JP2018024897A - Recycle slag - Google Patents
Recycle slag Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018024897A JP2018024897A JP2016155620A JP2016155620A JP2018024897A JP 2018024897 A JP2018024897 A JP 2018024897A JP 2016155620 A JP2016155620 A JP 2016155620A JP 2016155620 A JP2016155620 A JP 2016155620A JP 2018024897 A JP2018024897 A JP 2018024897A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- slag
- cao
- recycled
- expansion
- 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
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
- Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
Abstract
Description
本発明は、建築物や構造物の基礎に使用可能なリサイクルスラグに関するものであり、特に、長期間に亘っての膨張性が低い（到達膨張率の低い）リサイクルスラグに関する。 The present invention relates to a recycled slag that can be used as a foundation of a building or a structure, and particularly relates to a recycled slag that has low expandability (low expansion rate) over a long period of time.
近年、廃棄物を低減させることや天然資源の枯渇等の問題から、製鋼工程（予備処理〜転炉〜二次精錬）などで生成された製鋼スラグを土工用や路盤材等として利用することが注目されるようになってきている。この製鋼スラグを路盤材などに利用するためには、ＪＩＳ Ａ ５０１５（道路用鉄鋼スラグ）に定められた膨張基準（水浸膨張比：１．５％）を遵守する必要がある。 In recent years, due to problems such as reducing waste and depletion of natural resources, steelmaking slag generated in steelmaking processes (pretreatment-converter-secondary refining) can be used for earthwork or roadbed materials. It is getting attention. In order to use this steelmaking slag as a roadbed material, it is necessary to comply with the expansion standard (water immersion expansion ratio: 1.5%) defined in JIS A 5015 (steel slag for roads).
ところで、製鋼スラグに所定の処理を加えることで得られたリサイクルスラグを「建築物や構造物の基礎」などに用いることを考えた場合、現状では上記したＪＩＳ規格は道路用鉄鋼スラグ向けのため、構造物の基礎に適用可能かは不明である。製鋼スラグを建築物や構造物の基礎向けのリサイクルスラグとして用いるに際しては、長期に亘って膨張しないこと（到達膨張性の低い）が望まれる。しかしながら、この到達膨張性を規定する、言い換えれば、建築物や構造物の基礎などに用いる製鋼スラグに関するＪＩＳ規格は現状存在していない。 By the way, when considering the use of recycled slag obtained by applying predetermined treatment to steelmaking slag for “foundations of buildings and structures”, the above JIS standards are currently for road steel slag. It is unclear whether it can be applied to the foundation of structures. When steelmaking slag is used as recycled slag for buildings and structures, it is desired that the steelmaking slag does not expand over a long period of time (low reachability). However, there is currently no JIS standard relating to steelmaking slag that defines this ultimate expansibility, in other words, used for the foundations of buildings and structures.
そこで、本願出願人は、徹底的に水和促進できる「加圧蒸気試験（加圧蒸気エージング膨張試験）」を用いてスラグの膨張挙動を評価することが有用であり、加圧蒸気試験でよい結果を得たリサイクルスラグは、到達膨張性の低く、超長期的に膨張し難いとの知見に到達した。
製鋼スラグには様々な鉱物相が存在しているが、これらの鉱物相を適切な性状にすることで、水和膨張し難いリサイクルスラグとすることができ、上記した加圧蒸気試験のような評価テストにも耐え得るものとなる。つまり、本願発明で開示するリサイクルスラグは、加圧蒸気試験でもよい結果を出すため、路盤材のような従来用途は勿論のこと、長期的に膨張しないことが望まれる用途にも、適用可能性のある素材であると考えられる。
Therefore, it is useful for the applicant of this application to evaluate the expansion behavior of slag using a “pressurized steam test (pressurized steam aging expansion test)” that can thoroughly promote hydration. The obtained recycled slag has a low ultimate expansibility and has reached the finding that it is difficult to expand in the ultra-long term.
Although various mineral phases exist in steelmaking slag, by making these mineral phases into appropriate properties, it can be made into recycled slag that is difficult to hydrate and expand, such as the pressurized steam test described above. It will be able to withstand evaluation tests. In other words, since the recycled slag disclosed in the present invention gives good results in a pressurized steam test, it can be applied not only to conventional uses such as roadbed materials, but also to uses that are desired not to expand in the long term. It is thought that it is a material with.
さて、リサイクル時にスラグの膨張を抑制する技術としては、特許文献１、２に開示された技術がある。
例えば、特許文献１は、精錬炉における鋼の精錬方法において、ＣａＯを含む造滓材を精錬中のスラグ中に最終投入した後、精錬温度を１６００℃以上に昇温すると共に、スラグを１６００℃以上の温度域で一定時間以上保持することによりＣａＯの滓化を促進する低膨張性製鋼スラグの製造方法を開示する。
As a technique for suppressing the expansion of slag during recycling, there are techniques disclosed in Patent Documents 1 and 2.
For example, Patent Document 1 discloses that in a steel refining method in a smelting furnace, after finally putting a steelmaking material containing CaO into a slag being refined, the temperature of the refining is raised to 1600 ° C. or more and the slag is increased to 1600 ° C. Disclosed is a method for producing a low-expansion steelmaking slag that promotes the hatching of CaO by holding for a certain period of time in the above temperature range.
特許文献２は、製鋼の過程で発生した溶融状態のスラグと改質材とを、複合塩基度：（ＣａＯ＋ＭｇＯ）／（ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｆｅ２Ｏ３）が０．９以下になるように処理炉において添加混合後、加熱溶融し、次いで冷却した後、破砕処理し、磁選処理する製鋼スラグの改質方法を開示する。 In Patent Document 2, the molten slag generated in the steelmaking process and the modifier are combined so that the composite basicity: (CaO + MgO) / (SiO 2 + Al 2 O 3 + Fe 2 O 3 ) is 0.9 or less. A method for reforming steelmaking slag is disclosed in which after addition and mixing in a processing furnace, heated and melted, then cooled, crushed and magnetically separated.
上記した特許文献１に開示された低膨張性製鋼スラグの製造方法は、膨張安定性の高いリサイクルスラグの製造するために、CaOの滓化を促進し、膨張源となるf-CaOを低減するようにし、且つ主要鉱物相をC2S, C2ASとすることで膨張抑制する技術である。
しかしながら、C2Sはβ-C2S or γ-C2Sで水和挙動が異なるため、C2S制御だけでは到達膨張性が低くなるか甚だ疑問である。また、現状のＪＩＳの膨張率を遵守した場合でも路盤材用には問題ないが、構造物の基礎に適用可能か不明である。そもそも、ＪＩＳの規定では、鉱物相の量が不明であり、鉱物相種・量に影響される到達膨張性を抑制できるかは不明確であると思われる。
The method for producing low-expansion steelmaking slag disclosed in Patent Document 1 described above promotes hatching of CaO and reduces f-CaO as an expansion source in order to produce recycled slag having high expansion stability. This is a technology that suppresses expansion by using C2S and C2AS as the main mineral phase.
However, since hydration behavior is different between β-C2S or γ-C2S, it is questionable whether C2S control alone reduces the ultimate expansibility. Also, even if the current expansion rate of JIS is observed, there is no problem for roadbed materials, but it is unclear whether it can be applied to the foundation of structures. In the first place, the amount of mineral phase is unknown in the JIS regulations, and it seems unclear whether the ultimate expansibility affected by the mineral phase species and amount can be suppressed.
一方、特許文献２に開示された製鋼スラグの改質方法は、製鋼スラグの改質(膨張性などの改質)、骨材・中込材への利用を目的とし、製鋼スラグが(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3+Fe2O3)<0.9となるように改質材と共に、加熱溶融するものである。
しかしながら、この技術によれば、改質後のスラグ鉱物相に2CaO・Fe2O3が存在し安定性に優れるとしているが、その量が不明であり、膨張の長期安定性があるかはどうかは不明である。
On the other hand, the steelmaking slag reforming method disclosed in Patent Document 2 is intended to be used for the modification of steelmaking slag (expansion and other modifications), and for the use of aggregates and inserts. ) / (SiO 2 + Al 2 O 3 + Fe 2 O 3 ) <0.9.
However, according to this technology, it is said that 2CaO · Fe 2 O 3 is present in the slag mineral phase after reforming and is excellent in stability, but the amount is unknown and whether there is long-term stability of expansion. Is unknown.
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、その構成鉱物相として水和活性のある2CaO-Fe2O3, β2CaO-SiO2の量を低減することで、到達膨張性を低くし、長期安定性に優れる建築物や構造物の基礎に使用可能なリサイクルスラグを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, and by reducing the amount of 2CaO—Fe 2 O 3 and β2CaO—SiO 2 having hydration activity as a constituent mineral phase of steelmaking slag. An object of the present invention is to provide a recycled slag that can be used for the foundation of buildings and structures that have low ultimate expansibility and excellent long-term stability.
上記課題を解決するため、本発明においては以下の技術的手段を講じている。
即ち、本発明のリサイクルスラグは、精錬工程で排出されたスラグであって、前記スラグの組成が、CaO：30〜50%、SiO2：18〜40%、T.Fe：3〜25%、Al2O3：5%以下、MgO：5%以下であり、且つ塩基度(C/S)が2.5以下のスラグにおいて、前記スラグ中のCaO-FeO系鉱物相の量（A(%)）、β-2CaO-SiO2相の量（B(%))が、「0.58A+0.46B≦20」を満足することを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention takes the following technical means.
In other words, recycling slag of the present invention is a slag which is discharged in the refining process, the composition of the slag, CaO: 30~50%, SiO 2 : 18~40%, T.Fe: 3~25%, Al 2 O 3 : 5% or less, MgO: 5% or less, and the amount of CaO-FeO-based mineral phase in the slag (A (%)) in slag having a basicity (C / S) of 2.5 or less , Β-2CaO—SiO 2 phase amount (B (%)) satisfies “0.58A + 0.46B ≦ 20”.
好ましくは、蒸気エージング処理を実施するとよい。
好ましくは、大気エージング処理を実施するとよい。
Preferably, a steam aging process is performed.
Preferably, an atmospheric aging process is performed.
本発明のリサイクルスラグは、その構成鉱物相として水和活性のある2CaO-Fe2O3, β2CaO-SiO2の量を低減しているため、到達膨張性を低くでき、長期安定性に優れるものとなっている。 The recycled slag according to the present invention reduces the amount of 2CaO-Fe2O3 and β2CaO-SiO2 that have hydration activity as the constituent mineral phase, so that the ultimate expansibility can be lowered and the long-term stability is excellent. .
以下、本発明にかかるリサイクルスラグの実施の形態を、図を基に説明する。
なお、本実施形態においては、リサイクルスラグを、脱りん炉から排滓される製鋼スラグから製造することとし、説明を進める。
まず、本実施形態のリサイクルスラグを説明する前に、脱りん炉の概略について説明する。
Hereinafter, an embodiment of a recycled slag according to the present invention will be described with reference to the drawings.
In the present embodiment, the description will be given assuming that the recycled slag is manufactured from the steelmaking slag discharged from the dephosphorization furnace.
First, before explaining the recycling slag of the present embodiment, an outline of a dephosphorization furnace will be explained.
製鉄所では、一般的に、高炉で出銑した溶銑に対して脱硫処理、脱珪処理及び脱りん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、転炉にて脱炭処理を中心とした処理を行っている。
図１に示すように、脱りん炉１では、生石灰などの副原料を混入して、脱りん炉１内の溶銑６に酸素を吹き付けて、溶銑６に含まれる炭素等の不要な成分を酸化燃焼させる。このとき、生成された酸化物と投入した副原料とが結合して、副生成物であるスラグ（製鋼スラグ７）が生成される。この製鋼スラグ７は、溶銑６との比重差によって分離され回収される。
In steelworks, the hot metal discharged from the blast furnace is generally subjected to hot metal pretreatment such as desulfurization treatment, desiliconization treatment and dephosphorization treatment. After the hot metal pretreatment, the decarburization treatment is performed in the converter. The processing centering on is performed.
As shown in FIG. 1, in the dephosphorization furnace 1, auxiliary raw materials such as quick lime are mixed and oxygen is blown to the hot metal 6 in the dephosphorization furnace 1 to oxidize unnecessary components such as carbon contained in the hot metal 6. Burn. At this time, the produced | generated oxide and the added subsidiary raw material couple | bond together, and the slag (steel-making slag 7) which is a by-product is produced | generated. The steelmaking slag 7 is separated and recovered due to the specific gravity difference with the hot metal 6.
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、酸化マグネシウム、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。
しかし、精錬処理後の製鋼スラグ７中には、ケイ素、リン、硫黄等の不要な成分を除去するために添加された生石灰の一部が残存している。この生石灰は、ｆｒｅｅ−ＣａＯと呼ばれている。
The steelmaking slag 7 contains calcium oxide (CaO), silicon dioxide, aluminum oxide, magnesium oxide, iron, and the like, although there are some differences depending on the refining treatment. This steelmaking slag 7 is discharged to the outside after the refining treatment and used for various purposes.
However, in the steelmaking slag 7 after the refining treatment, a part of quick lime added for removing unnecessary components such as silicon, phosphorus and sulfur remains. This quicklime is called free-CaO.
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。 The free-CaO on the surface of the steelmaking slag 7 or near the surface reacts with the applied moisture to become calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ). That is, a hydration reaction (CaO + H 2 O → Ca (OH) 2 ) is performed on the surface of the steelmaking slag 7 or near the surface, and the volume expands about twice. Furthermore, calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ) is carbonated in the atmosphere to become calcium carbonate (CaCO 3 ), and the volume expands about 1.1 times.
特に、ｆｒｅｅ−ＣａＯの量が多い製鋼スラグ７においては、膨張性が大きく、路盤材（リサイクルスラグ８）として用いた場合、雨水などにより膨張してアスファルトが隆起してしまい、舗装に影響を与える可能性がある。
さらに、製鋼スラグ７にはCaO-FeO系およびβ-2CaO-SiO2が含まれている。本願出願人は、これらの鉱物相は、到達膨張性（長い期間を経た後に膨張してしまう性質）を示す虞があるとの知見に至った。それ故、CaO-FeO系およびβ-2CaO-SiO2などの鉱物相量を低減することで、到達膨張性が低いリサイクルスラグ８を製造できるとの知見を得た。なお、「CaO-FeO系鉱物相」とは、Ca2Fe2O5, CaFeO2などであり、「β-2CaO・SiO2」は、水和活性のあるC2S相である（γ-C2Sは除く)。
In particular, in the steelmaking slag 7 having a large amount of free-CaO, the expandability is large, and when used as a roadbed material (recycled slag 8), the asphalt is raised by swelling with rainwater and the like, which affects the pavement. there is a possibility.
Further, the steelmaking slag 7 contains a CaO—FeO system and β-2CaO—SiO 2 . The present applicant has come to the knowledge that these mineral phases may exhibit ultimate expansibility (propensity to expand after a long period of time). Therefore, it has been found that by reducing the amount of mineral phase such as CaO—FeO system and β-2CaO—SiO 2 , recycled slag 8 having low ultimate expansibility can be produced. "CaO-FeO mineral phase" means Ca 2 Fe 2 O 5 , CaFeO 2 etc., and "β-2CaO · SiO 2 " is a C2S phase with hydration activity (γ-C2S is except).
図１は、本発明のリサイクルスラグ８の製造方法を示した模式図である。
まず、脱りん炉１から排滓されて、冷却ヤード２に排出されたスラグ（製鋼スラグ７）は、その組成が、CaO：30〜50%、SiO2：18〜40%、T.Fe：3〜25%、Al2O3, MgOは5%以下であり、塩基度(C/S)が2.5以下とされている。
なお、本明細書において組成を示す「％」は全て「重量％」である。
FIG. 1 is a schematic view showing a method for producing a recycled slag 8 of the present invention.
First, is Haikasu from dephosphorization furnace 1, slag discharged to the cooling yard 2 (steelmaking slag 7), its composition, CaO: 30~50%, SiO 2 : 18~40%, T.Fe: 3 to 25%, Al 2 O 3 and MgO are 5% or less, and the basicity (C / S) is 2.5 or less.
In the present specification, “%” indicating the composition is “% by weight”.
図１に示す如く、この製鋼スラグ７を冷却ヤード２にて冷却を進める。その結果、「0.58A+0.46B≦20（A:CaO-FeO系鉱物相の量（％）、B：β-2CaO-SiO2相の量（％））を満たすような鉱物相が生成されにくくなる。製鋼スラグ７の冷却時においては、溶融状態から500℃に至るまでの冷却速度を遅くすることが有効であり、冷却速度を遅くすることは、A相及びB相の生成量の低減化に大きく寄与する。具体的な冷却速度としては、2℃/min〜15℃/minが好ましい。 As shown in FIG. 1, the steel slag 7 is cooled in a cooling yard 2. As a result, a mineral phase that satisfies “0.58A + 0.46B ≦ 20 (A: amount of CaO-FeO mineral phase (%), B: amount of β-2CaO-SiO 2 phase (%)) is generated. When cooling the steelmaking slag 7, it is effective to slow down the cooling rate from the molten state to 500 ° C, and slowing down the cooling rate reduces the amount of A phase and B phase generated. The specific cooling rate is preferably 2 ° C / min to 15 ° C / min.
その後、製鋼スラグ７が製品粒度に破砕(例：<32mm)され、必要に応じて磁選処理が行われる。加えて、蒸気エージングや大気エージングが必要に応じて行われ、最終的にリサイクルスラグ８が製造される。
製鋼スラグ７のエージングに関し、小石状に粉砕された製鋼スラグ７が装入されたエージングピット３においては、製鋼スラグ７の全体に水分を付与する。エージングピット３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などにより、製鋼スラグ７全体に満遍なく散水する。
Thereafter, the steelmaking slag 7 is crushed to a product particle size (for example, <32 mm), and a magnetic separation process is performed as necessary. In addition, steam aging and atmospheric aging are performed as necessary, and finally the recycled slag 8 is manufactured.
Regarding the aging of the steelmaking slag 7, moisture is imparted to the entire steelmaking slag 7 in the aging pit 3 in which the steelmaking slag 7 pulverized into pebbles is inserted. In the aging pit 3, the entire steelmaking slag 7 is uniformly sprinkled by the watering equipment 4 provided on the upper part of the aging pit 3 so that the crushed steelmaking slag 7 is in a sufficiently wet state.
その後、製鋼スラグ７に対して、蒸気エージング処理を実施する。蒸気エージング処理では、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。 Thereafter, a steam aging process is performed on the steelmaking slag 7. In the steam aging treatment, saturated steam at, for example, 100 ° C. or more is vented from the steam pipe 5 laid at the bottom of the aging pit 3 to cause the hydration reaction of the steelmaking slag 7 (CaO + H 2 O → Ca (OH) 2 ). Promote. In this way, the hydration reaction of the steelmaking slag 7 is promoted by passing high-temperature saturated water vapor.
このような蒸気エージング処理を経て、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。
大気エージング処理では、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。
このように、蒸気エージング処理や大気エージング処理工程を行う理由としては、スラグには不可避的に速攻性の膨張源(f-CaO)が存在するため、同鉱物相の水和を促進し、ＪＩＳ規格を遵守できるスラグにする必要があるからである。蒸気エージング処理としては、処理時間は48hr以上128hr以内とし、処理に際しては、散水するなど水和に必要な水分を供給しておくことが有用である。また、大気エージング処理をすることで、速効性の膨張は更に低減可能である。大気エージング処理時間は少なくとも1日以上とする処理時間的には、10日以内が好ましい。
The steel slag 7 having Ca (OH) 2 generated on the surface through such a steam aging process is transported outdoors and stacked, and an air aging process is performed.
In the atmospheric aging treatment, Ca (OH) 2 contained in the steelmaking slag 7 is promoted to stable calcium carbonate (CaCO 3 ) from carbon dioxide and moisture supply in the atmosphere.
As described above, the reason for performing the steam aging process and the atmospheric aging process is that slag inevitably has a rapid expansion source (f-CaO). This is because the slag needs to comply with the standard. As the steam aging treatment, the treatment time is 48 hours or more and within 128 hours, and it is useful to supply water necessary for hydration such as watering during the treatment. In addition, by performing the atmospheric aging treatment, the rapid-effect expansion can be further reduced. The atmospheric aging treatment time is preferably at least 1 day, and preferably within 10 days.
以上まとめれば、製鋼スラグ７に対して、前述したように、冷却速度をコントロールすることで、0.58A+0.46B≦20（A:CaO-FeO系鉱物相の量（％）、B：β-2CaO-SiO2相の量（％））を満たすような鉱物相の生成が抑制され、到達膨張性を低くし、長期安定性に優れる建築物や構造物の基礎に使用可能なリサイクルスラグ８を実現することが可能となる。
なお、好ましくは、この製鋼スラグ７に対して、蒸気エージング処理を実施することで、速効膨張性を抑制することも可能である。本明細書では、ＪＩＳ Ａ ５０１５（道路用鉄鋼スラグ）に定められた膨張基準の対象となるスラグの膨張性を「速効膨張性」と呼ぶこととし、到達膨張性とは区別している。
In summary, as described above, by controlling the cooling rate for the steelmaking slag 7, 0.58A + 0.46B ≦ 20 (A: amount of CaO—FeO mineral phase (%), B: β− Recycled slag 8 that can be used for foundations of buildings and structures that suppresses the formation of mineral phases that satisfy the amount of 2CaO-SiO 2 phase (%)), lowers ultimate expansibility, and has excellent long-term stability. It can be realized.
In addition, Preferably, rapid-expansion property can also be suppressed by performing a steam aging process with respect to this steelmaking slag 7. FIG. In this specification, the slag expansibility defined in JIS A 5015 (steel slag for roads) is referred to as “rapid expansibility” and is distinguished from ultimate expansibility.
また、この製鋼スラグ７に対して、大気エージング処理処理を実施することで、さらに、速効膨張性を抑制することが可能となる。
［実験例］
次に、本実施形態のリサイクルスラグ８の実験例について、図と表を基に説明する。
実験は、溶融状態〜500℃の冷却速度を2℃/min〜15℃/minとすることにより製造したリサイクルスラグ８である。このリサイクルスラグ８は、製品粒度に破砕(例：<32mm)され、必要に応じて磁選処理が行われる。加えて、蒸気エージングや大気エージングが行われている。
Moreover, it is possible to further suppress rapid-expandability by performing an air aging treatment on the steel slag 7.
[Experimental example]
Next, an experimental example of the recycled slag 8 of the present embodiment will be described based on the drawings and tables.
The experiment is the recycled slag 8 manufactured by setting the cooling rate from the molten state to 500 ° C. to 2 ° C./min to 15 ° C./min. The recycled slag 8 is crushed to a product particle size (for example, <32 mm) and subjected to a magnetic separation process as necessary. In addition, steam aging and atmospheric aging are performed.
リサイクルスラグ８中の鉱物相量を調べるにあたっては、（株）リガク製、水平型X線回折装置（SmartLab）を用いた。測定条件としては、ターゲット：Cu、単色化：モノクロメータを使用(Kα)、ターゲット出力：45kV-200mA、測定角度(2θ)：5〜90°で0.02°幅で測定とした。
リサイクルスラグ８の性能を評価するための膨張試験は、加圧蒸気エージング膨張試験を採用し、JIS A 5015 道路用鉄鋼スラグ 付属書2 鉄鋼スラグの水浸膨張試験方法に準拠したモールドを作製した。
In examining the amount of mineral phase in the recycled slag 8, a horizontal X-ray diffractometer (SmartLab) manufactured by Rigaku Corporation was used. Measurement conditions were as follows: target: Cu, monochromatization: use of monochromator (Kα), target output: 45 kV-200 mA, measurement angle (2θ): 5-90 ° and 0.02 ° width.
The expansion test for evaluating the performance of the recycled slag 8 employs a pressurized steam aging expansion test, and a mold conforming to the JIS A 5015 road steel slag appendix 2 steel slag water immersion expansion test method was produced.
図３に示す如く、モールドにおけるスラグ初期高さ(H)を確認後、1MPaに加圧できる容器(加圧蒸気装置)に投入し、1MPaに加圧、その後、膨張が飽和するまで(約72hr)加圧処理し、常圧まで減圧しモールドを取出し、処理後のスラグ高さ(h)を評価し、スラグの膨張率に換算した。
評価基準としては、合格：膨張率20%以下（10%以下なら好ましく、5%以下なら更に好ましい）、不合格：膨張率20%以上とした。
As shown in Fig. 3, after confirming the initial slag height (H) in the mold, put it into a container (pressurized steam device) that can be pressurized to 1 MPa, pressurize to 1 MPa, and then expand until saturation is reached (approximately 72 hours) ) Pressurized, depressurized to normal pressure, removed mold, evaluated slag height (h) after treatment, and converted to slag expansion rate.
As evaluation criteria, pass: expansion rate 20% or less (preferably 10% or less, more preferably 5% or less), failure: expansion rate 20% or more.
なお、参考までに、JIS A 5015 道路用鉄鋼スラグ 付属書2 鉄鋼スラグの水浸膨張試験方法に準拠したモールドを作製し、80℃×6hr〜常温(昇温・冷却時含む)×18hrを1サイクルとして、10サイクル水浸した際の膨張率も評価している。
この結果、本願発明のリサイクルスラグ８は、膨張率1.5%以下を合格とし、それをクリアしていることが明らかとなった(路盤材用リサイクルスラグとしても使えることの証明となった)。
For reference, JIS A 5015 steel slag for roads Annex 2 Molds conforming to the water immersion expansion test method for steel slag are prepared, and 80 ° C x 6hr to room temperature (including temperature rise and cooling) x 18hr is 1 As a cycle, the expansion rate when immersed for 10 cycles is also evaluated.
As a result, it was revealed that the recycled slag 8 of the present invention passed the expansion rate of 1.5% or less and cleared it (provided that it can also be used as a roadbed material recycled slag).
表１における実施例１〜７は、0.58A+0.46B≦20を満たすものであり、ＪＩＳ規格よりも過酷な試験（加圧蒸気法）を行ったとしても、その膨張率は、２０％以下であり、比較例に比して１/２〜１/３となっており、到達膨張性に優れるリサイクルスラグ８が製造されていることがわかる。
図２は、表１をもとに作成したものである。このグラフからも明らかなように、0.58A+0.46B≦20を満たすリサイクルスラグ８であれば、ＪＩＳ規格よりも過酷な試験（加圧蒸気エージング膨張試験）を行ったとしても、その膨張率は、比較例に比して１/２〜１/３（最も大きい差で、１/７程度）となっており、到達膨張性に優れるリサイクルスラグ８が製造されていることがわかる。
Examples 1 to 7 in Table 1 satisfy 0.58A + 0.46B ≦ 20, and even when a test severer than the JIS standard (pressure steam method) is performed, the expansion coefficient is 20% or less. It is 1/2 to 1/3 compared with the comparative example, and it can be seen that the recycled slag 8 excellent in ultimate expansibility is manufactured.
FIG. 2 is created based on Table 1. As is clear from this graph, if the recycled slag 8 satisfies 0.58A + 0.46B ≦ 20, even if a test severer than the JIS standard (pressurized steam aging expansion test) is performed, the expansion rate is In comparison with the comparative example, it is 1/2 to 1/3 (the largest difference is about 1/7), and it can be seen that the recycled slag 8 having excellent ultimate expansibility is manufactured.
なお、リサイクルスラグ８の膨張率は、図３に示すやり方で測定し、膨張率（％）＝１００×（ｈ−H）/Hで求められる。
以上述べたように、精錬工程で排出されたスラグ（製鋼スラグ７）であって、スラグの組成が、CaO：30〜50%、SiO2：18〜40%、T.Fe：3〜25%およびAl2O3, MgOは5%以下であり、且つ塩基度(C/S)が2.5以下のスラグにおいて、スラグ中のCaO-FeO系鉱物相の量（A（%））、及びβ-2CaO-SiO2相の量（B（%））の存在量が、「0.58A+0.46B≦20」を満足することで、その構成鉱物相として水和活性のある2CaO-Fe2O3, β2CaO-SiO2の量が著しく低減し、その結果、到達膨張性を低くでき、長期安定性に優れるものとなる。特に、加圧蒸気エージング膨張試験（到達膨張性を評価する試験)での膨張率が、20%以下のものを合格としたが、当然ながら、いずれの実施例のリサイクルスラグ８もＪＩＳ規格(1.0%)は遵守できるものとなっている。
In addition, the expansion coefficient of the recycle slag 8 is measured by the method shown in FIG. 3 and is calculated by the expansion coefficient (%) = 100 × (h−H) / H.
As described above, the slag discharged in the refining process (steel slag 7), and the composition of the slag is CaO: 30-50%, SiO2: 18-40%, T.Fe: 3-25% and Al 2 O 3 , MgO is 5% or less and the basicity (C / S) is 2.5 or less, the amount of CaO-FeO mineral phase (A (%)) in the slag, and β-2CaO 2CaO-Fe 2 O 3 , β2CaO that has hydration activity as its constituent mineral phase when the abundance of -SiO 2 phase (B (%)) satisfies “0.58A + 0.46B ≦ 20” The amount of —SiO 2 is remarkably reduced, and as a result, the ultimate expansibility can be lowered and the long-term stability is excellent. In particular, although the expansion rate in the pressurized steam aging expansion test (test for evaluating ultimate expansion) passed 20% or less, naturally, the recycled slag 8 of any of the examples is JIS standard (1.0 %) Can be observed.
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。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. In particular, in the embodiment disclosed this time, matters that are not explicitly disclosed, for example, operating conditions and operating conditions, various parameters, dimensions, weights, volumes, and the like of a component deviate from a range that a person skilled in the art normally performs. Instead, values that can be easily assumed by those skilled in the art are employed.
例えば、本実施形態では、脱りん炉１において精錬する際に生成される鉄鋼副産物である製鋼スラグ（脱りんスラグ）を例示して説明したが、製鉄所において様々な精錬処理で生成される製鋼スラグ７、例えば、電気炉酸化スラグ、脱炭スラグ、脱硫スラグ、脱珪スラグ、取鍋精錬スラグなどにおいても、本発明は適用可能である。 For example, in the present embodiment, the steelmaking slag (dephosphorization slag), which is a steel byproduct generated when refining in the dephosphorization furnace 1, has been described as an example, but steelmaking produced by various refining processes at a steelworks. The present invention can also be applied to slag 7 such as electric furnace oxidation slag, decarburization slag, desulfurization slag, desiliconization slag, ladle refining slag, and the like.
１ 転炉
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 リサイクルスラグ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Converter 2 Cooling yard 3 Aging pit 4 Water sprinkling equipment 5 Steam piping 6 Hot metal 7 Steelmaking slag 8 Recycled slag
Claims (3)
前記スラグ中のCaO-FeO系鉱物相の量（A(%)）、β-2CaO-SiO2相の量（B(%))が、「0.58A+0.46B≦20」を満足する
ことを特徴とするリサイクルスラグ。 A discharged in refining process slag, the composition of the slag, CaO: 30~50%, SiO 2 : 18~40%, T.Fe: 3~25%, Al 2 O 3: 5% or less, MgO: 5% or less and a slag having a basicity (C / S) of 2.5 or less,
The amount of CaO-FeO mineral phase (A (%)) and the amount of β-2CaO-SiO 2 phase (B (%)) in the slag satisfy “0.58A + 0.46B ≦ 20”. Characteristic recycled slag.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016155620A JP2018024897A (en) | 2016-08-08 | 2016-08-08 | Recycle slag |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016155620A JP2018024897A (en) | 2016-08-08 | 2016-08-08 | Recycle slag |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2018024897A true JP2018024897A (en) | 2018-02-15 |
Family
ID=61195057
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2016155620A Pending JP2018024897A (en) | 2016-08-08 | 2016-08-08 | Recycle slag |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2018024897A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022143905A (en) * | 2021-03-18 | 2022-10-03 | Ｊｆｅスチール株式会社 | Manufacturing method of slag roadbed material and its slag roadbed material |
-
2016
- 2016-08-08 JP JP2016155620A patent/JP2018024897A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022143905A (en) * | 2021-03-18 | 2022-10-03 | Ｊｆｅスチール株式会社 | Manufacturing method of slag roadbed material and its slag roadbed material |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101581905B1 (en) | Eco friendly non-cement quick-hardning binder composition for concrete and quick-hardning concrete composition containing the same | |
| JP5573403B2 (en) | Method for recycling steelmaking slag and raw material for phosphate fertilizer | |
| JP2004143034A (en) | Method for modifying steel making slag and modified steel making slag | |
| JP4102668B2 (en) | Oxidation process of steel industry slag to obtain cement material | |
| CA3075366C (en) | Method of continuous manufacturing of solidified steelmaking slag and associated device | |
| JP2017007880A (en) | Ageing method of steelmaking slag | |
| JP4865976B2 (en) | Method for oxidizing steel slag and LD slag obtained thereby | |
| JP2018024897A (en) | Recycle slag | |
| JP5327184B2 (en) | Steelmaking slag and method for producing the same | |
| JP3091177B2 (en) | Steelmaking reduction slag reforming method | |
| KR101189503B1 (en) | A process for conversion of basic oxygen furnace slag into construction materials | |
| JP4808655B2 (en) | Method of stabilizing powdered steel slag | |
| Chiang et al. | Iron and steel slags | |
| Wu et al. | Generation, utilization, and environmental impact of ladle furnace slag: A minor review | |
| Zhang | Introductory chapter: metallurgical solid waste | |
| JP2013028518A (en) | Artificial stone made of expansion-controlled iron and steel slag hydration-solidified body, and method for producing the same | |
| KR20110117353A (en) | Preparation method for c12a7 mineral using rotary kiln | |
| Mishra et al. | Evaluation strength and durability characteristic of concrete use steel slag | |
| TW201341340A (en) | Far-infrared emitting material and method of making the same | |
| TWI523952B (en) | The preparation method of modified converter slag | |
| JP4634674B2 (en) | Method for reforming hot metal dephosphorization slag | |
| CN107056218A (en) | A kind of slag azulejo and preparation method | |
| JPS589778B2 (en) | Method for manufacturing civil and construction materials using converter slag | |
| JP2009270132A (en) | Method for producing steelmaking slag with high swelling stability | |
| CN109180032B (en) | Cement containing ore-smelting slag and preparation method thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20160808 |