JP6020262B2 - スラグ処理用ホッパー - Google Patents

Description

本発明は、製鋼工程などから排出される高温状態にあるスラグの処理設備に使用されるスラグ処理用ホッパーに関するものである。

製鋼工程などから排出される高温のスラグ中には地金が混入しているため、振動グリズリーを用いて篩分けを行い地金を回収している。振動グリズリーを通過して落下したスラグ粒はホッパーに落下し、その下端に形成された下部フランジを通じて下部の振動フィーダに落下し、後工程へ送り出されている。

このスラグ処理用ホッパーの下部フランジは、例えば特許文献１に示すように鉄皮の内面にキャスタブル耐火物を内張りした構造となっている。しかし８００〜１２５０℃程度の高温状態にあるスラグが次々と落下してくるために比較的短期間で耐火物が脱落し、下部フランジを構成する鉄皮まで溶損することがあった。この状態となるとホッパーから落下したスラグの一部が振動フィーダの側方に漏れ出すこととなり、スラグ処理用設備全体が操業不可能となる。このため頻繁に耐火物の補修を行う必要があるが、そのためにはスラグの処理設備を停止してホッパーの上部構造をレッカー等で吊り上げねばならず、多くの工数と時間を要するという問題があった。

特開２０１２−６７３７３号公報

従って本発明の目的は上記した従来の問題点を解決し、特に耐火物が脱落し易い下部フランジの耐久性を向上させ、耐火物の補修間隔を従来よりも大幅に延長したスラグ処理用ホッパーを提供することである。

上記の課題を解決するために、本発明者らはスラグ処理用ホッパーの下部フランジにおける耐火物落下の原因を調査検討した結果、８００〜１２５０℃程度の高温状態にあるスラグからの入熱により下部フランジの金物が変形し、この変形によって耐火物が剥離し、振動によって脱落することが判明した。

このため下部フランジの金物を水冷することも提案された。しかしもし冷却水配管がスラグとの接触により損耗してホッパー内部への水漏れが生じた場合には水蒸気爆発を招くおそれがあると考えられていたため、スラグ処理用ホッパーの下部フランジを水冷構造とすることは安全上の観点からこれまで試みられたことがなかった。

しかし本発明者らは試験を繰り返した結果、ホッパー内部への水漏れが生じて水蒸気化した場合にも、ホッパー内部のスラグ粒間には十分な隙間があり、水蒸気を大気中に逃がすことができるため、水蒸気爆発には至らないことを確認した。すなわち、水蒸気爆発は密閉された空間内で水蒸気が発生した場合の発生するものであり、ホッパー下部のスラグ粒は一見すると集合状態にあるものの、密閉空間を形成するものではないことを確認した。

本発明は上記の知見に基づいて完成されたものであり、高温状態にあるスラグを受けるホッパー本体の下端に形成された下部フランジを、キャスタブル耐火物の内部に冷却水配管を埋設した水冷構造とするとともに、この冷却水配管の外面にスタッド金具を突設し、キャスタブル耐火物との接触面積を増加させたことを特徴とするものである。

なお、前記冷却水配管を上下に複数段形成した構造とすることが好ましく、スタッド金具がＹ字スタッドであることが好ましい。また前記冷却水配管が、下部フランジの全周を囲む四角枠状のものであることが好ましい

本発明のスラグ処理用ホッパーは、その下部フランジをキャスタブル耐火物の内部に冷却水配管を埋設した水冷構造とするとともに、この冷却水配管の外面にスタッド金具を突設し、キャスタブル耐火物との接触面積を増加させたものである。この構造によりキャスタブル耐火物及び下部フランジの金物を効率よく冷却することができるので、従来のように部フランジの金物が変形し、この変形によって耐火物が剥離することを防止することができる。この結果、使用寿命を従来の１０倍程度まで大幅に延長することができ、その実用上の効果は絶大である。

またキャスタブル耐火物が摩耗して冷却水配管が露出し、水漏れに至った場合にも水蒸気はスラグ粒の間隙からホッパーの上部に抜けるため、水蒸気爆発を招くことはない。なおこの状態は目視により直ちに発見することができるので、もし水蒸気の発生が確認された場合には運転を停止して補修すればよい。

スラグ処理用ホッパーの全体図である。 下部フランジの水平断面図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。

以下に本発明の実施形態を説明する。
図１はスラグ処理用ホッパーの全体図であり、１はホッパー本体、２はその下端の下部フランジである。ホッパー本体１は鉄皮３の内面にキャスタブル耐火物４を内張りした構造である。前記したようにホッパー本体１の上方には振動グリズリー（図示せず）が設置されており、製鋼工程などから排出される８００〜１２５０℃程度の加熱状態にあるスラグを篩分けし、スラグ中に混在している地金を回収している。

振動グリズリーのグリズリーバーの隙間から落下したスラグ粒はホッパー本体１内に落下し、下部フランジ２を通じてその下部に設置された振動フィーダ（図示せず）に排出され、次工程に送られる。なお、振動グリズリーのグリズリーバーの隙間は５０ｍｍ程度に設定されているので、それよりも小径のスラグのみがホッパー本体１内に落下することとなる。

図２、図３に示すように、下部フランジ２はその内部に冷却水配管５を備えている。図示のように冷却水配管５は上下方向に複数段配置することが好ましく、この実施形態では上下２段に配置されているが、さらに段数を増加させても差し支えない。各冷却水配管５は図２に示すように下部フランジ２の全周を冷却することができるように四角枠状に形成され、その一端に給水口６と排水口７とが形成されている。冷却水配管５の材質は特に限定されるものではなく、例えばＪＩＳ Ｇ ３４５４のＳＴＰＧ（配管用鋼管）とすることができる。尚、下部フランジの形状が図２の四角でなく、四角超の多角（例えば六角）、円、楕円の場合には、冷却水配管は下部フランジの全周が冷却できるように四角超の多角（例えば六角）状、円状、楕円状にしてもかまわない。

各冷却水配管５の外面には、多数のスタッド金具８が所定ピッチで突設されている。スタッド金具８としては図示のようなＹ字スタッドが好ましく、その基部は冷却水配管５の外周面に溶接されている。そしてスタッド金具８に保持させるように、冷却水配管５の外側にキャスタブル耐火物９が形成されている。スタッド金具８はキャスタブル耐火物９の保持力を高めるのみならず、キャスタブル耐火物９との接触面積を増加させて冷却効果を高めることができる。特にスタッド金具８としてＹ字スタッドを用いれば、その先端がＹ字条に開いているためこれらの効果をより高めることができる。なおスタッド金具８の材質は例えばステンレス鋼である。

なお上側の冷却水配管５のＹ字スタッドと下側の冷却水配管５のＹ字スタッドとは、ピッチを同一としてＹ字の向きを直交させておくことが好ましい。すなわち上側のＹ字面が横向きであれば下側のＹ字面を縦向きとし、キャスタブル耐火物９の保持力を高めておくことが好ましい。キャスタブル耐火物９の表面は露出しており、ホッパー本体１のような鉄皮３は設けられていない。

キャスタブル耐火物９の種類は特に限定されるものではなく、例えばアルミナ質耐火物を用いることができるが、アルミナ質耐火物中のＣａＯの含有率は、スラグと反応するおそれがあるため１０質量％未満としておくことが好ましい。

このように構成された本発明のスラグ処理用ホッパーは、従来と同様に８００〜１２５０℃程度の高温状態にあるスラグを下部フランジ２を通じてその下部に設置された振動コンベヤへ送り出すものである。従来はスラグからの高熱により金属部分が変形して耐火物が剥離・脱落していたが、本発明では冷却水配管５とスタッド金具８とを採用したことにより、キャスタブル耐火物９及び下部フランジ２の金属部分を効率よく冷却することができるので、従来よりも金物の変形を抑制することができ、キャスタブル耐火物９が剥離することを防止することができる。この結果、使用寿命を従来の１０倍程度まで大幅に延長することが可能となった。

なお、キャスタブル耐火物９が摩耗して冷却水配管５からの水漏れが生じた場合にも、発生した水蒸気はホッパー本体１内のスラグ粒の隙間から大気中に抜けるので、水蒸気爆発が起きる危険のないことは前述のとおりである。

以上に説明した通り、本発明は水蒸気爆発を招くおそれがあると考えられていたため、水冷構造とする試みがなされていなかったスラグ処理用ホッパーの下部フランジ２を水冷構造とすることにより、その使用寿命を大幅に延長することに業界で初めて成功したものであり、その実用的価値は極めて大きいものである。

１ ホッパー本体
２ 下部フランジ
３ 鉄皮
４ キャスタブル耐火物
５ 冷却水配管
６ 給水口
７ 排水口
８ スタッド金具
９ キャスタブル耐火物

Claims (4)

1. 加熱状態にあるスラグを受けるホッパー本体の下端に形成された下部フランジを、キャスタブル耐火物の内部に冷却水配管を埋設した水冷構造とするとともに、この冷却水配管の外面にスタッド金具を突設し、キャスタブル耐火物との接触面積を増加させたことを特徴とするスラグ処理用ホッパー。
2. 前記冷却水配管を、上下に複数段形成したことを特徴とする請求項１記載のスラグ処理用ホッパー。
3. スタッド金具がＹ字スタッドであることを特徴とする請求項１記載のスラグ処理用ホッパー。
4. 前記冷却水配管が、下部フランジの全周を囲む四角枠状のものであることを特徴とする請求項１記載のスラグ処理用ホッパー。