JPS5944579A - 溶融スラグの処理方法及びその装置 - Google Patents

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】 クの処理方法及びその装置に係り、特に、溶融スラグを
冷却固化するためｉＣ、水蒸気を含有するガスと高炭素
含有物とを混合した冷却ガスを月１いて、該冷却ガス中
の水蒸気か水系ガスに転換づ−る際に年する吸熱反応熱
を利用することｅ（より、売却効率か高く、冷却カス′
阻を低減てき省資倣・？１エネルキー効来が大きな溶融
スラグの処理力法及びその装置に関する。

従来の溶融スラグの処理方法としてｉｔ：　、酊＃！ｌ
！ス、ラフを噴水で造粒する水源方式，空気噴流て３１
１粒する風ｔ・ト方式及びドライピットに放流して固化
した後に破砕するドライピットカ式がある，、しかしな
がら、水源方式の場合に、多電の水を必要とし、設備が
大型で設備費及びランニンクコストか大きく、またタス
トの混入した水に≦気か多積に発生するため公害対策上
にも難点かある３３また、風評方式の場合にあっても、
空気て破砕冷却づるので、大量の圧縮空気か必要であり
、且つタスリーー飛散対策を委する。史に、ドライビー
ソー刊ー力式の場合には、スラグを放流し冷却するため
の大きなスペースか必要であり、また冷却水による黄水
の発生かあり分害ｆｆｊＪ題を惹起する等の問題点かあ
る。

そこて、本発明者は、これらの問題を解決すべく、ＣＯ
２を含有するガス中に高炭素包有物を混入させた冷却ガ
スを使用する風ど７ヅ式を提案した。

この方法りよ、冷却ガス中のＣＯ２とＣとの化学反応に
よりＣＯ２かｃｏ　　に転換する際に生ずる吸熱を利用
して溶融スラグを冷却固化−す′るもので、従来のノ’
ｆ！Ｌ　ン′：と方式より大幅に冷却ガス量を低減づ−
ることかてきる。しかし、コスト上、Ｃ０ｚｉ帛として
は燃焼炉の排ガスが使用さオーしるが、−排ガス中のＣ
０２含有Ｍに通常２０％以下であるため、冷却ガス知の
低減は未だ十分でなく、史に優れた方法が望ま才りる。

不発１ヅ■は、以上の従来の問題点を有効ｔｔｃ　ｉｔ
＋１４決すべく創案さ′ｉ’ｌたものであり、本発明の
目的は、水蒸気を含有するガスと高炭素含有物とを混合
して冷却ガス七し、高／品下においてこの冷却ガス中の
水蒸気と炭素か反応して水蒸気か水素ガスに転換フる際
に生ずる吸熱をオ］」用し、この冷却ガス噴流により浴
融スラグを冷却同化させるように構成して、冷却効率か
高く、伶却ガス搦を低減し得、省資海・省エネルギー及
びコンパクト化を推進し得る溶融スラグの処理方法及び
その装ｆ４．を提供１−ることにある。

以下妬木発明の好適一実施例を添令Ｊ図佃に従って詳述
う′る。

第１図において、１２は高炉であり、高炉１２には、こ
れからυ１出された溶融スラグ１３を固化する溶融スラ
グ固化装置９と、該固化装堝９からの固化高温スラグ１
４を冷却して固化低温スラグ１５とするための冷却塔１
６とか連設されスラグラインが構成されている。

また、溶融スラク固化装館９に冷却ガス５を供給するた
めに、蒸気ドラム２２２商炭素含有物洪給装−８との間
にＩｒＪ、然気」ｙ高置３が、また、高炭素含有物供給
装櫛８と固化装檻９との…」には冷却ガス噴流％３９が
それぞれ介設されており、蒸気取出管３には、供給装置
８に向って調圧弁１．（＆＠、　ｆＪ、ｌ整弁４が設け
られている。商炭素含翁物供給装島８は、蒸−気取出％
３を通ってきた水蒸気にコークス、木炭あるいは石炭等
の高炭素含有物の微粉を混入して冷却ガス５を生成し、
これを固化装面９に供給プるようになっている。更に、
浴融スラグ固化装置９には、これから導出された燃料ガ
ス１０を除塵器１１．ブロア２を介して高炉１２に導く
燃料ガス供給ラインが構成されている。

更に、冷却塔１６と廃熱ボイラ２ｏとの間には、冷却塔
１６の固化高温スラグ１４を冷却しその熱を回収するた
めに、空気１７．１７ａを循環沁せる循環ループか形成
さｔｌｌ、この循環ループには、ファン１８及び除＠器
１９が設けられている。また廃熱ボイラ２ＯＫは、これ
に水蒸気２１を流通させて加熱すべく蒸気ドラム２２が
連設さ肛ている。更に、廃熱ボイラ２ｏには、蒸気ドラ
ム２２から供給さｔ１加熱された過熱蒸気２１ａにより
、駆動される！く気タービン２４が接続さ才５蒸気ター
ビン２４には発電機２３が連結されている。

また、蒸気タービン２４にて使われた水蒸気を水２５に
戻すために、復水器２６が設けられ、復水器２６からの
水２５をポンプ２７を介して、廃熱水イラ２０に導き蒸
気２１にするラインおよび溶融スラグ固化装置９に導い
て高温水２８とし、この高温水２８を廃熱ボイラ２０に
碑くラインとがそｆｔそれ構成されている。

第２図は、浴融スラグ固化装置、９を示すものて、高炉
１２の出銑樋２９の出口下方に舵面ａれた浴融スラク受
け３０と、浴融スラグ１３を風砕する風砕室３１と、風
砕された固化面部スラク１４を適宜切出すゲート３２と
、ゲート３２下方を大気よシン〜ルするンール装置３３
とによりヨニに構成ｉ　ｔ′＋、でいる。溶融スラク受
け３ｏは、その１部よシ下方に延出ネれた出口ソール部
３５と、この出口ソール部３５を運転終了時にンールす
へく上下移動自在なストッパー３４とを備えており、出
１」シールｉη１３３５下端には溶融スラグ１３を複数
に分流さぜるためのスラグ流出孔３６が複数形成部れで
いる。

ＦＩｔ砕室３１は、出口ソール部３５およびスラグ流出
孔３６から流下する複数のスラグ流の外周を・包囲しそ
の下端か）風砕室３１内の適宜位１ｈまて延ひ゛、月一
つそのゴニグ１，１に卿（４）カ゛ス１ｏを導出する添
木ガスｔ１ｙ出に３７う律鵠、さ九た日動３８を備えで
Ｖる。また、風砕室３１１１４１１壁を貫通さぜ、風砕
室３１内に冷却ガス５を吹き込む冷却ガス（風砕カス）
導久盾３９がＵジけられ、また円ｋＪ３８下端の下方位
置に−、スラグ流を受けこれを案内しその上面が円３［
［面状のコーン４ｕが設けられ、更にコーン４０の下部
にはその外周から冷却ガス５をコーン４υ外Ｊｉ！ｉ：
１部に向けて吹き上けるノズル４１が設けられている３
゜ また、風砕室３１を区画する内周壁土部には、その内′
ｆ＋を潅水２５を通すための冷占ｊパイグ４２が配設さ
れた冷却盤４３が設けら７ばいる。冷却盤４３は、風砕
室３１の内周壁ＩＩ（沿って設けられた筒体υ（の中央
盤４３ａと、中央盤４３ａ上端より風砕壁３１内方に延
出さ］１、たフランジ状の上盤４３ｂと、中央盤４３ａ
下輻１より下方に向って漸次縮径さｔした載頭円琲嶋体
状の下盤４３ｃと〃・ら。

構成されている。

／−ル装置皓３３は、風砕室３１の下方にケートを包囲
するように形成したＴ端水−Ｊ、ｉ　ｌ）ツク゛４４と
１、　　、水封リンク４４を水留４５内の水４６内に没
入さぜることにより水封ン〜ルする／−ル体４７と、ソ
ール体４７に連結してソール体４７を昇降Ｊ−るフラン
ジ４８を備えた台車４９とから１１′ｒ成されでいる。

なお、浴融スラク固化装ｈ９は各出銑樋２９　Ｋ　１個
ずつ段歯さ１１．冷却塔１６及び廃熱ボイラ２０は全体
でそれぞれ１個設置づ゛る。また必要な場所には耐火イ
２が内張すされている。

次洗木実施例の作用についてＪホベる１、蒸気トラム２
２妙・らゑ（気取出惜３に取り出された水蒸気は、調圧
弁１にて調圧−され、流帛訴ｉ整弁４でＷｔ、ｌ−搦さ
れた後、高炭素含有物供給装尚８妊で微粉コークス等が
混入され冷却ガス５が生成さ才１、この冷却ガス５は冷
却ガス導入管３９を介しノズル４１よりｊ虱砕室３１内
に噴出される１つ一方、高炉１２から出た浴融スラグ１
３は、出銑樋２９を介して浴融スラク受け３０内に流入
づる。浴融スラク受け３０内に流入した＋　５００　Ｃ
程度の浴融スラグ１３は出ロンール部３５−１端のスラ
グ流１（ｊ孔３６よシ複数に分流され（円筒３８内を上
昇する冷却ガス５ないし燃料ガス１０との接触面積を増
大し熱７９Ｓ換を向上忌せるため）ミコー７４０上にび
シートづ゛る。このｒ＝Ｉ　Ｉｆこ浴融スラグ１３の温
度は約１　：３　（１０Ｕ才で低下する。

そして、コーン４０上で円錐筒体状の流れとなった帛融
スラク１３Ｉｉコーン４０の外周よＱ流下する際に、ノ
ズル４１から噴出される冷却ガス５により風砕され吹き
上げられる。冷却ガス５の噴θＩＬにより吹き上けられ
た浴融スラグ５は冷却盤４３の上盤４３ｂ下１７ｉＪＫ
轟Ｊ＆Ｌ上盤４３ｂにて下向きに転回され、中央盤４３
ａＶｃ沿って流下し、更に下盤４３ｃを滑降し冷却され
固化されて約１０　（１０Ｃの固化高部スラグ１４の粒
子となって風砕室３１の下部に溜る６゜ ノズル４１より［導出した冷却ガス５は、浴ｈす１スラ
ク１３の風砕時及び円筒３８内での上列１時に高温の浴
Ｍす１スラク１３と直接熱９換することにより高温化さ
ｔ′＋　を冷却ガス内の水蒸気（Ｈ２Ｏ）ば］：式によ
りＨ２に化学変化し、冷却カス５は燃料ガス１０となっ
て燃料ガス取出管３７より棺り出され、除塵器１１によ
り除塵され、シ゛ロア２にょ９ケ１バーされて高Ｐ１，
２に吹き込まれる。

Ｃ＋Ｈ２０−＋　Ｈ２＋ＣＯ２８，８ＫｃａｔＣ＋２Ｈ
ｚＯ−＋２Ｈｚ＋ＣＯ２−１８，７Ｊ（ｃａｔ上記反応
は激しい吸熱反応であるのて、？１丁加力ス５として単
なる空気を使用する場合には空気の顕熱を利用するたけ
であるが、この方法でａ、冷却ガス５の顕熱は勿論のこ
と、こ才１よりもずっと大きな吸熱反応の反応熱を利用
して溶融スラグ１３を冷却しているので、冷却効率が１
５り、短時計１のうちに急速冷却し得、また人幅妊使用
する冷却ガス量を減少づ−ることかできる。従って冷却
能力か増大され、また運転コストを低減し装面の小型化
を４１Ａ　；ｆへし、得る１、史に、冷却ガスとしてＣ
Ｏ２とＣとの混合ガスを使用した場合にｉｄ、通常ＣＯ
２源は燃焼排ガスであり、排ガス中のＣ０２腋は２　Ｆ
＋几程度であるため、上記吸熱効果幻、十分Ｖ（発挿さ
Ｊ’Ｌないか、本発明でＪは′、水蒸気ケ用いでいるの
で薗単に月つ安価に１００兄の水か気か得られるので、
十分な吸熱効果を奏プることかてきる。

また、冷却ガス５の噴流により吹き上すた浴融スラク１
３を冷却盤４３沈て転回ないし反転させているため、溶
り虫スラク１３と／省去ＩＪ盤４３とのＪ妾触面積か増
大するので、冷却効果か筒く風砕室３１をコンパクトな
ものにすることかできる。

ハ（砕室３１内に適用の固化室７１Ｗ１スラク１４゛か
溜ったら、／リフタ４８によりシール体４７を下降ネぜ
て台車４９を水平移８１Ｉ７Ｉセぜた抜、ケート３２を
開き同化茜温スラク１４を］般送車に切り出し、冷却塔
１６１／こ搬送フ′る。冷却塔１６において固化室を晶
スラク１４は、約１５０Ｃの空気１７と接触して冷却さ
れ、約２５０　Ｃの同化低温スラク１５となって排出さ
れる。。

一方、固化高温スラク１４との熱交換Ｖこより８００Ｃ
程度となった高部のりと気１７ａｉｄ’、除塵暑：導１
９により除塵されて廃熱ボイラ２０に入り、熱’ｔｋし
てファン１８に戻る３、ホンダ２７により廃熱ボイラ２
０に送ら才゛した水２５は廃熱ボイラ２０で加熱され水
蒸気２１となりに」く気トラノ・２２を介して角ひ廃熱
ボイラ２０に送らｔｒ、過を大蒸気２１ａとなって蒸気
ターピン２４に込らノ１−１発電様２３を回し、復水器
２６で水２５１’Ｃなってホンダ２７処戻る。またホン
ダ２７より吐出いノ［た水２５の一部は、浴融スラク同
化装面９の冷却盤４３内のと１１囚ｊパイプ４２内を辿
ってｉｔ、７却盤４３を冷却し、引７．Ｗ１されて高温
水２８となり廃熱水イラ２０に送られて水蒸気２１とな
る１、このようにして、ｂ醐１スラク１３を冷却処理し
た隙に回収した熱は発電用として有効に利ｎ１されるこ
とになる。。

なお、」二記実施例にあっては、々〒融ススラ固化装蝕
９にて冷却ガス５より生成さ′ｉ１．たガス（燃ｔ′−
１ガス１０）を還元セ１．の燃ｒｌとしで尚炉１２等の
燃焼炉に使用するものであるが、州別ガス１０（ハ）、
単なる還元剤としでも使用できる４、また、／′ｉ）却
ガフ５幻、その中の水蒸気か１００％のものたり゛でｆ
、工く、水蒸気含有量が多いガスで、あれｄよい、。

以上級するに、本発明によ！１．は、次のようｔ「優れ
た効果を発揮１−ることかできる１゜（１）　　８２０
とＣとの化学反応の際の吸熱を利用しているので、冷却
効果が尚く、急速冷却ができ冷却能力をｊ・ｕ大できる
。

（２）　　また、頭熱のみならす吸熱反応の反応熱を利
用しているため、冷却のための冷却カス量を大幅に減少
し得る。史に、ＣＯ２とＣとの吸熱反応をオリ用する場
合には、通當Ｃ０２ｔ？は燃焼炉の刊ガスをイ９２用し
、排ガス中のＣＯ２量は２０％以下なので、上記吸熱反
応による冷却効果か十分に得られないか、本発明ては水
蒸気を用いているため、簡単かつ安価に１００％あるい
はそれＶこ近い水蒸気が得らｆ’Ｌるので、吸熱反応効
果を有効ンご発揮し得、ＣＯ２利用の場合より史に冷却
ガス１着を減少できる。従って装置のランニンクコスト
を太幅ＶＣ低減できると共に装面のコンパクト化か図才
ｊる。

（３）　冷却ガスとして使用した水蒸気を安価な微粉コ
ークス等の高炭素含有物により高７１１１′、の燃料カ
スに転換でき、省エネルキー効果が太きい。

（４）月二記燃料ガスを高炉に吹き込む場合にはガス中
のＣＯおよびＨ２が還元剤として作用するため、高価な
高炉装入用コークスの使用石を減少できる。

（５）冷却ガス量が少なく容易にクローズトンステムが
実現でき、大気中へのタストや水蒸気の放散を防止し得
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る装置を含む浴Ｍ１１！スラク°処
理ンスデムの一実施例を示す概略系統図、第２図は第１
図の溶融スラク固化装血、の拡犬縦ｉ０１面図である。 図中、３は蒸気取出囁・、５は冷肩ｊガス、８は高炭素
含有物供給装尚、９は溶融スラク固化装面、１２は高炉
、１３は浴融スラク、１４はｂｊ化ｌｂ昌ススラ、１５
は固化低温スラク、１６は冷却塔、２１は水蒸気、２２
は蒸気ドラム、３１は風砕室、３９は冷却ガス導入管、
４１はノズル、４３に−ｄ丁動盤である。 特許出願人　石川島播磨重工業林代会ｃに代理人弁理士
　　絹　谷　信　〃１ 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　水蒸気を含有するガスと高炭素含有物とを混合して
   冷却ガスとし、該冷却ガス中の水蒸気と炭素との化学反
   応により、水蒸気か水素ガスに転換する際に生ずる吸熱
   を利用して、］−記全冷却ガス流により溶融スラグを冷
   却固化さぜることを特徴とする溶融スラグの処理力　θ
   く１． ２　水Ｉく気を供給する水蒸気発生装渦と、高炭素含有
   物を供給づ゛る高炭素含有物供給装渦と、上記水蒸気発
   生装置からの水蒸気と上記高炭素含イイ物供紛装渦から
   の高炭素含有物とを混合した冷却ガスの１道流によシ溶
   融スラクの風砕を行なう浴融スラグ固化装置と全備えた
   ことをｑ″１′徴とする溶融スラグの処理装置。