JPH0692696A - 製鋼スラグの改質方法 - Google Patents
製鋼スラグの改質方法Info
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- JPH0692696A JPH0692696A JP23818192A JP23818192A JPH0692696A JP H0692696 A JPH0692696 A JP H0692696A JP 23818192 A JP23818192 A JP 23818192A JP 23818192 A JP23818192 A JP 23818192A JP H0692696 A JPH0692696 A JP H0692696A
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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
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Abstract
(57)【要約】
【目的】製鋼スラグ中の遊離ＣａＯのＣａ（ＯＨ）2 ，
ＣａＣＯ3 への安定化を短時間かつ経済的に行う。 【構成】遊離ＣａＯを含む製鋼スラグを、温度が１００
℃より高温の水蒸気含有雰囲気中で熱処理する。水蒸気
含有雰囲気を水蒸気とＣＯ2 ガスとを含有する雰囲気と
することができる。
ＣａＣＯ3 への安定化を短時間かつ経済的に行う。 【構成】遊離ＣａＯを含む製鋼スラグを、温度が１００
℃より高温の水蒸気含有雰囲気中で熱処理する。水蒸気
含有雰囲気を水蒸気とＣＯ2 ガスとを含有する雰囲気と
することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、遊離ＣａＯを含む転炉
スラグ等の製鋼スラグの改質方法に関する。
スラグ等の製鋼スラグの改質方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】転炉スラグ等の製鋼スラグは遊離ＣａＯ
を多く含むため、水と接触してＣａＯがＣａ（ＯＨ）2
となり、そのとき体積はＣａＯの約２倍に膨張する。し
たがって、遊離ＣａＯを多く含むスラグを例えば路盤材
に使用した場合、水と接触することによる膨張のためス
ラグが徐々に崩壊し、この結果、路盤に凹凸を生じて車
輌の走行に支障を生じることになる。
を多く含むため、水と接触してＣａＯがＣａ（ＯＨ）2
となり、そのとき体積はＣａＯの約２倍に膨張する。し
たがって、遊離ＣａＯを多く含むスラグを例えば路盤材
に使用した場合、水と接触することによる膨張のためス
ラグが徐々に崩壊し、この結果、路盤に凹凸を生じて車
輌の走行に支障を生じることになる。
【０００３】このような製鋼スラグの異常膨張の原因と
なる遊離ＣａＯを減らすための方法として、次の方法が
従来から知られている。 （１）エージング処理方法 この処理は、徐冷した製鋼スラグを粗砕・粒度調整後、
野外で山積みし、３〜６か月以上放置して雨水等により
水和反応を行わせることにより、遊離ＣａＯを安定化す
る大気エージング処理であり、通常行われている方法で
ある。 （２）熱間改質処理方法 この処理は、溶融状態のスラグに珪酸質材料等を添加し
て、遊離ＣａＯをＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 等と反応させる
ことにより、膨張しない安定鉱物相に変える熱間改質処
理である。
なる遊離ＣａＯを減らすための方法として、次の方法が
従来から知られている。 （１）エージング処理方法 この処理は、徐冷した製鋼スラグを粗砕・粒度調整後、
野外で山積みし、３〜６か月以上放置して雨水等により
水和反応を行わせることにより、遊離ＣａＯを安定化す
る大気エージング処理であり、通常行われている方法で
ある。 （２）熱間改質処理方法 この処理は、溶融状態のスラグに珪酸質材料等を添加し
て、遊離ＣａＯをＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 等と反応させる
ことにより、膨張しない安定鉱物相に変える熱間改質処
理である。
【０００４】しかし、上記（１）のエージング処理方法
では、粗砕・粒度調整した製鋼スラグを、長時間野外で
山積みして放置するため、エージング処理に非常に長時
間を要すると共に、製鉄所内に山積みするため非常に広
いスペースが必要とされるという問題点がある。また、
上記（２）の熱間改質処理方法では、改質処理コストが
高い問題点がある。
では、粗砕・粒度調整した製鋼スラグを、長時間野外で
山積みして放置するため、エージング処理に非常に長時
間を要すると共に、製鉄所内に山積みするため非常に広
いスペースが必要とされるという問題点がある。また、
上記（２）の熱間改質処理方法では、改質処理コストが
高い問題点がある。
【０００５】これ等の問題点を解決するために、フミン
酸、硫酸、温水等を利用して、遊離ＣａＯを安定化させ
ることにより前記エージング処理の省略を図った技術が
知られている（特公昭５２−４４２８１号公報、特開昭
５８−１６７７０９号公報、特開平３−１５９９３８号
公報）。しかし、製鋼スラグ内での遊離ＣａＯの存在状
態は一様ではなく、スラグの塊の粗粒内に取り込まれる
等されているため、フミン酸、硫酸、温水等を利用した
方法でも、短時間に、十分に遊離ＣａＯを安定化させる
ことはできないという問題点がある。
酸、硫酸、温水等を利用して、遊離ＣａＯを安定化させ
ることにより前記エージング処理の省略を図った技術が
知られている（特公昭５２−４４２８１号公報、特開昭
５８−１６７７０９号公報、特開平３−１５９９３８号
公報）。しかし、製鋼スラグ内での遊離ＣａＯの存在状
態は一様ではなく、スラグの塊の粗粒内に取り込まれる
等されているため、フミン酸、硫酸、温水等を利用した
方法でも、短時間に、十分に遊離ＣａＯを安定化させる
ことはできないという問題点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来技術
の問題点を解決し、遊離ＣａＯを十分に安定化させるた
めの処理時間が画期的に短く、かつ経済的な製鋼スラグ
の改質方法を提供することを目的とする。
の問題点を解決し、遊離ＣａＯを十分に安定化させるた
めの処理時間が画期的に短く、かつ経済的な製鋼スラグ
の改質方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、遊離ＣａＯを含む製鋼スラグを、温度が１
００℃より高温の水蒸気含有雰囲気中で熱処理すること
を特徴とする製鋼スラグの改質方法で、水蒸気含有雰囲
気を、水蒸気とＣＯ2 ガスとを含有する雰囲気とするこ
とができる。
するために、遊離ＣａＯを含む製鋼スラグを、温度が１
００℃より高温の水蒸気含有雰囲気中で熱処理すること
を特徴とする製鋼スラグの改質方法で、水蒸気含有雰囲
気を、水蒸気とＣＯ2 ガスとを含有する雰囲気とするこ
とができる。
【０００８】
【作用】本発明者らは上記課題を解決するために、種々
の実験・研究を行った結果、製鋼スラグを１００℃より
高温の水蒸気を含有する雰囲気中、より好適には１００
℃より高温の水蒸気とＣＯ2 ガスとを含有する雰囲気中
にて熱処理することにより、この製鋼スラグ中に含まれ
る遊離ＣａＯをＣａ（ＯＨ）2 、又はＣａ（ＯＨ）2 と
ＣａＣＯ3 として安定化し、路盤材等として使用した際
の膨張を減少できることを見出し、本発明をなすに至っ
た。
の実験・研究を行った結果、製鋼スラグを１００℃より
高温の水蒸気を含有する雰囲気中、より好適には１００
℃より高温の水蒸気とＣＯ2 ガスとを含有する雰囲気中
にて熱処理することにより、この製鋼スラグ中に含まれ
る遊離ＣａＯをＣａ（ＯＨ）2 、又はＣａ（ＯＨ）2 と
ＣａＣＯ3 として安定化し、路盤材等として使用した際
の膨張を減少できることを見出し、本発明をなすに至っ
た。
【０００９】具体的には本発明の製鋼スラグの改質方法
は、遊離ＣａＯを含む製鋼スラグを粉砕し、この粉砕し
た製鋼スラグを温度が１００℃より高温の水蒸気含有雰
囲気中で熱処理することを特徴とするものである。ここ
で、対象となる遊離ＣａＯを含む製鋼スラグには、転炉
スラグだけでなく、遊離ＣａＯを含む例えば予備処理ス
ラグ、製鋼段階での取鍋スラグ、連鋳造塊スラグ、さら
に電気炉スラグ等も含まれる。
は、遊離ＣａＯを含む製鋼スラグを粉砕し、この粉砕し
た製鋼スラグを温度が１００℃より高温の水蒸気含有雰
囲気中で熱処理することを特徴とするものである。ここ
で、対象となる遊離ＣａＯを含む製鋼スラグには、転炉
スラグだけでなく、遊離ＣａＯを含む例えば予備処理ス
ラグ、製鋼段階での取鍋スラグ、連鋳造塊スラグ、さら
に電気炉スラグ等も含まれる。
【００１０】また、水蒸気とＣＯ2 ガスとを含有する雰
囲気中で熱処理することが遊離ＣａＯをＣａ（ＯＨ）2
として安定化させるだけでなく、ＣａＣＯ3 としても安
定化させるため好ましい。本発明において、製鋼スラグ
は水蒸気含有雰囲気中、より好適には、水蒸気とＣＯ2
ガスとを含有する雰囲気中で処理され、水蒸気とＣＯ2
ガスのほかに空気等の混入等があっても何ら差し支えな
い。ただし、効率的に遊離ＣａＯを改質するためには、
気相中に占める水蒸気の含有量、あるいは、水蒸気とＣ
Ｏ2 ガスとの合計含有量は５０ｖｏｌ％以上であること
が望ましい。
囲気中で熱処理することが遊離ＣａＯをＣａ（ＯＨ）2
として安定化させるだけでなく、ＣａＣＯ3 としても安
定化させるため好ましい。本発明において、製鋼スラグ
は水蒸気含有雰囲気中、より好適には、水蒸気とＣＯ2
ガスとを含有する雰囲気中で処理され、水蒸気とＣＯ2
ガスのほかに空気等の混入等があっても何ら差し支えな
い。ただし、効率的に遊離ＣａＯを改質するためには、
気相中に占める水蒸気の含有量、あるいは、水蒸気とＣ
Ｏ2 ガスとの合計含有量は５０ｖｏｌ％以上であること
が望ましい。
【００１１】上述したように、転炉スラグ等の製鋼スラ
グ中の遊離ＣａＯの存在状態としては、スラグの塊の表
面に存在したり、塊の内部に取り囲まれたりして存在す
る等、その存在状態は様々である。このため、路盤材と
して、遊離ＣａＯを含む製鋼スラグを利用した場合の膨
張現象を非常に複雑なものとしている。従来の単なる１
００℃以下の水蒸気雰囲気下における処理では、スラグ
の塊の内部に取り囲まれて存在している遊離ＣａＯを安
定化するのが困難であったが、本発明の製鋼スラグの改
質方法によれば、水蒸気又は水蒸気とＣＯ2 ガスとを含
有する雰囲気中において、１００℃よりも高い温度で熱
処理を施すことにより、上述のようなスラグ粒内部に取
り囲まれて存在している遊離ＣａＯも非常に効率よく安
定化させることができる。
グ中の遊離ＣａＯの存在状態としては、スラグの塊の表
面に存在したり、塊の内部に取り囲まれたりして存在す
る等、その存在状態は様々である。このため、路盤材と
して、遊離ＣａＯを含む製鋼スラグを利用した場合の膨
張現象を非常に複雑なものとしている。従来の単なる１
００℃以下の水蒸気雰囲気下における処理では、スラグ
の塊の内部に取り囲まれて存在している遊離ＣａＯを安
定化するのが困難であったが、本発明の製鋼スラグの改
質方法によれば、水蒸気又は水蒸気とＣＯ2 ガスとを含
有する雰囲気中において、１００℃よりも高い温度で熱
処理を施すことにより、上述のようなスラグ粒内部に取
り囲まれて存在している遊離ＣａＯも非常に効率よく安
定化させることができる。
【００１２】本発明の製鋼スラグの改質方法では、遊離
ＣａＯを含む製鋼スラグを水蒸気、より好適には水蒸気
とＣＯ2 ガスとを含有する雰囲気中で処理するが、水蒸
気とＣＯ2 に限定する理由は、遊離ＣａＯをＣａ（Ｏ
Ｈ）2 又はＣａ（ＯＨ）2 とＣａＣＯ3 に変えて安定化
するための必須の雰囲気成分であるからである。本発明
においては、前述のように水蒸気あるいは水蒸気とＣＯ
2 ガスとを含有する雰囲気中で熱処理するが、その雰囲
気の温度を１００℃よりも高温にする理由は、遊離Ｃａ
Ｏを水蒸気、ＣＯ2 ガスによって効率的にＣａ（ＯＨ）
2 、ＣａＣＯ3 に安定化させるためには、温度を１００
℃より高温にすることにより安定化を極めて短時間に行
うことができるからである。
ＣａＯを含む製鋼スラグを水蒸気、より好適には水蒸気
とＣＯ2 ガスとを含有する雰囲気中で処理するが、水蒸
気とＣＯ2 に限定する理由は、遊離ＣａＯをＣａ（Ｏ
Ｈ）2 又はＣａ（ＯＨ）2 とＣａＣＯ3 に変えて安定化
するための必須の雰囲気成分であるからである。本発明
においては、前述のように水蒸気あるいは水蒸気とＣＯ
2 ガスとを含有する雰囲気中で熱処理するが、その雰囲
気の温度を１００℃よりも高温にする理由は、遊離Ｃａ
Ｏを水蒸気、ＣＯ2 ガスによって効率的にＣａ（ＯＨ）
2 、ＣａＣＯ3 に安定化させるためには、温度を１００
℃より高温にすることにより安定化を極めて短時間に行
うことができるからである。
【００１３】本発明において、雰囲気の全圧は特に限定
されないが、大気圧で熱処理すれば、耐圧容器等の特殊
な装置を必要としないので好ましい。本発明において、
雰囲気の上限温度は、Ｃａ（ＯＨ）2 が生成し得る温度
までである。水蒸気圧力１ｋｇ／ｃｍ2 の雰囲気におい
て、Ｃａ（ＯＨ）2 が生成し得る温度は５１０℃以下で
ある。したがって、水蒸気圧力１ｋｇ／ｃｍ2 の雰囲気
において処理する場合は５１０℃が上限となる。
されないが、大気圧で熱処理すれば、耐圧容器等の特殊
な装置を必要としないので好ましい。本発明において、
雰囲気の上限温度は、Ｃａ（ＯＨ）2 が生成し得る温度
までである。水蒸気圧力１ｋｇ／ｃｍ2 の雰囲気におい
て、Ｃａ（ＯＨ）2 が生成し得る温度は５１０℃以下で
ある。したがって、水蒸気圧力１ｋｇ／ｃｍ2 の雰囲気
において処理する場合は５１０℃が上限となる。
【００１４】本発明において、溶融状態の製鋼スラグの
顕熱を利用すると、１００℃よりも高温の水蒸気、ある
いは水蒸気とＣＯ2 ガスとを含有する雰囲気とすること
ができ、経済的である。勿論、他の熱源の使用も可能で
ある。また、本発明において使用されるＣＯ2 ガスとし
ては、ボイラー排ガス、加熱炉排ガス等のＣＯ2 を含有
する熱ガスを使用することができ、この点においても経
済的である。
顕熱を利用すると、１００℃よりも高温の水蒸気、ある
いは水蒸気とＣＯ2 ガスとを含有する雰囲気とすること
ができ、経済的である。勿論、他の熱源の使用も可能で
ある。また、本発明において使用されるＣＯ2 ガスとし
ては、ボイラー排ガス、加熱炉排ガス等のＣＯ2 を含有
する熱ガスを使用することができ、この点においても経
済的である。
【００１５】
【実施例】次に、本発明の実施例を比較例と共に、表を
参照して説明する。表１は実施例の実験に供したスラグ
の成分を示し、２５ｍｍ以下に粉砕した磁選後の転炉ス
ラグを大量に採取し、化学分析を行った結果である。表
１からわかるように、このスラグは遊離ＣａＯの量が
９．５ｗｔ％、塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ2 ）が４．９の
転炉スラグである。
参照して説明する。表１は実施例の実験に供したスラグ
の成分を示し、２５ｍｍ以下に粉砕した磁選後の転炉ス
ラグを大量に採取し、化学分析を行った結果である。表
１からわかるように、このスラグは遊離ＣａＯの量が
９．５ｗｔ％、塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ2 ）が４．９の
転炉スラグである。
【００１６】このスラグに、表２に示す温度、雰囲気条
件下で種々の改質処理を施した。改質処理のための装置
として電気管状炉を用い、スラグを挿入した管内を水蒸
気又は水蒸気とＣＯ2 ガスとを含有した雰囲気とし、所
定の温度で４時間保持した。処理後に、遊離ＣａＯの分
析、水浸膨張試験後の膨張率の測定を行い、転炉スラグ
の改質後の評価を行った。この結果を表２に示す。
件下で種々の改質処理を施した。改質処理のための装置
として電気管状炉を用い、スラグを挿入した管内を水蒸
気又は水蒸気とＣＯ2 ガスとを含有した雰囲気とし、所
定の温度で４時間保持した。処理後に、遊離ＣａＯの分
析、水浸膨張試験後の膨張率の測定を行い、転炉スラグ
の改質後の評価を行った。この結果を表２に示す。
【００１７】
【表１】
【００１８】
【表２】
【００１９】表２から明らかなように、実施例は比較例
と比べ改質処理後の遊離ＣａＯの分析値が格段に低いレ
ベルになっている。また、実施例による改質処理後のス
ラグをＸ線回折によって同定した結果、遊離ＣａＯはＣ
ａ（ＯＨ）2 、ＣａＣＯ3 へ変化して安定化しており、
水浸試験後の膨張率も路盤材用鉄鋼スラグの品質規格で
ある１．５％以下になった。
と比べ改質処理後の遊離ＣａＯの分析値が格段に低いレ
ベルになっている。また、実施例による改質処理後のス
ラグをＸ線回折によって同定した結果、遊離ＣａＯはＣ
ａ（ＯＨ）2 、ＣａＣＯ3 へ変化して安定化しており、
水浸試験後の膨張率も路盤材用鉄鋼スラグの品質規格で
ある１．５％以下になった。
【００２０】従来、常温でのエージング処理では３か月
以上も必要とされ、１００℃以下の温水や水蒸気処理で
も５日以上必要とされていたエージング処理期間が、本
発明により極めて短時間になった。
以上も必要とされ、１００℃以下の温水や水蒸気処理で
も５日以上必要とされていたエージング処理期間が、本
発明により極めて短時間になった。
【００２１】
【発明の効果】本発明により、製鋼スラグの中の遊離Ｃ
ａＯが、従来の方法に比して極めて短時間、かつ、経済
的にＣａ（ＯＨ）2 、ＣａＣＯ3 に安定化され、路盤材
等に適したスラグに改質することができる。
ａＯが、従来の方法に比して極めて短時間、かつ、経済
的にＣａ（ＯＨ）2 、ＣａＣＯ3 に安定化され、路盤材
等に適したスラグに改質することができる。
フロントページの続き (72)発明者 野崎 努 千葉市中央区川崎町１番地 川崎製鉄株式 会社技術研究本部内 (72)発明者 天辰 正義 千葉市中央区川崎町１番地 川崎製鉄株式 会社第３別館内
Claims (2)
- 【請求項１】 遊離ＣａＯを含む製鋼スラグを、温度が
１００℃より高温の水蒸気含有雰囲気中で熱処理するこ
とを特徴とする製鋼スラグの改質方法。 - 【請求項２】 水蒸気含有雰囲気が、水蒸気とＣＯ2 ガ
スとを含有する雰囲気であることを特徴とする請求項１
記載の製鋼スラグの改質方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23818192A JPH0692696A (ja) | 1992-09-07 | 1992-09-07 | 製鋼スラグの改質方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23818192A JPH0692696A (ja) | 1992-09-07 | 1992-09-07 | 製鋼スラグの改質方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0692696A true JPH0692696A (ja) | 1994-04-05 |
Family
ID=17026379
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23818192A Pending JPH0692696A (ja) | 1992-09-07 | 1992-09-07 | 製鋼スラグの改質方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0692696A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2735767A1 (fr) * | 1995-06-23 | 1996-12-27 | Lorraine Laminage | Procede de preparation de granulats, notamment pour utilisation en genie civil, a partir de laitier d'acierie de conversion a l'oxygene |
| EP0718251A3 (en) * | 1994-12-12 | 1997-10-15 | Sumitomo Metal Ind | Process for the aging of steel slag and device to be used for such a process |
| EP0994196A1 (en) * | 1998-10-14 | 2000-04-19 | Kawasaki Steel Corporation | Method of solidifying steel-making slag and material produced by the method |
| JP2005239528A (ja) * | 2004-02-27 | 2005-09-08 | Jfe Steel Kk | 炭酸固化体の製造方法 |
| JP2007022817A (ja) * | 2005-07-12 | 2007-02-01 | Nippon Steel Corp | 製鋼スラグの処理方法 |
| JP2008534781A (ja) * | 2005-04-01 | 2008-08-28 | テキント コンパニア テクニカ インテルナツィオナレ ソシエタ ペル アチオニ | 二次精錬スラグの再生及び電気アーク炉による製鋼プロセスでのリサイクルのための方法及び装置 |
| JP2013224231A (ja) * | 2012-04-20 | 2013-10-31 | Kobe Steel Ltd | スラグ材の表面改質方法 |
-
1992
- 1992-09-07 JP JP23818192A patent/JPH0692696A/ja active Pending
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| US6334885B1 (en) | 1998-10-14 | 2002-01-01 | Kawasaki Steel Corporation | Method of solidifying steel-making slag and material produced by the method |
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| JP4676829B2 (ja) * | 2005-07-12 | 2011-04-27 | 新日本製鐵株式会社 | 製鋼スラグの処理方法 |
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