JP7384232B2 - スラグ材の製造方法およびスラグ材 - Google Patents
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Description
エージング処理とは、製鋼スラグに含まれるf-CaOを水和反応によりCa(OH)2に変化させて安定化させる方法である。エージング処理には、製鋼スラグをヤードに野積みして行う大気エージングが知られている。また、特許文献1には水蒸気を用いてf-CaOの水和反応を促進させる蒸気エージングが開示されている。
風砕とは、溶融状態の製鋼スラグに高圧の空気を吹き付けて急冷することで製鋼スラグを粒状にする処理である。特許文献2には、溶融スラグを風砕して冷却固化させる際に、スラグ中のFeO等が空気で酸化されてFe2O3となり、これとf-CaOとが反応してダイカルシウムフェライト(2CaO・Fe2O3)が形成され、これにより、f-CaOが低減することが開示されている。
改質処理とは、特許文献3に開示されているように、溶融状態のスラグにSiO2やAl2O3を含む改質剤を添加し、さらに酸素を吹き込むことによって製鋼スラグを改質する方法である。この方法により、f-CaOを水和膨張しない安定鉱物相に変化(改質)させることができる。また、非特許文献1には、スラグヤードでの製鋼スラグの冷却速度を速めることf-CaOの結晶サイズが微細化され、これにより製鋼スラグの粉化が抑制されることが開示されている。
[1]溶融状態の製鋼スラグを、溶融状態から1200℃までの温度域における冷却速度が1000℃/h~400℃/hであり、1000℃から600℃までの温度域における冷却速度が300℃/h以下となるように前記製鋼スラグを冷却し、1200℃から1000℃までの温度域における保持時間T1が下記(1)式を満たすように前記製鋼スラグを冷却する、粒径5mm以上のスラグ材の製造方法。
T1≦-7.5×[f-CaO]+69.5・・・(1)
上記(1)式において、T1は保持時間(h)であり、[f-CaO]は、前記製鋼スラグにおけるf-CaOの含有量(質量%)である。
[2]溶融状態の製鋼スラグを、溶融状態から1200℃までの温度域における冷却速度が1000℃/h~400℃/hであり、1000℃から600℃までの温度域における冷却速度が300℃/h以下となるように前記製鋼スラグを冷却し、1200℃から1000℃までの温度域における保持時間T2が下記(2)式を満たすように前記製鋼スラグを冷却する、粒径5mm以上のスラグ材の製造方法。
T2≦-5.5×[f-CaO計算値]+71.0・・・(2)
上記(2)式において、T2は保持時間(h)であり、f-CaO計算値は、下記(3)式で算出される値と、X線回折で推定した含有f-CaO推定値と、X線回折とリートベルト解析で推定した含有f-CaO推定値とのうちのいずれか1つである。
f-CaO計算値=[T-CaO]-(1.87×[SiO2]+0.70×[Fe2O3]+1.10×[Al2O3]+1.18×[P2O5])・・・(3)
上記(3)式において、[]は各化合物の含有量(質量%)であり、T-CaOは、CaO、CaCO3、Ca(OH)2等のCaとOを有する全ての化合物中のCaをCaOに換算したものである。
[3]粒径が50μm以上の結晶粒の含有率が5質量%以下であり、蒸気処理後の粒径2.36mm未満の粉の発生率が5質量%以下である粒径5mm以上のスラグ材。
上記(1)式において、T1は保持時間(h)であり、[f-CaO]は、製鋼スラグにおけるf-CaOの含有量(質量%)である。
上記(2)式において、T2は保持時間(h)であり、f-CaO計算値は下記(3)式で算出される値(質量%)である。
上記(3)式において、[]は製鋼スラグの各化合物の含有量(質量%)であり、T-CaOは、CaO、CaCO3、Ca(OH)2等のCaとOを有する全ての化合物中のCaをCaOに換算したものである。
1.成分組成が異なる11種の溶融状態の転炉脱炭スラグを準備した。
2.各転炉脱炭スラグの1200℃から1000℃までの温度域における保持時間を変えて冷却しスラグ材を製造した。なお、溶融状態から1200℃までの温度域は450℃/hの冷却速度で冷却した。また、1000℃から600℃までの温度域は55℃/hの冷却速度で冷却した。600℃から常温までの温度域は20℃/hの冷却測定で冷却した。
3.製造されたスラグ材の粉化度合いを確認した。
スラグ材の製造実験における1000℃以上1200℃以下の温度域での保持時間と、f-CaOの含有量、f-CaO計算値の値、粉化度合いの確認結果を下記表1に示す。
上記(1)式において、T1は保持時間(h)であり、[f-CaO]は、製鋼スラグのf-CaOの含有量(質量%)である。
[f-CaO]≦8.5・・・(5)
上記(4)、(5)式において、T1は保持時間(h)であり、[f-CaO]は、製鋼スラグにおけるf-CaOの含有量(質量%)である。
上記(2)式において、T2は保持時間(h)であり、f-CaO計算値は下記(3)式で算出される値(質量%)である。
上記(3)式において、[]は製鋼スラグの各化合物の含有量(質量%)であり、T-CaOは、CaO、CaCO3、Ca(OH)2等のCaとOを有する全ての化合物中のCaをCaOに換算したものである。
f-CaO計算値≦11.0・・・(7)
上記(6)、(7)式において、T2は保持時間(h)であり、f-CaO計算値は上記(3)式で算出される値(質量%)である。
Claims (2)
- 溶融状態の製鋼スラグを、溶融状態から1200℃までの温度域における冷却速度が1000℃/h~400℃/hであり、1000℃から600℃までの温度域における冷却速度が300℃/h以下となるように前記製鋼スラグを冷却し、
1200℃から1000℃までの温度域における保持時間T1が下記(1)式を満たすように前記製鋼スラグを冷却する、粒径5mm以上のスラグ材の製造方法。
T1≦-7.5×[f-CaO]+69.5・・・(1)
上記(1)式において、T1は保持時間(h)であり、[f-CaO]は、前記製鋼スラグにおけるf-CaOの含有量(質量%)である。 - 溶融状態の製鋼スラグを、溶融状態から1200℃までの温度域における冷却速度が1000℃/h~400℃/hであり、1000℃から600℃までの温度域における冷却速度が300℃/h以下となるように前記製鋼スラグを冷却し、
1200℃から1000℃までの温度域における保持時間T2が下記(2)式を満たすように前記製鋼スラグを冷却する、粒径5mm以上のスラグ材の製造方法。
T2≦-5.5×[f-CaO計算値]+70.0・・・(2)
上記(2)式において、T2は保持時間(h)であり、f-CaO計算値は、下記(3)式で算出される値である。
f-CaO計算値=[T-CaO]-(1.87×[SiO2]+0.70×[Fe2O3]+1.10×[Al2O3]+1.18×[P2O5])・・・(3)
上記(3)式において、[]は各化合物の含有量(質量%)であり、T-CaOは、CaO、CaCO3、Ca(OH)2等のCaとOを有する全ての化合物中のCaをCaOに換算したものである。
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