JP2002211960A - 製鋼スラグの改質方法 - Google Patents
製鋼スラグの改質方法Info
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- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
Abstract
(57)【要約】
【課題】 含硼素鉱物を用いずに、ステンレススラグの
ように冷却時ダイカルシウムシリケートの相転移により
粉化する製鋼スラグの粉化を防止する。 【解決手段】 安定化物質の固溶量が少なく冷却時ダイ
カルシウムシリケートの相転移により粉化する製鋼スラ
グに関して、該製鋼スラグが溶融状態において鉄とリン
の化合物および／またはフェロホスホルを混合後の総質
量に対して０．５〜５質量％を混合しながら、あるいは
混合後に酸化性ガスが溶融状態のスラグの中へ入るよう
にする方法。
ように冷却時ダイカルシウムシリケートの相転移により
粉化する製鋼スラグの粉化を防止する。 【解決手段】 安定化物質の固溶量が少なく冷却時ダイ
カルシウムシリケートの相転移により粉化する製鋼スラ
グに関して、該製鋼スラグが溶融状態において鉄とリン
の化合物および／またはフェロホスホルを混合後の総質
量に対して０．５〜５質量％を混合しながら、あるいは
混合後に酸化性ガスが溶融状態のスラグの中へ入るよう
にする方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ステンレススラグ
のように冷却時ダイカルシウムシリケートの相転移によ
り粉化する製鋼スラグの粉化防止を目的とした改質方法
に関するものである。
のように冷却時ダイカルシウムシリケートの相転移によ
り粉化する製鋼スラグの粉化防止を目的とした改質方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に製鋼スラグは、溶融状態から冷却
し、凝固後に破砕して、必要に応じて自然または強制エ
ージングさせた後、道路材や土木用材などに利用されて
いる。しかし、製鋼スラグの中にはダイカルシウムシリ
ケート（２ＣａＯ・ＳｉＯ２）の相転移により粉化し資
源化が困難なものもある。例えば、ステンレススラグの
場合、スラグの冷却中にダイカルシウムシリケートの結
晶構造が約５００℃でβ型→γ型へと相転移し、このと
きの体積変化で粉化する。スラグを道路材や土木用材な
どに利用する際は、適度の粒度を保たねばならないの
で、粉化すると利用が困難となる。粉化を防止するため
には、スラグの改質が必要となる。その方法として、例
えば特開昭６１−１１１９４７号公報に示されるよう
に、製鋼溶融スラグに灰硼石（２ＣａＯ・３Ｂ２Ｏ３・
５Ｈ２Ｏ）のような結晶水を有する含硼素鉱物を添加す
る方法がある。また、特開昭５９−１３６５１号公報
に示されるように、溶融状態の電気炉スラグにリン酸三
カルシウム（３ＣａＯ・Ｐ２Ｏ ５）のようなリン酸塩ま
たはリン酸塩を含有する材料を添加混合する方法があ
る。
し、凝固後に破砕して、必要に応じて自然または強制エ
ージングさせた後、道路材や土木用材などに利用されて
いる。しかし、製鋼スラグの中にはダイカルシウムシリ
ケート（２ＣａＯ・ＳｉＯ２）の相転移により粉化し資
源化が困難なものもある。例えば、ステンレススラグの
場合、スラグの冷却中にダイカルシウムシリケートの結
晶構造が約５００℃でβ型→γ型へと相転移し、このと
きの体積変化で粉化する。スラグを道路材や土木用材な
どに利用する際は、適度の粒度を保たねばならないの
で、粉化すると利用が困難となる。粉化を防止するため
には、スラグの改質が必要となる。その方法として、例
えば特開昭６１−１１１９４７号公報に示されるよう
に、製鋼溶融スラグに灰硼石（２ＣａＯ・３Ｂ２Ｏ３・
５Ｈ２Ｏ）のような結晶水を有する含硼素鉱物を添加す
る方法がある。また、特開昭５９−１３６５１号公報
に示されるように、溶融状態の電気炉スラグにリン酸三
カルシウム（３ＣａＯ・Ｐ２Ｏ ５）のようなリン酸塩ま
たはリン酸塩を含有する材料を添加混合する方法があ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、前記の
方法をステンレススラグの粉化の防止に適用しようと試
みた。その結果、次のような問題が判明した。まず前記
特開昭６１−１１１９４７号公報の方法では、含硼素
鉱物の添加量によっては改質後のスラグから硼素が溶出
する。平成１１年２月２２日、硼素はフッ素等とともに
水質環境基準への項目追加が告示された。現在、他の環
境基準についても追加の是非が検討されている。その中
で、スラグの有効利用において関係が深いのは土壌環境
基準であるが、もし硼素が土壌環境基準に追加される
と、スラグからの硼素の溶出は抑制することが望まし
い。次に前記特開昭５９−１３６５１号公報に示され
る方法では、例えばリン酸三カルシウムを添加する場
合、リン酸三カルシウムの融点が１７２０℃と高いの
で、スラグへの溶解が困難であり溶け残りが発生し易か
った。溶け残りが多いとスラグの粉化防止が困難にな
る。
方法をステンレススラグの粉化の防止に適用しようと試
みた。その結果、次のような問題が判明した。まず前記
特開昭６１−１１１９４７号公報の方法では、含硼素
鉱物の添加量によっては改質後のスラグから硼素が溶出
する。平成１１年２月２２日、硼素はフッ素等とともに
水質環境基準への項目追加が告示された。現在、他の環
境基準についても追加の是非が検討されている。その中
で、スラグの有効利用において関係が深いのは土壌環境
基準であるが、もし硼素が土壌環境基準に追加される
と、スラグからの硼素の溶出は抑制することが望まし
い。次に前記特開昭５９−１３６５１号公報に示され
る方法では、例えばリン酸三カルシウムを添加する場
合、リン酸三カルシウムの融点が１７２０℃と高いの
で、スラグへの溶解が困難であり溶け残りが発生し易か
った。溶け残りが多いとスラグの粉化防止が困難にな
る。
【０００４】本発明ではこれらの問題を解決し、安価な
方法で確実にステンレススラグの粉化を防止することを
目的とする。
方法で確実にステンレススラグの粉化を防止することを
目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、安定化物質の
固溶量が少なく冷却時ダイカルシウムシリケートの相転
移により粉化する製鋼スラグに関して、該製鋼スラグが
溶融状態において鉄とリンの化合物および／またはフェ
ロホスホルを混合後の総質量に対して０．５〜５質量％
を混合しながら、あるいは混合後に酸化性ガスが溶融状
態のスラグの中へ入るようにすることを特徴とする製鋼
スラグの改質方法である。
固溶量が少なく冷却時ダイカルシウムシリケートの相転
移により粉化する製鋼スラグに関して、該製鋼スラグが
溶融状態において鉄とリンの化合物および／またはフェ
ロホスホルを混合後の総質量に対して０．５〜５質量％
を混合しながら、あるいは混合後に酸化性ガスが溶融状
態のスラグの中へ入るようにすることを特徴とする製鋼
スラグの改質方法である。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細について説明
する。本発明は、安定化物質の固溶量が少なく冷却時ダ
イカルシウムシリケートの相転移により粉化する製鋼ス
ラグに関し、該製鋼スラグが溶融状態において鉄とリン
の化合物および／またはフェロホスホルを混合後の総質
量に対して０．５〜５質量％を混合しながら、あるいは
混合後に酸化性ガスが溶融状態のスラグの中へ入るよう
にすることを特徴とする。
する。本発明は、安定化物質の固溶量が少なく冷却時ダ
イカルシウムシリケートの相転移により粉化する製鋼ス
ラグに関し、該製鋼スラグが溶融状態において鉄とリン
の化合物および／またはフェロホスホルを混合後の総質
量に対して０．５〜５質量％を混合しながら、あるいは
混合後に酸化性ガスが溶融状態のスラグの中へ入るよう
にすることを特徴とする。
【０００７】安定化物質とはダイカルシウムシリケート
の相転移を防止するものであり、例えば、リン、硼素、
バナジウム等である。固溶量が少ないということは、こ
れらの物質が安定化に作用しない程度の少量の含有率を
意味する。前述のように、粉化の原因はダイカルシウム
シリケートの結晶構造が約５００℃でβ型→γ型へと相
転移するときの体積変化によるものである。この相転移
を防止するには、ダイカルシウムシリケートを構成する
Ｓｉ４＋イオンよりイオン半径の小さいものを置換固溶
させればよい。具体的にはＢ３＋イオンやＰ５＋イオン
を含む物質を溶融状態でスラグに添加する。前者の例が
特開昭６１−１１１９４７号公報の灰硼石、後者の例が
特開昭５９−１３６５１号公報のリン酸三カルシウムで
ある。これらの物質は添加前に既にイオン性物質であ
る。しかし、粉化防止のためには、必ずしも添加前にイ
オン性物質である必要はなく、添加後にイオン性物質に
なればよい。
の相転移を防止するものであり、例えば、リン、硼素、
バナジウム等である。固溶量が少ないということは、こ
れらの物質が安定化に作用しない程度の少量の含有率を
意味する。前述のように、粉化の原因はダイカルシウム
シリケートの結晶構造が約５００℃でβ型→γ型へと相
転移するときの体積変化によるものである。この相転移
を防止するには、ダイカルシウムシリケートを構成する
Ｓｉ４＋イオンよりイオン半径の小さいものを置換固溶
させればよい。具体的にはＢ３＋イオンやＰ５＋イオン
を含む物質を溶融状態でスラグに添加する。前者の例が
特開昭６１−１１１９４７号公報の灰硼石、後者の例が
特開昭５９−１３６５１号公報のリン酸三カルシウムで
ある。これらの物質は添加前に既にイオン性物質であ
る。しかし、粉化防止のためには、必ずしも添加前にイ
オン性物質である必要はなく、添加後にイオン性物質に
なればよい。
【０００８】本発明における鉄とリンの化合物および／
またはフェロホスホルはそのままではイオン性は不十分
だが、酸化性ガスにより鉄とリンを酸化させるとイオン
性が増加して、リンがダイカルシウムシリケートに固溶
するようになる。鉄とリンの化合物および／またはフェ
ロホスホルを混合後の総質量に対して０．５〜５％質量
％とするのは、０．５質量％未満ではダイカルシウムシ
リケートの相転移防止に不十分である。５質量％を越え
ると一部はダイカルシウムシリケートに固溶できずに析
出するので、改質剤の有効利用上非効率的である。溶融
状態である理由は、スラグの流動性が保たれるので改質
剤が均一に混合しやすいことによる。
またはフェロホスホルはそのままではイオン性は不十分
だが、酸化性ガスにより鉄とリンを酸化させるとイオン
性が増加して、リンがダイカルシウムシリケートに固溶
するようになる。鉄とリンの化合物および／またはフェ
ロホスホルを混合後の総質量に対して０．５〜５％質量
％とするのは、０．５質量％未満ではダイカルシウムシ
リケートの相転移防止に不十分である。５質量％を越え
ると一部はダイカルシウムシリケートに固溶できずに析
出するので、改質剤の有効利用上非効率的である。溶融
状態である理由は、スラグの流動性が保たれるので改質
剤が均一に混合しやすいことによる。
【０００９】ここで鉄とリンの化合物としては、Ｆｅ３
Ｐ、Ｆｅ２Ｐ、ＦｅＰ、ＦｅＰ２、ＦｅＰ４などの燐化
鉄がある。また、ＪＩＳ Ｇ ２３１０に規定されたフ
ェロホスホルまたはこれを適当な粒度に破砕したものも
用いることができる。フェロホスホルは鉄とリンの合金
であり主に数種類の燐化鉄より成る。燐化鉄で最も融点
が高いのはＦｅ２Ｐの１３７０℃である。鉄とリンの化
合物を用いるのは、リン単独では加熱に対して不安定で
あり失われやすいが、鉄と化合物を形成すると高温でも
失われにくくなることによる。またフェロホスホルは鉄
とリンの合金であり、これも加熱に対して安定なので都
合がよい。従って、鉄とリンの化合物とフェロホスホル
を各々単独で用いても混合して用いてもよい。
Ｐ、Ｆｅ２Ｐ、ＦｅＰ、ＦｅＰ２、ＦｅＰ４などの燐化
鉄がある。また、ＪＩＳ Ｇ ２３１０に規定されたフ
ェロホスホルまたはこれを適当な粒度に破砕したものも
用いることができる。フェロホスホルは鉄とリンの合金
であり主に数種類の燐化鉄より成る。燐化鉄で最も融点
が高いのはＦｅ２Ｐの１３７０℃である。鉄とリンの化
合物を用いるのは、リン単独では加熱に対して不安定で
あり失われやすいが、鉄と化合物を形成すると高温でも
失われにくくなることによる。またフェロホスホルは鉄
とリンの合金であり、これも加熱に対して安定なので都
合がよい。従って、鉄とリンの化合物とフェロホスホル
を各々単独で用いても混合して用いてもよい。
【００１０】また、酸化性ガスとは、酸素、炭酸ガス、
水蒸気、あるいはこれらのガスを主要成分の１つとして
含むガスである。これらのガスは溶融スラグ中へ耐熱性
パイプを介して吹き込んでもよいが、より簡便な方法と
しては、石灰石、ドロマイト、マグネサイト、炭酸鉄の
ような炭酸塩鉱物、あるいはコンクリート廃材、蛇紋岩
のような結合水含有物質を予めスラグ鍋の底に置き、ス
ラグの熱で炭酸ガスや水蒸気を発生させるという方法が
ある。このとき、鉄とリンの化合物は炭酸塩鉱物や結合
水含有物質とともにスラグ鍋の底に置いてもよいし、排
滓終了後、上からスラグに投入してもよい。あるいは、
排滓中にスラグの落下流へ投入してもよい。もし、排滓
時、落下によるスラグ中への空気の巻き込みが十分なら
ば、炭酸塩鉱物等がなくても、この巻き込み空気で鉄と
リンの化合物やフェロホスホルは酸化される。
水蒸気、あるいはこれらのガスを主要成分の１つとして
含むガスである。これらのガスは溶融スラグ中へ耐熱性
パイプを介して吹き込んでもよいが、より簡便な方法と
しては、石灰石、ドロマイト、マグネサイト、炭酸鉄の
ような炭酸塩鉱物、あるいはコンクリート廃材、蛇紋岩
のような結合水含有物質を予めスラグ鍋の底に置き、ス
ラグの熱で炭酸ガスや水蒸気を発生させるという方法が
ある。このとき、鉄とリンの化合物は炭酸塩鉱物や結合
水含有物質とともにスラグ鍋の底に置いてもよいし、排
滓終了後、上からスラグに投入してもよい。あるいは、
排滓中にスラグの落下流へ投入してもよい。もし、排滓
時、落下によるスラグ中への空気の巻き込みが十分なら
ば、炭酸塩鉱物等がなくても、この巻き込み空気で鉄と
リンの化合物やフェロホスホルは酸化される。
【００１１】
【実施例】以下、本発明について実施例によって、さら
に詳述する。
に詳述する。
【００１２】本実施例における製鋼スラグはステンレス
スラグを対象とした。その化学組成を表１に示す。鉄と
リンの化合物はフェロホスホルの５ｍｍアンダー破砕品
を用いた。本発明例において予めフェロホスホルをスラ
グ鍋の底に置き、溶融状態にあるスラグをスラグ鍋に排
滓した。フェロホスホルの添加量を表２に示す。酸化性
ガスとしては、スラグ落下時の巻き込み空気、および石
灰石熱分解時の炭酸ガスを用いた。後者の場合、石灰石
もフェロホスホルとともにスラグ鍋の底に置いた。冷却
後、粉化の有無、硼素溶出状況、未溶解の改質剤の有無
も表２に示す。硼素溶出の有無については、スラグを環
境庁告示４６号で溶出試験して判断した。粉化の有無と
未溶解の改質剤の有無は目視で判断した。
スラグを対象とした。その化学組成を表１に示す。鉄と
リンの化合物はフェロホスホルの５ｍｍアンダー破砕品
を用いた。本発明例において予めフェロホスホルをスラ
グ鍋の底に置き、溶融状態にあるスラグをスラグ鍋に排
滓した。フェロホスホルの添加量を表２に示す。酸化性
ガスとしては、スラグ落下時の巻き込み空気、および石
灰石熱分解時の炭酸ガスを用いた。後者の場合、石灰石
もフェロホスホルとともにスラグ鍋の底に置いた。冷却
後、粉化の有無、硼素溶出状況、未溶解の改質剤の有無
も表２に示す。硼素溶出の有無については、スラグを環
境庁告示４６号で溶出試験して判断した。粉化の有無と
未溶解の改質剤の有無は目視で判断した。
【００１３】一方、従来法のＮｏ．１は、前記特開昭
６１−１１１９４７号公報に示されるように、灰硼石を
添加する方法である。
６１−１１１９４７号公報に示されるように、灰硼石を
添加する方法である。
【００１４】また従来法のＮｏ．２は、前記特開昭５
９−１３６５１号公報に示されるように、リン酸三カル
シウムを添加する方法である。いずれの従来法も改質剤
は予めスラグ鍋の底に置いて、スラグを排滓した。
９−１３６５１号公報に示されるように、リン酸三カル
シウムを添加する方法である。いずれの従来法も改質剤
は予めスラグ鍋の底に置いて、スラグを排滓した。
【００１５】本発明法では、粉化と硼素溶出が無く、未
溶解の改質剤も無かった。比較例のＮｏ．１とＮｏ．２
は改質剤が少ないので粉化が起こった。比較例のＮｏ．
３は改質剤が多くて未溶解が発生した。
溶解の改質剤も無かった。比較例のＮｏ．１とＮｏ．２
は改質剤が少ないので粉化が起こった。比較例のＮｏ．
３は改質剤が多くて未溶解が発生した。
【００１６】一方、従来法のＮｏ．１では、灰硼石を用
いるため硼素が溶出した。また、従来法のＮｏ．２は高
融点のリン酸三カルシウムを用いるため未溶解が発生
し、粉化が十分に防止できなかった。
いるため硼素が溶出した。また、従来法のＮｏ．２は高
融点のリン酸三カルシウムを用いるため未溶解が発生
し、粉化が十分に防止できなかった。
【００１７】
【表１】
【００１８】
【表２】
【００１９】１）酸化性ガス発生方法 Ａ：スラグ落下時巻き込み空気 Ｂ：石灰石熱分解時の炭酸ガス、石灰石は予めスラグ鍋
の底に配置
の底に配置
【００２０】
【発明の効果】本発明により、硼素溶出を環境基準以下
に抑えながらダイケルシウムシリケートによるスラグの
粉化を防止することができた。粉化防止後のスラグは適
度な粒度に調整した後、道路材や土木用材などに利用す
ることができる。
に抑えながらダイケルシウムシリケートによるスラグの
粉化を防止することができた。粉化防止後のスラグは適
度な粒度に調整した後、道路材や土木用材などに利用す
ることができる。
Claims (1)
- 【請求項１】 安定化物質の固溶量が少なく冷却時ダイ
カルシウムシリケートの相転移により粉化する製鋼スラ
グに関して、該製鋼スラグが溶融状態において鉄とリン
の化合物および／またはフェロホスホルを混合後の総質
量に対して０．５〜５質量％を混合しながら、あるいは
混合後に酸化性ガスが溶融状態のスラグの中へ入るよう
にすることを特徴とする製鋼スラグの改質方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001002768A JP2002211960A (ja) | 2001-01-10 | 2001-01-10 | 製鋼スラグの改質方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001002768A JP2002211960A (ja) | 2001-01-10 | 2001-01-10 | 製鋼スラグの改質方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002211960A true JP2002211960A (ja) | 2002-07-31 |
Family
ID=18871218
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001002768A Withdrawn JP2002211960A (ja) | 2001-01-10 | 2001-01-10 | 製鋼スラグの改質方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002211960A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006137656A (ja) * | 2004-11-15 | 2006-06-01 | Sanyo Special Steel Co Ltd | 耐摩耗性に優れた製鋼スラグ骨材 |
| JP2006137655A (ja) * | 2004-11-15 | 2006-06-01 | Sanyo Special Steel Co Ltd | 耐摩耗性に優れたアスファルト用骨材やコンクリート用骨材として調整した製鋼スラグ |
| WO2008145189A1 (en) * | 2007-05-31 | 2008-12-04 | Recmix Belgium | Process for preparing a filler for asphalt or concrete starting from a slag material |
| JP2012041229A (ja) * | 2010-08-18 | 2012-03-01 | Nippon Steel Corp | 製鋼スラグの資源化方法 |
| CN107119155A (zh) * | 2017-06-19 | 2017-09-01 | 中冶节能环保有限责任公司 | 一种熔融钢渣辊压改性处理装置及方法 |
-
2001
- 2001-01-10 JP JP2001002768A patent/JP2002211960A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006137656A (ja) * | 2004-11-15 | 2006-06-01 | Sanyo Special Steel Co Ltd | 耐摩耗性に優れた製鋼スラグ骨材 |
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| WO2008145189A1 (en) * | 2007-05-31 | 2008-12-04 | Recmix Belgium | Process for preparing a filler for asphalt or concrete starting from a slag material |
| WO2008145758A1 (en) * | 2007-05-31 | 2008-12-04 | Recmix Belgium | Process for preparing a filler for asphalt or concrete starting from a slag material |
| CN101687700B (zh) * | 2007-05-31 | 2013-04-24 | 瑞科米克斯比利时公司 | 从炉渣材料开始制备用于柏油或混凝土的填料的方法 |
| US8628612B2 (en) | 2007-05-31 | 2014-01-14 | Recmix Belgium | Process for preparing a filler for asphalt or concrete starting from a slag material |
| JP2012041229A (ja) * | 2010-08-18 | 2012-03-01 | Nippon Steel Corp | 製鋼スラグの資源化方法 |
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| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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