JPH09217107A

JPH09217107A - フォーミングスラグ鎮静材

Info

Publication number: JPH09217107A
Application number: JP8027109A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Okimoto; 伸一沖本; Manabu Nakatsugawa; 学中津川; Masahisa Tate; 昌久楯; Toshio Nayuki; 利夫名雪; Yasuji Tokuriki; 靖二徳力
Original assignee: N K MATETSUKU KK; NKK Corp; Nippon Kokan Ltd; Honda KK
Current assignee: N K MATETSUKU KK; JFE Engineering Corp; Honda KK
Priority date: 1996-02-14
Filing date: 1996-02-14
Publication date: 1997-08-19

Abstract

(57)【要約】【課題】有害成分を含まず、スラグ／メタル界面に速
やかに到達し、フォーミングスラグに対する破壊力およ
び脱気能力が大きく、着磁性を有する鎮静材。【解決手段】石炭、石灰石、プラスチックおよび紙
スラジの内１種以上と微粒鉄粉とにバインダーを添加し
混合し圧縮して見掛け比重が２〜５のブリケットに成型
する。主原料として微粒鉄粉のみを使用し微粒鉄粉を
粉砕し熱分解性バインダーを添加し混合し圧縮して見掛
け比重が２〜５のブリケットに成型する。またはで
微粒鉄粉に転炉ＯＧダストを用いる。以下で各々下記
のようにする。主原料に石炭の配合割合を乾燥状態（以
下、同じ）で40wt.%未満、残部微粒鉄粉、主原料に石灰
石を30wt.%未満、残部を微粒鉄粉、主原料にプラスチッ
クを35wt.%未満、残部を微粒鉄粉、主原料に紙スラジを
25wt.%未満、残部を微粒鉄粉とする。主原料に石炭等の
内二種以上を30wt.%未満、残部を微粒鉄粉とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、製錬または精錬
時に冶金炉内に形成されるフォーミングスラグを鎮める
ために炉内に投入される鎮静材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】大量の酸素ガスを吹き込んで、鉱石その
他の原料から含有金属を抽出し精製する製錬、あるいは
金属の純度を改善するために溶湯から不純物を除去する
精錬反応を起こさせると、共存するスラグが発生ガスに
よりフォーミング（泡化）し膨張する。このフォーミン
グスラグは鎮静化させないとスラグが炉外へ流出する危
険性があるので、製錬または精錬が終了した後に出湯す
るための炉体傾動操作をすることができない。また、迅
速な出湯により製錬または精錬時間を短縮し、炉体耐火
物の溶損を抑制し、そして溶湯の成分変化および温度変
化の低減を図るためには、製錬または精錬の終点から出
湯までのスラグ鎮静待ち時間を極力短縮することが重要
である。

【０００３】フォーミングスラグを鎮静化させるために
は、これを破壊したりあるいはこれに孔を開けたりする
ことにより、フォーミングスラグを脱気して収縮させス
ラグの表面レベルを沈下させなければならない。フォー
ミングスラグを鎮静化させるために鎮静材が備えるべき
要件としては、炉内に投入された場合、速やかにフォ
ーミングスラグ中を沈降し、スラグと溶湯との界面に到
達すること、および、スラグと溶湯との界面に到達し
た時、瞬時に熱分解反応を起こす物質が原料および／ま
たはバインダー中に含有されていること、が重要であ
る。

【０００４】フォーミングスラグ鎮静材として、従来例
えば下記の鎮静材が提案されている。特公昭５８−４２
２４１号公報は、見掛け比重を大きくして転炉スラグの
鎮静効果を向上させること等を目的とした鎮静材とし
て、製紙スラジ・古紙スラジ、木材チップのダスト、木
材の樹皮、砂糖きびの絞りかす、または稲わら等のセル
ロースを含有する有機物４０〜９０wt.%に、フェロマン
ガン製造時に生成されるスラグおよび／またはマンガン
鉱石を粒径１０ｍｍ以下にしたＭｎ含有率１０wt.%以上
の粉粒状物１０〜６０wt.%を混合し、その混合物を圧縮
圧力１００kg/cm²で、粒径１５〜１００ｍｍ、含水率３
０wt.%以下の固形体に成型したスラグ鎮静材（以下、
「先行技術１」という）を開示しており、見掛け比重は
１．８以下である。

【０００５】特公昭５７−３９２９１号公報は、産業廃
棄物を利用し、鎮静効果に優れた転炉用の安価なスラグ
鎮静材として、パルプスラジ、古紙スラジ、砂糖きびの
絞りかす、または稲わら等、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂等不
純物が３０wt.%以下である繊維質の産業廃棄物を主成分
とし、これに鉱滓を破砕した小粒状物を３０〜５０wt.%
混合し、更に少量のオレフィン類重合物を加えて混練し
成型して粒径２０〜８０ｍｍ、見掛け見掛け比重１．０
〜２．０である粒状または塊状物に成型固化させたスラ
グ鎮静材（以下、「先行技術２」という）を開示してお
り、先行技術１および２からこれらの鎮静材の含水率は
１０〜３０wt.%、圧潰強度は平均８５ｋｇ／個であると
推定される。

【０００６】特開平７−１４５４１７号公報は、産業廃
棄物を利用し、スラグの泡立ち抑制効果に優れた抑制材
として、パルパーで解離した回収パルプ質材料または製
紙スラジを５wt.%以上含み、残部が粉砕された安定型産
業廃棄物、可燃性廃棄物の焼却灰およびアルミ灰の内少
なくとも一種からなる混合物を脱水し、乾燥して残留水
３０〜５０wt.%、灼熱減量２５wt.%以上とした混合物か
ら、嵩比重１．５以上、水分２５wt.%以上の所望の形状
に成型されたもの（以下、「先行技術３」という）で、
中心に１２ｍｍφの貫通孔を有する５０×３０ｍｍの角
柱状成型体を開示しており、この鎮静材の圧潰強度は平
均６０ｋｇ／個であると推定される。

【０００７】このように、従来品は、パルプスラジ、古
紙、砂糖きび絞り粕、稲わら等の繊維質、高炉・転炉・
電気炉スラグの破砕スラグ、Ａｌ灰、高炉・電気炉ダス
トの粉体、安定型産業廃棄物、可燃性廃棄物の焼却灰等
を主原料に使用して、成型しブリケットにしており、こ
れら主原料から入る有害成分を多く含むスラグ鎮静材が
転炉で使用されている。

【０００８】これら従来品は、見掛け比重がスラグより
軽く、その分個重を大きくして投入エネルギーを高めて
浸入深さを深くし、スラグ鎮静材としての必要条件であ
る浸入深さの確保をしようとしてる。しかしながら、フ
ォーミングスラグの脱気用分解ガス源を水分に求めてい
るので、含有水分が多く個重が大きく、圧潰強度が低く
脆いため、ダンプ車積み降ろし時、ベルトコンベアによ
る搬送時および投入シュートからの落下時に壊れて小塊
になると投入エネルギーが低下し、更に低見掛け比重に
よるスラグ中沈降性能の劣性が重なって浸入深さが急激
に低下するという欠点を有する。更に、小塊になると粉
ロスも増加する。

【０００９】従来品には上述した問題点があり、下記問
題点について更に検討した。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】

（１）主原料に、転炉精錬上有害な成分が含まれてい
る。例えば、電気炉ダスト、高炉ダスト、電気炉滓、安
定型産業廃棄物または可燃性廃棄物の焼却灰を原料にす
ると、Ｚｎ、Ｃｒ、ＳｎおよびＰｂ等重金属、並びに、
ＮａおよびＫ等アルカリ成分が混入し、一方、高炉滓お
よび転炉滓を原料にすると、それぞれＳおよびＰが混入
し、鋼質や耐火物に対して有害な作用を及ぼす。また、
高炉滓および転炉滓はＳｉＯ₂を含み、特に塩基性精錬
に対して有害となる。

【００１１】パルプスラジ、古紙スラジおよび高炉ダス
トを原料にすると、ＮａおよびＫ等アルカリ成分が混入
するし、またそれらには水分が多量に含まれているの
で、転炉の炉体煉瓦の寿命を短くする等、炉体に悪影響
を及ぼす。

【００１２】古紙等の回収パルプ材、プラスチック屑お
よび高炉ダスト等を原料にすると、これらには固定炭素
が多量に含まれているので、低炭素鋼材の精錬時には加
炭される恐れがある等の問題がある。

【００１３】（２）上記物質は比重が転炉スラグより小
さいので、これらを原料に使用した鎮静材をフォーミン
グスラグ中に投入し沈降させるためには、投入エネルギ
ーを大きくする必要があり、そのためにはサイズおよび
個重の大きなブリケットに成型しなければならない。

【００１４】シュートから投入される鎮静材の投入エネ
ルギーは、個重をｍ、投入速度をＶとすると、（１／
２）ｍＶ²で与えられ、個重に比例する。例えば、個重
が２５９ｇｒ、１４５ｇｒおよび４２ｇｒである
鎮静材のスラグ中への浸入深さは、インデックス表示で
それぞれ１３ｍ、７ｍおよび２ｍであるから、フォーミ
ングスラグより見掛け比重が小さい鎮静材（例えば、上
記鎮静材の見掛け比重：１．６４）の場合、および、
フォーミングスラグとの見掛け比重差が小さい鎮静材
（例えば、上記の鎮静材の見掛け比重：２．３４）の
場合であっても、フォーミングスラグ中を沈降し、鎮静
効果を発揮するものと考えられる。なお、上記の見掛
け比重は３．８１である。

【００１５】（３）一方、スラグ鎮静材のサイズおよび
個重が大きくても、圧潰強度が小さいと、ブリケットが
壊れて小塊になり、見掛け比重が小さい場合には、鎮静
材はフォーミングスラグ中をスラグとメタルとの界面ま
で沈降せず、鎮静効果が十分発揮されない。

【００１６】表１に、上記、およびのスラグ鎮静
材の性状を示す。スラグ鎮静材およびは、サイズお
よび個重は大きいが、圧潰強度が小さい場合の例であ
る。

【００１７】

【表１】

【００１８】また、鎮静材およびは、個重が仮に鎮
静材と同じく４２グラムと小さいならば、付与される
投入エネルギーが小さくなるので、フォーミングスラグ
との見掛け比重差が不十分になり十分に沈降せず、鎮静
効果を発揮することはできないものと考えられる。その
根拠は次のとおりである。

【００１９】フォーミングスラグ中のスラグ鎮静材のレ
イノルズ数Ｒｅ＝ｄｕρ／μは、表１に示したとおりで
ある。但し、ｄ：鎮静材の粒径、ｕ：鎮静材粒子の沈降
速度、ρ：フォーミングスラグの密度、μ：フォーミン
グスラグの粘度であり、レイノルズ数は、アレンの法則
が成立する範囲内（５．８＜Ｒｅ＜５００）にある。流
体中を沈降する粒子が受ける抵抗力Ｒは、Ｒ＝ＣＡｕ²
ρ／２＝Ｃπｄ²ｕ²ρ／８で表わされ、一方、鎮静材
粒子は、重力と流体による浮力とを受け、有効重力（重
力−浮力）Ｆは、Ｆ＝πｄ³（ρ_s−ρ）ｇ／６で表わ
される。但し、Ｃ：抵抗係数、Ａ：鎮静材粒子の断面積
（πｄ²／４）、ρ_s：鎮静材粒子の密度である。流体
内における粒子の定常沈降速度は、有効重力と抵抗力と
が釣り合う、Ｆ＝Ｒのときの速度であるから、抵抗係数
Ｃは、Ｃ＝４ｄｇ（ρ_s−ρ）／３ｕ²ρ ---------------(1) で表わされ、アレンの法則において、Ｃ＝１０／（Ｒｅ）^1/2 ---------------(2) 鎮静材粒子径ｄは、ｄ＝（６ｍ／πρ_s）^1/3 ----------------(3) で換算できる。従って、(1) 〜(3) 式から鎮静材粒子の
沈降速度ｕは、ｕ＝（６ｍ／πμρ_s）^1/3〔４（ρ_s−ρ）ｇ／３０ρ^1/2〕^2/3---(4) となる。(4) 式から、鎮静材粒子の沈降速度ｕに及ぼす
鎮静材粒子の密度ρ_sの影響を知ることができる。鎮静
材、およびの沈降速度はそれぞれ、２５．７ｃｍ
／ｓｅｃ、−３０．０ｃｍ／ｓｅｃ（但し、−は浮上速
度を表わす）、および、６６．５ｃｍ／ｓｅｃと算出さ
れる。即ち、鎮静材粒子の沈降速度は、フォーミングス
ラグより見掛け比重が大きく、且つ見掛け比重差が大き
いほど速いことがわかる。このように、スラグ鎮静材の
見掛け比重は、フォーミングスラグ中の沈降速度を自由
に制御することができる物性値として極めて重要なもの
である。

【００２０】（４）従来品では、輸送費、設備費、人件
費および保管料等が多くかかる。即ち、従来品は、比較
的見掛け比重が小さいため輸送回数が増え、輸送費がか
さむこと、主原料が非着磁性であるためリフティングマ
グネットに付着せず、ハンドリング方法が限定され、ハ
ンドリングのための人件費がより多くかかること、およ
び、耐水性バインダを使用していないので雨水を避けな
ければならず、屋内に保管しなければならないので、屋
外保管よりも約３０％保管コストが上昇すること等の問
題がある。

【００２１】従って、この発明の目的は、上述した問題
を解決して、製錬または精錬時に有害な作用を及ぼすよ
うな成分を含まず、製錬または精錬炉に投入後速やかに
スラグとメタルとの界面に到達し、ここでフォーミング
スラグを破壊し且つ脱気することができる特性を有し、
更にハンドリングし易い特性を備えたフォーミングスラ
グ鎮静材を提供することにある。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上述した
問題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、有害成分を含
まず、比重が大きく、且つ、着磁性を有するものとして
微粒鉄粉、特に転炉ＯＧダストを主原料とするのが有効
であることを知見した。転炉ＯＧダストは、高炉で製造
された溶銑を原料とした転炉精錬過程で発生する微粒鉄
粉を主体とした副産物であり、ＳｉＯ₂含有率が約１w
t.%、Ｃ含有率が約１wt.%といずれも低く、更に、Ｚ
ｎ、Ｃｒ、Ｓ、Ｐ並びにＮａおよびＫのアルカリ成分の
含有率も低い。そして、見掛け比重は４〜５程度であり
フォーミングスラグの見掛け比重約２より相当に大き
く、且つ、転炉精錬メタルの比重約７よりも小さいとい
う、フォーミングスラグ鎮静材として望ましいものであ
る。バインダーとしては、耐水性を有するものが望まし
く、耐水性バインダーとしてプロパン・ディ・アスファ
ルト（以下、「ＰＤＡ」という）を選定した。

【００２３】本発明は上記知見に基づいてなされたもの
であり、請求項１記載のフォーミングスラグ鎮静材は、
石炭、石灰石、プラスチックおよび紙スラジの内１種ま
たは２種以上と、微粒鉄粉との混合物を主原料とし、上
記主原料を粉砕し、バインダーを添加し混合し、次いで
圧縮してブリケットに成型し、得られたブリケットの見
掛け比重が２〜５の範囲内にあることに特徴を有するも
のである。

【００２４】請求項２記載のフォーミングスラグ鎮静材
は、主原料として微粒鉄粉のみを使用し、微粒鉄粉を粉
砕し、これに熱分解性バインダーを添加し混合し、次い
で圧縮してブリケットに成型し、そして、得られたブリ
ケットの見掛け比重が２〜５の範囲内にあることに特徴
を有するものである。

【００２５】請求項３記載のフォーミングスラグ鎮静材
は、請求項１または２記載のフォーミングスラグ鎮静材
において、微粒鉄粉として転炉ＯＧダストを使用するこ
とに特徴を有するものである。

【００２６】請求項４記載のフォーミングスラグ鎮静材
は、請求項１記載のフォーミングスラグ鎮静材におい
て、主原料中石炭の配合割合を乾燥状態で４０wt.%未満
とし、そして、残部を微粒鉄粉とすることに特徴を有す
るものである。

【００２７】請求項５記載のフォーミングスラグ鎮静材
は、請求項１記載のフォーミングスラグ鎮静材におい
て、主原料中石灰石の配合割合を乾燥状態で３０wt.%未
満とし、そして、残部を微粒鉄粉とすることに特徴を有
するものである。

【００２８】請求項６記載のフォーミングスラグ鎮静材
は、請求項１記載のフォーミングスラグ鎮静材におい
て、主原料中プラスチックの配合割合を乾燥状態で３５
wt.%未満とし、そして、残部を微粒鉄粉とすることに特
徴を有するものである。

【００２９】請求項７記載のフォーミングスラグ鎮静材
は、請求項１記載のフォーミングスラグ鎮静材におい
て、主原料中紙スラジの配合割合を乾燥状態で２５wt.%
未満とし、そして、残部を微粒鉄粉とすることに特徴を
有するものである。

【００３０】請求項８記載のフォーミングスラグ鎮静材
は、請求項１記載のフォーミングスラグ鎮静材におい
て、主原料中石炭等の内二種以上の配合割合を乾燥状態
で３０wt.%未満とし、そして、残部を微粒鉄粉とするこ
とに特徴を有するものである。

【００３１】なお、時として微粒鉄粉が擬似粒子化し塊
状になっていることがあるので、これを粉砕することが
必要である。

【００３２】

【発明の実施の形態】本発明のフォーミングスラグ鎮静
材は、構成原料が粉砕された熱分解性物質を含む高比重
の物質とバインダー、または熱分解性物質を含まない高
比重の微粒鉄粉と熱分解性バインダーであり、これら原
料を混合し圧縮成型したブリケットである。このブリケ
ットはホッパーから製錬炉または精錬炉に投入されると
フォーミングスラグ層を速やかに沈降してスラグとメタ
ルとの界面に到達し、熱分解反応を起こし容易に爆発的
に粉化する。この爆発的エネルギーによりフォーミング
スラグが破壊されると共に、高速で飛散する粉体および
熱分解反応で発生したＨ ₂、ＣＯおよびＣＯ₂等のガス
がフォーミングスラグに多数の孔を開け、フォーミング
スラグ中に閉じ込められている細粒気泡ガスを急速に脱
気し、かくしてフォーミングスラグが速やかに鎮静化す
る。

【００３３】本発明品の構成を上述したように限定した
理由を説明する。（１）請求項１において、本発明品の主原料中の石炭、
石灰石、プラスチックおよび紙スラジはいずれも熱分解
性物質であるか、または熱分解性物質を含有し、しか
も、高温に加熱されて粉化する。高温に加熱されると、
石炭は揮発分がガス化し、石灰石はＣＯ₂ガスを発生
し、プラスチックはＨ₂ガスおよび炭化水素ガスを発生
し、そして、紙スラジはＣＯ₂ガス、Ｈ₂ガスおよび炭
化水素ガスを発生して、フォーミングスラグを脱気し鎮
静化させる効果を発揮する。一方、主原料中の微粒鉄粉
は、通常、比重が約５程度であるので、鎮静材粒子の見
掛け比重を大きくすることができ、フォーミングスラグ
中を速やか沈降させるのに好適であり、特に転炉ＯＧダ
ストは更に、有害成分の含有率も低く、且つ安価である
利点を有する。

【００３４】上記主原料にバインダーを添加して圧縮成
型されたブリケットは、見掛け比重を２〜５の範囲内に
なるように原料配合および成型条件を選択することによ
り、フォーミングスラグ（見掛け比重：約２）とメタル
（比重：約７．８）との界面に速やかに到達することが
できる。

【００３５】（２）請求項２における主原料として微粒
鉄粉を１００wt.%使用し、バインダーとして熱分解性バ
インダーを使用すれば、フォーミングスラグ中への浸入
性およびフォーミングスラグの破壊・脱気性に優れた鎮
静材が得られるからである。

【００３６】（３）請求項３〜８の発明においては、請
求項１記載の条件を満たす範囲内において、更に、各主
原料の望ましい配合割合を前述したとおりに限定する理
由を説明する。

【００３７】（イ）請求項３における微粒鉄粉として転
炉ＯＧダストを使用すれば、フォーミングスラグ中への
浸入性、有害成分の排除性、フォーミングスラグの破壊
・脱気性、および経済性に優れた鎮静材が得られるから
である。

【００３８】（ロ）請求項４において、主原料中石炭の
配合割合を４０wt.%未満とし、残部を微粒鉄粉とする理
由は次の通りである。ここで、石炭の配合割合＝〔石炭
の重量／（石炭の重量＋微粒鉄粉の重量）〕×１００
（wt.%）である。石炭と微粒鉄粉との配合割合は、鉄源
として金属状Ｆｅの資源利用、および、スラグ鎮静材と
しての効果を決定する要因である。即ち、石炭は上述し
たように、熱分解性ガスの発生源として揮発分の確保に
有効であり、フォーミングスラグの鎮静化に効果を発揮
する。しかしながら、石炭は比重が小さいので配合割合
が多過ぎると、フォーミングスラグ中を沈降するのに必
要な見掛け比重を付与することができない。

【００３９】図１は、石炭の配合割合と鎮静材の見掛け
比重との関係を示すグラフであり、石炭の配合割合が増
加するに従い鎮静材の見掛け比重は小さくなり、その配
合割合が４０wt.%のとき見掛け比重は２となる。投入さ
れた鎮静材が速やかにスラグとメタルとの界面に到達す
るためには、見掛け比重がフォーミングスラグの見掛け
比重２より大きいことが必要である。

【００４０】また、主原料中に石炭を配合せず、微粒鉄
粉のみを熱分解性バインダーのＰＤＡにより成型したブ
リケット（但し、揮発分：４．９wt.%、見掛け比重：
５）を使用した場合でもフォーミングスラグの鎮静効果
が認められた。従って、以上により、石炭の配合割合
は、４０wt.%未満に限定することが望ましい。更に、ブ
リケット成型物の圧潰強度を十分大きく確保するため
に、石炭の配合割合を３〜１５wt.%の範囲内に限定する
ことが一層望ましい。

【００４１】なお、図１には、石炭の配合割合に対する
鎮静材中の石炭揮発分含有率についても併記した。石炭
の配合割合が増加すると揮発分含有率が増加する状況が
わかる。

【００４２】（ハ）請求項５において、主原料中石灰石
の配合割合を３０wt.%未満とし、残部を微粒鉄粉とする
理由は次の通りである。ここで、石灰石の配合割合＝
〔石灰石の重量／（石灰石の重量＋微粒鉄粉の重量）〕
×１００（wt.%）である。主原料中に石灰石を使用する
と、石灰石の熱分解反応：ＣａＣＯ₃→ＣａＯ＋ＣＯ₂
で生成するＣＯ₂が、フォーミングスラグの鎮静化に効
果を発揮する。しかしながら、石灰石の配合割合を３０
wt.%以上にすると、鎮静材の見掛け比重については３．
５〜２．５の範囲内にあるのでフォーミングスラグの見
掛け比重よりも大きく確保することができるが、他方、
ブリケットの圧潰強度が低下し、ハンドリング工程にお
いて小塊の発生量が急激に増大する。図２は、石灰石の
配合割合と、鎮静材の見掛け比重および圧潰強度との関
係を示すグラフである。石灰石の配合割合が増加するに
従い鎮静材の見掛け比重および圧潰強度が共に小さくな
り、その配合割合が３０wt.%のとき見掛け比重は３．
５、圧潰強度は１００ｋｇである。鎮静材の小塊化を許
容範囲内とするために、石灰石の配合割合を３０wt.%未
満に限定することが望ましい。更に、ブリケット成型物
の圧潰強度を十分大きく確保するために、石灰石の配合
割合を５〜２０wt.%の範囲内に限定することが一層望ま
しい。

【００４３】（ニ）請求項６において、主原料中プラス
チックの配合割合を３５wt.%未満とし、残部を微粒鉄粉
とする理由は次の通りである。ここで、プラスチックの
配合割合＝〔プラスチックの重量／（プラスチックの重
量＋微粒鉄粉の重量）〕×１００（wt.%）である。主原
料中にプラスチック、例えば、ポリエチレンを使用する
と、その熱分解反応：〔 -ＣＨ₂・ＣＨ₂-〕_n→Ｈ₂＋
Ｃ＋Ｃ_mＨ_nで生成するＨ₂ガス並びにＣＨ₄ガスおよ
びＣ₂Ｈ₆ガス等の炭化水素ガスが、フォーミングスラ
グの鎮静化に効果を発揮する。しかしながら、プラスチ
ックも石炭同様、比重が小さいので配合割合が多過ぎる
と、フォーミングスラグ中を沈降するのに必要な見掛け
比重を付与することができない。そこでプラスチックの
配合割合についても石炭の場合に準じた理由により、鎮
静材の見掛け比重を２以上にするために、３５wt.%未満
に限定することが望ましい。更に、ブリケット成型物の
圧潰強度を十分大きく確保するために、プラスチックの
配合割合を３〜１５wt.%の範囲内に限定することが一層
望ましい。

【００４４】（ホ）請求項７において、主原料中紙スラ
ジの配合割合を２５wt.%未満とし、残部を微粒鉄粉とす
る理由は次の通りである。ここで、紙スラジの配合割合
＝〔紙スラジの重量／（紙スラジの重量＋微粒鉄粉の重
量）〕×１００（wt.%）である。主原料中に紙スラジを
使用すると、その揮発分の熱分解反応で生成するＣＯ ₂
ガス、Ｈ₂ガスおよび炭化水素ガスが、フォーミングス
ラグの鎮静化に効果を発揮する。しかしながら、紙スラ
ジも石炭およびポリエチレン同様、比重が小さいので配
合割合が多過ぎると、フォーミングスラグ中を沈降する
のに必要な見掛け比重を付与することができない。そこ
で紙スラジの配合割合についても石炭およびポリエチレ
ンの場合に準じた理由により、鎮静材の見掛け比重を２
以上にするために、２５wt.%未満に限定することが望ま
しい。更に、ブリケット成型物の圧潰強度を十分大きく
確保するために、紙スラジの配合割合を３〜１５wt.%の
範囲内に限定することが一層望ましい。

【００４５】（ヘ）請求項８において、主原料中石炭等
の内二種以上の配合割合を３０wt.%未満とし、残部を微
粒鉄粉とする理由は、上記（ロ）で請求項４についてし
た説明に準じるものによる。

【００４６】なお、添加する熱分解性バインダーとして
は、プロパン・ディ・アスファルト、熱可塑性アクリル
系樹脂、コールタール、ピッチ、カルボキシ・メチルセ
ルロース、ポリビニール・アルコールおよび澱粉等の有
機質系のバインダーから選ばれた一種または二種以上の
ものを用いることができ、また、非熱分解性バインダー
としてはベントナイト、セメントおよび水ガラス等の無
機質系バインダーから選ばれた一種または二種以上のも
のを用いることができ、適宜、熱分解性バインダーおよ
び非熱分解性バインダーの内少なくとも一つを用いれば
よい。

【００４７】上述したように、本発明品では、主原料に
低含水率の熱分解性物質を配合し水分含有率を低く調整
すると共に、圧潰強度を大きくし、且つ高見掛け比重と
したので、フォーミングスラグ中の沈降性能が格段に向
上する。また、壊れ難く高見掛け比重のブリケット化に
成功し、鎮静材のサイズおよび個重が小型化されたの
で、大容量転炉においてもフォーミングスラグの広い領
域に分散投入することができるようになり、脱気および
鎮静化が均一化され、一層鎮静化が速やかになった。例
えば、表１に示したスラグ鎮静材の場合、１００ｋｇ当
たりの個数は、従来品のおよびの場合は、それぞれ
３８６個および６９０個であるのに対して、本発明品の
の場合には、２３８０個である。

【００４８】

【実施例】次に、この発明を実施例により更に説明す
る。〔実施例１〕転炉ＯＧダストにバインダーとしてＰＤＡ
を約２wt.%添加した原料を高速撹拌羽根を有する高速回
転ミキサーに装入し、加熱、溶解および脱水処理をし、
次いで成型機で圧縮成型しブリケットにし、個重が５０
〜６０ｇｒのスラグ鎮静材を製造した。この鎮静材の見
掛け比重は４．５〜５．１で平均は４．８であった。こ
のスラグ鎮静材を、転炉の精錬終点時に、３００ｔｏｎ
の溶鋼に対して１００ｋｇを転炉内に投入した。その結
果、転炉内で熱分解反応が起きて振動が発生し、転炉か
ら出鋼するために傾動した時には、フォーミングスラグ
が沈下しており、鎮静化していた。

【００４９】〔実施例２〕転炉ＯＧダストに石炭を約１
０wt.%配合し、バインダーとしてＰＤＡを約２wt.%添加
した原料を高速撹拌羽根を有する高速回転ミキサーに装
入し、混合、加熱、溶解および脱水処理をし、次いで成
型機でブリケットにし、個重が４０〜５０ｇｒのスラグ
鎮静材を製造した。この鎮静材の見掛け比重は３．５〜
４．２で平均は３．８であった。このスラグ鎮静材を、
転炉の精錬終点時に、３００ｔｏｎの溶鋼に対して１０
０ｋｇを転炉内に投入した。その結果、転炉内で熱分解
反応が起きて強烈な振動が発生し、転炉から出鋼するた
めに傾動した時には、フォーミングスラグが実施例１の
場合よりも更に沈下しており、鎮静効果が更に高まっ
た。

【００５０】〔実施例３〕転炉ＯＧダストに石炭を約３
０wt.%配合し、バインダーとしてＰＤＡを約３wt.%添加
した原料を高速撹拌羽根を有する高速回転ミキサーに装
入し、混合、加熱、溶解および脱水処理をし、次いで成
型機でブリケットにし、個重が２５〜３０ｇｒのスラグ
鎮静材を製造した。この鎮静材の見掛け比重は２．３〜
２．５で平均は２．４であった。このスラグ鎮静材を、
転炉の精錬終点時に、３００ｔｏｎの溶鋼に対して１０
０ｋｇを転炉内に投入した。その結果、転炉内で熱分解
反応が起きて強烈な振動が発生し、転炉から出鋼するた
めに傾動した時には、フォーミングスラグが実施例１の
場合よりも更に沈下しており、鎮静効果が更に高まっ
た。

【００５１】〔実施例４〕転炉ＯＧダストに石灰石を１
５wt.%配合し、バインダーとしてＰＤＡを約２wt.%添加
した原料を高速撹拌羽根を有する高速回転ミキサーに装
入し、混合、加熱、溶解および脱水処理をし、次いで成
型機でブリケットにし、個重が４０〜５０ｇｒのスラグ
鎮静材を製造した。この鎮静材の見掛け比重は４．０〜
４．５で平均は４．２であった。このスラグ鎮静材を、
転炉の精錬終点時に、３００ｔｏｎの溶鋼に対して１０
０ｋｇを転炉内に投入した。その結果、転炉内で熱分解
反応が起きて振動が発生し、転炉から出鋼するために傾
動した時には、実施例２ほどではないがフォーミングス
ラグが沈下しており、鎮静効果があった。

【００５２】なお、熱分解ガスの発生量について、主原
料が石炭の場合と石灰石の場合とを比較すると、石炭の
０．３０ｍ³／ｋｇに対して、石灰石では０．２２ｍ³
／ｋｇと少ない。そこで、石灰石を使用する場合の配合
割合は、石炭の約１．５倍にした場合に石炭使用時と同
程度の鎮静効果が得られた。

【００５３】〔実施例５〕転炉ＯＧダストにポリエチレ
ン（比重：０．９）を１０wt.%配合し、これにバインダ
ーとしてＰＤＡを約２wt.%添加した原料を高速撹拌羽根
を有する高速回転ミキサーに装入し、混合、加熱、溶解
および脱水処理をし、次いで成型機でブリケットにし、
個重が３５〜４２ｇｒのスラグ鎮静材を製造した。この
鎮静材の見掛け比重は３．０〜３．８で平均は３．４で
あった。このスラグ鎮静材を、転炉の精錬終点時に、３
００ｔｏｎの溶鋼に対して１００ｋｇを転炉内に投入し
た。その結果、転炉内で熱分解反応が起きて強い振動が
発生し、転炉から出鋼するために傾動した時には、フォ
ーミングスラグが実施例１の場合よりも沈下しており、
鎮静効果が向上した。

【００５４】〔実施例６〕転炉ＯＧダストに紙スラジを
約１５wt.%配合し、これにバインダーとしてＰＤＡを約
３wt.%添加したものを高速撹拌羽根を有する高速回転ミ
キサーに装入し、混合、加熱、溶解および脱水処理を
し、次いで成型機でブリケットにし、個重が３０〜４０
ｇｒのスラグ鎮静材を製造した。この鎮静材の見掛け比
重は３．０〜３．６で平均は３．３であった。このスラ
グ鎮静材を、転炉の精錬終点時に、３００ｔｏｎの溶鋼
に対して１００ｋｇを転炉内に投入した。その結果、転
炉内で熱分解反応が起きて強い振動が発生し、転炉から
出鋼するために傾動した時には、フォーミングスラグが
実施例１の場合よりも沈下しており、鎮静効果が向上し
た。

【００５５】〔実施例７〕転炉ＯＧダストに石炭を８w
t.%および石灰石を５wt.%配合し、これにバインダーと
してＰＤＡを約２wt.%添加した原料を高速撹拌羽根を有
する高速回転ミキサーに装入し、混合、加熱、溶解およ
び脱水処理をし、次いで成型機でブリケットにし、個重
が４０〜５０ｇｒのスラグ鎮静材を製造した。この鎮静
材の見掛け比重は３．３〜４．０で平均は３．６であっ
た。このスラグ鎮静材を、転炉の精錬終点時に、３００
ｔｏｎの溶鋼に対して１００ｋｇを転炉内に投入した。
その結果、転炉内で熱分解反応が起きて強い振動が発生
し、転炉から出鋼するために傾動した時には、フォーミ
ングスラグが実施例１の場合よりも沈下しており、鎮静
効果が向上した。

【００５６】なお、微粒鉄粉に対する石炭等の配合を、
石炭等の内二種以上を配合した場合と、石炭等の内一種
のみを配合した場合とについて製造されたブリケットの
圧潰強度を比較すると、微粒鉄粉に対する石炭等の配合
割合が同じ場合には、二種類以上を配合した場合の方が
圧潰強度が低下する。そこで、ブリケットの圧潰強度を
確保するために、石炭等の内二種以上を配合する場合の
方がその配合率を低くした。

【００５７】表２に、実施例１〜７で製造したスラグ鎮
静材の主原料配合割合、バインダー添加量、見掛け比
重、個重、並びに、揮発分、トランプエレメントおよび
水分等の一例を示した。また従来品についても同様に併
記した。

【００５８】

【表２】

【００５９】実施例１〜７においては、配合主原料サイ
ズが、転炉ＯＧダスト：３ｍｍ以下、石炭：１００ｍｍ
以下（高速回転ミキサーで破砕後５ｍｍ以下）、石灰
石：３ｍｍ以下、ポリエチレン：６ｍｍ以下のものを使
用し、紙スラジは有り姿のままで使用した。そして、縦
３０ｍｍ×横２５×深さ７．５ｍｍのアーモンド型モー
ルドで成型して鎮静材を製造した。

【００６０】ＰＤＡなど有機質系バインダーは熱分解性
であるから主原料の微粒鉄粉に添加・ブリケット化し、
スラグとメタルとの界面で熱分解させ、一方、セメント
など無機質系バインダーは熱分解性を有しないので、石
炭等の熱分解性主原料と組み合わせてブリケット化し、
スラグ鎮静材として使用し効果があった。

【００６１】また、主原料として転炉ＯＧダストを１０
０wt.%使用し、バインダーとしてＰＤＡを２wt.%添加し
た、混合、加熱および脱水処理をして製造したブリケッ
ト１ｔｏｎを、溶鋼が３００ｔｏｎ入っている転炉に鉄
源として投入した。その結果、ブリケット含有鉄の歩留
りは９３wt.%であった。

【００６２】

【発明の効果】本発明は、下記効果が得られるフォーミ
ングスラグ鎮静材を提供することができ、工業上有用な
効果がもたらされる。

【００６３】１．本発明品は、主原料に微粒鉄粉、特に
転炉ＯＧダストを使用するので転炉精錬中の溶鋼に有害
成分を付加せず、そして、見掛け比重がフォーミングス
ラグより大きく且つメタルより小さいので、フォーミン
グスラグ中を従来品の約２倍の沈降速度でスラグとメタ
ルとの界面に到達することができ、且つ、主原料中の石
炭、石灰石、プラスチックおよび紙スラジ、並びに、有
機質系バインダーが熱分解するのでフォーミングスラグ
中のガスを急速に脱気して製鋼時間を従来品の使用時よ
り１チャージ当たり約１０秒短縮することができる。

【００６４】２．本発明品は、溶鋼および転炉の炉体耐
火物に有害成分を付加することがないので、化学成分組
成の安定した溶鋼を製造することができ、且つ、転炉の
炉体煉瓦寿命を約３００回延長することができ、補修費
が低減される。

【００６５】３．本発明品は、見掛け比重が大きいので
サイズおよび個重を小さくすることができ、従って、転
炉での使用時に切出し時の鎮静材の流れ込み量を低減す
ることができ、秤量・切出し精度を向上させることがで
きるので、コスト低減に寄与する。

【００６６】４．本発明品は、見掛け比重が大きいので
ブリケットを貯蔵するために大容積の容器やバンカー等
が不要となるので設備費が安価になる。５．本発明品は、主原料中に微粒鉄粉を６０wt.%以上使
用しているので着磁性を有し、リフティングマグネット
に付着し、ハンドリングが容易となり、ハンドリング作
業のための人件費が低減される。

【００６７】６．本発明品において、バインダーにＰＤ
Ａ等の耐水性バインダーを使用すると雨水等による鎮静
材の吸水劣化の心配がなく屋外に置くことができるの
で、屋内保管コストより約３０％安くなる。

【００６８】７．本発明品は、主原料が１００wt.%微粒
鉄粉からなる場合は、転炉精錬において溶鋼の鉄源とし
て使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明における石炭の配合割合と、鎮静材の
見掛け比重および揮発分との関係を例示するグラフであ
る。

【図２】この発明における石灰石の配合割合と、鎮静材
の見掛け比重および圧潰強度との関係を例示するグラフ
である。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成８年３月８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００３

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００３】フォーミングスラグを鎮静化させるため
には、これを破壊したりあるいはこれに孔を開けたりす
ることにより、フォーミングスラグを脱気して収縮させ
スラグの表面レベルを沈下させなければならない。フォ
ーミングスラグを鎮静化させるために鎮静材が備えるべ
き要件としては、炉内に投入された場合、速やかにフ
ォーミングスラグ中を沈降し、スラグと溶湯との界面に
到達すること、および、スラグと溶湯との界面に到達
した時、瞬時に熱分解反応を起こす物質が原料および／
またはバインダー中に含有されていること、が重要であ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中津川学東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者楯昌久神奈川県横浜市戸塚区下倉田1479−108 (72)発明者名雪利夫東京都中央区佃２−11−６ (72)発明者徳力靖二神奈川県横須賀市長瀬１−11−３

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】石炭、石灰石、プラスチックおよび紙ス
ラジ（以下、「石炭等」という）の内１種または２種以
上と、微粒鉄粉との混合物を主原料とし、前記主原料を
粉砕し、これにバインダーを添加し混合し、次いで圧縮
してブリケットに成型し、そして、得られた前記ブリケ
ットの見掛け比重が２〜５の範囲内にあることを特徴と
するフォーミングスラグ鎮静材。
【請求項２】主原料として微粒鉄粉のみを使用し、前
記微粒鉄粉を粉砕し、これに熱分解性バインダーを添加
し混合し、次いで圧縮してブリケットに成型し、そし
て、得られた前記ブリケットの見掛け比重が２〜５の範
囲内にあることを特徴とするフォーミングスラグ鎮静
材。
【請求項３】前記微粒鉄粉は転炉ＯＧダストである請
求項１または２記載のフォーミングスラグ鎮静材。
【請求項４】前記主原料は、前記石炭の配合割合を乾
燥状態で４０wt.%未満とし、そして、残部を前記微粒鉄
粉とする請求項１記載のフォーミングスラグ鎮静材。
【請求項５】前記主原料は、前記石灰石の配合割合を
乾燥状態で３０wt.%未満とし、そして、残部を前記微粒
鉄粉とする請求項１記載のフォーミングスラグ鎮静材。
【請求項６】前記主原料は、前記プラスチックの配合
割合を乾燥状態で３５wt.%未満とし、そして、残部を前
記微粒鉄粉とする請求項１記載のフォーミングスラグ鎮
静材。
【請求項７】前記主原料は、前記紙スラジの配合割合
を乾燥状態で２５wt.%未満とし、そして、残部を前記微
粒鉄粉とする請求項１記載のフォーミングスラグ鎮静
材。
【請求項８】前記主原料は、前記石炭等の内二種以上
の配合割合を乾燥状態で３０wt.%未満とし、そして、残
部を前記微粒鉄粉とする請求項１記載のフォーミングス
ラグ鎮静材。