JP2002068789A - Method for treatment of steel-making slag - Google Patents
Method for treatment of steel-making slagInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、製鋼工程で発生す
るスラグに関して、環境上の問題となるPbの溶出量を環
境基準値以下に低減すると共に、スラグを資源として使
用する場合において課題となる水和膨張を防止して、ス
ラグの道路用材や建築用材等の資源としての活用を図る
ためのスラグ処理技術に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to slag generated in a steelmaking process, in which the amount of Pb, which is an environmental problem, is reduced to an environmental standard value or less, and slag is used as a resource. The present invention relates to a slag treatment technology for preventing hydration expansion and utilizing slag as a resource such as road materials and building materials.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に、普通鋼の製鋼工程は、高炉より
出銑した溶銑中の[Si]、[ S] 、[ P] 等を除くための
処理を行う溶銑予備処理工程、主に酸素ガスを吹込み脱
炭精錬を行う転炉精錬工程、最終的に[ C] 、[ S] 、
[ P] 、[ H] 、[ O] 等の除去あるいは調整を行う二
次精錬工程より成り立ち、溶銑から目標とする溶鋼の成
分、組成に制御する。2. Description of the Related Art Generally, a steelmaking process for ordinary steel is a hot metal pretreatment process for removing [Si], [S], [P], etc. in hot metal from a blast furnace. Converter refining process to perform decarburization refining, and finally [C], [S],
It consists of a secondary refining process for removing or adjusting [P], [H], [O], etc., and controls the target composition and composition of molten steel from hot metal.
【0003】溶銑予備処理工程は、トピードカー、取鍋
あるいは転炉型の炉で、CaO を含むフラックスをインジ
ェクションしたり、KR法と呼ばれる機械的撹拌法によ
り処理が行われている。また、転炉精錬工程は、上底吹
き転炉あるいは底吹き転炉により処理が行われ、二次精
錬工程は、DH、RH等の真空精錬設備、LFのような
加熱処理設備にて処理が行われている。In the hot metal pretreatment step, a flux containing CaO is injected by a topped car, a ladle, or a converter type furnace, and the treatment is performed by a mechanical stirring method called a KR method. In the converter refining process, processing is performed by an upper-bottom blow converter or a bottom-blower converter, and in the secondary refining process, processing is performed by a vacuum refining facility such as DH or RH or a heat treatment facility such as LF. Is being done.
【0004】一方、ステンレス鋼、高合金鋼、特殊鋼な
どは、スクラップ、合金等の原料を電気炉にて溶解する
溶解工程、溶解した粗溶鋼を上底吹き転炉、AOD炉あ
るいはVOD炉等で精錬を行う精錬工程で製造されてい
るが、これらの工程も製鋼工程と呼ばれている。On the other hand, for stainless steel, high alloy steel, special steel, etc., a melting step of melting raw materials such as scraps and alloys in an electric furnace, and a process of melting the molten molten steel in a top-bottom blow converter, an AOD furnace or a VOD furnace. It is manufactured in a refining process in which refining is performed, and these processes are also called steel making processes.
【0005】以上示したような製鋼工程では、[ C] 、
[ S] 、[ P] 等の不純物の除去が行われるが、溶鋼中
[Si]、[Al]等の酸化が起こり、(SiO2)、(Al2O3) 等の酸
化物が生成する。また、炉体耐火物の溶損が進行すると
共に、耐火物の溶損を極力防止するために、CaO やMgO
が添加される。これらの結果、製鋼工程ではスラグの生
成は避けられず、全製鋼工程を通じてのスラグ発生量
は、溶鋼トン当り150kg程度から250kg 程度にまで達す
る。そこで、スラグを用いて効率的に不純物の除去を図
るために、スラグ組成および量を制御する処理方法が取
り入れられている。In the steel making process as described above, [C],
The removal of impurities such as [S] and [P] is carried out.
Oxidation of [Si], [Al], etc. occurs, and oxides, such as (SiO 2 ) and (Al 2 O 3 ), are generated. In addition, as the erosion of the furnace refractories progresses, CaO and MgO are added to prevent erosion of the refractories as much as possible.
Is added. As a result, slag generation is inevitable in the steelmaking process, and the amount of slag generated throughout the entire steelmaking process ranges from about 150 kg to about 250 kg per ton of molten steel. Therefore, in order to efficiently remove impurities using slag, a processing method for controlling the composition and amount of slag has been adopted.
【0006】そのような中で、不純物としてのPbは、Pb
を意図的に添加するPb入り快削鋼以外では、高炉や電気
炉で添加するスクラップあるいは合金鉄等の原料、およ
び、上底吹き転炉、AOD炉等に投入する冷却材や還元
材に含まれている。Pb は、低融点、低沸点金属であ
り、溶解中あるいは精錬中に気体となって除去される
が、一部が溶鋼中に残存すると共に、スラグ中に(PbO)
の形で残存する場合がある。スラグ中のPb濃度は、工程
および使用する原料によって異なるが、0.0001mass%か
ら高いものでは0.05mass%程度にまで達する。In such a situation, Pb as an impurity is
Other than Pb-containing free-cutting steel, which is intentionally added, is included in raw materials such as scrap or ferroalloys added in blast furnaces and electric furnaces, and in coolants and reducing materials supplied to top-bottom blow converters, AOD furnaces, etc. Have been. Pb is a low-melting, low-boiling metal that is removed as a gas during melting or refining, but remains partially in molten steel and contains (PbO) in slag.
May remain in the form of The Pb concentration in the slag varies depending on the process and the raw material to be used, but from 0.0001 mass% to as high as 0.05 mass%.
【0007】これまで、製鋼工程で発生するスラグは、
ゴミの焼却灰等に比べ、Pb濃度が極めて低く、そのため
に水への溶出は起こらないと考えられてきた。しかし、
近年、環境問題が重要視されるようになり、スラグに含
まれる種々の成分の水への溶出特性が把握されるように
なってきて、一部のスラグで、Pbの溶出量が環境基準値
の0.01mg/l以下を満足しないものが存在することが判明
し問題となってきている。Until now, slag generated in the steel making process has been
It has been considered that Pb concentration is extremely low as compared with incineration ash of garbage, and therefore, elution to water does not occur. But,
In recent years, environmental issues have become more important, and the elution characteristics of various components contained in slag into water have been grasped. It has been found that some of them do not satisfy the condition of 0.01 mg / l or less.
【0008】このような状況下で、スラグからのPbの溶
出を防止する処理方法、あるいは、Pbの溶出を防止する
スラグ組成条件等は、一切、開示されていない。現状
は、例えば、「材料とプロセス, vol.12,(1999年), p.1
45およびp.146 」で示されているような、ゴミ焼却灰に
鉄鋼スラグを加えることで、焼却灰のPb溶出量を処分用
産業廃棄物の判定基準値0.3mg/l 以下にする方法のみで
ある。この方法でさえも、高いPb溶出量の領域での溶出
防止方法であり、かつ、実験室的規模であり、工業的な
規模では、Pbの溶出防止効果が立証されているものはな
い。[0008] Under such circumstances, there is no disclosure of a treatment method for preventing the elution of Pb from the slag, or a slag composition condition for preventing the elution of Pb. For example, see `` Materials and Processes, vol. 12, (1999), p. 1
Only by adding iron and steel slag to waste incineration ash, as shown in p. 45 and p. 146, to reduce the Pb elution amount of incineration ash to 0.3 mg / l or less, the criterion for industrial waste for disposal. It is. Even this method is a method for preventing elution in a region where the amount of Pb eluted is high, and is of a laboratory scale. On an industrial scale, no Pb elution preventing effect has been proven.
【0009】これまで製鋼工程で発生したスラグ、特
に、ステンレス鋼の溶解精錬工程で発生したスラグ、お
よび、普通鋼の二次精錬工程で発生したスラグは、長時
間かけて埋立て処分されてきた。近年、埋立て処分場の
枯渇、および、スラグの資源としての有効利用の観点か
ら、例えば、道路用の路盤材および建築用の基盤材等と
しての利用が試験されるようになった。しかし、上記ス
ラグは、一般に、固化を促進する(P2O5)、 (Fe2O3)の濃
度が低く、かつ、水和膨張性を促進する(MgO) 、 (CaO)
濃度が高いために、排滓処理した後に、粉化、水和膨張
が激しく、長期間放置しても安定状態にならないため
に、十分な資源としての利用は図られていない。Up to now, slag generated in the steelmaking process, particularly slag generated in the stainless steel smelting and refining process, and slag generated in the secondary refining process of ordinary steel, have been landfilled for a long time. . In recent years, from the viewpoint of depletion of landfill sites and effective use of slag as resources, for example, use as roadbed materials and building base materials has been tested. However, the slag generally promotes solidification (P 2 O 5 ), has a low concentration of (Fe 2 O 3 ), and promotes hydration expansibility (MgO), (CaO)
Since the concentration is high, powdering and hydration swelling are intense after the waste treatment, and it does not become a stable state even after being left for a long period of time.
【0010】スラグの粉化防止に関しては、例えば、特
開昭59−115982号公報に開示されているよう
に、スラグ塩基度[(T.CaO)/(SiO2)]を約1.5以下に調
整する方法、あるいは、特開平1−259114号公報
に開示されているように、スラグの粉化防止剤を用いる
方法等がある。これらの方法では、スラグの粉化は防止
できるが、水和膨張については全く効果はない。なお、
粉化したスラグは、水およびコンクリート等を加えて、
水和塊成化処理することで塊状化することも可能であ
り、スラグの粉化は大きな問題とはなっていない。Regarding the prevention of slag powdering, for example, as disclosed in JP-A-59-115982, the slag basicity [(T.CaO) / (SiO 2 )] is set to about 1.5 or less. Or a method using a slag powdering inhibitor as disclosed in JP-A-1-259114. These methods can prevent slag from pulverizing, but have no effect on hydration expansion. In addition,
Powdered slag is added to water and concrete,
Agglomeration can also be performed by hydration agglomeration, and pulverization of slag is not a major problem.
【0011】一方、水和膨張性に関しては、これまで、
スラグ中に含まれるCaO およびMgOが水和反応を起こ
し、それぞれ、Ca(OH)2 およびMg(OH)2 を形成するため
に膨張することが知られているが、スラグ組成と水和膨
張性の関係に係る定量的な知見は得られていない。そこ
で、近年、本発明者らは、特開平9−316518号公
報および特開平9−316520号公報に示すように、
スラグを難水和膨張性スラグとする排滓処理方法を提示
した。On the other hand, regarding the swelling property by hydration,
It is known that CaO and MgO contained in the slag undergo a hydration reaction and expand to form Ca (OH) 2 and Mg (OH) 2 , respectively. No quantitative knowledge on the relationship has been obtained. Therefore, in recent years, the present inventors have disclosed, as shown in JP-A-9-316518 and JP-A-9-316520,
A waste treatment method for making the slag hardly hydrated and expandable slag was presented.
【0012】特開平9−316518号公報の排滓処理
方法は、スラグ組成を下記(1) 〜(3) 式で示される指数
Mを0以下となるように調整する方法であり、特開平9
−316520号公報の排滓処理方法は、スラグ組成を
下記(4) 式および(5) 式を満足するように調整する方法
である。 Log α=−2.34(T.CaO)/(SiO2)+4.39 …(1) D=(SiO2)/(0.366 α+0.263) …(2) M=(MgO) −[0.123αD+0.265(Cr2O3)+0.395(Al2O3) −0.722(T.Fe)] …(3) 但し、(T.CaO) はスラグ中に含まれる全(Ca)を(CaO) に
換算した濃度(mass%)、(SiO2)はスラグ中(SiO2)濃度(ma
ss%) 、(MgO) はスラグ中(MgO) 濃度(mass %) 、(Cr2O
3) はスラグ中(Cr2O3) 濃度(mass %) 、(Al2O3) はス
ラグ中(Al2O3)濃度(mass %) 、(T.Fe)はスラグ中(T.F
e)濃度(mass%)、α、DおよびMはスラグ組成より求
まる指数である。 (T.CaO)/(SiO2)≦1.8 …(5) (MgO) ≦0.395(Al2O3)+0.277(SiO2) …(6)The waste treatment method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-316518 is a method for adjusting the slag composition so that the index M represented by the following formulas (1) to (3) becomes 0 or less.
The waste disposal method disclosed in Japanese Patent No. 316520 is a method of adjusting the slag composition so as to satisfy the following expressions (4) and (5). Log α = −2.34 (T.CaO) / (SiO 2 ) +4.39 (1) D = (SiO 2 ) / (0.366 α + 0.263) (2) M = (MgO) − [0.123αD + 0.265 (Cr 2 O 3 ) +0.395 (Al 2 O 3 ) −0.722 (T.Fe)]… (3) However, (T.CaO) converts all (Ca) contained in slag to (CaO) concentrations (mass%), (SiO 2) is in the slag (SiO 2) concentration (ma
ss%), (MgO) is the (MgO) concentration in slag (mass%), (Cr 2 O
3 ) is (Cr 2 O 3 ) concentration (mass%) in slag, (Al 2 O 3 ) is (Al 2 O 3 ) concentration (mass%) in slag, and (T.Fe) is slag (TF
e) The concentration (mass%), α, D and M are indices determined from the slag composition. (T.CaO) / (SiO 2 ) ≦ 1.8… (5) (MgO) ≦ 0.395 (Al 2 O 3 ) +0.277 (SiO 2 )… (6)
【0013】本発明者らは、その後の調査で、特開平9
−316518号公報および特開平9−316520号
公報に記載した条件を満足していても、一部のスラグで
は水和膨張性を示すことを発見し、確実に難水和膨張性
とする条件の提示が必要になってきていることを認識し
た。また、併せて、前記のPbの溶出を防止する条件の提
示が必要とされていることも認識した。The present inventors have conducted a subsequent investigation and found that
Even if the conditions described in JP-316518A and JP-A-9-316520 are satisfied, it has been discovered that some slags exhibit hydration swelling properties, and that the slags must be hardly hydrated. I realized that presentation was becoming necessary. In addition, they also recognized that it is necessary to present conditions for preventing the elution of Pb.
【0014】[0014]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、製鋼工程で
発生しPbを0.001mass %以上含むスラグを、スラグ中の
Pbを除去することなくPbを不溶化して、環境基準値であ
る0.01mg/l以下の溶出量に抑え、かつ、水和膨張性を抑
えるスラグ処理方法およびスラグの条件を提示すること
を目的(課題)とする。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing slag containing Pb in an amount of 0.001 mass% or more in a steelmaking process.
The purpose of the present invention is to present a slag treatment method and conditions for slag that suppress the elution amount of 0.01 mg / l or less, which is the environmental standard value, by insolubilizing Pb without removing Pb, and suppress hydration swelling ( Subject).
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
有利に解決したものであり、その要旨は、製鋼工程で発
生しPbを0.001mass %以上含み、溶鋼の浴面上から分離
あるいは除去したスラグを、加熱処理して溶融させた後
に、スラグ塩基度[(T.CaO)/(SiO2)] 1.5以下で、かつ、
(MgO) 濃度12mass%以下となるように調整することによ
り、Pbを不溶化し、かつ、難水和膨張性とすることを特
徴とする製鋼工程で発生するスラグの処理方法である。
但し、(T.CaO) はスラグ中に含まれる全(Ca)を(CaO) に
換算した濃度(mass%)、(SiO2)はスラグ中(SiO2)濃度(ma
ss%) 、(MgO) はスラグ中(MgO) 濃度(mass %) であ
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention advantageously solves the above-mentioned problems. The gist of the present invention is that Pb is generated in a steelmaking process and contains Pb in an amount of 0.001% by mass or more and separated from a molten steel bath surface. After the removed slag is melted by heat treatment, the slag basicity [(T.CaO) / (SiO 2 )] 1.5 or less, and
This is a method for treating slag generated in a steelmaking process, characterized in that Pb is insolubilized and hardly swellable by adjusting so that the (MgO) concentration becomes 12 mass% or less.
Where (T.CaO) is the concentration (mass%) of the total (Ca) contained in the slag converted to (CaO), and (SiO 2 ) is the (SiO 2 ) concentration (ma
(ss%) and (MgO) are the (MgO) concentration (mass%) in the slag.
【0016】また、製鋼工程で発生しPbを0.001mass%
以上を含み、溶鋼の浴面上から分離あるいは除去したス
ラグを、加熱処理して溶融させた後に、下記(1) 〜(4)
式で定義されるスラグ膨張指数Iが3以下となるように
調整することにより、Pbを不溶化し、かつ、難水和膨張
性とすることを特徴とする製鋼工程で発生するスラグの
処理方法である。 Log α=−2.34(T.CaO)/(SiO2)+4.39 …(1) D=(SiO2)/(0.366 α+0.263) …(2) M=(MgO) −[0.123αD+0.265(Cr2O3)+0.395(Al2O3) −0.722(T.Fe)] …(3) I=0.246 D+M …(4) 但し、(T.CaO) はスラグ中に含まれる全(Ca)を(CaO) に
換算した濃度(mass%)、(SiO2)はスラグ中(SiO2)濃度(ma
ss%) 、(MgO) はスラグ中(MgO) 濃度(mass %) 、(Cr2O
3) はスラグ中(Cr2O3) 濃度(mass %) 、(Al2O3) はス
ラグ中(Al2O3)濃度(mass %) 、(T.Fe)はスラグ中(T.F
e)濃度(mass%)、α、DおよびMはスラグ組成より求
まる指数である。[0016] Further, Pb generated in the steel making process is 0.001 mass%.
Including the above, the slag separated or removed from the molten steel bath surface, after heating and melting, the following (1) ~ (4)
By adjusting the slag expansion index I defined by the equation to be 3 or less, Pb is insolubilized and hardly swellable, which is a method for treating slag generated in a steelmaking process. is there. Log α = −2.34 (T.CaO) / (SiO 2 ) +4.39 (1) D = (SiO 2 ) / (0.366 α + 0.263) (2) M = (MgO) − [0.123αD + 0.265 (Cr 2 O 3 ) +0.395 (Al 2 O 3 ) −0.722 (T.Fe)] (3) I = 0.246 D + M (4) where (T.CaO) is the total amount contained in the slag ( (Ca) is converted to (CaO) (mass%), (SiO 2 ) is the (SiO 2 ) concentration in slag (ma
ss%), (MgO) is the (MgO) concentration in slag (mass%), (Cr 2 O
3 ) is the (Cr 2 O 3 ) concentration (mass%) in the slag, (Al 2 O 3 ) is the (Al 2 O 3 ) concentration (mass%) in the slag, and (T.Fe) is the slag (TF
e) The concentration (mass%), α, D and M are indices determined from the slag composition.
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】製鋼工程で発生するスラグは、主
成分として、(CaO) 、(MgO) 、(SiO2)、(Al2O3) を含
み、脱[ S] 工程では( S) を、脱[ P] 工程では(P2O
5)および(FeO)を、普通鋼の脱炭工程では(FeO) を、含
クロム鋼の脱炭工程では(Cr2O3) を、その他の成分とし
て主に含んでいる。また、微量成分として(TiO2)、(Na2
O)、(K2O) 、 (B2O3) 等を含む場合もある。このような
スラグの精錬能力限界を決める指標として一般的に使わ
れているのが塩基度である。塩基度は(T.CaO)/(SiO2)あ
るいは[(T.CaO)+(MgO)]/[(SiO2)+(Al2O3)]で表され、こ
の値が高いほど脱[ S] 、脱[ P] 、脱[ O] 能力が向
上し、スラグは高い精錬能をもつが、高いほどコストが
上がると共に、スラグの融点が上昇し反応速度が低下す
るので、各工程では、それぞれ好適な塩基度範囲に制御
されている。例えば、普通鋼の製鋼工程では、溶銑予備
処理工程および転炉精錬工程で約2.5 〜4.5 の範囲に、
ステンレス鋼の製鋼工程では、溶解工程および精錬工程
で約1.2 〜2.0 の範囲に制御されている。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Slag generated in a steelmaking process contains (CaO), (MgO), (SiO 2 ) and (Al 2 O 3 ) as main components, and (S) in a de-S process. In the [P] step, (P 2 O
5) and (FeO), the ordinary steel is decarburization step the (FeO), which is a decarburization step of chromium-containing steel (Cr 2 O 3), is mainly contained as other components. In addition, (TiO 2 ), (Na 2
O), (K 2 O), (B 2 O 3 ) and the like. The basicity is generally used as an index for determining the limit of the slag refining capacity. The basicity is represented by (T.CaO) / (SiO 2 ) or [(T.CaO) + (MgO)] / [(SiO 2 ) + (Al 2 O 3 )]. S], de [P] and de [O] abilities are improved, and slag has a high refining capacity. However, the higher the slag, the higher the cost and the higher the slag melting point and the lower the reaction rate. Each is controlled to a suitable basicity range. For example, in the steelmaking process of ordinary steel, the hot metal pretreatment process and the converter refining process fall into the range of about 2.5 to 4.5,
In the stainless steel making process, the melting and refining processes are controlled within a range of about 1.2 to 2.0.
【0018】このような高塩基度のスラグ中では、Pbは
粒鉄中に金属Pbとして存在する場合もあるが、一般的に
は、(PbO) として酸化物の状態で存在するとされてい
る。製鋼工程で発生するスラグ中のPb濃度は、0.0001ma
ss%から高いもので0.05mass%程度であり、ゴミ焼却灰
での数%レベルに比べ極めて低く、これまで、製鋼工程
で発生するスラグでは、Pbの水への溶出はないと考えら
れてきた。In such a high basicity slag, Pb may be present as metal Pb in granular iron, but is generally said to be present as an oxide as (PbO). Pb concentration in slag generated in steel making process is 0.0001ma
As high as ss%, it is about 0.05mass%, which is extremely lower than the level of several percent in garbage incineration ash. Until now, it was thought that slag generated in the steelmaking process did not elute Pb into water. .
【0019】本発明者らは、製鋼工程で発生するスラグ
であっても、Pbを0.001mass %以上含む場合には、Pbの
溶出量が環境基準値の0.01mg/l以下を満足しないものが
存在することを発見した。そして、さらに、本発明者ら
は、Pbの溶出値が基準値を超えるスラグと超えないスラ
グとの差異を種々検討し、本発明の諸条件を見い出し
た。The present inventors have found that even if slag generated in the steelmaking process contains Pb in an amount of 0.001% by mass or more, the elution amount of Pb does not satisfy the environmental standard value of 0.01 mg / l or less. Discovered to exist. Further, the present inventors have studied variously the differences between the slag in which the Pb elution value exceeds the reference value and the slag in which the Pb does not exceed the reference value, and have found various conditions of the present invention.
【0020】Pbの水溶液への溶出量は、Pb濃度が一定の
場合、水溶液のpHに依存し、pHが増大、つまりアルカリ
性が高くなるほど、Pb溶出量が増大する。スラグを水に
浸漬した場合、スラグの塩基度[(T.CaO)/(SiO2)]が高い
ほど、スラグ中CaO が、下記(7) 式の水和反応により水
に溶け込む量が増大し、浸漬後の水溶液のpHが高くな
る。そのために、ある一定量以上のPbを含むスラグで
は、スラグの塩基度が高いとPbの溶出現象が起きること
を発見した。 CaO+H2O =Ca(OH)2 …(7) The amount of Pb eluted in an aqueous solution depends on the pH of the aqueous solution when the Pb concentration is constant. The amount of Pb eluted increases as the pH increases, that is, as the alkalinity increases. When slag is immersed in water, the higher the basicity of the slag [(T.CaO) / (SiO 2 )], the greater the amount of CaO in the slag that dissolves in water due to the hydration reaction of the following formula (7). The pH of the aqueous solution after immersion increases. For this reason, it was discovered that in a slag containing a certain amount of Pb or more, Pb elution occurs when the basicity of the slag is high. CaO + H 2 O = Ca (OH) 2 … (7)
【0021】さらに、一定レベルのスラグ塩基度におい
て、スラグを水に浸漬した場合、スラグ中(MgO) 濃度が
高いほど、スラグ中MgO が下記(8) 式の水和反応により
水に溶け込む量が増大し、浸漬後の水溶液のpHが高くな
る。そのために、ある一定量以上のPbを含むスラグで
は、スラグの塩基度が高く、かつスラグ中(MgO) 濃度が
高いと、Pbの溶出現象が起きることを発見した。 MgO+H2O =Mg(OH)2 …(8) Further, when the slag is immersed in water at a certain level of slag basicity, the higher the (MgO) concentration in the slag, the more the amount of MgO in the slag that dissolves in water by the hydration reaction of the following formula (8). And the pH of the aqueous solution after immersion increases. Therefore, it was discovered that in a slag containing a certain amount of Pb or more, if the basicity of the slag is high and the (MgO) concentration in the slag is high, the Pb elution phenomenon occurs. MgO + H 2 O = Mg (OH) 2 … (8)
【0022】この溶出現象の解明により、Pbの溶出量を
環境基準値の0.01mg/l以下に抑える条件として、スラグ
中のPb濃度を0.001mass %未満にすること、または、ス
ラグ中のPb濃度が0.001mass %以上では、スラグ塩基度
[(T.CaO)/(SiO2)] 1.5以下で、かつ、(MgO) 濃度12mass
%以下にすることの条件が導出された。この条件を満足
すれば、スラグはPb不溶スラグとなる。By elucidating this elution phenomenon, as a condition for suppressing the Pb elution amount to 0.01 mg / l or less of the environmental standard value, the Pb concentration in the slag is set to less than 0.001 mass%, or the Pb concentration in the slag is reduced. If the slag basicity is more than 0.001 mass%,
[(T.CaO) / (SiO 2 )] 1.5 or less and (MgO) concentration 12 mass
% Was derived. If this condition is satisfied, the slag becomes Pb-insoluble slag.
【0023】Pbの溶出現象に影響するCaO およびMgO の
水和反応(前記(7) 式および(8) 式)は、前記したよう
に、スラグの水和膨張性にも大きく影響する。水和膨張
性を評価する手段として、オートクレーブを用いた10
0℃の水蒸気加圧条件下で、スラグを10日間放置して、
その体積膨張率(以下、蒸気膨張率という)を測定する
方法が規格化されている。そして、道路の路盤材あるい
は建築用資材では、蒸気膨張率1.5 %以下が基準値とさ
れている。本発明者らは、スラグ組成と蒸気膨張率の関
係を調査し、Pbの溶出量を環境基準値以下にする条件と
蒸気膨張率1.5 %以下とする条件が全く一致することを
見い出した。つまり、スラグ塩基度[(T.CaO)/(SiO2)]
1.5以下でかつ、(MgO) 濃度12mass%以下のスラグは、P
bが不溶であり、かつ、難水和膨張性であることを見い
出した。As described above, the hydration reaction of CaO and MgO (Equations (7) and (8)) which affects the Pb elution phenomenon has a large effect on the swelling swellability of slag as described above. As a means for evaluating hydration swellability, 10
Leave the slag for 10 days under 0 ° C steam pressurized condition,
A method for measuring the volume expansion coefficient (hereinafter referred to as a vapor expansion coefficient) is standardized. For roadbed materials and building materials, the reference value is 1.5% or less in the coefficient of vapor expansion. The present inventors have investigated the relationship between the slag composition and the coefficient of vapor expansion, and found that the conditions for reducing the amount of Pb eluted below the environmental standard value and the conditions for setting the vapor expansion coefficient to 1.5% or less are completely the same. In other words, slag basicity [(T.CaO) / (SiO 2 )]
Slags with 1.5 or less and (MgO) concentration of 12 mass% or less
It was found that b was insoluble and hardly swellable.
【0024】さらに、本発明者らは、Pb溶出および水和
膨張を防止するスラグ組成条件を精度よく表す式の導出
を試みた。種々の検討を重ねた結果、下記の知見を得
た。 (a) スラグの種々の鉱物相の中で、前記水和反応を起こ
すのは、CaO-SiO2、2CaO-SiO2 、 MgO-Al2O3、MgO-Cr2O
3 、2CaO-SiO2-MgO 等の鉱物相を形成していない、free
-CaOおよびfree-MgOである。 (b) 熱力学平衡計算手法であるThermocalcを用いて種々
の計算を行った結果、スラグ中のfree-CaOの量は、前記
(1) および(2) 式で求められる指数Dに0.246をかけた
値で簡易的に求められる。 (c) free-CaOの量と同様にして、free-MgOの量を求める
と、前記(1) 〜(3) 式で求められる指数Mで求められ
る。なお、計算上、Mの値は負の値となることがある
が、この場合はMの値は0とした。Further, the present inventors have tried to derive a formula that accurately expresses the slag composition conditions for preventing Pb elution and hydration swelling. As a result of various studies, the following findings were obtained. (a) Among the various mineral phases of slag, the hydration reaction is caused by CaO-SiO 2 , 2CaO-SiO 2 , MgO-Al 2 O 3 , MgO-Cr 2 O
3 , free of mineral phases such as 2CaO-SiO 2 -MgO
-CaO and free-MgO. (b) As a result of performing various calculations using Thermocalc which is a thermodynamic equilibrium calculation method, the amount of free-CaO in the slag is as described above.
It can be easily obtained by multiplying the index D obtained by the equations (1) and (2) by 0.246. (c) When the amount of free-MgO is determined in the same manner as the amount of free-CaO, the amount can be determined by the index M determined by the above equations (1) to (3). Note that the value of M may be negative in calculation, but in this case, the value of M was set to 0.
【0025】これらより、スラグ中のfree-CaOの量とfr
ee-MgOの量の和を、スラグ膨張指数Iと定義すると、下
記(4) 式が導出される。 I=0.246 D+M …(4) 本発明者らは、スラグ膨張指数IとPb溶出量および蒸気
膨張率の関係を種々調査した結果、スラグ膨張指数Iが
3以下であれば、Pb溶出量0.01mg/l以下で、かつ、蒸気
膨張率1.5 %を満足することを見い出した。つまり、fr
ee-CaOの量とfree-MgOの量の和が3mass%以下であれ
ば、Pbが不溶化し、かつ、難水和膨張性のスラグとなる
ことを意味している。From these results, the amount of free-CaO in slag and fr
If the sum of the amounts of ee-MgO is defined as a slag expansion index I, the following equation (4) is derived. I = 0.246 D + M (4) As a result of various investigations on the relationship between the slag expansion index I and the Pb elution amount and the vapor expansion rate, the present inventors found that if the slag expansion index I was 3 or less, the Pb elution amount was 0.01 mg. / l or less and satisfying a steam expansion coefficient of 1.5%. That is, fr
If the sum of the amount of ee-CaO and the amount of free-MgO is 3 mass% or less, it means that Pb is insolubilized and becomes a slag that is difficult to hydrate and expand.
【0026】本発明者らは、本発明の処理方法には以下
のような実施態様があることを確認した。The present inventors have confirmed that the processing method of the present invention has the following embodiments.
【0027】(1) スラグが溶鋼の浴面上にある状態で、
スラグ塩基度[(T.CaO)/(SiO2)] 1.5以下で、かつ、(Mg
O) 濃度12mass%以下のスラグ組成の条件を達成できな
かった場合には、スラグを溶鋼から分離あるいは除去し
た後に、該スラグを加熱して溶融させ、その後に、SiO2
あるいはAl2O3 を添加して、該スラグの組成がスラグ塩
基度[(T.CaO)/(SiO2)] 1.5以下で、かつ、(MgO) 濃度12
mass%以下を満足するように調整する。(1) With the slag on the bath of molten steel,
Slag basicity [(T.CaO) / (SiO 2 )] 1.5 or less and (Mg
If you are unable achieve O) concentration 12 mass% or less of the slag composition conditions, after separation or removal of slag from the molten steel, is melted by heating the slag, followed, SiO 2
Alternatively, Al 2 O 3 is added so that the composition of the slag has a slag basicity [(T.CaO) / (SiO 2 )] of 1.5 or less and a (MgO) concentration of 12
Adjust so as to satisfy mass% or less.
【0028】(2) スラグが溶鋼の浴面上にある状態で、
前記(1) 〜(4) 式で定義されるスラグ膨張指数Iが3以
下の条件を達成できなかった場合には、スラグを溶鋼か
ら分離あるいは除去した後に、該スラグを加熱して溶融
させ、その後に、SiO2あるいはAl2O3 を添加して、前記
(1) 〜(4) 式で定義されるスラグ膨張指数Iが3以下の
条件を満足するように、該スラグの組成を調整する。な
お、(1) の方法は簡便であり、より細かな制御を必要と
する場合は(2) の方法を選択する。(2) With the slag on the bath of molten steel,
If the slag expansion index I defined by the formulas (1) to (4) cannot achieve the condition of 3 or less, the slag is separated or removed from the molten steel, and then the slag is heated and melted, After that, SiO 2 or Al 2 O 3 was added,
The composition of the slag is adjusted so that the slag expansion index I defined by the equations (1) to (4) satisfies the condition of 3 or less. Note that the method (1) is simple, and if more detailed control is required, the method (2) is selected.
【0029】以下、本発明の実施の形態について詳細に
説明する。本発明のスラグの処理は、例えば、図1に例
示するような製鋼工程で発生するスラグの処理に適用す
るものである。図1の(a) はトピードカーでの溶銑予備
処理工程、同(b) は取鍋での溶銑予備処理工程、同(c)
はKR法による溶銑予備処理工程、同(d) は上底吹き転
炉による精錬工程、同(e) はRHによる二次精錬工程、
同(f) はDHによる二次精錬工程、同(g) は電気炉によ
る溶解工程、同(h) はAOD炉による精錬工程、同(i)
はVOD炉による精錬工程を示し、図中の1は吹込みラ
ンス、2は溶鋼または溶銑、3はスラグ、4は撹拌羽
根、5はフラックス投入シュート、6は底吹き羽口、7
は上吹きランス、8はガス吹込み羽口、9は電極、10は
横吹き羽口、11は底吹きポーラスプラグを示す。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. The slag treatment of the present invention is applied, for example, to the treatment of slag generated in a steelmaking process as illustrated in FIG. Fig. 1 (a) is a hot metal pretreatment process in a topped car, (b) is a hot metal pretreatment process in a ladle, and (c)
Is the hot metal pretreatment process by the KR method, (d) is the refining process by the top and bottom blown converter, (e) is the secondary refining process by RH,
(F) is a secondary refining process using DH, (g) is a melting process using an electric furnace, (h) is a refining process using an AOD furnace, and (i)
Denotes a refining process using a VOD furnace, wherein 1 denotes a blowing lance, 2 denotes molten steel or hot metal, 3 denotes slag, 4 denotes a stirring blade, 5 denotes a flux charging chute, 6 denotes a bottom blowing tuyere, 7
Denotes a top blowing lance, 8 denotes a gas blowing tuyere, 9 denotes an electrode, 10 denotes a side blowing tuyere, and 11 denotes a bottom blowing porous plug.
【0030】これらの工程では、溶解あるいは精錬を効
率的に進め、かつ、炉の耐火物を保護するために、溶銑
または溶鋼の5%以上のスラグの発生は避けられない。
また、スクラップあるいは合金鉄等の溶解原料、また
は、精錬炉で添加される冷却材あるいは還元材よりPbが
混入してくるので、スラグ中にPbは、0.0001〜0.0 5ma
ss%程度含有されることになる。このスラグでPbを0.00
1mass %以上含む場合、スラグ組成を調整せずに、溶銑
または溶鋼から分離あるいは除去し冷却・凝固させる
と、高い頻度で環境基準値を上回るPb溶出値を示すスラ
グが発生してしまう。In these steps, in order to promote melting or refining efficiently and to protect the refractory of the furnace, the generation of slag of 5% or more of the hot metal or molten steel is inevitable.
Further, since Pb is mixed in from a melting raw material such as scrap or ferromagnetic iron, or a cooling material or a reducing material added in a smelting furnace, Pb is contained in the slag in an amount of 0.0001 to 0.05 ma.
It will be contained in about ss%. 0.00b Pb with this slag
When the content is 1 mass% or more, if the slag is separated or removed from the hot metal or molten steel and cooled and solidified without adjusting the slag composition, slag having a Pb elution value exceeding the environmental standard value is frequently generated.
【0031】また、スラグ組成を調整せずに、スラグを
高塩基度で、かつ、高濃度に(MgO)を含む状態で、溶銑
または溶鋼から分離あるいは除去し冷却・凝固させる
と、スラグは、CaO およびMgO の水和反応により蒸気膨
張率の高い水和膨張性を示すスラグとなる。Further, when the slag is separated or removed from hot metal or molten steel and cooled and solidified in a state of high basicity and high concentration of (MgO) without adjusting the slag composition, the slag becomes The hydration reaction of CaO and MgO results in a slag exhibiting high hydration swelling with a high vapor expansion coefficient.
【0032】本発明は、スラグに含まれるPbの溶出量お
よび蒸気膨張率が、スラグ中に存在するfree-CaOとfree
-MgOのそれぞれの量の和に依存して増大することに着目
し、free-CaOとfree-MgOが存在しないスラグ条件、およ
び、free-CaOとfree-MgOが存在しないようにするための
処理条件を明確にして、Pbの不溶化および難水和膨張性
を達成するものである。According to the present invention, the elution amount and vapor expansion coefficient of Pb contained in slag are determined by comparing free-CaO and free
Focusing on the fact that it increases depending on the sum of the respective amounts of -MgO, slag conditions where free-CaO and free-MgO do not exist, and processing to eliminate free-CaO and free-MgO The purpose of the present invention is to clarify the conditions to achieve the insolubilization of Pb and the swellability of the hydrate.
【0033】図2は、普通鋼およびSUS304ステン
レス鋼を電気炉で溶解し、AOD炉で精錬を行った場合
の、各工程でのスラグのスラグ中Pb濃度とPb溶出量の関
係を示す。なお、Pb濃度の分析は湿式の化学分析法によ
り行い、Pbの溶出分析は環境庁告示46号の分析方法に
則って行い、Pb溶出量が0.01mg/l以下のスラグの値は全
てPb溶出量を0.01mg/lとした。FIG. 2 shows the relationship between the Pb concentration in slag and the Pb elution amount in each step when ordinary steel and SUS304 stainless steel are melted in an electric furnace and refined in an AOD furnace. The Pb concentration was analyzed by a wet chemical analysis method, and the Pb elution analysis was performed in accordance with the analysis method specified by the Environment Agency Notification No. 46.All the values of slag with a Pb elution amount of 0.01 mg / l or less were Pb elution. The amount was 0.01 mg / l.
【0034】図中の値は、全てが、スラグを溶鋼の浴面
上から分離あるいは除去した後に、冷却・凝固させたス
ラグの値であり、かつ、スラグ中(T.CaO)/(SiO2)の値が
1.6〜2.0 で、スラグ中(MgO) 濃度が12〜15mass%のも
のである。また、白丸印(以下、○印と記載することが
ある。)は電気炉で発生したスラグ、白四角印(以下、
□印と記載することがある。)はAOD炉で発生したス
ラグを示す。All the values in the figure are the values of the slag cooled and solidified after separating or removing the slag from the bath surface of the molten steel, and (T.CaO) / (SiO 2 ) Value is
1.6 to 2.0, and the slag (MgO) concentration is 12 to 15 mass%. In addition, white circles (hereinafter, sometimes referred to as circles) indicate slag generated in an electric furnace, and white squares (hereinafter, circles).
Sometimes marked with □. ) Indicates slag generated in the AOD furnace.
【0035】図2より、電気炉およびAOD炉のスラグ
の発生工程に関係なく、スラグ中Pb濃度の増大で、Pb溶
出量も増大する傾向にあり、環境基準値0.01mg/l以下を
満足するには、スラグ中Pb濃度を0.001mass %未満にす
る必要があることがわかる。したがって、本発明が適用
されるスラグは、スラグ中Pb濃度が0.001mass %以上の
スラグである。From FIG. 2, it can be seen that regardless of the slag generation process in the electric furnace and the AOD furnace, the amount of Pb eluted tends to increase with an increase in the Pb concentration in the slag, satisfying the environmental standard value of 0.01 mg / l or less. It is understood that the Pb concentration in the slag needs to be less than 0.001 mass%. Therefore, the slag to which the present invention is applied is a slag having a Pb concentration in the slag of 0.001 mass% or more.
【0036】図3は、普通鋼およびSUS304ステン
レス鋼を電気炉で溶解し、AOD炉で精錬を行った場合
の各工程で、スラグを溶鋼の浴面上から分離あるいは除
去した後に冷却・凝固させた直後のスラグ、および、該
スラグを加熱処理して溶融させた後にSiO2、あるいはAl
2O3 を添加してスラグ組成の調整を行ったスラグにおけ
る、スラグ中(T.CaO)/(SiO2)と(MgO) 濃度との関係下で
のPb溶出量および蒸気膨張率の位置付けを示す。FIG. 3 shows a process in which ordinary steel and SUS304 stainless steel are melted in an electric furnace and refined in an AOD furnace. In each step, the slag is separated or removed from the molten steel bath surface and then cooled and solidified. Slag immediately after heating, and after heating and melting the slag, SiO 2 or Al
In the slag whose slag composition was adjusted by adding 2 O 3 , the amount of Pb elution and vapor expansion coefficient in relation to the (T.CaO) / (SiO 2 ) and (MgO) concentration in the slag were determined. Show.
【0037】図中、○印はPb溶出量が0.01mg/l以下で、
かつ、蒸気膨張率が1.5 %以下の場合、黒三角印はPb溶
出量が0.01mg/l以下で、かつ、蒸気膨張率が1.5 %を超
える場合、黒逆三角印はPb溶出量が0.01mg/lを超え、か
つ、蒸気膨張率が1.5 %以下の場合、黒丸印はPb溶出量
が0.01mg/lを超え、かつ、蒸気膨張率が1.5 %を超える
場合を示す。なお、処理前のスラグ中Pb濃度はいずれも
0.001mass %以上であった。図3より、Pb溶出量および
蒸気膨張率の双方とも基準値を満足する条件は、スラグ
中(T.CaO)/(SiO2)が1.5 以下で、かつ、(MgO) 濃度が12
mass%以下であることがわかる。In the figure, the circles indicate that the amount of Pb eluted was 0.01 mg / l or less,
When the coefficient of vapor expansion is 1.5% or less, the black triangle indicates that the amount of Pb eluted is 0.01 mg / l or less, and when the coefficient of vapor expansion exceeds 1.5%, the black inverted triangle indicates that the amount of Pb eluted is 0.01 mg / l. When the vapor expansion rate exceeds 1.5 / l and the coefficient of vapor expansion is 1.5% or less, a black circle indicates the case where the amount of Pb eluted exceeds 0.01 mg / l and the coefficient of vapor expansion exceeds 1.5%. The Pb concentration in the slag before treatment was
It was 0.001 mass% or more. According to FIG. 3, the condition that both the Pb elution amount and the vapor expansion coefficient satisfy the reference values is that (T.CaO) / (SiO 2 ) in the slag is 1.5 or less and the (MgO) concentration is 12%.
It turns out that it is below mass%.
【0038】図4は、普通鋼およびSUS304ステン
レス鋼を電気炉で溶解し、AOD炉で精錬を行った場合
の各工程で、スラグを溶鋼の浴面上から分離あるいは除
去した後に冷却・凝固させた直後のスラグ、および、該
スラグを加熱処理して溶融させた後にSiO2を添加してス
ラグ組成の調整を行ったスラグにおける、前記(1) 〜
(4) 式より求めたスラグ膨張指数IとPb溶出量の関係を
示す。FIG. 4 shows a process in which ordinary steel and SUS304 stainless steel are melted in an electric furnace and refined in an AOD furnace. In each step, the slag is separated or removed from the molten steel bath surface and then cooled and solidified. The slag immediately after the slag, and in the slag in which the slag is heated and melted and then SiO 2 is added and the slag composition is adjusted,
The relation between the slag expansion index I obtained from the equation (4) and the Pb elution amount is shown.
【0039】図中の○印は蒸気膨張率が1.5 %以下の場
合、黒丸印は蒸気膨張率が1.5 %を超える場合を示す。
図3より、Pb溶出量および蒸気膨張率の双方とも基準値
を満足する条件は、スラグ膨張指数が3以下の条件であ
ることがわかる。なお、図3と図4を比較した場合、本
発明の条件外の範囲で、Pb溶出量および蒸気膨張率とも
基準値を満足するものは、図4の方が少なく、スラグ膨
張指数Iで管理した方が精度よく評価できることがわか
る。In the figure, the circles indicate the case where the coefficient of vapor expansion is 1.5% or less, and the black circles indicate the case where the coefficient of vapor expansion exceeds 1.5%.
From FIG. 3, it is understood that the condition that both the Pb elution amount and the vapor expansion coefficient satisfy the reference values is a condition in which the slag expansion index is 3 or less. In addition, when comparing FIG. 3 with FIG. 4, those in which the Pb elution amount and the vapor expansion coefficient satisfy the reference values outside the conditions of the present invention are smaller in FIG. It can be seen that the evaluation can be performed with higher accuracy.
【0040】以上より、製鋼工程で発生したPbを0.001m
ass %以上含むスラグを、加熱処理して溶融させ、スラ
グ組成を本発明の条件範囲を満足するように調整するこ
とで、基準値以下のPb溶出量および蒸気膨張率とするこ
とが可能になる。なお、Pbを0.001mass %以上含むスラ
グの組成が本発明の条件範囲を満足するように調整した
後に、該スラグを溶鋼の浴面上から分離あるいは除去し
てもよい。本発明の条件範囲を満足するスラグであれ
ば、Pbが不溶で、かつ、難水和膨張性のスラグであるこ
とは明らかである。As described above, the amount of Pb generated in the steel making process was 0.001 m
The slag containing ass% or more is heated and melted, and the slag composition is adjusted so as to satisfy the condition range of the present invention, whereby the Pb elution amount and the vapor expansion rate below the reference value can be obtained. . After adjusting the composition of the slag containing 0.001% by mass or more of Pb so as to satisfy the condition range of the present invention, the slag may be separated or removed from the molten steel bath surface. If the slag satisfies the condition range of the present invention, it is clear that Pb is a slag which is insoluble and hardly swells and expands.
【0041】[0041]
【実施例】普通鋼またはSUS304ステンレス鋼(8ma
ss%Ni−18mass%Cr)60tonの溶鋼を製造する処理を、図
1の(g) に示す溶解工程、および、同(h) に示す精錬工
程の実施態様で実施した。溶解工程では、スクラップ、
合金鉄を原料として溶解し、所定温度まで昇温した後、
取鍋にスラグと共に出鋼した。取鍋に入ったスラグは、
AOD炉に溶鋼を入れる前に、排滓機を用いてスラグパ
ンに分離した。AOD炉では、精錬中に冷却材の添加を
行い、所定[ C] 濃度まで脱炭精錬を行った後に、ステ
ンレス鋼では、還元材としてFe-Si を添加して還元精錬
を行い、スラグと共に取鍋に出鋼し、スラグはスラグパ
ンに分離、除去した。普通鋼では、還元精錬を行わず、
脱炭精錬後、直ちにスラグと共に取鍋に出鋼し、出鋼
後、排滓機を用いて、スラグをスラグパンに分離した。[Example] Plain steel or SUS304 stainless steel (8ma
The process of producing molten steel of ss% Ni-18mass% Cr) 60 ton was carried out in the embodiment of the melting step shown in FIG. 1 (g) and the refining step shown in FIG. 1 (h). In the melting process, scrap,
After melting ferroalloy as a raw material and raising the temperature to a predetermined temperature,
Steel was produced in a ladle with slag. The slag in the ladle is
Before the molten steel was put into the AOD furnace, it was separated into slag pans using a slag pan. In an AOD furnace, coolant is added during refining, and after decarburization refining to a predetermined [C] concentration, in stainless steel, Fe-Si is added as a reducing material to perform reductive refining, and is taken together with slag. Steel was poured into a pan, and the slag was separated into slag pans and removed. For ordinary steel, reduction refining is not performed.
Immediately after the decarburization refining, tapping was carried out on a ladle together with the slag, and after tapping, the slag was separated into slag pans using a waste machine.
【0042】表1に、スラグの組成の管理を(T.CaO)/(S
iO2)および(MgO) 濃度で行った場合の例を示す。表に
は、スラグの発生箇所、溶製鋼種、スラグ組成、スラグ
の加熱処理の有無と処理後のスラグ組成、および、Pb溶
出量と蒸気膨張率をまとめて示す。No. 2、4、5、
7、8が発明例、No. 9〜16が比較例である。Table 1 shows that the composition of the slag is controlled by (T.CaO) / (S
An example in the case of performing at (iO 2 ) and (MgO) concentrations will be described. The table summarizes the location of slag generation, the type of smelting steel, the slag composition, the presence or absence of slag heat treatment and the slag composition after the treatment, the Pb elution amount and the steam expansion coefficient. No. 2, 4, 5,
Nos. 7 and 8 are invention examples, and Nos. 9 to 16 are comparative examples.
【0043】表2には、スラグの組成の管理をスラグ膨
張指数Iで行った場合の例を示す。表には、スラグの発
生箇所、溶製鋼種、スラグ中Pb濃度、スラグ膨張指数、
スラグの加熱処理の有無と処理後のスラグ膨張指数、お
よび、Pb溶出量と蒸気膨張率をまとめて示す。No. 2、
4、5、7、8が発明例、No. 9〜16が比較例である。Table 2 shows an example where the composition of the slag is controlled by the slag expansion index I. The table shows the location of slag, type of smelted steel, Pb concentration in slag, slag expansion index,
The presence / absence of slag heat treatment, the slag expansion index after the treatment, the Pb elution amount and the vapor expansion coefficient are shown together. No. 2,
Nos. 4, 5, 7, and 8 are invention examples, and Nos. 9 to 16 are comparative examples.
【0044】発明例では、溶鋼の浴面上から分離した後
に加熱処理を行い、スラグを溶融させた後にスラグ組成
の調整を行うことで、本発明の条件範囲を満足するスラ
グ組成とした。このような処理を行うことで、安定して
基準値を満たすPb溶出量および蒸気膨張率となった。In the invention example, a slag composition satisfying the condition range of the present invention was obtained by performing a heat treatment after separating the molten steel from the bath surface and adjusting the slag composition after melting the slag. By performing such a treatment, the Pb elution amount and the vapor expansion rate that stably meet the reference values were obtained.
【0045】一方、比較例では、Pb溶出量および蒸気膨
張率におよぼす要因が明確されていないために、スラグ
組成の調整を行わず、かつ、溶鋼の浴面上から分離した
後にスラグの加熱処理を行うようなことはしなかった。
そのために、Pb溶出量および蒸気膨張率が基準値を超え
ている。比較例で基準値を満たす例は、表1のNo. 9の
蒸気膨張率、No.16 のPb溶出量および表2のNo.16 のPb
溶出量のみであり、Pb溶出量と蒸気膨張率を同時に満た
すものはなかった。On the other hand, in the comparative example, since the factors affecting the Pb elution amount and the coefficient of vapor expansion were not clarified, the slag composition was not adjusted, and the slag was subjected to heat treatment after separation from the molten steel bath surface. I didn't do that.
Therefore, the Pb elution amount and the vapor expansion coefficient exceed the reference values. The comparative examples satisfying the reference values include the vapor expansion coefficient of No. 9 in Table 1, the elution amount of Pb in No. 16 and the Pb of No. 16 in Table 2.
Only the elution amount was satisfied, and none of them simultaneously satisfied the Pb elution amount and the vapor expansion coefficient.
【0046】[0046]
【表1】 [Table 1]
【0047】[0047]
【表2】 [Table 2]
【0048】[0048]
【発明の効果】本発明法によれば、製鋼工程で発生しPb
を0.001mass %以上含むスラグにおいて、Pb溶出量が安
定して環境基準値以下となり環境への悪影響がなくな
り、かつ、蒸気膨張率が基準値の1.5 %以下を満足する
ので、スラグを路盤材、砂の代替材などの資源として活
用を図ることができる。また、Pb溶出量および蒸気膨張
率が基準値を超えるスラグを、基準値以下のPb溶出量お
よび蒸気膨張率に下げる処理が可能となり、スラグを資
源として活用する範囲を大幅に広げることができる。According to the method of the present invention, Pb generated in the steel making process
In the slag containing 0.001 mass% or more, the elution amount of Pb is stabilized below the environmental standard value and there is no adverse effect on the environment, and the steam expansion coefficient satisfies 1.5% or less of the standard value. It can be used as a substitute for sand. In addition, it is possible to perform processing to reduce the slag in which the Pb elution amount and the vapor expansion coefficient exceed the reference value to the Pb elution amount and the vapor expansion coefficient that are equal to or less than the reference value, thereby greatly expanding the range in which the slag is used as a resource.
【図1】本発明の実施態様を示す概略断面図で、(a) は
トピードカーでの溶銑予備処理工程、(b) は取鍋での溶
銑予備処理工程、(c) はKR法による溶銑予備処理工
程、(d) は上底吹き転炉による精錬工程、(e) はRHに
よる二次精錬工程、(f) はDHによる二次精錬工程、
(g) は電気炉による溶解工程、(h) はAOD炉による精
錬工程、(i) はVOD炉による精錬工程を示す図であ
る。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of the present invention, in which (a) is a hot metal pretreatment step using a topped car, (b) is a hot metal pretreatment step using a ladle, and (c) is a hot metal pretreatment step using the KR method. Treatment process, (d) is a refining process using a top and bottom blown converter, (e) is a secondary refining process using RH, (f) is a secondary refining process using DH,
(g) is a diagram illustrating a melting process using an electric furnace, (h) is a refining process using an AOD furnace, and (i) is a diagram illustrating a refining process using a VOD furnace.
【図2】スラグ中Pb濃度とPb溶出量の関係を示す図であ
る。FIG. 2 is a diagram showing a relationship between Pb concentration in slag and Pb elution amount.
【図3】スラグ中(T.CaO)/(SiO2)と(MgO) 濃度の関係下
でのPb溶出量および蒸気膨張率の位置付けを示す図であ
る。FIG. 3 is a diagram showing positioning of Pb elution amount and vapor expansion coefficient under the relationship between (T.CaO) / (SiO 2 ) and (MgO) concentration in slag.
【図4】スラグ膨張指数IとPb溶出量の関係を示す図で
ある。FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a slag expansion index I and a Pb elution amount.
1…吹込みランス 2…溶鋼または溶銑 3…スラグ 4…撹拌羽根 5…フラックス投入シュート 6…底吹き羽口 7…上吹きランス 8…ガス吹込み羽口 9…電極 10…横吹き羽口 11…底吹きポーラスプラグ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Blowing lance 2 ... Molten steel or hot metal 3 ... Slag 4 ... Agitating blade 5 ... Flux charging chute 6 ... Bottom blowing tuyere 7 ... Top blowing lance 8 ... Gas blowing tuyere 9 ... Electrode 10 ... Side blowing tuyere 11 … Bottom blown porous plug
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 五十嵐 昌夫 山口県光市大字島田3434番地 新日本製鐵 株式会社光製鐵所内 (72)発明者 松並 忠則 山口県光市大字島田3434番地 新日本製鐵 株式会社光製鐵所内 Fターム(参考) 4G012 JL03 JM04 4K013 CF01 4K070 AB11 BC13 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (72) Inventor Masao Igarashi 3434 Shimada, Hikari-shi, Yamaguchi Prefecture Inside Nippon Steel Corporation Hikari Works (72) Inventor Tadanori Matsunami 3434 Shimada, Hikari-shi, Hikari-shi, Yamaguchi New Japan 4G012 JL03 JM04 4K013 CF01 4K070 AB11 BC13
Claims (2)
含み、溶鋼の浴面上から分離あるいは除去したスラグ
を、加熱処理して溶融させた後に、スラグ塩基度[(T.Ca
O)/(SiO2)] 1.5以下で、かつ、(MgO) 濃度12mass%以下
となるように調整することにより、Pbを不溶化し、か
つ、難水和膨張性とすることを特徴とする製鋼工程で発
生するスラグの処理方法。〔但し、(T.CaO) はスラグ中
に含まれる全(Ca)を(CaO) に換算した濃度(mass%)、(Si
O2)はスラグ中(SiO2)濃度(mass%) 、(MgO) はスラグ中
(MgO) 濃度(mass %) 。〕Claims 1. A slag generated in a steelmaking process and containing 0.001% by mass or more of Pb and separated or removed from a molten steel bath surface is heated and melted, and then the slag basicity [(T.Ca
O) / (SiO 2 )] 1.5% or less and (MgO) concentration of 12% by mass or less to insolubilize Pb and make it hardly hydrated and expandable. A method for treating slag generated in the process. (However, (T.CaO) is the concentration (mass%) obtained by converting all (Ca) contained in the slag to (CaO), (Si
(O 2 ) in slag (SiO 2 ) concentration (mass%), (MgO) in slag
(MgO) concentration (mass%). ]
含み、溶鋼の浴面上から分離あるいは除去したスラグ
を、加熱処理して溶融させた後に、下記(1) 〜(4) 式で
定義されるスラグ膨張指数Iが3以下となるように調整
することにより、Pbを不溶化し、かつ、難水和膨張性と
することを特徴とする製鋼工程で発生するスラグの処理
方法。 Log α=−2.34(T.CaO)/(SiO2)+4.39 …(1) D=(SiO2)/(0.366 α+0.263) …(2) M=(MgO) −[0.123αD+0.265(Cr2O3)+0.395(Al2O3) −0.722(T.Fe)] …(3) I=0.246 D+M …(4) 〔但し、(T.CaO) はスラグ中に含まれる全(Ca)を(CaO)
に換算した濃度(mass%)、(SiO2)はスラグ中(SiO2)濃度
(mass%) 、(MgO) はスラグ中(MgO) 濃度(mass %) 、(C
r2O3) はスラグ中(Cr2O3) 濃度(mass %) 、(Al2O3) は
スラグ中(Al2O3)濃度(mass %) 、(T.Fe)はスラグ中(T.
Fe)濃度(mass%)、α、DおよびMはスラグ組成より
求まる指数である。〕2. The slag generated in the steelmaking process and containing at least 0.001 mass% of Pb and separated or removed from the molten steel bath surface is heated and melted, and then subjected to the following formulas (1) to (4). A method for treating slag generated in a steelmaking process, wherein Pb is insolubilized and hardly hydrated and expandable by adjusting a defined slag expansion index I to be 3 or less. Log α = −2.34 (T.CaO) / (SiO 2 ) +4.39 (1) D = (SiO 2 ) / (0.366 α + 0.263) (2) M = (MgO) − [0.123αD + 0.265 (Cr 2 O 3 ) +0.395 (Al 2 O 3 ) −0.722 (T.Fe)] (3) I = 0.246 D + M (4) [However, (T.CaO) is the total amount contained in the slag. (Ca) to (CaO)
Concentration (mass%), (SiO 2 ) is the (SiO 2 ) concentration in the slag
(mass%), (MgO) is the (MgO) concentration in slag (mass%), (C
(r 2 O 3 ) is the (Cr 2 O 3 ) concentration (mass%) in the slag, (Al 2 O 3 ) is the (Al 2 O 3 ) concentration (mass%) in the slag, and (T.Fe) is the slag ( T.
Fe) concentration (mass%), α, D and M are indices determined from the slag composition. ]
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- 2001-07-11 JP JP2001211017A patent/JP2002068789A/en not_active Withdrawn
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