JPH0891883A - 廃棄物溶融スラグの水砕処理装置 - Google Patents

廃棄物溶融スラグの水砕処理装置

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JPH0891883A
JPH0891883A JP6231691A JP23169194A JPH0891883A JP H0891883 A JPH0891883 A JP H0891883A JP 6231691 A JP6231691 A JP 6231691A JP 23169194 A JP23169194 A JP 23169194A JP H0891883 A JPH0891883 A JP H0891883A
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JP
Japan
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water
molten slag
pit
receiving tray
cooling water
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Withdrawn
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JP6231691A
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English (en)
Inventor
Takeshi Takamiya
健 高宮
Nobuyoshi Nishihara
信義 西原
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 廃棄物の溶融スラグをたとえばコンクリート
二次製品等の骨材等として好適に使えるように処理する
水砕処理装置を提供すること。 【構成】 廃棄物を溶融処理する溶融炉の出滓口から切
り出される溶融スラグ下方に配置する第1水砕ピット
と、これから離れて配置された第2水砕ピットと、これ
らの第1,第2水砕ピットの間に架け渡され第2水砕ピ
ット側に下向き傾斜させた受けトレーと、切り出される
溶融スラグの垂れ方向とほぼ直交する向きであって受け
トレー側に向けて高速で冷却水をスプレー状に噴出する
ノズルヘッダとを備え、ノズルヘッダからの高速冷却水
により溶融スラグを破砕すると同時に急速冷却すること
により、破砕粒の組織を緻密化した粒を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、各種の産業廃棄物等を
熱分解溶融する溶融炉からの溶融スラグを水砕してたと
えばコンクリート二次製品の骨材として再生するための
水砕処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】廃棄物を乾燥,熱分解及び燃焼溶融の過
程によって熱溶融する溶融式熱分解炉として、たとえば
特公昭53−16633号公報や特公昭60−1176
6号公報に記載されたもの等がある。
【0003】これらの溶融炉では、投入された廃棄物は
乾燥,乾留熱分解及び燃焼溶融の過程を経て溶融化さ
れ、溶融炉の下端の出滓口からスラグとして排出され
る。
【0004】一方、高炉の操業においての溶融スラグに
ついては、コンクリート二次製品の骨材として再生する
ことが広く行われ、出滓口から出たときに水砕して微粒
化される設備が既に利用されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】廃棄物の溶融スラグの
成分は、その主要組成であるSiO2 ,CaO,Al2
3 については、高炉操業で排出される溶融スラグとほ
ぼ同じである。ところが、両者の物理的特性には少し違
いがあり、廃棄物の溶融スラグは高炉操業での溶融スラ
グに比べて比重が小さい。
【0006】この比重差は、廃棄物の溶融スラグを水砕
して骨材として用いた場合、コンクリート二次製品の製
造時の骨材の分離等に起因して、高炉操業の溶融スラグ
の水砕処理したものを骨材とするコンクリート二次製品
に比較すると、機械的な強度に劣る。このため、強度の
補償を目的として、溶融スラグを原料とした骨材を他原
料の骨材よりも低い混合率として対応することになり、
廃棄物の溶融スラグの適用率の向上は望めない。
【0007】このように、廃棄物の溶融スラグを骨材と
して再生して有効に利用するためには、高炉操業による
溶融スラグを用いた場合と同等の物性を持つようにする
ことが求められる。たとえば、高炉操業による溶融スラ
グの物性のなかで、絶乾比重が2.2g/cm3 で且つ
単位容積重量が1.25t/m3 という条件(JISA
5011)を満たすものであれば、コンクリート二次製
品用の骨材としての適用に支障はない。
【0008】本発明において解決すべき課題は、廃棄物
の溶融スラグをたとえばコンクリート二次製品等の骨材
等として好適に使えるように処理する水砕処理装置を提
供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、廃棄物を溶融
処理するシャフト炉式の溶融炉の下方に配置され、前記
溶融炉の出滓口から切り出される溶融スラグを水砕処理
する装置であって、切り出される溶融スラグの下方に配
置され内部に水を溜めた第1水砕ピットと、該第1水砕
ピットから離れて配置され同様に内部に水を溜めた第2
水砕ピットと、これらの第1,第2水砕ピットの間に架
け渡されその前端を切り出される溶融スラグよりも前記
第2水砕ピット側に位置させ且つ該第2水砕ピット側に
下向き傾斜させた受けトレーと、切り出される溶融スラ
グの垂れ方向とほぼ直交する向きであって前記受けトレ
ー側に向けて高速で冷却水をスプレー状に噴出するノズ
ルヘッダとを備えてなることを特徴とする。
【0010】
【作用】溶融炉からでた溶融スラグに対してこれと直交
する向きに高速の冷却水を当てることで、溶融スラグは
粒化されると同時にその比表面積が増大し、冷却水によ
る冷却効果が高まり、溶融スラグからガスが生成する前
に急速に冷却される。このため、粒の組織の緻密化が図
られ、絶乾比重及び単位容積重量が大きなものとして回
収できる。
【0011】また、水砕によって粒となったものは、受
けトレーの上に吹き飛ばされ、噴射された冷却水に曝さ
れながら第2水砕ピット側に流れる。このため、冷却水
の噴射速度が高くて強力でも、受けトレーでは冷却水流
れと粒の流れとの相対速度は小さくなり、粒表面が受け
る冷却水流れによる剪断力も小さく、異形の粒の発生が
防止される。
【0012】
【実施例】図1は本発明の水砕処理装置を溶融炉の下に
配置した例を示す要部の概略縦断面図、図2は水砕装置
の概略斜視図である。
【0013】図において、溶融炉の炉体20の底部に位
置する炉床部20aには、定期的に溶融スラグSを切り
出すために開放される出滓口20bが設けられている。
そして、この出滓口20bから出た溶融スラグSを下に
ガイドするためのシュート20cを設け、このシュート
20cの下端の位置を基準として水砕処理装置1が配置
されている。
【0014】水砕処理装置1は、シュート20cの直ぐ
下に配置した第1水砕ピット2とこれから少し離して備
えた第2水砕ピット3,これらの第1,第2水砕ピット
2,3の間に架け渡した溶融スラグSの受けトレー4及
び第1水砕ピット2の近傍に配置したスプレー用のノズ
ルヘッダ5から構成されたものである。
【0015】第1,第2水砕ピット2,3はいずれも水
を中に溜めたものであり、互いの配置間隔は7〜8m程
度とすることが好ましい。第1ピット2は水砕が及ばす
に塊のままのスラグの落下分を収容し、また第2ピット
3は粒化されたスラグを回収する。
【0016】受けトレー4は図2に示すように幅方向の
両端に立上げ壁4aを設けたものであり、第1水砕ピッ
ト2から第2水砕ピット3に向けて下向きに4°程度の
傾斜を持たせて配置されている。
【0017】ノズルヘッダ5は、受けトレー4の約1m
後方であってこの受けトレー4の前端よりも少し高いレ
ベルに配置され、冷却水を高速でスプレー状に噴射する
多数のノズル5aを備えたものである。そして、ノズル
ヘッダ5は30℃程度の冷却水の供給源に接続され、各
ノズル5aから一様に冷却水を水平方向に噴射し、シュ
ート20cから垂れ落ちる溶融スラグSに対して直交す
る向きにスプレー水を浴びせる。
【0018】以上の構成において、出滓口20を開いて
溶融スラグSをシュート20cから切り出すと、溶融ス
ラグSはシュート20cの下端から鉛直方向に垂れ落ち
る。このような溶融スラグSの降下に対して、ノズルヘ
ッダ5のノズル5aからは冷却水が一様に噴射される。
このノズル5aからの冷却水の噴射条件としては、たと
えば溶融スラグSの流量が120kg/min程度の場
合、ノズルヘッダ5全体からの噴射総流量は1.2t/
min程度であり、各ノズル5aからの噴射流速は約1
0m/Sである。
【0019】ノズルヘッダ5からの冷却水が溶融スラグ
Sに突き当たったとき、水砕力が不足して塊のままとな
ったものは第1水砕ピット1に落ち込む。このため、水
砕によって粒化できなかったものは受けトレー4側に払
い出されることはなく、第1水砕ピット2で直ぐに冷却
される。したがって、たとえばメタル分を含む溶融スラ
グSの塊が受けトレー4の上に載ることにより、発生す
る水蒸気爆発が防止される。
【0020】また、ノズル5aからの高速のスプレー状
の冷却水は、溶融スラグSに対する破砕力を高く維持で
きるので、溶融スラグSを破砕して即時に粒化する。こ
のときの細粒化により、冷却しようとする溶融スラグS
の比表面積は一気に拡大し、冷却水との熱交換率も高く
なる。したがって、粉砕によって粒化されと同時に急速
に溶融スラグSの粒は冷却される。このような急速冷却
によって、粒はガスを生成する前に冷やされてしまうこ
とになり、粒の緻密化が図られて絶乾比重が大きくな
る。
【0021】冷却水によって破砕・冷却された粒は、冷
却水の流動によって受けトレー4上に吹き飛ばされる。
このとき、受けトレー4には多量の冷却水の噴射を受け
て或る程度の水の深さの水の流れが第2水砕ピット3側
に向けて生じている。このため、粉砕された粒は受けト
レー4の中の水に強制的に曝されて更に冷却が促進され
る。換言すれば、受けトレー4の長さを適切にすること
で、水砕によって粒としたものが再び付着し合わないよ
うに冷却時間を持続させる。
【0022】また、受けトレー4の中では、冷却水の流
れと同時に溶融スラグSの粒の移動も第2水砕ピット3
側に向けて生じるが、粒は主として冷却水の流れに乗っ
て流動化される。このため、冷却水の流れと粒の流れと
の間の相対速度は小さくなる。したがって、ノズルヘッ
ダ5からの冷却水の流速がかなり大きくても、受けトレ
ー4の中では冷却水の流れが粒の表面に接触するときに
発生する剪断力は小さいままである。このため、粒の表
面に対して外傷を追わせる度合いは小さく、異形粒の発
生が防止される。
【0023】受けトレー4を冷却水の流れと共に移動し
てきた粒は、この間でも冷却された後、最終的に第2水
砕ピット3の水の中に落とし込まれる。そして、溶融ス
ラグSの切り出し完了後には、この水砕ピット3に収容
された粒を、コンクリート二次製品の骨材として再利用
するために回収する。
【0024】ここで、溶融スラグSに冷却水を高速で当
てることによって、その破砕だけでなく比表面積の拡大
による急速冷却が可能となり、粒の組織が緻密化される
ことは先に述べた。このような冷却水の高速性がどのよ
うな影響を与えるかを調べたところ、絶乾比重(g/c
3 )及び単位容積重量(t/m3 )は、高圧スプレー
したものではそれぞれ2.25及び1.4の値であるの
に対し、高圧スプレーしないものではこれらの値は2.
1及び1.1であり、高圧スプレーしたことの効果は顕
著に現れている。
【0025】また、このような絶乾比重及び単位容積重
量は、高炉操業による溶融スラグを用いた骨材の最適下
限値を超えるものであり、コンクリート二次製品の骨材
として遜色なく提供できることが確認された。
【0026】
【発明の効果】本発明により次の効果を奏する。
【0027】1)溶融炉からの溶融スラグを冷却水によ
って急速冷却することによって粒化と同時に組織の緻密
化が行われるので、廃棄物の溶融スラグであっても高炉
操業による溶融スラグと同様の物性を持たせた骨材とし
て広い分野に提供できる。
【0028】2)粒化冷却された粒は受けトレーを移動
するときには冷却水の流れに乗るので、高速の冷却水の
噴射による粒表面への剪断の影響を受けることはなく、
異形の粒の発生がない。
【0029】3)溶融炉から切り出した溶融スラグを破
砕しきれなくてもその塊は第1水砕ピットにそのまま落
下し、受けトレー側へ移ることがなく、水蒸気爆発も防
止される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の水砕処理装置の概要を溶融炉の要部
と共に示す縦断面図である。
【図2】 水砕処理装置の概略を示す斜視図である。
【符号の説明】 1 水砕処理装置 2 第1水砕ピット 3 第2水砕ピット 4 受けトレー 5 ノズルヘッダ 5a ノズル 20 炉体 20a 炉床部 20b 出滓口 20c シュート
【手続補正書】
【提出日】平成6年11月8日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0007
【補正方法】変更
【補正内容】
【0007】このように、廃棄物の溶融スラグを骨材と
して再生して有効に利用するためには、絶乾比重が2.
2g/cm3 で且つ単位容積重量が1.25t/m3
いう条件(JIS A5011)を満たすものであれ
ば、コンクリート二次製品用の骨材としての適用に支障
はない。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C02F 11/00 ZAB N F23J 1/00 Z F27D 15/00 A 8926−4K

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 廃棄物を溶融処理するシャフト炉式の溶
    融炉の下方に配置され、前記溶融炉の出滓口から切り出
    される溶融スラグを水砕処理する装置であって、切り出
    される溶融スラグの下方に配置され内部に水を溜めた第
    1水砕ピットと、該第1水砕ピットから離れて配置され
    同様に内部に水を溜めた第2水砕ピットと、これらの第
    1,第2水砕ピットの間に架け渡されその前端を切り出
    される溶融スラグよりも前記第2水砕ピット側に位置さ
    せ且つ該第2水砕ピット側に下向き傾斜させた受けトレ
    ーと、切り出される溶融スラグの垂れ方向とほぼ直交す
    る向きであって前記受けトレー側に向けて高速で冷却水
    をスプレー状に噴出するノズルヘッダとを備えてなる廃
    棄物溶融スラグの水砕処理装置。
JP6231691A 1994-09-27 1994-09-27 廃棄物溶融スラグの水砕処理装置 Withdrawn JPH0891883A (ja)

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