JPH09310112A

JPH09310112A - 製鋼用スラグ鎮静材の製造方法

Info

Publication number: JPH09310112A
Application number: JP9030978A
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; Shinichiro Nishida; 愼一郎西田; Tadanobu Kobayashi; 忠信小林
Original assignee: KEIHAN KK; N K MATETSUKU KK; NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: KEIHAN KK; N K MATETSUKU KK; JFE Engineering Corp
Priority date: 1996-02-14
Filing date: 1997-02-14
Publication date: 1997-12-02

Abstract

(57)【要約】【課題】速やかに泡化スラグを破壊・脱気する製鋼用
スラグ鎮静の製造。【解決手段】高速撹拌羽根のある高速回転ミキサ５
で石炭等１の内１種以上と微粒鉄粉１’の粉砕、バイン
ダの添加、混合、加熱・脱水・溶解の一連工程を一工程
で処理し、圧縮成型、水分調整する。以下で各次の様
にする。微粒鉄粉粒度は１ｍｍ以下。石炭等と微粒鉄粉
との比を乾燥状態wt.%（以下同）で０〜３０：１００〜
７０。微粒鉄粉のみの時は熱分解性バインダーを使用。
微粒鉄粉は金属状鉄を５０wt.%以上。微粒鉄粉は転炉Ｏ
Ｇダスト。バインダーはポバール、ＰＤＡ等の内一又は
二種。主原料を間接加熱し水分を高速回転ミキサー外に
放出し、有機物を回転摩擦熱で加熱・溶解。主原料粉砕
過程で加水し水分調整。にてポリリン酸等の防錆材を
添加。

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、冶金炉例えば、
製鋼用転炉および電気炉等に添加する製鋼用スラグ鎮静
材の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に冶金炉、例えば製鋼用転炉および
電気炉等の冶金炉を用いて鋼を精錬する場合、Ｏ₂ガス
の吹込みにより脱炭および脱燐が進行する。スラグに懸
濁するメタル粒は非常に多く発生し、スラグとメタルと
の界面積は著しく大きくなり、メタル中のＣとスラグ中
のＦｅＯとが反応して急激な脱炭反応が起きる。この懸
濁するメタル粒およびスラグ界面で発生するガス気泡は
非常に細かく、運動エネルギーとしては小さいため、ス
ラグ層を通過することができずに留まり、スラグの泡立
ち（フォーミング）を起こすと考えられる。このように
して形成されたフォーミングスラグが炉内に充満してい
る間は、精錬が終了してもフォーミングスラグを鎮静・
沈下させない限り、炉外にスラグが溢れ出る危険性があ
り、炉を傾動し出鋼することは不可能であり、迅速出鋼
操業の阻害要因となっている。

【０００３】上記フォーミングスラグを鎮静化するため
に従来から各種鎮静材が使用されてきた。その使用量
は、例えば、転炉１基にたいして月間７０〜１００ｔｏ
ｎ程度が必要となる。下記に従来の製鋼用スラグ鎮静材
について説明する。

【０００４】（１）材木：直径数ｃｍ〜１０ｃｍ、長さ
３０〜４０ｃｍ程度の丸太を炉内に投入していた。使用
量が多く、材料が入手難であり、また、環境緑化に反
し、材料費が高い。一方、見掛け比重が小さいので効果
にバラツキが大きい。

【０００５】（２）木材の加工屑にバインダーを添加し
プレス成型したもの：建築用ボード材と競合することと
なり、需給面で問題が発生し、材料費が高く、入手難で
ある。また、見掛け比重が小さく効果にバラツキが大き
い。

【０００６】（３）粘度、一般の土または滓等に石炭粉
またはコークス粉を混合し、水を加えて泥状に混練した
もの：水分を８wt.%以上含むため、炉上に搬送し、定量
を切り出して使用する方法には取扱い上難点がある。ま
た、設備が汚れ、清掃が難しい。

【０００７】（４）コールタール・ピッチ系材料：揮発
性の物質を多く含むコールタール・ピッチは、特定化学
物質であるから炉内に投入し、ガスを発生させることは
衛生環境上望ましくない。

【０００８】（５）古紙スラジ、製紙スラジ、木材チッ
プ樹皮、ワラ、砂糖きびの絞りかす等の有機系材料に
滓、ダスト、産業廃棄物、産業廃棄物の灰、Ａｌ灰を加
えたブリケット品：このような製鋼スラグ鎮静材とし
て、例えば、特公昭５７−３９２９１号公報、特公昭５
８−４２２４１号公報および特開平７−１４５４１７号
公報がある。

【０００９】上記出願公開および出願公告されている上
記技術をベースとして先行技術を検討した。特公昭５８
−４２２４１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１０w
t.%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３０wt.%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。

【００１０】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、または稲わら等であって、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｓｉ
Ｏ₂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、見掛け比重１．
０〜２．０の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）を開示してい
る。上記先行技術１および２から、これらの鎮静材は、
含水率が１０〜３０wt.%、圧潰強度が平均８５ｋｇ／
個、個重が２５９ｇｒと推定される。

【００１１】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、この鎮静材は、圧潰強度が
平均６０ｋｇ／個、個重が１４５ｇｒと推定される。

【００１２】これら従来品は、原料に転炉精錬上有害な
成分が含まれている。また、見掛け比重がフォーミング
スラグより小さいので個重を大きくして投入エネルギー
を高めてスラグ内への浸入深さを確保しようとしている
が、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。従って、ダンプ車での荷下し時、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、更に小見掛
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。

【００１３】従来品には上述した問題点があり、下記問
題点について、更に詳細に検討した。 (a) 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。

【００１４】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。

【００１５】古紙等の回収パルプ材、プラスチック屑お
よび高炉ダスト等の原料には固定炭素が多量に含まれて
いるので、低炭素鋼材に加炭される恐れがある等の問題
がある。

【００１６】(b) これらの原料は見掛け比重が転炉スラ
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。

【００１７】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。フォーミング
スラグ中への浸入深さは、投入エネルギーに比例すると
仮定すると、個重に比例する。スラグ鎮静材の見掛け比
重がフォーミングスラグの見掛け比重（約２．０）より
小さいものや、フォーミングスラグとの見掛け比重差が
小さいものであっても、投入エネルギーが大きければフ
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。

【００１８】(c) 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、投入するまでのハンド
リングで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。

【００１９】（６）上記（１）〜（５）の従来品鎮静材
は磁性がなく、リフティングマグネトによるハンドリン
グができないため、特別な添加装置を付設する必要があ
る等の欠点を有する。

【００２０】（７）上記（１）〜（５）の従来品鎮静材
の見掛け比重は最大２程度と小さく、嵩量が大きく、輸
送面でも、格納面でも、占有容積が大きくなる欠点を有
する。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】本発明者等は、これら
従来の製鋼用スラグ鎮静材の種々の欠点を根本的に改良
する発明をした。

【００２２】従来製鉄所等で発生する微粒鉄粉は粒度が
細かいことから使用箇所が制限されていたが、この発明
は、微粒鉄粉例えば転炉ＯＧダスト等の集塵微粒鉄粉を
利用し製鋼用スラグ鎮静材を製造するものでその要旨と
するところは、粒度１ｍｍ以下の微粒鉄粉と石炭等を配
合し、バインダーを添加・混合し成型したことからなる
製鋼用スラグ鎮静材である。この製鋼用スラグ鎮静材
は、製鋼用転炉・電気炉等の冶金炉に用いて溶融フォー
ミングスラグの脱ガス鎮静効果が高く、且つリフティン
グマグネット等でのハンドリングができる製鋼用スラグ
鎮静材である。

【００２３】一般にこれら製鋼用スラグ鎮静材をブリケ
ットまたはペレット化するに当っては、原料の乾燥→混
合→バインダー添加→加熱脱水溶解→圧縮成型→水分調
整という一連の工程を要し、各工程の機器もそれぞれ別
個に設ける必要があり、設備コストが割高になる。

【００２４】一方、上述した従来法に対して、本発明で
は主原料として石炭等と粒度１ｍｍ以下のメタリック状
Ｆｅを含有する微粒鉄粉例えば転炉ＯＧダスト等の集塵
微粒鉄粉等を用いる製鋼用スラグ鎮静材であるが、石炭
等並びに微粒鉄粉は集積中に多量の水分を吸収し、且つ
その含有水分の変動も大きく、更に微粒鉄粉はメタリッ
ク状Ｆｅを含有するので酸化され易い。そのため、製造
に当たって従来法によると、均一な水分保持が困難なた
め成型後の圧潰強度も低く、更に微粒鉄粉のメタリック
状Ｆｅを鉄源として有効利用することができない等の欠
点があり、これら冶金用材料としての製造方法の開発が
要請されていた。

【００２５】従って、この発明は、粒度１ｍｍ以下且つ
水分変動の多い微粒鉄粉と石炭等を配合し、バインダー
を添加・混合し、製鋼用転炉・電気炉等の冶金炉に用い
て低水分、高圧潰、高見掛け比重の特性を有し、溶融フ
ォーミングスラグの脱ガス鎮静効果が高く、且つリフテ
ィングマグネット等でのハンドリングができる製鋼用ス
ラグ鎮静材を、能率よく製造する方法を提供することに
ある。

【００２６】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上述した
問題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、石炭等と微粒
鉄粉とを主原料とする製鋼用スラグ鎮静材を製造するに
当たり、特公昭５４−１３４４１号に開示された強固な
コークス用成型炭の製造において用いられる装置（ＫＢ
ミキサー）を利用し、従来の製鋼用スラグ鎮静材を製造
する方法における工程をできるだけ簡素化し、原料を粉
砕し、混合し、バインダーを添加し、加熱・脱水・溶解
の一連の工程を一工程にて処理する方法を考案し、次い
で、圧縮成型し、そして水分調整をすることにより製鋼
用スラグ鎮静材を製造する方法を完成させた。

【００２７】即ち、請求項１記載の製鋼用スラグ鎮静材
の製造方法は、石炭、石灰石、紙スラジ、プラスチック
・セルロース含有物および合成樹脂（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、この主原料にバインダーを添加し製鋼
用スラグ鎮静材を製造する方法において、高速撹拌羽根
を有する高速回転ミキサーで、主原料の粉砕、バインダ
ーの添加、主原料とバインダーの混合および加熱・脱水
・溶解の一連の工程を一工程にて処理し、次いで、圧縮
成型および水分調整を行なうことに特徴を有するもので
ある。

【００２８】請求項２記載の製鋼用スラグ鎮静材の製造
方法は、微粒鉄粉を主原料とし、前記主原料にバインダ
ーを添加し製鋼用スラグ鎮静材を製造する方法におい
て、前記バインダーに熱分解性バインダーを用い、高速
撹拌羽根を有する高速回転ミキサーで、前記主原料の粉
砕、前記熱分解性バインダーの添加、前記主原料と前記
熱分解性バインダーの混合および加熱・脱水・溶解の一
連の工程を一工程にて処理し、次いで、圧縮成型および
水分調整を行なうことを特徴とする製鋼用スラグ鎮静材
の製造方法。

【００２９】請求項３記載の製鋼用スラグ鎮静材の製造
方法は、請求項１または２記載の方法において、微粒鉄
粉の粒度が１ｍｍ以下のものを使用することに特徴を有
するものである。なお、石炭は低灰分、望ましくは５w
t.%以下で且つ高揮発分、望ましくは３０wt.%以上のも
のを使用することが望ましい。

【００３０】請求項４記載の製鋼用スラグ鎮静材の製造
方法は、請求項１記載の方法において、石炭等と微粒鉄
粉との配合割合を、乾燥状態での重量％で０超え〜３
０：１００未満〜７０の範囲内とすることに特徴を有す
るものである。

【００３１】なお、以下、本発明における主原料の配合
割合はすべて「乾燥状態における重量％（wt.%）」によ
るものを意味する。請求項５記載の製鋼用スラグ鎮静材
の製造方法は、請求項１または２記載の方法において、
微粒鉄粉として、メタリック状Ｆｅを５０wt.%以上含有
するものを使用することに特徴を有するものである。

【００３２】請求項６記載の製鋼用スラグ鎮静材の製造
方法は、請求項１または２記載の方法において、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。

【００３３】請求項７記載の製鋼用スラグ鎮静材の製造
方法は、請求項１記載の方法において、バインダーとし
て、カルボキシ・メチルセルロース、ポリビニール・ア
ルコール、プロパン・ディ・アスファルト、熱可塑性ア
クリル系樹脂、熱硬化性合成樹脂、澱粉、リグニン、無
機質のベントナイト、セメントおよび水ガラス、ピッ
チ、タール並びに木タールからなる群から選ばれた一種
または二種を添加することに特徴を有するものである。

【００３４】請求項８記載の製鋼用スラグ鎮静材の製造
方法は、請求項２記載の方法において、バインダーとし
て、カルボキシ・メチルセルロース、ポリビニール・ア
ルコール、プロパン・ディ・アスファルト、熱可塑性ア
クリル系樹脂、熱硬化性合成樹脂、澱粉、リグニン、ピ
ッチ、タール並びに木タールからなる群から選ばれた一
種または二種を添加することに特徴を有するものであ
る。

【００３５】請求項９記載の製鋼用スラグ鎮静材の製造
方法は、請求項１または２記載の方法において、バイン
ダーとしてプロパン・ディ・アスファルトを１〜１０w
t.%添加することに特徴を有するものである。

【００３６】請求項１０記載の製鋼用スラグ鎮静材の製
造方法は、請求項１または２記載の方法において、バイ
ンダーとして、ポリビニール・アルコールを２．０wt.%
以下添加することに特徴を有するものである。但し、ポ
リビニール・アルコールを添加しない場合は含まない。

【００３７】請求項１１記載の製鋼用スラグ鎮静材の製
造方法は、請求項１または２記載の方法に、更に、高速
回転ミキサーにおける主原料とバインダーの混合時に防
錆材を添加することを付加することに特徴を有するもの
である。かくして、微粒鉄の酸化を防止し得て、Ｆｅの
有効利用を図ることができる。

【００３８】請求項１２記載の製鋼用スラグ鎮静材の製
造方法は、請求項１１記載の方法において、防錆材とし
て、ポリリン酸、タンニン酸および硼酸からなる群から
選ばれた１種を添加することに特徴を有するものであ
る。

【００３９】請求項１３記載の製鋼用スラグ鎮静材の製
造方法は、請求項１または２記載の方法において、高速
回転ミキサー内の主原料を、熱供給装置を介して供給さ
れる熱により間接加熱することにより主原料中の水分を
高速回転ミキサー外に放出し、そして、主原料中の有機
物を高速回転ミキサー内で発生する摩擦熱にて加熱・溶
解することに特徴を有するものである。

【００４０】請求項１４記載の製鋼用スラグ鎮静材の製
造方法は、請求項１または２記載の方法において、高速
回転ミキサー内での主原料の粉砕過程で加水することに
より主原料中の水分を調整し、そして、粉砕以降の処理
をすることに特徴を有するものである。かくして、主原
料とバインダーとの混合を一層適切に行なうことができ
る。

【００４１】請求項１５記載の製鋼用スラグ鎮静材の製
造方法は、請求項１または２記載の方法において、原料
にバインダーを添加して得られた混合物を圧縮成型する
操作において、水切溝を設けたロール式成型機、また
は、モールド円周に脱水溝を設けたデスク型成型機を用
いて行なうことに特徴に有するものである。かくして、
低水分で高圧潰強度を有する良好な製鋼用スラグ鎮静材
が得られる。

【００４２】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。また、高速回転ミキサー内での溶解とは、
プラスチックおよび有機質バインダーの溶解を意味す
る。

【００４３】

【発明の実施の形態】次に、この発明の実施の形態を図
を用いて説明する。図１は、この発明の一実施態様を説
明する製鋼用スラグ鎮静材の製造工程図である。通常、
水分を５〜１５wt.%程度含有する製鉄所の原料処理工程
において、例えば、石炭等１および微粒鉄粉１’例えば
転炉ＯＧダストを、それぞれ、秤量し切り出して、ベル
トコンベア２にて貯蔵用ホッパー３に送り込む。成型後
の圧潰強度および見掛け比重に応じて、これら石炭等１
および微粒鉄粉１’からなる主原料を必要量、適正な比
率で配合した後、ベルトコンベア４にて高速撹拌羽根を
有する高速回転ミキサー５に断続的に自動送入される。
この場合、原料が装入されると高速回転ミキサー５は密
閉されるようになっている。高速回転ミキサー５には温
度測定計６が取り付けられ内部の温度を測定し、同軸に
取り付けられた回転羽根８および２２は、加減速機１７
を介して原動機１６にてより高速回転する。

【００４４】高速回転ミキサー５内の主原料は、高速回
転する羽根にて粉砕されると共に、摩擦熱にて温度が上
昇する。また、添加された有機物（プラスチック、合成
樹脂、ピッチ等）は、加熱・溶解される。

【００４５】温度計６による測温値が予め設定された温
度、例えば、１００℃に達しないときは高速回転ミキサ
ー５の外部加熱室９に装備された電熱、過熱蒸気等の加
熱源により蒸気管１５を介して主原料を加熱し加温す
る。この際内部の圧力は上昇する。ときとして、温度お
よび水分が所定の値に不足する場合には、給水管より水
を補給する。高速回転ミキサー５内の主原料装入物が所
定の温度に達するとその信号により加減速機１７は減速
され、これと同時にバインダーのタンク１２より圧送ポ
ンプ１１およびパイプ１０を経て高速回転ミキサー５内
にバインダーが噴出され、主原料（石炭等１および微粒
鉄粉１’）と撹拌・混合し、高温にて溶解し、主原料に
バインダーを均一にまぶし、水分、温度およびバインダ
ー量を所定値に調整した混合処理原料、即ち、半製品２
３を調製する。この間において主原料中の水分は蒸気と
なり、高速回転ミキサー５内は密閉されているため内部
圧力は上昇する。内部圧力を圧力計７にて測定し、所定
の圧力以上になれば、排気管１３を通じ調圧弁１４を経
て蒸気は外部に放出される。

【００４６】所定の高速回転ミキサー５による混合工程
が終わると、排出口１８が開き半製品２３は一旦成型機
上のホッパー１９に貯えられ、成型機としてのロール式
成型機２０に装入される。このロール式成型機２０に
は、半製品２３の圧縮時に出る過多な水分を除去し易い
水切溝が設けられており、圧縮効果が良好となる。圧縮
成型されたブリケット２４は製品コンベア２１で搬送さ
れて製品ホッパーに貯えられるか、または直接使用先例
えば製鋼用スラグ鎮静材として、製鋼用転炉または電気
炉に送られる。

【００４７】本製造方法によれば、成型するための諸条
件の調整を単一装置（高速回転ミキサー５）内で極めて
短時間（４〜６分）で行うことができ、石炭等１と微粒
鉄粉１’とからなる製鋼用スラグ鎮静材を高速回転ミキ
サー５内で粉砕し、これにバインダーを添加し、混合
し、加熱・脱水・溶解をする一連の工程を一工程にて処
理し、次いで、圧縮成型機２０にて成型し、同時に含ま
れる湿分は水分となり絞り出され、水分調整がされる。

【００４８】なお、図１に示した製造工程図では、高速
回転ミキサー５内の操作はバッチタイプの作業となる
が、ロール式成型機２０の成型能力に応じて高速回転ミ
キサー５を２〜３基並列に設け、交互に混合処理原料２
３を高速回転ミキサー５より排出してホッパー１９に貯
え連続的に成型することも可能である。

【００４９】また、この高速回転ミキサー５には、外部
加熱室９が設けられているので、含水率１０〜１５wt.%
の含湿原料を混合撹拌するに当たって間接加熱し、１０
kg/cm²（飽和温度１７０℃）の飽和蒸気を利用して、適
正な水分に調整して保持することが可能である。

【００５０】本発明方法による製鋼用スラグ鎮静材の主
原料としては石炭等と微粒鉄粉を用いるものであり、石
炭の種類として石炭粉または製鉄所内のコークス製造工
程で発生する各種集塵によって捕集した石炭粉を用いる
場合なども本発明方法が有効である。

【００５１】次に、微粒鉄粉は、例えば、転炉ＯＧダス
トや鉄切断粉、グラインダー研磨粉等のメタリック状Ｆ
ｅを含有するものが鉄源として有効利用するために望ま
しく、これらの１種または２種を混合したものでもよ
い。微粒鉄粉中にメタリック状Ｆｅを含有することは鉄
源の有効利用の点から望ましいが、微粒鉄粉中に酸素が
多いと製鋼用転炉および電気炉において突沸現象を起こ
すため、この発明によるスラグ鎮静材の微粒鉄粉の配合
割合を少なくしなければならない。従って、微粒鉄粉中
のメタリック状Ｆｅは５０wt.%以上含有していることが
望ましい。

【００５２】石炭と微粒鉄粉との配合割合は、鉄源とし
てのメタリック状Ｆｅの資源利用およびスラグ鎮静材と
しての効果を決める重要な因子である。石炭等はスラグ
の鎮静に必要な熱分解性ガスの発生源として揮発分の確
保のために有効である。しかしながら、石炭等は比重が
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の確保が難しく最大
限界値が存在する。一方、微粒鉄粉の配合割合を下げる
とスラグ鎮静材の見掛け比重が低下する。効果的にフォ
ーミングスラグを鎮静・沈下させるには、鎮静材が炉内
のフォーミングスラグ中を速やかに沈降してスラグとメ
タルとの界面近くに達し、瞬時に揮発分が分解ガス化す
るに必要な見掛け比重値が存在する。このための微粒鉄
粉の配合割合は７０wt.%以上であることを必要とする。
また、主原料中に石炭等を配合せず、微粒鉄粉のみを熱
分解性バインダーのプロパン・ディ・アスファルト（以
下、「ＰＤＡ」という）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。

【００５３】従って、以上により、石炭等と微粒鉄粉と
の配合割合は、０〜３０：１００〜７０である必要があ
り、更に望ましくは成型物の圧潰強度が高く、成型時に
粉発生の少ない配合割合である３〜１５：９７〜８５と
するのがよい。

【００５４】これら主原料を成型するに当たり添加する
バインダーとしては、カルボキシ・メチルセルロース
（ＣＭＣ）、ポリビニール・アルコール（ポバール）、
ＰＤＡ、熱可塑性系樹脂、熱硬化性合成樹脂、澱粉、リ
グニン、無機質のベントナイト、セメントおよび水ガラ
ス、ピッチ、タール並びに木タール等が用いられ、これ
らの内から選ばれた一種または二種を用いると成型物の
圧潰強度を確保するのに有効である。なお、ポバール水
溶液は粘度が適正であり望ましいものであり、しかも、
本発明法における間接加熱装置を設けた高速撹拌羽根を
有する高速回転ミキサーを使用すると加熱・脱水に効果
的であり、過剰水分を高速回転ミキサーの排気管１３よ
り放出脱水することを可能とする。

【００５５】更に、上述したように無機質、アスファル
ト系、ピッチ系およびコーンスターチ等澱粉等各種のも
のを使用することができるが、バインダーの添加量は、
アスファルト系またはピッチ系のバインダーは１〜１０
wt.%望ましくは２〜５wt.%の添加、有機系例えばポバー
ル等水溶液として用いられるものは２．０wt.%以下の添
加とすることが、圧潰強度の調整上望ましい。圧潰強度
は、通常製鋼炉用として用いる場合は、９０kg／個以上
を必要とするが、本発明法によれば、１００kg／個以上
の十分な圧潰強度を有する鎮静材が得られる。

【００５６】また、コールタールは常温より少し高い温
度で軟化するため、高速回転ミキサー５内では加温およ
び摩擦熱で溶けてよく混合するのでバインダー効果が十
分発揮される。

【００５７】なお、主原料として微粒鉄粉のみを用いる
場合は、これに添加するバインダーは上記各種バインダ
ーの内、熱分解性のものに限る。微粒鉄粉には石炭等に
含まれる揮発性物質が含まれていないからである。

【００５８】また、鎮静材の成型形状については、ロー
ル式成型機２０により任意形状のブリケットまたはペレ
ットに製造することができる。

【００５９】

【実施例】次に、本発明を実施例に基づき更に説明す
る。製鉄所の転炉ＯＧダストと石炭等とを高速回転ミキ
サーにて配合・混合し、これにバインダーとしてＰＤＡ
を所定量添加し混合し、そして、ダブルロール型成型機
にて成型し、得られた成型材の物理特性を測定した。こ
こで、転炉ＯＧダストは、粒径が１ｍｍ以下であって
０．０５〜０．３ｍｍのものを７０〜８０wt.%含む粒度
を有し、そしてメタリック状Ｆｅを７０wt.%含有するも
の、石炭等は、揮発性物質を４５wt.%、灰分を４wt.%そ
してＳを０．８wt.%含有し、粒度が０．０１〜１０ｍｍ
のもの、ＰＤＡは、工業分析によれば揮発性物質を８４
wt.%及び固定Ｃを１６wt.%含有し、そして化学分析によ
ればＳを４．５wt.%含有するものを用いた。ダブルロー
ル型成型機は、内部形状が椀状で縦５３ｍｍ×横５３ｍ
ｍ×深さ１４ｍｍ、容積４７ｃｍ³のマセック型Ｒ１
５、または、縦３０ｍｍ×横２５ｍｍ×深さ７．５ｍ
ｍ、容積６ｃｍ³のアーモンド型モールドである。

【００６０】表１に、上述した本発明の範囲内の条件で
行なった実施例Ｎo.１〜３についての、原料の配合条件
並びに製品の物理特性および化学成分組成等を示す。但
し、物理的特性はモールド寸法：３０ｍｍ×２５ｍｍ×
７．５ｍｍのものを用いた場合を示す。

【００６１】

【表１】

【００６２】本発明法の特徴は、製品の水分含有率を低
く且つ均一化すると共に高圧潰強度を保持させ、原料に
低含水の熱分解性物質を配合調整し、製品の見掛け比重
を大きくする方法を採用したことにある。従って、本発
明法により製造されたスラグ鎮静材は、フォーミングス
ラグ中の沈降性能が格段に向上した。また、高見掛け比
重品のブリケット化に成功したので、大型炉用として炉
内の広範囲に分散投入することができるようにするた
め、サイズおよび個重を小さくすることができた。炉内
に１００ｋｇのスラグ鎮静材を投入する場合の個数は、
従来品では例えば、（Ａ）品＝３８６個、（Ｂ）品＝６
９０個であったのに対して、本発明品では表１に併記し
たように、１８５０〜３５２０個程度と多く、本発明品
では従来品での数倍の個数になり、広範囲に分散投入す
ることができるので、フォーミングスラグの脱気鎮静化
が均一化し、且つ向上した。

【００６３】なお、モールドの形状・寸法としては、上
述したものの他、任意のものを選ぶことができることを
確認した。このように、本発明法により得られた製鋼用
スラグ鎮静材は、圧潰強度および見掛け比重が大きく、
メタリック状Ｆｅの含有率も高く、更に、水分含有率が
低いので、転炉および電気炉等に製鋼用スラグ鎮静材と
して供用して満足が得られるものであった。

【００６４】また、原料に転炉ＯＧダストを１００wt.%
使用した表１に記載の実施例Ｎo.３のブリケットを３０
０ｔｏｎ溶鋼のスラグ鎮静材として使用した結果、溶鋼
中トランプエレメント含有率の上昇はみられず、有効な
鉄源となることが確認された。

【００６５】

【発明の効果】本発明によれば下記の多大の効果が得ら
れるフォーミングスラグ鎮静材の製造方法を提供するこ
とができ、工業上有用な効果がもたらされる。

【００６６】１．石炭等と微粒鉄粉との配合割合を、乾
燥状態における重量％で０〜３０：１００〜７０にてス
ラグ鎮静材を製造することにより、成型物の見掛け比重
を２．４〜５に制御することができ、これを用いること
により製鋼用転炉および電気炉のスラグを効率的に鎮静
化させることができる。

【００６７】２．本発明で使用するスラグ鎮静材の構成
物質は元来微粉で表面積が大きいので、炉内における反
応性が高い。３．スラグ鎮静材の大きさおよび見掛け比重を制御する
ことができるので、鋼浴の深さおよび広さ等の条件に応
じた最適の大きさおよび見掛け比重を選定し、製造する
ことができるので、スラグ鎮静効果は大きい。

【００６８】４．石炭等と微粒鉄粉とが均一に密着して
いるので、転炉等に投入されると酸化鉄は還元され有効
な鉄源となる。５．鉄源として市中の屑鉄を用いるのに比べて、Ｃｕ、
Ｓｎ、ＣｒおよびＺｎ等のトランプエレメントが少なく
良質な鉄源となる。表２に、微粒鉄粉と市中屑鉄のトラ
ンプエレメント含有率例を示す。

【００６９】

【表２】

【００７０】６．転炉および電気炉等の冶金炉に適用し
た場合、圧潰強度１００ｋｇ／個以上の十分な装入物の
強度のものが得られる。７．転炉および電気炉内のフォーミングスラグに本発明
品を使用した結果、下記効果があることが明らかになっ
た。

【００７１】例えば、装入量３００ｔｏｎの転炉におい
て、Ｏ₂ガス吹込み終了と同時に、従来品と同様に１０
０ｋｇを炉上ホッパーより切り出し、投入した。フォー
ミングスラグは瞬時に完全に鎮静され沈下したので、炉
体傾動角度を８５〜９０度まで倒炉して直ちに出鋼する
ことができた。このようにして、フォーミングスラグの鎮静に必要な待ち時間が不要と
なり、製鋼時間が従来品使用の場合よりも１チャージ当
たり１０秒短縮され、迅速出鋼が可能となった。

【００７２】出鋼傾動時の炉体からのスラグ流出を防
止することができ、安全性が向上した。スラグ鎮静に必要な待ち時間がなくなり、更に、鎮静
材中の水分、ＮａおよびＫ含有率が低減されたので、炉
体煉瓦の溶損が大幅に減少し、炉体寿命が３００回延長
した。

【００７３】８．スラグ鎮静材の需給面において、下記
の諸点が改善された。従来品の見掛け比重が１．６〜
２．３であったものが、本発明品の見掛け比重は２．４
〜５と大きい。また、本発明品は溌水性の特性を有して
おり、省力化に有利である。即ち、見掛け比重が大きいので鎮静材の運搬回数を削減する
ことができ、輸送費が低減される。

【００７４】見掛け比重が大きいので、受入れバンカ
ー等の既存設備に収容する容積が小さくてすみ、設備に
余裕ができる。また、新設時は設備費が低減する。製品が耐水性を保有するので、保管場所を屋内ヤード
に限定する必要がないため、保管費用を約３０％低減す
ることができる。

【００７５】９．製鉄所自身で使用する資材を原料とし
て用いるので、従来品の原料に比べて発生経緯、化学成
分組成および物理特性が明らかとなっており、製品品質
が安定している。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施態様を説明する製鋼用スラグ
鎮静材の製造工程図である。

【符号の説明】

１石炭等１’微粒鉄粉２ベルトコンベア３ホッパー４ベルトコンベア５高速回転ミキサー６温度計７圧力計８回転羽根９外部加熱室１０パイプ１１圧送ポンプ１２タンク１３排気管１４調圧弁１５蒸気管１６原動機１７加減速機１８排出口１９ホッパー２０ロール式成型機２１製品コンベア２２回転羽根２３半製品（混合処理原料）２４ブリケット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者沖本伸一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)発明者西田愼一郎京都府京都市右京区嵯峨大覚寺門前登り町８ (72)発明者小林忠信東京都稲城市矢野口153−２−515

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】石炭、石灰石、紙スラジ、プラスチック
・セルロース含有物および合成樹脂（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、前記主原料にバインダーを添加し製鋼
用スラグ鎮静材を製造する方法において、高速撹拌羽根
を有する高速回転ミキサーで、前記主原料の粉砕、バイ
ンダーの添加、前記主原料と前記バインダーの混合およ
び加熱・脱水・溶解の一連の工程を一工程にて処理し、
次いで、圧縮成型および水分調整を行なうことを特徴と
する製鋼用スラグ鎮静材の製造方法。
【請求項２】微粒鉄粉を主原料とし、前記主原料にバ
インダーを添加し製鋼用スラグ鎮静材を製造する方法に
おいて、前記バインダーに熱分解性バインダーを用い、
高速撹拌羽根を有する高速回転ミキサーで、前記主原料
の粉砕、前記熱分解性バインダーの添加、前記主原料と
前記熱分解性バインダーの混合および加熱・脱水・溶解
の一連の工程を一工程にて処理し、次いで、圧縮成型お
よび水分調整を行なうことを特徴とする製鋼用スラグ鎮
静材の製造方法。
【請求項３】前記微粒鉄粉の粒度を１ｍｍ以下とする
ことを特徴とする請求項１または２記載の製鋼用スラグ
鎮静材の製造方法。
【請求項４】前記主原料の前記石炭等と前記微粒鉄粉
との配合割合を、乾燥状態での重量％で０超え〜３０：
１００未満〜７０の範囲内とすることを特徴とする請求
項１記載の製鋼用スラグ鎮静材の製造方法。
【請求項５】前記微粒鉄粉として、メタリック状Ｆｅ
を５０wt.%以上含有するものを使用することを特徴とす
る請求項１または２記載の製鋼用スラグ鎮静材の製造方
法。
【請求項６】前記微粒鉄粉として、転炉ＯＧダストを
使用することを特徴とする請求項１または２記載の製鋼
用スラグ鎮静材の製造方法。
【請求項７】前記バインダーとして、カルボキシ・メ
チルセルロース、ポリビニール・アルコール、プロパン
・ディ・アスファルト、熱可塑性アクリル系樹脂、熱硬
化性合成樹脂、澱粉、リグニン、無機質のベントナイ
ト、セメントおよび水ガラス、ピッチ、タール並びに木
タールからなる群から選ばれた一種または二種を添加す
ることを特徴とする請求項１記載の製鋼用スラグ鎮静材
の製造方法。
【請求項８】前記バインダーとして、カルボキシ・メ
チルセルロース、ポリビニール・アルコール、プロパン
・ディ・アスファルト、熱可塑性アクリル系樹脂、熱硬
化性合成樹脂、澱粉、リグニン、ピッチ、タールおよび
木タールからなる群から選ばれた一種または二種を添加
することを特徴とする請求項２記載の製鋼用スラグ鎮静
材の製造方法。
【請求項９】前記バインダーとしてプロパン・ディ・
アスファルトを１〜１０wt.%添加することを特徴とする
請求項１または２記載の製鋼用スラグ鎮静材の製造方
法。
【請求項１０】前記バインダーとして、ポリビニール
・アルコールを２．０wt.%以下（添加しない場合を含ま
ない）添加することを特徴とする請求項１または２記載
の製鋼用スラグ鎮静材の製造方法。
【請求項１１】請求項１または２記載の製造方法に、
更に、前記高速回転ミキサーにおける前記主原料と前記
バインダーの混合時に防錆材を添加することを付加する
ことを特徴とする製鋼用スラグ鎮静材の製造方法。
【請求項１２】前記防錆材として、ポリリン酸、タン
ニン酸および硼酸からなる群から選ばれた１種を添加す
ることを特徴とする請求項１１記載の製鋼用スラグ鎮静
材の製造方法。
【請求項１３】前記高速回転ミキサー内の前記主原料
を、熱供給装置を介して供給される熱により間接加熱す
ることにより前記主原料中の水分を前記高速回転ミキサ
ー外に放出し、そして、前記主原料中の有機物を前記高
速回転ミキサー内で発生する摩擦熱にて加熱・溶解する
ことを特徴とする請求項１または２記載の製鋼用スラグ
鎮静材の製造方法。
【請求項１４】前記高速回転ミキサー内での前記主原
料の粉砕過程で加水することにより前記主原料中の水分
を調整し、そして、前記粉砕以降の処理をすることを特
徴とする請求項１または２記載の製鋼用スラグ鎮静材の
製造方法。
【請求項１５】前記圧縮成型は、水切溝を設けたロー
ル式成型機、または、モールド円周に脱水溝を設けたデ
スク型成型機を用いて行なうことを特徴とする請求項１
または２記載の製鋼用スラグ鎮静材の製造方法。