JP2002146425A - 製鋼スラグ及びその調整方法 - Google Patents
製鋼スラグ及びその調整方法Info
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- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
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- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
- Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 粉化を抑制すること。
【解決手段】 精錬炉から排出されるスラグの塩基度α
〔（ＣａＯ）／｛（ＳｉＯ2 ）＋（Ａｌ2 Ｏ3 ）｝〕
が、１以上でかつ３以下のときは（Ａｌ2 Ｏ3 ）≧１５
−１０×（α−２）2 に規定する条件を、また、３を超
えるときは（Ａｌ2Ｏ3 ）≧５に規定する条件を満足す
るように、精錬炉内でスラグ中のＡｌ2 Ｏ3量を調整す
ることで、スラグ中のＡｌ2 Ｏ3 濃度を上記した条件を
満足するようにした製鋼スラグを得る。 【効果】 製鋼精錬工程において発生するスラグの微粉
化、細粒化を抑制し、固体塊状化させることにより、ス
ラグの粉塵飛散を有効に低減し、作業環境、運搬条件を
改善すると共に、路盤材、コンクリート骨材など二次的
流用を図ることができる。
〔（ＣａＯ）／｛（ＳｉＯ2 ）＋（Ａｌ2 Ｏ3 ）｝〕
が、１以上でかつ３以下のときは（Ａｌ2 Ｏ3 ）≧１５
−１０×（α−２）2 に規定する条件を、また、３を超
えるときは（Ａｌ2Ｏ3 ）≧５に規定する条件を満足す
るように、精錬炉内でスラグ中のＡｌ2 Ｏ3量を調整す
ることで、スラグ中のＡｌ2 Ｏ3 濃度を上記した条件を
満足するようにした製鋼スラグを得る。 【効果】 製鋼精錬工程において発生するスラグの微粉
化、細粒化を抑制し、固体塊状化させることにより、ス
ラグの粉塵飛散を有効に低減し、作業環境、運搬条件を
改善すると共に、路盤材、コンクリート骨材など二次的
流用を図ることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、精錬工程において
発生するスラグの微粉化、細粒化を抑制して固体塊状化
させることにより、スラグの粉塵飛散を有効に低減して
作業環境、運搬条件を改善すると共に、路盤材、コンク
リート骨材など二次的流用を図ることができる製鋼スラ
グ、及び、その調整方法に関するものである。
発生するスラグの微粉化、細粒化を抑制して固体塊状化
させることにより、スラグの粉塵飛散を有効に低減して
作業環境、運搬条件を改善すると共に、路盤材、コンク
リート骨材など二次的流用を図ることができる製鋼スラ
グ、及び、その調整方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電気炉、転炉、ＡＯＤ炉などの精錬炉か
ら排出される一般的なスラグは、要求される鋼の成分規
定を満足すべく、脱燐、脱硫、脱酸などに代表される精
錬能力を高めるために、（ＣａＯ）／｛（ＳｉＯ2 ）＋
（Ａｌ2 Ｏ3 ）｝にて定義される塩基度（以下、単に
「塩基度」という。）αが高くなる傾向にある。
ら排出される一般的なスラグは、要求される鋼の成分規
定を満足すべく、脱燐、脱硫、脱酸などに代表される精
錬能力を高めるために、（ＣａＯ）／｛（ＳｉＯ2 ）＋
（Ａｌ2 Ｏ3 ）｝にて定義される塩基度（以下、単に
「塩基度」という。）αが高くなる傾向にある。
【０００３】これら排出スラグは、精錬炉外での冷却過
程において、塊状から粉末状にまで崩壊しやすいという
傾向にある。これは、一般的に以下の理由によるものと
説明されている。
程において、塊状から粉末状にまで崩壊しやすいという
傾向にある。これは、一般的に以下の理由によるものと
説明されている。
【０００４】 スラグ中には２ＣａＯ・ＳｉＯ2 なる
化合物が生成されており、それが冷却中に密度の異なる
形態へ相転移し、その体積が１０％以上膨張するため。 スラグ中に存在する遊離ＣａＯが大気中の水分、Ｃ
Ｏ2 と反応して水酸化カルシウム、炭酸カルシウムに変
化し、その体積が変化するため。
化合物が生成されており、それが冷却中に密度の異なる
形態へ相転移し、その体積が１０％以上膨張するため。 スラグ中に存在する遊離ＣａＯが大気中の水分、Ｃ
Ｏ2 と反応して水酸化カルシウム、炭酸カルシウムに変
化し、その体積が変化するため。
【０００５】従って、これら冷却されたスラグはその粉
末が飛散することから、工場内及びスラグ処理場での環
境悪化原因の一つとなっていた。また、それら廃棄スラ
グを路盤材、コンクリート骨材などに有効活用する際に
おいても、運搬や取り扱い等の点で大きな障害となって
いた。
末が飛散することから、工場内及びスラグ処理場での環
境悪化原因の一つとなっていた。また、それら廃棄スラ
グを路盤材、コンクリート骨材などに有効活用する際に
おいても、運搬や取り扱い等の点で大きな障害となって
いた。
【０００６】そこで、上記スラグの粉化、飛散を防止す
る幾つかの提案がなされている。その中で最も良く知ら
れているのは、ホウ酸又はホウ酸化合物などのＢ2 Ｏ3
を含む安定化剤を添加することによって粉化を抑制する
方法である。その抑制機構については、Ｂ2 Ｏ3 がスラ
グ全体をガラス状に固めるネットワーク状の結合を促進
させる機能があるためと言われているが、定かではな
い。
る幾つかの提案がなされている。その中で最も良く知ら
れているのは、ホウ酸又はホウ酸化合物などのＢ2 Ｏ3
を含む安定化剤を添加することによって粉化を抑制する
方法である。その抑制機構については、Ｂ2 Ｏ3 がスラ
グ全体をガラス状に固めるネットワーク状の結合を促進
させる機能があるためと言われているが、定かではな
い。
【０００７】このＢ2 Ｏ3 を含む安定化剤は精錬炉内で
もスラグ排出のためのスラグ専用鍋でも添加できる。し
かしながら、精錬炉内にて添加する場合、例えば下記の
化学式１に示されるような反応等によって、溶鋼中のＢ
が上昇し、Ｂの上限規格を上回る懸念があった。そのた
め、従来はＢ2 Ｏ3 の添加量を極力抑えたいという要望
が強かった。
もスラグ排出のためのスラグ専用鍋でも添加できる。し
かしながら、精錬炉内にて添加する場合、例えば下記の
化学式１に示されるような反応等によって、溶鋼中のＢ
が上昇し、Ｂの上限規格を上回る懸念があった。そのた
め、従来はＢ2 Ｏ3 の添加量を極力抑えたいという要望
が強かった。
【０００８】
【化１】２（Ｂ2 Ｏ3 ）＋３〔Ｓｉ〕→３（ＳｉＯ2 ）
＋４〔Ｂ〕
＋４〔Ｂ〕
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した問
題点に鑑みてなされたものであり、Ｂ2 Ｏ3 を添加しな
くても粉化が抑制できる製鋼スラグ、及び、Ｂ2 Ｏ3 を
添加する場合であっても、その添加量を可及的に低減す
ることができる製鋼スラグ、並びに、これら製鋼スラグ
の調整方法を提供することを目的としている。
題点に鑑みてなされたものであり、Ｂ2 Ｏ3 を添加しな
くても粉化が抑制できる製鋼スラグ、及び、Ｂ2 Ｏ3 を
添加する場合であっても、その添加量を可及的に低減す
ることができる製鋼スラグ、並びに、これら製鋼スラグ
の調整方法を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明は、精錬炉から排出されるスラグの先に
説明した塩基度αが、１以上でかつ３以下のときは（Ａ
ｌ2 Ｏ3 ）≧１５−１０×（α−２）2 に規定する条件
を、また、３を超えるときは（Ａｌ2 Ｏ3 ）≧５に規定
する条件を満足するように、精錬炉内でスラグ中のＡｌ
2 Ｏ3 量を調整することで、スラグ中のＡｌ2 Ｏ3 濃度
を上記した条件を満足するようにした製鋼スラグを得る
こととしている。そして、このようにすることで、Ｂ2
Ｏ3 を添加しなくても粉化を抑制することができるよう
になる。
ために、本発明は、精錬炉から排出されるスラグの先に
説明した塩基度αが、１以上でかつ３以下のときは（Ａ
ｌ2 Ｏ3 ）≧１５−１０×（α−２）2 に規定する条件
を、また、３を超えるときは（Ａｌ2 Ｏ3 ）≧５に規定
する条件を満足するように、精錬炉内でスラグ中のＡｌ
2 Ｏ3 量を調整することで、スラグ中のＡｌ2 Ｏ3 濃度
を上記した条件を満足するようにした製鋼スラグを得る
こととしている。そして、このようにすることで、Ｂ2
Ｏ3 を添加しなくても粉化を抑制することができるよう
になる。
【００１１】また、本発明は、精錬炉から排出されるス
ラグの先に説明した塩基度αが、１以上でかつ３以下の
ときは（Ａｌ2 Ｏ3 ）≧１５−１０×（α−２）2 に規
定する条件を、また、３を超えるときは（Ａｌ2 Ｏ3 ）
≧５に規定する条件を満足するように、精錬炉内でスラ
グ中のＡｌ2 Ｏ3 量を調整すると共に、Ｂ2 Ｏ3 の濃度
が０．０５質量％以上でかつ０．３質量％以下となるよ
うに、精錬炉内或いはスラグ排出のためのスラグ専用鍋
でＢ2 Ｏ3 源の量を調整することで、スラグ中のＡｌ2
Ｏ3 濃度やＢ2 Ｏ3 の濃度を上記した条件を満足するよ
うにした製鋼スラグを得ることとしている。そして、こ
のようにすることで、スラグの粉化抑制効果を更に高め
るためにＢ2 Ｏ3 を添加する場合であっても、その添加
量を可及的に低減することができるようになる。
ラグの先に説明した塩基度αが、１以上でかつ３以下の
ときは（Ａｌ2 Ｏ3 ）≧１５−１０×（α−２）2 に規
定する条件を、また、３を超えるときは（Ａｌ2 Ｏ3 ）
≧５に規定する条件を満足するように、精錬炉内でスラ
グ中のＡｌ2 Ｏ3 量を調整すると共に、Ｂ2 Ｏ3 の濃度
が０．０５質量％以上でかつ０．３質量％以下となるよ
うに、精錬炉内或いはスラグ排出のためのスラグ専用鍋
でＢ2 Ｏ3 源の量を調整することで、スラグ中のＡｌ2
Ｏ3 濃度やＢ2 Ｏ3 の濃度を上記した条件を満足するよ
うにした製鋼スラグを得ることとしている。そして、こ
のようにすることで、スラグの粉化抑制効果を更に高め
るためにＢ2 Ｏ3 を添加する場合であっても、その添加
量を可及的に低減することができるようになる。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明者は、これら製鋼スラグに
ついて特定の成分制御を行うことでスラグが粉化する確
率を低減できることに着目した。すなわち、スラグの固
化を促進するスラグ中の成分はＡｌ2 Ｏ3 やＢ2 Ｏ3 で
あり、これらの必要量をスラグ塩基度で整理することが
重要であると考えた。
ついて特定の成分制御を行うことでスラグが粉化する確
率を低減できることに着目した。すなわち、スラグの固
化を促進するスラグ中の成分はＡｌ2 Ｏ3 やＢ2 Ｏ3 で
あり、これらの必要量をスラグ塩基度で整理することが
重要であると考えた。
【００１３】そこで、本発明者は精錬炉から排出された
スラグについて、冷却された後の固化或いは粉化の状態
を追跡調査し、スラグの組成と固化率の相関について整
理をした。
スラグについて、冷却された後の固化或いは粉化の状態
を追跡調査し、スラグの組成と固化率の相関について整
理をした。
【００１４】以下、本明細書においては、排出されたス
ラグが冷却された後に固化する頻度を「スラグ固化率
Ｓ」と定義する。例えばほぼ同一条件の組成条件を有す
る採取スラグ１０種について、そのうち４種のスラグが
冷却中に固化し、残りの６種のスラグが粉化したと判断
された場合には、スラグ固化率Ｓは（４／１０）×１０
０＝４０％と計算することにする。
ラグが冷却された後に固化する頻度を「スラグ固化率
Ｓ」と定義する。例えばほぼ同一条件の組成条件を有す
る採取スラグ１０種について、そのうち４種のスラグが
冷却中に固化し、残りの６種のスラグが粉化したと判断
された場合には、スラグ固化率Ｓは（４／１０）×１０
０＝４０％と計算することにする。
【００１５】なお、このように採取スラグの塩基度、Ａ
ｌ2 Ｏ3 量、Ｂ2 Ｏ3 量がほぼ同一条件であっても、そ
れらスラグが粉化又は固化する場合に分かれるのは、そ
の他の条件、例えばスラグの冷却速度、スラグ組成の均
一性・偏析はもとより、本願の請求項に係る発明で規定
された条件以外のスラグ組成（粒Ｆｅ含有量、Ｆｅ酸化
物、Ｃｒ酸化物、Ｐ酸化物、Ｍｇ酸化物）などの影響を
複雑に受け、結果にバラツキが生じるためと推定され
る。
ｌ2 Ｏ3 量、Ｂ2 Ｏ3 量がほぼ同一条件であっても、そ
れらスラグが粉化又は固化する場合に分かれるのは、そ
の他の条件、例えばスラグの冷却速度、スラグ組成の均
一性・偏析はもとより、本願の請求項に係る発明で規定
された条件以外のスラグ組成（粒Ｆｅ含有量、Ｆｅ酸化
物、Ｃｒ酸化物、Ｐ酸化物、Ｍｇ酸化物）などの影響を
複雑に受け、結果にバラツキが生じるためと推定され
る。
【００１６】先ず、実操業で排出された製鋼スラグに関
し、Ａｌ2 Ｏ3 が不可避的に混入する程度の低いレベル
である３質量％以下の場合で、かつ、Ｂ2 Ｏ3 を添加し
ない場合において、スラグ固化率におよぼすスラグ塩基
度の影響を統計的に調べた結果を図１に示す。この場合
のスラグ固化率をＳ0 とし、本願の請求項に係る発明の
有効性評価を測る基準の値とする。
し、Ａｌ2 Ｏ3 が不可避的に混入する程度の低いレベル
である３質量％以下の場合で、かつ、Ｂ2 Ｏ3 を添加し
ない場合において、スラグ固化率におよぼすスラグ塩基
度の影響を統計的に調べた結果を図１に示す。この場合
のスラグ固化率をＳ0 とし、本願の請求項に係る発明の
有効性評価を測る基準の値とする。
【００１７】図１より明らかなように、塩基度αが２付
近で最も固化率が低下しており、塩基度αが２より低く
なると、固化率の平均値及び最低値が上昇する。反対に
塩基度αが２より高くなると、固化率の平均値は上昇す
るが、最低値はほとんど上昇しないことが判る。
近で最も固化率が低下しており、塩基度αが２より低く
なると、固化率の平均値及び最低値が上昇する。反対に
塩基度αが２より高くなると、固化率の平均値は上昇す
るが、最低値はほとんど上昇しないことが判る。
【００１８】本発明者は、このような基準データをもと
に、スラグ中のＡｌ2 Ｏ3 量やＢ2Ｏ3 量を制御するこ
とにより、スラグが固化する確率を上昇できることを以
下のようにして見出した。
に、スラグ中のＡｌ2 Ｏ3 量やＢ2Ｏ3 量を制御するこ
とにより、スラグが固化する確率を上昇できることを以
下のようにして見出した。
【００１９】Ａｌ2 Ｏ3 を配合することによってスラグ
の粉化が抑制される理由は明確ではないが、Ｂ2 Ｏ3 と
同様、Ａｌ2 Ｏ3 もガラス状の固形物を作る性質を有す
るため、粉化が抑制できるものと考えられる。
の粉化が抑制される理由は明確ではないが、Ｂ2 Ｏ3 と
同様、Ａｌ2 Ｏ3 もガラス状の固形物を作る性質を有す
るため、粉化が抑制できるものと考えられる。
【００２０】なお、Ｂ2 Ｏ3 はスラグの粉化抑制効果が
強く、スラグ中に０．０５質量％から３質量％ほどの微
量を含有させるだけでその効果が発揮することが知られ
ていたが、本発明者の種々の調査から、Ａｌ2 Ｏ3 はＢ
2 Ｏ3 ほどその粉化抑制効果が大きくないことが判明し
た。すなわち、スラグ中に５質量％から３０質量％必要
であることが判った。
強く、スラグ中に０．０５質量％から３質量％ほどの微
量を含有させるだけでその効果が発揮することが知られ
ていたが、本発明者の種々の調査から、Ａｌ2 Ｏ3 はＢ
2 Ｏ3 ほどその粉化抑制効果が大きくないことが判明し
た。すなわち、スラグ中に５質量％から３０質量％必要
であることが判った。
【００２１】具体的には、先に説明した式で表わされる
スラグの塩基度αによってその必要量は異なり、塩基度
αが１以上でかつ３以下の時は、下記（２）式に規定す
る条件を、また、塩基度αが３を超えるときは、以下の
（３）式に規定する条件にて、スラグの粉化抑制の効果
が顕著になることが判明した。 （Ａｌ2 Ｏ3 ）≧１５−１０×（α−２）2 …（２） （Ａｌ2 Ｏ3 ）≧５ …（３）
スラグの塩基度αによってその必要量は異なり、塩基度
αが１以上でかつ３以下の時は、下記（２）式に規定す
る条件を、また、塩基度αが３を超えるときは、以下の
（３）式に規定する条件にて、スラグの粉化抑制の効果
が顕著になることが判明した。 （Ａｌ2 Ｏ3 ）≧１５−１０×（α−２）2 …（２） （Ａｌ2 Ｏ3 ）≧５ …（３）
【００２２】上記した（２）（３）式で表わされる範囲
を図２に斜線領域にて図示する。図２中の○プロットは
そのスラグ固形率が同一塩基度において前述したスラグ
固化率ＳO に対して１．５倍以上に上昇したデータ点で
あり、図２中の×プロットはそれに対して１．５倍未満
だったデータ点である。
を図２に斜線領域にて図示する。図２中の○プロットは
そのスラグ固形率が同一塩基度において前述したスラグ
固化率ＳO に対して１．５倍以上に上昇したデータ点で
あり、図２中の×プロットはそれに対して１．５倍未満
だったデータ点である。
【００２３】本願の請求項に係る発明においては、同一
塩基度において、スラグ固化率ＳOがＡｌ2 Ｏ3 の添加
によって１．５倍以上に増加する効果の現われるＡｌ2
Ｏ3量を規定した。本願の請求項に係る発明において、
Ａｌ2 Ｏ3 量をスラグ固化率が１．５倍以上に増加する
効果の現われる量としたのは、Ａｌ2 Ｏ3 の添加量を増
やすとスラグ固化率が向上することが判ったからであ
る。
塩基度において、スラグ固化率ＳOがＡｌ2 Ｏ3 の添加
によって１．５倍以上に増加する効果の現われるＡｌ2
Ｏ3量を規定した。本願の請求項に係る発明において、
Ａｌ2 Ｏ3 量をスラグ固化率が１．５倍以上に増加する
効果の現われる量としたのは、Ａｌ2 Ｏ3 の添加量を増
やすとスラグ固化率が向上することが判ったからであ
る。
【００２４】そこで、スラグ固化率が従来のスラグ固化
率の１．５倍、２倍、３倍になるＡｌ2 Ｏ3 添加量を調
査した結果、スラグ固化率を従来のスラグ固化率の２
倍、３倍とすると、Ａｌ2 Ｏ3 の添加量が多くなりすぎ
て、スラグ本来の目的である脱燐、脱硫の効果が低下す
ることが判明した。そこで、脱燐、脱硫の効果を損なわ
ない範囲内でＡｌ2 Ｏ3 の添加量を増やした場合の固化
率の上昇率として、本発明では従来のスラグ固化率の
１．５倍を選択したのである。
率の１．５倍、２倍、３倍になるＡｌ2 Ｏ3 添加量を調
査した結果、スラグ固化率を従来のスラグ固化率の２
倍、３倍とすると、Ａｌ2 Ｏ3 の添加量が多くなりすぎ
て、スラグ本来の目的である脱燐、脱硫の効果が低下す
ることが判明した。そこで、脱燐、脱硫の効果を損なわ
ない範囲内でＡｌ2 Ｏ3 の添加量を増やした場合の固化
率の上昇率として、本発明では従来のスラグ固化率の
１．５倍を選択したのである。
【００２５】なお、スラグ塩基度αが１．０未満の低塩
基度スラグは、現状ではほとんど存在しないことから、
本願の請求項に係る発明から除外した。
基度スラグは、現状ではほとんど存在しないことから、
本願の請求項に係る発明から除外した。
【００２６】更に、塩基度αが１以上でかつ３以下の場
合において、縦軸にスラグ固化率比ＳA ／ＳO を、横軸
にＡｌ2 Ｏ3 パラメータをとった場合における両者の関
係を整理したものを図３に示す。ここで、ＳA はＡｌ2
Ｏ3 を３質量％を超えて含有するスラグのスラグ固化率
である。
合において、縦軸にスラグ固化率比ＳA ／ＳO を、横軸
にＡｌ2 Ｏ3 パラメータをとった場合における両者の関
係を整理したものを図３に示す。ここで、ＳA はＡｌ2
Ｏ3 を３質量％を超えて含有するスラグのスラグ固化率
である。
【００２７】図３から判るように、スラグ固化率比ＳA
／ＳO が１．５倍以上になるのは、（Ａｌ2 Ｏ3 ）−
｛１５−１０×（α−２）2 ｝が０以上の場合、すなわ
ち、上記した（２）式を満足する場合である。
／ＳO が１．５倍以上になるのは、（Ａｌ2 Ｏ3 ）−
｛１５−１０×（α−２）2 ｝が０以上の場合、すなわ
ち、上記した（２）式を満足する場合である。
【００２８】同様に、塩基度αが３を超える場合におい
て、縦軸にスラグ固化率比ＳA ／Ｓ O を、横軸にＡｌ2
Ｏ3 パラメータをとった場合における両者の関係を整理
したものを図４に示す。図４から判るように、スラグ固
化率比ＳA ／ＳO が１．５倍以上になるのは、（Ａｌ2
Ｏ3 ）−５が０以上の場合、すなわち、上記した（３）
式を満足する場合である。
て、縦軸にスラグ固化率比ＳA ／Ｓ O を、横軸にＡｌ2
Ｏ3 パラメータをとった場合における両者の関係を整理
したものを図４に示す。図４から判るように、スラグ固
化率比ＳA ／ＳO が１．５倍以上になるのは、（Ａｌ2
Ｏ3 ）−５が０以上の場合、すなわち、上記した（３）
式を満足する場合である。
【００２９】なお、Ａｌ2 Ｏ3 の上限濃度は特に限定し
ないが、鋼の脱燐、脱硫、脱酸など、精錬特性への悪影
響を与えない程度としては、３０質量％以下とするのが
良い。
ないが、鋼の脱燐、脱硫、脱酸など、精錬特性への悪影
響を与えない程度としては、３０質量％以下とするのが
良い。
【００３０】また、Ａｌ2 Ｏ3 は精錬炉中に制御できる
化合物であるので、その適用の容易性並びに均一混合性
がＢ2 Ｏ3 に比べて優れている。加えて、コスト性にも
優れている。
化合物であるので、その適用の容易性並びに均一混合性
がＢ2 Ｏ3 に比べて優れている。加えて、コスト性にも
優れている。
【００３１】ここで、スラグ中のＡｌ2 Ｏ3 の調整の方
法については、精錬炉中のＡｌと酸素による昇熱時に使
用するＡｌ量、及び、脱酸用に一部使用されているＡｌ
量などで調整して必要なＡｌ2 Ｏ3 を制御することが最
も簡単であるが、昇熱の不要な場合、或いは、低Ａｌ鋼
などの精錬時には、ボーキサイト、ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ 3
化合物などのＡｌ2 Ｏ3 源を使用しても良い。
法については、精錬炉中のＡｌと酸素による昇熱時に使
用するＡｌ量、及び、脱酸用に一部使用されているＡｌ
量などで調整して必要なＡｌ2 Ｏ3 を制御することが最
も簡単であるが、昇熱の不要な場合、或いは、低Ａｌ鋼
などの精錬時には、ボーキサイト、ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ 3
化合物などのＡｌ2 Ｏ3 源を使用しても良い。
【００３２】更に、本発明者は以下の知見も得た。すな
わち、Ａｌ2 Ｏ3 を上記範囲にて調整した場合、その粉
化抑制の効果が現われるが、同時にＢ2 Ｏ3 を添加する
ことで、粉化防止効果を更に高めることができることが
判った。これは、両者の相乗効果と推定される。
わち、Ａｌ2 Ｏ3 を上記範囲にて調整した場合、その粉
化抑制の効果が現われるが、同時にＢ2 Ｏ3 を添加する
ことで、粉化防止効果を更に高めることができることが
判った。これは、両者の相乗効果と推定される。
【００３３】スラグ塩基度αが１．５以上で、かつ、
３．５以下の場合において、スラグ固化率比ＳAB／ＳO
とスラグ中のＢ2 Ｏ3 量の関係を図５に示す。ここで、
ＳABは本願の請求項１に係る発明のＡｌ2 Ｏ3 量を配合
されたスラグにおいて、Ｂ2 Ｏ 3 を添加したスラグのス
ラグ固化率である。
３．５以下の場合において、スラグ固化率比ＳAB／ＳO
とスラグ中のＢ2 Ｏ3 量の関係を図５に示す。ここで、
ＳABは本願の請求項１に係る発明のＡｌ2 Ｏ3 量を配合
されたスラグにおいて、Ｂ2 Ｏ 3 を添加したスラグのス
ラグ固化率である。
【００３４】図５の結果に基づき、本発明では配合すべ
きＢ2 Ｏ3 は、０．０５質量％以上でかつ０．３質量％
以下であると規定した。なお、その下限値はスラグ固化
率比ＳAB／ＳO が２以上となる最小のＢ2 Ｏ3 量であ
り、その上限値はスラグ固化率比ＳAB／ＳO が５程度か
ら上昇しなくなる（添加効果の上昇が鈍る）最小のＢ2
Ｏ3 量を採用した。なお、この量はＡｌ2 Ｏ3 の配合を
上記範囲に制御しない場合に比べて、約半分から１／１
０以下に節約できる量であると考えられる。
きＢ2 Ｏ3 は、０．０５質量％以上でかつ０．３質量％
以下であると規定した。なお、その下限値はスラグ固化
率比ＳAB／ＳO が２以上となる最小のＢ2 Ｏ3 量であ
り、その上限値はスラグ固化率比ＳAB／ＳO が５程度か
ら上昇しなくなる（添加効果の上昇が鈍る）最小のＢ2
Ｏ3 量を採用した。なお、この量はＡｌ2 Ｏ3 の配合を
上記範囲に制御しない場合に比べて、約半分から１／１
０以下に節約できる量であると考えられる。
【００３５】なお、ここで、Ｂ2 Ｏ3 とは、無水ホウ
酸、オルトホウ酸、メタホウ酸、ホウ砂等各種物質の単
独或いは複合した化合物とし、精錬炉内或いはスラグ排
出用のスラグ専用鍋で添加するものとする。以上のよう
に、スラグ塩基度に応じたＡｌ2 Ｏ3 量の調整、並び
に、Ｂ2 Ｏ3源の効果的な添加にて固化が図れたスラグ
については、必然的に、路盤材、コンクリート骨材など
に使用できる割合が増加することになる。
酸、オルトホウ酸、メタホウ酸、ホウ砂等各種物質の単
独或いは複合した化合物とし、精錬炉内或いはスラグ排
出用のスラグ専用鍋で添加するものとする。以上のよう
に、スラグ塩基度に応じたＡｌ2 Ｏ3 量の調整、並び
に、Ｂ2 Ｏ3源の効果的な添加にて固化が図れたスラグ
については、必然的に、路盤材、コンクリート骨材など
に使用できる割合が増加することになる。
【００３６】
【実施例】以下、本発明の効果を確認するために行った
実施例の結果について説明する。 （実施例１）４０トン電気炉を用いて炭素鋼を精錬した
際に、電気炉から排出されるスラグの、スラグ中のＡｌ
2 Ｏ3 量やＢ2 Ｏ3 源の量を、電気炉内でスラグの塩基
度α（１．２）にあわせて下記の表１に示した範囲に調
整し、この調整したＡｌ2 Ｏ 3 量やＢ2 Ｏ3 量の塩基度
αが１．２の製鋼スラグを得た。
実施例の結果について説明する。 （実施例１）４０トン電気炉を用いて炭素鋼を精錬した
際に、電気炉から排出されるスラグの、スラグ中のＡｌ
2 Ｏ3 量やＢ2 Ｏ3 源の量を、電気炉内でスラグの塩基
度α（１．２）にあわせて下記の表１に示した範囲に調
整し、この調整したＡｌ2 Ｏ 3 量やＢ2 Ｏ3 量の塩基度
αが１．２の製鋼スラグを得た。
【００３７】本実施例では、Ａｌ2 Ｏ3 は基本的に脱酸
用のＡｌ、溶鋼昇熱用のＡｌと酸素によって調整し、Ｂ
2 Ｏ3 源は無水ホウ酸（Ｎａ2 Ｂ4 Ｏ7 ）を使用した。
その際の固化したスラグ数、固化率ＳO ，ＳA ，ＳAB、
固化率比ＳA ／ＳO 又はＳAB／ＳO を調査した。その結
果を、下記表１にあわせて示す。
用のＡｌ、溶鋼昇熱用のＡｌと酸素によって調整し、Ｂ
2 Ｏ3 源は無水ホウ酸（Ｎａ2 Ｂ4 Ｏ7 ）を使用した。
その際の固化したスラグ数、固化率ＳO ，ＳA ，ＳAB、
固化率比ＳA ／ＳO 又はＳAB／ＳO を調査した。その結
果を、下記表１にあわせて示す。
【００３８】
【表１】
【００３９】上記した表１より明らかなように、本発明
方法によってスラグ中のＡｌ2 Ｏ3量を調整した本発明
例１の製鋼スラグは、スラグ中のＡｌ2 Ｏ3 量が本発明
の範囲を外れた比較例１に比べて、スラグの固化率が大
幅に向上していることが判る。また、本発明方法によっ
てスラグ中のＢ2 Ｏ3 量を調整した本発明例２の製鋼ス
ラグはスラグの固化率が更に向上していることが判る。
方法によってスラグ中のＡｌ2 Ｏ3量を調整した本発明
例１の製鋼スラグは、スラグ中のＡｌ2 Ｏ3 量が本発明
の範囲を外れた比較例１に比べて、スラグの固化率が大
幅に向上していることが判る。また、本発明方法によっ
てスラグ中のＢ2 Ｏ3 量を調整した本発明例２の製鋼ス
ラグはスラグの固化率が更に向上していることが判る。
【００４０】（実施例２）１６０トン転炉を用いて炭素
鋼を精錬した際に、転炉から排出されるスラグの、スラ
グ中のＡｌ2 Ｏ3 量やＢ2 Ｏ3 源の量を、Ａｌ2 Ｏ3 は
転炉内で、また、Ｂ2 Ｏ3 源はスラグ専用鍋に入れ置い
てスラグを転炉から移すときにスラグの塩基度α（２．
０）にあわせて下記の表２に示した範囲に調整し、この
調整したＡｌ2 Ｏ3 量やＢ2 Ｏ3 量の塩基度αが２．０
の製鋼スラグを得た。
鋼を精錬した際に、転炉から排出されるスラグの、スラ
グ中のＡｌ2 Ｏ3 量やＢ2 Ｏ3 源の量を、Ａｌ2 Ｏ3 は
転炉内で、また、Ｂ2 Ｏ3 源はスラグ専用鍋に入れ置い
てスラグを転炉から移すときにスラグの塩基度α（２．
０）にあわせて下記の表２に示した範囲に調整し、この
調整したＡｌ2 Ｏ3 量やＢ2 Ｏ3 量の塩基度αが２．０
の製鋼スラグを得た。
【００４１】本実施例でも、Ａｌ2 Ｏ3 は基本的に脱酸
用のＡｌ、溶鋼昇熱用のＡｌと酸素によって調整し、Ｂ
2 Ｏ3 源は無水ホウ酸（Ｎａ2 Ｂ4 Ｏ7 ）を使用した。
その際の固化したスラグ数、固化率ＳO ，ＳA ，ＳAB、
固化率比ＳA ／ＳO 又はＳAB／ＳO を調査した。その結
果を、下記表２にあわせて示す。
用のＡｌ、溶鋼昇熱用のＡｌと酸素によって調整し、Ｂ
2 Ｏ3 源は無水ホウ酸（Ｎａ2 Ｂ4 Ｏ7 ）を使用した。
その際の固化したスラグ数、固化率ＳO ，ＳA ，ＳAB、
固化率比ＳA ／ＳO 又はＳAB／ＳO を調査した。その結
果を、下記表２にあわせて示す。
【００４２】
【表２】
【００４３】上記した表２より明らかなように、本発明
方法によってスラグ中のＡｌ2 Ｏ3量を調整した本発明
例３の製鋼スラグは、スラグ中のＡｌ2 Ｏ3 量が本発明
の範囲を外れた比較例２に比べて、スラグの固化率が大
幅に向上していることが判る。また、本発明方法によっ
てスラグ中のＢ2 Ｏ3 量を調整した本発明例４の製鋼ス
ラグは、スラグの固化率が更に向上していることが判
る。
方法によってスラグ中のＡｌ2 Ｏ3量を調整した本発明
例３の製鋼スラグは、スラグ中のＡｌ2 Ｏ3 量が本発明
の範囲を外れた比較例２に比べて、スラグの固化率が大
幅に向上していることが判る。また、本発明方法によっ
てスラグ中のＢ2 Ｏ3 量を調整した本発明例４の製鋼ス
ラグは、スラグの固化率が更に向上していることが判
る。
【００４４】（実施例３）４０トンＡＯＤ炉を用いて１
８％Ｃｒ−８％Ｎｉ系の極低Ｓステンレス鋼を精錬した
際に、ＡＯＤ炉から排出されるスラグの、スラグ中のＡ
ｌ2 Ｏ3 量やＢ2Ｏ3 源の量を、Ａｌ2 Ｏ3 はＡＯＤ炉
内で、また、Ｂ2 Ｏ3 源はスラグ専用鍋に入れ置いてス
ラグをＡＯＤ炉から移すときにスラグの塩基度α（３．
５）にあわせて下記の表３に示した範囲に調整し、この
調整したＡｌ2 Ｏ3 量やＢ2 Ｏ3 量の塩基度αが３．５
の製鋼スラグを得た。
８％Ｃｒ−８％Ｎｉ系の極低Ｓステンレス鋼を精錬した
際に、ＡＯＤ炉から排出されるスラグの、スラグ中のＡ
ｌ2 Ｏ3 量やＢ2Ｏ3 源の量を、Ａｌ2 Ｏ3 はＡＯＤ炉
内で、また、Ｂ2 Ｏ3 源はスラグ専用鍋に入れ置いてス
ラグをＡＯＤ炉から移すときにスラグの塩基度α（３．
５）にあわせて下記の表３に示した範囲に調整し、この
調整したＡｌ2 Ｏ3 量やＢ2 Ｏ3 量の塩基度αが３．５
の製鋼スラグを得た。
【００４５】本実施例でも、Ａｌ2 Ｏ3 は基本的に脱酸
用のＡｌ、溶鋼昇熱用のＡｌと酸素によって調整し、Ｂ
2 Ｏ3 源は無水ホウ酸（Ｎａ2 Ｂ4 Ｏ7 ）を使用した。
その際の固化したスラグ数、固化率ＳO ，ＳA ，ＳAB、
固化率比ＳA ／ＳO 又はＳAB／ＳO を調査した。その結
果を、下記表３にあわせて示す。
用のＡｌ、溶鋼昇熱用のＡｌと酸素によって調整し、Ｂ
2 Ｏ3 源は無水ホウ酸（Ｎａ2 Ｂ4 Ｏ7 ）を使用した。
その際の固化したスラグ数、固化率ＳO ，ＳA ，ＳAB、
固化率比ＳA ／ＳO 又はＳAB／ＳO を調査した。その結
果を、下記表３にあわせて示す。
【００４６】
【表３】
【００４７】上記した表３より明らかなように、本発明
方法によってスラグ中のＡｌ2 Ｏ3量を調整した本発明
例５の製鋼スラグは、スラグ中のＡｌ2 Ｏ3 量が本発明
の範囲を外れた比較例３に比べて、スラグの固化率が大
幅に向上していることが判る。また、本発明方法によっ
てスラグ中のＢ2 Ｏ3 量を調整した本発明例６の製鋼ス
ラグは、スラグの固化率が更に向上していることが判
る。
方法によってスラグ中のＡｌ2 Ｏ3量を調整した本発明
例５の製鋼スラグは、スラグ中のＡｌ2 Ｏ3 量が本発明
の範囲を外れた比較例３に比べて、スラグの固化率が大
幅に向上していることが判る。また、本発明方法によっ
てスラグ中のＢ2 Ｏ3 量を調整した本発明例６の製鋼ス
ラグは、スラグの固化率が更に向上していることが判
る。
【００４８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
製鋼精錬工程において発生するスラグの微粉化、細粒化
を抑制し、固体塊状化させることにより、スラグの粉塵
飛散を有効に低減し、作業環境、運搬条件を改善すると
共に、路盤材、コンクリート骨材など二次的流用を図る
ことができる。
製鋼精錬工程において発生するスラグの微粉化、細粒化
を抑制し、固体塊状化させることにより、スラグの粉塵
飛散を有効に低減し、作業環境、運搬条件を改善すると
共に、路盤材、コンクリート骨材など二次的流用を図る
ことができる。
【図１】スラグ中のＡｌ2 Ｏ3 含有量が３質量％以下の
スラグに対して、スラグ固化率ＳO におよぼすスラグ塩
基度αの影響を示す図である。
スラグに対して、スラグ固化率ＳO におよぼすスラグ塩
基度αの影響を示す図である。
【図２】本願請求項１に係る発明に示すスラグ中のＡｌ
2 Ｏ3 含有量とスラグ塩基度αの関係を示す図である。
2 Ｏ3 含有量とスラグ塩基度αの関係を示す図である。
【図３】スラグ塩基度αが１以上でかつ３以下の場合に
おけるスラグ固化率ＳA ／ＳOにおよぼすＡｌ2 Ｏ3 パ
ラメータの関係を示す図である。
おけるスラグ固化率ＳA ／ＳOにおよぼすＡｌ2 Ｏ3 パ
ラメータの関係を示す図である。
【図４】スラグ塩基度αが３を超える場合におけるスラ
グ固化率ＳA ／ＳO におよぼすＡｌ2 Ｏ3 パラメータの
関係を示す図である。
グ固化率ＳA ／ＳO におよぼすＡｌ2 Ｏ3 パラメータの
関係を示す図である。
【図５】スラグ塩基度αとＡｌ2 Ｏ3 量の関係が本願請
求項１に係る発明に示す条件を満たす場合において、ス
ラグ固化率ＳAB／ＳO におよぼすＢ2 Ｏ3 配合の関係を
示す図である。
求項１に係る発明に示す条件を満たす場合において、ス
ラグ固化率ＳAB／ＳO におよぼすＢ2 Ｏ3 配合の関係を
示す図である。
Claims (4)
- 【請求項１】 下記（１）式で規定される塩基度αが、
１以上でかつ３以下のときは下記（２）式に規定する条
件を、また、３を超えるときは下記（３）式に規定する
条件を満足させることを特徴とする製鋼スラグ。 α＝（ＣａＯ）／｛（ＳｉＯ2 ）＋（Ａｌ2 Ｏ3 ）｝…（１） （Ａｌ2 Ｏ3 ）≧１５−１０×（α−２）2 …（２） （Ａｌ2 Ｏ3 ）≧５ …（３） ここで、（ＣａＯ）：スラグ中のＣａＯ濃度（質量％） （ＳｉＯ2 ）：スラグ中のＳｉＯ2 濃度（質量％） （Ａｌ2 Ｏ3 ）：スラグ中のＡｌ2 Ｏ3 濃度（質量％） - 【請求項２】 Ｂ2 Ｏ3 の濃度が、０．０５質量％以上
でかつ０．３質量％以下であることを特徴とする請求項
１記載の製鋼スラグ。 - 【請求項３】 精錬炉から排出されるスラグの下記
（１）式で規定される塩基度αが、１以上でかつ３以下
のときは下記（２）式に規定する条件を、また、３を超
えるときは下記（３）式に規定する条件を満足するよう
に、精錬炉内でスラグ中のＡｌ2 Ｏ3 量を調整すること
を特徴とする製鋼スラグの調整方法。 α＝（ＣａＯ）／｛（ＳｉＯ2 ）＋（Ａｌ2 Ｏ3 ）｝…（１） （Ａｌ2 Ｏ3 ）≧１５−１０×（α−２）2 …（２） （Ａｌ2 Ｏ3 ）≧５ …（３） ここで、（ＣａＯ）：スラグ中のＣａＯ濃度（質量％） （ＳｉＯ2 ）：スラグ中のＳｉＯ2 濃度（質量％） （Ａｌ2 Ｏ3 ）：スラグ中のＡｌ2 Ｏ3 濃度（質量％） - 【請求項４】 精錬炉から排出されるスラグの下記
（１）式で規定される塩基度αが、１以上でかつ３以下
のときは下記（２）式に規定する条件を、また、３を超
えるときは下記（３）式に規定する条件を満足するよう
に、精錬炉内でスラグ中のＡｌ2 Ｏ3 量を調整すると共
に、Ｂ2 Ｏ3 の濃度が０．０５質量％以上でかつ０．３
質量％以下となるように、精錬炉内或いはスラグ排出の
ためのスラグ専用鍋でＢ2 Ｏ3 源の量を調整することを
特徴とする製鋼スラグの調整方法。 α＝（ＣａＯ）／｛（ＳｉＯ2 ）＋（Ａｌ2 Ｏ3 ）｝…（１） （Ａｌ2 Ｏ3 ）≧１５−１０×（α−２）2 …（２） （Ａｌ2 Ｏ3 ）≧５ …（３） ここで、（ＣａＯ）：スラグ中のＣａＯ濃度（質量％） （ＳｉＯ2 ）：スラグ中のＳｉＯ2 濃度（質量％） （Ａｌ2 Ｏ3 ）：スラグ中のＡｌ2 Ｏ3 濃度（質量％）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000343128A JP2002146425A (ja) | 2000-11-10 | 2000-11-10 | 製鋼スラグ及びその調整方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000343128A JP2002146425A (ja) | 2000-11-10 | 2000-11-10 | 製鋼スラグ及びその調整方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002146425A true JP2002146425A (ja) | 2002-05-22 |
Family
ID=18817544
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000343128A Pending JP2002146425A (ja) | 2000-11-10 | 2000-11-10 | 製鋼スラグ及びその調整方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002146425A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013234099A (ja) * | 2012-05-10 | 2013-11-21 | Jfe Steel Corp | ステンレス鋼スラグの冷却方法 |
-
2000
- 2000-11-10 JP JP2000343128A patent/JP2002146425A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013234099A (ja) * | 2012-05-10 | 2013-11-21 | Jfe Steel Corp | ステンレス鋼スラグの冷却方法 |
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