JPH06256046A

JPH06256046A - 製鋼スラグの水和促進および破砕処理方法および装置

Info

Publication number: JPH06256046A
Application number: JP4296593A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Horii; 和弘堀井; Yasuo Obana; 保雄尾花; Satoshi Tabuchi; 敏田淵; Shinji Matsuo; 慎二松尾; Tsukasa Kashiwabara; 司柏原; Toshiaki Kudo; 俊昭工藤; Tetsuo Imi; 哲生伊美; Sumihiro Hori; 純啓堀
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1993-03-03
Filing date: 1993-03-03
Publication date: 1994-09-13

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、固化した高温の製鋼スラグを多量
の冷却水に接触させて水和促進と破砕とを行う処理方法
および装置に関し、処理系内の水蒸気を極力有効に利用
できるように改良することを目的とする。【構成】固化した高温の製鋼スラグを、上部開放型中
子容器に充填して圧力容器内に入れて圧力容器を密閉
し、スラグに上方から冷却水を散水し、冷却水と高温ス
ラグとの接触により発生した水蒸気により、圧力容器内
を、３．５０≧Ｐ^0.6×Ｔ^0.4≧１．４８、（Ｐ≦１５，Ｔ
≦１）で規定される範囲内の水蒸気圧力（Ｐ：ｋｇ／cm
²）と処理時間（Ｔ：ｈｒ）の関係に維持して水和促進
および破砕処理を行う際に、圧力容器と中子容器とから
成る処理装置を複数用い、上記関係に対して水蒸気圧力
に余裕がある処理装置から水蒸気圧力が不足する処理装
置へ水蒸気を供給するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、固化した高温の製鋼ス
ラグを多量の冷却水に接触させて水和促進と破砕とを行
う方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、製鋼スラグ処理は、（１）溶融ス
ラグを固化する固化工程、（２）固化したスラグを１０
０℃程度まで冷却する冷却工程、（３）磁力選鉱に適し
た粒度に破砕する細粒化工程、（４）磁力選鉱によるス
ラグ／地鉄分別工程、および（５）エージングによる安
定化工程によって行われている。

【０００３】例えば、従来の典型的な製鋼スラグ処理に
おいては、上記各工程は具体的には以下のように行われ
る。

【０００４】（１）固化工程：まずスラグを土場または
鉄板上に放流し、土場の場合で１〜２日間、鉄板上では
数十分間放冷して固化させ、形成された一体の固形塊を
上方からスラグポット、重機等で打撃して直径数百ｍｍ
程度に破砕する（一次破砕）。

【０００５】（２）冷却工程：一次破砕塊に散水し例え
ば１時間程度で３００℃程度まで冷却（一次冷却）した
後、例えば積載容量３０ｔ程度の排滓台車上に排出し、
この台車上で再度散水して通常は十数分程度で１００℃
程度まで冷却（二次冷却）し、次に台車から水冷ピット
内に排出して通常は数時間から数十時間放置（ピット冷
却）する。ピット水冷後、乾燥および放冷のためヤード
に移送し貯鉱する。

【０００６】ここで、スラグ塊は内部に地鉄が分散して
含有されており、路盤材等に適した製品スラグ組成を得
るためばかりでなく、鉄分を有効に回収しリサイクルす
るためにも、両者を分別する必要がある。そのために
は、スラグ塊を破砕して両者を機械的に分離した後、磁
力選鉱を行うことにより、磁力に反応する鉄分と反応し
ない純然たるスラグ部分とを分別する。ここで、破砕後
のスラグ塊中にも地鉄は残留しており、スラグ塊中の鉄
分をより少なくするには、破砕による細粒化をより促進
する必要がある。

【０００７】（３）細粒化工程：上記のヤード貯鉱で十
分に乾燥および冷却された一次破砕塊は、打刻機（「ペ
ッカー」等と通称される）により大きなスラグ塊と鉄塊
とを分離した状態にして、篩分別器（「グリズリー」等
と通称される）にかけ、塊寸法をある程度以下に抑えて
から、ロッドミル等の適当な破砕機により適度な粒度ま
で破砕する（二次破砕）。ヤード貯鉱からこの二次破砕
までの処理に、通常は丸一昼夜（２４時間）程度を要す
る。

【０００８】（４）分別工程：二次破砕した後、磁力選
鉱により鉄分を回収する。その後、鉄分についてはリサ
イクルに適した品位にまで品位を向上させるために、通
常は更に乾式あるいは湿式の磨鉱を行いスラグと鉄分の
分離を行う。磁力選鉱および磨鉱には通常は６０分程度
を要する。

【０００９】（５）エージング工程：磁力選鉱により分
別されたスラグはエージングヤードに移して保管し、水
和反応を進行させて安定化させた後、路盤材等の各用途
に供する。通常、このエージング期間として１２カ月か
ら３６カ月を要する。このように、スラグ処理は非常に
多くの工程と多大な時間とを要する上、各処理工程に膨
大な敷地を必要とするという生産効率およびコスト上の
問題があるばかりでなく、固化から一次冷却（３００℃
程度）までの高温期間には熱間作業を強いられ、その後
の破砕、移送、磁力選鉱の各段階では多量の粉塵発生下
での作業になり、労働環境の観点からも問題があった。

【００１０】これに対して、本出願人らは特開昭５５−
１１０７０３号公報（特公昭５８−５５０９３）におい
て、特に上記（２）の冷却時間の短縮および作業環境の
改善および（５）のエージング期間の短縮のために、工
程（１）で得られた一次破砕塊を密閉容器内で散水し、
発生する高圧水蒸気と高温雰囲気を利用してスラグの冷
却と水和反応促進とを行う方法を提案した。

【００１１】しかしこの方法では、例え長時間の処理を
しても水和反応促進効果が少ない上、破砕効果は全く得
られないため、上記問題を解消する効果はあまり得られ
なかった。また、特公昭５２−４４７２１号公報には、
５００℃以上の顕熱を有する転炉滓を水を加えた高圧容
器内の投入して密閉し、転炉滓顕熱により水を高圧蒸気
にとして、高圧蒸気中で３〜１５時間の処理を行う方法
が開示されている。

【００１２】しかしこの方法は、蒸気雰囲気中で処理す
るためスラグの冷却に長時間を要し、冷却速度が遅いた
め熱衝撃によるスラグ破砕効果が得られないという欠点
があった。そこで更に本出願人は特願平第４−９７６９
９号において、上記密閉容器内での散水速度および水蒸
気圧力と処理時間との関係を限定することにより、単に
冷却水との接触による水和反応を誘起するだけでなく、
急冷をより有効に利用して破砕効果をも誘起し、破砕の
促進により水和反応をも更に促進する方法を提案した。
この方法によれば、水和反応と破砕とが連鎖反応的に進
行する相乗効果により、上記固化後の（２）冷却工程お
よび（３）細粒化工程が、密閉した容器内で合計数十分
程度で完了するので、生産性および労働環境が飛躍的に
向上する。

【００１３】しかし、上記特願平第４−９７６９９号の
方法では、水蒸気圧力が規定範囲を超えたときには余剰
圧力相当分の水蒸気を単に処理系外へ排出する一方、規
定範囲に不足するときには外部から別途水蒸気を補充し
ており、水蒸気を十分有効に利用しているとは言えない
方法であった。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、処理
系内の水蒸気を極力有効に利用できるように改良した高
温製鋼スラグの水和促進および破砕処理方法および装置
を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の製鋼スラグの水和促進および破砕処理方
法は、固化した高温の製鋼スラグを、中子容器内に充填
した状態で圧力容器内に装入し、該圧力容器を密閉した
後、上記スラグに上方から冷却水を散水し、冷却水と高
温スラグとの接触により発生した水蒸気により、該圧力
容器内を下記式（１）：３．５０≧Ｐ^0.6×Ｔ^0.4≧１．４８ …（１）Ｐ≦１５，Ｔ≦１但し、Ｐ：水蒸気圧力（ｋｇ／cm²）、Ｔ：処理時間
（ｈｒ）で規定される範囲内の水蒸気圧力（Ｐ）と処理
時間（Ｔ）の関係に維持することにより製鋼スラグの水
和促進および破砕処理を行う際に、上記圧力容器と中子
容器とから成る処理装置を複数用い、上記式（１）の関
係に対して水蒸気圧力（Ｐ）に余裕がある処理装置から
水蒸気圧力（Ｐ）が不足する処理装置へ水蒸気を供給す
ることを特徴とする。

【００１６】また上記目的を達成するために、本発明の
製鋼スラグの水和促進および破砕処理装置は、固化した
高温製鋼スラグを、中子容器内に充填した状態で圧力容
器内に装入し、該圧力容器を密閉した後、上記スラグに
上方から冷却水を散水し、冷却水と高温スラグとの接触
により発生した水蒸気により、該圧力容器内を下記式
（１）：３．５０≧Ｐ^0.6×Ｔ^0.4≧１．４８ …（１）Ｐ≦１５，Ｔ≦１但し、Ｐ：水蒸気圧力（ｋｇ／cm²）、Ｔ：処理時間
（ｈｒ）で規定される範囲内の水蒸気圧力（Ｐ）と処理
時間（Ｔ）の関係に維持することにより製鋼スラグの水
和促進および破砕処理を行う装置において、上記圧力容
器と中子容器とから成る処理装置を複数備え、上記式
（１）の関係に対して水蒸気圧力（Ｐ）に余裕がある処
理装置から水蒸気圧力（Ｐ）が不足する処理装置へ水蒸
気を供給するための配管系を有することを特徴とする。

【００１７】

【作用】本発明においては、圧力容器と中子容器とから
成る処理装置を複数用い、上記式（１）の関係に対して
水蒸気圧力（Ｐ）に余裕がある処理装置から水蒸気圧力
（Ｐ）が不足する処理装置へ水蒸気を供給することによ
り、処理系外からの水蒸気補給量を最小限に低減し処理
系全体としての水蒸気利用率を高め、水蒸気使用コスト
を低減することができる。

【００１８】製鋼スラグ中には遊離ＣａＯが存在し、水
と反応して下記式に示す水和反応を起こす。ＣａＯ＋Ｈ₂Ｏ＝Ｃａ（ＯＨ）₂ 右辺の反応生成物Ｃａ（ＯＨ）₂は左辺のＣａＯよりも
密度が低いため、この水和反応により膨張が起こる。し
たがってスラグを路盤材等の用途に供するには、この水
和反応を十分に進行させ安定化する必要がある。

【００１９】本発明においては水蒸気圧力（Ｐ）と処理
時間（Ｔ）の関係を式（１）の範囲に限定したことによ
り、スラグの自己破砕を誘起し、それが水和反応を更に
促進する。すなわち、自己破砕によりスラグ中の遊離Ｃ
ａＯとＨ₂Ｏとの接触面積が広がり、水和反応に関与す
る両者の絶対量が増加し、結局スラグ全体としての水和
反応の進行が促進される。

【００２０】上記水和反応は発熱反応でもあるので、冷
却により平衡は上記式の右辺寄りすなわち水和進行側に
移行するが、スラグ温度が低くなり過ぎると反応速度自
体は遅くなる。本発明において水蒸気を高圧に保持する
ことは、高圧による反応速度向上だけでなく、飽和水蒸
気温度の維持により水和反応に最適なスラグ温度を維持
するという作用もある。

【００２１】本発明においては、複数の処理装置の各々
での処理を、（Ａ）前記スラグ上方から散水した冷却水
により、前記スラグを中子容器内に水没させる操作、お
よび（Ｂ）上記水没をさせず、散水の速度を５〜３０ｔ
ｏｎ／ｈｒｍ²として中子容器底部から該圧力容器を経
て外部へ排水する操作のいずれかにより行うことができ
る。

【００２２】上記（Ａ）の水没させる場合には、散水速
度は特に限定する必要はなく、式（１）の範囲の水蒸気
圧力とスラグの水没状態が維持できる範囲であればよ
い。一方、上記（Ｂ）の水没させない場合には、散水速
度を上記の５〜３０ｔｏｎ／ｈｒｍ²の範囲とする。中
子容器内スラグ充填層に水を均一にかけ、反応促進に十
分な程度まで偏流を防止するためには、５ｔｏｎ／ｈｒ
ｍ²以上の散水速度が必要であり、３０ｔｏｎ／ｈｒｍ
²を超えてもスラグ冷却効果は変わらず単に容器内の水
蒸気が冷却され熱ロスが多くなる。

【００２３】本発明によれば、複数の処理装置から成る
処理系全体として発生する水蒸気で規定範囲の水蒸気圧
力を維持できなくなった場合にのみ、冷却水の供給とは
別に外部から水蒸気を補給して規定範囲内の圧力を維持
することが必要になる。本発明においては、複数の処理
装置で、それぞれ初期温度の異なる固化した製鋼スラグ
を並列的に処理することができるという利点もある。

【００２４】図１に、本発明による高温製鋼スラグ処理
工程（同図（Ａ））を従来方法の工程（同図（Ｂ））と
対比して示す。図中、各工程の典型的な所要時間を工程
名の右に付記した。本発明によれば、従来固化・一次破
砕後から磁力選鉱前までに必要とした一連の工程すなわ
ち一次冷却・二次冷却・ピット冷却・ヤード貯鉱・大塊
地金分離・二次破砕の全工程を、圧力容器内での急水冷
という単一工程で短時間に且つ外囲環境への高温放射お
よび粉塵汚染も無く、効果的に行うことができる。すな
わち、固化・一次破砕後に本発明の処理を行うことによ
り、磁力選鉱工程に適した粒度まで細粒化することがで
きる。

【００２５】更に、高圧水蒸気での水和促進により、最
終的なヤードエージングに要する期間を大幅に短縮する
ことができる。以下に、実施例により本発明を更に詳細
に説明する。

【００２６】

【実施例】図２に、本発明の方法を実施するための装置
の典型的な配置例を示す。この例では、中子容器２と圧
力容器３とから成る処理装置を２組（それぞれＸとＹで
示す）を用いてある。各処理装置ＸおよびＹにおいて、
固化した高温製鋼スラグ１を内部に収容する中子容器２
は、前記（Ｂ）の方式（スラグは水没させず、下方に排
水する方式）で処理を行うための上部開放・底部目皿型
容器である。中子容器２を内部に収容できる圧力容器３
は、上部の密閉蓋３Ａを開放して中子容器２の搬入・搬
出を行い、処理実行時にはこれを閉鎖することにより外
部に対して圧力容器３を密閉した状態にする。圧力容器
３の上部にはこの密閉扉３Ａを介して冷却水１８の供給
を受ける注水ノズル４が下方に向かって開口している。
また圧力容器３の側面上部には補助加圧用水蒸気の供給
口５が設けてある。更に、圧力容器３の下部側面には余
剰水蒸気の排出口６が、底部には余剰水分の排出口７が
それぞれ設けてある。

【００２７】また、固化スラグ１を内部に収容した中子
容器２は、適当なクレーン等の搬出入手段（図示せず）
により、圧力容器３へ搬入し圧力容器から搬出される。
圧力容器３内の水蒸気圧力（Ｐ）は、圧力容器の側面上
部に取り付けた圧力計８によって検知される。処理系内
の処理装置ＸおよびＹについては、それぞれ余剰水蒸気
排出口６からドレーンタンク１４へ向かう配管がドレー
ン用開閉弁２１Ｘ、２１Ｙの手前で枝別れして、処理装
置Ｘから開閉弁２０Ｙと水蒸気供給管２２Ｙを経て処理
装置Ｙへ、処理装置Ｙから開閉弁２０Ｘと水蒸気供給管
２２Ｘを経て処理装置Ｘへ、それぞれ接続する配管系が
設けてある。開閉弁２１Ｘおよび２１Ｙは、圧力が所定
範囲を超えたとき（あるいは常時）開放状態にして、ド
レーンタンク１４へ排蒸気を放出するための弁である。
なお図中２３は、中子容器２の外壁と圧力容器３の内壁
との間をシールするための部材である。

【００２８】ここで本発明の特徴とする点は、関係式
（１）による所定圧力範囲に対して、例えば処理装置Ｘ
の水蒸気圧力には余裕があり、処理装置Ｙの水蒸気圧力
は不足する場合には、開閉弁２０Ｙを開放し配管２２Ｙ
を介して処理装置Ｘから処理装置Ｙへ水蒸気を供給する
ことである。これと反対に、処理装置Ｙの水蒸気圧力に
は余裕があり、処理装置Ｘの水蒸気圧力は不足する場合
には、開閉弁２０Ｘを開放し配管２２Ｘを介して処理装
置Ｙから処理装置Ｘへ水蒸気を供給する。

【００２９】従来は処理装置ＸおよびＹは水蒸気排出用
配管系および補助加圧水蒸気供給用配管系が図２とは異
なりそれぞれ別系統になっており、余剰水蒸気は開閉弁
２１Ｘまたは２１Ｙを開放して単に外部へ放出し、水蒸
気圧力が不足すると処理系の外部から供給口５を介して
補助加圧水蒸気を供給していた。本発明においては、上
記のように処理装置ＸとＹとの間で各々の余剰水蒸気を
適宜授受できるように配管系〔２０Ｘ−２２Ｘ〕および
〔２０Ｙ−２２Ｙ〕を配したことにより、余剰水蒸気を
無駄に処理系外に放出せず有効に処理系内で再利用し、
処理系外からの補助加圧用水蒸気の供給量を低減するこ
とができる。

【００３０】処理装置ＸおよびＹを含む図２の処理系全
体としては、検知された水蒸気圧力と所定処理時間との
関係が式（１）を満たすように、圧力過剰時は圧力調整
弁９が作動し、圧力不足時は補助加圧用水蒸気供給用の
流量調整弁１０がマニュアルまたは自動で作動する。注
水ノズル４への冷却水は、給水タンク１１からポンプ１
２を経て流量調整弁１３を介して供給される。図２には
処理装置ＸおよびＹについて単一の冷却水装置１１から
冷却水１８を供給するようになっているが、処理装置Ｘ
とＹにそれぞれ別個の冷却水装置１１から供給するよう
にしてもよい。

【００３１】余剰の水蒸気（排蒸気）は排出口６からド
レーンタンク１４に導かれ、規定水蒸気圧力および処理
時間の関係を満たすように初期設定された圧力調整弁９
を経て蒸気放散塔１５から外部環境中へ排出される。排
蒸気はなお１００℃の熱を持っているので、これを給水
タンクに排出して冷却水温度を高め、スラグ処理系全体
の熱余裕度を向上させることもできる。ドレーンタンク
１４についても、図２のように処理装置ＸおよびＹで共
用してもよいし、別個の設けてもよい。

【００３２】補助加圧用水蒸気は、適当な工場配管１６
等から圧力調整弁１７を介し流量調整弁１０を通って圧
力容器３内に必要に応じ供給される。図２の装置を用い
て本発明の方法を行う典型的な手順は下記の通りであ
る。処理装置ＸおよびＹについて同様に、固化・一次破
砕後の高温製鋼スラグ１を中子容器２内に例えば高さ１
ｍに充填する。本発明の処理は、固化した高温スラグの
温度が２００℃以上であれば効果が得られる。本実施例
では、スラグの温度８００℃、平均粒径２５０ｍｍ、最
大粒径５００ｍｍ、組成は（％ＣａＯ）＝５０、（％Ｓ
ｉＯ₂）＝１５、（％Ｔ・Ｆｅ）＝１２、遊離ＣａＯ＝
５％である。スラグ充填高さは０．５〜４ｍとなるよう
にすると、散水期間の冷却を均一に行う上で有利であ
る。密閉蓋３Ａを開放して、上記スラグが充填された中
子容器２を圧力容器３内に装入する。密閉蓋３Ａを閉じ
て圧力容器３内を密閉状態にした後、ポンプ１２と流量
調整弁１３を作動させて給水タンク１１から注水ノズル
４へ冷却水を供給し、圧力容器３内の中子容器２に充填
されたスラグ１に上方から散水する。注入された冷却水
は高温スラグと接触して水蒸気となり圧力容器３内を高
圧化する。冷却水はスラグ粒の間を流れ落ちながら高温
スラグを冷却・破砕する。その際に、冷却水の一部は水
蒸気となって圧力容器３内を高圧で満たし、水蒸気とな
らなかった部分は中子容器２の底部をなす目皿２Ａを通
過して下方へ排水される。

【００３３】個々の処理装置ＸおよびＹについて圧力容
器３内の圧力は圧力計８で検知され、処理装置ＸとＹの
いずれかの圧力に余裕があり他方が不足する場合いは、
配管系〔２０Ｘ−２２Ｘ〕および〔２０Ｙ−２２Ｙ〕に
より相互間で水蒸気の授受を行い、各処理装置Ｘおよび
Ｙの水蒸気圧力がそれぞれ規定範囲内になるように調整
する。

【００３４】処理装置ＸおよびＹを含む処理系全体につ
いて圧力過剰時は圧力調整弁９の作動により、圧力不足
時は補助加圧用水蒸気の流量調整弁１０の作動（マニュ
アルまたは自動）により規定範囲内になるように調整さ
れる。例えば、個々の処理装置ＸおよびＹについて、所
定処理時間（Ｔ０）で処理を完了するのに要する下限の
水蒸気圧力（Ｐ０）を式（１）から予め求めておき、処
理中に圧力容器内の水蒸気圧力がこの下限値以下になっ
たら、上記相互間授受あるいは補助加圧用水蒸気の供給
を行う。規定範囲を超える水蒸気圧力については、ドレ
ーン用開閉弁２１Ｘおよび２１Ｙを常時開放状態にして
おけば、圧力調整弁９の作動により処理系全体が上限値
以下の水蒸気圧力に維持される。

【００３５】本実施例では、上部開放底部目皿型の中子
容器を用いて冷却水を中子容器下方へ排出する形式の処
理について説明したが、上部開放底部密閉型の中子容器
を用いてスラグを水没させる形式の処理についても上記
と同様の操作を行うことにより、全く同様の効果が得ら
れる。本発明の処理により、圧力容器内で単に散水を行
う前記の特願平第４−９７６９９号に比較して、水和反
応が更に促進されて最終的なヤードエージング期間が更
に短縮される上、直ちに磁力選鉱に供することができる
粒度まで細粒化され、また冷却水量を大幅に低減するこ
とができる。

【００３６】本発明を適用することにより、水蒸気使用
コストを著しく低減して、複数の処理装置でそれぞれ初
期温度の異なる固化製鋼スラグを同時に（並列的に）処
理することができる。その場合にも、処理装置相互間で
の余剰水蒸気の授受は本実施例と同様の操作により行う
ことができる。これにより、スラグ処理工程全体の流れ
（図１（Ａ）参照）に応じて適当なロットサイズでの水
和促進および破砕処理を行うことができる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
中子容器と圧力容器とから成る処理装置を複数個用いて
処理装置相互間に余剰水蒸気の授受を行わせることによ
り、処理系内の水蒸気を極力有効に利用することがで
き、処理系外からの補助加圧水蒸気の供給量を著しく低
減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による高温製鋼スラグ処理の典型的手順
を従来の方法と対比して示すフローチャートである。

【図２】本発明の高温製鋼スラグ処理装置の典型的な配
置例を示す配置図である。

【符号の説明】

１…固化した高温の製鋼スラグ２…中子容器（上部が開放された底部目皿型の容器）２Ａ…中子容器２の底部目皿３…圧力容器３Ａ…圧力容器３上部の密閉蓋４…注水ノズル５…補助加圧用水蒸気の供給口６…余剰水蒸気の排出口７…余剰水分の排出口８…圧力計９…圧力調整弁１０…補助加圧用水蒸気供給用の流量調整弁１１…給水タンク１２…ポンプ１３…流量調整弁１４…ドレーンタンク１５…蒸気放散塔１６…工場配管１７…圧力調整弁１８…冷却水２０Ｘ，２０Ｙ…他の処理装置への余剰水蒸気供給用開
閉弁２１Ｘ，２１Ｙ…ドレーン用開閉弁２２Ｘ，２２Ｙ…余剰水蒸気供給用配管２３…シール材Ｘ，Ｙ…中子容器２と圧力容器３との組み合わせを単位
とした個々の処理装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松尾慎二大分県大分市大字西ノ洲１番地新日本製鐵株式会社大分製鐵所内 (72)発明者柏原司大分県大分市大字西ノ洲１番地新日本製鐵株式会社大分製鐵所内 (72)発明者工藤俊昭大分県大分市大字西ノ洲１番地新日本製鐵株式会社大分製鐵所内 (72)発明者伊美哲生大分県大分市大字西ノ洲１番地新日本製鐵株式会社大分製鐵所内 (72)発明者堀純啓大分県大分市大字西ノ洲１番地新日本製鐵株式会社大分製鐵所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固化した高温の製鋼スラグを、中子容器
内に充填した状態で圧力容器内に装入し、該圧力容器を
密閉した後、上記スラグに上方から冷却水を散水し、冷
却水と高温スラグとの接触により発生した水蒸気によ
り、該圧力容器内を下記式（１）：３．５０≧Ｐ^0.6×Ｔ^0.4≧１．４８ …（１）Ｐ≦１５，Ｔ≦１但し、Ｐ：水蒸気圧力（ｋｇ／cm²）、Ｔ：処理時間
（ｈｒ）で規定される範囲内の水蒸気圧力（Ｐ）と処理
時間（Ｔ）の関係に維持することにより製鋼スラグの水
和促進および破砕処理を行う際に、上記圧力容器と中子容器とから成る処理装置を複数用
い、上記式（１）の関係に対して水蒸気圧力（Ｐ）に余
裕がある処理装置から水蒸気圧力（Ｐ）が不足する処理
装置へ水蒸気を供給することを特徴とする製鋼スラグの
水和促進および破砕処理方法。
【請求項２】前記複数の処理装置の各々での処理が、
（Ａ）前記スラグ上方から散水した冷却水により、前記
スラグを前記中子容器内に水没させる操作、および
（Ｂ）上記水没をさせず、該散水の速度を５〜３０ｔｏ
ｎ／ｈｒｍ²として該中子容器底部から該圧力容器を経
て外部へ排水する操作のいずれかを含むことを特徴とす
る請求項１記載の方法。
【請求項３】前記複数の処理装置で、それぞれ初期温
度の異なる固化した製鋼スラグを並列的に処理すること
を特徴とする請求項１または２記載の方法。
【請求項４】前記固化した高温スラグの温度が２００
℃以上であることを特徴とする請求項１から３までのい
ずれか１項に記載の方法。
【請求項５】前記操作（Ａ）を行うための処理装置に
ついて、前記処理終了後に前記中子容器内に残留する水
分がスラグの余熱により実質的に全て蒸発するような合
計水量で前記散水を行うことを特徴とする請求項１から
４までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】所定処理時間（Ｔ０）で前記処理を完了
するのに要する下限の水蒸気圧力（Ｐ０）を前記式
（１）から予め求めておき、ある処理装置での前記処理
中に圧力容器内の水蒸気圧力がこの下限値以下になった
ら、他の処理装置から前記余裕分の水蒸気を供給し且つ
／または前記冷却水とは別に圧力容器に水蒸気を供給す
ることを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項
に記載の方法。
【請求項７】前記操作（Ａ）を行うための処理装置に
ついては、前記圧力容器のスラグ水没水位よりも上の位
置から余剰の水蒸気を、下部から余剰の水を排出し、前
記操作（Ｂ）を行うための組については、前記圧力容器
の下部から余剰の水蒸気および水を排出することを特徴
とする請求項１から６までのいずれか１項に記載の方
法。
【請求項８】前記固化した高温スラグを前記中子容器
内に高さ０．５〜４ｍとなるように収容することを特徴
とする請求項１から７までのいずれか１項に記載の方
法。
【請求項９】固化した高温製鋼スラグを、中子容器内
に充填した状態で圧力容器内に装入し、該圧力容器を密
閉した後、上記スラグに上方から冷却水を散水し、冷却
水と高温スラグとの接触により発生した水蒸気により、
該圧力容器内を下記式（１）：３．５０≧Ｐ^0.6×Ｔ^0.4≧１．４８ …（１）Ｐ≦１５，Ｔ≦１但し、Ｐ：水蒸気圧力（ｋｇ／cm²）、Ｔ：処理時間
（ｈｒ）で規定される範囲内の水蒸気圧力（Ｐ）と処理
時間（Ｔ）の関係に維持することにより製鋼スラグの水
和促進および破砕処理を行う装置において、上記圧力容器と中子容器とから成る処理装置を複数備
え、上記式（１）の関係に対して水蒸気圧力（Ｐ）に余
裕がある処理装置から水蒸気圧力（Ｐ）が不足する処理
装置へ水蒸気を供給するための配管系を有することを特
徴とする製鋼スラグの水和促進および破砕処理装置。
【請求項１０】前記複数の処理装置が、（Ａ）前記ス
ラグ上方から散水した冷却水により、前記スラグを前記
中子容器内に水没させ得る形式の処理装置、および
（Ｂ）上記水没をさせずに、該散水の速度を５〜３０ｔ
ｏｎ／ｈｒ・ｍ²として該中子容器底部から該圧力容器
を経て外部へ排水するように中子容器の底部が目皿状で
ある形式の処理装置の少なくともいずれか一方の形式の
処理装置を含むことを特徴とする請求項９記載の装置。
【請求項１１】前記（Ａ）の処理装置による処理系
が、上部開放型の前記中子容器、上部または側部には該中子容器の搬入・搬出のための密
閉可能な出入口と補助加圧用水蒸気の供給口を、上部に
は搬入された該中子容器内のスラグへの上方からの散水
手段と余剰水蒸気の排出口を、および底部には余剰水の
排出口をそれぞれ有する前記圧力容器、上記固化スラグを内部に収容した上記中子容器を該出入
口を通して該圧力容器へ搬入し該圧力容器から搬出する
中子容器搬出入手段、該圧力容器の該散水手段に冷却水を供給する手段、上記中子容器内のスラグが上記供給された冷却水によっ
て水没したことを検知する手段、上記水没が検知された際に上記冷却水の供給を停止する
手段、該圧力容器内の水蒸気圧力を検知する手段、および上記
検知された水蒸気圧力と所定処理時間との関係が前記式
（１）を満たすように作動する圧力調整弁と補助加圧用
水蒸気供給手段、を備え、上記補助加圧用水蒸気供給手段は、他の（Ａ）または
（Ｂ）の処理装置の余剰水蒸気排出口と上記補助加圧用
水蒸気供給口とを接続する配管系を含むことを特徴とす
る請求項１０記載の装置。
【請求項１２】前記（Ｂ）の処理による処理系が、上部開放底部目皿型の前記中子容器と、上部または側部には該中子容器の搬入・搬出のための密
閉可能な出入口と補助加圧用水蒸気の供給口を、上部に
は搬入された該中子容器内のスラグへの上方からの散水
手段を、および底部には余剰の水蒸気および水の排出口
をそれぞれ有する前記圧力容器、上記固化スラグを内部に収容した上記中子容器を該出入
口を通して該圧力容器へ搬入し該圧力容器から搬出する
中子容器搬出入手段、該圧力容器の該散水手段に冷却水を供給する手段、底部目皿型中子容器内のスラグへの散水速度を５〜３０
ｔｏｎ／ｈｒｍ²の範囲に制御する手段、該圧力容器内の水蒸気圧力を検知する手段、および上記
検知された水蒸気圧力と所定処理時間との関係が前記式
（１）を満たすように作動する圧力調整弁と補助加圧用
水蒸気供給手段、を備え、上記補助加圧用水蒸気供給手段は、他の（Ａ）または
（Ｂ）の処理装置の余剰水蒸気排出口と上記補助加圧用
水蒸気供給口とを接続する配管系を含むことを特徴とす
る請求項１０記載の装置。