JPS6136143A - 製鋼スラグの処理方法 - 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】 この発明は溶融状態の製鋼スラグに発泡源となる酸化鉄
、カーボン等を添加し風砕化し顕熱の回収を行なったり
、水滓化して軽量の細骨材や埋戻し川砂等を製造するス
ラグの処理方法に関Ｔるものである。

一般に製鋼スラグ！ｊ　２　ＣａＯ−８ｉｎ、、　Ｆ−
ＣａＯ、Ｆ　・Ｍｔｉｏ、　　２０ｉｏ−Ｆｅ、Ｏｓ、
　　４Ｃａｏ−Ａ４０ｓ・Ｆｅｔｏｓ　、Ｆａｔｅ。

Ｆｅ、　０４．　ＦａＯ等を主に含有し、ｆ１１脹崩壊
の原因は、２０ａＯ・Ｓ　ｉ　Ｏｓが冷却の過程でｒ−
２０ａＯ・ＳｉＯ，ヘ転移すること一１Ｆ−ＣａＯ５Ｆ
−ＭＩＩＯが吸湿Ｌ　、Ｇａ　（ＯＨ）ｔｕｆ　（ＯＨ
）、へ変る場合の体積膨張である〇このためセメンＦ原
料（Ｃａｂ、　Ｓｉｎ、、　Ｆｅｔｕｓ源等）肥料にあ
るいはエージング処理後、又Ｇゴ生成鉱物を安定鉱物へ
変えるためＳｔｏｗ　、　Ａｔ、　Ｏ，、Ｆａｔ　Ｏ，
等を適量含有する物を添加して改質した後に路盤材等へ
ごく一部利用されているが、大部分ば埋立廃棄されてい
る。

しかし、Ｓ　ｊｏｔ　、　Ａｌｔ　Ｏｎ　、　Ｆｅｔ　
０１　Ｅ適量含有する物を投入し改質して安定鉱物の２
　ＣａＯ−Ａｚ、Ｏ，−Ｓｔ、、　、　２ＣａＯ・ＭＩ
ｏ　・２ＳｉＯ，、ＯａＯ−ＭＩＯ−８ｉｎ、、　２１
ＣａＯ・Ｆｅ、Ｏ，。

４ＣａＯ＋　Ａｚｌ　Ｏｓ　・Ｆａｔ　Ｏｓ等へ変え路
盤材等へ利用スル場合、比Ｍば３１〜３５と通常の天然
バラス２７に較べ重いので、アスファルト骨材やコンク
リート骨材等へ利用する場合、特に遠心力成型やバイブ
レイター詰めを行なうと比重分離現象が生じ強度のバラ
ツキや運搬費のアップの原因となる０そこで、通常のバ
ラスや砂と同程度の比重の物を作れないか研究を行なっ
た。

まず、製鋼スラグ処理槽の通り、２ＣａＯ−８ｉｎ、を
主体としているので、溶融温度が高＜、１５５０〜１５
３０℃になると、２ＣａＯ・Ｓ１０．が多量に晶出し、
粘性も高くなり、流動性がなくなるので、顕熱を有効利
用して溶融温度、粘性低下を生起させ温度変態を持７２
：ない安定鉱物を生成させて改質させ、かつ顕熱の回収
を行なうため、丁でに次の様な特許申請を行なっている
。

更に研究を進めて、溶融状態の製鋼スラグの顕熱を有効
利用し、崩壊防止して、表面硬化スラグや鍋肌、鍋底ス
ラグの発生を少なくし顕熱の回収を行ないや丁くするた
めに、従来通り、Ｓ　ｉＯｔ　＋　ＡｔｔＯｌ・Ｆｅ、
０．主体の珪酸塩質の岩石・鉱物等を添加し比重を軽く
するために、鉄鉱石粉、スケール、赤泥、ダスト、スラ
ッジ類１頁岩、粘板岩、黒曜石。

コークスを添加すると、ｏ、、　ｓｏ、、　ｃｏ、結晶
水に伴なうガスが発生し、風砕処理又は水流ジェットで
吹き飛ばして水冷処理するとスラグ中に空隙が生じ、比
重の軽い風砕あるいは水滓スラグが生じることを見い出
した。

その場合、第１〜２図に示Ｔ様に、スラグ処理槽にラン
スパイプ状物（ロ）を装入し、Ａｉｒ、　Ｎｔ又ｕ　Ｏ
ｌを吹き込んで、バブリングを行なうま−では大きい空
＋ｉになったり、小さい空隙とが混在する場合が多く、
比重・吸水率がばらつく０そこで、第３〜４図に示す様
にスラグ処理槽に隔壁（２６）をもうけ、湯だまり内で
均一化して通過させると比重・吸水率が均一化された空
隙も均一化したスラグ粒となるＯ 又、比重を天然骨材の２６〜２７程度にするか、より軽
くするかは添加する酸化鉄等の添加量と溶融スラグの流
入量の関係で変えることができる０溶融状態の製鋼スラ
グの顕熱を有効利用して粘性・融点を低下させ、かつ崩
壊防止を行なう添加物としてＧゴＡｚｔＯ，、Ｓｈｏ、
単独でも良いが、溶融温度が高く、反応が生起し難いと
いう欠点があるために、Ｓｉｎ、、　Ａ／、α、　　Ｆ
’ｓ、Ｏ，、Ｎａ、Ｏ等を適当量含有する物を添加する
事によって溶融温度の低下を促し、反応が十分に起る様
にしたものである。

添加方法としては ■製錬炉内に製錬の最初又は途中から投入する◇■■製
錬炉内出湯後、投入する〇 ■製錬炉から排出する溶融スラグに接して投入する。

■製錬炉から排弄ｌへの溶滓流の落下位置と離して投入
する。

■排滓鍋の敷滓の代用として使用する〇■排滓鍋内で溶
徨とサンドイッチ状になる様に投入する〇 ■連鋳終了後の取鍋内に投入する。

■連鋳終了後の取鍋から排滓鍋へ排出Ｔる溶滓流に接し
て投入Ｔる０ ■スラグ溶解炉（電気炉、高周波炉、へ気体燃料又はへ
液体燃料使用炉方式等）に一部硬化したスラグを含む溶
融スラグと添加物を溶解する。

０第　図に示Ｔ様に、排滓鍋からスラグ処理槽に排出時
に、発泡源添加物と同時に投入する。

◎■、■、■、■、■、■、■の操作で投入し、ランス
ハイブ状物を装入し、バブリングガス（０，。

Ｎ＊　、　Ａｉｒ　）を吹き込んで溶融拡散させる。

これらの溶融スラグを第１〜４図に示す様にスラグ処理
槽に排出しながら、ランスパイプ状物を装入し、発泡ガ
ス源の鉄鉱石等を投入しながら、０、　、　Ｎ、又１）
Ａｉｒを吹き込んで、バブリングを行ない溶融拡散を行
なわせる〇 本発明は製鋼スラグを改質し、かつ比重を軽くしてコン
クリート骨材等へ有効利用する方法を提供せんとするも
のであり、その要旨は、溶融状製鋼スラグを混合装置に
入れ乍ら、スケール、＠鉄。

春泥、頁岩、黒曜石、鉄鉱石、コークス及びダストから
成る群の中の少なくきも１種と、珪酸塩質の岩石、鉱物
及びこれ等の風化物１石炭灰、鋳物廃砂、ガラス屑から
成る群の中の少なくとも１種とを添加し、ランスパイプ
状物を装入し空気、酸素あるいは窒素ガスを吹込みバブ
リングをした後風冷又は水冷処理をＴることを特徴とす
る製鋼スラグの処理方法並びに珪酸塩質の岩石、鉱物及
びこれ等の風化物８石炭灰、鋳物廃砂、ガラス屑から成
る群の中の少なくとも１種を添加せしめた溶融状製溺ス
ラグを混合装置に入れ乍ら、スケール。

砂鉄、春泥、頁岩、黒曜石、鉄鉱石、コークス及びダス
トから成る群の中の少なくとも１種を添加し、ランスパ
イプ状物を装入し空気、酸素あるいは窒素ガスを吹込み
バブリングをした後、風冷又は水冷処理をＴることを特
徴とする製鋼スラグの処理方法である。

以下に本発明方法の作用効果を確認するために行なった
実験及びその結果を示す。

実験に用いた試料の化学分析値・性状を第１表に示す。

各試料の配合割合（重量％）の数例を第２表に示す〇 第２表 次に第３表に、各試料の配合物の溶倒温度（ＪＩＳ法に
よるゼーゲルコーン（こて）を示す〇第３表 第４表 以上の如く、製渭スラグ単味でＧゴ溶倒温度、粘度とも
に非常（こ高いが、珪酸塩質の岩石鉱物等を添加すると
溶倒温度、粘度ともに急激に低下することがわかる。

上記の試料を恒温乾燥機（１０５〜１１０℃に保持）中
で２４時間以上乾燥後、電融マグネシアルツボ（２８）
に製屑スラグ（２）を入れて、シリコニット電気炉（１
５８０℃ｃこ保持）で再溶解して珪酸塩質の岩石を１０
％入れ、炉外に取抄出して、シリコニットを改造した加
熱炉に前もって、混合装置（８）（耐火物で作った）を
セットして１５００〜１５５０℃に保持した混合装置（
３）に溶融スラグ（２）を流入させながら発泡用添加物
を投入しながらオーバーフローさせて、コンプレッスド
エアーをノズル０＠から出して風砕にした。（第１図）
　同様の操作で、発泡用添加物を投入しながら、ランス
パイプ状物（４）を装入してＮ、ガスを吹き込んでバブ
リングを行ないながらオーバーフローさセナカら、コン
ブレッスドエアーをノズル（ロ）から出して風砕にした
。（第２図） 第１，２図の場合ともに、添加物を投入後、ストレート
（未反応で）に流出する物が多く、比重のバラツキも多
いので耐火物で作った隔壁（２６）を混合装置の中の出
口測的１７３に作り試験を行なったら第３図よりも第４
図に示す様にバブリングを行ないながら発泡用添加物を
投入し、コンブレッスドエアー、又は水流ジェットをノ
ズル（Ｉｌｌ）から噴出させ風砕又は水砕を行なった時
良い結果を得た。その結果ン第５表に示す□ 第５表をこ示した生成物につき、環境庁告示方法にて溶
出試験を行ない、Ｃｕ　、　Ｔ−Ｃｒ　、　Ｃｄ　＋’
　Ｐｂ　、　Ｚｎ　。

Ｆｅ、　Ｍｎ、　Ａｓ、　’ｒ’ＨＪ’につき溶出イオ
ン濃［１定したが検出されなかった。

なお、風砕装置からエアー吹きで風砕を行なう場合のノ
ズル＆ゴ上・中・下位にわけ、上・中位ノズルからは約
８５〜９０ｍ／ｍ、　　下位ノズルからは約１９０〜２
００１１７区で噴出した〇 更に、水流ジェットで水滓（造粒）した場合のノズルの
水圧は約１〜１．５１１９／ｃ＋ｄで行なった。

次に本願発明方法について図面を参照しながら説明子れ
ば、第５図に示すごとく、取鍋又＆ズのろ鍋（１）から
溶融製清スラグ（２）Ｐ鋳物又は耐火物を内張し、かつ
鋳物又は耐火物で隔壁をもうけた反応槽（８）に流下さ
せ、かつランス状物（４）コ装入してエアーチッ素又は
酸素ガスを吹き込んで（０５〜１０＃／ｃ＋Ｊ、１〜２
ｍ／ｍｉｌ＋）バブリングしながら溶融温度、粘性低下
材を排滓時等に投入していない場合に、コンベアー（９
）を作動させて、フィダー（７）を作動させて、ホッパ
ー（５）からシュートθ呻を通して添加する０しかし、
前記添加物を添加している場合に発泡添加物を入れたホ
２．パー（６）のフィダー（８）を〜２１− 作動させて同様に、シュート０１を通して添加させて、
溶融反応を生起させ、と樋０ηを通して流下させ、風砕
化装置（ロ）のノズル（ロ）からエアーで風砕にし、風
砕装置に）内に落丁させ、コンベアー（ロ）を作動させ
、ホッパー０４に集め、更にコンベアー（ロ）を作動さ
せて、かつ、磁選機（２２〕も作動させて、含有されて
いるメタルを除き、振動フルイ（財）を作動させて粒度
別にフルイわけて、ホッパー（１９，２０゜２１）に貯
蔵Ｔる。

又、風砕装置の鋼板は２重構造とし、水を流入させて顕
熱で熱湯となるので熱湯を集めて低温差発電装置にて熱
交換し、循環使用する。さらに熱風＃１＠収し、上記の
熱湯をさらに暖めたり、そのま−乾燥熱源等に利用して
も良い。

更に、顕熱回収の必要がない場合は第６図に示すごとく
、取鍋又はのろ鍋（１）から溶融製鋼スラグ（２）を鋳
物又は耐火物を内張し、ｂつ鋳物又は耐火物で隔壁をも
うけた反応槽（３）に流下させ、かつランス状物（４）
を装入してエアー、チッ素又は酸素ガスを吹き込んで（
０，５〜１．０　ｋｇ／ｃ＋＋？、　１〜２　ｉ７’ｍ
Ｘ）バブリングしながら溶融温度、粘性低下材を排滓時
等に投入していない場合はフンペアー（９）を作動させ
て、フィダー（丁）を作動させて、ホッパー（５）から
シュート（至）を通して添加する。しかし、前記添加物
を添加している場合＆ゴ発泡添加物を入れたホ様 ツバ−（６）のフィダー（ａ）ｉ作動させて量器にシュ
ートへ鴎を通して添加させて溶融反応を生起させ、と樋
（ｌｌ）を通して流下させ、水滓造粒のための高圧水を
作る装置（ロ）からノズル（Ｉｌｌ）を通して水流ジェ
ットで吹き飛ばし水槽（２４）の中に沈降させてエーキ
ンス（２５３等で分離し、コンベアー（１５）でホッパ
ー（Ｉ荀に貯蔵して、コンベアー（２３）と磁選機（２
２）Ｔｒ：作動させて含有されているメタルを除き、振
動フルイ（ロ）でフルイわけ粒度別にホッパー（１９，
２０，２１）　　に貯蔵し、粒度調整を行なって出荷す
る０ 又、水槽の水は一部、新水と混ぜて高圧水を作る装置（
２７）に送９再利用する。

以上、述べて来た様に本発明によＵは製鋼スラグに珪酸
塩質の岩石・鉱物等を適量添加するためにその融点が著
るしく低下し、従って粘性が低下し、かつその１−を風
砕及び水滓造粒処理すると比重が重いので、コンクリー
ト骨材等へ天然骨材と混合使用すると比重差があ抄、比
重分離が起りコンクリート強度が一定に出ないので、天
然の骨材と比重を近似させるためにＯ，、８０，、ＣＯ
，Ｈ，Ｏガスを発生する鉄鉱石粉末、ダスト等の発泡ガ
ス源を添加し、人工軽量骨材の様に気泡を骨材の内部に
包含させて軽くし改質されているし、かつ急冷させるの
でガラス主体となり、有害イオンの溶出はなく、顕熱回
収のため風砕化し、熱水・熱気を熱交換器を用いて低温
度差発電用エネルギーや乾燥熱へ利用する方法２提供Ｔ
るもので、エネルギー回収が必要でないときは風砕を行
なわずに水流ジェットで水滓化し、メタルが含有されて
いると造粒されたり、偏平状となって固化して含有され
てくるので磁選処理で除き、土建用の砂・路盤材等へ利
用し得るものである０

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図−ゴ、それぞれ本発明方法の実験説明図
、第５図及び第６図は、それぞれ本発明方法の説明図で
ある。 図中、　　（１）：のろ鍋 （２）：溶融製漠スラグ （８）：反応槽 （４）二ランスパイプ状物 ０４＋：風砕装置 （２４）　：水槽

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、溶融状製鋼スラグを混合装置に入れ乍ら、スケール
   、砂鉄、赤泥、頁岩、黒曜石、鉄鉱石、コークス及びダ
   ストから成る群の中の少なくとも１種と、珪酸塩質の岩
   石、鉱物及びこれ等の風化物、石炭灰、鋳物廃砂、ガラ
   ス屑から成る群の中の少なくとも１種とを添加し、ラン
   スパイプ状物を装入し空気、酸素あるいほ窒素ガスを吹
   込みバブリングをした後、風冷又は水冷処理をすること
   を特徴とする製鋼スラグの処理方法。 ２、珪酸塩質の岩石、鉱物及びこれ等の風化物、石炭灰
   、鋳物廃砂、ガラス屑から成る群の中の少なくとも１種
   を添加せしめた溶融状製鋼スラグを混合装置に入れ乍ら
   、スケール、砂鉄、春泥、頁岩、黒曜石、鉄鉱石、コー
   クス及びダストから成る群の中の少なくとも１種を添加
   し、ランスパイプ状物を装入し空気、酸素あるいは窒素
   ガスを吹込みバブリングをした後、風冷又は水冷処理を
   することを特徴とする製鋼スラグの処理方法。