JPH04224147A - 鋼滓を改質した超速硬セメント原料の製造法 - Google Patents
鋼滓を改質した超速硬セメント原料の製造法Info
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- JPH04224147A JPH04224147A JP2413805A JP41380590A JPH04224147A JP H04224147 A JPH04224147 A JP H04224147A JP 2413805 A JP2413805 A JP 2413805A JP 41380590 A JP41380590 A JP 41380590A JP H04224147 A JPH04224147 A JP H04224147A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/10—Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding
Landscapes
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、蛍石を用いた溶銑予備
処理または製鋼過程で発生するＣａＦ２含有鋼滓の有効
利用方法、具体的には、この鋼滓を改質して超速硬セメ
ント原料（クリンカー）を製造する方法に関する。
処理または製鋼過程で発生するＣａＦ２含有鋼滓の有効
利用方法、具体的には、この鋼滓を改質して超速硬セメ
ント原料（クリンカー）を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】溶銑予備処理または製鋼過程において、
媒溶剤（フラックス）などの副原料の一部として蛍石（
ＣａＦ２）を使用した処理が行われることがある。例え
ば、溶銑の脱燐処理は、脱燐効率およびコストの面から
低温処理が好ましく、低温処理でスラグ滓化を促進させ
る目的で蛍石を低融点媒溶剤として使用することが多い
。このように蛍石を使用した処理で発生する鋼滓（スラ
グ）は、未反応のＣａＦ２をかなりの量で含有しており
、これからフッ素イオンの溶出が懸念されるため、埋立
用以外に利用の方法がなかった。そこで、かかるＣａＦ
２含有鋼滓の高付加価値的利用を図るために、組成がセ
メント原料に比較的類似していることに着目して、この
鋼滓を改質してセメント原料、特に超速硬型セメント原
料として利用することが試みられてきた。
媒溶剤（フラックス）などの副原料の一部として蛍石（
ＣａＦ２）を使用した処理が行われることがある。例え
ば、溶銑の脱燐処理は、脱燐効率およびコストの面から
低温処理が好ましく、低温処理でスラグ滓化を促進させ
る目的で蛍石を低融点媒溶剤として使用することが多い
。このように蛍石を使用した処理で発生する鋼滓（スラ
グ）は、未反応のＣａＦ２をかなりの量で含有しており
、これからフッ素イオンの溶出が懸念されるため、埋立
用以外に利用の方法がなかった。そこで、かかるＣａＦ
２含有鋼滓の高付加価値的利用を図るために、組成がセ
メント原料に比較的類似していることに着目して、この
鋼滓を改質してセメント原料、特に超速硬型セメント原
料として利用することが試みられてきた。
【０００３】例えば、特公昭５７−３４２２３ 号公報
には、重量％で、ＣａＯ ＝６８〜７２％、Ｆｅ２０３
＝０．２ 〜１．０ ％、ＳｉＯ２＝２２〜２６％、
Ｐ２０５＝０．１ 〜０．６ ％、Ａｌ２０３ ＝１〜
３％、ＴｉＯ２＝０．４ 〜０．９ ％、 ＭｎＯ＝０
．４ ％以下、ＣａＦ２＝０．３ 〜２．０ ％、Ｍｇ
Ｏ ＝ ０．３〜３．０ ％からなる組成をもち、鉱物
組織としては、主に３ＣａＯ・ＳｉＯ２の形で存在し、
３ＣａＯ・Ａｌ２０３ がほとんど存在しないことを特
徴とする、鋼滓を改質した鋼滓セメントの製造法が開示
されている。これは、鋼滓セメント成分中のＡｌ２０３
が少なく、超速硬性を示す １１ＣａＯ・７Ａｌ２０
３・ＣａＦ２の鉱物組織をほとんど存在していない、い
わゆる早強性セメントに類するものである。
には、重量％で、ＣａＯ ＝６８〜７２％、Ｆｅ２０３
＝０．２ 〜１．０ ％、ＳｉＯ２＝２２〜２６％、
Ｐ２０５＝０．１ 〜０．６ ％、Ａｌ２０３ ＝１〜
３％、ＴｉＯ２＝０．４ 〜０．９ ％、 ＭｎＯ＝０
．４ ％以下、ＣａＦ２＝０．３ 〜２．０ ％、Ｍｇ
Ｏ ＝ ０．３〜３．０ ％からなる組成をもち、鉱物
組織としては、主に３ＣａＯ・ＳｉＯ２の形で存在し、
３ＣａＯ・Ａｌ２０３ がほとんど存在しないことを特
徴とする、鋼滓を改質した鋼滓セメントの製造法が開示
されている。これは、鋼滓セメント成分中のＡｌ２０３
が少なく、超速硬性を示す １１ＣａＯ・７Ａｌ２０
３・ＣａＦ２の鉱物組織をほとんど存在していない、い
わゆる早強性セメントに類するものである。
【０００４】特開昭６３−２０６３３６号公報には、脱
燐スラグを用いた速硬セメントの製造方法として、磁選
して金属鉄分を除いた脱燐スラグ粉末にアルミナ源と石
灰源を配合し、８５０ 〜１２５０℃で焼成し、 １１
ＣａＯ・７Ａｌ２０３・ＣａＦ２を主成分とするクリン
カーを造り、これを粉砕した後、石膏を添加して速硬セ
メントとする方法が記載されている。この方法で製造さ
れたセメントは超速硬性が低く、ＪＩＳモルタル試験で
の１時間の圧縮強度は２〜６ｋｇ重／ｃｍ２である。こ
の圧縮強度は、市販の超速硬セメントであるジェットセ
メントの３５〜４０ｋｇ重／ｃｍ２に比べて１／６ 以
下とはるかに低いという問題がある。また磁選した後の
脱燐スラグを原料とするため、熱スラグの持っている顕
熱を有効利用できず製造コストが高くつく上、ＭｎＯ
を除去できないので、セメント強度の低下とセメントの
色が褐色を帯びるという問題もある。
燐スラグを用いた速硬セメントの製造方法として、磁選
して金属鉄分を除いた脱燐スラグ粉末にアルミナ源と石
灰源を配合し、８５０ 〜１２５０℃で焼成し、 １１
ＣａＯ・７Ａｌ２０３・ＣａＦ２を主成分とするクリン
カーを造り、これを粉砕した後、石膏を添加して速硬セ
メントとする方法が記載されている。この方法で製造さ
れたセメントは超速硬性が低く、ＪＩＳモルタル試験で
の１時間の圧縮強度は２〜６ｋｇ重／ｃｍ２である。こ
の圧縮強度は、市販の超速硬セメントであるジェットセ
メントの３５〜４０ｋｇ重／ｃｍ２に比べて１／６ 以
下とはるかに低いという問題がある。また磁選した後の
脱燐スラグを原料とするため、熱スラグの持っている顕
熱を有効利用できず製造コストが高くつく上、ＭｎＯ
を除去できないので、セメント強度の低下とセメントの
色が褐色を帯びるという問題もある。
【０００５】特開平２−２３６２１４号公報には、精錬
中の溶鋼あるいは溶銑予備処理過程の溶銑に、トップチ
ャージあるいはインジェクションにて、石灰、石灰石、
酸化鉄、蛍石、アルミニウム、アルミドロス、アルミナ
系廃棄物、ボーキサイト、水酸化アルミの一種あるいは
二種以上を混合して、スラグ成分を重量％で ＣａＯ＝
３５〜４５％、Ａｌ２０３ ＝２５〜３５％とし、固化
したスラグ成分の主成分が １２ＣａＯ・７Ａｌ２０３
あるいは １１ＣａＯ・７Ａｌ２０３・ＣａＦ２となる
ようにしたことを特徴とする、鋼滓の改質方法が記載さ
れている。得られた改質スラグは、急結固化剤として超
速硬セメント原料となる。この改質方法は精錬中に実施
することから、スラグ改質処理前にスラグを還元処理す
ることができない。そのため、得られた改質スラグはＦ
ｅＯ 、Ｆｅ２０３ などの鉄分を多く含み、またＭｎ
Ｏ を多く含むため、後工程で磁選処理して鉄分を除去
することが必要となり、操作がかえって煩雑になる。ま
た、スラグからＭｎＯ を取り除くことは不可能であり
、上述したように、ＭｎＯ の存在は、セメント強度の
阻害とセメントの色が褐色を帯びるという問題を生ずる
。
中の溶鋼あるいは溶銑予備処理過程の溶銑に、トップチ
ャージあるいはインジェクションにて、石灰、石灰石、
酸化鉄、蛍石、アルミニウム、アルミドロス、アルミナ
系廃棄物、ボーキサイト、水酸化アルミの一種あるいは
二種以上を混合して、スラグ成分を重量％で ＣａＯ＝
３５〜４５％、Ａｌ２０３ ＝２５〜３５％とし、固化
したスラグ成分の主成分が １２ＣａＯ・７Ａｌ２０３
あるいは １１ＣａＯ・７Ａｌ２０３・ＣａＦ２となる
ようにしたことを特徴とする、鋼滓の改質方法が記載さ
れている。得られた改質スラグは、急結固化剤として超
速硬セメント原料となる。この改質方法は精錬中に実施
することから、スラグ改質処理前にスラグを還元処理す
ることができない。そのため、得られた改質スラグはＦ
ｅＯ 、Ｆｅ２０３ などの鉄分を多く含み、またＭｎ
Ｏ を多く含むため、後工程で磁選処理して鉄分を除去
することが必要となり、操作がかえって煩雑になる。ま
た、スラグからＭｎＯ を取り除くことは不可能であり
、上述したように、ＭｎＯ の存在は、セメント強度の
阻害とセメントの色が褐色を帯びるという問題を生ずる
。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
問題点のない鋼滓を改質した超速硬セメント原料の製造
方法を提供することである。より具体的には、熱鋼滓の
顕熱を有効利用した改質処理により、品質の優れた超速
硬セメント原料を、磁選を行わずに製造することのでき
る方法を提供することである。
問題点のない鋼滓を改質した超速硬セメント原料の製造
方法を提供することである。より具体的には、熱鋼滓の
顕熱を有効利用した改質処理により、品質の優れた超速
硬セメント原料を、磁選を行わずに製造することのでき
る方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、予備処理
工程または精錬過程で発生したＣａＦ２含有熱鋼滓をそ
のまま鍋等の容器に移し替え、直ちに成分調整して焼成
することにより、鋼滓の顕熱を有効利用して １１Ｃａ
Ｏ・７Ａｌ２０３・ＣａＦ２を主成分とする超速硬セメ
ント原料 （クリンカー） が製造できること、および
その前に熱鋼滓に炭素等の還元剤を加えて還元処理を行
うと、ＦｅＯ 、Ｆｅ２０３ 、ＭｎＯ 、Ｍｎ２Ｏ３
を合金鉄 （Ｆｅ−Ｍｎ） として比重分離すること
ができ、これにより、セメントの品質低下をもたらすＦ
ｅ分およびＭｎ分を含まない高品質の超速硬セメント原
料が製造できることを見出した。
工程または精錬過程で発生したＣａＦ２含有熱鋼滓をそ
のまま鍋等の容器に移し替え、直ちに成分調整して焼成
することにより、鋼滓の顕熱を有効利用して １１Ｃａ
Ｏ・７Ａｌ２０３・ＣａＦ２を主成分とする超速硬セメ
ント原料 （クリンカー） が製造できること、および
その前に熱鋼滓に炭素等の還元剤を加えて還元処理を行
うと、ＦｅＯ 、Ｆｅ２０３ 、ＭｎＯ 、Ｍｎ２Ｏ３
を合金鉄 （Ｆｅ−Ｍｎ） として比重分離すること
ができ、これにより、セメントの品質低下をもたらすＦ
ｅ分およびＭｎ分を含まない高品質の超速硬セメント原
料が製造できることを見出した。
【０００８】ここに、本発明の要旨は、溶銑予備処理ま
たは製鋼過程で発生したＣａＦ２含有熱鋼滓にアルミナ
源および石灰源を配合して、熱鋼滓の組成をＣａＦ２
１モルに対しＡｌ２０３ ３〜１０モル、ＣａＯ ５〜
１７モルに調整した後、この熱鋼滓を ８５０〜１２５
０℃で焼成して、 １１ＣａＯ・７Ａｌ２０３・ＣａＦ
２を主成分とする生成物を得ることを特徴とする、鋼滓
を改質した超速硬セメント原料の製造方法にある。好ま
しくは、ＣａＦ２含有熱鋼滓に、まず還元剤を加えて１
３００〜１８００℃で溶融還元した後、沈降した合金鉄
を比重分離することによって、ＦｅＯ＋Ｆｅ２０３含有
量 ０．１〜５重量％、ＭｎＯ＋Ｍｎ２０３ 含有量２
．０ 重量％以下に成分調整してから、上記の処理を行
う。また、比重分離により回収された合金鉄は、製鋼副
原料等として利用することができる。
たは製鋼過程で発生したＣａＦ２含有熱鋼滓にアルミナ
源および石灰源を配合して、熱鋼滓の組成をＣａＦ２
１モルに対しＡｌ２０３ ３〜１０モル、ＣａＯ ５〜
１７モルに調整した後、この熱鋼滓を ８５０〜１２５
０℃で焼成して、 １１ＣａＯ・７Ａｌ２０３・ＣａＦ
２を主成分とする生成物を得ることを特徴とする、鋼滓
を改質した超速硬セメント原料の製造方法にある。好ま
しくは、ＣａＦ２含有熱鋼滓に、まず還元剤を加えて１
３００〜１８００℃で溶融還元した後、沈降した合金鉄
を比重分離することによって、ＦｅＯ＋Ｆｅ２０３含有
量 ０．１〜５重量％、ＭｎＯ＋Ｍｎ２０３ 含有量２
．０ 重量％以下に成分調整してから、上記の処理を行
う。また、比重分離により回収された合金鉄は、製鋼副
原料等として利用することができる。
【０００９】本発明で処理する鋼滓は、溶銑予備処理ま
たは製鋼過程で発生するＣａＦ２含有スラグであれば特
に限定されない。その代表例は、媒溶剤の一部として蛍
石を使用した脱燐処理で生ずる脱燐スラグであるが、Ｃ
ａＦ２を含有する限り、他の鋼滓も使用することができ
る。鋼滓中のＣａＦ２量も特に限定されないが、目的と
する１１ＣａＯ ・７Ａｌ２０３・ＣａＦ２を効果的に
生成させるためには、ＣａＦ２含有量が３重量％以上あ
ることが好ましい。アルミナ源としては、Ａｌ２０３
を含む材料であれば何でも使用できる。好適なアルミナ
源の例は、アルミ灰、アルミドロス、アルミニウム、ボ
ーキサイト、水酸化アルミニウムである。 石灰源としては、ＣａＯ を含有する任意の材料が使用
できる。好ましい石灰源には、生石灰、石灰石、消石灰
がある。還元剤としては、炭素または炭素源 （例、粉
コークス、石炭、ピッチ、電極屑） 、一酸化炭素（Ｃ
Ｏ）、アルミニウム、水素などが使用できる。
たは製鋼過程で発生するＣａＦ２含有スラグであれば特
に限定されない。その代表例は、媒溶剤の一部として蛍
石を使用した脱燐処理で生ずる脱燐スラグであるが、Ｃ
ａＦ２を含有する限り、他の鋼滓も使用することができ
る。鋼滓中のＣａＦ２量も特に限定されないが、目的と
する１１ＣａＯ ・７Ａｌ２０３・ＣａＦ２を効果的に
生成させるためには、ＣａＦ２含有量が３重量％以上あ
ることが好ましい。アルミナ源としては、Ａｌ２０３
を含む材料であれば何でも使用できる。好適なアルミナ
源の例は、アルミ灰、アルミドロス、アルミニウム、ボ
ーキサイト、水酸化アルミニウムである。 石灰源としては、ＣａＯ を含有する任意の材料が使用
できる。好ましい石灰源には、生石灰、石灰石、消石灰
がある。還元剤としては、炭素または炭素源 （例、粉
コークス、石炭、ピッチ、電極屑） 、一酸化炭素（Ｃ
Ｏ）、アルミニウム、水素などが使用できる。
【００１０】
【作用】本発明の方法は、溶銑予備処理または製鋼過程
で発生したＣａＦ２を含有する熱鋼滓 （溶融鋼滓）
、例えば、転炉での脱燐処理で発生したＣａＦ２含有熱
鋼滓を、直ちに適当な加熱炉に移し変えて行うことが、
その顕熱の有効利用の観点から好ましい。加熱炉として
は、電気、高周波、ガス、液体もしくは固体燃料などの
任意の方法で加熱が可能なものであれば何でも使用でき
る。例えば、電気炉、転炉、取鍋などの鍋などが使用で
きる。
で発生したＣａＦ２を含有する熱鋼滓 （溶融鋼滓）
、例えば、転炉での脱燐処理で発生したＣａＦ２含有熱
鋼滓を、直ちに適当な加熱炉に移し変えて行うことが、
その顕熱の有効利用の観点から好ましい。加熱炉として
は、電気、高周波、ガス、液体もしくは固体燃料などの
任意の方法で加熱が可能なものであれば何でも使用でき
る。例えば、電気炉、転炉、取鍋などの鍋などが使用で
きる。
【００１１】好適態様にあっては、まず、ＣａＦ２含有
熱鋼滓に、上記のような還元剤を加えて１３００〜１８
００℃に加熱して溶融還元し、鋼滓中のＦｅＯ 、Ｆｅ
２０３ 、ＭｎＯ 、Ｍｎ２０３ を還元して合金鉄（
Ｆｅ−Ｍｎ）とする。生成した合金鉄は鋼滓より比重が
大きいため、炉底に沈むので、比重分離により鋼滓から
分離して回収できる。これにより、鋼滓中のＦｅＯ＋Ｆ
ｅ２０３ 含有量が ０．１〜５重量％、ＭｎＯ＋Ｍｎ
２０３ 含有量が２．０ 重量％以下になるように成分
調整する。この還元処理を行う理由は次の通りである。
熱鋼滓に、上記のような還元剤を加えて１３００〜１８
００℃に加熱して溶融還元し、鋼滓中のＦｅＯ 、Ｆｅ
２０３ 、ＭｎＯ 、Ｍｎ２０３ を還元して合金鉄（
Ｆｅ−Ｍｎ）とする。生成した合金鉄は鋼滓より比重が
大きいため、炉底に沈むので、比重分離により鋼滓から
分離して回収できる。これにより、鋼滓中のＦｅＯ＋Ｆ
ｅ２０３ 含有量が ０．１〜５重量％、ＭｎＯ＋Ｍｎ
２０３ 含有量が２．０ 重量％以下になるように成分
調整する。この還元処理を行う理由は次の通りである。
【００１２】〔セメント中のＦｅ２０３ 〕Ｆｅ２０３
はセメント製造において媒溶剤として作用し、セメン
ト原料の焼成およびその化合を容易ならしめるほかセメ
ント特有の配色を付与する重要な役目を持っている。し
かし、Ｆｅ２０３ は１１ＣａＯ ・７Ａｌ２０３・Ｃ
ａＦ２および３ＣａＯ・ＳｉＯ２などの水和を抑制する
働きがあることから、超速硬性セメントにおいては酸化
鉄分を低位にすることが重要である。そのため、超速硬
セメントにおいては、Ｆｅ２０３ 含有量を０．１ 〜
２．０ 重量％としている。
はセメント製造において媒溶剤として作用し、セメン
ト原料の焼成およびその化合を容易ならしめるほかセメ
ント特有の配色を付与する重要な役目を持っている。し
かし、Ｆｅ２０３ は１１ＣａＯ ・７Ａｌ２０３・Ｃ
ａＦ２および３ＣａＯ・ＳｉＯ２などの水和を抑制する
働きがあることから、超速硬性セメントにおいては酸化
鉄分を低位にすることが重要である。そのため、超速硬
セメントにおいては、Ｆｅ２０３ 含有量を０．１ 〜
２．０ 重量％としている。
【００１３】〔セメント中のＭｎＯ 、Ｍｎ２０３ 〕
ＭｎＯ（Ｍｎ２０３）はセメント製造において、焼成中
の３ＣａＯ・ＳｉＯ２の生成量を減少させることにより
、セメント強度を阻害する。また、セメントの色を褐色
化させる問題もあり、セメント中のＭｎＯ（Ｍｎ２０３
）含有量は少ない程良いとされている。セメント協会発
行の文献 （第３５回セメント技術大会の日本セメント
発表資料）によれば、Ｍｎ２０３ として０．２ ％を
越えるとセメント強度の低下がみられるとしている。
ＭｎＯ（Ｍｎ２０３）はセメント製造において、焼成中
の３ＣａＯ・ＳｉＯ２の生成量を減少させることにより
、セメント強度を阻害する。また、セメントの色を褐色
化させる問題もあり、セメント中のＭｎＯ（Ｍｎ２０３
）含有量は少ない程良いとされている。セメント協会発
行の文献 （第３５回セメント技術大会の日本セメント
発表資料）によれば、Ｍｎ２０３ として０．２ ％を
越えるとセメント強度の低下がみられるとしている。
【００１４】上記の理由から、鋼滓中のＦｅＯ 、Ｆｅ
２０３ 、ＭｎＯ 、Ｍｎ２０３ を除去し、生成クリ
ンカー中のＦｅＯ 、Ｆｅ２０３ 、ＭｎＯ 、Ｍｎ２
０３ を減少させること好ましい。このための方法とし
て溶融還元法を採用するのは、比重分離という簡便な方
法で鉄およびマンガンの分離が可能であり、熱鋼滓の顕
熱をそのまま利用できるからである。改質された生成ク
リンカー中の主要生成物である １１ＣａＯ・７Ａｌ２
０３・ＣａＦ２の生成量を大きくするためには、焼成温
度を１２５０℃以下とする必要性があることから、還元
処理工程は １１ＣａＯ・７Ａｌ２０３・ＣａＦ２の焼
成工程の前でなくてはならない。また、還元処理温度と
しては、前述の理由から鋼滓の溶融温度以上で、かつＣ
ａＯ およびＡｌ２０３ が還元されない温度以下とす
る必要があることから、１３００〜１８００℃の範囲と
する。好ましい還元処理温度は、１４００〜１７００℃
である。この還元処理によりＦｅＯ＋Ｆｅ２０３ 含有
量 ０．１〜５重量％、ＭｎＯ＋Ｍｎ２０３ 含有量２
．０ 重量％以下に成分調整する。鋼滓中の酸化鉄およ
び酸化マンガンの含有量をこの範囲内に低減しておけば
、本発明の方法により改質されたクリンカーに石膏やポ
ルトランドセメントを配合して得られる超速硬セメント
のＦｅ２０３ 含有量およびＭｎＯ（Ｍｎ２０３）含有
量を上記の範囲内に調整することが可能となり、品質に
優れた超速硬セメントとなる。
２０３ 、ＭｎＯ 、Ｍｎ２０３ を除去し、生成クリ
ンカー中のＦｅＯ 、Ｆｅ２０３ 、ＭｎＯ 、Ｍｎ２
０３ を減少させること好ましい。このための方法とし
て溶融還元法を採用するのは、比重分離という簡便な方
法で鉄およびマンガンの分離が可能であり、熱鋼滓の顕
熱をそのまま利用できるからである。改質された生成ク
リンカー中の主要生成物である １１ＣａＯ・７Ａｌ２
０３・ＣａＦ２の生成量を大きくするためには、焼成温
度を１２５０℃以下とする必要性があることから、還元
処理工程は １１ＣａＯ・７Ａｌ２０３・ＣａＦ２の焼
成工程の前でなくてはならない。また、還元処理温度と
しては、前述の理由から鋼滓の溶融温度以上で、かつＣ
ａＯ およびＡｌ２０３ が還元されない温度以下とす
る必要があることから、１３００〜１８００℃の範囲と
する。好ましい還元処理温度は、１４００〜１７００℃
である。この還元処理によりＦｅＯ＋Ｆｅ２０３ 含有
量 ０．１〜５重量％、ＭｎＯ＋Ｍｎ２０３ 含有量２
．０ 重量％以下に成分調整する。鋼滓中の酸化鉄およ
び酸化マンガンの含有量をこの範囲内に低減しておけば
、本発明の方法により改質されたクリンカーに石膏やポ
ルトランドセメントを配合して得られる超速硬セメント
のＦｅ２０３ 含有量およびＭｎＯ（Ｍｎ２０３）含有
量を上記の範囲内に調整することが可能となり、品質に
優れた超速硬セメントとなる。
【００１５】比重分離により鋼滓から分離回収された合
金鉄（Ｆｅ−Ｍｎ） は、フェロマンガンとして各種の
用途に有用である。例えば、脱酸その他の目的で製鋼等
の副原料に有効利用することができる。それにより、廃
棄物を生ずることなく、鋼滓の実質的に全成分を有効に
再利用することができ、環境保護および資源保護の両面
に役立つ。
金鉄（Ｆｅ−Ｍｎ） は、フェロマンガンとして各種の
用途に有用である。例えば、脱酸その他の目的で製鋼等
の副原料に有効利用することができる。それにより、廃
棄物を生ずることなく、鋼滓の実質的に全成分を有効に
再利用することができ、環境保護および資源保護の両面
に役立つ。
【００１６】好ましくは上記のように還元処理して酸化
鉄および酸化マンガンの含有量を調整した後、 １１Ｃ
ａＯ・７Ａｌ２０３・ＣａＦ２を主成分とする超速硬性
生成物を生成させるべく、還元後の熱鋼滓にアルミナ源
および石灰源を配合して成分調整した後、焼成する。こ
の焼成は、還元工程に使用した炉をそのまま利用して実
施することが簡便である。即ち、適当な加熱炉内で還元
処理後、比重分離により合金鉄が分離された加熱炉内の
熱鋼滓に、直ちにアルミナ源および石灰源を投入し、
８５０〜１２５０℃で焼成を行う。この場合、加熱炉に
は、図１に示すように、還元剤、アルミナ源、および石
灰源の各供給用ホッパーを付設し、また加熱炉の側面に
は上からクリンカー （改質鋼滓） 取出口と合金鉄取
出口を設けて、合金鉄の比重分離を行うのが好都合であ
る。勿論、焼成を還元工程とは別の容器で行うこともで
きる。
鉄および酸化マンガンの含有量を調整した後、 １１Ｃ
ａＯ・７Ａｌ２０３・ＣａＦ２を主成分とする超速硬性
生成物を生成させるべく、還元後の熱鋼滓にアルミナ源
および石灰源を配合して成分調整した後、焼成する。こ
の焼成は、還元工程に使用した炉をそのまま利用して実
施することが簡便である。即ち、適当な加熱炉内で還元
処理後、比重分離により合金鉄が分離された加熱炉内の
熱鋼滓に、直ちにアルミナ源および石灰源を投入し、
８５０〜１２５０℃で焼成を行う。この場合、加熱炉に
は、図１に示すように、還元剤、アルミナ源、および石
灰源の各供給用ホッパーを付設し、また加熱炉の側面に
は上からクリンカー （改質鋼滓） 取出口と合金鉄取
出口を設けて、合金鉄の比重分離を行うのが好都合であ
る。勿論、焼成を還元工程とは別の容器で行うこともで
きる。
【００１７】配合後の鋼滓中の成分は、ＣａＦ２ １モ
ルに対しＡｌ２０３ ３〜１０モル、好ましくは５〜８
モル、ＣａＯ ５〜１７モル、好ましくは７〜１３モル
とする。 １１ＣａＯ・７Ａｌ２０３・ＣａＦ２の生成
量を最大とするためには、Ａｌ２０３ 約７モル、Ｃａ
Ｏ 約１１モルが最も好ましい。焼成温度は、 ８５０
〜１２５０℃とする。この範囲外では １１ＣａＯ・７
Ａｌ２０３・ＣａＦ２の生成効率が低下する。好ましい
焼成温度は ９００〜１２００℃である。
ルに対しＡｌ２０３ ３〜１０モル、好ましくは５〜８
モル、ＣａＯ ５〜１７モル、好ましくは７〜１３モル
とする。 １１ＣａＯ・７Ａｌ２０３・ＣａＦ２の生成
量を最大とするためには、Ａｌ２０３ 約７モル、Ｃａ
Ｏ 約１１モルが最も好ましい。焼成温度は、 ８５０
〜１２５０℃とする。この範囲外では １１ＣａＯ・７
Ａｌ２０３・ＣａＦ２の生成効率が低下する。好ましい
焼成温度は ９００〜１２００℃である。
【００１８】この焼成により改質された １１ＣａＯ・
７Ａｌ２０３・ＣａＦ２を主成分とする生成物を加熱炉
から回収し、超速硬セメント原料 （クリンカー） を
得る。このクリンカーに、石膏やポルトランドセメント
を配合し、超速硬セメントとして使用する。石膏やポル
トランドセメントの配合量は速硬性やセメント強度を考
慮して調整するが、通常は重量％で本発明の方法で得た
クリンカー２０〜４０％、石膏１０〜２５％、ポルトラ
ンドセメント３５〜７０％の範囲内である。
７Ａｌ２０３・ＣａＦ２を主成分とする生成物を加熱炉
から回収し、超速硬セメント原料 （クリンカー） を
得る。このクリンカーに、石膏やポルトランドセメント
を配合し、超速硬セメントとして使用する。石膏やポル
トランドセメントの配合量は速硬性やセメント強度を考
慮して調整するが、通常は重量％で本発明の方法で得た
クリンカー２０〜４０％、石膏１０〜２５％、ポルトラ
ンドセメント３５〜７０％の範囲内である。
【００１９】次に実施例により本発明をさらに説明する
。実施例中、％は特に指定しない限り、重量％である。
。実施例中、％は特に指定しない限り、重量％である。
【実施例】図１に図示したような、還元剤、アルミナ源
、および石灰源の各ホッパーおよび定量切出装置を備え
、側面にクリンカーおよび合金鉄の取出口を設けた電気
炉を使用して、転炉で発生した脱燐スラグを本発明方法
により改質した。使用した脱燐スラグ、還元剤 （粉コ
ークス） 、アルミナ源 （アルミ灰） および石灰源
（生石灰） の組成を表１に示す。
、および石灰源の各ホッパーおよび定量切出装置を備え
、側面にクリンカーおよび合金鉄の取出口を設けた電気
炉を使用して、転炉で発生した脱燐スラグを本発明方法
により改質した。使用した脱燐スラグ、還元剤 （粉コ
ークス） 、アルミナ源 （アルミ灰） および石灰源
（生石灰） の組成を表１に示す。
【００２０】転炉にて脱燐処理完了後、スラグの熱源を
有効に活用するため、すぐに脱燐スラグを電気炉に移し
替え、還元剤として粉コークスを、スラグと粉コークス
の合計量に対して１０％の量で投入し、表２に示す還元
温度まで昇熱し、１時間保熱して還元処理した。この保
熱終了時に、炉底に沈降した合金鉄を、炉側面下部の合
金鉄取出口より排出して溶融スラグから比重分離した。 次に、アルミ灰と生石灰を各々のホッパーより表３に示
す量で溶融スラグに投入し、表３に示す焼成温度に３時
間保持して焼成し、超速硬セメント原料となるクリンカ
ーを得た。
有効に活用するため、すぐに脱燐スラグを電気炉に移し
替え、還元剤として粉コークスを、スラグと粉コークス
の合計量に対して１０％の量で投入し、表２に示す還元
温度まで昇熱し、１時間保熱して還元処理した。この保
熱終了時に、炉底に沈降した合金鉄を、炉側面下部の合
金鉄取出口より排出して溶融スラグから比重分離した。 次に、アルミ灰と生石灰を各々のホッパーより表３に示
す量で溶融スラグに投入し、表３に示す焼成温度に３時
間保持して焼成し、超速硬セメント原料となるクリンカ
ーを得た。
【００２１】表２に還元処理条件と還元結果 （比重分
離後の溶融スラグ中のＦｅＯ＋Ｆｅ２０３ およびＭｎ
Ｏ＋Ｍｎ２０３含有量と溶融状況） を示す。還元温度
の上昇に伴い、還元処理後のスラグ中のＦｅＯ＋Ｆｅ２
０３ およびＭｎＯ＋Ｍｎ２０３とも減少している。し
かし、還元温度を高くする程、製造コストが高くなるの
で、使用するスラグの成分および改質後の最終生成クリ
ンカーの目標組成によって還元温度を決定すればよい。 但し、比較例に示すように、処理温度１３００℃未満で
は溶融比重分離ができず、１８００℃を超えるとＣａＯ
やＡｌ２０３ まで還元されるため、最終的に １１
ＣａＯ・７Ａｌ２０３・ＣａＦ２の生成量が極端に減少
するので、本発明の目的を果たすことができない。
離後の溶融スラグ中のＦｅＯ＋Ｆｅ２０３ およびＭｎ
Ｏ＋Ｍｎ２０３含有量と溶融状況） を示す。還元温度
の上昇に伴い、還元処理後のスラグ中のＦｅＯ＋Ｆｅ２
０３ およびＭｎＯ＋Ｍｎ２０３とも減少している。し
かし、還元温度を高くする程、製造コストが高くなるの
で、使用するスラグの成分および改質後の最終生成クリ
ンカーの目標組成によって還元温度を決定すればよい。 但し、比較例に示すように、処理温度１３００℃未満で
は溶融比重分離ができず、１８００℃を超えるとＣａＯ
やＡｌ２０３ まで還元されるため、最終的に １１
ＣａＯ・７Ａｌ２０３・ＣａＦ２の生成量が極端に減少
するので、本発明の目的を果たすことができない。
【００２２】表３に焼成処理条件と結果 （焼成クリン
カー中の１１ＣａＯ ・７Ａｌ２０３・ＣａＦ２の含有
量） を示す。焼成温度は８５０ 〜１２５０℃がよく
、１２００℃前後が最もよい結果となった。この範囲を
外れると、１１ＣａＯ ・７Ａｌ２０３・ＣａＦ２が効
率よく生成しない。ＣａＯ とＡｌ２０３ の配合量に
ついては、ＣａＦ２ １モルに対しＡｌ２０３ ３〜１
０モル、ＣａＯ ５〜１７モルの範囲内で、１１ＣａＯ
・７Ａｌ２０３・ＣａＦ２を主成分とするクリンカー
が得られ、この範囲を外れると、 １１ＣａＯ・７Ａｌ
２０３・ＣａＦ２の生成量が極端に少なくなる。ＣａＯ
約１１モル、Ａｌ２０３ 約７モルが最もよい結果が
得られたが、アルミナ源と石灰源の配合量は １１Ｃａ
Ｏ・７Ａｌ２０３・ＣａＦ２の目標生成量と製造コスト
の関係から決定すればよい。
カー中の１１ＣａＯ ・７Ａｌ２０３・ＣａＦ２の含有
量） を示す。焼成温度は８５０ 〜１２５０℃がよく
、１２００℃前後が最もよい結果となった。この範囲を
外れると、１１ＣａＯ ・７Ａｌ２０３・ＣａＦ２が効
率よく生成しない。ＣａＯ とＡｌ２０３ の配合量に
ついては、ＣａＦ２ １モルに対しＡｌ２０３ ３〜１
０モル、ＣａＯ ５〜１７モルの範囲内で、１１ＣａＯ
・７Ａｌ２０３・ＣａＦ２を主成分とするクリンカー
が得られ、この範囲を外れると、 １１ＣａＯ・７Ａｌ
２０３・ＣａＦ２の生成量が極端に少なくなる。ＣａＯ
約１１モル、Ａｌ２０３ 約７モルが最もよい結果が
得られたが、アルミナ源と石灰源の配合量は １１Ｃａ
Ｏ・７Ａｌ２０３・ＣａＦ２の目標生成量と製造コスト
の関係から決定すればよい。
【００２３】〔モルタル圧縮強度試験〕前記の焼成され
たクリンカーをボールミルにて比表面積４０００ｃｍ２
／ｇ に粉砕した粉体を、表４に示す条件と組合わせで
配合し （超速硬性原料は本実施例で得られた４０００
ｃｍ２／ｇ の粉体、無水石膏（ＣａＳＯ４）は市販品
、ポルトランドセメントは市販の普通ポルトランドセメ
ント） 、配合後のセメント組成物中のＦｅＯ＋Ｆｅ２
０３ およびＭｎＯ＋Ｍｎ２０３ の含有量を調査した
。その結果を表４に示す。次にＪＩＳ Ｒ ５２０１に
規定するモルタル供試体を作成し、圧縮強度を調べた。 その結果を同表に示す。なお、表中の比較例には、還元
なしで焼成処理した超速硬性原料を用いた例と、普通ポ
ルトランドセメント （市販品） およびジェットセメ
ント （市販の超速硬性セメント） の圧縮強度を併記
した。本発明方法により改質した原料を用いた超速硬性
セメントは市販品と同等の性能を示した。
たクリンカーをボールミルにて比表面積４０００ｃｍ２
／ｇ に粉砕した粉体を、表４に示す条件と組合わせで
配合し （超速硬性原料は本実施例で得られた４０００
ｃｍ２／ｇ の粉体、無水石膏（ＣａＳＯ４）は市販品
、ポルトランドセメントは市販の普通ポルトランドセメ
ント） 、配合後のセメント組成物中のＦｅＯ＋Ｆｅ２
０３ およびＭｎＯ＋Ｍｎ２０３ の含有量を調査した
。その結果を表４に示す。次にＪＩＳ Ｒ ５２０１に
規定するモルタル供試体を作成し、圧縮強度を調べた。 その結果を同表に示す。なお、表中の比較例には、還元
なしで焼成処理した超速硬性原料を用いた例と、普通ポ
ルトランドセメント （市販品） およびジェットセメ
ント （市販の超速硬性セメント） の圧縮強度を併記
した。本発明方法により改質した原料を用いた超速硬性
セメントは市販品と同等の性能を示した。
【００２４】
【表１】
【００２５】
【表２】
【００２６】
【表３】
【００２７】
【表４】
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば、従来は埋め立て用とし
て廃棄されていたＣａＦ２を含有する溶融鋼滓から、そ
の顕熱を有効利用して経済的に、付加価値の高い超速硬
セメントの原料（クリンカー）が製造される。しかも、
還元処理を併用することによって、鋼滓中のＦｅ分、Ｍ
ｎ分を合金鉄 （Ｆｅ−Ｍｎ） として除去回収するこ
とができ、強度や色などの品質に優れたクリンカーが得
られると同時に、回収された合金鉄は製鋼等の副原料と
して有効利用可能であるため、鋼滓の全成分を有効に活
用することができる。従って、本発明の方法は、資源の
有効利用のみならず、従来は比較的高価であった超速硬
セメントをより安価に供給することができるという、産
業上極めて優れた効果を発揮するものである。
て廃棄されていたＣａＦ２を含有する溶融鋼滓から、そ
の顕熱を有効利用して経済的に、付加価値の高い超速硬
セメントの原料（クリンカー）が製造される。しかも、
還元処理を併用することによって、鋼滓中のＦｅ分、Ｍ
ｎ分を合金鉄 （Ｆｅ−Ｍｎ） として除去回収するこ
とができ、強度や色などの品質に優れたクリンカーが得
られると同時に、回収された合金鉄は製鋼等の副原料と
して有効利用可能であるため、鋼滓の全成分を有効に活
用することができる。従って、本発明の方法は、資源の
有効利用のみならず、従来は比較的高価であった超速硬
セメントをより安価に供給することができるという、産
業上極めて優れた効果を発揮するものである。
【図１】 本発明の方法で使用することのできる加熱
炉の説明図である。
炉の説明図である。
Claims (3)
- 【請求項１】 溶銑予備処理または製鋼過程で発生し
たＣａＦ２含有熱鋼滓にアルミナ源および石灰源を配合
して、熱鋼滓の組成をＣａＦ２ １モルに対しＡｌ２０
３ ３〜１０モル、ＣａＯ ５〜１７モルに調整した後
、この熱鋼滓を ８５０〜１２５０℃で焼成して、１１
ＣａＯ・７Ａｌ２０３・ＣａＦ２を主成分とする生成物
を得ることを特徴とする、鋼滓を改質した超速硬セメン
ト原料の製造方法。 - 【請求項２】 溶銑予備処理または製鋼過程で発生し
たＣａＦ２含有熱鋼滓に還元剤を加えて１３００〜１８
００℃で溶融還元した後、沈降した合金鉄を比重分離す
ることによって、ＦｅＯ＋Ｆｅ２０３ 含有量 ０．１
〜５重量％、ＭｎＯ＋Ｍｎ２０３ 含有量２．０ 重量
％以下に成分調整し、次いでこの熱鋼滓にアルミナ源お
よび石灰源を配合して、その組成をＣａＦ２ １モルに
対しＡｌ２０３ ３〜１０モル、ＣａＯ ５〜１７モル
に調整した後、この熱鋼滓を８５０ 〜１２５０℃で焼
成して、 １１ＣａＯ・７Ａｌ２０３・ＣａＦ２を主成
分とする生成物を得ることを特徴とする、鋼滓を改質し
た超速硬セメント原料の製造方法。 - 【請求項３】 請求項２記載の方法において、比重分
離により回収された合金鉄を製鋼副原料として利用する
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2413805A JPH0796462B2 (ja) | 1990-12-25 | 1990-12-25 | 鋼滓を改質した超速硬セメント原料の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2413805A JPH0796462B2 (ja) | 1990-12-25 | 1990-12-25 | 鋼滓を改質した超速硬セメント原料の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04224147A true JPH04224147A (ja) | 1992-08-13 |
| JPH0796462B2 JPH0796462B2 (ja) | 1995-10-18 |
Family
ID=18522371
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2413805A Expired - Lifetime JPH0796462B2 (ja) | 1990-12-25 | 1990-12-25 | 鋼滓を改質した超速硬セメント原料の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0796462B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003534225A (ja) * | 2000-05-24 | 2003-11-18 | ラファルジュ | 製鋼所スラグの酸化処理方法およびそれにより得られるｌｄスラグ |
| CN100357208C (zh) * | 2002-06-08 | 2007-12-26 | 叶德敏 | 钢渣改质及钢渣水泥 |
| JP2008239693A (ja) * | 2007-03-26 | 2008-10-09 | Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corp | 土系固化材及び土系固化材の舗装方法 |
| CN110183120A (zh) * | 2019-05-13 | 2019-08-30 | 中冶武汉冶金建筑研究院有限公司 | 利用原状电解锰渣和钢渣尾泥生产水泥活性掺合料的方法 |
-
1990
- 1990-12-25 JP JP2413805A patent/JPH0796462B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003534225A (ja) * | 2000-05-24 | 2003-11-18 | ラファルジュ | 製鋼所スラグの酸化処理方法およびそれにより得られるｌｄスラグ |
| JP4865976B2 (ja) * | 2000-05-24 | 2012-02-01 | ラファルジュ | 製鋼所スラグの酸化処理方法およびそれにより得られるｌｄスラグ |
| CN100357208C (zh) * | 2002-06-08 | 2007-12-26 | 叶德敏 | 钢渣改质及钢渣水泥 |
| JP2008239693A (ja) * | 2007-03-26 | 2008-10-09 | Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corp | 土系固化材及び土系固化材の舗装方法 |
| CN110183120A (zh) * | 2019-05-13 | 2019-08-30 | 中冶武汉冶金建筑研究院有限公司 | 利用原状电解锰渣和钢渣尾泥生产水泥活性掺合料的方法 |
| CN110183120B (zh) * | 2019-05-13 | 2021-08-17 | 中冶武汉冶金建筑研究院有限公司 | 利用原状电解锰渣和钢渣尾泥生产水泥活性掺合料的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0796462B2 (ja) | 1995-10-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19960409 |