JP5540832B2 - 粉粒状原料の塊成化物又は造粒物の製造方法 - Google Patents
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Description
[1]鉄鋼製造プロセスにおいて発生するスラグ、ダスト、スラッジの中から選ばれる1種以上からなる水分を含んだ粉粒状原料に、水和反応を生じるバインダーを混合し、成型又は造粒した後、水和硬化させることにより塊成化物又は造粒物を製造する方法であって、
前記粉粒状原料に、前記バインダーの少なくとも一部を添加して混合し、養生する事前処理を施し、この事前処理を施した粉粒状原料を成型又は造粒することを特徴とする、粉粒状原料の塊成化物又は造粒物の製造方法。
[3]上記[1]又は[2]の製造方法において、事前処理を施す前の粉粒状原料が、水分を14質量%以上含有することを特徴とする、粉粒状原料の塊成化物又は造粒物の製造方法。
[4]上記[1]〜[3]のいずれかの製造方法において、鉄鋼製造プロセスにおいて発生するスラグが、溶銑脱硫スラグ、転炉脱炭スラグの中から選ばれる1種以上であることを特徴とする、粉粒状原料の塊成化物又は造粒物の製造方法。
[6]上記[1]〜[5]のいずれかの製造方法において、粉粒状原料とバインダーの混合物をブリケットに成型することを特徴とする、粉粒状原料の塊成化物又は造粒物の製造方法。
[7]上記[1]〜[6]のいずれかの製造方法において、事前処理において養生を6時間以上行うことを特徴とする、粉粒状原料の塊成化物又は造粒物の製造方法。
また、鉄鋼製造プロセスにおいて発生するスラッジ(以下、製鉄スラッジという)には、例えば、酸洗スラッジ、圧延スラッジ、メッキスラッジなどがある。
以上挙げた鉄鋼スラグ、製鉄ダスト、製鉄スラッジのうち、鉄鋼スラグと製鉄ダストは相当量の石灰分と鉄分を含有しており、高炉などの鉄源、石灰源として有用である。また、製鉄スラッジは相当量の鉄分を含有しており、高炉などの鉄源として有用である。
スラグなどの粉粒状原料は、原料粒子内と原料粒子間に保持される以上の水分は含有できないので、通常20〜22質量%程度の水分含有率までは比較的容易に水切りされるが、それ以下の水分含有率まで水切りするには、自然状態では非常に時間がかかり、特に、大量の粉粒状原料を水分含有率16質量%未満、特に14質量%未満にするには長期間を要する。一方、強制的に乾燥処理するには、大がかりな設備が必要であり、また、製造コストも高くなる。これに対して本発明では、粉粒状原料の水分含有率が14質量%以上であっても、粉粒状原料に対してバインダーを利用した事前処理を施すことにより、粉粒状原料を成型や造粒の際に水分によるトラブルを生じない性状に改質することができる。
バインダー混合原料の成型では、例えばブリケット成型機による圧密成型によってブリケットとする。また、バインダー混合原料の造粒では、例えば皿型造粒機などにより造粒し、造粒物とする。これら成型体(ブリケットなど)や造粒物を水和硬化(養生)させることにより、製品である塊成化物や造粒物が得られる。
製造された塊成化物や造粒物は、高炉などの原料(鉄源や石灰源など)として用いられるが、バインダーに含まれるCaOも高炉などの副原料になる。
粉粒状原料として水分含有率が15.1質量%の溶銑脱硫スラグを、バインダーとして高炉水砕スラグ微粉末をそれぞれ用い、原料を圧密成型してブリケットを製造した。ブリケット成型機としては、回転型圧密機(線圧1.9t/cm、6〜10rpm)を用いた。
溶銑脱硫スラグと高炉水砕スラグ微粉末の配合割合は、本発明例、比較例、参考例ともに、乾燥重量で溶銑脱硫スラグ:85質量%、高炉水砕スラグ微粉末:15質量%とした。
一方、比較例では、本発明例のような事前処理を施すことなく、溶銑脱硫スラグに高炉水砕スラグ微粉末を添加・混合して、そのままブリケットに成型したところ、水分が多いためにブリケット成型機に不具合が生じ、全く成型ができなかった。また、参考例では、溶銑脱硫スラグを風乾により13.9質量%になるように水分調整してから高炉水砕スラグ微粉末を添加・混合し、直ちにブリケットに成型した。
比較例:水分のために成型機に不具合が生じて成型不能
参考例:77.3質量%
本発明例:81.1質量%
また、本発明例と参考例について、成型後の圧壊強度とシャッター(SI)強度を測定した結果を、図3に示す。圧壊強度とシャッター強度は、図5に示す方法で測定した。
粉粒状原料として水分含有率が15.1質量%の溶銑脱硫スラグを、バインダーとして普通ポルトランドセメントをそれぞれ用い、原料を圧密成型してブリケットを製造した。ブリケット成型機は、実施例1と同じものを用いた。
溶銑脱硫スラグと普通ポルトランドセメントの配合割合は、本発明例、比較例、参考例ともに、乾燥重量で溶銑脱硫スラグ:85質量%、普通ポルトランドセメント:15質量%とした。
一方、比較例では、本発明例のような事前処理を施すことなく、溶銑脱硫スラグに普通ポルトランドセメントを添加・混合して、そのままブリケットに成型したところ、水分が多いためにブリケット成型機に不具合が生じ、全く成型ができなかった。また、参考例では、溶銑脱硫スラグを風乾により13.9質量%になるように水分調整してから普通ポルトランドセメントを添加・混合し、直ちにブリケットに成型した。
比較例:水分のために成型機に不具合が生じて成型不能
参考例:82.0質量%
本発明例:82.2質量%
また、本発明例と参考例について、成型後の圧壊強度を測定した結果を、図4に示す(圧壊強度の測定方法は実施例1と同様)。
本発明例の成型体(ブリケット)は、成型直後における+13.2mm歩留まりは参考例と同等である。また、圧壊強度は成型1日後に目安の50kgf以上に達し、成型14日後以降も強度は増大している。また、参考例と較べても明らかなように、本発明において事前にバインダーを添加して水和を進行させても、製品の強度発現には殆ど影響がないことが判る。
Claims (7)
- 鉄鋼製造プロセスにおいて発生するスラグ、ダスト、スラッジの中から選ばれる1種以上からなる水分を含んだ粉粒状原料に、水和反応を生じるバインダーを混合し、成型又は造粒した後、水和硬化させることにより塊成化物又は造粒物を製造する方法であって、
前記粉粒状原料に、前記バインダーの少なくとも一部を添加して混合し、養生する事前処理を施し、この事前処理を施した粉粒状原料を成型又は造粒することを特徴とする、粉粒状原料の塊成化物又は造粒物の製造方法。 - バインダーの一部を添加して事前処理を施した粉粒状原料に、成型又は造粒の直前に残りのバインダーを添加することを特徴とする、請求項1に記載の粉粒状原料の塊成化物又は造粒物の製造方法。
- 事前処理を施す前の粉粒状原料が、水分を14質量%以上含有することを特徴とする、請求項1又は2に記載の粉粒状原料の塊成化物又は造粒物の製造方法。
- 鉄鋼製造プロセスにおいて発生するスラグが、溶銑脱硫スラグ、転炉脱炭スラグの中から選ばれる1種以上であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の粉粒状原料の塊成化物又は造粒物の製造方法。
- バインダーが、高炉水砕スラグ微粉末、セメント、フライアッシュの中から選ばれる1種以上であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の粉粒状原料の塊成化物又は造粒物の製造方法。
- 粉粒状原料とバインダーの混合物をブリケットに成型することを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の粉粒状原料の塊成化物又は造粒物の製造方法。
- 事前処理において養生を6時間以上行うことを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載の粉粒状原料の塊成化物又は造粒物の製造方法。
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