JPH01270542A

JPH01270542A - 製鋼還元スラグの崩壊風化防止用改質剤及び製鋼還元スラグの崩壊風化防止方法

Info

Publication number: JPH01270542A
Application number: JP9669388A
Authority: JP
Inventors: Kazuhisa Hoshino; 星野　和久
Original assignee: Hoshino Sansho KK
Current assignee: Hoshino Sansho KK
Priority date: 1988-04-21
Filing date: 1988-04-21
Publication date: 1989-10-27
Anticipated expiration: 2012-07-09
Also published as: JP2628593B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は電気炉、転炉等による製鋼過程で発生するスラ
グ、特に電気炉の還元期スラグの崩壊風化防止方法に関
する。

〔従来の技術〕

一般に製鋼過程で発生するスラグ、特に電気炉の還元期
スラグ（以下単に製鋼スラグという）は、大気中に放置
しておくと速やかに崩壊風化し、生成した微粉が飛散し
て粉塵公害を惹起すると共にスラグの運搬等の取扱いも
困難となるため、その早急な解決が望まれている。

従来、かかる製鋼スラグが大気中で崩壊風化する原因は
、主としてスラグ中に比較的多量に含まれる未反応の遊
離生石灰（以下、Ｆ、ＣａＯという）に基因するものと
されている。すなわち、遊離の生石灰は空気中で水分お
よびスラグ冷却時の散水による水と反応して発熱膨脂し
ながら消石灰（以下、Ｃａ（ＯＨ）ｚという）を生成し
、又、Ｆ、ＣａＯおよびＣａ（ＯＨ）２ば空気中から炭
酸ガス（以下、ＣＯ２という）を吸収して炭酸カルシウ
ム（以下、ＣａＣ○、という）に変化ずろので、これら
の消石灰あるいは炭酸カルシウムなどの微粉末が粉塵の
原因となる。

又、スラグ中に含有されるケイ酸二石灰（以下、２Ｃａ
Ｏ・ＳｉＣ２という）も急冷等による冷却条件によって
、比容積の大きいγ−２Ｃａ○・ＳｉＯ２に変化するこ
ともスラグの崩壊風化を助長する原因の−っと考えられ
ている。

従来、かかるスラグの崩壊と粉塵の発生を防止する方法
としては、スラグにその溶融温度よりも低温で溶融する
粘板岩あるいは頁岩をスラグ中のＦ、ＣａＯおよび７　
２　Ｃａ　Ｏ−３ｉ　Ｏ２を実質的に消失させるに必要
な量だけ投入し、外部より焼成する方法（特公昭５７−
２７６７号公報）が知られている。

しかし、この方法では粘板岩あるいは頁岩等の添加剤の
費用のほかに、焼成のための熱源′：１スＩ・が嵩み、
コスト高となる欠点がある。

本発明は、かかる従来法の欠点を改良するために、スラ
グに対してアルミ灰、酸化鉄及びシリカからなる配合組
成物を添加して溶融固化する方法を発明し、特許出願し
ている（特開昭６１−２９５２６３号）。しかし、この
方法で得た改質スラグでも、高温高湿等の厳しい保存環
境におりる崩壊防止には満足ではなかった。

［本発明が解決しようとする課題］本発明は従来法のかかる欠点に着目してなされたもので
、産業廃棄物として安価に入手し得る改質剤及び改質剤
に配合される化合物相互の化学反応により発生する反応
熱を巧みに利用することによって、低コスＩ〜で迅速、
確実に製鋼スラグを安定固化し、崩壊風化を防止する改
良方法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

すなわち、本発明はアルミ灰などの金属アルミニウムを
含むアルミニウムの酸化物、鉄酸化物。

含酸素硼素化合物及びケイ素酸化物含有鉱物を配合して
なる製鋼スラグの崩壊風化防止用改質剤、及び製鋼スラ
グとｎｉｌ記の改質剤とを、溶融反応させたのち固化す
ることを要旨とする製鋼スラグの崩壊風化防止方法であ
る。

本発明において製鋼スラグの改質剤として添加される配
合組成物は、金属アルミニラＪ、を含イ］するアルミニ
ウムの酸化物、鉄酸化物、含酸素硼素化合物およびケイ
素酸化物含有鉱物の４種からなるが、これらは何れも品
質や純度に特に制限はなく、たとえば産業廃棄物として
発生ずるものをそのまま利用することができる。ずなわ
ら、金属アルミニウムを含有するアルミニウムの酸化物
としては、たとえば金属アルミニウムの精錬時あるいは
アルミ屑等から金属アルミニウムを再生する際に、溶融
アルミニラ１、の表面に生成するいわゆるアルミ灰が用
いられるが、その組成の一例を第１表に示した。

第　　１　　表（％）このアルミ灰ばその組成中に含まれる金属アルミニウム
（以下、Ｍ−ＡＮという）が、他の配合物である酸化鉄
と反応して、いわゆるテルミット反応に基づいて生成す
る高い反応熱を得るために利用されるほか、製鋼スラグ
中の遊離生石灰がアルミ灰中のアルミナ（以下、Ａｐ、
２０３という）と反応して安定な化合物を生成させるた
めに利用される。従って、アルミ灰中のＭ−Ａｆｆの含
有量は約３０〜３５％（本明細書において％は特記しな
い限り重量％を表わす。）であることが望ましい。

又、鉄酸化物は主として」−記したＭ−ＡＰとのテルミ
ット反応に利用されるほか、遊離生石灰との反応により
安定な化合物を生成させるために利用されるもので、そ
の形態はＦｅｚ○３　、Ｆ　ｅ、。

０４、ＦｃＯのいずれであっても差支えない。がかる鉄
酸化物としては、鉄鋼製品の製造時、例えば連続鋳造や
、鋼塊、鋼片なとの圧延、鍛造等の工程で発生ずる酸化
鉄を主成分とするいわゆる製鋼スケールを使用すること
ができる。第２表に製鋼スケールの組成の一例を示した
。

また、含酸素硼素化合物としては、硼酸や硼酸化合物た
とえば硼砂などの硼酸化合物を利用することができる。

更にケイ素酸化物としては、珪砂等のほが廃棄物とされ
る鋳物砂や川砂等を利用することができるが、鋳物砂の
組成の一例を第３表に示した。

以上の金属アルミニウムを含有するアルミニウムの酸化
物、鉄酸化物、含酸素硼素化合物及びケイ素酸化物含有
鉱物からなる本発明の改質剤の配合割合はたとえば第４
表に示す範囲内にあることが好ましい。

第４表第４表の配合割合からなる改質剤の製鋼スラグに対する
添加割合は、製鋼スラグの遊離生石灰の含有量等によっ
ても異なるが、溶融スラグとの反応を円滑に進行させる
上から約６〜８％であることが望ましい。

かかる本発明の改質剤は、製鋼スラグであればどのよう
な種類の鋼を生産する過程で生成するものに対しても、
′同様に適用できる。

また、本発明の改質剤と製鋼スラグとを反応させるに当
っては、たとえば滓鍋の底にあらかじめ改質剤をハラ状
あるいは適宜の包装のまま敷いておき、これに溶融スラ
グを注入するなどの方法を用いてもよいが、溶融スラグ
を収容した滓鍋に粒状または粉状の改質剤を空気または
窒素なとのキャリヤガスと共にランス管を通して吹き込
む方法が良い結果を与える。すなわち、改質剤をキャリ
ヤガスと共に吹き込むことにより溶融スラグに接触させ
ると、これらは激しく反応し、発熱発泡して対流撹拌が
おこり、短時間で均一な改質スラグが極めて効率よく生
成する。

このようにして得た改質スラグは、固化後極めて安定で
崩壊風化に耐える。

〔実施例１〕以下に本発明を実施例に基づいて更に詳しく説明する。

添付の図面において１は滓鍋であり、その上部に改質剤
の圧送用ランス管３及び排ガス用煙突４を装備した蓋２
が冠着される。５は滓鍋１の側壁上部に設けられたフッ
ク掛用柱、６は溶融スラグである。

かかる構造の滓鍋１に、第５表の組成を有する製鋼スラ
グ８ｔを装填し、蓋をしたのち、第６表の組成を有する
改質剤６５０ｋｇをランス管３がら空気圧３〜５　ｋｇ
　／　ｃｔｌで送入した。送入には約５分間を要した。

第６表５０°Ｃであった。スラグは吹込まれた改質剤と速かに
反応して１５２０°Ｃに達して溶融沸騰した。

反応終了後放冷してスラグを固化させた。

以上の方法で固化されたスラグは、湿度８０％の大気中
に３０日間以上放置しても崩壊は全く生じないことが確
認された。

又、処理後の固化スラグの組成は第７表のとおりであっ
て、スラグ崩壊原因の主因とされるＦ。

ＣａＯは消滅していた。

〔実施例２〕滓鍋内にあらかじめ実施例１と同じ改質剤６５０ｋｇを
敷いておき、これに溶融した製鋼スラグ８ｔを注入した
のち両者を反応させた。

反応は実施例１に比較して緩慢で時間も長くかかったが
、ガスによる撹拌を充分に行ったのち得られた固化スラ
グの性状は実施例１の固化スラグと殆んど同様であった
。

〔実施例３〕実施例１と同様にして滓鍋に製鋼スラグ８ｔを装填し、
第８表の組成を有する改質剤６５０ｋｇを同様に空気で
送入した。

第８表処理後の固化スラグの組成は第９表のとおりであり、Ｆ
、ＣａＯは検出されなかった。

本例の固化スラグは、実施例１および実施例２で得た固
化スラグにくらべて、より耐風化性が良好であるのみな
らず、硬度も高いものであった。

〔比較例］改質剤として、第１０表の組成を有するもの（特開昭６
１−２９５２６３号の改質剤）を使用したほかは実施例
１と同様にして、製鋼スラグの改質を行なった。

第１０表得られた同化スラグの組成は第１１表のとおりであり、
小量のＦ、ＣａＯが残存していた。かかる改質スラグは
実施例１の改質スラグに比較して僅かながら表面の風化
が進み易く、これは前記のＦ、ＣａＯの含量の差による
ものと考えられる。

〔作　用〕

このように、スラグ中に存在して崩壊風化の主原因とさ
れる遊離生石灰が、改質剤中のシリカ、酸化アルミニウ
ムあるいは酸化鉄と反応して安定なβ−２ＣａＯ−３ｉ
Ｏｚ　、３ＣａＯ・Ａｊ２ｚ　０３．３ＣａＯ・Ｆｅ２
Ｏ，等に夫々改質されると共に、処理前のスラグ中に不
安定な状態として存在するγ−２ＣａＯ−３ｉＯｚも、
加熱溶融により安定なβ−２ＣａＣＩＳｉＯｚに改質さ
れて、スラグの崩壊風化が防止される。

又、このようなスラグの改質反応は、改質剤中に配合さ
れたアルミ灰中の金属アルミニウムと、スケール中の酸
化鉄との間の次式に示されるようなテルミット反応に伴
なって発生する高い反応熱により促進されるから、反応
が迅速かつ均一に行なわれる。

２Ａ／！＋Ｆｅｚ　０３ →２Ｆｅ＋Ａｎｚ　０３＋ＱＫｃ　ａ　１そして、含酸
素硼素化合物が共存することにより、このような改質反
応が更に促進され、またその一部は恐らくホウケイ酸カ
ルシウム等複合酸化物となってスラグの崩壊風化に寄与
するものと推察される。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように、本発明は、スラグの崩壊風
化の主原因とされる遊離生石灰を安定固化させるために
必要な化合物及びこれら化合物との反応に必要な熱源と
して、産業廃棄物として処理されていた物質が活用でき
るから、極めて安価なコストで実施できるのみならず、
産業廃棄物の有効利用にも貢献するものである。又、反
応に必要な熱源は改質剤中の化合物相互の反応熱である
ことと、含酸素硼素化合物の存在とが相俟って、生石灰
と改質剤との反応が迅速かつ均一に進行し、スラグの安
定固化処理を短時間で確実に実施できる等の利点が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施装置の一例を示す概略縦断面図であ
る。１・・・滓鍋、２・・・蓋、３・・・ランス管、４・・
・排ガス用煙突、６・・・溶融スラグ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）金属アルミニウムを含有するアルミニウムの酸化
物、鉄酸化物、含酸素硼素化合物及びケイ素酸化物含有
鉱物を配合してなる製鋼スラグの崩壊風化防止用改質剤
。
（２）アルミ灰、酸化鉄、硼酸化合物及び砂を配合して
なる請求項１の改質剤。
（３）製鋼スラグと請求項１又は２の改質剤とを溶融反
応させたのち固化することを特徴とする製鋼スラグの崩
壊風化防止方法。
（４）溶融状態の製鋼スラグを収容した容器内に改質剤
を添加するか、又は改質剤を収容した容器内に溶融状態
の製鋼スラグを添加する、請求項３の製鋼スラグの崩壊
風化防止方法。
（５）改質剤をキャリヤガスと共に圧送入する、請求項
４の製鋼スラグの崩壊風化防止方法。