JP2001151540A - 硬質人工骨材の製造方法 - Google Patents
硬質人工骨材の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は高炉スラグと石炭灰とを原料として
共に有効に活用して、硬質人工骨材を安直に製造するこ
と。 【解決手段】 高炉から排出されて大樋中を流れる溶銑
に向け石炭灰を吹き込んで該石炭灰を溶銑の上層の溶融
スラグ中に溶解、混合したのち、該溶銑の上層の溶融ス
ラグを溶銑と分離、排出して該溶融スラグが完全に凝固
するまで放冷することを特徴とするものである。
共に有効に活用して、硬質人工骨材を安直に製造するこ
と。 【解決手段】 高炉から排出されて大樋中を流れる溶銑
に向け石炭灰を吹き込んで該石炭灰を溶銑の上層の溶融
スラグ中に溶解、混合したのち、該溶銑の上層の溶融ス
ラグを溶銑と分離、排出して該溶融スラグが完全に凝固
するまで放冷することを特徴とするものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は製鉄所において生ず
る高炉スラグと石炭火力発電所において生ずる石炭灰と
を原料として共に有効に活用するための硬質人工骨材の
製造方法に関する。
る高炉スラグと石炭火力発電所において生ずる石炭灰と
を原料として共に有効に活用するための硬質人工骨材の
製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】製鉄所において生ずる高炉スラグは、コ
ンクリート用骨材、路盤材、セメント用原料等として種
々の用途に利用されているが、重荷重を受ける建築コン
クリート用骨材としては、一般の天然砂利等と比較して
その使用範囲が制限されている。これは高炉スラグには
多くの気泡が残留して十分硬質なものでなく、このため
圧下に対し潰れやすく脆弱なものであるためである。一
方、製鉄所構内にも設置されている石炭火力発電所から
は大量の石炭灰が発生し、近年その量が益々増大する傾
向にある。石炭灰は１０〜２０μｍ程度の微粉が多く、
その処置に苦慮してきたものであった。従って、従来そ
の用途は主として埋め立て材とされてきたが、単にこれ
らを埋め立て材として処分するのではなく有効に再利用
することが望まれている。そこで、これまでに石炭灰の
有効利用方法として、例えば特開昭６２−２５６７４７
号公報には、石炭灰に石灰石、セメント、消石灰を添加
して造粒したペレットを焼成して人工骨材を製造する方
法が開示されている。しかし、上記焼成型の人工骨材
は、諸原料の混練、造粒、焼成という多工程を経て製造
されるために多くの設備と工数を必要とし、また焼成の
ための熱エネルギーも消費するためコスト高にならざる
を得ない。
ンクリート用骨材、路盤材、セメント用原料等として種
々の用途に利用されているが、重荷重を受ける建築コン
クリート用骨材としては、一般の天然砂利等と比較して
その使用範囲が制限されている。これは高炉スラグには
多くの気泡が残留して十分硬質なものでなく、このため
圧下に対し潰れやすく脆弱なものであるためである。一
方、製鉄所構内にも設置されている石炭火力発電所から
は大量の石炭灰が発生し、近年その量が益々増大する傾
向にある。石炭灰は１０〜２０μｍ程度の微粉が多く、
その処置に苦慮してきたものであった。従って、従来そ
の用途は主として埋め立て材とされてきたが、単にこれ
らを埋め立て材として処分するのではなく有効に再利用
することが望まれている。そこで、これまでに石炭灰の
有効利用方法として、例えば特開昭６２−２５６７４７
号公報には、石炭灰に石灰石、セメント、消石灰を添加
して造粒したペレットを焼成して人工骨材を製造する方
法が開示されている。しかし、上記焼成型の人工骨材
は、諸原料の混練、造粒、焼成という多工程を経て製造
されるために多くの設備と工数を必要とし、また焼成の
ための熱エネルギーも消費するためコスト高にならざる
を得ない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記のよう
な従来の高炉スラグ及び石炭灰の資源化、有効利用化に
みられる問題点を解決すべく研究を積極的に推進した結
果なされたものであって、高炉スラグと共に石炭灰を有
効に活用して、硬質人工骨材を安直に製造しようとする
ものである。
な従来の高炉スラグ及び石炭灰の資源化、有効利用化に
みられる問題点を解決すべく研究を積極的に推進した結
果なされたものであって、高炉スラグと共に石炭灰を有
効に活用して、硬質人工骨材を安直に製造しようとする
ものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになされた本発明の請求項１の発明は、高炉から排出
されて大樋中を流れる溶銑に向け石炭灰を吹き込んで該
石炭灰を溶銑の上層の溶融スラグ中に溶解、混合したの
ち、該溶銑の上層の溶融スラグを溶銑と分離、排出し、
該溶融スラグが完全に凝固するまで放冷することを特徴
とする硬質人工骨材の製造方法であり、請求項２の発明
は、石炭灰を非酸化性ガスと混合して吹き込むことを特
徴とする請求項１記載の硬質人工骨材の製造方法であ
り、請求項３の発明は、石炭灰の吹き込み量を、溶融ス
ラグ１トン当たり１〜２００ｋｇの間とすることを特徴
とする請求項１または請求項２記載の硬質人工骨材の製
造方法である。
めになされた本発明の請求項１の発明は、高炉から排出
されて大樋中を流れる溶銑に向け石炭灰を吹き込んで該
石炭灰を溶銑の上層の溶融スラグ中に溶解、混合したの
ち、該溶銑の上層の溶融スラグを溶銑と分離、排出し、
該溶融スラグが完全に凝固するまで放冷することを特徴
とする硬質人工骨材の製造方法であり、請求項２の発明
は、石炭灰を非酸化性ガスと混合して吹き込むことを特
徴とする請求項１記載の硬質人工骨材の製造方法であ
り、請求項３の発明は、石炭灰の吹き込み量を、溶融ス
ラグ１トン当たり１〜２００ｋｇの間とすることを特徴
とする請求項１または請求項２記載の硬質人工骨材の製
造方法である。
【０００５】即ち、本発明は先ず高炉から排出される溶
銑、溶融スラグの保有する熱エネルギーを利用し、ま
た、従来その処置に苦慮してきた石炭灰を有効に活用し
て、硬質人工骨材を安直に製造するものであり、そのた
め溶銑と分離して排出した溶融スラグは完全に凝固する
まで放冷するものとしている。また、石炭灰を非酸化性
ガスと混合してその吹き込み量を、溶融スラグ１トン当
たり１〜２００ｋｇの間として吹き込むことによって、
耐火物の寿命を低下することなく、石炭灰の所期の適正
な効果が発揮できるものである。
銑、溶融スラグの保有する熱エネルギーを利用し、ま
た、従来その処置に苦慮してきた石炭灰を有効に活用し
て、硬質人工骨材を安直に製造するものであり、そのた
め溶銑と分離して排出した溶融スラグは完全に凝固する
まで放冷するものとしている。また、石炭灰を非酸化性
ガスと混合してその吹き込み量を、溶融スラグ１トン当
たり１〜２００ｋｇの間として吹き込むことによって、
耐火物の寿命を低下することなく、石炭灰の所期の適正
な効果が発揮できるものである。
【０００６】しかして、本発明の目的とする硬質人工骨
材の硬質化は溶融スラグの含有する気泡の量によって左
右されるが、溶融スラグ内の気泡の発生原因としては次
のように推測される。即ち、溶融スラグ中には窒素、Ｃ
Ｏ等のガスが溶解しているが、溶融スラグの温度低下と
ともにその溶解限を越えた分が溶融スラグ中に溶解でき
なくなり、気泡を発生する。そして、本発明においては
溶融スラグに混合した石炭灰が気泡生成の核として作用
し、気泡発生を促進させる効果を発揮するものと考えら
れる。従って、従来ならば凝固完了間際になっても気泡
の発生が終息せず凝固後の溶融スラグに多量の気泡が残
存するのが普通とされたものを、本発明においては溶融
スラグが高温の溶融状態で粘性が低いうちに速やかに気
泡を発生させて浮上分離でき、溶融スラグの完全凝固後
の残留気泡を少なくすることにより硬質人工骨材とする
ことができる。
材の硬質化は溶融スラグの含有する気泡の量によって左
右されるが、溶融スラグ内の気泡の発生原因としては次
のように推測される。即ち、溶融スラグ中には窒素、Ｃ
Ｏ等のガスが溶解しているが、溶融スラグの温度低下と
ともにその溶解限を越えた分が溶融スラグ中に溶解でき
なくなり、気泡を発生する。そして、本発明においては
溶融スラグに混合した石炭灰が気泡生成の核として作用
し、気泡発生を促進させる効果を発揮するものと考えら
れる。従って、従来ならば凝固完了間際になっても気泡
の発生が終息せず凝固後の溶融スラグに多量の気泡が残
存するのが普通とされたものを、本発明においては溶融
スラグが高温の溶融状態で粘性が低いうちに速やかに気
泡を発生させて浮上分離でき、溶融スラグの完全凝固後
の残留気泡を少なくすることにより硬質人工骨材とする
ことができる。
【０００７】石炭灰は非酸化性ガスと混合して浸漬管よ
り噴射し、溶融スラグの下層の溶銑に吹き込むのが望ま
しいが、浸漬管を用いる代わりに大樋の下面に吹き込み
穴を設け底吹きで添加してもよい。また、非酸化性ガス
を用いるのは、空気等の酸化性ガスを用いた場合には、
溶銑の酸化が進行するほかに、浸漬管及び大樋の耐火物
の溶損が激しくなるからであるが、安価な窒素ガスのほ
か、アルゴンガス、ＣＯガス等を用いてもよい。石炭灰
の吹き込み量は溶融スラグ１トン当たり１ｋｇ未満では
気泡発生を促進する効果が小さいし、石炭灰の消費量が
少なく石炭灰を有効に活用することができない。一方、
その吹き込み量が２００ｋｇを越えると石炭灰に熱を奪
われて溶融スラグの温度が低下して流動性が悪化する等
の操業上好ましくない現象を引き起こすため、溶融スラ
グ１トン当たり１〜２００ｋｇの間とするのが望まし
い。
り噴射し、溶融スラグの下層の溶銑に吹き込むのが望ま
しいが、浸漬管を用いる代わりに大樋の下面に吹き込み
穴を設け底吹きで添加してもよい。また、非酸化性ガス
を用いるのは、空気等の酸化性ガスを用いた場合には、
溶銑の酸化が進行するほかに、浸漬管及び大樋の耐火物
の溶損が激しくなるからであるが、安価な窒素ガスのほ
か、アルゴンガス、ＣＯガス等を用いてもよい。石炭灰
の吹き込み量は溶融スラグ１トン当たり１ｋｇ未満では
気泡発生を促進する効果が小さいし、石炭灰の消費量が
少なく石炭灰を有効に活用することができない。一方、
その吹き込み量が２００ｋｇを越えると石炭灰に熱を奪
われて溶融スラグの温度が低下して流動性が悪化する等
の操業上好ましくない現象を引き起こすため、溶融スラ
グ１トン当たり１〜２００ｋｇの間とするのが望まし
い。
【０００８】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施形態を図示の実
施例により詳細に説明する。
施例により詳細に説明する。
【０００９】
【実施例】図１、図２に示すとおり、高炉１の下部には
溶銑、溶融スラグを排出するための出銑口２が設けられ
ており、出銑口２の下方には、溶銑を流下させる大樋
３、溶銑を混銑車に振り分ける傾注樋６、溶銑を転炉に
運搬するための混銑車１２が一連に配置されている点に
おいては、従来と変わるところはない。出銑口２から排
出された溶銑１１は大樋３に注がれる時溶融スラグ９も
共に排出される。溶融スラグは溶銑からその比重差によ
り分離され、溶融スラグ９は上層を、溶銑１１は下層を
流れて、大樋３の中を下流へと流れる。大樋３の下流付
近にはスキンマー５が設けられており、スキンマー５に
よって下流への流れを堰き止められた溶融スラグ９はそ
の手前に設けられているスラグ樋４の方に流れ、溶融ス
ラグ９は冷却床へと排出される。一方スキンマー５の下
を潜り抜けた溶銑１１は、傾注樋６を介して混銑車１２
に注湯され、混銑車１２によって精錬工場に運搬され
る。
溶銑、溶融スラグを排出するための出銑口２が設けられ
ており、出銑口２の下方には、溶銑を流下させる大樋
３、溶銑を混銑車に振り分ける傾注樋６、溶銑を転炉に
運搬するための混銑車１２が一連に配置されている点に
おいては、従来と変わるところはない。出銑口２から排
出された溶銑１１は大樋３に注がれる時溶融スラグ９も
共に排出される。溶融スラグは溶銑からその比重差によ
り分離され、溶融スラグ９は上層を、溶銑１１は下層を
流れて、大樋３の中を下流へと流れる。大樋３の下流付
近にはスキンマー５が設けられており、スキンマー５に
よって下流への流れを堰き止められた溶融スラグ９はそ
の手前に設けられているスラグ樋４の方に流れ、溶融ス
ラグ９は冷却床へと排出される。一方スキンマー５の下
を潜り抜けた溶銑１１は、傾注樋６を介して混銑車１２
に注湯され、混銑車１２によって精錬工場に運搬され
る。
【００１０】本発明においては、大樋３に排出された溶
銑と溶融スラグの混合物が比重差により二層分離した位
置、即ち出銑口２から５ないし１０ｍの位置において、
石炭灰１０を粉体吹き込み装置８と浸漬管７により溶融
スラグの下層の溶銑に向け吹き込む。吹き込まれた石炭
灰１０は、溶銑よりも比重が小さいために浮上するが溶
融スラグとは比重差が小さいので、溶銑と溶融スラグの
界面に捕捉され長い時間滞留する間に溶融スラグ中に溶
解、或いは混合してゆく。その後溶融スラグは冷却床に
排出されて完全に凝固するまで放冷される。冷却床の回
転を速めるために溶融スラグが完全に凝固した後には散
水して冷却してもよい。
銑と溶融スラグの混合物が比重差により二層分離した位
置、即ち出銑口２から５ないし１０ｍの位置において、
石炭灰１０を粉体吹き込み装置８と浸漬管７により溶融
スラグの下層の溶銑に向け吹き込む。吹き込まれた石炭
灰１０は、溶銑よりも比重が小さいために浮上するが溶
融スラグとは比重差が小さいので、溶銑と溶融スラグの
界面に捕捉され長い時間滞留する間に溶融スラグ中に溶
解、或いは混合してゆく。その後溶融スラグは冷却床に
排出されて完全に凝固するまで放冷される。冷却床の回
転を速めるために溶融スラグが完全に凝固した後には散
水して冷却してもよい。
【００１１】
【試験例】以下に本発明の試験例について述べる。高炉
の出銑口から混銑車の間に配設された大樋中を流れる溶
銑に向けて石炭灰を吹き込んで試験を行った。溶融スラ
グ及び石炭灰の化学成分例は表１に示す如きものであっ
た。（数値は質量％） この時、溶銑の温度は１５２０℃、出銑速度；４．０〜
６．５ｔ／ｍｉｎ、出滓速度；１．２〜２．４ｔ／ｍｉ
ｎ、溶融スラグ厚み；３００ｍｍ、製造量；２００ｔｏ
ｎであり、石炭灰の吹き込みは大樋の上方から内径２５
ｍｍ、外径１２５ｍｍのアルミナ製の管を浸漬して粉体
吹き込み装置により窒素ガスと混合して行った。その試
験の結果を表２に示す。なお、単位容積質量は、冷却し
たスラグを破砕したのち１０ｋｇを採取してＪＩＳ Ａ
１１０４に定められている方法により測定した。
の出銑口から混銑車の間に配設された大樋中を流れる溶
銑に向けて石炭灰を吹き込んで試験を行った。溶融スラ
グ及び石炭灰の化学成分例は表１に示す如きものであっ
た。（数値は質量％） この時、溶銑の温度は１５２０℃、出銑速度；４．０〜
６．５ｔ／ｍｉｎ、出滓速度；１．２〜２．４ｔ／ｍｉ
ｎ、溶融スラグ厚み；３００ｍｍ、製造量；２００ｔｏ
ｎであり、石炭灰の吹き込みは大樋の上方から内径２５
ｍｍ、外径１２５ｍｍのアルミナ製の管を浸漬して粉体
吹き込み装置により窒素ガスと混合して行った。その試
験の結果を表２に示す。なお、単位容積質量は、冷却し
たスラグを破砕したのち１０ｋｇを採取してＪＩＳ Ａ
１１０４に定められている方法により測定した。
【００１２】
【表１】
【００１３】
【表２】 ＊ 溶銑／溶融スラグ界面を０ｍｍとした。
【００１４】試験Ｎｏ．１〜３はそれぞれ浸漬管の浸漬
深さを変えて試験した例である。試験において、石炭灰
の吹込み量、溶融スラグ１トン当たり１２０ｋｇ、冷却
は冷却床排出後放冷とし、各２００トンの人工骨材を製
造した。 試験Ｎｏ．１は浸漬深さを溶銑／溶融スラグ
界面より１００ｍｍ上としたもの、試験Ｎｏ．２は浸漬
深さを溶銑／溶融スラグ界面としたものであるが、いず
れも石炭灰の歩留りが低い。これに対して浸漬深さを溶
銑／溶融スラグ界面より１００ｍｍ下とした試験Ｎｏ．
３は、９０％を越える高い歩留りを達成することがで
き、石炭灰を有効に活用することができた。試験Ｎｏ．
４は石炭灰を吹き込まない比較例であり、試験Ｎｏ．５
〜８は石炭灰吹込み量を変化させた実施例で、溶融スラ
グが完全凝固した後に散水冷却して、各５００トンの人
工骨材を製造したものである。試験Ｎｏ．４に比較し、
試験Ｎｏ．５〜８は硬質人工骨材を製造することができ
た。また、試験Ｎｏ．９は溶融スラグを冷却床に排出し
て溶融状態にあるうちに速やかに散水冷却を行った比較
例であり、試験Ｎｏ．６に比較し軽質な人工骨材となっ
てしまい、硬質人工骨材とはならなかった。
深さを変えて試験した例である。試験において、石炭灰
の吹込み量、溶融スラグ１トン当たり１２０ｋｇ、冷却
は冷却床排出後放冷とし、各２００トンの人工骨材を製
造した。 試験Ｎｏ．１は浸漬深さを溶銑／溶融スラグ
界面より１００ｍｍ上としたもの、試験Ｎｏ．２は浸漬
深さを溶銑／溶融スラグ界面としたものであるが、いず
れも石炭灰の歩留りが低い。これに対して浸漬深さを溶
銑／溶融スラグ界面より１００ｍｍ下とした試験Ｎｏ．
３は、９０％を越える高い歩留りを達成することがで
き、石炭灰を有効に活用することができた。試験Ｎｏ．
４は石炭灰を吹き込まない比較例であり、試験Ｎｏ．５
〜８は石炭灰吹込み量を変化させた実施例で、溶融スラ
グが完全凝固した後に散水冷却して、各５００トンの人
工骨材を製造したものである。試験Ｎｏ．４に比較し、
試験Ｎｏ．５〜８は硬質人工骨材を製造することができ
た。また、試験Ｎｏ．９は溶融スラグを冷却床に排出し
て溶融状態にあるうちに速やかに散水冷却を行った比較
例であり、試験Ｎｏ．６に比較し軽質な人工骨材となっ
てしまい、硬質人工骨材とはならなかった。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来その処分に苦慮していた石炭灰を溶銑と共に有効に
活用して、特に建築コンクリート用骨材等へ利用範囲を
拡大でき、また、溶銑、溶融スラグの保有する熱エネル
ギーをそのまま利用するために安直に提供することがで
き、本発明は工業上極めて有益なものである。
従来その処分に苦慮していた石炭灰を溶銑と共に有効に
活用して、特に建築コンクリート用骨材等へ利用範囲を
拡大でき、また、溶銑、溶融スラグの保有する熱エネル
ギーをそのまま利用するために安直に提供することがで
き、本発明は工業上極めて有益なものである。
【図１】 本発明を実施するための装置構成を説明する
平面図。
平面図。
【図２】 図１の断面図。
１ 高炉 ２ 出銑口 ３ 大樋 ４ スラグ樋 ５ スキンマー ６ 傾注樋 ７ 浸漬管 ８ 粉体吹き込み装置 ９ 溶融スラグ １０ 石炭灰 １１ 溶銑 １２ 混銑車
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 祖山 薫 愛知県東海市東海町５−３ 新日本製鐵株 式会社名古屋製鐵所内 (72)発明者 松本 健史郎 愛知県東海市東海町５−３ 新日本製鐵株 式会社名古屋製鐵所内 Ｆターム(参考） 4D004 AA36 AA43 AC04 BA02 CA22 DA03 DA11 4G012 JL01 JM04
Claims (3)
- 【請求項１】 高炉から排出されて大樋中を流れる溶銑
に向け石炭灰を吹き込んで該石炭灰を溶銑の上層の溶融
スラグ中に溶解、混合したのち、該溶銑の上層の溶融ス
ラグを溶銑と分離、排出し、該溶融スラグが完全に凝固
するまで放冷することを特徴とする硬質人工骨材の製造
方法。 - 【請求項２】 石炭灰を非酸化性ガスと混合して吹き込
むことを特徴とする請求項１記載の硬質人工骨材の製造
方法。 - 【請求項３】 石炭灰の吹き込み量を溶融スラグ１トン
当たり１〜２００ｋｇの間とすることを特徴とする請求
項１または請求項２記載の硬質人工骨材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33143599A JP4191867B2 (ja) | 1999-11-22 | 1999-11-22 | 硬質人工骨材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33143599A JP4191867B2 (ja) | 1999-11-22 | 1999-11-22 | 硬質人工骨材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001151540A true JP2001151540A (ja) | 2001-06-05 |
| JP4191867B2 JP4191867B2 (ja) | 2008-12-03 |
Family
ID=18243643
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33143599A Expired - Fee Related JP4191867B2 (ja) | 1999-11-22 | 1999-11-22 | 硬質人工骨材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4191867B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006315907A (ja) * | 2005-05-12 | 2006-11-24 | Nippon Steel Corp | 石炭灰を用いた高炉スラグ骨材 |
-
1999
- 1999-11-22 JP JP33143599A patent/JP4191867B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006315907A (ja) * | 2005-05-12 | 2006-11-24 | Nippon Steel Corp | 石炭灰を用いた高炉スラグ骨材 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4191867B2 (ja) | 2008-12-03 |
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