JPH01148735A - スラグ改質によるバインダーの製造方法 - Google Patents
スラグ改質によるバインダーの製造方法Info
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- JPH01148735A JPH01148735A JP30582287A JP30582287A JPH01148735A JP H01148735 A JPH01148735 A JP H01148735A JP 30582287 A JP30582287 A JP 30582287A JP 30582287 A JP30582287 A JP 30582287A JP H01148735 A JPH01148735 A JP H01148735A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B5/00—Treatment of metallurgical slag ; Artificial stone from molten metallurgical slag
- C04B5/06—Ingredients, other than water, added to the molten slag or to the granulating medium or before remelting; Treatment with gases or gas generating compounds, e.g. to obtain porous slag
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- Ceramic Engineering (AREA)
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- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、転炉スラグ、脱Ｐスラグなどの鉄精錬時に発
生するスラグを改質処理によってγ−２Ｃ４０・ＳｉＯ
□ を形成せしめ、炭酸ガスによって硬化し高強度を与
えるバインダーを製造する方法に関する。
生するスラグを改質処理によってγ−２Ｃ４０・ＳｉＯ
□ を形成せしめ、炭酸ガスによって硬化し高強度を与
えるバインダーを製造する方法に関する。
（従来の技術）
２Ｃ４０・５ｉｎ２（以下Ｃ２Ｓと略す）はポルトラン
ドセメントあるいは塩基性スラグの成分として存在し、
４種の同質異稼がある。すなわち高温安定型からα、α
′、β、γの４種であり、第２図に安定温度域を示す。
ドセメントあるいは塩基性スラグの成分として存在し、
４種の同質異稼がある。すなわち高温安定型からα、α
′、β、γの４種であり、第２図に安定温度域を示す。
α＝α′の転移は速やかに起こり、α′＃γの転移速度
はやや遅いが冷却に際して、２チの容積増加を伴、なう
。
はやや遅いが冷却に際して、２チの容積増加を伴、なう
。
この異常膨張が起因して粉塵化が起こる。この現象は塩
基性操業で製銑・製鋼を行なった時に発生するスラグが
冷却時に粉塵化してしまうこと、いわゆる”ふける”と
か゛風化現象”として従来から知られてきたことである
。この風化脆弱化を防止する目的では特開昭５１−１４
７４２０号公報に示される如くスラグに赤泥・粘板岩な
どｔ添加して７− Ｃ，，８の生成を抑刷する方法が種
々提案されている。一般的には、Ｐ２Ｏ５を４．５％添
加することによりα’−Ｃ２Ｓを安定化させることがで
き、Ｎａｎｏ 、 Ｋ２Ｏ、Ｃｒ２０Ｂ ＋ ８２０３
などを０．５％添加すればβ−Ｃ２Ｓが常温において安
定に４在すると知られている。製銑・製鋼スラグの利用
の面では上述した如く、γ−０２８の生成を防止する研
究が数々行なわれてきたわけで積極的にｒ−ｃ２ｓに改
質する試みはほとんどなされてこなかった。またγ−Ｃ
，Ｓは水利性を示さないため通常のポルトランドセメン
トとしては不適当であり、ロータリーキルンで焼成され
た１２００℃のクリンカーは６０〜８０℃まで空気で急
冷されβ−Ｃ，Ｓとして止める。γ−Ｃ，Ｓに比べると
不安定で水和しやすくセメント材料として重要な役割を
演する。
基性操業で製銑・製鋼を行なった時に発生するスラグが
冷却時に粉塵化してしまうこと、いわゆる”ふける”と
か゛風化現象”として従来から知られてきたことである
。この風化脆弱化を防止する目的では特開昭５１−１４
７４２０号公報に示される如くスラグに赤泥・粘板岩な
どｔ添加して７− Ｃ，，８の生成を抑刷する方法が種
々提案されている。一般的には、Ｐ２Ｏ５を４．５％添
加することによりα’−Ｃ２Ｓを安定化させることがで
き、Ｎａｎｏ 、 Ｋ２Ｏ、Ｃｒ２０Ｂ ＋ ８２０３
などを０．５％添加すればβ−Ｃ２Ｓが常温において安
定に４在すると知られている。製銑・製鋼スラグの利用
の面では上述した如く、γ−０２８の生成を防止する研
究が数々行なわれてきたわけで積極的にｒ−ｃ２ｓに改
質する試みはほとんどなされてこなかった。またγ−Ｃ
，Ｓは水利性を示さないため通常のポルトランドセメン
トとしては不適当であり、ロータリーキルンで焼成され
た１２００℃のクリンカーは６０〜８０℃まで空気で急
冷されβ−Ｃ，Ｓとして止める。γ−Ｃ，Ｓに比べると
不安定で水和しやすくセメント材料として重要な役割を
演する。
一方、γ−Ｃ，Ｓ は水和しないが次の炭酸化反応は
容易に進む。
容易に進む。
排ガス中のＣＯ２などによって短時間に高強度を得るこ
とができるのでバインダーとして使用することができる
。
とができるのでバインダーとして使用することができる
。
例えば工業技術院・名古屋工業試験所の蓑輪博士によっ
て発明開発されたＣ２Ｓを主成分とするＭｐの禮疎スラ
グを硬化剤とする自硬性鋳型がある。第１表に代表的な
硬化剤（Ｍｐ−１ｆ錬スラグ）の成分を示す。Ｃ，Ｓの
型態はβまたはγであり、常温ではγがもつとも安定で
あるが不純物（例えばＣｒ２ ｏ３＋ Ｎ、Ｌ２０３
、 Ｂ２Ｏ３など）が少量同浴することによって常温で
もα′、β が安定相として存在する。
て発明開発されたＣ２Ｓを主成分とするＭｐの禮疎スラ
グを硬化剤とする自硬性鋳型がある。第１表に代表的な
硬化剤（Ｍｐ−１ｆ錬スラグ）の成分を示す。Ｃ，Ｓの
型態はβまたはγであり、常温ではγがもつとも安定で
あるが不純物（例えばＣｒ２ ｏ３＋ Ｎ、Ｌ２０３
、 Ｂ２Ｏ３など）が少量同浴することによって常温で
もα′、β が安定相として存在する。
転炉スラグ・脱Ｐスラグの代表的な成分を第２表中に示
すが、含有するＡｉ！２０３ 、 Ｆｅ２Ｏ３などが常
温においてもα′、β−０２Ｓ の安定化に寄与する
と考えられる。また転炉スラグ・脱Ｐスラグにはかなり
のｐ２ｏ、を含有するため、Ｃ２Ｓに３ ＣａＯ・Ｐ２
Ｏ５が固溶して準安定なβ−Ｃ２Ｓがγ−Ｃ２Ｓに変態
するのを抑制すると考えられる。したがって製銑・製鋼
スラグを改質して積極的にγ−Ｃ２Ｓ を製造する研
究はほとんどなく、Ｍ２スラグ残渣からγ−Ｃ２Ｓ
を分離して利用する方法が一般的であった。ポルトラン
ドセメントを製造する過程で不純物の少ないクリンカー
を徐冷してγ−Ｃ２Ｓ まで変態させる方法が考えら
れるが、Ｍ９スラグ残渣に比べて製造コストが高くあま
り経済的でない。
すが、含有するＡｉ！２０３ 、 Ｆｅ２Ｏ３などが常
温においてもα′、β−０２Ｓ の安定化に寄与する
と考えられる。また転炉スラグ・脱Ｐスラグにはかなり
のｐ２ｏ、を含有するため、Ｃ２Ｓに３ ＣａＯ・Ｐ２
Ｏ５が固溶して準安定なβ−Ｃ２Ｓがγ−Ｃ２Ｓに変態
するのを抑制すると考えられる。したがって製銑・製鋼
スラグを改質して積極的にγ−Ｃ２Ｓ を製造する研
究はほとんどなく、Ｍ２スラグ残渣からγ−Ｃ２Ｓ
を分離して利用する方法が一般的であった。ポルトラン
ドセメントを製造する過程で不純物の少ないクリンカー
を徐冷してγ−Ｃ２Ｓ まで変態させる方法が考えら
れるが、Ｍ９スラグ残渣に比べて製造コストが高くあま
り経済的でない。
（発明が解決しようとする問題点）
Ｍ１スラグ残渣からγ−Ｃ２Ｓバインダーを製造する方
法が従来行なわれてきたが、電力コストの高騰と円高潮
流に苛まれて国内におけるＭ７製造は海外の安価なＭｇ
に押されて競争力を失い、はとんど中止されている。
法が従来行なわれてきたが、電力コストの高騰と円高潮
流に苛まれて国内におけるＭ７製造は海外の安価なＭｇ
に押されて競争力を失い、はとんど中止されている。
一方、転炉スラグ、電気炉スラグなどの鉄鋼スラグは多
量に安定して発生し、品質も安定しているので従来から
骨材、水砕セメントなどスラグ資源の有効利用が図られ
ている。ところが鉄鋼スラグ中には主要構成物としてＣ
２Ｓを含有しながら前述した如く不純物や冷却速度によ
って従来の方法ではγ−Ｃ２Ｓを製造することは困難で
あった。
量に安定して発生し、品質も安定しているので従来から
骨材、水砕セメントなどスラグ資源の有効利用が図られ
ている。ところが鉄鋼スラグ中には主要構成物としてＣ
２Ｓを含有しながら前述した如く不純物や冷却速度によ
って従来の方法ではγ−Ｃ２Ｓを製造することは困難で
あった。
本発明は製鋼スラグ等を安価な方法で改質することによ
ってγ−Ｃ２Ｓ を大量に製造する方法を目的とする
ものである。
ってγ−Ｃ２Ｓ を大量に製造する方法を目的とする
ものである。
（問題点を解決するだめの手段）
すなわち本発明は排滓されたスラグを塩基度１〜３に調
整し、該スラグに還元剤を添加し、スラグ中のＰ２Ｏ，
を還元するとともにＦｅ中にＰを溶解させ、α′→γの
変態温度領域を２０℃／ｍｉｎ 以下で冷却することを
特徴とするスラグ改質によるバインダーの製造方法であ
る。
整し、該スラグに還元剤を添加し、スラグ中のＰ２Ｏ，
を還元するとともにＦｅ中にＰを溶解させ、α′→γの
変態温度領域を２０℃／ｍｉｎ 以下で冷却することを
特徴とするスラグ改質によるバインダーの製造方法であ
る。
転炉スラグをＸ線回折で分析してみると、Ｃ，８はほと
んどがα′かβでγ−Ｃ，Ｓは含まれていない。−方電
気炉の還元雰囲気で発生したスラグに対して分析してみ
ると約３０〜４０％のγ−Ｃ，Ｓ が生成しているこ
とが判明した。そこでγ−Ｃ，Ｓ を高濃度に生成せ
しめる最適条件を見い出すために種々のスラグ成分、添
加剤、加熱温度、冷却速度などをパラメーターに実験を
くり返すことによって以下のような知見を得ることがで
きた。すなわちγ−Ｃ２Ｓ 生成の収率を上げるには ・原料スラグ中のＣ（ＬＯ／ＳｉＯ□は１〜３がよい（
第３図） ・ｐ、ｏ、は３ ＣａＯ’ Ｐ２Ｏ５として固溶してβ
−Ｃ，Ｓ ’ｉ安定化させるのでできるだけ除去する
ことが望ましい。 （第４図
）・ｒ−Ｃ，Ｓに変態する８５０℃前後の冷却速度は２
０℃／ｍｉｎ以下と遅くしてβ−Ｃ，Ｓの生成を抑制す
る。 （第５図）多量かつ安価に
発生する鉄鋼スラグの成分は第２表に示したように必ず
しも上記の条件を満足しないため調整する必要がある。
んどがα′かβでγ−Ｃ，Ｓは含まれていない。−方電
気炉の還元雰囲気で発生したスラグに対して分析してみ
ると約３０〜４０％のγ−Ｃ，Ｓ が生成しているこ
とが判明した。そこでγ−Ｃ，Ｓ を高濃度に生成せ
しめる最適条件を見い出すために種々のスラグ成分、添
加剤、加熱温度、冷却速度などをパラメーターに実験を
くり返すことによって以下のような知見を得ることがで
きた。すなわちγ−Ｃ２Ｓ 生成の収率を上げるには ・原料スラグ中のＣ（ＬＯ／ＳｉＯ□は１〜３がよい（
第３図） ・ｐ、ｏ、は３ ＣａＯ’ Ｐ２Ｏ５として固溶してβ
−Ｃ，Ｓ ’ｉ安定化させるのでできるだけ除去する
ことが望ましい。 （第４図
）・ｒ−Ｃ，Ｓに変態する８５０℃前後の冷却速度は２
０℃／ｍｉｎ以下と遅くしてβ−Ｃ，Ｓの生成を抑制す
る。 （第５図）多量かつ安価に
発生する鉄鋼スラグの成分は第２表に示したように必ず
しも上記の条件を満足しないため調整する必要がある。
塩基度Ｃａ Ｏ／ Ｓ ｉ ０２は、転炉スラグ々３、
脱Ｐスラグタ２〜５であり、第３図に示す如く１〜３が
好ましく、特に２程度がより好ましい。
脱Ｐスラグタ２〜５であり、第３図に示す如く１〜３が
好ましく、特に２程度がより好ましい。
すなわちγ−Ｃ２ＳのＣａ Ｏ／ Ｓ １０２ Ｎ量比
は１．９であり、これからはずれるほど当然ながらγ−
Ｃ２Ｓの生成収率は１戊下する。さらに本発明のポイン
トは転炉スラグ、脱Ｐスラグ中に含有するＰ２Ｏ，を経
済的に除去し、γ−Ｃ２Ｓの生成を促進することにある
。具体的には塩基度Ｃ，Ｏ／ Ｓ ｉ ０２を１〜３に
調整しだスラグに約５〜１０％の還元剤（例えば粉コー
クス等）を添加して還元雰囲気下で昇温し、スラグ中の
Ｐ２Ｏ，、ＦｅＯ、Ｆｅ２Ｏ３などを還元してＦｅ中に
Ｐを溶解させる。製鉄所内で副次的に発生するスラグば
かりでなく粉コークスをカーボン源として、必要ならダ
スト類を鉄源として有効活用することで経済性を非常に
上げることができる。もちろん安価な原料であればこれ
に限るものでない。
は１．９であり、これからはずれるほど当然ながらγ−
Ｃ２Ｓの生成収率は１戊下する。さらに本発明のポイン
トは転炉スラグ、脱Ｐスラグ中に含有するＰ２Ｏ，を経
済的に除去し、γ−Ｃ２Ｓの生成を促進することにある
。具体的には塩基度Ｃ，Ｏ／ Ｓ ｉ ０２を１〜３に
調整しだスラグに約５〜１０％の還元剤（例えば粉コー
クス等）を添加して還元雰囲気下で昇温し、スラグ中の
Ｐ２Ｏ，、ＦｅＯ、Ｆｅ２Ｏ３などを還元してＦｅ中に
Ｐを溶解させる。製鉄所内で副次的に発生するスラグば
かりでなく粉コークスをカーボン源として、必要ならダ
スト類を鉄源として有効活用することで経済性を非常に
上げることができる。もちろん安価な原料であればこれ
に限るものでない。
又、本発明は第２図に示す如く、α′→γに変態する温
度領域（８５０℃）を冷却速度２０℃／ｍｉｎ以下で冷
却することも構成要件としている。
度領域（８５０℃）を冷却速度２０℃／ｍｉｎ以下で冷
却することも構成要件としている。
即ち２０℃／ ｍ ｉ ｎ 超で冷却すると準平衡な
β−０２Ｇが生成してしまい、さらに冷却速度を上げる
とα′−Ｃ２Ｓ のまま変態せずクウェンチされてしま
うことになり、好ましくなく２０℃／ｍｉｎ 以下と
するものである。
β−０２Ｇが生成してしまい、さらに冷却速度を上げる
とα′−Ｃ２Ｓ のまま変態せずクウェンチされてしま
うことになり、好ましくなく２０℃／ｍｉｎ 以下と
するものである。
（実施例）
以下に本発明を製鋼工程の二次精錬設備を活用して実施
したときの例について第１図を用いて説明する。
したときの例について第１図を用いて説明する。
転炉１から排滓された転炉スラグ２はスラグ鍋３に移さ
れる。鍋台車４に乗せて電極加熱設備５の位置まで移動
させ、所要の粉コークス、高炉スラグ、ダストスケール
などをホッパー６から添加して昇温する。転炉スラグは
排出時に１５５０〜１６００℃と高温のため副原料ケ添
加しても５分の加熱で溶融して均一化した。還元された
スラグは保熱炉７に格納されて降温した。
れる。鍋台車４に乗せて電極加熱設備５の位置まで移動
させ、所要の粉コークス、高炉スラグ、ダストスケール
などをホッパー６から添加して昇温する。転炉スラグは
排出時に１５５０〜１６００℃と高温のため副原料ケ添
加しても５分の加熱で溶融して均一化した。還元された
スラグは保熱炉７に格納されて降温した。
第３表に種々の条件でスラグ改質をした結果を示す。
第３表
以上の如く本発明の要件を満足するものはｒ−Ｃ２Ｓ収
率が高く、本発明の要件が外れる比較例についてはγ−
Ｃ２Ｓ 収率が極めて悪いことが明らかである。
率が高く、本発明の要件が外れる比較例についてはγ−
Ｃ２Ｓ 収率が極めて悪いことが明らかである。
転炉スラグの改質を中心に説明してきたが、脱Ｐスラグ
、電炉スラグについても同様な方法でγ−Ｃ２Ｓを高収
率で製造することはもちろん可能である。
、電炉スラグについても同様な方法でγ−Ｃ２Ｓを高収
率で製造することはもちろん可能である。
（発明の効果）
本発明によれば鉄鋼業の副産物であるスラグ、粉コーク
ス、ダストなどを有効活用して、炭酸化によって高強度
を得られるγ−Ｃ２Ｓ バインダーを高効率で製造す
ることができるのできわめて経済的である。
ス、ダストなどを有効活用して、炭酸化によって高強度
を得られるγ−Ｃ２Ｓ バインダーを高効率で製造す
ることができるのできわめて経済的である。
第１図は本発明を製鋼工程で実砲したときの製造フロー
を示す図、第２図はＣ２Ｓ （Ｃ，□５ｉ０２ ） 変
態の安定度関係を示す図である。第３図は、原料スラグ
の塩基度とγ−Ｃ２Ｓ生成収率の関係、第４図は改質後
のスラグ中のｐ２０． ？ＩＩ：度とγ−Ｃ２Ｓ 生
成収率の関係、第５図はｆ−Ｃ，８変態点近傍の冷却速
度とγ−Ｃ，Ｓ 生成収率の関係を示した図である。 １・・・転炉 ２・・・転炉スラグ３・・
・スラグ鍋 ４・・・鍋台車５・・・電極加熱
設備 ６・・・ホッパー７・・・保熱炉 第１図 温度（℃） 、、、 ３図 第４図 改質スラグ中のｐ２０６濃度（Ｚ） ６１ｔ５図
を示す図、第２図はＣ２Ｓ （Ｃ，□５ｉ０２ ） 変
態の安定度関係を示す図である。第３図は、原料スラグ
の塩基度とγ−Ｃ２Ｓ生成収率の関係、第４図は改質後
のスラグ中のｐ２０． ？ＩＩ：度とγ−Ｃ２Ｓ 生
成収率の関係、第５図はｆ−Ｃ，８変態点近傍の冷却速
度とγ−Ｃ，Ｓ 生成収率の関係を示した図である。 １・・・転炉 ２・・・転炉スラグ３・・
・スラグ鍋 ４・・・鍋台車５・・・電極加熱
設備 ６・・・ホッパー７・・・保熱炉 第１図 温度（℃） 、、、 ３図 第４図 改質スラグ中のｐ２０６濃度（Ｚ） ６１ｔ５図
Claims (1)
- 排滓されたスラグを塩基度１〜３に調整し、該スラグに
還元剤を添加し、スラグ中のＰ＿２Ｏ＿５を還元すると
ともにＦｅ中にＰを溶解させ、α′→γの変態温度領域
を２０℃／ｍｉｎ以下で冷却することを特徴とするスラ
グ改質によるバインダーの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30582287A JPH01148735A (ja) | 1987-12-04 | 1987-12-04 | スラグ改質によるバインダーの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30582287A JPH01148735A (ja) | 1987-12-04 | 1987-12-04 | スラグ改質によるバインダーの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01148735A true JPH01148735A (ja) | 1989-06-12 |
Family
ID=17949788
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30582287A Pending JPH01148735A (ja) | 1987-12-04 | 1987-12-04 | スラグ改質によるバインダーの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01148735A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111850239A (zh) * | 2020-08-12 | 2020-10-30 | 宝武集团鄂城钢铁有限公司 | 一种利用转炉高磷炉渣冶炼含磷钢的lf炉精炼方法 |
| CN113817228A (zh) * | 2021-09-28 | 2021-12-21 | 长春工业大学 | 一种除铁尾矿渣的改性方法 |
| WO2024029544A1 (ja) * | 2022-08-02 | 2024-02-08 | デンカ株式会社 | 炭酸ガス固定化材の製造方法 |
-
1987
- 1987-12-04 JP JP30582287A patent/JPH01148735A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111850239A (zh) * | 2020-08-12 | 2020-10-30 | 宝武集团鄂城钢铁有限公司 | 一种利用转炉高磷炉渣冶炼含磷钢的lf炉精炼方法 |
| CN113817228A (zh) * | 2021-09-28 | 2021-12-21 | 长春工业大学 | 一种除铁尾矿渣的改性方法 |
| WO2024029544A1 (ja) * | 2022-08-02 | 2024-02-08 | デンカ株式会社 | 炭酸ガス固定化材の製造方法 |
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