JP6189201B2 - 水砕スラグ製造用集水樋 - Google Patents

Description

本発明は、高炉スラグに吹製処理を施して生成された微粒水砕スラグ混じりの水が上方から注ぎ込まれる水砕スラグ製造用集水樋に関するものである。

高炉においては、鉄鉱石や焼結鉱等が還元されてなる溶銑とともに、溶銑１ｔに対し約３００ｋｇの高炉スラグが生成される。
高炉の下部から溶銑とスラグを取り出すと、溶銑と高炉スラグは比重の違いで分離するので、分離した溶銑と高炉スラグは別々の樋に流される。

この高炉スラグはコンクリート材、道路舗装材、海底覆砂材等としてリサイクル可能であるが、生成されたばかりで高温である高炉スラグをリサイクルするためには、例えば吹製と呼ばれる高圧の冷却水による急冷処理を行う必要がある。

吹製直後は水砕スラグと冷却水が混濁している状態なので、その後、水砕スラグを沈殿させて濃縮してから脱水することで水砕スラグを抽出可能である（例えば、特許文献１，２参照）。

特開２００３−３２７４５６号公報 特開２００４−１８２５１４号公報

この脱水は脱水槽で行われるが、その脱水槽には水砕スラグと水が混濁してなるスラリーが投入される。
そして、粒径の大きい水砕スラグは脱水槽内に沈殿するが、粒径の小さい微粒水砕スラグは沈殿せずに脱水槽内で水に浮遊したままになっている。

ここで、吹製で使用される水量は膨大であり、その水砕スラグ混じりの膨大な量の水が脱水槽に投入されるので、脱水槽の容量を超えてしてしまい、図５の外向き矢印で示すように脱水槽１の上方から水がオーバーフローする。

このように脱水槽１がオーバーフローしてしまうことを前提として脱水槽１の上端外周に環状樋２が設けられており、この環状樋２でオーバーフローした水を受け止める。
そして、環状樋２では高低差が設けられているので、環状樋２のうち最も低位置にある排出部２ａに環状樋２内の水が集まり、環状樋２の排出部２ａに隣接して設けられた第一拡開部１１と第一脚部１２からなる漏斗状の水砕スラグ製造用集水樋１００（図６参照）を介して下方に送られる。

この水砕スラグ製造用集水樋１００によって下方に送られた水は、地球環境保護の観点及び経済的な観点から、循環させて冷却水として吹製で再使用される。

しかしながら、脱水槽１からオーバーフローした水には微粒水砕スラグが混じっているので、その水が上方から注ぎ込まれる勢いで水砕スラグ製造用集水樋１００の内面が摩耗してしまう。

このため、水砕スラグ製造ラインを停止して、作業員が水砕スラグ製造用集水樋１００の内部に入り、補修作業を行わなくてはならないが、水を流れ落とすために水砕スラグ製造用集水樋１００の下方は開口しているので、補修作業には作業員に転落の危険が伴う。

また、そのように製造ライン上は、足場が不安定というだけでなく補修に用いる工具類の全てがその場所で使用可能であるとも限らない等、補修に適した環境ではないので、水砕スラグ製造用集水樋１００の補修作業を効率よく行うことができず、それに伴って製造ライン停止の時間が長くなってしまう。

そこで、本発明の目的とするところは、補修作業を安全かつ短時間に行うことができる水砕スラグ製造用集水樋を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の水砕スラグ製造用集水樋（２００）は、下方から上方に拡開する第一拡開部（１１）と前記第一拡開部（１１）の下方に形成された第一脚部（１２）からなる漏斗状で、高炉スラグに吹製処理を施して生成された微粒水砕スラグ混じりの水が上方から注ぎ込まれる水砕スラグ製造用集水樋（２００）において、上方から保護ユニット（２０）が着脱可能に内部に嵌め込まれ、少なくとも前記第一拡開部（１１）の内面が前記微粒水砕スラグ混じりの水から保護されることを特徴とする。

また、請求項２に記載の水砕スラグ製造用集水樋（２００）は、前記保護ユニット（２０）は下方から上方に拡開する第二拡開部（２１）と前記第二拡開部（２１）の下方に形成された第二脚部（２２）からなる漏斗状で、前記第二脚部（２２）が前記第一脚部（１２）の内部に案内されるとともに前記第二拡開部（２１）が前記第一拡開部（１１）に重ねられるようにして前記保護ユニット（２０）が嵌め込まれることを特徴とする。

また、請求項３に記載の水砕スラグ製造用集水樋（２００）は、前記保護ユニット（２０）は上端に吊り環（２３）が取付けられてなり、前記吊り環（２３）を介して前記保護ユニット（２０）が吊り上げられて嵌め込まれることを特徴とする。

また、請求項４に記載の水砕スラグ製造用集水樋（２００）は、前記保護ユニット（２０）の内面に、前記第一拡開部（１１）を構成する材質よりも耐摩耗性が高い耐摩耗性材料からなるライナー（２４）が貼着されたことを特徴とする。

また、請求項５に記載の水砕スラグ製造用集水樋（２００）は、前記保護ユニット（２０）は、前記第一拡開部（１１）を構成する材質よりも耐摩耗性が高い耐摩耗性材料からなることを特徴とする。

ここで、上記括弧内の記号は、図面および後述する発明を実施するための形態に掲載された対応要素または対応事項を示す。

本発明の請求項１に記載の水砕スラグ製造用集水樋によれば、上方から保護ユニットが着脱可能に内部に嵌め込まれ、少なくとも第一拡開部の内面が微粒水砕スラグ混じりの水から保護されるので、第一拡開部はほとんど摩耗せず、補修時には保護ユニットの補修だけで済む。
すなわち、従来、保護ユニットが無い場合に直接微粒水砕スラグ混じりの水が注ぎ込まれて最も摩耗しやすい箇所は第一拡開部であるが、その第一拡開部の内面の摩耗を防止可能である。

また、保護ユニットの予備を用意しておくことで、補修は保護ユニットの入れ替えだけで済むので、補修作業が安全でかつ極めて短時間で補修作業が完了する。
仮に、保護ユニットの予備が無くても保護ユニットは着脱可能であるので、保護ユニットの補修を水砕スラグ製造用集水樋から取外して行うことができ、作業員の転落の危険が無くなり作業が安全である。
このとき、補修に適した場所に保護ユニットを移動させれば、補修作業を効率よく行うことができるので、その移動時間を含めても補修時間を短縮可能である。

また、請求項２に記載の水砕スラグ製造用集水樋によれば、請求項１に記載の発明の作用効果に加え、保護ユニットは下方から上方に拡開する第二拡開部と第二拡開部の下方に形成された第二脚部からなる漏斗状で、第二脚部が第一脚部の内部に案内されるとともに第二拡開部が第一拡開部に重ねられるようにして保護ユニットが嵌め込まれるので、水砕スラグ製造用集水樋の第一脚部を保護できるとともに、保護ユニットの装着を円滑に行うことができる。

また、請求項３に記載の水砕スラグ製造用集水樋によれば、請求項１又は２に記載の発明の作用効果に加え、保護ユニットは上端に吊り環が取付けられてなり、吊り環を介して保護ユニットが吊り上げられて嵌め込まれるので、保護ユニットを容易に着脱可能である。

また、請求項４に記載の水砕スラグ製造用集水樋によれば、請求項１乃至３に記載の発明の作用効果に加え、保護ユニットの内面に、第一拡開部を構成する材質よりも耐摩耗性が高い耐摩耗性材料からなるライナーが貼着されたので、ライナーを交換するだけで補修が完了し、それに掛かる時間は極めて短くて済む。

また、請求項５に記載の水砕スラグ製造用集水樋によれば、請求項１乃至４に記載の発明の作用効果に加え、保護ユニットは、第一拡開部を構成する材質よりも耐摩耗性が高い耐摩耗性材料からなるので、請求項４に記載の発明のようにライナーを貼着していなくても保護ユニットの補修の頻度が低くて済む。

なお、本発明の水砕スラグ製造用集水樋のように、保護ユニットを着脱可能に内部に嵌め込む点は、上述した特許文献１及び２には全く記載されていない。

本発明の第一実施形態に係る水砕スラグ製造用集水樋を示す断面図である。 図１に示す水砕スラグ製造用集水樋における保護ユニットの着脱状態を示す断面図である。 本発明の第二実施形態に係る水砕スラグ製造用集水樋を示す断面図である。 本発明の他の実施形態に係る水砕スラグ製造用集水樋を示す断面図である。 脱水して水砕スラグを抽出する脱水槽と水砕スラグ製造用集水樋を示す平面図である。 従来例に係る水砕スラグ製造用集水樋を示す断面図である。

（第一実施形態）
図１，図２，及び図５を参照して、本発明の第一実施形態に係る水砕スラグ製造用集水樋２００を説明する。
この水砕スラグ製造用集水樋２００は、第一拡開部１１と、第一脚部１２と、保護ユニット２０と、を備え、高炉スラグに吹製処理を施して生成された微粒水砕スラグ混じりの水が上方から注ぎ込まれるものである。
そして、特に保護ユニット２０を有することを特徴とする。
なお、従来例で示したものと同一部分には同一符号を付した。

第一拡開部１１は、底に孔が形成されたすり鉢状で、下方から上方に拡開している。そして、上端から鉛直に周壁１３が形成されている。
また、第一拡開部１１は平面視矩形状であり、その下端のみが円形となっている。

第一脚部１２は、円筒状で第一拡開部１１の下方に形成されており、第一脚部１２の径は第一拡開部１１の下端の径と等しい。
よって、水砕スラグ製造用集水樋２００全体としては漏斗状となっている。
このような水砕スラグ製造用集水樋２００が脱水槽１の環状樋２の下方、かつ濃縮槽まで繋がる樋の上方に設けられている。
なお、濃縮槽は脱水槽１でスラリーを脱水する前に、水砕スラグ混じりの水に含まれる水砕スラグを沈殿させて濃縮させる箇所である。

保護ユニット２０は、水砕スラグ製造用集水樋２００よりも一回り小さい略相似形の漏斗状である。
つまり、保護ユニット２０は第二拡開部２１と第二脚部２２を有し、第二拡開部２１は、底に孔が形成されたすり鉢状で、下方から上方に拡開している。
また、第二脚部２２は、円筒状で第二拡開部２１の下方に形成されており、第二脚部２２の径は第二拡開部２１の下端の径と等しい。
第二脚部２２の外径は第一脚部１２の内径よりも小さく、第二脚部２２の長さは、第一脚部１２の長さよりも長い。
また、保護ユニット２０の第二拡開部２１の上端には複数の吊り環２３が溶接により取付けられている。

そして、保護ユニット２０（第二拡開部２１及び第二脚部２２）の内面に、第一拡開部１１や第一脚部１２を構成する材質よりも耐摩耗性が高い耐摩耗性材料（例えば、アルミナ等のセラミックス）からなるシート状のライナー２４を貼着した。

このような保護ユニット２０は、吊り環２３を介してクレーンで吊り上げられて、図２に示すように第二脚部２２が第一脚部１２の内部に案内されて保護ユニット２０が嵌め込まれる。この嵌め込まれたときには、第二拡開部２１が第一拡開部１１に上方から重ねられる。これにより、水砕スラグ製造用集水樋２００の第一拡開部１１及び第一脚部１２の内面を微粒水砕スラグ混じりの水から保護している。
そして、保護ユニット２０を取外すときにも吊り環２３を介してクレーンで吊り上げる。

以上のように構成された水砕スラグ製造用集水樋２００によれば、上方から保護ユニット２０が着脱可能に内部に嵌め込まれ、第一拡開部１１及び第一脚部１２の内面が微粒水砕スラグ混じりの水から保護されるので、補修時には保護ユニット２０の補修だけで済む。

また、保護ユニット２０の予備を用意しておくことで、補修は保護ユニット２０の入れ替えだけで済むので、補修作業が安全でかつ極めて短時間で補修作業が完了する。
仮に、保護ユニット２０の予備が無くても保護ユニット２０は着脱可能であるので、保護ユニット２０の補修を水砕スラグ製造用集水樋２００から取外してオフラインで行うことができ、作業員の転落の危険が無くなり作業が安全である。
このとき、補修に適した場所に保護ユニット２０を移動させれば、補修作業を効率よく行うことができるので、その移動時間を含めても補修時間を短縮可能である。

また、保護ユニット２０は下方から上方に拡開する第二拡開部２１と第二拡開部２１の下方に形成された第二脚部２２からなる漏斗状で、第二脚部２２が第一脚部１２の内部に案内されるとともに第二拡開部２１が第一拡開部１１に重ねられるようにして保護ユニット２０が嵌め込まれるので、水砕スラグ製造用集水樋２００の第一脚部１２を保護できるとともに、保護ユニット２０の装着を円滑に行うことができる。

また、保護ユニット２０は上端に吊り環２３が取付けられてなり、吊り環２３を介して保護ユニット２０が吊り上げられて嵌め込まれるので、保護ユニット２０を容易に着脱可能である。
さらに、保護ユニット２０の内面に、第一拡開部１１を構成する材質よりも耐摩耗性が高い耐摩耗性材料からなるライナー２４が貼着されたので、ライナー２４を交換するだけで補修が完了し、それに掛かる時間は極めて短くて済む。

（第二実施形態）
次に図３を参照して、本発明の第二実施形態に係る水砕スラグ製造用集水樋２００を説明する。なお、第一実施形態と同一部分には同一符号を付した。
本実施形態の第一実施形態との大きな違いは、ライナー２４の有無であり、その他の構成要素に関しては第一実施形態と同一である。

すなわち、本実施形態においては保護ユニット２０にライナー２４が貼着されておらず、保護ユニット２０の内面が露出している。
そして、保護ユニット２０は、第一拡開部１１を構成する材質よりも耐摩耗性が高い耐摩耗性材料からなる。

このような水砕スラグ製造用集水樋２００であっても、水砕スラグ製造用集水樋２００自体はほとんど摩耗しないので、補修時には保護ユニット２０の補修だけで済む。
また、その補修を安全かつ短時間で行えることには変わり無い。
しかも、保護ユニット２０は、第一拡開部１１を構成する材質よりも耐摩耗性が高い耐摩耗性材料からなるので、保護ユニット２０の補修の頻度が低くて済む。

なお、第一実施形態において、保護ユニット２０は第二拡開部２１及び第二脚部２２からなるとしたが、これに限られるものではなく、図４に示すように第二脚部２２が無くてもよい。
このように保護ユニット２０が第二拡開部２１のみであっても、保護ユニット２０が無い場合に直接微粒水砕スラグ混じりの水が注ぎ込まれて最も摩耗しやすい箇所は第一拡開部１１であるので、その第一拡開部１１の摩耗を防止可能である。

また、ライナー２４を第二拡開部２１及び第二脚部２２全体に貼着したが、これに限られるものではなく、第二拡開部２１にのみライナー２４を貼着してもよい。

また、保護ユニット２０は上端に吊り環２３が取付けられてなるとしたが、これに限られるものではなく、保護ユニット２０には上端にボルト穴が形成されているのみで、そのボルト穴に保護ユニット２０とは別部品の吊り環２３を螺合可能としてもよい。

さらには、ライナー２４を貼着している場合であっても、保護ユニット２０を耐摩耗性材料からなるようにしてもよい。
また、水砕スラグ製造用集水樋２００や保護ユニット２０は平面視矩形状に限られず、例えば平面視円形状であってもよい。

１ 脱水槽
２ 環状樋
２ａ 排出部
１１ 第一拡開部
１２ 第一脚部
１３ 周壁
２０ 保護ユニット
２１ 第二拡開部
２２ 第二脚部
２３ 吊り環
２４ ライナー
１００ 水砕スラグ製造用集水樋
２００ 水砕スラグ製造用集水樋

Claims (5)

1. 下方から上方に拡開する第一拡開部と前記第一拡開部の下方に形成された第一脚部からなる漏斗状で、高炉スラグに吹製処理を施して生成された微粒水砕スラグ混じりの水が上方から注ぎ込まれる水砕スラグ製造用集水樋において、
   上方から保護ユニットが着脱可能に内部に嵌め込まれ、少なくとも前記第一拡開部の内面が前記微粒水砕スラグ混じりの水から保護されることを特徴とする水砕スラグ製造用集水樋。
2. 前記保護ユニットは下方から上方に拡開する第二拡開部と前記第二拡開部の下方に形成された第二脚部からなる漏斗状で、
   前記第二脚部が前記第一脚部の内部に案内されるとともに前記第二拡開部が前記第一拡開部に重ねられるようにして前記保護ユニットが嵌め込まれることを特徴とする請求項１に記載の水砕スラグ製造用集水樋。
3. 前記保護ユニットは上端に吊り環が取付けられてなり、前記吊り環を介して前記保護ユニットが吊り上げられて嵌め込まれることを特徴とする請求項１又は２に記載の水砕スラグ製造用集水樋。
4. 前記保護ユニットの内面に、前記第一拡開部を構成する材質よりも耐摩耗性が高い耐摩耗性材料からなるライナーが貼着されたことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一つに記載の水砕スラグ製造用集水樋。
5. 前記保護ユニットは、前記第一拡開部を構成する材質よりも耐摩耗性が高い耐摩耗性材料からなることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一つに記載の水砕スラグ製造用集水樋。