JPS63100924A - 密閉容器への溶融物注入方法及び注入装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、溶融物を密閉容器に装入する際に空気を巻き
込むことなく、注入流が受入れノズルの内面や容器内面
に触れることなく、密閉容器に溶融物を注入する方法及
び装置に係り、特に高炉で副生した熔融スラグを液状の
ままで不活性ガス雰囲気に保たれた電気炉等の加熱炉に
注入する方法及び装置に関する。

〔従来の技術〕

製鉄所の高炉から多量に副生する溶融状のスラグは、水
で急冷破砕して水砕スラグに加工したものを高炉セメン
ト、セメント混合材、地盤改良材。

コンクリート骨材等として利用している。また、このス
ラグを広大な敷地に放流し、冷却してスラグ砕石（徐冷
スラグ）に加工したものを、路盤材。

骨材、埋立資材等の用途の外に、ロックウール原料とし
て利用されている。

高炉スラグがらロックウールを製造する従来の方法にお
いては、スラグ砕石に必要に応じて珪石等の成分３１ｆ
ｌ整材を添加し、電気炉、キュポラ等の溶融炉で再７容
融し、得られた溶融物を製綿機に供給し、遠心力及び／
又は圧力空気、スチーム等の流体圧力でｔｌｊ　Ｘ’、
’ｌＬ化している。

この方法によるとき、原料としてスラグ砕石を使用して
いるので、原料の輸送や貯蔵が容易である。また、珪石
等の副原料の添加が常温の大気雲囲気で行われるため、
ロックウールにするための成分調整も容易である。しか
し、高炉から排出された熔融スラグを一旦固化した後で
再溶融しているため、高炉から持ち出された真人な熱量
は、利用されないまま廃棄されている。

そこで、省エネルギーの観点から、高温の溶融スラグを
電気炉等の加熱炉に直接装入し、加熱炉内で成分調整及
び温度調整を行った後、製綿機に供給する方法が最近注
目されている。この方法によるとき、溶融スラグを電気
炉で僅かに加熱し、成分調整材を融解させるだけのエネ
ルギー消費ですむので、従来方法に比較して多大なエネ
ルギーを節約することができる。

しかし、高炉のスラグ排出作業は、数時間毎に行われる
間歇的なものである。また、鍋車により輸送された溶融
スラグは、貯蔵しておくと冷却して固化するため、加熱
炉への装入も間歇的にならざるを得ない。

一方、熔融スラグは強い塩基性であり種々の酸化物系耐
火物に対して侵食性が強いため、電気炉内部は黒鉛又は
炭素系耐火物により加熱炉の内壁を構築している。した
がって、加熱炉の内部に空気が侵入するとき、内張の黒
鉛又は炭素系耐火物が酸化消耗する。また、？′８融ス
ラスラグ度が少し低い個所に接触すると固化して流動障
害となる傾向が強く、この固化した塊が炉内に落下する
と電極折損等の原因になる。

そこで、補助タンデイツシュの液面を検知しながら鍋を
傾動させることにより鍋中の溶融物を補助タンデイツシ
ュに注入し、補助タンデイツシュの液面を一定にしてタ
ンデイツシュへの流量を一定にし、タンデイツシュから
回転円盤式製綿機の円の中心に溶融物を供給して繊維化
する方法が特開昭５１−８８７２８号公報で紹介されて
いる。

この方法におけるタンデイツシュは、カーボンのような
熱伝導性及び電気伝導性の良好な材料によって構成する
と、特開昭５１−８８７２８号公報で記載している。し
かし、このタンデイツシュを不活性ガス雰囲気内におい
て空気から遮断する思想はなく、また、鍋から補助タン
デイツシュの間ではなく、タンデイツシュと円盤との間
を通電加熱することにより、スラグ凝固の対策としてい
る。

また、特開昭５６−１１３３３５号公報には、炭素を基
礎とした耐火被覆を施した電気炉に溶融物を入れて、炉
内を中性ガス（窒素、アルゴン）又は還元ガス雰囲気に
維持する方法が記載されている。しかし、液体原料の装
入は、炉内液面上に負圧を生じさせて、黒鉛の気密管を
通じて吸引することにより行われるものである。また、
本出願人等は、先に特開昭５９−１８９２８４号公報に
おいて、排出口から密閉容器内に空気の流入を防止する
装置を提案した。

しかし、これらの装置によるときには、ｉｌＭするよう
な問題点があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

溶融スラグは、強い塩基性であり、大多数の耐火物に対
して強い侵食性を示す。そのため、溶融炉内部には、耐
スラグ侵食性に優れた黒鉛又は炭素系耐火物を使用して
いる。この黒鉛又は炭素系耐火物は、耐熱性、耐食性に
優れているものの、空気等の酸素含有気体に対しては酸
化消耗する欠点がある。この酸化消耗を防ぐため、炉内
を不活性ガス雰囲気にする必要がある。そして、この不
活性ガス雰囲気に原料溶融物を装入する際に、空気を巻
き込まないように行う必要がある。

この点、特開昭５６−１１３３３５号公報に記載されて
いるように、炉内を負圧として黒鉛の気密管により吸引
することは、一つの解決策である。しかしこの場合には
、容器を文字通り気密にする必要がある。また、処理済
みスラグの排出も、液面上のガス圧を割筒して行うこと
を前捉にしている。したがって、この方法によるとき、
加圧、減圧装置及びその制御装置を別途装備しなけらば
ならないために、全体システムが大型化且つ複雑化する
と共に、電気炉を気密且つ耐圧構造にしなければならな
い難点がある。

出願人等は、また特開昭５９−１８９２８４号公報にお
いて、排出口から密閉容器内に空気の流入を防止する注
入方法及び装置を提供した。この装置においては、容器
の側面に排出口を開閉する昇降ゲートを設け、このゲー
トを上下動させ、その開口の上端部が受器中の溶融物の
表面レベルより下方に位置するように制御する。そのた
めに、溶融物がこの開口の対向面に衝突し、侵食や髪固
を起こしやすい難点があった。

本発明は、このような問題を解決するために案出された
ものであり、溶融物の排出を溶融物鍋の傾動により又は
下部の開口を介して行う場合、鍋等の大気解放のもとに
輸送されてきた溶融物に空気を巻き込むことなく、また
装入時に溶融物が容器の受入れ口の壁面や容器に衝突し
侵食、凝固等を起こすことのない注入方法及び注入装置
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〕

本発明の溶融物注入方法は、その目的を達成するために
、底部に排出口を備えた〆容融吻受器を密閉容器の受入
れ口に密閉状態で載置し、前記排出口が露出しないよう
に前記溶融物受器の内部にある溶融物のレベルをストッ
パーの上下動により調整しながら溶融物鍋内の溶融物を
前記溶融物受器を介して前記密閉容器内に注入すること
を特徴とする。

また、そのために使用する溶融物注入装置は、底部に排
出口を備えた漏斗形状の溶融物受器を、前記排出口が実
質的に垂直となるように密閉容器の上部にｉａ置し、前
記排出口より充分に大きな口径の受入れ口を前記密閉容
器に設け、前記排出口を前記密閉容器の受入れ口に気密
状態に載置し、前記排出口に上下方向に昇降可能なスト
ッパーを設け、前記受器に溶融物を注入する溶融物鍋を
配置してなることを特徴とする。

溶融物受器の底部に設けた実質的に垂直な排出口、密閉
容器の上部に設けた実質的に垂直な密閉容器の受入れ口
及び排出口に設けた上下方向に昇降可能なストッパーは
、共に注入流が密閉容器の受入れ口壁面及び内部の壁面
に接触することなく、密閉容器内の溶融物に注入するた
めに必要である。

そこで、密閉容器の受入れ口を、熔融物受器の排出口よ
り充分に大きな口径にしている。ここでいう充分に大き
な口径とは、溶融物受器の排出口による流れの乱れを考
慮に入れて、なお且つ密閉容器の受入れ口の壁面に接触
しない程度のものをいう。通常、排出口の最大口径部の
２倍以上、好ましくは３倍以上の口径とする。

溶融物受器を容器の受入れ口に気密状態に載置するとは
、たとえば溶融物受器と密閉容器の受入れ口を接続する
フランジ間に耐熱性、柔軟性のあるパツキンを装着し、
炉内からの不活性ガスの流出１注入流のエゼクタ効果に
よる空気の流入等を防止することを意味する。特に、溶
融物の注入が終了した後、駆動機構等を用いて溶融物受
器を転倒させて、溶融物受器に残った凝固物を排出する
場合には、密閉容器の受入れ口の途中に口径の大きなス
ライド弁（図示せず）を設け、密閉容器内の不・活性ガ
スの流出を防止することが好ましい。この場合、溶融物
受器のフランジと密閉容器の受入れ口のフランジとの離
着に対応できるパツキンを装着させる必要がある。また
、密閉容器内を、常圧にほぼ近く空気が侵入しない程度
の正圧をもつ不活性ガス雰囲気とし、不活性ガスが少量
づつ外部に流出するようにすることが、その内部を所定
の雰囲気に維持する上で好ましい。

溶融物受器に溶融物を装入する作業は、第１０に示すよ
うな傾動装置を備えた鍋車上に載置した鍋を傾動させ、
このとき溶融物受器中の液面を見ながらその傾動を制御
する方式が採用される。また、溶融物受器内の液面を検
知する手段により、鍋車の傾動を自動制御することもで
きる。また、鍋をクレーン等で吊り、傾動注入してもよ
く、底面にスライディングノズルを備えた鍋を介して７
容融物受器に注入する方式も採用できる。

この溶融物の注入に伴う空気の巻き込みを防ぐには、ス
トッパーを閉止状態にして、溶１蝕吻を禍からｉ＄　Ｅ
’Ｅ物受器に流入させ、密閉容器内のあるレベルまで溶
融物が貯溜したときにストッパーを開き、この液面レベ
ルを維持するように引続き溶融物を鍋から溶融物受器に
流入させる。もし、何等かの原因によって鍋からの溶融
物の流入量が減少したときには、ストッパーにより注入
流を絞る。

また、鍋からの注入が止まったときは、スト、バーを閉
止して空気が密閉容器内へ流入することを防止する。

〔実施例〕

以下、図面に示した実施例により、本発明の特徴を具体
的に説明する。

第１図は、本実施例における注入装置の一例を立面図で
示したものである。

溶融初編１は、密閉容器４に向かって前進又は後退でき
るように、傾１装置１１を備えた鍋車２上にＲ置されて
いる。そして、傾動装置１１により溶融初編１を傾動さ
せて、溶融初編１内にある溶融物を？８融物受器３へ流
入させる。この溶融物が熔融物受器３内に所定レベルま
で貯溜されたとき、ストッパー８を上方に引き上げ、密
閉容器４に溶融物を注入する作業が開始される。このと
き、溶融物受器３内の液面が一定に維持されるように、
溶融物を熔融初編１から溶融物受器３に引続いて流入さ
せる。

第２図は、溶融物受器と密閉容器の受入れ口との関係を
示す垂直断面図で示したものである。

密閉容器４は、溶融スラグからロックウールを製造する
ものとしては、加熱機構、副原料装入機構、攪拌機構等
を備えた炉であり、通常は電気炉が使用される。この密
閉容器４の上部には受入れロアが設けられており、受入
れロアの上方はフランジとなっている。

凝固物除去のために溶融物受器３を傾動機構（図示せず
）により傾動するときには、密閉容器４の受入れロアに
スライド弁等の仕切弁（図示せず）を入れ、炉内からの
不活性ガスの放出及び炉内への空気の流入を防止する。

溶融物受器３の下部には排出口５が設けられている。密
閉容器４の受入れロアの口径は、この排出口５の最大径
の３．４倍となっている。また、この排出口５を取り囲
むように溶融物受器３にフランジ６が設けられており、
このフランジ６は、密閉容器４の上部にある受入れロア
の上端に密着配置される。

更に、７８融吻受器３の内部にはストッパー８が駆動機
構１０により上下動自在に設けられており、このストッ
パー８の先端にある小径部９で排出口５が閉塞される。

このような溶融物受器３を使用して、次の手順により溶
融初編１から密閉容器４に溶融物を移し代える。なお、
以下の説明では、溶融物として溶融スラグを取り扱った
ことを例としている。

まず、ン容融物ｔｆ６１を（頃け、ン容融スラグを７容
融吻受器３に注入する。そして、溶融物受器３の下部に
ある排出口５が溶融スラグによってシールされたことを
フォトセンサー等の適宜の検知手段により検出し、その
検出信号を駆動機構１０に送る。なお、この検出信号を
、排出口５上方の適宜の位置に溶融スラグが達したこと
を検知した結果の信号とするとき、排出口５の溶融スラ
グによるシールが一層確実に行われる。

前記の検出信号を受けた駆動機構１０は、ストッパー８
を上昇させる。これにより、排出口５が解放され、溶融
物受器３内の熔融スラグが密閉容器４内に注入される。

密閉容器４内への溶融スラグの注入が！！続されると、
溶融物受器３内にある溶融スラグのレベルが下がる。そ
こで、排出口５が露出する前に、ストッパー８を降下さ
せて排出口５を閉塞し、；・容器スラグの流出を止める
。そして、溶融初編１から一定量の溶融スラグが溶融物
受器３に注入され、排出口５から充分な高さだけ溶融物
受器３内に溶融スラグが蓄えられたときに、再度ストッ
パー８を上昇させることにより、溶融スラグの注入を再
開する。このように、溶融スラグのレベルに応じてスト
ッパー８の上下動を繰り返すことにより、溶融物受器３
と密閉容器４との間の接続部を溶融スラグによりシール
しながら、密閉容器・ｔへのｔ容器スラグの注入を継続
する。

密閉容器４内に所定量のｌ界磁スラグが注入されると、
溶融初編１を復元させ、７８融物鍋１から溶融物受器３
への溶融スラグの注入を停止する。そして、溶融物受器
３内にある７８融スラグのレベルを検出しながら、その
レヘルが排出口５より上方にある状態でストッパー８を
降下させることにより、密閉容器４内への溶融スラグの
注入を停止する。

なお、以上の例においては、先端部に小径部９が設けら
れたストッパー８を使用して？容器スラグの流出及びそ
の停止を行うことによって、溶融物受器３内にある溶融
スラグのレベルを制御している。しかし、これに拘束さ
れることなく、ストッパー８の上下動により流出する溶
融スラグを量的に制御することが可能なタイプ、たとえ
ばニードルタイプのストッパーを使用することもできる
。

このように、本例においては、溶融初編１から溶融物受
器３に流出する溶融スラグの流量を制御することなく、
ストッパー８の上下動により常に一定範囲の溶融スラグ
が溶融物受器３内に蓄えられるようにしている。これに
より、ノ容融物受器３と密閉容器４１との間の接続部が
大気に露呈することがないので、７容融スラグの圧入に
伴って密閉容器４内に大気が侵入することが防止される
。その結果、密閉容器４内を、非酸化性の雰囲気に維持
することが確実となる。

〔作用〕

このように、溶融物を溶融初編１から溶融物受器３を経
て密閉容器４に注入するとき、常に／８融吻受器３に熔
融物を貯留した状態で注入作業が行われる。そして、溶
融初編１からの溶融物の流入が減少又は停止したときに
は、溶融物受器３から密閉容器４への流入量をストッパ
ー８により制？１１１する。このようにして、常に溶融
物受器３と密閉容器４との接続部が溶融物により覆われ
ているので、注入中の空気の巻き込みを完全に防止する
ことができる。

また、熔融物受器３の下部に設けた排出口５は垂直下方
に延びており、ストッパー８も上下方向に昇降するので
、溶融物受器３から流出する溶融物は垂直に上から下に
流下する。そして、密閉容器４の受入れロアも垂直にな
っている上に、その内径が溶融物受器３の排出口５より
も充分に大きな口径となっていることから、注入流が密
閉容器４の受入れロアや器壁に衝突したり、表面を流下
したりすることによって、密閉容器４を侵食するおそれ
がない。また、密閉容器４の壁に当たり冷却固化し、そ
の６塊が落下して密閉容器４内で電極や攪拌用ガス吹込
管に衝突して折損させる等の事故を未然に防止できる。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明によるとき、加熱炉を大
気圧より僅かに高い不活性ガス正圧に保持して、空気の
流入を防止し、内部炭素質耐火物の保全を図った加熱炉
に溶融物を溶融初編から注入する場合に、空気の巻き込
み流入を完全に防止することができる。また、注入流は
密閉容器の受入れ口の壁面や容器壁面に１１突したり、
表面を摩耗流下することなく、直接内部の溶融物浴中に
流入するので、壁面の侵食を防止することが可能となる
。すなわち、７容融物が壁面に接触すると冷却されて塊
状の凝固物となり、これが後続する熱流によって落下し
て密閉容器内に浮遊し、電極等の折損事故を起こすこと
があるが、本発明にあっては、このような事故が未然に
防止され、内部を非酸化性雰囲気に確実に維持した状態
で操業を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の圧入装置の立面図であり、第２
図はその実施例における熔融物受器及び密閉容器の受入
れ口を示す垂直断面図である。 特許出願人　　新日本製鐵株式會社（ほか１名）代　理
　人　　小　　堀　　　　益（ほか２名）第（図 １　：　ｉｒ’／融物鍋 ２初編Ｌ−ＩＥ ３：熔融物受器 ４：密閉容コ ８：ストッパー １１、；？ｆｉ動装置 第２図 ３：熔１コ上物受器 ４：密閉界Ｚ３ ５：排出口 ６：フランジ ７：受入れ口 ８ニスドアバー ９：小壜部 １０：駆動ｉ！１１晶 手　　続　　補　　正　　書 １．事件の表示 昭和６１年特　許　願第２３３９３４号２、発明の名称 密閉容器への溶融物注入方法及び注入装置３、補正をす
る者 事件との関係　　　特許出願人 住　所　　　　東京都千代田区大手町２丁目６番３号氏
　名　　　（６６５）新日本製鐵株式會社（ほか１名）
代表者　　　　武　１）　　豊 ４、代理人 す細帯 ６４　　補正の内容

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、底部に排出口を備えた溶融物受器を密閉容器の受入
   れ口に密閉状態で載置し、前記排出口が露出しないよう
   に前記溶融物受器の内部にある溶融物のレベルをストッ
   パーの上下動により調整しながら溶融物鍋内の溶融物を
   前記溶融物受器を介して前記密閉容器内に注入すること
   を特徴とする密閉容器への溶融物注入方法。 ２、底部に排出口を備えた漏斗形状の溶融物受器を、前
   記排出口が実質的に垂直となるように密閉容器の上部に
   載置し、前記排出口より充分に大きな口径の受入れ口を
   前記密閉容器に設け、前記排出口を前記密閉容器の受入
   れ口に気密状態に載置し、前記排出口に上下方向に昇降
   可能なストッパーを設け、前記受器に溶融物を注入する
   溶融物鍋を配置してなることを特徴とする密閉容器への
   溶融物注入装置。