JPH01176250A - 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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- JPH01176250A JPH01176250A JP33608487A JP33608487A JPH01176250A JP H01176250 A JPH01176250 A JP H01176250A JP 33608487 A JP33608487 A JP 33608487A JP 33608487 A JP33608487 A JP 33608487A JP H01176250 A JPH01176250 A JP H01176250A
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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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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、高炉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Ｔ２Ｃａ（ｌｓｉＯ□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。
を改質処理によってＴ２Ｃａ（ｌｓｉＯ□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）
２ＣａＯ−５ｉＯｚ （以下Ｃ，Ｓ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種の同質異像がある。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′ＪＴの転移
速度はやや遅いが、冷却に際し１２％の容積増加を伴な
う。
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種の同質異像がある。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′ＪＴの転移
速度はやや遅いが、冷却に際し１２％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５１−１
４７４２０号公報に示′される如く、スラグに赤泥・粘
板岩・などを添加してγ−Ｃ２Ｓの生成を抑制する方法
が種々提案されている。
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５１−１
４７４２０号公報に示′される如く、スラグに赤泥・粘
板岩・などを添加してγ−Ｃ２Ｓの生成を抑制する方法
が種々提案されている。
一般的には、Ｂ２Ｏ３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、ＮａｚＯ，Ｋ２
ｏ。
’−Ｃ２Ｓを安定化させることができ、ＮａｚＯ，Ｋ２
ｏ。
Ｃｒ２Ｏ２，ＢｔＣｈなどを０．５％添加すればβ−Ｃ
ｐｓが常温において安定に存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ＴＣ２Ｓ
の生成を防止する研究が数々行なわれてきたわけで、積
掻的にｒ−ＣｚＳに改質する試みはほとんどなされてこ
なかった。またＴＣ２Ｓは水和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°Ｃクリンカーは６０〜
８０℃まで空気で急冷されβ−Ｃｐｓとして止める。Ｔ
−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。
ｐｓが常温において安定に存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ＴＣ２Ｓ
の生成を防止する研究が数々行なわれてきたわけで、積
掻的にｒ−ＣｚＳに改質する試みはほとんどなされてこ
なかった。またＴＣ２Ｓは水和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°Ｃクリンカーは６０〜
８０℃まで空気で急冷されβ−Ｃｐｓとして止める。Ｔ
−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ｒ−Ｃｐｓは水和しないが、次の炭酸化反応は容易
に進む。
に進む。
ｒ ２ＣａＯ・５ｉＯｚ ＋ ’／ｂ Ｃｏｔ ＋
”°５八Ｈ２Ｏ−”／ａ ’ ５ＣａＯ・６ＳｉＯｚ
’ １０．５Ｈ２Ｏ＋ ’へＣａＣＯ５これは排ガス中
のＣＯ□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。
”°５八Ｈ２Ｏ−”／ａ ’ ５ＣａＯ・６ＳｉＯｚ
’ １０．５Ｈ２Ｏ＋ ’へＣａＣＯ５これは排ガス中
のＣＯ□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。
例えば工業技術院・名古屋工業試験所の蓑輸博士によっ
て発明開発されたＣｐｓを主成分とするＭｇの精錬スラ
グを硬化剤とする自硬性鋳型がある。
て発明開発されたＣｐｓを主成分とするＭｇの精錬スラ
グを硬化剤とする自硬性鋳型がある。
表１に代表的な硬化剤（Ｍｇ−精錬スラグ）の成分を示
す。ＣｚＳの形態はβまたはＴであり、常温ではγがも
っとも安定であるが、不純物（例えばＣｒ、０．、Ｎａ
、０．８．０３など）が少量固溶することによって、常
温でもα′、βが安定相として存在する。
す。ＣｚＳの形態はβまたはＴであり、常温ではγがも
っとも安定であるが、不純物（例えばＣｒ、０．、Ｎａ
、０．８．０３など）が少量固溶することによって、常
温でもα′、βが安定相として存在する。
高炉スラグの代表的な成分を表２に示す。高炉スラグに
は転炉スラグなどのようにα′、β−Ｃ２Ｓを安定化す
るＰ ｚＯｓ、 ＦｅＯなどが多く含まれていないので
、ｒ ＣｚＳ変態を促進することは容易である。しか
しながら実際の高炉スラグの塩基度は１前後であり、水
による強冷却のため高炉スラグ中にはほとんどＴ−Ｃ２
Ｓは生成されないのでか現実であった。また製鋼スラグ
を改質して７−Ｃ，Ｓを製造する研究もほとんどなく、
Ｍｇスラグ残渣から７−Ｃ，Ｓを分離して利用する方法
が若干試みられただけであった。
は転炉スラグなどのようにα′、β−Ｃ２Ｓを安定化す
るＰ ｚＯｓ、 ＦｅＯなどが多く含まれていないので
、ｒ ＣｚＳ変態を促進することは容易である。しか
しながら実際の高炉スラグの塩基度は１前後であり、水
による強冷却のため高炉スラグ中にはほとんどＴ−Ｃ２
Ｓは生成されないのでか現実であった。また製鋼スラグ
を改質して７−Ｃ，Ｓを製造する研究もほとんどなく、
Ｍｇスラグ残渣から７−Ｃ，Ｓを分離して利用する方法
が若干試みられただけであった。
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−Ｃｐｓまで変態させる方法が
考えられるが、Ｍｇ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。
クリンカーを徐冷してγ−Ｃｐｓまで変態させる方法が
考えられるが、Ｍｇ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。
表ｉ Ｍｇスラグ成分
表２ 高炉スラグ成分
（発明が解決しようとする問題点）
Ｍｇスラグ残渣からｒ ＣｔＳバインダーを製造する
方法が従来行われてきたが、電力コストの高騰と円高潮
流に苛まれて、国内におけるＭｇ製造は海外の安価なＭ
ｇに押されて競争力を失い、はとんど中止されている。
方法が従来行われてきたが、電力コストの高騰と円高潮
流に苛まれて、国内におけるＭｇ製造は海外の安価なＭ
ｇに押されて競争力を失い、はとんど中止されている。
一方高炉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。
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。
ところが高炉スラグの主成分であるＣａＯとＳｉｎｇの
割合がほぼ１：１であるため、２ＣａＯ・ＳｉＯ□生成
にはＣａＯ成分が不足することと、水冷却のため冷却速
度が大きすぎて従来の高炉スラグ処理ではほとんどγ−
Ｃ２Ｓを製造することが困難であった。
割合がほぼ１：１であるため、２ＣａＯ・ＳｉＯ□生成
にはＣａＯ成分が不足することと、水冷却のため冷却速
度が大きすぎて従来の高炉スラグ処理ではほとんどγ−
Ｃ２Ｓを製造することが困難であった。
本発明は、かかる問題点を解消するためになされたもの
である。
である。
（問題点を解決するための手段およびその作用）高炉ス
ラグをＸ線回折で分析してみると、γ−ＣｚＳはほとん
ど含まれないこと、電気炉の還元スラグは約３０〜４０
％の７−Ｃ，Ｓが生成していることが判明した。そこで
ｒ−ｃｚｓを高濃度で生成させる最適条件を見い出すた
めに種々のスラグ成分、添加剤、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知見を得た
。
ラグをＸ線回折で分析してみると、γ−ＣｚＳはほとん
ど含まれないこと、電気炉の還元スラグは約３０〜４０
％の７−Ｃ，Ｓが生成していることが判明した。そこで
ｒ−ｃｚｓを高濃度で生成させる最適条件を見い出すた
めに種々のスラグ成分、添加剤、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知見を得た
。
すなわちｒ−ｃｚｓ生成収率を向上させるには（イ）原
料スラグ中の塩基度ＣａＯ／ＳｉＯ□は１〜３の間がよ
く、２ＣａＯ−ＳｉＯ□の化学量論的な値である１、９
に近いはどｒ ＣｚＳ収率が向上する。
料スラグ中の塩基度ＣａＯ／ＳｉＯ□は１〜３の間がよ
く、２ＣａＯ−ＳｉＯ□の化学量論的な値である１、９
に近いはどｒ ＣｚＳ収率が向上する。
（第３図参照）
（υ）γ−Ｃｐｓに変態する８５０℃前後の冷却速度は
、２０°（／ｗｉｎ以下と遅くして、ｒ ＣｚＳの生
成を促進する。 （第４図参照）高炉スラグの塩
基度は一般に１前後であるので、ＣａＯ源を添加する必
要がある。この場合高塩基度の転炉スラグ・電気炉スラ
グを混合することが考えられるが、ここで注意すべき点
はｐ、ｏ、などのβＣｚＳを安定させる成分を低く押さ
えるべきことである。
、２０°（／ｗｉｎ以下と遅くして、ｒ ＣｚＳの生
成を促進する。 （第４図参照）高炉スラグの塩
基度は一般に１前後であるので、ＣａＯ源を添加する必
要がある。この場合高塩基度の転炉スラグ・電気炉スラ
グを混合することが考えられるが、ここで注意すべき点
はｐ、ｏ、などのβＣｚＳを安定させる成分を低く押さ
えるべきことである。
Ｐ２Ｏ，などの酸化物を製鋼スラグから除去するために
は、還元剤を添加してこれらを還元除去する方法が考え
られるが、処理コストと、新規にＣａＣＯ５などの安価
原料を購入した場合をそれぞれ勘案して決定すべきであ
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・クールスラッジをカーボン源として、必要
ならば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、還元剤を添加してこれらを還元除去する方法が考え
られるが、処理コストと、新規にＣａＣＯ５などの安価
原料を購入した場合をそれぞれ勘案して決定すべきであ
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・クールスラッジをカーボン源として、必要
ならば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′→Ｔに変態する温度
領域（８５０°Ｃ）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°Ｃ／ｍ
ｉｎ超で冷却すると、準平面なβ−Ｃ，Ｓが生成してし
まい、さらに冷却速度を上げるとα′ＣｚＳ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″Ｃ／ｗｉｎ以下とするものである。
領域（８５０°Ｃ）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°Ｃ／ｍ
ｉｎ超で冷却すると、準平面なβ−Ｃ，Ｓが生成してし
まい、さらに冷却速度を上げるとα′ＣｚＳ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″Ｃ／ｗｉｎ以下とするものである。
（実施例）
実施例１
以下に高炉スラグを主原料にしたγ−Ｃｐｓ製造プロセ
スの実施例について、第１図を用いて説明する。
スの実施例について、第１図を用いて説明する。
高炉１から排滓された高炉スラグ２は、石灰石３と塊コ
ークス４とともにキューポラ５に導入され、再溶解され
て塩基度１〜３に調整する。これを保温炉６に排出して
、ｒ−Ｃｐｓの変態点（約８５０°Ｃ）近傍の冷却速度
が２０°（：／ｍｉｎ以下になるように炉温を制御しな
がら降温する。第５図にこのときのヒートパターンを示
し、その結果を第３表に示す。
ークス４とともにキューポラ５に導入され、再溶解され
て塩基度１〜３に調整する。これを保温炉６に排出して
、ｒ−Ｃｐｓの変態点（約８５０°Ｃ）近傍の冷却速度
が２０°（：／ｍｉｎ以下になるように炉温を制御しな
がら降温する。第５図にこのときのヒートパターンを示
し、その結果を第３表に示す。
尚ここではキューボラを利用したスラグ改質例を示した
が、溶融した高炉スラグに直接ＣａＯ源を添加し、電気
加熱や粉コークス燃焼などの加熱手段によってもよい。
が、溶融した高炉スラグに直接ＣａＯ源を添加し、電気
加熱や粉コークス燃焼などの加熱手段によってもよい。
表３
実施例２
製鉄ダストの処理対策および環境対策として、セメント
をバインダーとしたコールドボンドペレットが高炉用の
原料として使用されている。しかしながらセメントは高
価であると同時に１ｏ日間程度のヤード養生が必要であ
るため、その水分が天候に左右されるという欠点がある
。−力木発明のように高炉スラグからＴ ２ＣａＯ−
ＳｉＯｚを作成することによって、セメントの替わりに
利用することができる。
をバインダーとしたコールドボンドペレットが高炉用の
原料として使用されている。しかしながらセメントは高
価であると同時に１ｏ日間程度のヤード養生が必要であ
るため、その水分が天候に左右されるという欠点がある
。−力木発明のように高炉スラグからＴ ２ＣａＯ−
ＳｉＯｚを作成することによって、セメントの替わりに
利用することができる。
例えば特開昭５５−１６８４３２．６１−１５９３９．
１５９４０．２４７１０１号の各公報に提案されたよう
に、炭酸ガスによってγ−２ＣａＯ・５ｉｎ２を短時間
養生することが可能であり、天候によって水分値が左右
されることはない。前記表３の実施例１に示す条件で高
炉スラグを改質した結果、ブレーン指数１０００ｃｉ／
ｇのＴ−２ＣａＯ−ＳｉＯ□が製造できた。これをセ
メント並のブレーン指数５０００ｃｍ ／ ｇまで粉砕
し、これを５％配合した非焼成塊成鉱を製造した。第６
図に製造された非焼成塊成鉱と従来のセメントを５％配
合したコールドペレットの冷間強度を比較して示した。
１５９４０．２４７１０１号の各公報に提案されたよう
に、炭酸ガスによってγ−２ＣａＯ・５ｉｎ２を短時間
養生することが可能であり、天候によって水分値が左右
されることはない。前記表３の実施例１に示す条件で高
炉スラグを改質した結果、ブレーン指数１０００ｃｉ／
ｇのＴ−２ＣａＯ−ＳｉＯ□が製造できた。これをセ
メント並のブレーン指数５０００ｃｍ ／ ｇまで粉砕
し、これを５％配合した非焼成塊成鉱を製造した。第６
図に製造された非焼成塊成鉱と従来のセメントを５％配
合したコールドペレットの冷間強度を比較して示した。
冷間強度ばかりでなく、実際の高炉にも約１０％配合し
て操業したが、従来のコールドボンド同様に安定して使
用することができた。
て操業したが、従来のコールドボンド同様に安定して使
用することができた。
（発明の効果）
本発明によれば、鉄鋼業の副産物である高炉スラグを有
効活用して、炭酸化によって高強度を得られるｒ−ｃｔ
ｓ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。
効活用して、炭酸化によって高強度を得られるｒ−ｃｔ
ｓ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図は本発明をキューボラを利用して実施したときの
製造フローを示す図、第２図はＣｚＳ変態の安定度関係
を示す図、第３図は原料スラグの塩基度と７−Ｃ，Ｓ生
成収率の関係を示す図、第４図は７−Ｃ，Ｓ変態点近傍
の冷却速度とｒ −ｃｔｓ生成収率の関係を示す図、第
５図は第１図で示した製造フローの時のヒートパターン
を示す図、第６図はＴ ＣｚＳ添加非焼成塊成と従来
のセメント添加コールドペレットとの圧潰強度を比較し
た図である。 １・・・高炉 ２・・・高炉スラグ ３・・・石灰石
４・・・塊コークス ５・・・キューボラ ６・・・保
温炉 ７・・・スラグ鍋 ８・・・集塵機 代理人 弁理士 秋 沢 政 光 第１図 スラフ゛温度（・Ｃ）
製造フローを示す図、第２図はＣｚＳ変態の安定度関係
を示す図、第３図は原料スラグの塩基度と７−Ｃ，Ｓ生
成収率の関係を示す図、第４図は７−Ｃ，Ｓ変態点近傍
の冷却速度とｒ −ｃｔｓ生成収率の関係を示す図、第
５図は第１図で示した製造フローの時のヒートパターン
を示す図、第６図はＴ ＣｚＳ添加非焼成塊成と従来
のセメント添加コールドペレットとの圧潰強度を比較し
た図である。 １・・・高炉 ２・・・高炉スラグ ３・・・石灰石
４・・・塊コークス ５・・・キューボラ ６・・・保
温炉 ７・・・スラグ鍋 ８・・・集塵機 代理人 弁理士 秋 沢 政 光 第１図 スラフ゛温度（・Ｃ）
Claims (1)
- 排出された高炉スラグを塩基度１〜３に調整し、再溶
解してα′−２ＣａＯ・ＳｉＯ＿２→γ−２ＣａＯ・Ｓ
ｉＯ＿２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 |
|---|---|---|---|
| JP33608487A JPH01176250A (ja) | 1987-12-28 | 1987-12-28 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP33608487A JPH01176250A (ja) | 1987-12-28 | 1987-12-28 | スラグ改質によるバインダーの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01176250A true JPH01176250A (ja) | 1989-07-12 |
Family
ID=18295531
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33608487A Pending JPH01176250A (ja) | 1987-12-28 | 1987-12-28 | 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) | JPH01176250A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994017006A1 (de) * | 1993-01-26 | 1994-08-04 | 'holderbank' Financière Glarus Ag | Verfahren zur herstellung von zement aus metallurgischen schlacken |
| CN102382912A (zh) * | 2011-11-14 | 2012-03-21 | 中冶南方工程技术有限公司 | 一种处理高炉渣的方法 |
-
1987
- 1987-12-28 JP JP33608487A patent/JPH01176250A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994017006A1 (de) * | 1993-01-26 | 1994-08-04 | 'holderbank' Financière Glarus Ag | Verfahren zur herstellung von zement aus metallurgischen schlacken |
| AT398419B (de) * | 1993-01-26 | 1994-12-27 | Holderbank Financ Glarus | Verfahren zur herstellung von zement aus metallurgischen schlacken |
| EP0632791A1 (de) * | 1993-01-26 | 1995-01-11 | Holderbank Financ Glarus | Verfahren zur herstellung von zement aus metallurgischen schlacken. |
| US5516357A (en) * | 1993-01-26 | 1996-05-14 | "Holderbank" Financiere Glarus Ag | Process for producing cement from metallurgical slag |
| CN102382912A (zh) * | 2011-11-14 | 2012-03-21 | 中冶南方工程技术有限公司 | 一种处理高炉渣的方法 |
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