質高炉ス
    ラグにするだめの、回転方向と平行する長さ方向を持っ
    た複数の溝を、金属部材によって外周表面上に形成した
    回転ドラムと、 前記回転ドラムを回転させるための駆動手段と、前記回
    転ドラムの上方に配置された、前記回転ドラムの最高位
    置付近において前記溝内に溶融高炉スラグを流し込むた
    めの供給手段と、前記溝内に得られたガラス質高炉スラ
    グを、前記溝から排出するための型抜手段と、 前記回転ドラムの前記金属部材を冷却するための冷却手
    段とを有し、 前記溝は、前記回転ドラムの外側から内側に向 1 一 つて次第に狭くなっているガラス質高炉スラグの製造装
    置において、 前記溝は、その底が前記回転ドラムの内側に開放されて
    おり、そして、前記溝は、溶融高炉スラグを導入するだ
    めの、前記回転ドラムの外側に向って拡がる導入部分と
    、溶融高炉スラグを急冷、凝固してガラス質高炉スラグ
    にするだめの、前記導入部分に続く、前記回転ドラムの
    内側に向って狭くなる冷却部分とからなっており、前記
    冷却部分は、3〜8mの上端中と、0.3〜0.611
    II++の下端中とを有しており、 前記型抜手段は、前記回転ドラムの内側に配置された、
    前記溝の底に向って流体を噴射して、前記溝内のガラス
    質高炉スラグを外部に排出するための流体噴射機構から
    なっていることを特徴とするガラス質高炉スラグの製造
    装置。
  2. (2)  前記冷却部分は、3〜6−の上端中を有して
    いることを特徴とする特許請求の範囲第(11項記載の
    ガラス質高炉スラグの製造装置。
JP57119875A 1982-07-12 1982-07-12 ガラス質高炉スラグの製造装置 Pending JPS5913004A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997043455A1 (de) * 1996-05-15 1997-11-20 Voest-Alpine Industrial Services Gmbh Verfahren zum kontinuierlichen herstellen einer glasartigen bzw. verglasten hochofenschlacke
CN115738135A (zh) * 2022-11-23 2023-03-07 山西省安装集团股份有限公司 一种升压站主变压器消防装置

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CN115738135B (zh) * 2022-11-23 2023-09-05 山西省安装集团股份有限公司 一种升压站主变压器消防装置

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