JPH02502371A - 耐火性で耐薬品性の繊維を製造するために溶融した珪酸鉄とフェロアロイスラグとを混合する方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 耐火性で耐薬品性の繊維を製造するために溶融した珪酸鉄とフェロアロイスラグ とを混合する方法 本発明は、フェロアロイスラグと混合することにより珪酸鉄スラグを処理し、主 に工業用の耐火性で耐薬品性の高品質の繊維にする繊維離解のできるスラグ溶融 物にする方法に関する。使用したフェロアロイスラグは、フェロクロムスラグ或 いは同様のタイプの他のスラグである。

金属処理からの副産物として得られるスラグをスラグウールの製造に利用するこ とは、一般に知られている。工業的規模の生産において、原料は、はぼ常に、溶 鉱炉スラグである。Ｍ料理合物の溶融を、コークスによりキュポラ炉中で行ない 、繊維離解は、四輪遠心機中で行なわれ、そして、典型的な製造製品は、建物に 使用する断熱材料である。

珪酸鉄スラグは、これらのスラグにより提供きれる多くの長所、可能性にも拘わ らず、繊維製品の製造の原料として、用いられていなかった。これは、主に、繊 維製造法の、溶融単位、即ち、キニボラ炉、の制約によるものである。事実は、 キュポラ炉溶融に使用きれたコークスは、原料中に含有する鉄を金属に還元する 傾向があり、それにより、繊維離解処理において妨害になる。キュポラ炉中で溶 融きれるべき原料の粒径に制限が設けられ；原料は、バルク径になければならず 、微細な原料は使用できない、この理由は、溶融きれるべき原料の床は、ガス透 過性のものでなければならないためである。

電気炉溶融も、過去数年の間に、繊維製造に使用されてきたが、その状況が変わ りつつあり、新規な原料、例えば、前記珪酸鉄スラグを利用できるようにされた 。スラグ溶融物の繊維難解において、電気炉の使用は、例えばフィンランド特許 第７２５０２号で導入される、珪酸鉄溶融物の処理における電気炉の長所のなか で、金属鉄の生成が防止されることに加えて、溶融物中に含有される鉄の酸化の 程度を調整制御できる可能性について記述し、その溶融物は、繊維離解されるべ きスラグ溶融物の特質上に顕著な影響を与えるものである。所望により、例えば 、溶融状態の電気炉中に珪酸鉄スラグを供給でき、それは、経済的な観点から非 常に重要なものである。

珪酸鉄スラグは、冶金工業において、例えば、銅およびニッケル処理の副産物と して、生成される。これらのスラグは、特に、その高い鉄含有率から、普通のス ラグタイプの他のものとは異なる。スラグは、４０重量％もの鉄を含有する。こ れに加えて、よく、微細に造粒される。

繊維製造において、珪酸鉄スラグの使用は、フィンランド特許用、　願第８４５ １１４号から公知である。該特許出願は、珪酸鉄スラグを混合するために２つの 方法を開示しており、それにより、スラブ溶融物の特徴は、酸性混合剤を添加す ることにより、変化きれる。

この特許出願によれば、高い耐火性を有する繊維を製造するためには、２５〜３ ５重量％のＳｉＯｘの添加物を、スラグに混合する。

低い耐火性の繊維を製造するためには、８〜１５重量％のＡ　ｌ　＊Ｏｓと１５ 〜２５重量％のＳｉｎ、の添加物をスラグ中に混合する。

然し乍ら、実際の繊維離解試験において、高温耐性で耐薬品性のａｍを珪酸鉄ス ラグから製造することを目的とする場合、上記の特許出願に従って製造されるス ラグ溶融物は、不満足な状態で繊維離解きれたことが観察されている。高い品質 の繊維製品を得るために、珪酸鉄スラグは、本質的により高い程度に、そして、 興なる混合剤と混合されなければならない。

本発明は、珪酸鉄スラグを混合する改良方法を導入するもので、それは、フィン ランド特許出願第８５１１４号に開示される方法とは、使用した混合剤および供 給量の両点で、本質的に異なるものである。その処理方法の結果として得られる スラグ溶融物の化学組成は、異なり、その繊維離解物の特性は、著しく、より良 好である。

得られた製品は、スラグ溶融物で、一般的に知られる繊維離解方法により、処理 きれ、高温耐性で薬品耐性の繊維にできるものである０本発明の本質的に新規な 特徴は、添付の請求項に挙げられている。　本発明は、珪酸鉄スラグとフェロア ロイスラグとを混合することに基づくものである０例えば、フェロクロムスラグ は、クロム−含有のマグネシウム−アルミニウムー珪酸塩であり、それは、金属 フェロクロムの製造中に生成きれる。フェロクロムスラグと混合すると、顕著な 長所が得られ、混合スラグ溶融物の繊維離解能力および目的製品の性質と関連さ れる。フェロクロムスラグとは別に、例えば、フェロシリコン・クロムスラブが 、同様に、混合に使用できる。

本発明の方法において、珪酸鉄スラグは、例えば、フェロクロムスラグおよび５ ｉｎｓ含有試薬（例えば、砂質［アレナセウスコ石英）と混合され、それにより 、最終混合スラグのＡ　ｌ　−Ｏｓ含有率は、５〜１５重量％で、ＭｇＯ含有率 は、４〜１０重量％で、最終スラグのアルカリ度は、モル％で、 （Ｆ　ｅ　Ｏ＋　Ｃａ　Ｏ＋Ｍｇ　Ｏ）／（Ｓ　ｉ　Ｑ、＋　ＡｆｆｉｍＯｍ） −０，５〜０．７である。

その化学組成が典型的である原料を用いた場合、繊維難解されるべきスラグ溶融 物の組成範囲は、目的製品ａＩｌと同じく、Ｆｅ１５〜２５％、Ｓ　ｉ　Ｏ＊　 ４５〜６０％、Ｃａ０Ｏ−５％、ＭｇＯ４〜１０％、Ａｉｄｓ　　ｓ　〜ｔｓ％ 及びＣｒ０．５〜３％（パーセントは重量％である）である、供給された混合剤 の全量は、典型的には、最終スラブ溶融物の量の４３〜５６％である。

原料の溶融および混合は、電気炉中で行ない、それにより、１ａａｌ！離解すべ きスラグ溶融物の酸化の程度は、ｗ４を制御できる。

一般的に言えば、混合方法の目的は、先ず、珪酸鉄スラグの特質を変えることで あり、それにより、綴造に、より良好に適するものになる。これは、スラグの溶 融点に近づくと、スラグ粘度の温度依存性が弱化されることを意味し、そして、 スラグのグレイズイング（つや出し）能力が改善きれ、表面張力が低下し、スラ グの溶融点°　　　が、適当にＩＩＩ！ｌされることを意味する。スラグの酸度 が増大すると、上記の目的のすべてを高める。第２に、その混合の目的は、最終 製品：高温耐性と耐薬品性のために望ましい特性を得ることである。

本発明は、添付の相図を参考にして以下のように説明される。

第１図は、Ｆｅ−５ｉｎ、系の相図である。

第２図は、Ｆ　ｅ　Ｏ・Ｆ　ｅ　＊Ｏｓ−Ｓ　ｉ　ＯＢ系の相図である。

第３図は、Ｆ　ｅ　Ｏ−Ｓ　ｉ　Ｏ＊　−Ａ　１　ｔ　Ｏｓ系の相図である。

相図は、ムラン　エイ（Ｍｕｒａｎム、）等の１鉄鋼構造における酸化物間の相 平衡図（Ｐｈａｓｅ　Ｅｑｕｉｌｉｂｒｉａ　ａｓｏｎｇ　０ｘｉｄｅｓ　ｉｎ 　Ｓｔｅｅｌｍａｋｉｎｇ）　Ｊ［アディソン　ウエズレイ　パブリッシング　 カンパニ、インク（Ａｄｄｉｓｏｎ−％Ｊｅｓｌｅｙ　Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ　 Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｉｃ＋ｃ、　）１９６５年６２ｊｊと１１６頁コかも引用した ものである。混合により、より酸性である珪酸鉄を製造することが、困難である ことは、相図の第１図および第２図から明らかである。スラグの５ｉｄｅ含有率 が増加すると、溶融物はＳｉＯ３で飽和きれるが、スラグの溶融点は、非常に急 速に上昇する。

ｐ　、　＄１″の形態にある溶融物中の鉄部分が大きくなると、飽和限界に達す るに必要な５（０８含有率は低くなる。飽和限界近くで操作すると、スラグ溶融 物の物理的性質が、溶融物の温度或いは組成が少し変化するにつれて、強く変化 する。この性質により、スラグの溶融は、ａ維難解に適するものでなくなる。更 に、所望の酸度を得るために、非常に高温を用いなければならなく、その場合、 スラグ溶融物は、該溶融物の２つの溶解しない溶融成分に分解される恐れもある 。

上記の困難な点は、本発明によるフェロアロイスラグ混合処理法により、克服で きる。フェロクロムスラグに含有きれるＭｇＯおよびＡ　１　ｘ　Ｏｓは、飽和 限界をより高くシ、スラグを、単に５ｉｎｓと混合される場合よりも低い湿度で 繊維離解に必要な酸度に混合することを可能にする。フェロアロイスラグの添加 は、混合スラグの粘度の温度依存性を低下浮せ、そして、珪酸塩溶融物と生成繊 維の安定性を高める。

Ａｌｔｏｓ添加の効果は、例えば、フェロクロムスラグによってもたらきれたも ので、それは、第３図のＦ　ｅ　Ｏ−Ｓ　ｉ　Ｏ！　−Ａ　ｌ　ｇｏｓ系の相図 を観察することにより検査できる。相図において、典型的な珪酸鉄スラグの最初 の組成（点Ａ）、単に５ｉｎｓ添加により０．６のアルカリ度に混合されたスラ グ組成（点Ｂ）、フェロクロムスラグ（珪酸鉄スラグの量の２４％）といくらか のＳ　ｉ　Ｏ＊添加・　剤の両方により０．６のアルカリ度に上げられたスラグ 組成（点Ｃ）、また、比較のための、フィンランド特許出願第８４５１１４号に 記載の、３５％５ｉｆｔ添加物と混合することにより達成きれたスラグ含有率（ 点Ｄ）が示きれる０点ＢとＣの間の溶融点の差異は、１００℃以上であることが 、相図から明らかである。

行なった繊維難解試験において、本発明により製造したスラグ溶融物は、フィン ランド特許出願第８４５１１７号によるスラグ溶融物よりも、本質的に、より良 く繊維離解され、それは、スラグ溶融物から繊維にする収率が改善きれ、繊維製 品中のショット含有率が低くなり、より長い繊維にできるものである。

本発明に従って製造されたスラグ溶融物から作製されたｍ維の耐熱性は、既知の スラグ繊維のいずれよりも本質的に良好である。これは、フェロクロムスラグ混 合で添加きれたクロム酸化物に一部依存している。

得られた繊維は、強いアルカリ性或いは酸性状態に耐えるもので、他のスラグａ ｍ或いは鉱物ａｍよりも、著しく良好である。この理由の１つは、繊維製造の原 料のに、０％Ｎａ、Ｏ及びＣａＯ含有率並びに自然に、その繊維自体のそれら含 有率は、非常に低く、Ｆｅ含含有線高いことのためである。

次に本発明による混合方法を、次の実施例により説明する。

罠五菫ユ ニッケル製造で生成した珪酸鉄スラグの組成は、Ｆｅ４１．５％、ＳｉＯ＊２９ ．５％、Ｃａ１ｌ　、５％、Ｍｇ０６．５％およびＡｌｔｏｓ＜、１％である。

フェロクロムスラグの組成は、例えば、Ｆｅ４．４％、Ｃｒ８．９％、ＳｉＯ＊ ２９．６％、ＣａＯ３，１％、Ｍｇ０２５．９％およびＡ１．０．２２．７％で ある。（すべての％は、重量％である） 良く繊維離解するスラグ溶融物を得るためには、珪酸鉄スラグは、本発明に従っ て、フェロクロムスラグおよび砂質（アレナセウス）石英（Ｓ　ｉ　Ｏ，含有率 ９０％）と混合芒れなけれならない。

フェロクロムスラグ添加が、１２％であり、砂質石英添加が、最終スラブ混合物 の全量の３８％である場合、混合スラグのために得られた組成は、Ｆｅ　　２１ ．７％、Ｃｒ　　１．１％、Ｓ＞０ｍ５２゜５％、Ｃ為０１．４％、Ｍｇ０　６ ．５％およびＡｌｔｏｓ　　６．９％である。スラグのモルアルカリ度は、０． ６である。

医】ｕ１主 銅の製造中に生成された珪酸鉄スラグの組成は、Ｆｅ４３．３％、５１０ｍ２９ ．１％、Ｃ為０２．８％、ＭｇＯ２，１％およびＡＺｌｏ、３．１％である。フ ェロクロムスラグおよび砂質石英の組成は、実施例１と同じである。

良く繊維離解するスラグ溶融物を得るためには、珪酸鉄スラグは、本発明に従っ て、最終スラグ混合物の重量に対して１７．５％のフェロクロムスラグと３２． ５％の砂質石英と混合谷れなければならない、従って、混合スラグに対して得ら れた組成は、Ｆｅ２２．７％、Ｃｒ　　１．６％、５ｔＯｓ４９．０％、ＣａＯ ２゜１％、Ｍｇ８　５．７％およびＡｆｆｉｘｅｓ　　７．４％であ６．ｘ”＞ グのモルアルカリ度は、０．６５である。

（ｂ） 国際調査報告

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. １．耐火性で耐薬品性の繊維材料を製造するための珪酸鉄含有スラグ溶融物の製 造方法において、 該スラグの繊維離解能力、耐火性および耐薬品性を向上させるために、該珪酸跌 スラグを、高いＳｉ０２含有率の浸合剤とともに、フェロアロイスラグと混合さ せ、それにより、繊維離解されるべき該スラグ溶融物の組成を、１５〜２５％の Ｆｅ、４５〜６０％のＳｉ０２、０〜５％のＣａ０、４〜１０％のＭｇ０、５〜 １５％のＡｌ２Ｏ，および０．５〜３％のＣｒ（％は重量％である）の範囲内に 調整することを特徴とする前記珪酸鉄含有スラグ溶融物の製造方法。
2. ２．請求項第１項記載の方法において、前記混合剤の量は、繊維離解すべさスラ グ溶融物の全量の４３〜５６重量％であることを特徴とする方法。
3. ３．請求項第１項記載の方法において、該フェロアロイスラグは、フェロクロム のスラグであることを特徴とする方法。
4. ４．請求項第１項記載の方法において、該フェロアロイスラグは、フェローシリ コン−クロムのスラグであることを特徴とする方法。
5. ５．繊維離解すべさ前記スラグ溶融物のモルアルカリ度：（ＦｅＯ＋ＣａＯ＋Ｍ ｇＯ）／（ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ２）を．０．５〜０．７の範囲内に調整すること を特徴とする請求項第１項記載の製造方法。
6. ６．請求項第１項記載の製造方法において、該スラグ溶融物の溶融および混合を 、電気炉内で行なうことを特徴とする方法。