JPH0244047A - 発泡化スラグの製造方法 - Google Patents

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−１−の利用分野） 本発明は、高炉、転炉あるいは電気炉等で発生する溶融
スラグを、植物栽培用培土、肥料、建材各種フィルタ、
触媒担体等として有効利用するための発泡化スラグの製
造方法に関する。

（従来の技術） 従来、高炉で発生した溶融スラグは、徐冷して破砕、整
粒したものが道路用路盤材やコンクリート用ｉｌｌ骨材
として古くから使用されている他、微粉砕したものがセ
メントの原料として使用されている゛。近年は、水で急
冷破砕して水砕スラグとして使用されるものが増大し、
セメントに混合して利用されている。

尚、上記水砕スラグの製造方法は、溶融スラグを落下さ
せながら、該落下中の溶融スラグに水を吹きつけてスラ
グを急冷破砕するものである。又、本性で得られる水砕
スラグは、発泡化の程度が極めて低いので、植物栽培用
培土、フィルタ等の材料として適さないものである。

転炉等で発生した熔融スラグは、徐冷して破砕し、＆１
ｉｆｆ等により金属鉄を回収した後、路盤材やコンクリ
ート用柑骨材として使用されているが、技術的問題等が
あって使用量が少なく、多くは埋立て等に使用されてい
る。

さらに、最近は前記水砕スラグの製法を改善して、熔融
スラグを水砕するに際し、発泡化して軽量スラグとし、
溶融スラグの利用拡大を図ったものが知られている。

例えば、特公昭５７−２８３８１　号公報には、溶融高
炉スラグにガス状の窒素富化化合物を添加してこのスラ
グ中の結合窒素を増加させた後、水の存在下に冷却又は
水砕化して軽■スラグを製造し、この軽瑠スラグが培土
等に使用し得ることが記載されている。

（発明が解決しようとする課題） 前記特公昭５７−２８３８１　号公報に示される如く、
最近は溶融スラグの利用拡大を図るために水砕スラグの
発泡化が検討されている。

ところが、上記の如き水砕スラグの発泡化方法は、前記
特公昭５７−２８３８１号公報等に示されている如く、
水砕化する前に、溶融スラグに化合物を添加するので、
発泡化スラグの製造工程が？５ｆ雑になるという問題点
があり、又、コスト的に高いものになるという問題点も
ある。そのため、未だ、本格的な実用化には到っていな
い。

本発明はこの様な事情に着目してなされたものであって
、その目的は従来のものがもつ以上のような問題点を解
消し、大幅なコスト的上昇を招くことなく、筒車な製造
工程で発泡化の度合いが大きい発泡化スラグを製造し得
る発泡化スラグの製造方法を提供しようとするものであ
る。

（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、本発明は次のような構成
の発泡化スラグの製造方法としている。

即ち、本発明に係る発泡化スラグの製造方法は、水張り
した開口容器底部の一定箇所に溶融スラグを連続的また
は断続的に注入して、スラグの嵩を順次増大させてスラ
グを塊状化させる際、該塊状スラグ内部において、スラ
グが凝固する前に、スラグと水との接触により発生する
気化ガスによりスラグを発泡化さ−Ｈることを：１．ｌ
とする発泡化スラグの製造方法である。

（作　用） 本発明に係る発泡化スラグの製造方法は、前記の如く、
水の中に溶融スラグを注入し、水中のスラグが凝固され
るまでの間に、スラグと水との接触により発生する気化
ガスによりスラグを発泡化さＩるようにしている。

このようにスラグ発泡化を生しさせ得るのは、以下の理
由による。即ち、水の中に注入された熔融スラグは、冷
却され、最終的には凝固される。

このとき、詳細には、冷却当初は部分的に凝固が始まり
、冷却の進行と共に凝固部分が増えていくので、完全に
凝固するまでは溶融部分が凝固部分と共に存在する。一
方、溶融スラグの温度は極めて高いので、スラグの表面
および該近傍で水の気化ガスを発生させ得る。故に、こ
の気化ガスは、前記スラグ）容融部分に接触し得るよう
になる。このように水の気化ガスとスラグ溶融部分とが
接触すると、この気化ガスが冷却過程でスラグ中に閉し
込められ、泡（気孔）を形成し得るので、スラグが発泡
化され得ることになるからである。

上記気化ガスによる発泡化の度合いを大きくするには、
気化ガスの発生速度を太き（して気化ガスを充分発生さ
せること、そして、その気化ガスをスラグ中の溶融部分
に充分接触せしめること、即ち、気化ガスがスラグ中に
閉じ込められるに充分な時間接触せしめることが必要で
ある。そのためには、水の中に注入された溶融スラグの
冷却速度を適度に小さくすればよい。

そこで、本発明に係る発泡化スラグの製造方法は、水張
りした開口容器底部の一定箇所に溶融スラグを注入して
、スラグの嵩を順次増大させてスラグを塊状化させるよ
うにし、また、その際に、該塊状スラグ内部においてス
ラグが凝固ずろ１１１１にスラグと水との接触により発
？トする気化ガスにより、スラグを発泡化させるように
しているのである。

このようにすると、スラグが次々に盛られ、塊状化して
ゆくので、スラグの冷１４Ｉ速度を小さくし得るように
なる。即ち、先に注入されて、冷却されかかったスラグ
（ｍ）は、それよりも後でン主人されたスラグ（ｎ）　
と接触し、ごのスラグ（ｎ）の熱により加熱されるので
、先に注入されたスラグ（ｍ）の冷却速度が小さくなる
か、或いは、そのスラグ（ｍ）の温度が再度高くなる。

これが次々に行われる。故に、水の中に注入された溶融
スラグの冷却速度が、常に（即ち、いづれのスラグにつ
いても）小さくなる。従って、気化ガスによる発泡化の
度合いを大きくし得ることになるのである。

しかし、例えば容器中の水深が深すぎるなど、スラグ量
に対する水星（以降、水量／スラグ計という）が大であ
ると、スラグの冷却速度が大き過ぎたり、水による破砕
効果が生じてやはり冷却速度が大き過ぎる事により水砕
スラグ化し、発泡化の度合いが低下する。

そこで、本発明に係る発泡化スラグの製造方法においで
は、溶融スラグの注入を連続的または断続的に行うよう
にしているのである。このようにすると、）容器スラグ
の冷却速度を適度にｉＡ整できるからである。

本発明の発泡化スラグの製造方法は、以上のように、ス
ラグ中の／８融部分と水の気化ガスとを充分接触ｕしめ
得るので、発泡化の度合いが極めて大きい発泡化スラグ
を確実に製造し得るようになる。

又、従来行われる水砕化前の熔融スラグへの化合物の添
加等の如き特別の前処理を必要としないし、又、水中に
溶融スラグを注入するという簡単な操作で行い得る。故
に、製造工程が簡単であり、又、コスト的にあまり高い
ものにならない。

尚、容器の開口部の面積および水の深さは、スラグ発泡
化に対し重要なスラグの冷却速度に大きな影古を及ぼす
ので、注入する溶融スラグの■や温度に応じて選定する
ことが望まれる。

又、使用する水の温度は、比較的高い方が気化ガスの発
生速度を大きくする点では良いが、あまり高過ぎると冷
却効果が低下するため、溶融スラグの量や温度に応じて
適当な冷却水の温度を選定することが望まれる。

（実施例） 本発明の実施例を、以下に説明する。

実施例に係る発泡化スラグの製造に用いた装置および発
泡化スラグの製造状況を第１図に示す。

第１図に示すように、この装置は、開口部を有する直方
体のステンレス鋼製水槽（５）と、その上方に位置する
黒鉛ルツボ（１）とを有するものである。尚、黒鉛ルツ
ボ（１）は、ルツボ支持具（図示していない）により保
持されているが、可動し得るものである。又、黒鉛ルツ
ボ（１）は、その底部に直径５．５ｍｍの孔（３）を存
し、且つ該孔（３）の開閉を行うためのストッパ（図示
していない）を有している。又、水槽（５）については
、種々の大きさのものを使用した。それは、水槽（５）
の開口部の面積を１００．２２５．４００ｃｍ”の３段
階に変化させ、又、水深を　２．０．３．０．４．０．
５．０ｃｍの４段階に変化させるためごある。

上記装置を使用して、高炉で発生し徐冷されたスラグを
供試し、発泡化スラグの製造を実施した。尚、この高炉
徐冷スラグの化学成分は、第１表に示すものである。

先ず、２００ｇの高炉徐冷スラグを黒鉛ルツボ（１）に
入れ、高周波誘導炉にて加熱・溶融するごとにより、溶
融スラグ（２）を得た。尚、熔融スラグ（２）の温度は
１４８０°Ｃに調整し保持した。一方、水槽（５）の中
に６０°Ｃの温水（４）を溜めた。

次いで、黒鉛ルツボ（１）のストッパを引き上げ、溶融
スラグ（２）を黒鉛ルツボ（＋）の孔（３）から流下さ
せ、水槽（５）中に溜められた水（４）の中に連続的に
注入した。尚、溶融スラグ（２）の全ｍ　（２００ｇ）
の注入時間は、１５〜２０秒の範囲に調整した。又、水
槽（５）中に溜められた水（４）の温度は、一定の６０
°Ｃになるように調整した。

７容融スラグ（２）が水（４）の中にン主人されると、
スラグ（６）の表面およびその近傍で水の気化ガスが急
激に発生する現象が認められた。又、この現象に伴って
、前記気化ガスがスラグ（（ｉｌ中に閉じ込められ、気
泡を形成するため、スラグ（６）は速やかに膨れて、そ
の嵩が増大してゆく現象（叩ら、発泡化現象）が認めら
れた。更に、上部から連続的に注入される溶融スラグ（
２）についでも、上記と同様の発泡化現象が認められ、
前の発泡化スラグと一体となって、発泡化スラグの里を
増していった。溶畿スラグ（２）の全量を注入した後、
しばらくして発泡化現象が認められなくなると共に、ス
ラグ（６）全体が完全に凝固した。

このようにして得られた発泡化スラグを粒径１０ｍｍ以
下に破砕した後、嵩比重（単位容積当たりの重１：　Ｋ
ｇ／　ｌ　）を測定した。この嵩比重測定結果を第２表
および第３表に示す。

本実施例に係る実験Ｎｏ、１＝１２の方法で得られた発
泡化スラグの嵩比重は０．４１〜０．７５にｇ／ｌであ
り、従来の方法で得られる水砕スラグの嵩比重（１，０
〜１．３に、　／Ｎ）　、徐冷スラグの嵩比重（１，２
〜１．３　Ｋｇ／　ｌ　）に比較し°ζ極めて低く、格
段に軽量化されている事が判る。

この実験Ｎｏ、１＝１２の中で比較すると、水槽面積や
水深が大きい（即ち、水量／スラグ量が大きい）　　Ｎ
ｏ、Ｉ２の発泡化スラグの嵩比重は、水量／スラグ量が
小さいＮｏ、ｌ、２，５．６のそれよりも大きくなって
いる。また、水量／スラグ量がＮｏ、２より小さいＮｏ
、　１の嵩比重は、逆にＮｏ、２よりも大きくなってお
り、これと同様の傾向はＮｏ、５とＮｏ、６との比較で
も；忍められる。

これは、前記した通り、嵩比重を小さくする（即ち、ス
ラグを充分発泡化させる）ためには、スラグ注入量や注
入の仕方に応じて水量／スラグ量に適切な範囲（本実施
例ではＮｏ、２．　Ｎｏ、６が最適）注）＊− 第１表 スラグ中総酸化鉄■ 第２表 第３表 がある事を示しており、水量／スラグ量が大き過ぎると
水砕スラグの冷却条件に近づき、逆に水星／スラグ■が
小さ過ぎると徐冷スラグの冷却条件に近づいてしまい、
いづれも十分な発泡化が得られないことを示している。

（発明の効果） 本発明の発泡化スラグの製造方法によれば、大幅なコス
ト的上界を招くことなく、簡単な製造工程で発泡化の度
合いが極めて大きい発泡化スラグを製造し得るようにな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例に係る発泡化スラグの製造装置および
製造状況を示す図である。 （１）−−−一黒鉛ルツボ　　（２）−−−一溶融スラ
グ（３）−−−一礼　　　　　　（／ＩＬ−温水（５）
　−−−一水槽　　　　　（６）　−−−−スラグ特許
出願人　　株式会ネ１　神戸製鋼所代　理　人　　弁理
士　　全光　章−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）水張りした開口容器底部の一定箇所に溶融スラグ
   を連続的または断続的に注入して、スラグの嵩を順次増
   大させてスラグを塊状化させる際、該塊状スラグ内部に
   おいて、スラグが凝固する前に、スラグと水との接触に
   より発生する気化ガスにより、スラグを発泡化させるこ
   とを特徴とする発泡化スラグの製造方法。