矿渣的处理方法

专利名称：矿渣的处理方法
技术领域：
本发明涉及一种对精炼工序中产生的制钢矿渣、矿石熔融还原矿渣高效地进行老 化处理的方法。
背景技术：
在制钢工序中，因为使用石灰进行精炼，所以产生的矿渣含有CaO。其中，碱度 (Ca0/Si02)高的制钢矿渣中所含的CaO的一部分以游离CaO的形式存在，并且将矿渣作为 路基材料等使用时，存在游离CaO与水接触而发生水合膨胀的问题。为了防止这样的游离 CaO的水合膨胀，以往，将精炼工序中产生的制钢矿渣暂时固化后，实施蒸汽老化等老化处理。用于防止游离CaO的水合膨胀的蒸汽老化通常是从堆积到1 2m左右高度的矿 渣下层，常压下喷入100°c的水蒸汽，使矿渣的温度达到100°C而进行处理。但是，这种方式 中，碱度为3以上的制钢矿渣的老化处理要花费3天以上，蒸汽耗率也大。针对这样的问题，例如，专利文献1中公开了一种在耐压容器内装入制钢矿渣，供 给加压蒸汽，在2 5kgf/cm2压力下蒸汽环境中进行3小时左右的老化的方法。另外，专利文献2中公开了一种将含有游离CaO的高温小片矿渣收纳于密闭容器 内，在该容器内对矿渣进行洒水，由此，得到水蒸汽的同时得到压力，利用该水蒸汽、压力及 高温环境，对矿渣进行老化处理的方法。另外，专利文献3中公开了一种对含游离CaO的高温制钢矿渣，以矿渣温度为 550 100°C的范围内，进行洒水或添加水蒸汽的老化处理方法。专利文献1 日本特开平5-238786号公报专利文献2 日本特公昭58-55093号公报专利文献3 日本特开平8-119692号公报但是，专利文献1中公开的高压釜方式中，虽然可在短时间内完成处理，但由于使 用压力高的蒸汽，所以其蒸汽制造需要能量，存在花费费用的问题。另一方面，专利文献2的方法中，因为在一个密闭容器内进行洒水和老化，所以几 乎无法进行温度管理，进而无法以最适温度进行利用了所产生的蒸汽的老化。另外，因为容 器内成为高压，所以需要使用耐压容器，因此存在作业性差，且设备成本、处理成本也变高 的问题。另外，专利文献3的方法是在制钢矿渣温度为550°C 100°C时进行洒水或添加水 蒸汽，所以因洒水而矿渣温度下降，能将矿渣温度维持在合适的老化条件500°C 200°C上 的时间短，无法充分发挥老化效果。因此，本发明的目的在于提供一种可解决上述以往技术课题，对精炼工序中产生 的制钢矿渣、矿石熔融还原处理中产生的熔融还原矿渣，在短时间内以高效且低成本进行 老化处理的矿渣处理方法。

发明内容
为了解决上述课题，本发明的要旨如下。[1] 一种矿渣的处理方法，其特征在于，对从制钢矿渣、矿石熔融还原矿渣中选择 的一种以上的矿渣进行冷却及老化处理，其包括对高温矿渣进行洒水的工序(A)，以及通过将因工序(A)中的洒水而产生 的蒸汽和因洒水而被冷却的矿渣接触，从而对矿渣进行老化处理的工序(B)；并且，在不同 地点进行工序(A)和使用该工序所产生的蒸汽的工序(B)。[2]如上述[1]的处理方法，其特征在于，工序(A)中，对表面温度为700°C以上的 矿渣进行洒水而产生100°C以上的蒸汽，工序(B)中，使表面温度为200 500°C的矿渣与 所述蒸汽接触而进行老化处理。[3]如上述[1]或[2]的处理方法，其特征在于，通过工序⑶的老化处理而使矿 渣溃散成粒状，使其变成粒状矿渣。[4]如上述[1] [3]中的任一个处理方法，其特征在于，使用处理容器(XI)、 (X2)，使矿渣依次移动至处理容器(XI)、处理容器(X2)，依次在处理容器(Xl)内进行工序 (A)，在处理容器(X2)内进行工序(B)的处理方法，其中将对于处理容器(Xl)内的后行送料的矿渣进行的工序(A)所产生的蒸汽导入处 理容器(X2)内，在对于处理容器(X2)内的先行送料的矿渣进行的工序(B)中使用。[5]如上述[1] [3]中任一个处理方法，其特征在于，使用处理容器(Xa)、(Xb)， 在各处理容器(Xa)、(Xb)内分别依次进行工序(A)和工序(B)，并且同时期分别在一个处理 容器(Xa)或(Xb)中进行工序(A)、另一个处理容器(Xb)或(Xa)中进行工序(B)，并将一 个处理容器(Xa)或(Xb)内的工序(A)所产生的蒸汽导入另一个处理容器(Xb)或(Xa)。[6]如上述[1] [3]中任一个处理方法，其特征在于，对于处理容器内正在输送 的矿渣依次进行工序(A)和工序(B)，通过在与工序(A)的洒水位置相比更靠矿渣输送方向 下游侧处，使工序(A)所产生的蒸汽与矿渣接触而进行工序B。[7]如上述[6]的处理方法，其特征在于，使用一端侧具备矿渣装入部，另一端侧 具备矿渣排出部，并且从一端侧向另一端侧朝下倾斜并以筒轴为中心旋转的筒状处理容 器，在该筒状处理容器内的长度方向上一边输送矿渣，一边依次进行工序(A)和工序(B)。[8]如上述[1] [7]中任一个处理方法，其特征在于，将工序⑶中使用的蒸汽 作为热源用流体回收。[9] 一种矿渣的处理方法，其特征在于，使用使熔融矿渣与旋转的冷却滚筒接触而 冷却，作为板状、柱状或细片状的高温矿渣排出的矿渣冷却处理装置，对熔融矿渣进行冷却 处理，并对该冷却处理后的高温矿渣进行上述[1] [8]中的任一个处理。[10] 一种矿渣的处理方法，其特征在于，使用以旋转的一对冷却滚筒对熔融矿渣 一边进行压延一边进行冷却，作为板状、柱状或细片状的高温矿渣排出的矿渣冷却处理装 置，对熔融矿渣进行冷却处理，并对该冷却处理后的高温矿渣进行上述[1] [8]中的任一 个处理。[11]如上述[9]或[10]的处理方法，其特征在于，冷却滚筒为水冷式，将通过该冷 却滚筒的冷却水的一部分用于工序(A)的洒水。


图1是表示实施了蒸汽老化的矿渣的表面温度以及蒸汽老化的膨胀抑制效果的 关系的座标图。图2是模式性表示使用了筒状处理容器的本发明方法一实施方式的说明图。图3是表示使用了筒状处理容器的本发明方法更具体的实施方式的说明图。
图4是表示使用了处理容器Xl、X2的本发明方法一实施方式的说明图。图5是表示使用了处理容器Xa、Xb的本发明方法一实施方式的说明图。图6是模式性表示适合得到非熔融状态的高温矿渣的、应用本发明方法的熔融矿 渣冷却处理装置及冷却处理方法的一实施方式的正面图。图7是模式性表示适合得到非熔融状态的高温矿渣的、应用本发明方法的熔融矿 渣冷却处理装置及冷却处理方法的其他实施方式的正面图。图8是模式性表示适合得到非熔融状态的高温矿渣的、应用本发明方法的熔融矿 渣冷却处理装置的其他实施方式的一部分的正面图。图9是模式性表示图8所示实施方式的一部分的侧面图。图10是模式性表示适合得到非熔融状态的高温矿渣的、应用本发明方法的熔融 矿渣冷却处理装置及冷却处理方法的其他实施方式的正面图。图11是模式性表示适合得到非熔融状态的高温矿渣的、应用本发明方法的熔融 矿渣冷却处理装置及冷却处理方法的其他实施方式的正面图。图12是表示组合了利用冷却滚筒的矿渣冷却处理的、本发明的其他实施方式的 说明图。图13是表示组合了利用冷却滚筒的矿渣冷却处理的、本发明的其他实施方式的 说明图。图14是在实施例中表示本发明例1、2中的矿渣处理时间(在处理容器内矿渣的 滞留时间)以及根据JIS法的水浸膨胀试验而得到的矿渣膨胀率的关系的座标图。图15是在实施例中表示比较例的蒸汽老化处理方法的说明图。图16是在实施例中表示比较例的蒸汽老化天数以及根据JIS法的水浸膨胀试验 而得到的矿渣膨胀率的关系的座标图。符号说明XI，X2，Xa, Xb处理容器；1筒状处理容器；2，2f矿渣装入部；3，3f矿渣取出部； 4，4f蒸汽取出部；5，5f洒水装置；6料斗部；7蒸汽管道；8蒸汽导入部；9蒸汽取出部；10， IOaUOb冷却滚筒；11矿渣锅；12矿渣流槽；13搬送输送机；14矿渣铲斗；15a，15b冷却滚 筒；16堰；17堰板；18开口 ；19流槽；20上盖；20a, 20b上盖；21a, 21b洒水喷嘴；22a, 22b 蒸汽导入部；23a，23b蒸汽取出部；24蒸汽管道；25蒸汽管道；26蒸汽管道；27a，27b蒸汽 管；30气体喷射装置；40伸展辊；41雾沫供给装置；42填充槽；43输送机；44遮掩体；45循 环管路；46补给罐；47冷却塔；60a，60b冷却滚筒；61冷却装置；64搬送输送机；65冷却装 置；66矿渣铲斗；67堰板；68间隙；90蒸汽管；100滚筒面；150环状槽；190侧壁；300，300f 开闭阀门；400蒸汽管；401排气口 ；500，500f洒水用管道；600盖；610，610f开闭阀门；VI, V2,V3, V4，V5，V6开关阀；S熔融矿渣；Sa，Sb，Sx矿渣；g矿渣液集液；G矿渣液集液部
具体实施例方式本发明的矿渣处理方法是对从制钢矿渣、矿石熔融还原矿渣中选择的一种以上的 矿渣进行冷却及老化处理的方法，具有对高温矿渣进行洒水的工序A，以及将因工序A的 洒水而产生的蒸汽和因洒水而被冷却的矿渣接触，从而对矿渣进行老化处理的工序B，并 且，在不同地点进行工序A和利用该工序产生的蒸汽的工序B。作为上述本发明方法的方 式，例如有如下所述的方式。(1)对于处理容器内正在输送的矿渣依次进行工序A和工序B，通过在与工序A的 洒水位置相比更靠矿渣输送方向下游侧处，使工序A所产生的蒸汽与矿渣接触而进行工序 B的处理方法。(2)使用处理容器XI、X2，使矿渣依次移动至处理容器XI、处理容器X2，依次在处 理容器Xl内进行工序A，在处理容器X2内进行工序B，其中，将对于处理容器Xl内的后行 送料的矿渣进行的工序A所产生的蒸汽导入处理容器X2内，在对于处理容器X2内的先行 送料的矿渣进行的工序B中使用的处理方法。(3)使用处理容器Xa、Xb，在各处理容器Xa、Xb内分别依次进行工序A和工序B， 并且同时期分别在一个处理容器Xa或Xb中进行工序A、另一个处理容器Xb或Xa中进行工 序B，将一个处理容器Xa或Xb内的工序A所产生的蒸汽导入另一个处理容器Xb或Xa的处
理方法。并且，上述(1)的处理方法中，作为处理容器内的矿渣输送装置，可使用适当的装 置，例如，可使用使以回转炉方式倾斜的圆筒旋转而进行输送的装置、输送机装置等。作为成为处理对象的制钢矿渣、矿石熔融还原矿渣，是保持了精炼工序、矿石熔融 还原工序中产生时的显热的高温状态的矿渣，是熔融矿渣、半熔融矿渣、部分凝固矿渣、半 凝固矿渣、凝固矿渣中的任一种。在此，部分凝固矿渣是指仅表层发生了凝固，内部为熔融 状态的矿渣。作为制钢矿渣，可举出转炉脱碳矿渣、铁水预处理矿渣(例如，脱磷矿渣、脱硅矿 渣、脱硫矿渣等)、电炉矿渣、铸造矿渣等。另外，其中，尤其是因为矿渣碱度[质量比％ CaO/% SiO2] :3 5左右的制钢矿渣中存在游离CaO相，所以本发明方法的使用尤其有效。另外，作为矿石熔融还原矿渣，可举出铁矿石、铬矿石等的矿石熔融还原矿渣等。 有时矿石熔融还原矿渣中含有较多的游离MgO相，由于该游离MgO相，可能会产生和上述游 离CaO相导致的问题相同的问题，所以本发明方法的使用有效。以下，以处理制钢矿渣的情况为例，说明本发明的实施方式。本发明的矿渣处理(工序A、B)是在如处理容器内等的密封空间内进行。使用处 理容器时，对容器的形态、结构没有特别限制，但必须具有能够保持蒸汽程度的气密性。本发明中，在工序A中对高温制钢矿渣进行洒水，冷却矿渣的同时产生水蒸汽。洒 水方法为任意，例如，可以使用从多孔喷嘴以淋浴状或喷射状进行喷洒，或以雾沫状态进行 喷洒的方法等。考虑装入矿渣的温度和量以及产生的蒸汽量等，将对矿渣的洒水量控制为 以使容器内的矿渣表面温度变成500°C左右，则成为工序B的老化所适合的条件。接着，工序B中，将因所述工序A的洒水而产生的蒸汽，和因洒水而被冷却的制钢 矿渣接触，从而进行老化处理，并且，本发明中，在不同地点进行工序A和使用该工序中产 生的蒸汽的工序B。由此， 对制钢矿渣进行适当的温度管 6另外，工序B使用工序A中产生的蒸汽来冷却制钢矿渣，由此，进行工序B的过程中由于从 制钢矿渣夺取的热而蒸汽的温度变高，可作为过热蒸汽进行回收。本发明中，通过如下的(a)和(b)而能够在短时间内以高效且低成本地对制钢矿 渣进行冷却及老化处理。即，(a)利用精炼工序中产生时的矿渣显热而产生的蒸汽，进行 老化处理(即，不使用来自外部的热能量源就能进行蒸汽老化)，(b)在不同地点进行通过 洒水而产生蒸汽的工序、及使用该蒸汽进行老化处理的工序，因此，老化处理的温度管理简 单，能够以最适温度条件进行蒸汽老化处理。另外，通过老化处理，利用水合反应时的膨胀将矿渣溃散成粒状而细粒化，因此， 可减轻或省略老化处理后的破碎工序。因此，可通过适当选择处理时间等老化处理条件而 将制钢矿渣溃散成粒状，不经过破碎工序就能得到粒状矿渣。本发明中，优选的是将工序A、B以下述温度条件进行，以使在对水合反应(老化处 理)无效的矿渣高温域中，通过洒水尽可能地大量产生蒸汽，在矿渣温度降低变成水合反 应(老化处理)最适温度范围时，将该产生的蒸汽与矿渣接触。即，优选为工序A中，对表面温度为700°C以上，更优选的是900°C以上的制钢矿渣 进行洒水，产生100°c以上，更优选的是150°C以上的蒸汽。另外，优选为工序B中，制钢矿 渣具有200 500°C，更优选的是400 500°C的表面温度时与蒸汽接触进行老化处理。通 过使用以上的温度条件，尤其能以高效且经济地进行矿渣处理。通过对表面温度为700°C以上，优选的是900°C以上的制钢矿渣进行洒水而能稳 定地产生100°C以上的高温蒸汽。另外，与蒸汽接触时的制钢矿渣的温度一定程度高时，能 高效地进行老化处理，因此通过将制钢矿渣具有200 500°C的表面温度时与蒸汽接触而 进行老化处理，从而可提高处理效率。图1表示在常温 700°C的炉内流通水蒸汽，对矿渣进行老化时的、矿渣的表面温 度与蒸汽老化的膨胀抑制效果(实施了 0. 5小时、2小时、24小时水蒸汽老化后的矿渣的膨 胀率)的关系。矿渣的膨胀率以JIS A5015「道路用钢铁矿渣」附录2中记载的钢铁矿渣 的水浸膨胀试验方法来进行测定。在老化处理中，制钢矿渣中含有的游离CaO相与水(蒸汽)反应成为Ca (OH)2，如图 1所示，该反应在矿渣表面温度到达400°C左右为止，温度越高反应速度越快，越进行老化。 但是，成为比这更高温时，由于此时相反地Ca(OH)2发生分解成为CaO和H2O,所以在400°C 以上，尤其是超过500°C时，CaO的水合反应开始变慢，到达600°C以上时不发生水合反应。 因此，为了与蒸汽接触并促进CaO的水合反应，优选的是矿渣表面温度为200 500°C左右。因此，在对水合反应无效的矿渣表面温度为700°C以上时，尽可能在高温时进行洒 水产生蒸汽，在矿渣表面温度为200 500°C时使矿渣与蒸汽接触而促进水合反应的方法， 将是最高效地利用矿渣所含有的热量的方法。另外，从产生高温蒸汽的观点出发，利用洒水的矿渣冷却优选的是在矿渣表面温 度500°C以上时完成。以上的水合反应促进效果，不仅对游离CaO相，对游离MgO相也有效。本发明方法中，优选的是将处理容器内的蒸汽作为热源用流体进行回收，由此可 高效地回收矿渣显热，可提高制铁所的能量效率且减少CO2气体产生量。从处理容器取出的蒸汽可作为适当的热源用流体使用，例如，可作为原料、燃料、
7副原料、废弃物等的干燥、预热用热源，供热水机用热源，储热材料的供给热源，吸附式冷冻 机的再生热源，二氧化碳等的其他的吸附装置的吸附材再生热源等使用。接着，对上述(1) (3)中列示的本发明的具体方式进行说明。图2与上述(1)的方式相关，是模式性表示作为处理容器使用了旋转式筒状处理 容器(旋转滚筒)的本发明方法的一实施方式。该筒状处理容器1在一端侧具有矿渣装入部2，在另一端侧具有矿渣取出部3和蒸 汽取出部4的同时，从一端侧向另一端侧朝下倾斜，以筒轴为中心可旋转。该筒状处理容器 1的基本结构与所谓的回转炉等的结构相同，通过长度方向上使倾斜的筒状处理容器旋转， 从而使筒状处理容器1内装入的材料(矿渣)在容器长度方向上依次输送。在筒状处理容 器1内的矿渣输送方向上游部设置有洒水装置5。并且，利用筒状处理容器1的矿渣的处理可使用如下的任一种(a)将制钢矿渣以 分批式装入、取出的方式，(b)以适当的时间间隔进行制钢矿渣的装入、取出，在处理容器内 使矿渣滞留的方式，(c)以适当的时间间隔进行制钢矿渣的装入，且连续进行制钢矿渣的取 出的方式，(d)连续地进行制钢矿渣的装入，且以适当的时间间隔进行制钢矿渣的取出的方 式，(e)连续地进行制钢矿渣的装入、取出的方式。其中，(a)以外的方式是将对后续装入的 制钢矿渣进行洒水而产生的蒸汽，利用于之前装入的制钢矿渣的老化处理(游离CaO的水 合反应)。本实施方式中，从旋转的筒状处理容器1的矿渣装入部2向容器内装入高温制钢 矿渣Sa。该制钢矿渣Sa只要是保持有在精炼工序中产生时的显热的高温状态的矿渣，则 可以是熔融矿渣、部分凝固矿渣、凝固矿渣中的任一个。因为筒状处理容器1旋转，所以可 防止装入的制钢矿渣Sa附着于容器内壁。筒状处理容器1的旋转速度为任意，例如可以是 2 5转/分钟左右。筒状处理容器1内装入的高温制钢矿渣Sa中，从洒水装置5洒水，通过该洒水产 生蒸汽。这是本发明的工序A。洒水而产生的蒸汽，流向处理容器内的矿渣输送方向下游侧， 另一方面，通过洒水而被冷却、降温到某程度温度的制钢矿渣Sa也在容器长度方向依次移 动。该移动中的制钢矿渣，与向相同方向流动的所述蒸汽接触，两者间进行热交换的同时， 由于蒸汽矿渣中的游离CaO发生水合反应从而进行老化处理。这是本发明的工序B。这时， 由于筒状处理容器的旋转而矿渣被搅拌，所以促进了与蒸汽的接触，可高效地进行游离CaO 的水合反应。其中，包括本实施方式的本说明书中记载的实施方式中，工序A(包括洒水冷 却的开始前、洒水冷却中、洒水冷却后)中的矿渣称为“矿渣Sa”，工序B (包括老化处理的 开始前、老化处理中、老化处理后)中的矿渣称为“矿渣Sb”。另外，由于水合反应时的体积膨胀(通过降低密度的体积膨胀)而矿渣被破坏 (溃散)，新的游离CaO露出矿渣表面而与蒸汽接触，进一步进行水合反应，矿渣渐渐被破坏 进行细粒化。如此地制钢矿渣Sb通过老化处理渐渐进行细粒化，因此可通过使洒水后的制 钢矿渣的处理容器内的滞留时间(老化处理时间)调整为适当时间而能将制钢矿渣Sb充 分细粒化，可省略老化处理后的破碎工序。结束了筒状处理容器1内的老化处理的矿渣Sb，从矿渣取出部3被取出的同时，蒸 汽从蒸汽取出部4被取出，根据需要，作为热源用流体进行利用。由于上述理由，本实施方式中也优选对表面温度为700°C以上，优选的是900°C
8以上的制钢矿渣进行洒水，产生100°C以上，优选的是150°C以上的蒸汽，在制钢矿渣具有 200 500°C，优选的是400 500°C的表面温度时与蒸汽接触进行老化处理。图3是表示使用了筒状处理容器1(旋转滚筒)的更具体的实施方式。该实施方 式中，在筒状处理容器1的矿渣装入部2的前表面上设置用于分批装入的料斗部6。在该料 斗部6的入口侧设置有盖600，另外，在与所述矿渣装入部2连通的出口侧设置有开闭阀门 610。在矿渣取出部3上设置有开闭阀门300，另外，在蒸汽取出部4上连接有蒸汽管400。 另外，从矿渣装入部2侧的容器端部向容器内导入有洒水用管道500，与洒水装置5连接。该实施方式中，在料斗部6中装入规定量的制钢矿渣Sa后，关闭料斗部6的盖 600，之后，打开开闭阀门610，将料斗部6内的全量制钢矿渣Sa从矿渣装入部2装入处理容 器内。由洒水装置5对装入的制钢矿渣Sa洒水，通过产生蒸汽而进行如上述的老化处理。 老化处理结束后的制钢矿渣Sb和蒸汽分别从矿渣取出部3和蒸汽取出部4被取出。并且，该实施方式中，蒸汽取出部4的排气口 401被设置在处理容器直径方向的轴 心附近，以使处理容器内的矿渣Sb长期覆盖排气口 401。由此，处理容器内的蒸汽通过矿 渣Sb中间从排气口 401排出，所以可通过与矿渣的热交换而能提高蒸汽温度，可回收更高 温的蒸汽。并且，在所述排气口 401上设置有防止矿渣侵入用的网(未图示)。以上(1)的方式的矿渣处理方法中，通过对正在处理容器内输送的矿渣连续进行 洒水和利用由此产生的蒸汽的老化处理而能在短时间内进行CaO的水合反应，完成老化。图4与上述(2)的方式相关，是模式性表示本发明方法一实施方式。该矿渣处理的方式中，使用处理容器Xl和处理容器X2，将制钢矿渣依次移动至处 理容器XI、处理容器X2中，依次在处理容器Xl内进行工序A、处理容器X2内进行工序B。 并且，将对于处理容器Xl内的后行送料的制钢矿渣进行工序A而产生的蒸汽，导入于处理 容器X2内，在对于处理容器X2内的先行送料的制钢矿渣进行的工序B中使用。本实施方式中，所述处理容器Xl由与图2的筒状处理容器相同的筒状旋转滚筒式 的容器构成。该处理容器Xl在一端侧具备矿渣装入部2f，在另一端侧具备矿渣取出部3f 和蒸汽取出部4f的同时，从一端侧向另一端侧朝下倾斜，以筒轴为中心可旋转。该处理容 器Xl的基本结构与所谓的回转炉等的结构相同，通过使长度方向上倾斜的处理容器旋转， 将装入于处理容器Xl内的材料(矿渣)在容器长度方向上依次被输送。在处理容器Xl内 的矿渣输送方向上游部设置有洒水装置5f。在所述矿渣装入部2f上设置有开闭阀门6IOf，在矿渣取出部3f上设置有开闭阀 门300f，另外，蒸汽取出部4f上连接有蒸汽管道7的一端。另外，从矿渣装入部2f侧的容 器端部向容器内导入有洒水用管道500f，与洒水装置5f连接。本实施方式中，所述处理容器X2是由罐式容器构成，通过打开上盖20而可进行矿 渣的装入和取出。在容器的底部设置有蒸汽导入部8，该蒸汽导入部8上连接有所述蒸汽管 道7的另一端。另外，在处理容器X2的上部上设置有蒸汽取出部9，该蒸汽取出部9上连接
有蒸汽管90。并且，利用处理容器Xl的矿渣处理可使用如下的任意一种(a)将制钢矿渣以分 批式装入、取出的方式，(b)以适当的时间间隔进行制钢矿渣的装入、取出，在处理容器内使 矿渣长期滞留的方式，(c)以适当的时间间隔进行制钢矿渣的装入，且连续进行制钢矿渣的 取出的方式，(d)连续地进行制钢矿渣的装入，且以适当的时间间隔进行制钢矿渣的取出的方式，(e)连续地进行制钢矿渣的装入、取出的方式。本实施方式中，从旋转的处理容器Xl的矿渣装入部2f向容器内装入高温制钢矿 渣Sa0该制钢矿渣Sa只要是保持有在精炼工序中产生时的显热的高温状态的矿渣，则可 以是熔融矿渣、部分凝固矿渣、凝固矿渣中的任一个。因为处理容器Xl旋转，所以可防止装 入的制钢矿渣Sa附着于容器内壁。处理容器Xl的旋转速度为任意，例如可以是2 5转
/分钟左右。从洒水装置5f对装入处理容器Xl内的高温制钢矿渣Sa洒水，通过该洒水产生蒸 汽。这是本发明的工序A。从蒸汽取出部4f取出因该洒水而产生的蒸汽，通过蒸汽管道7 送至处理容器X2。处理容器X2中，已经装入有在处理容器Xl内进行了工序A的洒水冷却的先行送 料制钢矿渣，将对在所述处理容器Xl内的后行送料的制钢矿渣进行工序A而产生的蒸汽， 通过上述蒸汽管道7向该处理容器X2内导入，进行利用该蒸汽的老化处理。这是本发明的 工序B。从蒸汽导入部8导入处理容器X2内的蒸汽，将通过制钢矿渣Sb中间从蒸汽取出 部9的蒸汽管90被排出，根据需要作为热源用流体使用。该实施方式中，也能通过与矿渣 的热交换而提高蒸汽温度，回收温度更高的蒸汽。将从容器取出结束了在处理容器X2内的老化处理的制钢矿渣Sb。另一方面，从矿 渣取出部3f取出在处理容器Xl中结束了洒水冷却的、后行送料的制钢矿渣Sa，通过适当的 搬送、装入装置被搬送、装入至处理容器X2，而后续送料的高温状态的制钢矿渣Sa将装入 于处理容器Xl，从而在处理容器Xl、X2中，重复如上述处理(工序A、B)。并且，在处理容器X2内的老化处理的原理、作用效果、工序A、B的优选的温度条件 等与图2及图3的实施方式中所述相同。图5与上述(3)的方式相关，是模式性表示本发明方法一实施方式。该矿渣处理的方式中，使用处理容器Xa、Xb，在各处理容器Xa、Xb内分别依次进行 工序A和工序B，并且同时期分别在一个处理容器Xa或Xb中进行工序A、另一个处理容器 Xb或Xa中进行工序B。并且，将一个处理容器Xa或Xb内的工序A所产生的蒸汽导入另一 个处理容器Xb或Xa。在本实施方式中，各处理容器Xa、Xb由罐式容器构成，通过打开上盖20a、20b可进 行矿渣的装入和取出。在各处理容器Xa、Xb的上部设置有用于在容器内进行洒水的洒水喷 嘴21a、21b。另外，在各处理容器Xa、Xb的底部设置有蒸汽导入部22a、22b，在上部设置有 蒸汽取出部23a、23b。处理容器Xa的蒸汽导入部22a与处理容器Xb的蒸汽导入部22b上 连接有蒸汽管道24的各端部，通过该蒸汽管道24进行连接。另外，蒸汽取出部23a、23b上 分别连接有蒸汽管27a、27b，在这些蒸汽管27a、27b上分别设置有开关阀VI、V4。蒸汽管道25的各端分别连接在从所述开关阀Vl到蒸汽取出部23a之间的蒸汽管 27a的管部以及从所述开关阀V4到蒸汽取出部23b之间的蒸汽管27b的管部上，连接两管 部。而且，蒸汽管道26的各端分别连接在蒸汽管道24的中途以及蒸汽管道25的中途上， 连接两蒸汽管道24、25。蒸汽管道25中，蒸汽管道26的连接部两侧的管部25a、25b上分别设置有开关阀 V2、V5，另外，蒸汽管道24中，蒸汽管道26的连接部两侧的管部24a、24b上分别设置有开关阀 V3、V6。本实施方式中，在各处理容器Xa、Xb内分别装入制钢矿渣Sa，在各处理容器Xa、Xb 内依次进行工序A和工序B，并且同时期分别在一个处理容器Xa或Xb中进行工序A，另一 个处理容器Xb或Xa中进行工序B。装入处理容器Xa、Xb的制钢矿渣Sa，只要保持有在精 炼工序中产生时的显热的高温状态的矿渣，可以是熔融矿渣、部分凝固矿渣、凝固矿渣中的 任一个。图5所示状态下，处理容器Xa内，正在从洒水喷嘴21a对制钢矿渣Sa进行洒水 (工序A)。另一方面，在处理容器Xb内，导入了在所述处理容器Xa内的工序A产生的蒸汽， 正在进行制钢矿渣Sb的老化处理(工序B)。这时，开关阀VI、V5、V3为关闭，开关阀V2、 V6、V4为打开，处理容器Xa内产生的蒸汽经过蒸汽管27a、蒸汽管道25的管部25a、蒸汽管 道26、蒸汽管道24的管部24b从蒸汽导入部22b导入至处理容器Xb内。该蒸汽，通过矿渣 中间从蒸汽取出部23b的蒸汽管27b被排出，根据需要作为热源用流体使用。该实施方式 中，也能通过与矿渣进行热交换而提高蒸汽温度，回收更高温度的蒸汽。在结束了处理容器Xa内的工序A、处理容器Xb内的工序B的阶段上，排出处理容 器Xb的制钢矿渣Sb，在同一容器中装入新的高温制钢矿渣Sa，这次在处理容器Xb内从洒 水喷嘴21b对制钢矿渣Sa进行洒水(工序A)，在处理容器Xa内，导入在所述处理容器Xb 内的工序A所产生的蒸汽，进行制钢矿渣Sb的老化处理(工序B)。这时，开关阀V4、V2、V6 为关闭，开关阀V5、V3、Vl为打开，在处理容器Xb内产生的蒸汽经由蒸汽管27b、蒸汽管道 25的管部25b、蒸汽管道26、蒸汽管道24的管部24a从蒸汽导入部22a导入到处理容器Xa 内。该蒸汽通过矿渣Sb中间从蒸汽取出部23a的蒸汽管27a被排出，根据需要作为热源用 流体使用。通过重复以上，不用移动制钢矿渣就能进行本发明的工序A、B。并且，各处理容器内的老化处理的原理、作用效果、工序A、B的优选温度条件等与 图2及图3的实施方式所述内容相同。经过本发明方法处理的矿渣可利用于合适的用途，例如，将通过老化处理而充分 被细粒化的物质，可利用于水合硬化物等的骨料、水泥混和材料等。本发明方法中，可将熔融矿渣原样处理，但从矿渣的处理性和防止水蒸汽爆炸的 方面出发，将熔融矿渣冷却到某种程度，制成非熔融状态的高温矿渣的基础上进行上述矿 渣处理则有时更为有利。为使熔融矿渣成为非熔融状态的高温矿渣，可适用下述方法通常所进行的使熔 融矿渣流入矿渣处理场而进行冷却的方法、将熔融矿渣放置于盘状的器皿(pan)内而进行 冷却的方法。这时，趁矿渣表面凝固为一定程度但仍为高温(优选的是表面温度为700°C以 上)，使用铲斗粉碎，装入实施本发明的处理容器中即可。另一方面，为使熔融矿渣成为非熔融状态的高温矿渣，可采用下述(i)或(ii)的 方法，由此能够高效地冷却处理熔融矿渣，并且能制成装卸简单的板状或细片状的高温矿 渣，所以特优选。(i)使用使熔融矿渣与旋转的冷却滚筒接触而冷却，作为板状、柱状或细片状的高 温矿渣排出的矿渣冷却处理装置，对熔融的制钢矿渣进行冷却处理。(ii)使用以旋转的一对冷却滚筒对熔融矿渣一边进行压延一边进行冷却，作为板状、柱状或细片状的高温矿渣排出的矿渣冷却处理装置，对熔融的制钢矿渣进行冷却处理。接着，对使用以上(i)或(ii)的方法进行冷却处理的高温制钢矿渣，实施如上述 的根据本发明方法的矿渣处理。另外，根据矿渣的目的、用途想要得到规定粒径的情况时， 上述(i)、(ii)的方法也有效。首先，对上述(i)的矿渣的冷却处理法进行说明。该冷却处理法中，例如，如图6(模式性表示装置的正面图)所示，使用了矿渣冷却 处理装置，其具备在水平方向上并列的、具有对峙的外周部分向上旋转的旋转方向的、一对 冷却滚筒10a、10b。所述冷却滚筒10a、10b通过驱动装置(未图示)以上述旋转方向旋转驱动。在冷 却滚筒10a、10b的内部设置有，具有用于流通冷却介质的流路的内部冷却装置(未图示)， 在滚筒轴的各端部分别设置有对于该内部冷却装置的冷却介质供给部和冷却介质排出部。 并且，冷却介质一般使用水(冷却水)，也可以使用其他流体(液体或气体)。该方式中，从上方(图中，11为矿渣锅，12为矿渣流槽)向一对冷却滚筒10a、10b 的上部外周面之间供给熔融矿渣S，形成矿渣液集液g。通过附着于旋转的冷却滚筒10a、 IOb表面而从该矿渣液集液g带出熔融矿渣S，该熔融矿渣S以附着于冷却滚筒面的状态被 冷却至适当的凝固状态(例如，半凝固状态或仅表层凝固的状态)后，在规定的滚筒旋转位 置处由于自重从冷却滚筒面剥离，作为板状等的高温矿渣Sx被回收。使用搬送输送机13 搬送从冷却滚筒面剥离的矿渣Sx，收纳于矿渣铲斗14中。并且，将矿渣Sx从搬送输送机13装入矿渣铲斗14等时，可根据需要，将矿渣Sx 以适当方法进行粗破碎。另外，还可以使用如图7 (模式性表示装置的正面图)所示的冷却滚筒10a、10b的 上方具有堰的冷却处理装置。该冷却处理装置在一对冷却滚筒10a、10b的上方设置有分别 由冷却滚筒15a、15b构成的堰16，在该一对冷却滚筒10a、10b的上部外周面间与一对冷却 滚筒15a、15b (堰16)间形成矿渣液集液部G。所述冷却滚筒15a、15b具有下部外周面与矿 渣液集液部G反方向旋转的旋转方向。在各冷却滚筒15a、15b与冷却滚筒10a、IOb之间具 有挤出矿渣液集液部G内的熔融矿渣S的开口 18，通过从该开口 18挤出矿渣，得到非熔融 状态的高温矿渣Sx。在所述冷却滚筒10a、IOb及冷却滚筒15a、15b (堰16)的宽度方向的两端侧上，以 与冷却滚筒10a、IOb及冷却滚筒15a、15b的端面连接的方式设置有用于堵塞矿渣液集液部 G的两端的堰板17。该堰板17介由适当的支撑部件被支撑在装置主体(基体)上。并且，所述堰体16还可以不是由冷却滚筒15a、15b构成，而是由固定式壁体构成。这种冷却处理装置通过在一对冷却滚筒10a、10b的上部外周面间和一对冷却滚 筒15a、15b (堰16)间形成矿渣液集液部G，由此，可延长矿渣液集液部G上的熔融矿渣的滞 留时间，从而有效地促进熔融矿渣的冷却，再将适当冷却的矿渣从开口 18挤出。另外，如本 实施方式，通过将堰16由具有下部外周面与矿渣液集液部G反方向旋转的旋转方向的冷却 滚筒15a、15b而构成，可进一步有效地促进熔融矿渣的冷却，能进一步稳定地得到厚壁矿 渣凝固体。另外，具有如图7所示的冷却滚筒15a、15b(堰16)的冷却处理装置中，可以在冷 却滚筒15a、15b的外周面设置槽，以得到柱状或细片状(块状)的高温矿渣。图8及图9 (模式性表示装置的局部的正面图及侧面图)表示这样的冷却处理装置的一例，在冷却滚 筒15a、15b的外周面上以滚筒长度方向有间隔地形成多个环状槽150的同时，使这些环状 槽150的底面在滚筒周方向上形成为凹凸状(齿轮状)，使冷却滚筒15a、15b的外周面抵 接于冷却滚筒10a、10b的外周面，由此通过环状槽150形成孔型状的开口 18。该实施方式 中，由于环状槽150的底面凹部，开口 18将间歇式地变大。本实施方式中，从使用环状槽150形成的多个孔状开口 18挤出矿渣Sx。由于环状 槽150的底面凹部开口 18将间歇性地变大，所以该矿渣Sx以块状部b呈多珠状相连的形 状被挤出。该形状的矿渣Sx从冷却滚筒10a、10b剥离后，由于自重以块状分离，或使用很 小的外力简单地以块状分离。图9中，省略了在环状槽150的底面在周方向上形成的凹凸，底面的凸部位置以虚 线表示。另外，如图10(模式性表示装置的正面图)所示，冷却处理装置可具备单一的冷却 滚筒。该冷却处理装置具备冷却滚筒10、和配置在冷却滚筒直径方向的一侧的流槽19。该 流槽19被设置为其前端部连接或接近冷却滚筒10的滚筒面100，由流槽19的前端部分与 滚筒面100形成矿渣液集液部G，伴随着冷却滚筒10的旋转矿渣液集液部G内的熔融矿渣 S附着于滚筒面100而被带出。为了形成矿渣液集液部G，流槽19的前端部分具有向上侧 (水平状)翘曲甚至弯曲的接收盘状的形态的同时，流槽19的前端部连接或接近下部滚筒 面。另外，形成矿渣液集液部A的流槽的前端部分的侧壁190，为了保持熔融矿渣S具
有规定高度。所述冷却滚筒10通过驱动装置(未图示)，以其上部滚筒面与流槽反方向旋转的 方式进行旋转驱动。在冷却滚筒10的内部，设置具有用于流通冷却介质的流路的内部冷却 装置(未图示)，在滚筒轴的各端部分别设置有对于该内部冷却装置的冷却介质供给部和 冷却介质排出部。并且，冷却介质一般使用水(冷却水)，也可以使用其他流体(液体或气 体)。流槽19的前端部可以连接滚筒面100，也可以形成小的间隙接近滚筒面100。后 者时，考虑到热膨胀优选的是具有不使熔融矿渣S漏出程度的间隙使其接近，但为了确实 防止熔融矿渣S的泄漏，优选的是对于间隙部分，从设置于流槽19的下方的气体喷射装置 30喷射吹扫用气体。使用了如上的冷却处理装置的熔融矿渣的冷却处理中，通过使供给于流槽19的 熔融矿渣S流入矿渣液集液部G，在此滞留适当时间而进行冷却后，附着于冷却滚筒10的滚 筒面100而被带出，以附着于滚筒面100的状态被冷却至适当的凝固状态(例如，半凝固状 态或者仅单面或两面的表层凝固状态)后，在规定的滚筒旋转位置上由于自重从冷却滚筒 面自然剥离，从冷却滚筒直径方向的另一侧被排出。如上的具有单一冷却滚筒10的冷却处理装置中，因冷却滚筒10不受因熔融矿渣 S而发生的较大的下落荷重，所以不损耗冷却滚筒10就能大量处理熔融矿渣S。另外，从单 一冷却滚筒10的滚筒面100剥离的、经冷却处理的矿渣Sx，以一个方向被排出，所以经冷却 处理的矿渣的使用、后处理等变容易。并且，具有单一冷却滚筒10的冷却 理装置可使用从适当高度的流槽19向冷却滚筒1的上部滚筒面供给熔融矿渣S的方式；不形成矿渣液集液部G，熔融矿渣S从流槽19 的前端部直接供给于滚筒面100的方式等。接着，对上述(ii)矿渣的冷却处理方法进行说明，如图11(模式性表示装置的正 面图)所示，该冷却处理法使用了例如具备如下的一对冷却滚筒60a、60b的冷却处理装置 该一对冷却滚筒在水平方向具有间隙68地并列，且具有对峙的外周部分向下旋转的旋转 方向；对一对冷却滚筒60a、60b的上部外周面间供给熔融矿渣，形成矿渣液集液g，使用冷 却装置61对矿渣液集液g内的熔融矿渣或/及正在流入该矿渣液集液g的熔融矿渣进行 冷却的同时，使用一对冷却滚筒60a、60b对从矿渣液集液g流入间隙68内的熔融矿渣一边 进行冷却一边压延，从间隙68向下方带出至少表层被凝固的矿渣。并且，该类型的冷却处 理方法中，以一对冷却滚筒60a、60b压延矿渣是指从冷却滚筒60a、60b的间隙68，以至少表 面被凝固的状态向下方带出矿渣。所述冷却滚筒60a、60b通过驱动装置(未图示)以上述旋转方向旋转驱动。在 所述冷却滚筒60a、60b的内部，设置具有用于流通冷却介质的流路的内部冷却装置(未图 示)，滚筒轴的各端部分别设置有对于该内部冷却装置的冷却介质供给部和冷却介质排出 部。并且，冷却介质一般使用水(冷却水)，也可以使用其他流体(液体或气体)。在冷却滚筒宽度方向的两端侧上以连接冷却滚筒60a、60b的端面的方式设置有 用于堵塞形成在冷却滚筒60a、60b的上部外周面间的剖面V槽状凹部(形成矿渣液集液G 的凹部)的两端的堰板67。该堰板67介由适当的支撑材料被支撑在装置主体(基体)。在一对冷却滚筒60a、60b的下方配置有搬送输送机64，其对被冷却滚筒60a、60b 冷却的同时压延而从间隙68被带出的矿渣Sx进行接取并搬送。在冷却滚筒60a、60b的上侧设置有冷却装置61，其用于冷却矿渣液集液A内的熔 融矿渣S或/及正在流入矿渣液集液A的熔融矿渣S。该冷却装置61，例如可由向熔融矿 渣S供给流体或/及粉体的装置构成。另外，根据需要，可在冷却滚筒60a、60b与搬送输送机64之间设置用于冷却从冷 却滚筒60a、60b的间隙68被带出的矿渣Sx的冷却装置65。该冷却装置65例如可由对矿 渣Sx喷射水和空气等冷却用流体的喷嘴等构成。使用了如上的冷却处理装置的熔融矿渣的冷却处理中，向以对峙的外周部分向下 旋转的冷却滚筒60a、60b的上部外周面间(剖面V槽状的凹部)供给熔融矿渣S，形成矿 渣液集液g。使用冷却装置61冷却矿渣液集液g内的熔融矿渣S或/及正在流入该矿渣 液集液g的熔融矿渣S的同时，从矿渣液集液A流入间隙g内的熔融矿渣S被一对冷却滚 筒60a、60b —边冷却一边压延。通过该压延，具有粘性的熔融矿渣S在冷却滚筒宽度方向 上伸展，可高效地进行冷却。通过以上冷却装置61进行冷却，进而通过冷却滚筒60a、60b冷却的熔融矿渣S，作 为至少表层被凝固的板状的矿渣Sx，从间隙68向下方被带出。根据需要使用冷却装置65 进一步冷却该矿渣Sx。图12表示使用了具备冷却滚筒的上述冷却处理装置的本发明的一实施方式，所 以作为冷却处理装置使用了如图10所示的具有单一的冷却滚筒10的装置。该实施方式属 于之前所述的(1)的方式。冷却处理装置M具有用于压延附着于冷却滚筒10的滚筒面100的熔融矿渣S以在
14滚筒宽度方向上伸展的伸展辊40，尤其适合粘度高的熔融矿渣的冷却处理。伸展辊40，以 在其外周面与冷却滚筒10的滚筒面100之间形成一定间隔的方式，可旋转地被支撑臂(未 图示)所支撑。在冷却滚筒10的矿渣排出侧设置有雾沫供给装置41，其用于向从冷却滚筒10剥 离正由搬送输送机13搬送的矿渣Sa、进一步还向附着于冷却滚筒10的矿渣和伸展辊40的 辊面喷射水雾沫而进行冷却。在此进行洒水冷却(工序A)。设置有用于填充洒水冷却的矿渣从而进行老化处理(工序B)的填充槽42的同 时，还设置有用于向填充槽42搬送、装入从所述搬送输送机13输送的矿渣Sa的铲斗式输 送机43。所述填充槽42是从顶部侧装入矿渣及蒸汽，从底部侧取出矿渣、蒸汽。从冷却处理装置M到填充槽42为止被遮掩体44所覆盖，该遮掩体44与填充槽42 的全体实质上构成处理容器。本实施方式中，如图10所记载，通过冷却处理装置M冷却熔融矿渣S，从雾沫供给 装置41对从该冷却处理装置M排出的矿渣Sa进行洒水(水雾沫的喷射)，进行工序A。将 如此洒水冷却的矿渣Sa，通过输送机43从其顶部向填充槽42内装入的同时，所述工序A所 产生的蒸汽也从顶部流入填充槽42内。在填充槽42内，通过蒸汽通过矿渣中间的过程而 进行老化处理，进行工序B。实施本发明方法时，高效地回收熔融矿渣的显热，从节省能量和减少C02排放的 观点看，尤其优选。使用如图6 图11所示的冷却滚筒冷却矿渣时，从冷却滚筒的耐久性等观点看， 优选在冷却滚筒中使用冷却介质，其冷却介质一般使用水。该水可循环使用，但在冷却滚筒 中因接受矿渣的热而水温提高。因此，若将通过了水冷式冷却滚筒的冷却水(热水)的一 部分，用于以本发明方法进行的工序A的洒水中，则在回收矿渣显热方面有利。图13表示其实施方式，45是用于使冷却水循环冷却滚筒10a、10b的循环管路，该 循环管路45上连接有洒水用管道500，通过了冷却滚筒10a、10b的冷却水的一部分通过洒 水用管道500，被导入于进行本发明方法的处理容器D，从洒水装置5向矿渣洒水(本发明 的工序A)。如此地取出冷却滚筒10a、10b的冷却水的一部分，用于本发明的工序A的洒水，从 而能使循环管路45的冷却水中经常加入补给水(图中，46为冷却水的补给罐，47为冷却水 的冷却塔)，降低水温，所以可使冷却设备能力减小。适用于本发明方法的矿渣可以是产生时的原样矿渣组成，也可以通过改质调整了 矿渣组成的矿渣。关于在熔融阶段对矿渣进行改质的方法，例如，以减少矿渣中的f-CaO量作为目 的时，可使用空气、富氧空气、氧气等氧气或含氧气体。将这种气体供给于熔融矿渣时，矿渣 中的FeO被氧化，其与f-CaO结合形成2Ca0 · Fe2O3，从而减少矿渣中的f_CaO量。另外，可通过例如将硅砂或粉煤灰等SiO2源，氧化铝砖屑等Al2O3源，氧化铁粉、铁 矿石粉等氧化铁源添加至熔融矿渣而降低矿渣中的f-CaO量。实施例〇实施例1[本发明例]
15
(i)冷却处理工序(a)本发明例1将转炉脱碳精炼(转炉出钢温度1640 1660°C)所产生的碱度[质量比％ CaO/% SiO2]为3. 8的熔融矿渣(15t)通过矿渣锅输送至矿渣处理场，放入该场。数小时 后，将全量的通过放置冷却而表面凝固的矿渣使用铲斗进行搬送，装入如图3所示的筒状 处理容器D。这时的矿渣表面温度为1000 700°C。(b)本发明例2使用相对于图6所示的冷却处理装置附设了如图12所示的伸展辊40的冷却处 理装置M，将转炉脱碳精炼(转炉出钢温度1640 1660°C )所产生的碱度[质量比％ CaO/% SiO2]为3. 8的熔融矿渣(15t)通过矿渣锅搬送至所述冷却处理装置M，通过该装置 进行了冷却处理。该冷却处理装置M的规格及运行条件如下所示。冷却滚筒10a、10b 外径1. 6mX长度(滚筒宽度方向的长度)3m，水冷式伸展辊40:外径0.3m冷却滚筒IOaUOb-伸展辊40间的间隙5mm冷却滚筒10a、10b的旋转速度3rpm该冷却处理中，将矿渣锅11内的熔融矿渣，介由矿渣流槽12以约lt/min的供给 速度向冷却滚筒10a、10b的上部外周面间的宽度方向中央附近处供给约12分钟。并且，为 了不使混入矿渣锅11的铁水供给于冷却处理装置M，在矿渣锅11中残留的熔融矿渣S为 1/5左右的阶段上，停止向冷却处理装置M供给熔融矿渣S。向冷却滚筒面供给的熔融矿渣S由于粘性高缺乏流动性，并且因与冷却滚筒10a、 IOb接触而迅速变冷，所以在其供给位置上以滚筒宽度方向仅扩展1 2m左右，但通过伸展 辊40进行从厚度约IOmm变成5mm的压延的结果，以冷却滚筒宽度方向的大致全长上发生 伸展，以高冷却效率对熔融矿渣S进行了冷却处理。将从冷却滚筒10a、10b剥离，在搬送输送机13上移动时的矿渣Sx的表面温度，用 放射温度计进行测定的结果，矿渣表面温度为700 900°C。矿渣Sx通过搬送输送机13和 其他搬送装置被搬送、装入于如图3所示的筒状处理容器D中。(ii)根据本发明方法的处理工序上述本发明例1、2中，使向如图3所示的筒状处理容器D的矿渣的装入以每间隔 规定时间进行，将滞留在处理容器内的矿渣的总量以两批次量约24 30t，维持该滞留量 进行连续处理。在筒状处理容器D内，首选进行了如图2、图3中说明的对高温矿渣的洒水(工序 A)和利用所产生的过热蒸汽的老化处理(工序B)。筒状处理容器D的规格及处理条件如 下所述。·筒状处理容器的尺寸内径3mX长度IOm
·处理容器旋转速度Irpm 洒水量0.2m3/1将处理结束并被细粒化的矿渣从矿渣取出部3取出，同时将过热蒸汽从蒸汽取出 部4取出，作为热源用流体回收。这时的过热蒸汽的温度为200 280°C。本发明例1、2是分别改变矿渣的处理时间(在处理容器内的矿渣的滞留时间)而实施的，调查了处理时间的影响。(iii)处理完的矿渣的特性将取出的处理完的矿渣提供于JIS法的水浸膨胀试验，评价了膨胀特性。本发明 例1、2中的矿渣处理时间(在处理容器内的矿渣滞留时间)与矿渣膨胀率的关系示于图 14。可发现相对于未老化的转炉脱碳精炼矿渣的膨胀率为5 7%，通过使用本发明方法， 高效地降低了矿渣膨胀率。矿渣处理时间越长矿渣膨胀率越下降，矿渣处理时间30分钟时 降低到0. 5%以下，50分钟时降低到0. 1 %以下。[比较例]将转炉脱碳精炼(转炉出钢温度1640 1660°C)所产生的碱度[质量比％ CaO/% SiO2]为3. 8的熔融矿渣(15t)，以矿渣锅输送至矿渣处理场，放入该场。之后，进行 洒水冷却后，使用颚式破碎机破碎成粒径40mm以下。对于该冷却、破碎后的矿渣实施了现在通常进行的蒸汽老化处理。将破碎后的矿 渣在图15所示的蒸汽老化装置中堆积约lOOOt，从埋设于底部的管道流入蒸汽，进行蒸汽 老化。该蒸汽老化中，将矿渣升温至100°C为止花费了 6 10小时，矿渣温度达到100°C 后，流通蒸汽24 96小时，维持矿渣温度100°C。该蒸汽老化处理所需的蒸汽利用了在制 铁所内的设备(⑶Q等)所制造的蒸汽。该比较例也改变老化处理时间而进行实施，调查处理时间的影响。将蒸汽老化后 的矿渣提供于JIS法的水浸膨胀试验，评价了膨胀特性。矿渣温度成为100°C后开始的蒸汽 老化天数与矿渣膨胀率的关系示于图16。由此可发现，蒸汽老化天数越长矿渣膨胀率越下 降，矿渣膨胀率在蒸汽老化天数为3天时方成为0. 5%以下，老化需要很长时间。〇实施例2 (本发明例3)将与本发明例2中处理的相同的熔融矿渣，使用如图13所示的设备进行了处理。 首先，使用具备冷却滚筒10a、10b的冷却处理装置M对熔融矿渣进行冷却处理，凝固成板厚 5mm左右的板状后，装入筒状圆筒容器D，实施了本发明方法(工序A、B)。这时，将通过了 冷却滚筒10a、10b的冷却水的一部分用于筒状圆筒容器D内的洒水。为了产生蒸汽，向筒状处理容器D内的矿渣的洒水量成为以30°C左右的水为 200kg/t-slag(=蒸汽产生量)左右，但由于本实施例中，将通过了冷却处理装置M的冷却 滚筒10a、10b的70°C的冷却水用于洒水，因此蒸汽的产生量为210kg/t-slag，增加5%。另一方面，将冷却滚筒10a、10b的冷却水的一部分利用于洒水，因此使用常温水 补给减少的水量，因此仅降低补给水部分的水温，所以冷却塔的冷却能力得到保留，由此将 冷却水量从150t/H降低到了 130t/H。〇实施例3 (本发明例4)使用具备图5所示的两个处理容器Xa、Xb (容积15m3)的处理设备，实施了本发明 方法。各处理容器Xa、Xb由可以倾斜的容器主体和盖构成。将本发明例1的冷却处理工序所产生的矿渣表面温度为1000°C左右的矿渣(15t) 装入处理容器Xa、Xb,以对图5的说明的顺序实施了本发明。各处理容器Xa、Xb内进行的 工序A的洒水量为相对于It矿渣为0. 2m3，当矿渣表面温度约为500°C时停止洒水。另外， 各处理容器Xa、Xb内进行的工序B的回收蒸汽温度为280 180°C。产业上的利用可能性
17
根据本发明的矿渣处理方法，是向高温的制钢矿渣、矿石熔融还原矿渣进行洒水， 利用矿渣显热而产生的蒸汽进行该矿渣的老化处理，所以能以高效且低成本进行矿渣的冷 却和老化处理。而且，在不同地点进行通过洒水产生蒸汽的工序和使用该蒸汽进行老化处 理的工序，所以，老化处理的温度管理容易，能够以最适温度条件进行蒸汽老化处理。因此， 能对矿渣进行特别高效的老化处理。
权利要求
一种矿渣的处理方法，其特征在于，对从制钢矿渣、矿石熔融还原矿渣中选择的一种以上的矿渣进行冷却及老化处理，包括对高温矿渣进行洒水的工序A，以及通过将因工序A中的洒水而产生的蒸汽和因洒水而被冷却的矿渣接触，从而对矿渣进行老化处理的工序B；并且，在不同的地点进行工序A和使用该工序所产生的蒸汽的工序B。
2.如权利要求1所述的矿渣的处理方法，其特征在于，工序A中，对表面温度为700°C 以上的矿渣进行洒水而产生100°C以上的蒸汽，工序B中，使表面温度为200 500°C的矿 渣与所述蒸汽接触而进行老化处理。
3.如权利要求1或2所述的矿渣的处理方法，其特征在于，通过工序B的老化处理而使 矿渣溃散成粒状，使其变成粒状矿渣。
4.如权利要求1至3中任一项所述的矿渣的处理方法，其特征在于，使用处理容器XI、 X2，使矿渣依次移动至处理容器XI、处理容器X2，依次在处理容器XI内进行工序A，在处理 容器X2内进行工序B，其中，将对于处理容器XI内的后行送料的矿渣进行的工序A所产生的蒸汽导入处理容器X2 内，在对于处理容器X2内的先行送料的矿渣进行的工序B中使用。
5.如权利要求1至3中任一项所述的矿渣的处理方法，其特征在于，使用处理容器Xa、 Xb，在各处理容器Xa、Xb内分别依次进行工序A和工序B，并且同时期分别在一个处理容器 Xa或Xb中进行工序A、另一个处理容器Xb或Xa中进行工序B，将一个处理容器Xa或Xb内的工序A所产生的蒸汽导入另一个处理容器Xb或Xa。
6.如权利要求1至3中任一项所述的矿渣的处理方法，其特征在于，对于处理容器内正 在输送的矿渣依次进行工序A和工序B，通过在与工序A的洒水位置相比更靠矿渣输送方向 下游侧处，使工序A所产生的蒸汽与矿渣接触而进行工序B。
7.如权利要求6所述的矿渣的处理方法，其特征在于，使用在一端侧具备矿渣装入部， 另一端侧具备矿渣排出部，并且从一端侧向另一端侧朝下倾斜并以筒轴为中心旋转的筒状 处理容器，在该筒状处理容器内的长度方向上一边输送矿渣，一边依次进行工序A和工序 B0
8.如权利要求1至7中任一项所述的矿渣的处理方法，其特征在于，将工序B所使用的 蒸汽作为热源用流体回收。
9.一种矿渣的处理方法，其特征在于，使用使熔融矿渣与旋转的冷却滚筒接触而冷却， 作为板状、柱状或细片状的高温矿渣排出的矿渣冷却处理装置，对熔融矿渣进行冷却处理， 并对该冷却处理后的高温矿渣进行权利要求1至8中任一项所述的处理。
10.一种矿渣的处理方法，其特征在于，使用以旋转的一对冷却滚筒对熔融矿渣一边进 行压延一边进行冷却，作为板状、柱状或细片状的高温矿渣排出的矿渣冷却处理装置，对熔 融矿渣进行冷却处理，并对该冷却处理后的高温矿渣进行权利要求1至8中任一项所述的 处理。
11.如权利要求9或10所述的矿渣的处理方法，其特征在于，冷却滚筒为水冷式，将通 过该冷却滚筒的冷却水的一部分用于工序A的洒水。
全文摘要
本发明在短时间内以高效且低成本地对制钢矿渣等进行老化处理。具有对制钢矿渣等高温矿渣进行洒水的工序(A)，以及通过将因工序(A)中的洒水而产生的蒸汽与因洒水而被冷却的矿渣接触，从而对矿渣进行老化处理的工序(B)，并且在不同地点进行工序(A)和使用在该工序中产生的蒸汽的工序(B)。由于是对高温矿渣进行洒水，利用矿渣显热而产生的蒸汽进行该矿渣的老化，所以能以高效且低成本进行矿渣的冷却和老化，另外，在不同地点进行通过洒水产生蒸汽的工序和使用该蒸汽进行老化处理的工序，所以，老化处理的温度管理容易，能够以最适温度条件进行蒸汽老化处理。
文档编号C21C5/28GK101977867SQ20098010952
公开日2011年2月16日 申请日期2009年3月18日 优先权日2008年3月20日
发明者岩崎克博, 当房博幸, 户泽宏一, 薮田和哉 申请人:杰富意钢铁株式会社