JP2001335823A

JP2001335823A - ステンレス鋼スラグの無害化方法

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Publication number: JP2001335823A
Application number: JP2000160294A
Authority: JP
Inventors: Yukitoshi Oyabu; 行俊大藪
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2000-05-30
Filing date: 2000-05-30
Publication date: 2001-12-04
Anticipated expiration: 2020-05-30
Also published as: JP3675302B2

Abstract

(57)【要約】【課題】スラグ処理工程を増やすことなく、６価Cr、
ＦおよびＢの溶出を抑制して無害化を図り、一方粉化を
防止して路盤材、土木用材、セメント原料等への資源化
を可能にするとともに、有害スラグの発生量を低減する
ステンレス鋼の精錬方法を提供する。【解決手段】ステンレス鋼の還元精錬期にスラグ組成
を次の通り調整する。 (%CaO)／(%SiO₂) ＝0.5 〜1.5 、(%Al₂O₃)＝１〜30％、
(%Cr₂O₃)≦20％、(%B₂O₃）≦0.6 ％、(%F)≦５％、(%Mg
O)／(%CaO)＝0.05〜0.4 、(%T.Fe)+(%Cr₂O₃)+ (%MnO)≦
20％

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ステンレス鋼のス
ラグの無害化方法、特にステンレス鋼の溶解および精錬
工程で発生するスラグからの６価Cr、Ｆ、Ｂの溶出を抑
制して無害化するとともにスラグを固化し、土木材、路
盤材およびセメント材等の資源として利用を図ることの
できるスラグ組成とするとともに、そのようなステンレ
ス鋼スラグの生成を可及的少とするステンレス鋼の精錬
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】地球環境保護が強く求められ、また産業
廃棄物の投棄場所が枯渇するという状況下から、今日、
産業廃棄物の発生量低減とともに無害化およびリサイク
ル化が重要課題となっている。

【０００３】ステンレス鋼の精錬時に発生するスラグ(
以下、「ステンレス鋼スラグ」あるいは単に「スラグ」
ともいう) もまた産業廃棄物の一つに位置づけられ、同
様な課題を有している。

【０００４】ステンレス鋼スラグは、原料溶解あるいは
精錬工程において生成する酸化物を還元、あるいは脱硫
する際、不可避的に発生する。このステンレス鋼スラグ
はそれ自身の特徴から、無害化およびリサイクル化に対
し以下の問題を有している。 (1) スラグの粉化：ステンレス鋼スラグには、2CaO・Si
O₂が含まれており、この物質が冷却中にα' →γ型へと
相変態し、このときの体積変化により粉化することはよ
く知られている。

【０００５】スラグを路盤材や土木用材として利用する
際には強度を保つ必要があり、粉化したスラグはリサイ
クルしにくいという問題がある。さらに、粉化したスラ
グでは周辺・作業環境の悪化がもたらされ、また処理の
しにくさの面でも問題を有している。 (2) ６価Cr溶出：ステンレス鋼スラグはCr₂O₃を含んで
おり、その一部が排滓や冷却時の条件によっては微量の
６価Crに変化することがある。かかる６価Crの存在はス
テンレス鋼スラグの資源化を図る際の一つの懸念要因と
なっている。 (3) Ｆ溶出：ステンレス鋼スラグは、精錬において融点
降下剤として蛍石(CaF₂)を使用するためＦを含有してい
る。Ｆは生態系に悪影響を及ぼすためスラグからの溶出
を抑制する必要がある。 (4) Ｂ溶出：通常のステンレス鋼スラグにおいてB₂O₃は
極微量しか含まれていないが、スラグ固化を目的として
ホウ酸化合物を加えた場合、あるいはＢ含有ステンレス
鋼を溶製する場合において高濃度のB₂O₃がスラグ中に存
在する。Ｂもまた生態系に悪影響を及ぼすため、スラグ
からの溶出を抑制する必要がある。

【０００６】これらの問題に対し、例えばステンレス鋼
スラグの固化について、特開昭62−87442 号公報ではホ
ウ酸化合物とAl、Si等の発熱性物質を添加する方法を提
案している。しかし、本方法によるとスラグ中に多量の
B₂O₃を含有するためＢ溶出の原因となる。

【０００７】従来にあってもこのような問題の解決のた
めに、種々の提案がされており、それなりに効果をあげ
ているが、これらの問題をいずれも解決できる技術はま
だ解決されていないのが現状である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、特開平８−
26791 号公報では溶出スラグ中あるいは受滓鍋中にAl灰
およびシリカ系物質を添加するステンレス鋼スラグの改
質方法を、特開平９−316523号公報ではスラグ組成で規
定した指数を満足することによりスラグ粉化を抑制する
と共に水和膨張も抑制する方法を提案している。

【０００９】しかし、これらの方法は、スラグの強度を
得ることあるいは、土木材および路盤材としての品質安
定化を目的としており、６価Cr、Ｆ、Ｂ溶出抑制につい
ては考慮しておらず、ステンレス鋼スラグの無害化技術
としては不充分である。

【００１０】また６価Cr溶出防止については、例えば特
開平６−171993号公報では溶融状態にある酸化Cr含有ス
ラグに対してAl灰およびMg系物質を添加することにより
スラグの粉化を抑制するとともに６価Cr溶出を抑制する
方法を提案している。

【００１１】しかし、この方法においてもＢ、Ｆ溶出の
抑制については考慮しておらず、ステンレス鋼スラグを
無害化しているとは言い難い。一方、ＦおよびＢの溶出
とスラグ組成との関係について十分な定量的な知見が得
られておらず、スラグの無害化あるいはリサイクルに対
する弊害となっている。

【００１２】さらに、環境庁より、人の健康の保護およ
び生活環境保全の観点から排水基準については、６価ク
ロム溶出量0.5mg/l 以下、Ｆ溶出量8.0mg/l 以下、Ｂ溶
出量10.0mg/l以下、土壌環境基準については６価クロム
溶出量0.05mg/l、Ｆ溶出量0.8mg/l 以下、Ｂ溶出量1.0m
g/l 以下となるようにすべきとの案が提示されており上
記条件を満足するスラグ処理技術の開発が急務となって
いる。

【００１３】一方、スラグ組成の制御方法としては、特
開平11−217246号公報では溶融スラグを回収した容器内
に発熱剤とスラグ固化に必要な成分を添加することによ
り、還元スラグの組成制御による粉化防止を図る方法が
提案されている。しかし、本方法ではスラグ処理のため
のプロセスが増加するとともに設備費等のコストが増加
するという問題を有している。

【００１４】特開平８−2681号公報の中で受鋼鍋の中に
Al灰およびシリカ系物質を添加する方法が提案されてい
るが、受鋼鍋への添加では十分な混合が得られないとい
う問題があり、処理プロセスを増やさずして均一なスラ
グ組成が得られるスラグ処理方法が望まれる。

【００１５】製鋼操業の高能率化あるいは鋼の高清浄化
を目的として、精錬機能を一次精錬と二次精錬とに分割
する精錬操業においては、両精錬工程にそれぞれ脱硫工
程を入れることにより、有害スラグが両精錬工程で発生
しており、このときのスラグ発生量の低減およびスラグ
の無害化が望まれている。

【００１６】ここに、本発明の課題は、ステンレス鋼ス
ラグからの６価Cr、ＦおよびＢの溶出を抑制して無害化
するとともに粉化を防止し、路盤用材、土木用材あるい
はセメント原料として資源化することである。

【００１７】より具体的には、本発明の課題は、ステン
レス鋼スラグからの６価Cr溶出量を0.5mg/l 以下、Ｆ溶
出量を８mg/l以下、Ｂ溶出量を10mg/l以下に抑えるため
のスラグ処理方法を開発し、かつそのようにして処理さ
れたスラグを路盤用材、土木用材あるいはセメント原料
として資源化するとともに、有害スラグの発生量を可及
的少とするステンレス鋼の精錬方法を提供することであ
る。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上述のよ
うな課題を達成すべく種々検討を重ね、６価Crなどの有
害成分の溶出はスラグが粉化するにしたがって甚だしく
なり、粉化を防止することで上述のような有害成分の溶
出は効果的に防止されるばかりでなく、スラグの有効利
用にも大きく寄与することを知り、本発明に至った。

【００１９】すなわち、従来にあっては、６価Crなどの
有害成分の溶出防止とスラグの再利用のための高強度化
とは別々に検討されきた。本発明者らは、スラグ組成調
整による粉化による有害成分の溶出防止が、予想外にも
スラグの路盤材等へのリサイクル利用にも有効であり、
しかもそのような粉化防止のためのスラグ組成調整がス
テンレス鋼の精錬段階で行うことができることから、コ
スト的にも有利であり、ステンレス鋼の精錬の面から見
ても、有害スラグの生成を可及的少とする精錬方法が確
立できることになり、本発明の実用上の意義は非常に大
きいことを知り、本発明に至った。

【００２０】ここに、本発明は次の通りである。 (1) ステンレス鋼を精錬する際に発生するスラグの組成
であって、質量％で、下記の組成を有することを特徴と
する、スラグからの６価Cr溶出量を0.5mg/l 以下、Ｆ溶
出量を８mg/l以下、Ｂ溶出量を10mg/l以下に抑えたステ
ンレス鋼スラグ。

【００２１】(%CaO)／(%SiO₂) ＝0.50〜1.5 、(%Al₂O₃)
＝１〜30％、(%Cr₂O₃)≦20％、(%B₂O₃）≦0.6 ％、(%F)
≦５％、(%MgO)／(%CaO)＝0.05〜0.4 、(%T.Fe)+(%Cr₂O
₃)+ (%MnO)≦20％ (2) ステンレス鋼を精錬する際に発生するスラグであっ
て、質量％で、下記の組成を有することを特徴とする、
スラグからの６価Cr溶出量を0.05mg/l以下、Ｆ溶出量を
0.8mg/l 以下、Ｂ溶出量を1.0mg/l 以下に抑えたステン
レス鋼スラグ。

【００２２】(%CaO)／(%SiO₂) ＝0.50〜1.5 、(%Al₂O₃)
＝１〜30％、(%Cr₂O₃)≦10％、(%B₂O₃）≦0.1 ％、(%F)
≦2.0 ％、(%MgO)／(%CaO)＝0.05〜0.40、(%T.Fe)+(%Cr
₂O₃)+ (%MnO)≦20％ (3) 精錬炉においてステンレス鋼を精錬する際に、還元
精錬期の溶鋼スラグに脱酸剤および造滓剤を投入し、上
記(1) または(2) に記載の組成のスラグとすることを特
徴とするステンレス鋼スラグの無害化方法。 (4) 精錬炉においてステンレス鋼を精錬する際に、還元
精錬期の溶鋼スラグに脱酸剤および造滓剤を投入し、ス
ラグの組成分析を行い、還元精錬後のスラグの組成分析
の結果から不足成分を含む物質を投入することにより、
上記(1) あるいは(2) に記載の組成のスラグとすること
を特徴とするステンレス鋼スラグの無害化方法。 (5) 原料溶解あるいは粗脱炭、粗還元および粗成分調整
を行う一次精錬工程と、更なる高清浄化および微成分調
整を行う二次精錬工程とを有するステンレス鋼の精錬に
おいて、溶鋼からの脱硫機能を二次精錬工程に機能分化
することにより、前記一次精錬工程におけるスラグの組
成を上記(1) または(2) に記載の組成に調整し、一次精
錬のステンレス鋼スラグを無害化するとともに、有害な
ステンレス鋼スラグの発生量を低減するステンレス鋼の
精錬方法。

【００２３】

【発明の実施の形態】次に、本発明においてスラグ組成
を上述のように規定した理由について詳述する。

【００２４】本発明ではステンレス鋼スラグ中から６価
Cr、Ｆ、Ｂの溶出を抑制することにより無害化するとと
もに固化しリサイクル可能となるスラグ組成を、発明者
の多くの実験結果から見い出した。

【００２５】スラグ組成の規定理由および発明内容を以
下に示す。本明細書における各成分の溶出量は、環境庁
告示第13号に従い調査した結果によるそれである。粉化
率は、スラグが発生してから１週間後にスラグを粉砕せ
ず４メッシュのふるいにかけて、ふるい通過重量の全重
量に対する割合とした。

【００２６】図１、図２および図３にスラグ粉化率と６
価Cr、ＦおよびＢ溶出量との関係を示す。図に示す通
り、スラグ粉化率が10％を超えると６価Cr、ＦおよびＢ
溶出量が顕著に増大しており、６価Cr、ＦおよびＢ溶出
抑制には粉化率を10％以下に抑えることが有効である。
この溶出量の増加はスラグ粉化率の増加に伴うスラグ表
面積の増大により６価Cr、ＦおよびＢが溶出しやすくな
ったためと推定される。

【００２７】図４は、スラグ粉化率とCaO/SiO₂比との関
係を調査した結果を示す。スラグ粉化率を10％以下にす
るためにはCaO/SiO₂比を1.5 以下にする。ただし、CaO/
SiO₂比が0.5 未満では、図５に示すようにスラグ中の低
級酸化物 [(%T.Fe)+(%Cr₂O₃)+(%MnO)]含有量が高くなり
歩留が低下するとともに、図６に示すようにスラグ中の
(%Cr₂O₃)も上昇する。そのため図７に示すように６価Cr
の溶出量を増加させる。

【００２８】従って、本発明において、CaO/SiO₂比は0.
50〜1.5 に規定した。図８にスラグ中Al₂O₃濃度とスラ
グ粉化率との関係を示す。スラグ中Al₂O₃濃度が１％未
満ではスラグの粉化率が10％以上となり、スラグの固化
作用としては不十分である。そのため図１、図２および
図３に示すように、６価Cr、ＢおよびＦ溶出量が増加す
る傾向を示す。

【００２９】従って、スラグ粉化率を10％以下に低減す
るためには１％以上のAl₂O₃濃度を必要とすることが明
らかとなった。図９にはスラグ中Al₂O₃濃度と炭化物の
溶損率との関係を示す。

【００３０】スラグ中Al₂O₃濃度が30％を越えると炭化
物の溶損率が急激に増大することが分かる。これはスラ
グ融点降下に伴うスラグ粘性低下が原因と推定される。
なお、溶損率は各操業条件における精錬耐火物の溶損量
より算出した。

【００３１】以上の知見からAl₂O₃濃度を１〜30％の範
囲に規定した。スラグ中のCr₂O₃濃度を20％以下、好ま
しくは10％以下とするのは、CaO/SiO₂比およびAl₂O₃濃
度を上記範囲内でスラグを安定化させた場合、図７に示
すように６価Cr溶出量を20％以下では0.5mg/l 以下、10
％以下で0.05mg/l以下にそれぞれ抑制できるからであ
る。スラグ中のCr₂O₃濃度は低いほど６価Cr溶出は抑制
される。

【００３２】スラグ中B₂O₃濃度を0.6 ％以下、好ましく
は0.1 ％以下とするのは、CaO/SiO₂比およびAl₂O₃濃度
を上記範囲内でスラグを安定化させた場合、図10に示す
ように、Ｂ溶出量を0.6 ％以下では10mg/l以下に、0.1
％以下では１mg/l以下にそれぞれ抑制できるからであ
る。スラグ中B₂O₃濃度は低いほどＢ溶出量は抑制され
る。

【００３３】スラグ中Ｆ濃度を５％以下、好ましくは２
％以下とするのは、CaO/SiO₂比およびAl₂O₃濃度を上記
範囲内でスラグを安定化させた場合、図11に示すように
Ｆ溶出量を５％以下では８mg/l以下、２％以下では0.8m
g/l にそれぞれ抑制できるからである。スラグ中Ｆ濃度
は低いほどＦ溶出量は抑制できる。

【００３４】図12にMgO/CaO 比と溶損率との関係を示
す。MgO/CaO 比が0.05未満ではスラグの耐火物中への浸
潤および溶損により耐火物寿命は低下する。一方、0.40
を越える場合には図13に示すように、溶解のための熱量
増大、スラグ流動性低下により歩留が低下し、操業負荷
を増大する。そこで、本発明においてもMgO/CaO 比は0.
05〜0.40に規定した。

【００３５】(%T.Fe)+(%Cr₂O₃)+(%MnO) を≦20.0％とす
るのは歩留の低下を抑制できるためである。本発明のス
テンレス鋼スラグ無害化処理は、図14に例示するような
溶解・精錬工程で発生するスラグに適用するものであ
る。

【００３６】図14(a) は電気炉での溶解工程、同図(b)
はAOD での精錬工程、同図(c) は上底吹き転炉での溶解
精錬工程を示し、１は電極、２は溶鋼、３はスラグ、４
は上吹きランス、５は横吹き羽口、６は底吹き羽口を示
す。なお、同図(b) のAOD での精錬は減圧下での処理も
含まれる。

【００３７】上記スラグ組成への調整方法として、還元
精錬時の脱酸剤および造滓剤の投入量調整による方法、
還元精錬後のスラグ組成分析より不足組成分を含有する
物質を適正量投入する方法の２態様がある。

【００３８】前者の場合、スラグ組成の制御のための追
加処理プロセスの増加なしにスラグの無害化が可能であ
り、設備費用低減、能率向上および操業コスト低減に対
し有効である。本方法を用いる場合、スラグの組成制御
の方法として酸素効率から予測する方法、精錬中の溶鋼
成分推移から予測する方法、精錬中の排ガス流量と濃度
から予測する方法、従来の操業条件とスラグ組成から予
測する方法等が上げられる。

【００３９】後者の場合、より正確なスラグ組成制御が
可能であるという利点を有する。投入時点は還元精錬後
にスラグを炉内から回収する前後を問わない。投入する
物質としてSiO₂源として硅砂、川砂等、CaO 源としては
生石灰、ドロマイト等、MgO 源としてはクリンカー、天
然マグネシア等、Al₂O₃源としては金属Al、Al灰等を投
入する方法が挙げられる。

【００４０】また、ステンレス鋼の溶解・精錬設備能力
の有効活用、精錬操業の高効率化あるいは鋼の高清浄化
の目的に対し、精錬機能を一次精錬工程と二次精錬工程
とに分割する精錬操業プロセスは非常に有効である。

【００４１】このような分割精錬プロセスにおいて図15
に示すように一次精錬工程において脱硫処理をせず、脱
硫機能を後工程である二次精錬 (例えばAOD 、VOD 、L
F) に機能分化することにより、一次精錬 (例えば電気
炉、AOD)でのスラグ組成を本発明で規定するようコント
ロールし、一次精錬スラグの無害化および固化を図る溶
製プロセスが好ましい。従来法では一次精錬、二次精錬
のいずれにおいても脱硫が行われており、生成スラグの
全量が有害スラグとなってしまう。

【００４２】従って、本方法により分割精錬工程を採用
することで有害スラグの発生量を低減するとともに、一
次精錬工程で発生するスラグの無害化および資源化が可
能となる。

【００４３】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細
に説明する。

【００４４】

【実施例１】３相交流式溶解炉を用い、各チャージ80ト
ンのステンレス鋼を溶解した。スラグ組成は従来のスラ
グ組成から還元剤および造滓剤の投入量を調整しコント
ロールした。

【００４５】電気炉処理後のスラグを採取し、各スラグ
組成を求めると共に、環境庁告示第13号において規定す
る条件 (試料を径２mm以下に破砕し、水1000mlに対し10
0gのその試料を加え６時間振とうしてから、濾過した
後、炉液を回収しＦ、６価Crを分析する) 下での６価C
r、ＦおよびＢの各溶出量、および１週間静置するとい
う条件下での粉化率をそれぞれ調査した。

【００４６】また、炉体の溶損量測定は、同一条件で10
チャージ操業し、炉床の溶損量より溶損率を計算した。
表１に発明例のスラグ組成を、表２には各溶出量、粉化
率および溶損率の調査結果を比較例のそれらと共に示
す。

【００４７】発明例であるNo.1に対し、比較例であるN
o.3のように(%CaO)/(%SiO₂)≦0.50であって、(%T.Fe)+
(%Cr₂O₃)+(%MnO) が約27.46 ％であり低級酸化物の回収
率が低下した。

【００４８】さらに(%Cr₂O₃)が20％を越えており６価Cr
溶出量を≦0.5mg/l に抑えることができない。一方、発
明例であるNo.1では(%Cr₂O₃)を≦20％にすることにより
６価Cr溶出量を≦0.5mg/l に抑制できた。

【００４９】発明例であるNo.2においては(%Cr₂O₃)を≦
10％にすることにより、６価Cr溶出量を≦0.05mg/lに抑
制できた。また、本実施例により従来の操業条件とスラ
グ組成からのスラグ組成コントロールが可能であること
が明らかとなった。

【００５０】

【実施例２】ステンレス鋼の精錬をAOD およびVOD の両
工程で行う場合、本発明に従って脱硫機能をVOD 工程に
分化することにより、AOD 工程での(%CaO)/(%SiO₂)を低
減した操業を実施できた。

【００５１】還元後のスラグ組成は、還元後の成分実績
および還元剤、造滓剤の投入量から推定し、その後不足
組成を添加し目標スラグ組成にコントロールした。AOD
工程で処理した後のスラグを採取し、各スラグ組成、６
価Cr、ＦおよびＢ溶出量、粉化率を調査した。また、炉
体の溶損量測定は同一条件で10チャージ操業し、羽口の
溶損量より溶損率を計算した。

【００５２】表３に発明例のスラグ組成を、表４には各
溶出量、粉化率および溶損率の調査結果を比較例のそれ
らと共に示す。発明例であるNo.1に対し、比較例のNo.9
およびNo.10 のように、(%Al₂O₃)≦1.0 ％の場合あるい
は(%CaO)/(%SiO₂)≧1.50の場合は、スラグの安定化が十
分でなく粉化率が増加し、それに伴い６価CrおよびＦ溶
出量が上昇した。

【００５３】発明例のNo.2に対し、比較例のNo.11 では
(%Al₂O₃)≧30.0％となり、羽口溶損率が急激に悪化し
た。発明例のNo.3およびNo.4では、比較例のNo.12 およ
びNo.13 と比較すると分かるようにＢ溶出量は(%B₂O₃)
≦0.6 ％で≦10.0mg/l、(%B₂O₃) ≦0.1 ％で≦1.0mg/l
にそれぞれ抑制できた。

【００５４】発明例のNo.5およびNo.6では、比較例のN
o.14 およびNo.15 と比較すると分かるように、Ｆ溶出
量は(%Ｆ) ≦5.0 ％で8.0mg/l 以下、(%Ｆ) ≦2.0 ％で
0.8mg/l 以下に抑制できた。

【００５５】発明例のNo.7およびNo.8に対し、比較例の
No.16 およびNo.17 では、耐火物の溶損率は(%MgO)/(%C
aO) ≦0.05では溶損率が200 に増加した。一方、(%MgO)
/(%CaO) ≧0.40では、滓化のためのCaF₂投入量の増大に
よりスラグ中のＦ濃度が上昇すると共に低級酸化物濃度
の上昇、熱補償等の操業負荷の増大を招いた。

【００５６】

【実施例３】表５にスラグ組成のコントロール精度を示
す。ケースは従来操業適用時 (スラグコントロールな
し) 、ケースは精錬還元時の脱酸材および造滓剤の投
入量の調整による方法適用等、ケースは精錬還元後の
スラグ組成分析より不足組成含有物質の投入による方法
適用時のスラグ組成分析値を示す。

【００５７】スラグ組成コントロールを実施していない
ケースでは、還元促進のため(%CaO)/(%SiO₂)、スラグ
中Ｆ濃度も高く、スラグによる耐火物溶損についても考
慮していないため(%MgO)/(%CaO) 濃度も非常に低い。そ
のためスラグは無害化されていない。

【００５８】一方、ケースの場合は精錬還元時の脱酸
材の投入量をもとに造滓剤の投入量もコントロールして
いるため、狙いのスラグ組成範囲にコントロールできて
おり、スラグコントロール方法としては充分である。

【００５９】さらにケースの場合では、精錬最終のス
ラグ組成より不足組成含有物質を添加したため、バラツ
キの小さいより安定なスラグ組成を得ることが可能とな
った。

【００６０】

【実施例４】本例では図15に示すように一次精錬、二次
精錬に分割して操業し、本発明例として脱硫を二次精錬
工程だけで行い、一次精錬により得られるスラグに本発
明にかかるスラグ組成の調整を行った。その他の条件は
全く同一にして従来例としては一次精錬においても脱硫
を行った。

【００６１】図16に分割精錬プロセスにおける従来およ
び発明例の有害スラグの発生量および無害化スラグの発
生量を示す。一次精錬スラグを本発明のスラグ組成にコ
ントロールすることにより10％のスラグ発生量低減とな
り、さらに一次精錬スラグの無害化が可能となった。本
発明により、有害スラグの発生量を30％に低減できた。

【００６２】

【表１】

【００６３】

【表２】

【００６４】

【表３】

【００６５】

【表４】

【００６６】

【表５】

【００６７】

【発明の効果】本発明により、ステンレス鋼の精錬時の
スラグ組成の調整を行うだでけで、スラグ処理工程を増
やすことなく、ステンレス鋼スラグからの６価Cr、Ｆお
よびＢの溶出防止および固化が可能になり、ステンレス
鋼スラグの無害化、さらには土木材、路盤材およびセメ
ント材への資源化ができるようになった。さらに、その
ようにしてステンレス鋼の精錬を行う場合、スラグの発
生量は可及的少となるなど、本発明の実際上の効果は大
きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、粉化率と６価Cr溶出量との関係を示す
グラフである。

【図２】図２は、粉化率とＦ溶出量との関係を示すグラ
フである。

【図３】図３は、粉化率とＢ溶出量との関係を示すグラ
フである。

【図４】図４は、(%CaO)／(%SiO₂) 比と粉化率との関係
を示すグラフである。

【図５】図５は、(%CaO)／(%SiO₂) 比と(%T.Fe)+(%Cr₂O
₃)+ (%MnO)との関係を示すグラフである。

【図６】図６は、(%CaO)／(%SiO₂) 比と(%Cr₂O₃)との関
係を示すグラフである。

【図７】図７は、(%Cr₂O₃)と６価Cr溶出量との関係を示
すグラフである。

【図８】図８は、(%Al₂O₃)と粉化率との関係を示すグラ
フである。

【図９】図９は、(%Al₂O₃)と溶損率との関係を示すグラ
フである。

【図10】図10は、(%B₂O₃) とＢ溶出量との関係を示すグ
ラフである。

【図11】図11は、(%Ｆ) とＦ溶出量との関係を示すグラ
フである。

【図12】図12は、(%MgO)／(%CaO)比と溶損率との関係を
示すグラフである。

【図13】図13は、(%MgO)／(%CaO)比と(%T.Fe)+(%Cr₂O₃)
+ (%MnO)との関係を示すグラフである。

【図14】図14は、本発明の実施形態を示す概略断面図で
あって、同図(a) は、電気炉での溶解を、同図(b) はAO
D 炉での精錬を、そして同図(c) は上吹き転炉での溶解
精錬工程をそれぞれ示す。

【図15】図15は、分割精錬における一次精錬スラグの無
害化方法の略式説明図である。

【図16】図16は、分割精錬に本発明を適用したときのス
ラグ低減・無害化効果を示すグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ２１Ｃ 7/06 Ｃ２１Ｃ 7/06 7/064 7/064 Ｚ 7/076 7/076 ＡＦターム(参考） 4K002 AA04 AC05 AC07 AC09 AE01 AE02 AE06 4K013 AA02 BA05 BA08 CA01 CA02 CA04 CA05 CA09 CA12 CA13 CA15 CB02 CB09 CC02 CD02 CE00 CE07 CF01 CF12 DA03 DA06 DA10 DA12 DA13 DA14 EA01 EA03 EA04 EA05 EA19 FA05 FA06 4K014 CA04 CC07 CD12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ステンレス鋼を精錬する際に発生するス
ラグであって、質量％で、下記の組成を有することを特
徴とする、スラグからの６価Cr溶出量を0.5mg/l 以下、
Ｆ溶出量を８mg/l以下、Ｂ溶出量を10mg/l以下に抑えた
ステンレス鋼スラグ。 (%CaO)／(%SiO₂) ＝0.50〜1.5 、(%Al₂O₃)＝１〜30％、
(%Cr₂O₃)≦20％、(%B₂O₃）≦0.6 ％、(%F)≦５％、(%Mg
O)／(%CaO)＝0.05〜0.4 、(%T.Fe)+(%Cr₂O₃)+ (%MnO)≦
20％
【請求項２】ステンレス鋼を精錬する際に発生するス
ラグであって、質量％で、下記の組成を有することを特
徴とする、スラグからの６価Cr溶出量を0.05mg/l以下、
Ｆ溶出量を0.8mg/l 以下、Ｂ溶出量を1.0mg/l 以下に抑
えたステンレス鋼スラグ。 (%CaO)／(%SiO₂) ＝0.50〜1.5 、(%Al₂O₃)＝１〜30％、
(%Cr₂O₃)≦10％、(%B₂O₃）≦0.1 ％、(%F)≦2.0 ％、(%
MgO)／(%CaO)＝0.05〜0.40、(%T.Fe)+(%Cr₂O₃)+ (%MnO)
≦20％
【請求項３】精錬炉においてステンレス鋼を精錬する
際に、還元精錬期のの溶鋼スラグに脱酸剤および造滓剤
を投入し、請求項１または２に記載の組成のスラグとす
ることを特徴とするステンレス鋼スラグの無害化方法。
【請求項４】精錬炉においてステンレス鋼を精錬する
際に、還元精錬期のの溶鋼スラグに脱酸剤および造滓剤
を投入し、スラグの組成分析を行い、還元精錬後のスラ
グの組成分析の結果から不足成分を含む物質を投入する
ことにより、請求項１あるいは請求項２に記載の組成の
スラグとすることを特徴とするステンレス鋼スラグの無
害化方法。
【請求項５】原料溶解あるいは粗脱炭、粗還元および
粗成分調整を行う一次精錬工程と、更なる高清浄化およ
び微成分調整を行う二次精錬工程とを有するステンレス
鋼の精錬において、溶鋼からの脱硫機能を二次精錬工程
に機能分化することにより、前記一次精錬工程における
スラグの組成を請求項１または２に記載の組成に調整
し、一次精錬のステンレス鋼スラグを無害化するととも
に、有害なステンレス鋼スラグの発生量を低減するステ
ンレス鋼の精錬方法。