JP6014574B2 - Determination of free lime in converter slag - Google Patents
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Description
本発明は、転炉スラグの膨張性を評価する方法に係り、特に転炉スラグの膨張要因である遊離石灰の定量方法に関する。 The present invention relates to a method for evaluating the expansibility of converter slag, and more particularly to a method for determining free lime, which is an expansion factor of converter slag.
転炉スラグは、転炉を用いた製鋼工程で発生する鉄鋼スラグであり、硬質で高い嵩比重を有することから路盤材等の道路用材料に利用されている。
転炉スラグは、精錬時に添加される生石灰などを由来とする遊離石灰(f-CaO)を含んでいる。遊離石灰は、空気中の水分や雨水などに接触すると、(1)式に示す水和反応を起こし、体積が約2倍に膨張する。
CaO + H2O → Ca(OH)2 (1)
従って、遊離石灰を多く含む転炉スラグをそのまま道路用材料として用いると、路面の亀裂や隆起といった問題を引き起こす。そのため、転炉スラグを道路用材料に使用する際は、通常、転炉スラグの蒸気エージング処理などを事前に行なって、遊離石灰の水和反応を完了させている。
Converter slag is steel slag generated in a steelmaking process using a converter, and is used for road materials such as roadbed materials because it is hard and has high bulk specific gravity.
The converter slag contains free lime (f-CaO) derived from quicklime added during refining. When free lime comes into contact with moisture or rainwater in the air, it causes a hydration reaction represented by the formula (1), and the volume expands about twice.
CaO + H 2 O → Ca (OH) 2 (1)
Therefore, if the converter slag containing a lot of free lime is used as it is as a road material, problems such as cracks and bumps on the road surface are caused. For this reason, when converter slag is used for road materials, steam aging treatment of converter slag is usually performed in advance to complete the hydration reaction of free lime.
蒸気エージング処理は、山積み状態のスラグに水蒸気を吹き込んで水和反応を促進させる方法であり、数日で遊離石灰の水和反応が完了する。例えば、特許文献1には、所定粒度に破砕された山積み状態の製鋼スラグに80〜100℃の水蒸気を吹き込み、大気中で48時間以上暴露することで、製鋼スラグ中の遊離石灰の水和反応が促進され、エージング処理を短期間に安定して行うことができると記載されている。
The steam aging treatment is a method in which steam is blown into a pile of slag to promote the hydration reaction, and the hydration reaction of free lime is completed within a few days. For example,
しかし、転炉による製鋼工程がバッチ処理であることから、転炉スラグは性状がバラツキやすく、また、精錬条件によって遊離石灰の含有量が大きく変化する。そのため、蒸気エージング処理は、必然的に安全側での操業を余儀なくされており、特許文献1に記載されている48時間曝露より長時間の処理を行っているのが現状である。
However, since the steelmaking process by the converter is a batch process, the properties of the converter slag are likely to vary, and the free lime content varies greatly depending on the refining conditions. For this reason, the steam aging process is inevitably forced to operate on the safe side, and the present situation is that a process longer than the 48-hour exposure described in
他方、転炉スラグに含まれている遊離石灰の含有量を迅速に検出できる方法が確立されれば、蒸気エージング処理前に遊離石灰の含有量を把握することにより蒸気エージング処理を最適化することが可能となりコストダウンが期待できる。そのため、転炉スラグに含まれている遊離石灰を定量化する様々な方法がこれまで提案されている。エチレングリコール法は、その中で最も広く知られている方法の一つである。 On the other hand, if a method capable of quickly detecting the content of free lime contained in converter slag is established, the steam aging treatment should be optimized by grasping the content of free lime before the steam aging treatment. It is possible to reduce costs. Therefore, various methods for quantifying free lime contained in converter slag have been proposed so far. The ethylene glycol method is one of the most widely known methods.
エチレングリコール法では、エチレングリコール試薬を用いて転炉スラグを所定温度で所定時間溶解し、溶解液中のカルシウムの含有率を測定する。溶解液中のカルシウムの含有率の測定には、中和滴定法や原子吸光分析法、導電率測定法が用いられる。注意すべき点として、エチレングリコール試薬へは酸化カルシウム(CaO)のほかに水酸化カルシウム(Ca(OH)2)も溶解する。水酸化カルシウムの含有率の測定には熱重量分析法が用いられる。非特許文献1には、「鉄鋼スラグ中のf-CaOおよびCa(OH)2の定量方法(=エチレングリコール法)」及び「鉄鋼スラグ中のCa(OH)2の定量方法(=熱重量分析法)」に関して、分析精度の向上を目指し、条件の見直しを図った分析法が記載されている。
In the ethylene glycol method, the converter slag is dissolved at a predetermined temperature for a predetermined time using an ethylene glycol reagent, and the content of calcium in the solution is measured. A neutralization titration method, an atomic absorption analysis method, or a conductivity measurement method is used to measure the calcium content in the solution. It should be noted that calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ) is dissolved in the ethylene glycol reagent in addition to calcium oxide (CaO). Thermogravimetric analysis is used to measure the content of calcium hydroxide.
転炉スラグに含まれている遊離石灰は、その生成挙動から、以下の3種類に大きく分類される。
(a)未滓化石灰:精錬時に添加される生石灰の一部が未溶解状態でスラグに残存した遊離石灰である。褐色の粒子状を呈しており目視で確認できる。
(b)晶出石灰:精錬時に一旦溶融し、スラグが冷却されて各種鉱物が生成する過程の末期に余剰分の石灰として生成する遊離石灰である。各種鉱物相が生成する過程の末期に生成するため、他の鉱物相の隙間を埋めるような形状である。
(c)析出石灰:高塩基度の溶融スラグが冷却する過程において、1700℃〜1400℃域で生成した長柱形のトリカルシウムシリケイト(3CaO−SiO2)が1300℃以下で分解したときにダイカルシウムシリケイト(2CaO−SiO2)と共に生成する遊離石灰である。長柱形の鉱物相内に縞状に生成する。
Free lime contained in converter slag is roughly classified into the following three types based on the generation behavior.
(A) Undegraded lime: Free lime in which a portion of quicklime added during refining remains in the slag in an undissolved state. It is in the form of brown particles and can be confirmed visually.
(B) Crystallized lime: Free lime that is melted once during refining and is produced as excess lime at the end of the process in which various minerals are produced by cooling the slag. Since it is formed at the end of the process in which various mineral phases are formed, it has a shape that fills the gap between other mineral phases.
(C) precipitation of lime: in the course of molten slag of high basicity cools the die when the 1700 ° C. to 1400 tricalcium silicate long columnar generated in ° C. zone (3CaO-SiO 2) was decomposed at 1300 ° C. or less it is a free lime to produce with calcium silicate (2CaO-SiO 2). It forms in stripes in the long columnar mineral phase.
これら3種類の遊離石灰は、転炉スラグ中の存在箇所や存在形態から、転炉スラグの水和膨張に及ぼす影響がそれぞれ異なる。例えば、晶出石灰と析出石灰は結晶同士の間や結晶の内部に存在していることから含有量次第で転炉スラグの膨張へ寄与し、長期的な膨張挙動を示す。
従って、転炉スラグの膨張挙動を正確に把握するためには、転炉スラグに含まれている未滓化石灰、晶出石灰、及び析出石灰がそれぞれどの程度含まれているか把握することが重要となる。
These three types of free lime have different effects on the hydration expansion of converter slag from the location and form of converter slag. For example, crystallized lime and precipitated lime are present between the crystals and inside the crystal, and therefore contribute to the expansion of the converter slag depending on the content, and exhibit long-term expansion behavior.
Therefore, in order to accurately grasp the expansion behavior of converter slag, it is important to understand how much uncontained lime, crystallized lime, and precipitated lime are contained in the converter slag. It becomes.
しかしながら、先に挙げたエチレングリコール法は、未滓化石灰、晶出石灰、及び析出石灰を区別せずに合算値として処理するため、転炉スラグの膨張挙動を正確に把握することが難しい。例えば、酸化カルシウムの値が同じ転炉スラグであっても、一方は未滓化石灰が主体であり、もう一方は晶出石灰と析出石灰が主体であれば、両者は異なる膨張挙動を示す。 However, the ethylene glycol method mentioned above treats unexpansion lime, crystallized lime, and precipitated lime as a combined value without distinction, so it is difficult to accurately grasp the expansion behavior of the converter slag. For example, even if the converter slag has the same value of calcium oxide, if one is mainly composed of undegraded lime and the other is mainly composed of crystallized lime and precipitated lime, both exhibit different expansion behaviors.
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、転炉スラグの膨張挙動を正確に評価して蒸気エージング処理の最適化を図るため、転炉スラグに含まれている未滓化石灰、晶出石灰、及び析出石灰の各含有率を把握することが可能な、転炉スラグ中の遊離石灰の定量方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and in order to accurately evaluate the expansion behavior of the converter slag and optimize the steam aging treatment, uncontained lime, crystallization contained in the converter slag It aims at providing the fixed_quantity | quantitative_assay method of the free lime in converter slag which can grasp | ascertain each content rate of lime and precipitated lime.
上記目的を達成するため、本発明は、転炉スラグに含まれる遊離石灰を未滓化石灰、晶出石灰、及び析出石灰に分類して前記各石灰の含有率を算出する方法であって、以下の工程を備えている。
(1)転炉スラグ粒子を含有する試料片を作製する。
(2)前記試料片中の転炉スラグ粒子を第1の倍率で顕微鏡観察して第1の観察視野を撮影する。
(3)前記第2の工程で撮影した前記第1の観察視野の画像に第1の升目幅を有する方眼線を付して、晶出石灰及び/又は析出石灰を含む相が占める升目の数と、未滓化石灰の相が占める升目の数と、前記転炉スラグ粒子が占める升目の数とを測定し、前記各相が前記転炉スラグ粒子に占める面積比率(含有率)を算出する。
(4)前記晶出石灰及び/又は析出石灰を含む相を、前記第1の倍率より高い倍率を有する第2の倍率で顕微鏡観察して第2の観察視野を撮影する。
(5)前記第4の工程で撮影した前記第2の観察視野の画像に、前記第1の升目幅より目の細かな第2の升目幅を有する方眼線を付して、晶出石灰が占める升目の数と、析出石灰が占める升目の数と、前記第2の観察視野が占める升目の数とを測定し、晶出石灰と析出石灰がそれぞれ前記第2の観察視野に占める面積比率を算出する。
(6)晶出石灰と析出石灰がそれぞれ前記第2の観察視野に占める面積比率と、前記晶出石灰及び/又は析出石灰を含む相が前記転炉スラグ粒子に占める面積比率とを掛け合わせて、前記転炉スラグ粒子に対して晶出石灰と析出石灰がそれぞれ占める面積比率(含有率)を算出する。
In order to achieve the above object, the present invention is a method for calculating the content of each lime by classifying free lime contained in the converter slag into uncontained lime, crystallized lime, and precipitated lime, The following steps are provided.
(1) A sample piece containing converter slag particles is prepared.
(2) The converter slag particles in the sample piece are observed with a microscope at a first magnification to photograph a first observation field.
(3) The number of cells occupied by the phase containing crystallized lime and / or precipitated lime by attaching a grid line having the first cell width to the image of the first observation visual field taken in the second step And measuring the number of squares occupied by the phase of undehydrated lime and the number of squares occupied by the converter slag particles, and calculating the area ratio (content ratio) of the phases occupied by the converter slag particles. .
(4) The phase containing the crystallized lime and / or precipitated lime is observed with a microscope at a second magnification having a magnification higher than the first magnification, and a second observation visual field is photographed.
(5) A grid line having a second grid width finer than the first grid width is attached to the image of the second observation visual field photographed in the fourth step, and crystallized lime is formed. The number of squares occupied, the number of squares occupied by precipitated lime, and the number of squares occupied by the second observation visual field are measured, and the area ratio of crystallized lime and precipitated lime in the second observation visual field is determined. calculate.
(6) Multiplying the area ratio of crystallized lime and precipitated lime in the second observation field, respectively, and the area ratio of the phase containing the crystallized lime and / or precipitated lime in the converter slag particles Then, the area ratio (content ratio) occupied by crystallized lime and precipitated lime with respect to the converter slag particles is calculated.
本発明は、転炉スラグ粒子の観察視野画像に目の粗い升目幅を有する方眼線を付して各相の面積比率を算出する前工程と、晶出石灰及び/又は析出石灰を含む相に目の細かな升目幅を有する方眼線を付して晶出石灰と析出石灰の面積比率を算出する後工程とから大略構成される。
先ず、転炉スラグ粒子を撮影した低倍率の観察視野画像に目の粗い升目幅を有する方眼線を付して、晶出石灰及び/又は析出石灰を含む相と未滓化石灰の相がそれぞれ転炉スラグ粒子に占める面積比率を算出する。次いで、晶出石灰及び/又は析出石灰を含む相を撮影した高倍率の観察視野画像に目の細かな升目幅を有する方眼線を付して、転炉スラグ粒子に対して晶出石灰と析出石灰がそれぞれ占める面積比率を算出する。
The present invention provides a pre-process for calculating the area ratio of each phase by attaching a grid line having a coarse mesh width to the observation visual field image of converter slag particles, and a phase containing crystallized lime and / or precipitated lime. This is generally composed of a post-process for calculating the area ratio of crystallized lime and precipitated lime with a grid line having a fine mesh width.
First, a low-magnification observation visual field image obtained by photographing converter slag particles is attached with a grid line having a coarse mesh width, and a phase containing crystallized lime and / or precipitated lime and a phase of undehydrated lime are respectively present. The area ratio of the converter slag particles is calculated. Next, a high-magnification observation visual field image of a phase containing crystallized lime and / or precipitated lime is attached with a grid line having a fine mesh width, and crystallized lime and precipitates on converter slag particles The area ratio which each lime occupies is calculated.
本発明では、未滓化石灰と、未滓化石灰に比べて鉱物相の大きさが小さな晶出石灰及び析出石灰とを効率的に測定するため、顕微鏡観察時の倍率は低倍率(第1の倍率)と高倍率(第2の倍率)の2種類としている。各倍率は、使用する顕微鏡の解像度にもよるが、第1の倍率は50倍程度、第2の倍率は200倍程度が適している。 In the present invention, unmagnified lime and crystallized lime and precipitated lime having a small mineral phase compared to unhatched lime are efficiently measured. ) And high magnification (second magnification). Although each magnification depends on the resolution of the microscope to be used, the first magnification is about 50 times and the second magnification is about 200 times.
また、本発明に係る転炉スラグ中の遊離石灰の定量方法では、前記第1の升目幅が0.3mm〜0.5mm、前記第2の升目幅が10μm〜15μmであることを好適とする。 Moreover, in the determination method of the free lime in the converter slag according to the present invention, it is preferable that the first mesh width is 0.3 mm to 0.5 mm and the second mesh width is 10 μm to 15 μm. .
第1の倍率を50倍程度とした場合、第1の升目幅が0.3mm未満であると、相に含まれる升目の数が多くなり過ぎて測定が煩雑となる一方、第1の升目幅が0.5mm超であると、升目が粗すぎて各相の実形状との誤差が大きくなり過ぎる。
また、第2の倍率を200倍程度とした場合、第2の升目幅が10μm未満であると、晶出石灰及び析出石灰に含まれる升目の数が多くなり過ぎて測定が煩雑となる一方、第2の升目幅が15μm超であると、升目が粗すぎて晶出石灰及び析出石灰の実形状との誤差が大きくなり過ぎる。
When the first magnification is about 50 times, if the first cell width is less than 0.3 mm, the number of cells included in the phase becomes too large and the measurement becomes complicated, while the first cell width If it exceeds 0.5 mm, the mesh is too rough and the error from the actual shape of each phase becomes too large.
In addition, when the second magnification is about 200 times, if the second mesh width is less than 10 μm, the number of meshes contained in the crystallized lime and the precipitated lime becomes too large, and the measurement becomes complicated. If the second mesh width is more than 15 μm, the mesh is too coarse and the error from the actual shapes of crystallized lime and precipitated lime becomes too large.
本発明に係る転炉スラグ中の遊離石灰の定量方法によれば、転炉スラグに含まれている未滓化石灰、晶出石灰、及び析出石灰の各含有率を検出することができるので、転炉スラグの膨張挙動を正確に評価して蒸気エージング処理の最適化を図ることが可能となる。 According to the method for quantifying free lime in the converter slag according to the present invention, it is possible to detect the respective contents of uncontained lime, crystallized lime, and precipitated lime contained in the converter slag. The steam aging process can be optimized by accurately evaluating the expansion behavior of the converter slag.
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings to provide an understanding of the present invention.
図1のフローチャートを参照しながら、本発明の一実施の形態に係る転炉スラグ中の遊離石灰の定量方法の手順について説明する。 With reference to the flowchart of FIG. 1, a procedure of a method for quantifying free lime in converter slag according to an embodiment of the present invention will be described.
[STEP−1]
転炉スラグ粒子を含有する試料片を作製する(ST1)。試料片の作成手順は以下の通りである。
(1)粒径5mm〜30mm程度の転炉スラグ粒子10を切断する(図2参照)。
(2)切断された転炉スラグ粒子10と樹脂11(例えばエポキシ樹脂)を真空容器に入れて真空引きし、転炉スラグ粒子10に樹脂11を含浸させる。
(3)樹脂11が染み込んだ転炉スラグ粒子10を円筒状の型13の中に入れ、樹脂11を型13の中に流し込む(図2参照)。その際、転炉スラグ粒子10の切断面が下側になるように、型13内に転炉スラグ粒子10を配置する。
(4)常温硬化させた試料片12を型13から取り外す。
(5)試料片12の顕微鏡観察面(転炉スラグ粒子10の切断面側の面)を、研磨紙で粗研磨した後、ダイアモンドペーストで仕上げ研磨する。試料片12の顕微鏡観察面を図3に示す。
[STEP-1]
A sample piece containing converter slag particles is prepared (ST1). The procedure for preparing the sample piece is as follows.
(1) The
(2) The cut
(3) The
(4) Remove the
(5) The microscope observation surface of the sample piece 12 (the surface on the cut surface side of the converter slag particles 10) is roughly polished with abrasive paper and then finish-polished with diamond paste. The microscope observation surface of the
[STEP−2]
試料片中の転炉スラグ粒子10を第1の倍率(例えば50倍)で顕微鏡観察して観察視野(第1の観察視野)を撮影する(ST2)。その際、転炉スラグ粒子10の全景が観察視野に含まれるようにする。
[STEP−3]
第1の倍率で撮影した観察視野画像をパーソナルコンピュータに取り込み、画像編集ソフトウェア上で、0.3mm〜0.5mm四方(第1の升目幅)の方眼15を観察視野画像に重ねる(図4参照)。そして、0.3mm〜0.5mm四方の方眼15を重ねた観察視野画像について、転炉スラグ粒子10に含まれる各鉱物相の特徴を踏まえ、以下に示す5種類の相に分類する(ST3)。
[STEP-2]
The
[STEP-3]
An observation visual field image photographed at the first magnification is taken into a personal computer, and a
(a)晶出石灰と析出石灰を含まない相:マグネシオウスタイトやダイカルシウムシリケイトなどの膨張性の無い鉱物相が明瞭に出ており、晶出石灰及び析出石灰を含んでいない。MgO系介在物やメタルを含んでいてもよく、膨張性は無い。
(b)晶出石灰及び/又は析出石灰を含む相:マグネシオウスタイトやダイカルシウムシリケイトなどの膨張性の無い鉱物相と共に、晶出石灰及び/又は析出石灰が含まれている。晶出石灰と析出石灰の濃度次第では転炉スラグの膨張性に寄与する。
(c)結晶が不明瞭な相:急冷によって結晶が十分に成長せず固化した相である。鉱物同士の境界が不鮮明で、デンドライト成長(初晶)も見られる。膨張性は無い。
(d)未滓化石灰の相:未溶解のまま残存した未滓化石灰の相である。室内放置により速やかに水和反応が進む。膨張性を有している。
(e)気孔の相:転炉スラグ内の気孔である。
(A) Phase not containing crystallized lime and precipitated lime: Mineral phases with no expansibility such as magnesia wustite and dicalcium silicate appear clearly and do not contain crystallized lime and precipitated lime. It may contain MgO-based inclusions and metals and is not expandable.
(B) Phase containing crystallized lime and / or precipitated lime: Crystallized lime and / or precipitated lime is included together with a non-expandable mineral phase such as magnesia wustite or dicalcium silicate. Depending on the concentration of crystallized lime and precipitated lime, it contributes to the expansibility of converter slag.
(C) Phase in which the crystal is unclear: a phase in which the crystal is not sufficiently grown by solidification and solidified. The boundary between minerals is unclear, and dendrite growth (primary crystals) is also seen. There is no expansibility.
(D) Undehydrated lime phase: Undehydrated lime phase remaining undissolved. Hydration proceeds promptly when left indoors. Has expandability.
(E) Pore phase: Pore in converter slag.
第1の倍率で撮影した転炉スラグ粒子10の画像を図4(A)に、当該画像に0.3mm〜0.5mmの升目幅を有する方眼線を付した画像を図4(B)に示す。図中の符号20は晶出石灰及び/又は析出石灰を含む相、符号21は未滓化石灰の相、符号22は晶出石灰と析出石灰を含まない相である。なお、この転炉スラグ粒子10は、結晶が不明瞭な相と気孔の相を含んでいない。
An image of the
[STEP−4]
晶出石灰及び/又は析出石灰を含む相20が占める升目の数と、未滓化石灰の相21が占める升目の数と、転炉スラグ粒子10が占める升目の数とを測定し、各相が転炉スラグ粒子10に占める面積比率(含有率)を算出する(ST4)。
[STEP-4]
The number of grids occupied by the
[STEP−5]
晶出石灰及び/又は析出石灰を含む相20を、第1の倍率より高い倍率を有する第2の倍率(例えば200倍)で顕微鏡観察して観察視野(第2の観察視野)を撮影する(ST5)。撮影視野数は、晶出石灰及び/又は析出石灰を含む相20が観察された転炉スラグ粒子10一個につき10視野程度とする。晶出石灰及び/又は析出石灰を含む相20を第2の倍率で撮影した観察視野画像を図5(A)に示す。同図において、符号25は晶出石灰、符号26は析出石灰、符号27はマグネシオウスタイトやダイカルシウムシリケイトなどの鉱物相である。
[STEP-5]
The
[STEP−6]
第2の倍率で撮影した全観察視野画像をパーソナルコンピュータに取り込み、画像編集ソフトウェア上で、各観察視野画像に10μm〜15μm四方(第2の升目幅)の方眼16を重ねる(図5(B)参照)。そして、10μm〜15μm四方の方眼16を重ねた各観察視野画像について、晶出石灰25が占める升目の数と、析出石灰26が占める升目の数と、観察視野が占める升目の数とを測定し、晶出石灰25と析出石灰26がそれぞれ観察視野に占める面積比率を求め、各観察視野について得られた面積比率の平均値を算出する(ST6)。
[STEP-6]
The entire observation visual field image photographed at the second magnification is taken into a personal computer, and a
[STEP−7]
晶出石灰25と析出石灰26がそれぞれ観察視野に占める面積比率と、晶出石灰及び/又は析出石灰を含む相20が転炉スラグ粒子10に占める面積比率とを掛け合わせて、転炉スラグ粒子10に対して晶出石灰25と析出石灰26がそれぞれ占める面積比率(含有率)を算出する(ST7)。
[STEP-7]
The converter slag particles are obtained by multiplying the area ratio of the crystallized
本実施の形態に係る転炉スラグ中の遊離石灰の定量方法によれば、転炉スラグに含まれている遊離石灰を未滓化石灰、晶出石灰、及び析出石灰に分類して各石灰の含有率を検出することができるので、転炉スラグの膨張挙動を正確に評価して蒸気エージング処理の最適化を図ることが可能となる。
例えば、未滓化石灰を一定量以上含んでいる転炉スラグは、蒸気エージング処理の対象外、もしくは蒸気エージング期間を短縮し、晶出石灰や析出石灰を多く含んでいる転炉スラグは、長期的な膨張を示す可能性を見極めたうえで、膨張性が高いものは道路用材料として使用しない、即ち、蒸気エージング処理を行わないといった判断を事前に下すことが可能となる。
According to the method for quantifying free lime in converter slag according to the present embodiment, the free lime contained in converter slag is classified into uncontained lime, crystallized lime, and precipitated lime, and Since the content rate can be detected, it is possible to accurately evaluate the expansion behavior of the converter slag and optimize the steam aging treatment.
For example, converter slag containing a certain amount or more of undecomposed lime is not subject to steam aging treatment, or the steam aging period is shortened, and converter slag containing a large amount of crystallized lime and precipitated lime is long-term It is possible to determine in advance that a material having high expansibility is not used as a road material, that is, a steam aging treatment is not performed.
以上、本発明の一実施の形態について説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the configuration described in the above-described embodiment, and is within the scope of matters described in the claims. Other possible embodiments and modifications are also included.
転炉スラグ粒子には、転炉から排滓されて受滓鍋で運搬され、放流場で冷却された後、地金回収及び粒度調整を行うプラント(処理量:約1000ton、処理時間:約5時間)から排出されたものを使用した。その際、サンプルに偏りがないようにするため、1時間おきに5kg〜10kgのサンプルを5回採取した。採取した転炉スラグ粒子の粒径は5mm〜30mmである。 The converter slag particles are discharged from the converter, transported in a receiving pan, cooled in the discharge field, and then recovered in metal and adjusted in particle size (processing amount: about 1000 tons, processing time: about 5 What was discharged from time) was used. At that time, in order to prevent the sample from being biased, samples of 5 kg to 10 kg were taken 5 times every 1 hour. The particle diameter of the collected converter slag particles is 5 mm to 30 mm.
JIS Z8815「ふるい分け試験方法通則」に則り、採取した転炉スラグ粒子を円すい四分法にて縮分し、1回のサンプル採取につき1個の試料片を作製した。試料片の直径は32mm、試料片1個当たり転炉スラグ粒子を4粒埋め込んだ(図3参照)。 In accordance with JIS Z8815 “General Rules for Screening Test Method”, the collected converter slag particles were reduced by the conical quadrant method, and one sample piece was produced for each sample collection. The sample piece had a diameter of 32 mm, and four converter slag particles were embedded per sample piece (see FIG. 3).
試料片の転炉スラグ粒子を50倍の倍率で顕微鏡観察して観察視野を撮影した。撮影範囲は転炉スラグ粒子の全景とした。次いで、撮影した観察視野画像をパーソナルコンピュータに取り込み、画像編集ソフトウェア上で、撮影した観察視野画像に0.5mm四方の方眼を重ね、前述した5つの相に分類した。
そして、分類した各相について升目の数を測定し、各相の面積比率を算出した。その結果を表1に示す。表中の個数は升目の数を示している。
The converter slag particles of the sample pieces were observed with a microscope at a magnification of 50 times, and an observation field was photographed. The shooting range was a full view of the converter slag particles. Next, the captured observation visual field image was taken into a personal computer, and a 0.5 mm square was superimposed on the captured observation visual field image on the image editing software, and classified into the five phases described above.
And the number of cells was measured about each classified phase, and the area ratio of each phase was computed. The results are shown in Table 1. The number in the table indicates the number of cells.
同表に示すように、本試験に採用した転炉スラグ粒子は、0.5mm四方の升目が全体で7255個あり、晶出石灰と析出石灰を含まない相、晶出石灰及び/又は析出石灰を含む相、結晶が不明瞭な相、未滓化石灰の相、気孔の相の升目数は順に、346個、3658個、2615個、65個、571個、面積比率は順に、4.77%、50.4%、36.0%、0.90%、7.87%であった。 As shown in the table, the converter slag particles employed in this test have 7255 0.5 mm squares in total, a phase not containing crystallized lime and precipitated lime, crystallized lime and / or precipitated lime. , 3658, 2615, 65, 571 and the area ratio are 4.77 in this order. %, 50.4%, 36.0%, 0.90%, and 7.87%.
次に、晶出石灰及び/又は析出石灰を含む相を200倍の倍率で顕微鏡観察して観察視野を撮影した。撮影視野数は、晶出石灰及び/又は析出石灰を含む相を含む転炉スラグ粒子一個につき約10視野とした。次いで、撮影した全観察視野画像をパーソナルコンピュータに取り込み、画像編集ソフトウェア上で、撮影した各観察視野画像に13μm四方の方眼を重ね、晶出石灰と析出石灰の各面積比率を13μm四方の升目の数から求め、得られた晶出石灰と析出石灰の各面積比率について10視野の平均値を算出した。
そして、その平均値と、50倍画像より得られた晶出石灰及び/又は析出石灰を含む相の面積比率とを掛け合わせ、転炉スラグ粒子に対する晶出石灰と析出石灰の各面積比率を算出した。算出結果を表2に示す。なお、同表において、晶出石灰及び析出石灰の左側の列は、晶出石灰と析出石灰がそれぞれ観察視野に占める面積比率を表し、右側の列は、晶出石灰及び/又は析出石灰を含む相の升目の数に左側の列の面積比率を掛けて、0.5mm四方の方眼当たりの晶出石灰と析出石灰の升目数に換算したものである。
Next, the phase containing crystallized lime and / or precipitated lime was observed with a microscope at a magnification of 200 times, and an observation visual field was photographed. The number of field of view was about 10 per one converter slag particle including a phase containing crystallized lime and / or precipitated lime. Next, the captured entire observation visual field image is taken into a personal computer, and on the image editing software, a 13 μm square is superimposed on each captured observation visual field image, and each area ratio of crystallized lime and precipitated lime is set to a 13 μm square grid. It calculated | required from number and the average value of 10 visual fields was computed about each area ratio of the obtained crystallization lime and precipitation lime.
Then, the average value is multiplied by the area ratio of the phase containing crystallized lime and / or precipitated lime obtained from the 50 times image to calculate each area ratio of crystallized lime and precipitated lime with respect to the converter slag particles. did. Table 2 shows the calculation results. In the table, the left column of crystallized lime and precipitated lime represents the area ratio of crystallized lime and precipitated lime in the observation field, and the right column includes crystallized lime and / or precipitated lime. The number of phase cells is multiplied by the area ratio of the left column, and converted to the number of crystallized lime and precipitated lime per 0.5 mm square.
同表に示すように、20個の転炉スラグ粒子のうちの10個に晶出石灰及び/又は析出石灰が確認され、0.5mm四方の方眼換算で、晶出石灰の升目数が134個、析出石灰の升目数が389個、転炉スラグ粒子に対する面積比率は、晶出石灰が1.86%、析出石灰が5.34%となった。 As shown in the table, crystallized lime and / or precipitated lime was confirmed in 10 of the 20 converter slag particles, and the number of grids of crystallized lime was 134 in terms of a 0.5 mm square. The number of grids of precipitated lime was 389, and the area ratio to converter slag particles was 1.86% for crystallized lime and 5.34% for precipitated lime.
以上の操作より、転炉スラグに含まれる未滓化石灰と晶出石灰と析出石灰を面積比率でそれぞれ定量化した。本実施例より得られた各鉱物相の面積比率は、晶出石灰と析出石灰を含まない相が4.8%、晶出石灰及び/又は析出石灰を含む相が50.4%で、うち晶出石灰が1.86%、析出石灰が5.34%となり、結晶が不明瞭な相が36.0%、未滓化石灰の相が0.90%、気孔の相が7.87%であった。 From the above operation, the unsaturated lime, the crystallized lime and the precipitated lime contained in the converter slag were each quantified by the area ratio. The area ratio of each mineral phase obtained from this example is 4.8% for a phase not containing crystallized lime and precipitated lime, and 50.4% for a phase containing crystallized lime and / or precipitated lime, 1.86% crystallized lime, 5.34% precipitated lime, 36.0% phase with unclear crystal, 0.90% undehydrated lime phase, 7.87% pore phase Met.
10:転炉スラグ粒子、11:樹脂、12:試料片、13:型、15、16:方眼、20:晶出石灰及び/又は析出石灰を含む相、21:未滓化石灰の相、22:晶出石灰と析出石灰を含まない相、25:晶出石灰、26:析出石灰、27:鉱物相 10: Converter slag particles, 11: Resin, 12: Sample piece, 13: Mold, 15, 16: Grid, 20: Phase containing crystallized lime and / or precipitated lime, 21: Phase of unfoamed lime, 22 : Phase not containing crystallized lime and precipitated lime, 25: crystallized lime, 26: precipitated lime, 27: mineral phase
Claims (2)
転炉スラグ粒子を含有する試料片を作製する第1の工程と、
前記試料片中の転炉スラグ粒子を第1の倍率で顕微鏡観察して第1の観察視野を撮影する第2の工程と、
前記第2の工程で撮影した前記第1の観察視野の画像に第1の升目幅を有する方眼線を付して、晶出石灰及び/又は析出石灰を含む相が占める升目の数と、未滓化石灰の相が占める升目の数と、前記転炉スラグ粒子が占める升目の数とを測定し、前記各相が前記転炉スラグ粒子に占める面積比率を算出する第3の工程と、
前記晶出石灰及び/又は析出石灰を含む相を、前記第1の倍率より高い倍率を有する第2の倍率で顕微鏡観察して第2の観察視野を撮影する第4の工程と、
前記第4の工程で撮影した前記第2の観察視野の画像に、前記第1の升目幅より目の細かな第2の升目幅を有する方眼線を付して、晶出石灰が占める升目の数と、析出石灰が占める升目の数と、前記第2の観察視野が占める升目の数とを測定し、晶出石灰と析出石灰がそれぞれ前記第2の観察視野に占める面積比率を算出する第5の工程と、
晶出石灰と析出石灰がそれぞれ前記第2の観察視野に占める面積比率と、前記晶出石灰及び/又は析出石灰を含む相が前記転炉スラグ粒子に占める面積比率とを掛け合わせて、前記転炉スラグ粒子に対して晶出石灰と析出石灰がそれぞれ占める面積比率を算出する第6の工程とを備えることを特徴とする転炉スラグ中の遊離石灰の定量方法。 It is a method of classifying free lime contained in converter slag into unzaturated lime, crystallized lime, and precipitated lime, and calculating the content of each lime,
A first step of producing a sample piece containing converter slag particles;
A second step of observing the converter slag particles in the sample piece under a microscope at a first magnification and photographing the first observation field;
A grid line having a first grid width is attached to the image of the first observation visual field taken in the second step, and the number of grids occupied by the phase containing crystallized lime and / or precipitated lime is not A third step of measuring the number of squares occupied by the phase of hatched lime and the number of squares occupied by the converter slag particles, and calculating the area ratio of each phase in the converter slag particles;
A fourth step of observing the phase containing the crystallized lime and / or precipitated lime with a second magnification having a magnification higher than the first magnification and photographing a second observation field;
A grid having a second grid width finer than the first grid width is attached to the image of the second observation visual field taken in the fourth step, and the grids occupied by crystallized lime The number, the number of grids occupied by the precipitated lime, and the number of grids occupied by the second observation visual field are measured, and the area ratio of the crystallized lime and the precipitated lime in the second observation visual field is calculated. 5 steps,
The ratio of the area occupied by crystallized lime and precipitated lime in the second observation visual field is multiplied by the area ratio occupied by the phase including the crystallized lime and / or precipitated lime in the converter slag particles, and A sixth method for calculating an area ratio of crystallized lime and precipitated lime with respect to the furnace slag particles, and a method for quantifying free lime in converter slag.
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