JPH0692698A - スラグ微粉末の球状化方法 - Google Patents

スラグ微粉末の球状化方法

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JPH0692698A
JPH0692698A JP21528492A JP21528492A JPH0692698A JP H0692698 A JPH0692698 A JP H0692698A JP 21528492 A JP21528492 A JP 21528492A JP 21528492 A JP21528492 A JP 21528492A JP H0692698 A JPH0692698 A JP H0692698A
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JP
Japan
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slag
fine powder
air
pipe
slag fine
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Withdrawn
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JP21528492A
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Hideo Koizumi
秀雄 小泉
Akiji Shirouchi
章治 城内
Hideyoshi Kuwamoto
秀吉 桑本
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies

Landscapes

  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Manufacture Of Iron (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 角張った原料のスラグ微粉末の平均粒径とほ
ぼ同じ平均粒径を有するスラグ微粉末の球状化方法を提
供する。 【構成】 スラグの機械的粉砕によって得られた平均粒
径が約 100μm 以下の角張ったスラグ微粉末を、供給管
を介して送気管内に供給し送気中に分散させて搬送し、
1380℃以上のバーナー火炎へ吹き付け加熱することによ
り溶融させて表面張力により球状化するスラグ微粉末の
球状化方法であって、前記供給管が開口する部位の送気
管内に、送気管の断面積の 1/10〜 1/40の断面積の細
まり管を配設するとともに、この細まり管から搬送空気
を 150〜 300m/秒の速度で噴出させ送気管内にスラグ
微粉末を分散させて搬送する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、製鉄業の高炉、転炉、
電気炉などから発生するスラグを加工して微細な球状粒
子とし、これをモルタルやコンクリート等の混和材とし
て使用することにより、モルタルやコンクリート等の流
動性、強度、耐久性その他の性状を向上させることを意
図した、スラグ類の付加価値の向上をはかるスラグ微粉
末の球状化方法に関する。
【0002】
【従来の技術】高炉スラグの現状の利用状況は次の通り
である。従来、高炉スラグは徐冷した原石を破砕整粒し
て道路用路盤材、コンクリート用粗骨材およびセメント
用原料(粘土代替品)などとして利用されていたが、最
近は急冷して水砕スラグとし、セメント用として使用さ
れるものが主流になってきた。
【0003】セメント用水砕スラグは、高炉セメントの
需要の増加にともなって高炉セメント用に使用される量
が最も多くなっているが、普通セメントの混合材あるい
は徐冷スラグと同様にセメント用原料(粘土代替品)と
しても利用されている。
【0004】転炉スラグ、電気炉スラグは徐冷した原石
を破砕、整粒、磁選(鉄粒除去)して、大半は土工用材
料として使用されているが、鉄分、石灰分を多く含有し
ていることからセメント原料にも使用されている。また
最近は道路用路盤材、アスファルトコンクリート用骨材
などにも使用されているが、この場合は膨張現象が生じ
ないように遊離石灰の安定化処理が施されている。
【0005】上記高炉水砕スラグなどをセメント用に使
用する場合、従来は、水砕スラグを製鉄所からセメント
工場へ出荷して、セメント工場で粉砕加工していたが、
最近になって、製鉄所において 100μm 以下、好ましく
は50μm 以下に微粉砕しスラグ微粉末としてセメント工
場、セメント混合所、生コン工場、コンクリート製品工
場等に出荷するなど用途が拡大されている。
【0006】スラグ微粉末をコンクリートに混合する
と、コンクリートの流動性が向上し、アルカリ骨材反応
および水和反応熱を抑制してコンクリートのひび割れ発
生を防止できるなどの利点があるほか、利用者が目的に
応じて混合量を選定できる有利性もあり、スラグ微粉末
のコンクリート混合材への利用の増大がこれからも続く
ものと思われる。
【0007】上述したセメント、コンクリートなどに用
いる場合のスラグ微粉末は、従来、比表面積がブレーン
値で、4500cm2 /g 程度に微粉砕したものが使用されて
きたが、近年、コンクリートの性能が多様化し、高強度
コンクリートや超低発熱コンクリートが実用化段階に入
っており、このような用途にはブレーン値6000〜 10000
cm2 /g のものも使用されている。
【0008】ブレーン値が大きなスラグ微粉末(以下超
微細スラグ粉末という)は、水和反応性が優れているの
でコンクリートの高強度化に寄与するほか、コンクリー
ト中の微細な空隙を充填し、コンクリートの組織を密に
することによって、コンクリートの強度向上や、水密性
の向上、耐海水性の向上、中性化速度の減少等耐久性の
改善に寄与する。
【0009】また、超微細スラグ粉末は、岩盤やコンク
リートの微細なクラックを補修する注入剤にも用いられ
ているが、これは超微細スラグ粉末による注入剤の流動
性(注入性)の改善、長期強度増進効果を利用してい
る。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】前記のような場合、高
炉スラグを機械的に粉砕しただけでは、スラグ粒子の形
状が角張っていてコンクリートの流動性改善効果が小さ
い。そこで最近の研究結果では、このようなスラグ粒子
混入コンクリートの性状改善のためには、超微細スラグ
粉末とシリカフュームを併用するのが効果的とされてい
る。しかしながら、シリカフュームはシリコン工業の副
産物として発生するもので粒径が 1μm 以下の微細な球
形粒子であるため、コンクリートの流動性を改善する効
果を有する反面、比表面積が大きいため、シリカフュー
ムの使用量が増加すると、逆に粘度が大きくなることが
明らかとなっており、これを解消するため水を多用する
とコンクリート強度が低下するため、高性能減水剤を用
いて粘度を減少させて使用しているのが実状である。
【0011】そこで、本発明者等は、シリカフュームを
使用することにより生じる前記の問題点を解消するため
に、シリカフュームを使用せずに、コンクリートの流動
性改善効果などの優れた特性を有するスラグ微粉末を得
るべく鋭意研究を重ねた結果、角張ったスラグ微粉末を
球状化することにより好ましい流動性が得られることを
知見し、先に、角張ったスラグ微粉末を球状化する方法
を開発しその出願(特願平 3−215495号,特願平 3−27
2738号)を行った。
【0012】そして、その後の研究において、上記方法
によれば角張ったスラグ微粉末を高率で球状化すること
ができるが、時として、得られた球状化スラグ微粉末の
平均粒径が、原料のスラグ微粉末の平均粒径より大きく
なる場合があり、その改善を行った。すなわち、本発明
の目的は、原料のスラグ微粉末の平均粒径とほぼ同じ平
均粒径を有するスラグ微粉末の球状化方法を提供するこ
とである。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係わるスラグ微粉末の球状化方法は、スラ
グの機械的粉砕によって得られた平均粒径が約 100μm
以下の角張ったスラグ微粉末を、供給管を介して送気管
内に供給し送気中に分散させて搬送し、1380℃以上のバ
ーナー火炎へ吹き付け加熱することにより溶融させて表
面張力により球状化するスラグ微粉末の球状化方法であ
って、前記供給管が開口する部位の送気管内に、送気管
の断面積の 1/10〜 1/40の断面積の細まり管を配設す
るとともに、この細まり管から搬送空気を 150〜 300m
/秒の速度で噴出させ送気管内にスラグ微粉末を分散さ
せて搬送するものである。
【0014】
【作用】本発明の構成と作用を説明する。本発明では、
高炉、転炉などから排出され、冷却、凝固したスラグ
を、適当な方法により破砕したもの、または水砕スラグ
を、ローラーミル、ボールミル等を用いてさらに粉砕
し、平均粒径が約 100μm 以下となるまで分級機等を用
いて調整する。この時、比表面積が、6000〜 10000cm2
/g の範囲になるように調整することが好ましい。
【0015】このように調整した角張ったスラグ微粉末
を球状化するためには、平均粒径が約 100μm 以下とし
たスラグ微粉末を、送気管内に供給し送気中に分散させ
て搬送し、1380℃以上のバーナー火炎へ吹き付けて加熱
することにより溶融させて表面張力によって球状化す
る。この時のバーナー火炎温度は、スラグ微粉末の表面
を溶融状態とするため、高炉スラグの場合約1400℃以上
とするが、スラグ組成により異なり、一般にはスラグの
溶融温度より50〜 100℃程度高くすることが望ましい。
いずれにせよ、バーナー火炎温度が1380℃以上であれ
ば、吹き付けられたスラグ微粉末は瞬間的に加熱され、
溶融状態となり、表面張力により粒子一個一個が球状と
なる。その後、バーナー火炎の上昇気流により上昇す
る。
【0016】このような溶融、上昇過程で、バーナー火
炎に吹き付けられるまでに原料スラグ微粉末の分散が不
十分であるとスラグ微粉末同士の接合が起こり平均粒径
が大きくなるものと考えられ、本発明では、原料スラグ
微粉末の供給管が開口する部位の送気管内に、送気管の
断面積の 1/10〜 1/40の断面積の細まり管を配設する
とともに、この細まり管から搬送空気を 150〜 300m/
秒の速度で噴出させ送気管内にスラグ微粉末を分散させ
て搬送する。
【0017】すなわち、細まり管から搬送空気を 150〜
300m/秒の速度で送気管内に噴出させることにより、
原料スラグ微粉末のほぼ完全な分散が得られ、球状化後
のスラグ微粉末の平均粒径が原料スラグ微粉末のそれと
ほぼ同じになる。しかし、搬送空気の噴出速度が 150m
/秒未満では、分散が不十分となり球状化後のスラグ微
粉末の平均粒径が原料スラグ微粉末のそれより大きくな
り、一方、搬送空気の噴出速度が 300m/秒超では、分
散は十分であるが搬送空気となる圧縮空気を得るのに要
する動力が大きくなり経済的でなくなる。
【0018】また、原料スラグ微粉末の供給管が開口す
る部位の送気管内に配設する細まり管の断面積Daと送気
管の断面積Dbとの比率(Da/Db)を 1/10〜 1/40に限
定する理由は、この範囲内であれば、原料スラグ微粉末
の供給管からの原料スラグ微粉末を効果的に吸引して送
気中に分散できるが、Da/Dbが 1/10より大きくなると
管径差が小さくなり過ぎ、原料スラグ微粉末の通過空間
が狭まることから通過空間に原料が詰まり易くなる。一
方、Da/Dbが 1/40より小さくなると管径差が大きくな
り過ぎ、バーナー燃焼室からの圧を受け原料スラグ微粉
末の吸引力が著しく減少し効果的な吸引ができなくな
る。
【0019】上述した諸条件の元で、バーナーにより加
熱、溶融、球状化されたスラグ微粒子は、バーナー火炎
の上昇気流によって上昇するが、これを適当な吸引装置
により集め、サイクロン、バグフィルターなどの集塵装
置を用いて回収する。
【0020】
【実施例】本発明を実施例により説明する。通常の高炉
スラグの成分組成を有する水砕スラグをローラーミルを
用いて微粉砕し、さらに分級して平均粒径が約10μmに
調整したスラグ微粉末を得、これを原料として図1に示
す装置を用いて球状スラグ微粉末の製造を行った。
【0021】図1に示す装置においては、ステンレス鋼
で形成された反応管1中でガスバーナ2を燃焼する。反
応管1の上方にフード3を設置し、ステンレス製配管4
を通して他端のブロアー5によりガスバーナ2からの燃
焼排ガスを吸引する。
【0022】一方、上述した平均粒径が約10μmに調整
された原料スラグ微粉末SAを原料ホッパー6に投入し、
この原料ホッパー6から切り出された原料スラグ微粉末
SAを、供給管7を介して圧縮空気が流れる送気管8内へ
供給する。この送気管8内の供給管7が開口する部位は
図2に示す構成に形成され、供給管7の開口部9の上流
側に細まり管10が取付けられている。この細まり管10の
噴出効果により、開口部9より原料スラグ微粉末SAが吸
引され噴出気流中に分散されるとともに、さらに送気管
8内の空気流によって分散されバーナー火炎Fまで搬送
され、火炎Fの側方から火炎F内へ吹き付けられる。
【0023】このようにして空気と共に火炎Fへ吹き付
けられた原料スラグ微粉末SAは、瞬間的に加熱されて溶
融し表面張力で球状となり、火炎Fの上昇気流によって
上昇するとともにブロアー5によって吸引される。ブロ
アー5によって吸引された球状化スラグ微粉末SBは、配
管4中を通過する過程でサイクロン11、バグフィルター
12などで回収される。なお、13は冷却器、14は圧力計、
15は流量計、16は捕集器を示す。
【0024】上記の装置において、原料スラグ微粉末SA
の供給速度を約150g/分、工場エアの圧縮空気の元圧を
1.0kg/cm2 、その流量を約100l/分とし、一方、細ま
り管10の断面積Daと送気管8の断面積Dbとの比率(Da/
Db)を種々変え、細まり管10内の空気流速が原料スラグ
微粉末SAの分散状態に及ぼす影響を調査した。なお、バ
ーナー2の燃料には灯油を使用し、その火炎Fの温度は
1450℃とした。この調査結果を図3に示す。
【0025】図3によれば、細まり管10内の空気流速が
150m/秒以上であれば、得られた球状化スラグ微粉末
SBの平均粒径は約10μmとほぼ一定となり、原料スラグ
微粉末SAの平均粒径(約10μm)に近い値になることが
分かる。このことから、細まり管10内の空気流速が 150
m/秒以上であれば、バーナー2の火炎Fに吹き付けら
れる原料スラグ微粉末SAの分散が十分に行われているこ
とが推察される。
【0026】一方、Da/Dbが 1/10より大きくなると、
細まり管10と送気管8の管径差が小さくなり細まり管10
が太くなることから管内の空気流速が 150m/秒未満に
低下し原料スラグ微粉末SAの分散が不十分になるととも
に、原料スラグ微粉末SAの通過空間が狭まくなり通過空
間に原料が詰まり易くなる。また、Da/Dbが 1/40より
小さくなると、細まり管10と送気管8の管径差が大きく
なり細まり管10が送気管8に比較して極端に細くなるこ
とから管内の空気流速が 300m/秒以上と高くなり原料
スラグ微粉末SAの分散には十分な流速となるが、反面、
細まり管10が細くなり過ぎ、反応管1からの圧を受け原
料スラグ微粉末SAの吸引力が著しく減少し効果的な吸引
ができなくなることが分かった。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わるス
ラグ微粉末の球状化方法によれば、粉砕された角張った
破片様形状の高炉、転炉等のスラグ微粉末を、平均粒径
を殆ど変えることなく能率的且つ経済的に球状化スラグ
微粉末に成形することができる。また、これにより得ら
れた球状化スラグ微粉末を、セメントモルタルやコンク
リートに混合使用することにより、未だ固まらないモル
タルやコンクリートの流動性が向上し、モルタルやコン
クリートの圧送、打設工事の能率が著しく向上し、これ
ら工事に要する人員の削減が可能となる。また、モルタ
ルやコンクリートの必要水量が低減できることから、硬
化したモルタル、コンクリートの亀裂発生防止、さらに
は強度、耐久性の向上が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法を実施する装置の説明図である。
【図2】図1に示す送気管内の供給管が開口する部位の
断面説明図である。
【図3】細まり管内の空気流速と球状化されたスラグ微
粉末の平均粒径との関係の説明図である。
【符号の説明】
1:反応管 2:ガスバーナー
3:フード 4:ステンレス製配管 5:ブロアー
6:原料ホッパー 7:供給管 8:送気管
9:開口部 10:細まり管 11:サイクロン 1
2:バグフィルター 13:冷却器 14:圧力計 1
5:流量計 16:捕集器 F:火炎 SA:原料スラグ微粉末 S
B:製品スラグ微粉末

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スラグの機械的粉砕によって得られた平
    均粒径が約 100μm以下の角張ったスラグ微粉末を、供
    給管を介して送気管内に供給し送気中に分散させて搬送
    し、1380℃以上のバーナー火炎へ吹き付け加熱すること
    により溶融させて表面張力により球状化するスラグ微粉
    末の球状化方法であって、前記供給管が開口する部位の
    送気管内に、送気管の断面積の 1/10〜 1/40の断面積
    の細まり管を配設するとともに、この細まり管から搬送
    空気を 150〜 300m/秒の速度で噴出させ送気管内にス
    ラグ微粉末を分散させて搬送することを特徴とするスラ
    グ微粉末の球状化方法。
JP21528492A 1992-08-12 1992-08-12 スラグ微粉末の球状化方法 Withdrawn JPH0692698A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015074603A (ja) * 2013-10-11 2015-04-20 ランデス株式会社 高炉スラグ細骨材を用いて耐凍害性を向上したモルタルまたはコンクリート用組成物およびそれを成形してなる成形品
JP2016186369A (ja) * 2015-03-27 2016-10-27 クリアーシステム株式会社 スラグ製造装置およびスラグ製造方法

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