JPH0415182B2 - - Google Patents

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JPH0415182B2
JPH0415182B2 JP22887284A JP22887284A JPH0415182B2 JP H0415182 B2 JPH0415182 B2 JP H0415182B2 JP 22887284 A JP22887284 A JP 22887284A JP 22887284 A JP22887284 A JP 22887284A JP H0415182 B2 JPH0415182 B2 JP H0415182B2
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JP
Japan
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slag
water
type
boron
stabilizer
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JP22887284A
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JPS61111947A (ja
Inventor
Kunihiko Ishizaka
Fumio Sudo
Akira Seki
Yoshio Aso
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
JFE Mineral Co Ltd
Original Assignee
Kawatetsu Mining Co Ltd
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
Application filed by Kawatetsu Mining Co Ltd, Kawasaki Steel Corp filed Critical Kawatetsu Mining Co Ltd
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Publication of JPH0415182B2 publication Critical patent/JPH0415182B2/ja
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B5/00Treatment of  metallurgical  slag ; Artificial stone from molten  metallurgical  slag 
    • C04B5/06Ingredients, other than water, added to the molten slag or to the granulating medium or before remelting; Treatment with gases or gas generating compounds, e.g. to obtain porous slag
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B3/00General features in the manufacture of pig-iron
    • C21B3/04Recovery of by-products, e.g. slag
    • C21B3/06Treatment of liquid slag
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2400/00Treatment of slags originating from iron or steel processes
    • C21B2400/02Physical or chemical treatment of slags
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Furnace Details (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野) 本発明は、ダイカルシウムシリケートを主体と
する製鋼スラグ、すなわちステンレス鋼溶製時に
発生する製鋼スラグの改質方法に関し、特にこの
明細書で述べる技術内容は、スラグ中のダイカル
シウムシリケートをβ型の結晶に効率良く安定化
させ、冷却時の結晶転移に伴なう粉化が防止でき
るように改質する方法について提案する。 (従来の技術) ステンレス鋼の精錬時に発生するスラグは、
CaO−SiO2−MgOを主体としており、特にCaO
とSiO2との比が2:1に近いダイカルシウムシ
リケート(以下2CaO・SiO2と記す)の生成が多
いため、冷却時に粉化する現象がある。このため
に砕石(バラス)としての分野で使用できず、利
用価値のないまま投棄されていたのが実情であ
る。 上記2CaO.SiO2は温度変化により結晶移動する
ことが知られており、高温からα型、α′型、β
型、γ型を示す。通常の場合α型→α′′型→γ型
へと転移する。この結晶転移に際してα′型の比重
は3.31なのにγ型の比重は2.97であるから約12%
の体積膨張をしその結果結晶単位にまで粉化す
る。 ところが特定の条件を付与すれば、α′型からγ
型に転移することなく、準安安相のβ型になる場
合がある。すなわち、第3成分を固溶させれば、
α′からβ型へと結晶転移し、ほとんど体積変化が
なく、粉化を伴なわないことが知られている。 例えば、「窯業工学ハンドブツク(1973年)技
報堂出版、P,1628」、「耐火物工学(1962年)技
報堂、P,388」によると、β型安定剤として
B2O3,P2O5,Cr2O3などイオン半径がSiイオン
より小さなものが効果的であることが明らかにさ
れている。したがつて、2CaO・SiO2を主体とす
るステンレス鋼溶製時のスラグにもこれらの安定
剤を用いれば粉化を防止することが可能になる。 このような知見を基礎とした特開昭55−128518
号として提案されている従来技術は、ステンレス
鋼溶製時の溶融スラグにB2O3を0.4〜5重量%添
加し、22℃/min以上の冷却速度で300℃まで冷
却することにより粉化を阻止する方法について開
示している。 (発明が解決しようとする問題点) 一般にB2O3量は、例えば上記「窯業工学ハン
ドブツク」によるとCa3(BO32で0.3重量%、い
わゆるB2O3換算にすると0.088重量%添加するだ
けで十分β型にできるとされており、本来はごく
少量の添加でも粉化防止が可能な筈である。この
点上記特開昭55−128518号の技術は、含硼素鉱物
をかなり余計に添加しており、拡散やB2O3歩留
りが悪いことを意味している。このことは、我国
の場合硼素鉱石がほとんど取れず、外国からの輸
入にたよつているために高価なことを考えると、
かかる従来技術は改善が必要であつた。 (問題点を解決するための手段) 上記カルシウムシリケートを主体とするスラグ
中の2CaO・SiO2結晶の大きさは、通常数ミクロ
ンから数十ミクロン程度の細かいものである。従
つて溶融状態のスラグに硼素鉱石(安定剤)で改
質するにあたつては、この数十ミクロン以下の細
部にまで安定剤が拡散されなければ効果が期待で
きない。ところが溶融状態のスラグはいわば粘性
液体であり、機械的撹拌をもつてしてもミクロン
オーダーまでの撹拌は難しい。その結果、添加さ
れた安定剤は、部分的に濃淡を生じ、冷却後にβ
型とγ型が混在して粉化する部分と塊になる部分
とになる。一方、安定剤の方をミクロンサイズの
ものにしても、結局粘性スラグ中へ粉を混ぜるわ
けであるから上述したと同じ濃淡を生じ、均一拡
散が困難である。 そこで本発明は、高温における水が極めて大き
な圧力を生み出すことに着目し、添加する安定剤
が瞬時に高温の溶融スラグに包まれれば、水が生
み出す圧力を爆裂作用として有効に利用できるこ
とに着目した。この着目に従い本発明は、ダイカ
ルシウムシリケートを主体とする製鋼溶融スラグ
に、スラグ冷却時の粉化を防止すべく含硼素鉱物
を添加してその改質を図るにあたり、結晶水を4
〜12重量%に調整した上記含硼素鉱物を添加する
という手段を採用して、上記問題点を克服するこ
ととしたのである。 (作用) 本発明においては、安定剤として添加する含ほ
う素鉱物に一定量の水分を帯同させることとした
のであるが、その水分は単に鉱物表面を覆うよう
に、即ち単に水が付着していれば足りるというも
のではなく、高温域に維持されたときに始めて含
有する水分をはき出すものではなければならな
い。なぜならば、付着水の形では添加直前に高熱
溶融スラグの副射熱により瞬時に蒸発してしま
い、溶融スラグが包囲した時にはそのほとんどの
水分が無くなつて有効な爆裂拡散作用が得られな
いからである。結晶水の場合気化するのが数100
℃のところであるから、溶融スラグで包囲される
まで十分に持ちこたえられ、脱結晶水温度になつ
て初めて水を放出する。しかもこの温度では水蒸
気がすでに数100気圧になつており、本発明で望
む爆裂的な拡散作用に有効に働く。さらに都合の
良いことには、脱結晶水した添加物は元の結晶形
を失いバラバラの状態となるため、一層拡散を助
けることになる。 本発明において、安定剤として添加する物質と
してはB2O3含有鉱物やP2O5含有鉱物、Cr2O3
有鉱物が考えられるが、そのうち結晶水をもつ鉱
物で比較的入手し易いものとなると、B2O3含有
鉱物にしぼられてくる。すなわち、ほう砂
(Na2O・2B2O3・10H2O)やカーン石(Na2O・
2B2O3・4H2O)、灰硼石(2CaO・3B2O3
5H2O)、曹灰硼石(2CaO・Na2O・5B2O3
16H2O)等であり、それらの各結晶水量は47.2
%、26.3%、21.9%、35.5%である。 しかし、上記含ほう素鉱物をそのまま使用する
と結晶水が多すぎるため、水蒸気の吹き上げる力
が強くなり、添加物を吹き飛ばし、添加歩留りを
却つて悪くするばかりでなく、作業環境も悪くす
ることになる。そこで本発明では、種々実験した
結果これら添加物をあらかじめ500〜600℃の温度
に加熱し、残りの結晶水が4%〜12%になるよう
脱水操作を加えることが有効であることを知見し
た。結晶水量を4〜12%に限定した理由は、4%
以下では添加歩留りは高くなるが結晶水量が少く
爆裂拡散が少ないため、個々の結晶の単位まで拡
散せず均一改質が難しい。一方、それが12%以上
では、結晶水量が多過ぎて爆裂拡散が強過ぎ、せ
つかく添加しても吹き飛ばされる量が多く、歩留
りを低下させてしまうからである。 (実施例) 灰硼石(化学式2CaO・3B2O3・5H2O、結晶水
22.5%)の粉末試料を、ベルト式間接加熱炉を用
いて550℃で脱結晶水させることにより残結晶水
を2%、4%、7%、12%、15%とした試料を準
備した。各々試料をスラグ受鍋に前置しておき、
約1600℃のステンレス鋼溶製スラグ約12トンをこ
の受鍋に注いだ。約1時間後冷却ヤードでこの改
質したステンレス鋼溶製スラグを排滓し、自然放
令の後この改質スラグの性状を調べたところ表−
1の結果を得た。
【表】 以上の例で明らかなように、残結晶水4%以下
では添加歩留りは良いが、拡散不足でB2O3の多
い部分と少い部分に偏在し、結果として粉化する
部分と、小砂利程度の塊状になる部分とになつて
しまう。また、残結晶水12%以上では爆裂拡散が
強すぎて添加物が吹き飛ばされ、添加歩留りが悪
く粉化してしまうという結果が確められた。 (発明の効果) このように本発明によれば、含ほう素鉱物をス
ラグ中に均一拡散させることができるので、より
少ない量の安定剤で効果的な粉化阻止が果され、
高価な安定剤を少量でスラグの改質が図れ、また
スラグ再利用の両面からも省資源が図れ非常に有
益である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ダイカルシウムシリケートを主体とする製鋼
    溶融スラグに、スラグ冷却時の粉化を防止すべく
    含硼素鉱物を添加してその改質を図るにあたり、
    結晶水を4〜12重量%に調整した上記含硼素鉱物
    を添加することを特徴とする製鋼スラグの改質方
    法。
JP59228872A 1984-11-01 1984-11-01 製鋼スラグの改質方法 Granted JPS61111947A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59228872A JPS61111947A (ja) 1984-11-01 1984-11-01 製鋼スラグの改質方法
US06/837,609 US4655831A (en) 1984-11-01 1986-03-07 Method of stabilizing a steel making slag

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JP59228872A JPS61111947A (ja) 1984-11-01 1984-11-01 製鋼スラグの改質方法

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JPS61111947A JPS61111947A (ja) 1986-05-30
JPH0415182B2 true JPH0415182B2 (ja) 1992-03-17

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