JP2009227488A - Method for manufacturing cement raw material - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To manufacture a slag for a cement raw material from steel making slag at low cost without special treatment such as secondary heat treatment and the like to the slag after cooling. <P>SOLUTION: In a cooling step of the steel making slag generated in a steel making step and having a slag basicity (mass ratio: %CaO/%SiO<SB>2</SB>) of 2 or more, cooling is performed at an average cooling speed from 1,000 to 700°C of 10 °C/min or more. C<SB>3</SB>S existing in high temperature slag can be kept after cooling without being decomposed to C<SB>2</SB>S and CaO by controlling and optimizing cooling speed in a specific high temperature range and then high cement activity as the cement raw material can be obtained due to the C<SB>3</SB>S. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、製鋼工程で発生するスラグからセメント原料を製造するための方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a cement raw material from slag generated in a steel making process.

製鉄プロセスの製鋼工程では、溶銑に含まれる燐や硫黄、炭素などを取り除き、微量元素の含有量を鋼の用途にあわせて調整することが行われる。そのための精錬処理では石灰や酸化鉄などの精錬剤が用いられ、副生成物として製鋼スラグが発生する。この製鋼スラグとしては、溶銑予備処理と呼ばれる脱珪、脱燐、脱硫の各精錬処理で発生する溶銑予備処理スラグと、脱炭精錬処理で発生する脱炭スラグとに大別される。これらの製鋼スラグは、路盤材、土工材、海洋土木材などを中心に利材化され、また、製鉄プロセス内での再利用も進められている。   In the steel making process of the iron making process, phosphorus, sulfur, carbon, etc. contained in the hot metal are removed, and the content of trace elements is adjusted according to the use of the steel. In the refining process for that purpose, a refining agent such as lime or iron oxide is used, and steel slag is generated as a by-product. This steelmaking slag is broadly classified into hot metal pretreatment slag that is generated in each refining process of desiliconization, dephosphorization, and desulfurization called hot metal pretreatment, and decarburization slag that is generated in decarburization refining process. These steelmaking slags are used mainly for roadbed materials, earthwork materials, marine earth and lumber, etc., and are also being reused in the steelmaking process.

一方、製鋼スラグの用途の一つとして、セメント原料が考えられる。このような用途に関して、例えば、特許文献1では、セメント原料に適した製鋼スラグの処理方法が提案され、また特許文献2においても、製鋼スラグを用いたセメントの製造方法が提案されている。製鋼スラグをセメント原料として利用できれば、製鋼スラグに多量に含まれるCaOをセメントに有効利用でき、石灰石等の天然原料について省資源化を図ることができる。しかしながら、高炉スラグの場合には、他の原料と常温で混合するだけで混合セメントとして利用できるのに対し、製鋼スラグの場合には、他の原料と混合してからキルン焼成する必要があり、排出二酸化炭素の削減や省エネルギーといった社会的な要請に十分応えることができない。   On the other hand, a cement raw material is considered as one of the uses of steelmaking slag. Regarding such applications, for example, Patent Document 1 proposes a steelmaking slag treatment method suitable for a cement raw material, and Patent Document 2 also proposes a cement production method using steelmaking slag. If steelmaking slag can be used as a cement raw material, CaO contained in a large amount in steelmaking slag can be effectively used for cement, and resource saving can be achieved for natural raw materials such as limestone. However, in the case of blast furnace slag, it can be used as a mixed cement just by mixing with other raw materials at room temperature, whereas in the case of steelmaking slag, it is necessary to mix with other raw materials and then kiln firing, It cannot fully meet social demands such as reduction of carbon dioxide emissions and energy saving.

製鋼スラグをセメント原料として用いる場合に焼成が必要なのは、製鋼スラグに含まれるCaO含有鉱物が、セメントのような水和反応物としての高い活性を有していないためである。スラグ塩基度[質量比:%CaO/%SiO](以下、単に「塩基度」という)に注目した場合、一般に製鋼スラグは塩基度が1以上であり、特に塩基度が2以上のものは、2CaO・SiO(CS)や3CaO・SiO(CS)といったセメント反応を生じる成分が含まれることが期待される。ところが、多くの製鋼スラグには燐が含まれているため、スラグ中のCSはβ−CSとして安定した構造を持ち、このようなCSはセメントとしての反応活性がほとんど期待できない。また、CSは、溶融状態のスラグから冷却が進む過程でCSとCaOとに分解し、常温の製鋼スラグ中にはあまり含まれていない。 The reason why firing is necessary when steelmaking slag is used as a cement raw material is that the CaO-containing mineral contained in the steelmaking slag does not have high activity as a hydration reaction product such as cement. When attention is paid to slag basicity [mass ratio:% CaO /% SiO 2 ] (hereinafter simply referred to as “basicity”), steelmaking slag generally has a basicity of 1 or more, particularly those having a basicity of 2 or more. It is expected that components that cause a cement reaction such as 2CaO.SiO 2 (C 2 S) and 3CaO.SiO 2 (C 3 S) are included. However, since many steelmaking slags contain phosphorus, C 2 S in the slag has a stable structure as β-C 2 S, and such C 2 S is almost expected to have a reaction activity as a cement. Can not. C 3 S is decomposed into C 2 S and CaO in the process of cooling from the molten slag, and is not so much contained in the steelmaking slag at room temperature.

このような理由から、製鋼スラグを常温で単純に粉砕・混合しても、セメント原料としての機能はあまり発現しない。また、特許文献3では、ポルトランドセメント、高炉スラグ微粉末、アパタイト化されたカルシウムを含む脱燐スラグの微粉末を常温混合したセメント組成物が示されているが、フッ素含有が必須であり、且つ脱燐スラグも事前処理することが望ましいなど、通常発生する製鋼スラグに別途処理を行う必要があり、経済的な方法ではない。
特開2001−48605号公報 米国特許第6491751号公報 特開2005−29404号公報
For this reason, even if steelmaking slag is simply pulverized and mixed at room temperature, the function as a cement raw material is not so much manifested. Patent Document 3 discloses a cement composition in which Portland cement, blast furnace slag fine powder, and dephosphorized slag fine powder containing apatite calcium are mixed at room temperature. However, fluorine content is essential, and Since it is desirable to pre-treat the dephosphorization slag, it is necessary to separately process the steel slag that is usually generated, which is not an economical method.
JP 2001-48605 A US Pat. No. 6,491,751 JP 2005-29404 A

したがって本発明の目的は、このような従来技術の課題を解決し、冷却後のスラグに二次的熱処理などのような特別な処理を施すことなく、製鋼スラグからセメント原料を低コストに製造することができる方法を提供することにある。   Therefore, the object of the present invention is to solve such problems of the prior art and produce a cement raw material from steelmaking slag at low cost without subjecting the slag after cooling to a special treatment such as secondary heat treatment. It is to provide a method that can.

本発明者らは、特別な処理を行うことなく製鋼スラグのセメント活性(セメントとしての反応活性)を高めることができる方法について詳細な検討を行った。まず、溶融状態の製鋼スラグからはCSや3CaO・P、3CaO・Alなどが析出してくると考えられ、その際、特にCSがCSとCaOとに分解する反応が重要であると考えられるが、これに関して、製鋼スラグを冷却するときの条件によって分解の状況が変化し、セメント原料としての特性が変化することが判った。そして、製鋼工程で発生した製鋼スラグの冷却過程において、特定の温度域の冷却条件を制御して最適化することにより、常温での製鋼スラグのセメント活性を効果的に高めることができることが判った。 The present inventors have conducted a detailed study on a method capable of enhancing the cement activity (reaction activity as cement) of steelmaking slag without performing a special treatment. First, it is considered that C 3 S, 3CaO · P 2 O 5 , 3CaO · Al 2 O 3 and the like are precipitated from the molten steelmaking slag, and in this case, in particular, C 3 S is C 2 S and CaO. However, it was found that the decomposition condition changes depending on the conditions for cooling the steelmaking slag, and the characteristics as a cement raw material change. And, in the cooling process of the steelmaking slag generated in the steelmaking process, it was found that the cement activity of the steelmaking slag at room temperature can be effectively increased by controlling and optimizing the cooling conditions in a specific temperature range. .

さらに、その冷却において、水を使用する(散水冷却する)ことによって高温酸化が起こり、セメントに適した組成になることが判った。また、冷却後のスラグを微粉砕したものを特定の粒度条件で選別することにより、さらには、微粉砕条件を最適化することにより、セメント反応に寄与しない金属鉄分を適切に分離・除去することができ、高品質のセメント原料を経済的に製造できるとともに、金属鉄分を適切に回収できることが判った。   Furthermore, it has been found that high-temperature oxidation occurs by using water (watering cooling) in the cooling, and a composition suitable for cement is obtained. In addition, by separating finely pulverized slag after cooling under specific particle size conditions, and further optimizing fine pulverization conditions, metal iron that does not contribute to the cement reaction can be appropriately separated and removed. It was found that high-quality cement raw materials can be produced economically and metal iron can be recovered appropriately.

本発明は、以上のような知見に基づきなされたもので、以下を要旨とするものである。
[1]製鋼工程で発生したスラグ塩基度[質量比:%CaO/%SiO]が2以上の製鋼スラグの冷却過程において、1000℃から700℃までを10℃/分以上の平均冷却速度で冷却することを特徴とするセメント原料の製造方法。
[2]上記[1]の製造方法において、製鋼スラグに散水することにより、1000℃から700℃までを10℃/分以上の平均冷却速度で冷却することを特徴とするセメント原料の製造方法。
The present invention has been made on the basis of the above-described findings and has the following gist.
[1] steelmaking slag basicity generated by: the mass ratio% CaO /% SiO 2] the cooling process of two or more steel slag, from 1000 ° C. to 700 ° C. at an average cooling rate of 10 ° C. / min or more A method for producing a cement raw material, characterized by cooling.
[2] A method for producing a cement raw material according to the above [1], wherein water is sprayed on steel slag to cool from 1000 ° C. to 700 ° C. at an average cooling rate of 10 ° C./min or more.

[3]上記[1]の製造方法において、内部に冷媒が通される回転可能な横型冷却ドラムを備え、その外周のドラム面に溶融スラグが接触することにより冷却され、冷却されたスラグがドラム面から剥離して排出されるようにした溶融スラグの冷却処理装置を用い、製鋼スラグを少なくとも1000℃から700℃までを10℃/分以上の平均冷却速度で冷却することを特徴とするセメント原料の製造方法。
[4]上記[1]〜[3]のいずれかの製造方法において、製鋼スラグが脱炭スラグであることを特徴とするセメント原料の製造方法。
[3] In the manufacturing method according to [1], a rotatable horizontal cooling drum through which a refrigerant is passed is provided, and the molten slag is cooled by contact with the outer peripheral drum surface, and the cooled slag is drum A cement raw material characterized in that a steelmaking slag is cooled from 1000 ° C. to 700 ° C. at an average cooling rate of 10 ° C./min or more by using a molten slag cooling treatment apparatus which is separated from the surface and discharged. Manufacturing method.
[4] The method for producing a cement raw material according to any one of the above [1] to [3], wherein the steelmaking slag is decarburized slag.

[5]上記[1]〜[4]のいずれかの製造方法において、製鋼スラグを散水冷却することにより、スラグ中に含まれる酸化鉄の成分比率(質量比)をFeO/Fe≦2とすることを特徴とするセメント原料の製造方法。
[6]上記[1]〜[5]のいずれかの製造方法において、冷却した製鋼スラグを微粉砕した後、篩い分けして粒径45μm以下をセメント原料とすることを特徴とするセメント原料の製造方法。
[7]上記[1]〜[5]のいずれかの製造方法において、冷却した製鋼スラグを、スラグに含まれる酸化鉄の90mass%以上が粒径45μm以下となるように微粉砕した後、篩い分けして粒径45μm以下をセメント原料とし、粒径45μm超を地鉄として回収することを特徴とするセメント原料の製造方法。
[5] In the production method according to any one of [1] to [4] above, the steelmaking slag is sprinkled and cooled so that the component ratio (mass ratio) of iron oxide contained in the slag is FeO / Fe 2 O 3 ≦ 2. A method for producing a cement raw material, wherein
[6] In the production method according to any one of [1] to [5], the cooled steelmaking slag is finely pulverized and then sieved to obtain a cement raw material having a particle size of 45 μm or less. Production method.
[7] In the production method according to any one of [1] to [5] above, the cooled steelmaking slag is finely pulverized so that 90 mass% or more of the iron oxide contained in the slag has a particle size of 45 μm or less, and then sieved. A method for producing a cement raw material, characterized in that a cement raw material having a particle size of 45 μm or less is recovered and a particle size of more than 45 μm is recovered as ground iron.

本発明によれば、冷却後のスラグに二次的熱処理などのような特別な処理を施すことなく、製鋼スラグからセメント原料を低コストに且つ安定的に製造することができる。
また、本発明において、製鋼スラグを散水冷却することにより、特定の温度域を適正な冷却速度で急冷することができるとともに、スラグ中のFeOを高温酸化させてFeに変化させることより、セメント原料として特に好適なスラグ組成にすることができる。
また、本発明において、横型冷却ドラムを備えた特定の冷却処理装置を用いて製鋼スラグを冷却することにより、溶融スラグを薄い状態でドラム面に接触させることにより、特定の温度域を適正な冷却速度で急冷することができる。
また、本発明において、製鋼スラグを散水冷却することによりスラグ中に含まれる酸化鉄の成分比率[FeO/Fe]を最適化することにより、セメント原料としてより好適なスラグ組成にすることができる。
また、本発明において、冷却した製鋼スラグを微粉砕した後、篩い分けして所定粒径以下のものをセメント原料とすること、さらに好ましくは、冷却した製鋼スラグを特定の条件で微粉砕した後、篩い分けして所定粒径以下のものをセメント原料とすることにより、セメント原料としては不活性な金属鉄を適切に分離・回収できる一方で、高品質のセメント原料を得ることができる。
According to the present invention, a cement raw material can be stably produced from steelmaking slag at low cost without subjecting the slag after cooling to a special treatment such as secondary heat treatment.
Further, in the present invention, by cooling the steelmaking slag with water, it is possible to rapidly cool a specific temperature range at an appropriate cooling rate, and at the same time, the FeO in the slag is oxidized at high temperature to be changed to Fe 2 O 3. The slag composition can be particularly suitable as a cement raw material.
Further, in the present invention, by cooling the steelmaking slag using a specific cooling processing device equipped with a horizontal cooling drum, the molten slag is brought into contact with the drum surface in a thin state, thereby appropriately cooling a specific temperature range. Can be rapidly cooled at speed.
Further, in the present invention, by optimizing the component ratio [FeO / Fe 2 O 3 ] of iron oxide contained in the slag by sprinkling and cooling the steelmaking slag, a slag composition more suitable as a cement raw material is obtained. Can do.
In the present invention, after the cooled steelmaking slag is finely pulverized, it is sieved to obtain a cement raw material having a predetermined particle size or less, more preferably after the cooled steelmaking slag is finely pulverized under specific conditions. By sieving and using a cement raw material having a predetermined particle size or less as the cement raw material, it is possible to appropriately separate and recover the inert metal iron as the cement raw material, while obtaining a high-quality cement raw material.

本発明は、製鋼工程で発生したスラグ塩基度[質量比:%CaO/%SiO](以下、単に「塩基度」という)が2以上の製鋼スラグの冷却過程において、1000℃から700℃、好ましくは600℃までを、10℃/分以上、好ましくは15℃/分以上の平均冷却速度で冷却するものである。このような冷却速度は、放冷に較べて相当程度に大きい冷却速度であり、したがって、以下の説明では、上記冷却速度による冷却を急冷と呼ぶことがある。
なお、本発明において規定するスラグ温度(冷却速度を含む)は、スラグ厚さ方向中心温度である。このような厚さ方向中心温度を求めるには、例えば、スラグの種類、スラグ厚さ、冷却条件、周囲の雰囲気、温度などの要素を考慮してスラグ表面温度と厚さ方向中心温度との対応関係を予め求めておき、この対応関係に基づき、スラグ表面温度の測定値から厚さ方向中心温度を求めることができる。
The present invention, slag basicity generated in the steelmaking process [mass ratio:% CaO /% SiO 2] ( hereinafter, simply referred to as "basicity") in the cooling process of two or more steelmaking slag, 700 ° C. from 1000 ° C., Preferably, cooling is performed up to 600 ° C. at an average cooling rate of 10 ° C./min or more, preferably 15 ° C./min or more. Such a cooling rate is a considerably high cooling rate as compared with that of standing to cool, and therefore, in the following description, cooling by the above cooling rate may be referred to as rapid cooling.
The slag temperature (including the cooling rate) defined in the present invention is the center temperature in the slag thickness direction. In order to obtain such a thickness-direction center temperature, for example, the correspondence between the slag surface temperature and the thickness-direction center temperature in consideration of factors such as slag type, slag thickness, cooling conditions, ambient atmosphere, and temperature. The relationship is obtained in advance, and based on this correspondence, the thickness direction center temperature can be obtained from the measured value of the slag surface temperature.

本発明の対象となる製鋼スラグとしては、脱燐スラグ、脱硫スラグなどの溶銑予備処理スラグや、転炉などの脱炭炉で発生する脱炭スラグなどを挙げることができるが、これらに限定されるものではなく、塩基度が2以上の製鋼スラグであれば種類を問わない。なお、これらのなかでも、脱炭スラグはCaO比率が高く且つCaOとSiOが主要成分として含まれるため、セメント原料として高い性能が期待できるので特に好ましい。
製鋼スラグの塩基度が2未満では、初期の結晶化の段階からCSが析出してしまい、高いセメント活性を確保することができない。但し、塩基度が5を超えると、free−CaOと呼ばれる遊離CaOが溶融状態の段階から多量に発生し、セメントとして利用する場合の体積安定性を確保することが難しくなるので、製鋼スラグの塩基度は5以下が好ましい。
Examples of the steelmaking slag targeted by the present invention include hot metal pretreatment slag such as dephosphorization slag and desulfurization slag, and decarburization slag generated in a decarburization furnace such as a converter. Any type of steelmaking slag having a basicity of 2 or more can be used. Among these, decarburized slag is particularly preferable because it has a high CaO ratio and contains CaO and SiO 2 as main components, and can be expected to have high performance as a cement raw material.
When the basicity of the steelmaking slag is less than 2, C 2 S is precipitated from the initial crystallization stage, and high cement activity cannot be ensured. However, if the basicity exceeds 5, a large amount of free CaO called free-CaO is generated from the molten state and it is difficult to ensure volume stability when used as cement. The degree is preferably 5 or less.

従来、製鋼工程で発生した製鋼スラグは、冷却ヤードにおいて放冷し、温度が相当程度下がった時点で散水がなされる。このような一般的な方法で製鋼スラグを冷却した場合、スラグの顕熱量が大きいため、なかなか冷却が進まない。本発明者らは、このようにスラグの冷却が進まない状況が、セメント活性に悪影響があるのではないかと考え、次のような試験・調査を行った。すなわち、塩基度4.0の製鋼スラグ(脱炭スラグ)に対して1450℃から散水冷却を行って様々な温度まで急冷し、その温度に保持した後、電気炉内で自然冷却することで、散水により急冷された温度(散水による急冷終了時のスラグ温度)とスラグの特性との関係を調査した。CSがCSとCaOに分解する現象は、X線などによる把握は難しいので、冷却後のスラグに蒸気エージングを施し、その際の粉化挙動(スラグ粉化率)で評価を行った。蒸気エージングを施した場合、CaOがCa(OH)になることによって体積膨張し、スラグが粉化する現象が観察されるからである。図1に、上記試験において散水冷却(平均冷却速度:15℃/分)による急冷終了時のスラグ温度と蒸気エージングを施した際のスラグ粉化率との関係を示す。これによれば、700℃まで急冷することによりスラグ粉化率が大きく低下し、600℃まで急冷すると粉化現象は見られなくなる。 Conventionally, the steelmaking slag generated in the steelmaking process is allowed to cool in a cooling yard, and water is sprayed when the temperature drops considerably. When steelmaking slag is cooled by such a general method, since the amount of sensible heat of the slag is large, cooling does not easily proceed. The present inventors considered that the situation where the cooling of the slag does not proceed in this way has an adverse effect on the cement activity, and conducted the following tests and investigations. That is, water cooling is performed from 1450 ° C. to steelmaking slag having a basicity of 4.0 (decarburized slag), rapidly cooled to various temperatures, held at that temperature, and then naturally cooled in an electric furnace. The relationship between the temperature rapidly cooled by watering (slag temperature at the time of quenching by watering) and the characteristics of slag was investigated. The phenomenon that C 3 S decomposes into C 2 S and CaO is difficult to grasp by X-ray, etc., so steam aging is applied to the slag after cooling, and the pulverization behavior (slag pulverization rate) is evaluated. It was. This is because when steam aging is applied, a phenomenon is observed in which the volume expansion of CaO becomes Ca (OH) 2 and the slag is pulverized. FIG. 1 shows the relationship between the slag temperature at the end of quenching by sprinkling cooling (average cooling rate: 15 ° C./min) and the slag powdering rate when steam aging is performed in the above test. According to this, by rapidly cooling to 700 ° C., the slag powdering rate is greatly reduced, and when rapidly cooled to 600 ° C., the powdering phenomenon is not observed.

製鋼スラグ中のCSは1000℃を超える高温域では安定であるが、1000℃以下になるとCSとCaOに分解したほうが安定となると考えられる。しかしながら、分解反応である以上、活性化エネルギーおよび粒子内の成分の拡散が関与し、その結果、ある程度の温度エネルギーがないと、反応の進行は妨げられる。すなわち、1000℃以上から700℃以下まで、好ましくは600℃以下まで急冷してしまえば、上記の分解反応の進行を抑制することができ、スラグ中のCSを維持することができるものと考えられる。
急冷を開始する温度が1000℃未満では、冷却開始前に各粒子が成長し、粉化の原因となる遊離CaOの粒子も大きくなって粉化が進みやすくなったり、また、CSの分解が進行してしまうため、粉化率が高くなってしまう。
C 3 S in the steelmaking slag is stable in a high temperature range exceeding 1000 ° C., but when it is 1000 ° C. or less, it is considered that the decomposition into C 2 S and CaO becomes more stable. However, as long as it is a decomposition reaction, activation energy and diffusion of components in the particles are involved, and as a result, the progress of the reaction is hindered without a certain amount of temperature energy. That is, if it is rapidly cooled to 1000 ° C. or more and 700 ° C. or less, preferably 600 ° C. or less, the progress of the decomposition reaction can be suppressed, and C 3 S in the slag can be maintained. Conceivable.
When the temperature at which the rapid cooling is started is less than 1000 ° C., each particle grows before the start of cooling, and the particles of free CaO that cause pulverization become large and pulverization easily proceeds, or the decomposition of C 3 S Progresses, and the powdering rate becomes high.

また、平均冷却速度が10℃/分未満では、スラグのセメント活性を十分に高めることができない。図2は、塩基度3.7の製鋼スラグ(脱炭スラグ)の冷却過程において1000℃から600℃までを種々の平均冷却速度で冷却し(平均冷却速度10℃/分と15℃/分は散水冷却、平均冷却速度5℃/分は炉内で温度管理して冷却)、その後放冷した場合について、平均冷却速度とスラグ粉化率(図1と同様の蒸気エージングを施した際のスラグ粉化率)との関係を示したものである。これによれば、平均冷却速度が10℃/分以上でスラグ粉化率が顕著に低減し、特に15℃/分以上において粉化現象は殆ど見られなくなる。
以上の理由から本発明では、製鋼スラグの冷却過程において、1000℃から700℃、好ましくは600℃までを、10℃/分以上、好ましくは15℃/分以上の平均冷却速度で冷却する。
Further, when the average cooling rate is less than 10 ° C./min, the cement activity of the slag cannot be sufficiently increased. FIG. 2 shows a cooling process of steelmaking slag (decarburization slag) having a basicity of 3.7 from 1000 ° C. to 600 ° C. at various average cooling rates (average cooling rates of 10 ° C./min and 15 ° C./min are Sprinkling cooling, average cooling rate of 5 ° C / min is controlled by controlling the temperature in the furnace, and then cooling is performed, the average cooling rate and slag powdering rate (slag when steam aging similar to Fig. 1 is applied) This shows the relationship with the pulverization rate. According to this, when the average cooling rate is 10 ° C./min or more, the slag powdering rate is remarkably reduced, and especially when the average cooling rate is 15 ° C./min or more, the pulverization phenomenon is hardly observed.
For the above reasons, in the present invention, the steelmaking slag is cooled from 1000 ° C. to 700 ° C., preferably 600 ° C., at an average cooling rate of 10 ° C./min or more, preferably 15 ° C./min or more.

製鋼工程で発生した製鋼スラグを、その冷却過程で10℃/分以上(好ましくは15℃/分以上)の平均冷却速度で冷却する方法は特に制限されないが、例えば、(イ)製鋼スラグに散水することにより冷却する方法、(ロ)内部に冷媒が通される回転可能な横型冷却ドラムを備え、その外周のドラム面に溶融スラグが接触することにより冷却され、冷却されたスラグがドラム面から剥離して排出されるようにした溶融スラグの冷却処理装置を用い、製鋼スラグを冷却する方法、などを適用できる。
上記(イ)の方法では散水された水の蒸発潜熱により大きな冷却速度が得られ、また、上記(ロ)の方法ではスラグが比較的薄い状態でドラム面に接触することにより冷却されるので、この場合も大きな冷却速度が得られる。
また、上記(ロ)の冷却方法には、例えば、下記のような冷却処理装置を用いた冷却形態がある。
The method of cooling the steelmaking slag generated in the steelmaking process at an average cooling rate of 10 ° C./min or more (preferably 15 ° C./min or more) in the cooling process is not particularly limited. (B) A rotatable horizontal cooling drum through which a refrigerant is passed is provided, and the slag is cooled by contacting the molten slag with the outer drum surface, and the cooled slag is removed from the drum surface. A method for cooling steelmaking slag using a molten slag cooling apparatus that is peeled and discharged can be applied.
In the method (a), a large cooling rate is obtained by the latent heat of vaporization of the sprinkled water, and in the method (b), the slag is cooled by contacting the drum surface in a relatively thin state. Even in this case, a large cooling rate can be obtained.
In addition, the (b) cooling method includes, for example, a cooling mode using a cooling processing apparatus as described below.

(a)単一の横型冷却ドラムと、この横型冷却ドラムに溶融スラグを供給する樋を備える冷却処理装置。
(b)対向する外周部分が上向きに回転する回転方向を有する、並列した1対の横型冷却ドラムを備え、この1対の横型冷却ドラムの上部外周面間に上方から溶融スラグが供給される冷却処理装置。
(c)間隙を有して並列し、対向する外周部分が下向きに回転する回転方向を有する1対の横型冷却ドラムを備え、この1対の冷却ドラムの上部外周面間に上方から溶融スラグが供給される冷却処理装置。
これら(a)〜(c)の冷却処理装置と、これによる冷却形態の詳細については、後に詳述する。
(A) A cooling processing apparatus including a single horizontal cooling drum and a gutter that supplies molten slag to the horizontal cooling drum.
(B) Cooling provided with a pair of horizontal cooling drums arranged in parallel, each of which has a rotating direction in which opposing outer peripheral portions rotate upward, and molten slag is supplied from above between the upper outer peripheral surfaces of the pair of horizontal cooling drums Processing equipment.
(C) A pair of horizontal cooling drums having a rotation direction in which the opposing outer peripheral portions rotate downward with a gap therebetween are provided, and molten slag is formed between the upper outer peripheral surfaces of the pair of cooling drums from above. Cooling processing device supplied.
The details of the cooling processing apparatuses (a) to (c) and the cooling mode by this will be described later.

また、散水冷却する場合でも、冷却するスラグの厚みを小さくすれば、それだけ冷却速度を高めることができ、この観点から、特にスラグの厚みを300mm以下にして散水冷却するのが効果的である。塩基度3.5の製鋼スラグ(脱炭スラグ)について、スラグ厚みを変えて本発明条件で散水冷却し、冷却が完了したスラグ(スラグ粉砕物)をセメント中に30mass%混合し(ポルトランドセメントの30mass%をスラグで置換)、この混合セメントによるモルタルの圧縮強度を調べた。図3に、散水冷却した際のスラグ厚さとモルタルの圧縮強度との関係を示すが、特にスラグ厚みが300mm以下で散水冷却した場合に、高いモルタル強度が得られることが判る。   Even in the case of water spray cooling, if the thickness of the slag to be cooled is reduced, the cooling rate can be increased accordingly. From this point of view, it is particularly effective to perform the water spray cooling with a slag thickness of 300 mm or less. About steelmaking slag (decarburized slag) with a basicity of 3.5, the slag thickness was changed and sprinkled cooling was performed under the conditions of the present invention. 30 mass% was replaced with slag), and the compressive strength of the mortar with this mixed cement was examined. FIG. 3 shows the relationship between the slag thickness and the compressive strength of the mortar when sprayed and cooled, and it can be seen that a high mortar strength can be obtained particularly when the slag thickness is 300 mm or less.

また、高温の製鋼スラグを散水冷却した場合、水の酸化能力が発現することが期待でき、それを促すように散水することも有効である。すなわち、スラグ中の成分のうち、酸化によって特性変化が期待されるものとしては、酸化鉄がある。酸化鉄は、製鋼スラグ中では通常FeOとして存在し、一部がFeとして存在している。製鋼スラグに常温または常温近くの温度で散水したとしてもスラグ中のFeOは殆ど酸化しないが、熱エネルギーをもった状態のスラグに散水して酸化を促すことにより、FeOをFeに変化させることができる。Feは遊離CaOを固定するのに有利な成分であり、セメントの水和反応物を構成する鉱物としても知られている。したがって、高温の製鋼スラグを散水冷却することでFeOを酸化させ、Feに変化させることにより、セメント原料としての性能を高めることができる。 Moreover, when high-temperature steelmaking slag is sprinkled and cooled, it can be expected that the oxidation ability of water will be expressed, and it is also effective to sprinkle water to promote it. That is, among the components in the slag, there is iron oxide as a property expected to be changed by oxidation. Iron oxide is usually present as FeO in steelmaking slag, and a part thereof is present as Fe 2 O 3 . Even if water is sprinkled on steelmaking slag at room temperature or near room temperature, FeO in the slag is hardly oxidized, but by sprinkling water on the slag with heat energy to promote oxidation, FeO is changed to Fe 2 O 3 Can be made. Fe 2 O 3 is an advantageous component for fixing free CaO, and is also known as a mineral constituting a hydration reaction product of cement. Therefore, the performance as a cement raw material can be improved by oxidizing FeO by water-cooling high-temperature steelmaking slag and changing it to Fe 2 O 3 .

塩基度3.5の製鋼スラグ(脱炭スラグ)について、本発明条件で散水冷却した際にFeOのFeへの酸化の進行度を変え、冷却が完了したスラグ(スラグの粉砕物)をセメント中に30mass%混合し(ポルトランドセメントの30mass%をスラグで置換)、この混合セメントによるモルタルの圧縮強度を調べた。図4に、冷却後のスラグ中の酸化鉄の成分比率[FeO/Fe](質量比)とモルタルの圧縮強度との関係を示すが、Feの割合が高くなるほどモルタル強度が上昇し、特にFeO/Fe≦2において高いモルタル強度が得られ、なかでもFeO/Fe≦1.6において最も高いモルタル強度が得られている。
このため本発明では、製鋼スラグを散水冷却することにより、スラグ中に含まれる酸化鉄の成分比率(質量比)をFeO/Fe≦2、好ましくはFeO/Fe≦1.6とすることが望ましい。
For steelmaking slag with basicity 3.5 (decarburized slag), when water spray cooling was performed under the conditions of the present invention, the progress of oxidation of FeO to Fe 2 O 3 was changed, and cooling was completed (slag slag) Was mixed in cement with 30 mass% (30 mass% of Portland cement was replaced with slag), and the compressive strength of the mortar with this mixed cement was examined. FIG. 4 shows the relationship between the component ratio [FeO / Fe 2 O 3 ] (mass ratio) of iron oxide in the slag after cooling and the compressive strength of the mortar, and the mortar strength increases as the proportion of Fe 2 O 3 increases. In particular, a high mortar strength is obtained when FeO / Fe 2 O 3 ≦ 2, and the highest mortar strength is obtained when FeO / Fe 2 O 3 ≦ 1.6.
For this reason, in this invention, the steel oxide slag is sprinkled and cooled so that the component ratio (mass ratio) of iron oxide contained in the slag is FeO / Fe 2 O 3 ≦ 2, preferably FeO / Fe 2 O 3 ≦ 1. 6 is desirable.

本発明により製造されるセメント原料用スラグの粒度は特に制限はないが、混合セメントの一部として使用することなどを考慮した場合、一般のセメント原料(普通ポルトランドセメント、高炉水砕スラグ微粉末など)と同程度の粒度にすることが品質安定のために好ましい。その観点から、冷却した製鋼スラグを微粉砕した後、篩い分けして粒径45μm以下をセメント原料とすることが好ましい。ここで、粒径45μm以下とは、JIS R 8801で規定される篩のうち呼び寸法45μmの篩を用いて篩い分けした際の篩下のスラグの粒径である。   The particle size of the cement raw material slag produced according to the present invention is not particularly limited, but when considering use as a part of the mixed cement, general cement raw materials (ordinary Portland cement, granulated blast furnace slag, etc.) ) Is preferred for quality stability. From this viewpoint, it is preferable that the cooled steelmaking slag is finely pulverized and then sieved to obtain a particle size of 45 μm or less as a cement raw material. Here, the particle size of 45 μm or less is the particle size of the slag under the sieve when sieved using a sieve having a nominal size of 45 μm among the sieves defined in JIS R 8801.

また、製鋼スラグには、通常、金属鉄が1〜15mass%程度含まれている。現在のプロセスにおいても、大きな地金分(地金:金属鉄回収を目的としてスラグから分離されたものであって、金属鉄を主体として含むもの)は磁選によって取り除かれ、回収された地金分は製鉄プロセスで再利用されている。しかし、スラグ内に取り込まれた地金は、そのままスラグの一部として利用されている。本発明の製造方法において、冷却後のスラグを微粉砕した場合、金属鉄は通常の機械的微粉化では砕けず、粒鉄として残存する。本発明者らは、微粉砕した後のスラグを呼び寸法45μmの篩で篩い分けしたときに、金属鉄がどのように分離されるか調べたところ、その90mass%以上が篩上に残ることを確認した。したがって、冷却後のスラグを十分に微粉砕した後、呼び寸法45μmの篩で篩い分けすることにより、金属鉄を篩上スラグとして効率的に回収することができる。   Steelmaking slag usually contains about 1 to 15 mass% of metallic iron. Even in the current process, large bullion (bullion: separated from slag for the purpose of recovering metallic iron and mainly containing metallic iron) is removed by magnetic separation and recovered bullion. Is reused in the steelmaking process. However, the bullion taken into the slag is directly used as part of the slag. In the production method of the present invention, when the slag after cooling is finely pulverized, the metallic iron is not crushed by ordinary mechanical pulverization and remains as granular iron. When the present inventors investigated how metal iron is separated when the slag after pulverization is sieved with a sieve having a nominal size of 45 μm, 90 mass% or more of the slag remains on the sieve. confirmed. Therefore, after sufficiently cooling the slag after cooling, and sieving with a sieve having a nominal size of 45 μm, the metal iron can be efficiently recovered as slag on the sieve.

製鋼スラグ中の地金を製鉄プロセスで有効利用するためには、回収される地金に含まれる酸化鉄分をできるだけ低くすることが望ましい。このため、冷却した製鋼スラグを、スラグに含まれる酸化鉄の90mass%以上が粒径45μm以下となるように微粉砕した後、篩い分けして粒径45μm以下をセメント原料とすることが好ましく、これにより粒径45μm超を高品位の地金として回収することができる。
塩基度3.5の製鋼スラグ(脱炭スラグ)を本発明条件で冷却し、冷却後のスラグを粉砕時間を種々変えて微粉砕処理した後、呼び寸法45μmの篩で篩い分けし、篩上スラグの金属鉄含有率および篩下スラグへの酸化鉄移行率(スラグの全酸化鉄量に対する篩下スラグ中の酸化鉄量の割合)と粉砕時間との関係を調べた。その結果を図5に示す。これによれば、十分な粉砕時間をとってスラグを微粉砕することにより、篩下スラグに移行する酸化鉄量が増加する一方で、篩上スラグの金属鉄含有率が増加する。
篩下スラグに移行する酸化鉄量が90mass%以上となった場合、篩上スラグの金属鉄の含有率がほぼ65mass%となり、これを高品位の地金として回収することができる。
In order to effectively use the metal in the steelmaking slag in the iron making process, it is desirable to reduce the iron oxide content contained in the recovered metal as low as possible. For this reason, after pulverizing the cooled steelmaking slag so that 90 mass% or more of the iron oxide contained in the slag has a particle size of 45 μm or less, it is preferable to sieve and use the particle size of 45 μm or less as a cement raw material, As a result, a particle size of more than 45 μm can be recovered as a high-quality metal.
Steelmaking slag with a basicity of 3.5 (decarburized slag) is cooled under the conditions of the present invention, the slag after cooling is pulverized with various pulverization times, and then sieved with a sieve having a nominal size of 45 μm. The relationship between the metal iron content of slag and the iron oxide transfer rate to the slag (the ratio of the amount of iron oxide in the slag to the total amount of iron oxide in the slag) and the grinding time were investigated. The result is shown in FIG. According to this, when the slag is finely pulverized with sufficient pulverization time, the amount of iron oxide transferred to the under-sieving slag increases, while the metallic iron content of the above-sieving slag increases.
When the amount of iron oxide transferred to the sieving slag becomes 90 mass% or more, the content of metallic iron in the slag on the sieve becomes approximately 65 mass%, and this can be recovered as high-grade metal.

次に、さきに述べた(a)〜(c)の各タイプの冷却処理装置とこれによる冷却形態の概略を、図6〜図8の実施形態を参照して説明する。
図6は、上記(a)のタイプの冷却処理装置の一実施形態を示す説明図である。この冷却処理装置は、外周のドラム面100に溶融スラグを付着させて冷却する、回転可能な単一の横型冷却ドラム1e(以下、単に「冷却ドラム」という。他の実施形態についても同様)と、この冷却ドラム1eに溶融スラグを供給する樋2を備えている。
Next, an outline of each type of the cooling processing apparatus (a) to (c) described above and the cooling mode by this will be described with reference to the embodiment of FIGS.
FIG. 6 is an explanatory view showing an embodiment of the cooling processing apparatus of the type (a). This cooling processing apparatus is a single rotatable horizontal cooling drum 1e (hereinafter, simply referred to as “cooling drum”, the same applies to other embodiments) that cools by adhering molten slag to the outer drum surface 100. The cooling drum 1e is provided with a gutter 2 for supplying molten slag.

前記樋2は、冷却ドラム径方向の一方の側に配置され、その先端部が冷却ドラム1eのドラム面100に接するか若しくは近接するように設けられるとともに、樋2の先端部分とドラム面100とによりスラグ液溜まり部Aを形成し、冷却ドラム1eの回転に伴い、スラグ液溜まり部A内の溶融スラグSがドラム面100に付着して持ち出されるようにしてある。
前記冷却ドラム1eは、駆動装置(図示せず)により、その上部ドラム面が反樋方向に回転するように回転駆動する。
The flange 2 is disposed on one side in the radial direction of the cooling drum and is provided so that its tip end is in contact with or close to the drum surface 100 of the cooling drum 1e. Thus, the slag liquid reservoir A is formed, and the molten slag S in the slag liquid reservoir A adheres to the drum surface 100 and is taken out as the cooling drum 1e rotates.
The cooling drum 1e is rotationally driven by a driving device (not shown) so that the upper drum surface rotates in a rubbing direction.

また、本実施形態では、冷却ドラム1eのドラム面100に付着した溶融スラグを圧延してドラム幅方向に展伸させるための圧延ロール3を有している。このような圧延ロール3を備えた冷却処理装置は、特に粘度が高い塩基度が2以上の溶融スラグの冷却処理に好適なものである。すなわち、転炉脱炭スラグなどのように塩基度が比較的高い溶融スラグは粘性が高く、このような粘性の高い溶融スラグを冷却ドラム式のスラグ冷却処理装置で冷却処理する場合、高粘性のために溶融スラグが冷却ドラム面に均一に付着しにくく、ドラム面全体を有効に使用した冷却処理を行うことができない。このため溶融スラグの冷却効率が低く、高い生産性が得られない。また、塩基度が高いスラグ(特に、塩基度≧3)は粉化しやすく、このようなスラグは溶融状態から急冷することにより、粉化しにくくすることができるが、従来のスラグ冷却処理装置で冷却処理した場合、高粘性のために厚みを薄くすることができず、十分な冷却速度が得られないため、冷却後の粉化を適切に抑制できない。このような課題に対して、本実施形態では、冷却ドラム1eのドラム面100に付着した溶融スラグを圧延してドラム幅方向に展伸させるための圧延ロール3を設けたものである。
前記圧延ロール3は、冷却ドラム1eの上部に冷却ドラム1eと平行に且つ冷却ドラム1eのドラム面100との間で所定の間隔を形成するようにして配置され、回転可能に支持されている。
Moreover, in this embodiment, it has the rolling roll 3 for rolling the molten slag adhering to the drum surface 100 of the cooling drum 1e, and extending it in a drum width direction. The cooling processing apparatus provided with such a rolling roll 3 is suitable for cooling processing of molten slag having a particularly high basicity of 2 or more. That is, molten slag having a relatively high basicity, such as converter decarburization slag, has a high viscosity, and when such a highly molten slag is cooled by a cooling drum type slag cooling processing apparatus, For this reason, it is difficult for the molten slag to adhere uniformly to the cooling drum surface, and the cooling process using the entire drum surface effectively cannot be performed. For this reason, the cooling efficiency of molten slag is low and high productivity cannot be obtained. Also, slag with high basicity (especially basicity ≧ 3) is easily pulverized, and such slag can be made difficult to pulverize by quenching from a molten state, but it is cooled by a conventional slag cooling treatment device. When processed, the thickness cannot be reduced due to high viscosity, and a sufficient cooling rate cannot be obtained, so that powdering after cooling cannot be appropriately suppressed. In order to deal with such a problem, in the present embodiment, a rolling roll 3 is provided for rolling the molten slag adhering to the drum surface 100 of the cooling drum 1e and extending it in the drum width direction.
The rolling roll 3 is arranged on the upper part of the cooling drum 1e so as to be parallel to the cooling drum 1e and to form a predetermined interval with the drum surface 100 of the cooling drum 1e, and is rotatably supported.

以上のような冷却処理装置を用いた溶融スラグの冷却処理では、樋2に供給された溶融スラグSはスラグ液溜まり部Aに流入し、ここで適当な時間滞留することで冷却された後、冷却ドラム1eのドラム面100に付着して持ち出され、ドラム面100に付着した状態で適度な凝固状態(例えば、半凝固状態または片面若しくは両面の表層のみが凝固した状態)まで冷却される。その際、ドラム面100に付着した溶融スラグSは、圧延ロール3で圧延されることでドラム幅方向に展伸される。冷却されたスラグは、所定のドラム回転位置において自重により冷却ドラム面から自然に剥離する。   In the cooling treatment of the molten slag using the cooling treatment apparatus as described above, the molten slag S supplied to the trough 2 flows into the slag liquid reservoir A, where it is cooled by staying for an appropriate time, The cooling drum 1e is taken out by adhering to the drum surface 100, and is cooled to an appropriate solidified state (for example, a semi-solid state or a state where only one or both surface layers are solidified) while adhering to the drum surface 100. At that time, the molten slag S adhering to the drum surface 100 is rolled in the drum width direction by being rolled by the rolling roll 3. The cooled slag naturally peels from the cooling drum surface by its own weight at a predetermined drum rotation position.

図7は、上記(b)のタイプの冷却処理装置の一実施形態を示す説明図である。
この冷却処理装置は、対向する外周部分が上向きに回転する回転方向を有する、並列した1対の冷却ドラム1a,1bを備え、この1対の冷却ドラム1a,1bの上部外周面間に上方から溶融スラグSが供給される。
前記冷却ドラム1a,1bは、駆動装置(図示せず)により上記の回転方向に回転駆動する。また、冷却ドラム1a,1bの上部には、図1の実施形態と同様の圧延ロール3a,3bが冷却ドラムと平行に設けられている。
FIG. 7 is an explanatory view showing an embodiment of the cooling processing apparatus of the type (b).
This cooling processing apparatus includes a pair of cooling drums 1a and 1b arranged in parallel, each of which has a rotation direction in which opposing outer peripheral portions rotate upward, and from above between the upper outer peripheral surfaces of the pair of cooling drums 1a and 1b. Molten slag S is supplied.
The cooling drums 1a and 1b are rotationally driven in the rotational direction by a driving device (not shown). Further, on the upper part of the cooling drums 1a and 1b, rolling rolls 3a and 3b similar to those in the embodiment of FIG. 1 are provided in parallel with the cooling drum.

本実施形態の冷却処理装置では、対向する外周部分が上向きに回転する冷却ドラム1a,1bの上部外周面間(断面V溝状の凹部)に、スラグ樋4から溶融スラグSが供給され、スラグ液溜まりSaが形成される。溶融スラグSは、スラグ液溜まりSaで適当な時間滞留することで冷却された後、回転する冷却ドラム1a,1bの表面に付着することでスラグ液溜まりSaから持ち出される。この溶融スラグSは圧延ロール3で圧延されつつ、冷却ドラム面に付着した状態で適度な凝固状態(例えば、半凝固状態または表層のみ凝固した状態)まで冷却された後、所定のドラム回転位置において自重により冷却ドラム面から自然に剥離する。   In the cooling processing apparatus of the present embodiment, the molten slag S is supplied from the slag gutter 4 between the upper outer peripheral surfaces of the cooling drums 1a and 1b (the concave portions having a V-shaped cross section) whose opposing outer peripheral portions rotate upward. A liquid reservoir Sa is formed. The molten slag S is cooled by staying in the slag liquid reservoir Sa for an appropriate time, and then taken out of the slag liquid reservoir Sa by adhering to the surfaces of the rotating cooling drums 1a and 1b. The molten slag S is rolled by the rolling roll 3 and cooled to an appropriate solidified state (for example, a semi-solid state or a state in which only the surface layer is solidified) while adhering to the cooling drum surface, and then at a predetermined drum rotation position. It peels naturally from the cooling drum surface by its own weight.

図8は、上記(c)のタイプの冷却処理装置の一実施形態を示す説明図である。
この冷却処理装置は、間隙を有して並列し、対向する外周部分が下向きに回転する回転方向を有する1対の冷却ドラム1x,1yを備え、この1対の冷却ドラム1x,1yの上部外周面間に上方から溶融スラグSが供給される。前記冷却ドラム1x,1yは、駆動装置(図示せず)により上記の回転方向に回転駆動する。
本実施形態の冷却処理装置では、対向する外周部分が下向きに回転する冷却ドラム1x,1yの上部外周面間(断面V溝状の凹部)に、スラグ樋4から溶融スラグSが供給され、スラグ液溜まりSaが形成される。溶融スラグSは、スラグ液溜まりSaで適当な時間滞留することで冷却された後、間隙g内に流入して1対の冷却ドラム1x,1yで冷却されつつ圧延された後、冷却ドラム面から剥離して下方に排出される。
FIG. 8 is an explanatory view showing an embodiment of the cooling processing apparatus of the type (c).
This cooling processing apparatus is provided with a pair of cooling drums 1x and 1y that are arranged in parallel with a gap and whose outer peripheral portions rotate in a downward direction, and the upper outer periphery of the pair of cooling drums 1x and 1y. Molten slag S is supplied between the surfaces from above. The cooling drums 1x and 1y are rotationally driven in the rotational direction by a driving device (not shown).
In the cooling processing apparatus of the present embodiment, the molten slag S is supplied from the slag gutter 4 between the upper outer peripheral surfaces of the cooling drums 1x and 1y whose opposing outer peripheral portions rotate downward (a concave portion having a V-shaped cross section). A liquid reservoir Sa is formed. The molten slag S is cooled by staying in the slag liquid reservoir Sa for an appropriate time, then flows into the gap g and is rolled while being cooled by the pair of cooling drums 1x and 1y, and then from the cooling drum surface. It peels and is discharged downward.

表1に示すような塩基度、冷却条件、冷却後の酸化鉄の成分比率の製鋼スラグを微粉砕した後、篩い分けして粒径45μm以下をセメント原料として選別した。これを、普通ポルトランドセメントに30mass%の割合で混合し、その混合セメントをJIS R 5201で規定されるモルタル強度試験に供し、7日及び28日後の圧縮強度を調べた。その結果を表1に示す。なお、実際にコンクリートを使用するために重要な強度は、施工後28日以上経過した時の強度である。
表1によれば、本発明例のセメント原料を使用したモルタルは、28日後の強度について、いずれも優れた圧縮強度が得られている。一方、比較例は7日後の強度は発現しているものの、その後の強度の伸びが小さく、十分な強度が発現していない。
Steelmaking slag having the basicity, cooling conditions, and iron oxide component ratio after cooling as shown in Table 1 was finely pulverized, and sieved to select a particle size of 45 μm or less as a cement raw material. This was mixed with ordinary Portland cement at a ratio of 30 mass%, and the mixed cement was subjected to a mortar strength test defined by JIS R 5201 to examine the compressive strength after 7 days and 28 days. The results are shown in Table 1. In addition, the strength important for actually using concrete is the strength when 28 days or more have passed after construction.
According to Table 1, the mortar using the cement raw material of the example of the present invention has an excellent compressive strength with respect to the strength after 28 days. On the other hand, in the comparative example, although the strength after 7 days is expressed, the elongation of the strength thereafter is small and sufficient strength is not expressed.

Figure 2009227488
Figure 2009227488

製鋼スラグの冷却過程において、散水により急冷されたスラグ温度(散水による急冷終了時のスラグ温度)と蒸気エージングを施した際のスラグ粉化率との関係を示すグラフA graph showing the relationship between the slag temperature quenched by watering (slag temperature at the end of quenching by watering) and the slag powdering rate when steam aging is performed in the steelmaking slag cooling process 製鋼スラグの冷却過程における1000℃から600℃までの平均冷却速度と蒸気エージングを施した際のスラグ粉化率との関係を示すグラフThe graph which shows the relationship between the average cooling rate from 1000 degreeC to 600 degreeC in the cooling process of steelmaking slag, and the slag powdering rate at the time of performing steam aging 散水冷却した際のスラグ厚さと、冷却後のスラグの粉砕物を配合した混合セメントによるモルタルの圧縮強度との関係を示すグラフA graph showing the relationship between the slag thickness when water spray is cooled and the compressive strength of mortar with mixed cement containing pulverized slag after cooling 散水冷却後のスラグ中の酸化鉄の成分比率[FeO/Fe](質量比)と、冷却後のスラグの粉砕物を配合した混合セメントによるモルタルの圧縮強度との関係を示すグラフGraph showing component ratios of the iron oxide in the slag after watering cooling [FeO / Fe 2 O 3] and (mass ratio), the relationship between the compressive strength of mortar by mixing cement formulated with pulverized slag after cooling 製鋼スラグを本発明条件で冷却し、冷却後のスラグを粉砕時間を種々変えて微粉砕処理した後、篩い分けした際に、篩上スラグの金属鉄含有率および篩下スラグへの酸化鉄移行率と粉砕時間との関係を示すグラフWhen steelmaking slag is cooled under the conditions of the present invention, the slag after cooling is finely pulverized by changing the pulverization time, and when sieving, the iron content of the slag on the screen and the iron oxide transfer to the slag under the screen Graph showing the relationship between rate and grinding time 本発明で使用可能な冷却処理装置の一実施形態を示す説明図Explanatory drawing which shows one Embodiment of the cooling processing apparatus which can be used by this invention 本発明で使用可能な冷却処理装置の他の実施形態を示す説明図Explanatory drawing which shows other embodiment of the cooling processing apparatus which can be used by this invention. 本発明で使用可能な冷却処理装置の他の実施形態を示す説明図Explanatory drawing which shows other embodiment of the cooling processing apparatus which can be used by this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1,1e,1a,1b,1x,1y 横型冷却ドラム
2 樋
3,3a,3b 圧延ロール
4 スラグ樋
A スラグ液溜まり部
1, 1e, 1a, 1b, 1x, 1y Horizontal cooling drum 2 樋 3, 3a, 3b Rolling roll 4 Slag 樋 A Slag liquid reservoir

Claims (7)

製鋼工程で発生したスラグ塩基度[質量比:%CaO/%SiO]が2以上の製鋼スラグの冷却過程において、1000℃から700℃までを10℃/分以上の平均冷却速度で冷却することを特徴とするセメント原料の製造方法。 Slag basicity has occurred in the steelmaking process: in mass ratio% CaO /% SiO 2] the cooling process of two or more steel slag, cooling from 1000 ° C. to 700 ° C. at an average cooling rate of 10 ° C. / min or more A method for producing a cement raw material characterized by the above. 製鋼スラグに散水することにより、1000℃から700℃までを10℃/分以上の平均冷却速度で冷却することを特徴とする請求項1に記載のセメント原料の製造方法。   The method for producing a cement raw material according to claim 1, wherein water is sprayed on the steelmaking slag to cool from 1000 ° C to 700 ° C at an average cooling rate of 10 ° C / min or more. 内部に冷媒が通される回転可能な横型冷却ドラムを備え、その外周のドラム面に溶融スラグが接触することにより冷却され、冷却されたスラグがドラム面から剥離して排出されるようにした溶融スラグの冷却処理装置を用い、製鋼スラグを少なくとも1000℃から700℃までを10℃/分以上の平均冷却速度で冷却することを特徴とする請求項1に記載のセメント原料の製造方法。   A melt that is equipped with a rotatable horizontal cooling drum through which refrigerant is passed, and is cooled by the molten slag coming into contact with the outer drum surface so that the cooled slag is separated from the drum surface and discharged. The method for producing a cement raw material according to claim 1, wherein a steelmaking slag is cooled from at least 1000 ° C to 700 ° C at an average cooling rate of 10 ° C / min or more using a slag cooling treatment device. 製鋼スラグが脱炭スラグであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のセメント原料の製造方法。   The method for producing a cement raw material according to any one of claims 1 to 3, wherein the steelmaking slag is decarburized slag. 製鋼スラグを散水冷却することにより、スラグ中に含まれる酸化鉄の成分比率(質量比)をFeO/Fe≦2とすることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のセメント原料の製造方法。 5. The component ratio (mass ratio) of iron oxide contained in the slag is set to FeO / Fe 2 O 3 ≦ 2 by water-cooling the steelmaking slag, according to claim 1. Cement raw material manufacturing method. 冷却した製鋼スラグを微粉砕した後、篩い分けして粒径45μm以下をセメント原料とすることを特徴とする請求項1〜5に記載のセメント原料の製造方法。   The method for producing a cement raw material according to any one of claims 1 to 5, wherein the cooled steelmaking slag is finely pulverized and then sieved to obtain a cement raw material having a particle size of 45 µm or less. 冷却した製鋼スラグを、スラグに含まれる酸化鉄の90mass%以上が粒径45μm以下となるように微粉砕した後、篩い分けして粒径45μm以下をセメント原料とし、粒径45μm超を地金として回収することを特徴とする請求項1〜5に記載のセメント原料の製造方法。   The cooled steelmaking slag is finely pulverized so that 90 mass% or more of the iron oxide contained in the slag has a particle size of 45 μm or less, and then sieved to use a particle size of 45 μm or less as a cement raw material. The method for producing a cement raw material according to claim 1, wherein:
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