JP2017007880A - 製鋼スラグのエージング方法 - Google Patents
製鋼スラグのエージング方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017007880A JP2017007880A JP2015122919A JP2015122919A JP2017007880A JP 2017007880 A JP2017007880 A JP 2017007880A JP 2015122919 A JP2015122919 A JP 2015122919A JP 2015122919 A JP2015122919 A JP 2015122919A JP 2017007880 A JP2017007880 A JP 2017007880A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steelmaking slag
- slag
- aging
- steam
- steelmaking
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Abstract
Description
例えば、特許文献1には、遊離酸化カルシウムを含有する鉄鋼スラグを主原料として製造される鉄鋼スラグ肥料の製造方法であって、上記鉄鋼スラグを粉体に粉砕する粉砕工程と、該鉄鋼スラグの粉体をバインダを用いて造粒する造粒工程とを備えた鉄鋼スラグ肥料の製造方法において、上記粉砕工程の前及び/または後に、上記鉄鋼スラグを所要期間放置するエージング工程を備え、上記エージング工程として、上記鉄鋼スラグを大気中に少なくとも30日以上保持する大気エージング工程と、上記鉄鋼スラグを水蒸気雰囲気下に少なくとも24時間以上保持する水蒸気エージング工程を含む鉄鋼スラグ肥料を製造する方法が開示されている。
特許文献1は、実施例において、大気エージング処理を30日以上実施すると共に、蒸気エージング処理を96時間(4日間)実施しており、エージング処理の期間が非常に長期間となっており、スラグが毎日大量に排出される製鋼工場においては、エージング処理を実施する場所の確保などができないので適さない。
特許文献2は、製鋼スラグが装入された圧力容器の内部に加圧水蒸気を供給して製鋼スラグを加熱する加圧蒸気エージング処理を実施して路盤材等を製造する技術であるが、この加圧蒸気エージング処理は手間やコストが非常に多くかかる処理であるため、路盤材の製造コストが嵩んでしまう虞がある。
そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、製鋼スラグに対し、その排滓後のエージング処理工程において、エージング処理の条件を規定することで、製鋼スラグ材の膨張抑制を確実に行うことができる製鋼スラグのエージング方法を提供することを目的とする。
即ち、本発明の製鋼スラグのエージング方法は、25mm〜40mmの粒径を有する製鋼スラグに対して水分を付与する水分付与工程と、前記水分付与工程後の製鋼スラグに対して、蒸気エージング処理を実施する蒸気エージング工程と、前記蒸気エージング工程後の製鋼スラグに対して、大気エージング処理を実施する大気エージング工程と、を有することを特徴とする。
好ましくは、前記蒸気エージング工程では、蒸気エージング処理の時間を48時間以上としているとよい。
好ましくは、前記大気エージング工程では、大気エージング処理の時間を1日以上としているとよい。
なお、本実施形態においては、本発明の製鋼スラグ7のエージング方法を、転炉1にて精錬処理をする際に生成される、鉄鋼副産物である転炉スラグ(製鋼スラグ7)に適用させて説明する。以降、転炉スラグを、製鋼スラグ7と呼ぶこととする。
製鉄所では、一般的に、高炉で出銑した溶銑6に対して脱硫処理及び脱珪処理などの溶銑予備処理を行い、溶銑予備処理の終了後には、転炉1にて脱りん処理や脱炭処理を行っている。
製鋼スラグ7には、精錬処理によってある程度の差はあるものの、酸化カルシウム(CaO)、二酸化珪素、酸化アルミニウム、鉄などが含まれている。この製鋼スラグ7は、精錬処理後に外部に排滓して様々な用途に用いられている。
製鋼スラグ7の表面、若しくは表面近くにあるfree−CaOは、付与された水分と反応して、水酸化カルシウム(Ca(OH)2)となる。すなわち、製鋼スラグ7の表面、若しくは表面近くおいては、水和反応(CaO+H2O→Ca(OH)2)が行われ、体積が約2倍に膨張する。さらに、水酸化カルシウム(Ca(OH)2)は、大気中において炭酸化して炭酸カルシウム(CaCO3)となり、体積が約1.1倍に膨張する。
そこで、本発明では、製鋼スラグ7を路盤材8などとしてリサイクルできるように、予め製鋼スラグ7を確実に膨張させておくエージング処理を実施している。
まず、本実施形態においては、25mm〜40mmの粒径を有する製鋼スラグ7を用いることとする。なお、製鋼スラグ7における25mm〜40mmの粒度の存在量は、製鋼スラグ7全体に対して30%以下(内数)とする。好ましくは、製鋼スラグ7における25mm〜40mmの粒度の存在量が、製鋼スラグ7全体に対して20%以下(内数)であるとよく、更に好ましくは10%以下(内数)であるとよい。
図1、図2に示すように、本発明の製鋼スラグ7のエージング方法は、25mm〜40mmの粒径を有する製鋼スラグ7に対して水分を付与する水分付与工程と、水分付与工程後の製鋼スラグ7に対して、蒸気エージング処理を実施する蒸気エージング工程と、蒸気エージング工程後の製鋼スラグ7に対して、大気エージング処理を実施する大気エージング工程とを有する。
次に、粉砕した製鋼スラグ7をエージングピット3に搬送して積みつけて、その製鋼スラグ7の全体に水分を付与する。
水分付与工程では、粉砕した製鋼スラグ7が十分に湿潤な状態となるように、エージングピット3の上部に備えられた散水設備4により、製鋼スラグ7全体に満遍なく散水する。このとき、製鋼スラグ7の乾燥質量に対して2.0質量%以上(外数)となるように、水分を付与する。
付与する水分量を規定する理由としては、2.0質量%未満といった付与する水分量が少ないと、十分なエージング効果が得られず、水和促進効果、すなわち膨張抑制効果が不十分となる虞があるためである。
なお、製鋼スラグ7全体に水分付与する方法としては一般的に用いられる方法でよく、たとえば、製鋼スラグ7を蒸気エージングピット3に積付後に、水分を付与するといった方法でよい。
水分付与工程を経て、表面に水膜が形成された製鋼スラグ7に対して、蒸気エージング処理を実施する。
蒸気エージング工程では、エージングピット3の下部に敷設された蒸気配管5から、例えば100℃以上の飽和水蒸気を通気させて、製鋼スラグ7の水和反応(CaO+H2O→Ca(OH)2)を促進させる。このように、高温の飽和水蒸気を通気させることで、製鋼スラグ7の水和反応を促進させている。
蒸気エージング処理の時間を規定する理由としては、製鋼スラグ7が25mm〜40mmの大きい径を有するものであるので内部までの水和に時間を要するため、蒸気エージング処理の時間が48時間より短いと、水和反応が不十分となり、蒸気エージング効果が低くなる虞があるためである。また、7日間のうちには、充分に水和反応が終わるため、蒸気エージング処理の時間を7日以下としている。
蒸気エージング工程を経て、表面にCa(OH)2が生成された製鋼スラグ7を、屋外に搬送して積みつけて、大気エージング処理を実施する。
大気エージング工程では、製鋼スラグ7に含まれているCa(OH)2を大気中の二酸化炭素や水分供給から、安定した炭酸カルシウム(CaCO3)へ促進させる。
大気エージング処理の時間を規定する理由としては、製鋼スラグ7が25mm〜40mmの大きい径を有するものであるので表面積が広い、つまり製鋼スラグ7の表面のCa(OH)2の量が多いので、大気エージング処理の時間が1日より短いと、CaCO3への生成が不十分となり、大気エージング効果が低くなる虞があるためである。また、14日間のうちには、充分にCaCO3の生成が終わるため、大気エージング処理の時間を14日以下としている。
また、製鋼スラグ7を高温状態で大気エージング処理することにより、大気によってCO2が供給されると共に、製鋼スラグ7の表面が大気によって冷却されて結露が生じて製鋼スラグ7に水分として供給されるので、(Ca(OH)2→CaCO3)の反応を促進させる効果が向上する。
[実験例]
次に、本実施形態の製鋼スラグ7のエージング方法の実験例について、図と表を基に説明する。
本実験例は、製鋼スラグ7に付与する水分量が、実際の粒度における水分量、すなわち蒸気エージング処理を実施する前における製鋼スラグ7の乾燥重量に対する水分量としている。
なお、水分量w(%)は、下式で求められる。
W1:冷却ヤード2に排滓したときの製鋼スラグ7の重量(初期重量)
W2:105℃で製鋼スラグ7を乾燥し、1時間ごとの重量変化が1%未満になった時の重量(乾燥後重量)
また、膨張率は、JIS A 5015(道路用鉄鋼スラグ 附属書2)の「鉄鋼スラグの水浸膨張試験方法」に準拠し、「水温が約80℃の恒温水槽(養生装置)にて6時間保持し、その後、恒温水槽内にて常温で18時間放冷する」を1サイクル(24時間)とした浸漬試験を、10サイクル(10日)実施した。
X=100×(H−h)/h
h:初期における製鋼スラグ7の高さ
H:試験実施後における製鋼スラグ7の高さ
膨張率の評価基準は、JIS A 5015の評価基準1.5%以下よりも厳しい、0.7%以下としている。なお、本願発明においては、より製鋼スラグ7の膨張を抑制するため、膨張率の評価基準を0.5%以下としている。そして、その膨張率の評価基準を以下に示す(記号は表1を参照)。
0.7%〜1.5%:△(JIS A 5015の評価基準内だが、本実験例では対象外)
0.7%以下:○(本願発明の発明例)
本実験例の製鋼スラグ7は、48.2CaO−12.9SiO2−4.8MgO−1.6Al2O3−20.8T.Feの転炉(脱炭炉)スラグを用いている。なお、製鋼スラグ7中のfree−CaOの量は、日本鉄鋼協会:「鉄鋼スラグ中フリーCaOのキャラクタリゼーション技術の標準化」最終報告書に準拠し、8.24%としている。
破砕工程においては、転炉スラグ原石を40mm以下に粉砕した。その粉砕したものを製鋼スラグ7として用いた。
水分付与工程においては、エージングピット3に積み付け後、その上部に備えられた移動式の散水設備4を用いて、製鋼スラグ7全体に満遍なく散水した(図1参照)。
表1は、上記した25mm〜40mmの粒径を有する製鋼スラグ7(転炉スラグ)を用いた本実験例の結果を、まとめたものである。
比較例1は、水分量が1.4(%)、膨張率が8.840(%)となっており、本実験例の評価基準(0.7%以下)を大幅に超過していることがわかる(評価×)。
比較例2は、水分量が3.7(%)、膨張率が0.778(%)となっており、JIS A 5015の評価基準(1.5%以下)はクリアしているが、本実験例の評価基準を超過していることがわかる(評価△)。
一方で、実施例1は、水分量が3.3(%)、膨張率が0.657(%)となっており、本実験例の評価基準(0.7%以下)をクリアしていることがわかる(評価○)。
実施例3〜12においても、実施例1,2と同様に、本発明のエージング方法に沿って実施しているので、本実験例の評価基準をクリアしていることがわかる(評価○)。
以上、実施例1〜12の結果より、水分付与工程にて、製鋼スラグ7の乾燥質量に対して2.0質量%以上の水分を付与し、蒸気エージング工程にて、蒸気エージング処理の時間を48時間以上とし、大気エージング工程にて、大気エージング処理の時間を1日以上とすることで、製鋼スラグ7の膨張率を確実に0.7%以下とすることが可能となる。
図3は、蒸気エージング処理の期間と製鋼スラグ7の膨張率を示した図である。図4は、大気エージング処理の期間と製鋼スラグ7の膨張率を示した図である。図5は、製鋼スラグ7の初期の水分量と製鋼スラグ7の膨張率を示した図である。
図4に示すように、大気エージング処理の期間を1日以上とすると、製鋼スラグ7の膨張率を0.7%以下とすることが可能となることがわかる。なお、蒸気エージング処理の期間は48時間としている。
なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。特に、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、運転条件や操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な値を採用している。
すなわち、本発明は、高炉にて精錬処理をする際に生成される高炉スラグを除くスラグに適用可能である。
2 冷却ヤード
3 エージングピット
4 散水設備
5 蒸気配管
6 溶銑
7 製鋼スラグ
8 路盤材
Claims (4)
- 25mm〜40mmの粒径を有する製鋼スラグに対して水分を付与する水分付与工程と、
前記水分付与工程後の製鋼スラグに対して、蒸気エージング処理を実施する蒸気エージング工程と、
前記蒸気エージング工程後の製鋼スラグに対して、大気エージング処理を実施する大気エージング工程と、
を有することを特徴とする製鋼スラグのエージング方法。 - 前記水分付与工程では、前記製鋼スラグの乾燥質量100質量%に対して2.0質量%以上の水分を付与することを特徴とする請求項1に記載の製鋼スラグのエージング方法。
- 前記蒸気エージング工程では、蒸気エージング処理の時間を48時間以上としていることを特徴とする請求項1又は2に記載の製鋼スラグのエージング方法。
- 前記大気エージング工程では、大気エージング処理の時間を1日以上としていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の製鋼スラグのエージング方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015122919A JP2017007880A (ja) | 2015-06-18 | 2015-06-18 | 製鋼スラグのエージング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015122919A JP2017007880A (ja) | 2015-06-18 | 2015-06-18 | 製鋼スラグのエージング方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017007880A true JP2017007880A (ja) | 2017-01-12 |
Family
ID=57763178
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015122919A Pending JP2017007880A (ja) | 2015-06-18 | 2015-06-18 | 製鋼スラグのエージング方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2017007880A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107447065A (zh) * | 2017-10-11 | 2017-12-08 | 中冶节能环保有限责任公司 | 一种冷态钢渣高效稳定化处理装置及方法 |
KR101899805B1 (ko) * | 2017-10-11 | 2018-09-20 | (주)대우건설 | 다량의 free―CaO가 함유된 산업부산물을 안정화시킨 혼화재 |
CN108585570A (zh) * | 2018-04-20 | 2018-09-28 | 洛阳中冶建材设备有限公司 | 一种利用改性钢渣制备蒸压砖的方法 |
KR101952894B1 (ko) * | 2018-07-13 | 2019-02-28 | 한국건설기술연구원 | 정제 서냉 슬래그를 이용한 아스팔트 혼합물의 박리방지제, 그 제조방법, 이를 포함하는 아스팔트 혼합물 및 그 제조방법 |
JP2021012053A (ja) * | 2019-07-04 | 2021-02-04 | 濱田重工株式会社 | 製鋼スラグの水和膨張挙動評価方法及び蒸気エージング装置 |
JP2022021235A (ja) * | 2020-07-21 | 2022-02-02 | Jfeスチール株式会社 | 改質転炉スラグの製造方法、および道路路盤材用粒状材の製造方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5757815A (en) * | 1980-09-26 | 1982-04-07 | Nippon Steel Corp | Method for accelerating aging of converter slag |
JPS61101441A (ja) * | 1984-10-25 | 1986-05-20 | 日本鋼管株式会社 | 製鋼スラグのエ−ジング処理方法 |
JPH0812384A (ja) * | 1994-06-24 | 1996-01-16 | Kawasaki Steel Corp | 製鋼スラグの水蒸気エージング方法 |
JP2007106631A (ja) * | 2005-10-13 | 2007-04-26 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 製鋼スラグのエージング方法 |
JP2008247665A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Iwate Industrial Research Center | 鉄鋼スラグ肥料の製造方法 |
JP2009035435A (ja) * | 2007-07-31 | 2009-02-19 | Sumikin Recotech Co Ltd | 製鋼スラグのエージング方法 |
-
2015
- 2015-06-18 JP JP2015122919A patent/JP2017007880A/ja active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5757815A (en) * | 1980-09-26 | 1982-04-07 | Nippon Steel Corp | Method for accelerating aging of converter slag |
JPS61101441A (ja) * | 1984-10-25 | 1986-05-20 | 日本鋼管株式会社 | 製鋼スラグのエ−ジング処理方法 |
JPH0812384A (ja) * | 1994-06-24 | 1996-01-16 | Kawasaki Steel Corp | 製鋼スラグの水蒸気エージング方法 |
JP2007106631A (ja) * | 2005-10-13 | 2007-04-26 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 製鋼スラグのエージング方法 |
JP2008247665A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Iwate Industrial Research Center | 鉄鋼スラグ肥料の製造方法 |
JP2009035435A (ja) * | 2007-07-31 | 2009-02-19 | Sumikin Recotech Co Ltd | 製鋼スラグのエージング方法 |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107447065A (zh) * | 2017-10-11 | 2017-12-08 | 中冶节能环保有限责任公司 | 一种冷态钢渣高效稳定化处理装置及方法 |
KR101899805B1 (ko) * | 2017-10-11 | 2018-09-20 | (주)대우건설 | 다량의 free―CaO가 함유된 산업부산물을 안정화시킨 혼화재 |
CN108585570A (zh) * | 2018-04-20 | 2018-09-28 | 洛阳中冶建材设备有限公司 | 一种利用改性钢渣制备蒸压砖的方法 |
KR101952894B1 (ko) * | 2018-07-13 | 2019-02-28 | 한국건설기술연구원 | 정제 서냉 슬래그를 이용한 아스팔트 혼합물의 박리방지제, 그 제조방법, 이를 포함하는 아스팔트 혼합물 및 그 제조방법 |
JP2020011889A (ja) * | 2018-07-13 | 2020-01-23 | 韓国建設技術研究院KOREA INSTITUTE of CIVIL ENGINEERING and BUILDING TECHNOLOGY | 精製徐冷スラグを用いたアスファルト混合物の剥離防止剤、その製造方法、それを含むアスファルト混合物、及びその製造方法 |
US11365318B2 (en) | 2018-07-13 | 2022-06-21 | Korea Institute Of Civil Engineering And Building Technology | Anti-stripping agent for asphalt mixture including refined slowly-cooled slag, method for preparing the same, asphalt mixture including the same and method for preparing the same |
JP2021012053A (ja) * | 2019-07-04 | 2021-02-04 | 濱田重工株式会社 | 製鋼スラグの水和膨張挙動評価方法及び蒸気エージング装置 |
JP7323747B2 (ja) | 2019-07-04 | 2023-08-09 | 濱田重工株式会社 | 製鋼スラグの水和膨張挙動評価方法及び蒸気エージング装置 |
JP2022021235A (ja) * | 2020-07-21 | 2022-02-02 | Jfeスチール株式会社 | 改質転炉スラグの製造方法、および道路路盤材用粒状材の製造方法 |
JP7310745B2 (ja) | 2020-07-21 | 2023-07-19 | Jfeスチール株式会社 | 改質転炉スラグの製造方法、および道路路盤材用粒状材の製造方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2017007880A (ja) | 製鋼スラグのエージング方法 | |
JP3828897B2 (ja) | 製鋼スラグの安定化処理方法および安定化製鋼スラグ | |
US20190078170A1 (en) | Method for eluting calcium from steel slag and method for recovering calcium from steel slag | |
JP5573403B2 (ja) | 製鋼スラグの資源化方法及び燐酸肥料用原料 | |
JP4676829B2 (ja) | 製鋼スラグの処理方法 | |
JP6474304B2 (ja) | 鉄鋼スラグの酸処理方法 | |
JP6064341B2 (ja) | 脱硫スラグからの硫黄の除去方法 | |
JP2009196865A (ja) | 製鋼スラグの安定化処理方法 | |
Chen et al. | Preparation of prereduced pellets by pyrite cinder containing nonferrous metals with high temperature chloridizing-reduction roasting technology | |
CN103571983A (zh) | 转炉钢渣压蒸处理改性工艺及其应用 | |
CN106082817B (zh) | 一种固废或危废处理的制砖工艺 | |
JP6089792B2 (ja) | 製鋼スラグの処理方法 | |
JP6143009B2 (ja) | 製鋼スラグの加圧水蒸気エージング方法 | |
JP5384446B2 (ja) | 製鋼スラグのエージング方法 | |
JP3828895B2 (ja) | 製鋼スラグの安定化処理方法および安定化製鋼スラグ | |
JP3091177B2 (ja) | 製鋼還元スラグの改質方法 | |
JP4808655B2 (ja) | 粉状製鋼スラグの安定化処理方法 | |
JP4362494B2 (ja) | 粉状スラグの造粒方法 | |
US20230183131A1 (en) | Process for stabilizing steel slag | |
KR101714931B1 (ko) | 직접환원철 제조방법 | |
Pal et al. | Development of fluxed iron oxide pellets strengthened by CO2 treatment for use in basic oxygen steel making | |
JP5533261B2 (ja) | 高炉徐冷スラグの処理方法およびその処理装置、ならびに、路盤材、骨材、土工用材および地盤改良材の製造方法 | |
JP6143008B2 (ja) | 製鋼スラグの加圧水蒸気エージング方法 | |
JP2008163391A (ja) | 還元スラグの処理方法 | |
TWI494437B (zh) | 煉鋼爐石中游離態氧化鈣與氫氧化鈣之去除方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170901 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180406 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180424 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20180606 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20181030 |