JPS59121153A - Manufacture of refractory raw material from aluminum slag - Google Patents

Manufacture of refractory raw material from aluminum slag

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JPS59121153A
JPS59121153A JP57226932A JP22693282A JPS59121153A JP S59121153 A JPS59121153 A JP S59121153A JP 57226932 A JP57226932 A JP 57226932A JP 22693282 A JP22693282 A JP 22693282A JP S59121153 A JPS59121153 A JP S59121153A
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JP
Japan
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aluminum
aluminum slag
slag
raw material
scale
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Pending
Application number
JP57226932A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
博 松野
佐々木 弘行
佐護 文男
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SHIMONOSEKI SAISEI KINZOKU KOG
SHIMONOSEKI SAISEI KINZOKU KOGYO KK
Original Assignee
SHIMONOSEKI SAISEI KINZOKU KOG
SHIMONOSEKI SAISEI KINZOKU KOGYO KK
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Publication date
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  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)

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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、アルミニウム溶滓およびスケールを混合した
配合物を、アルミニウム溶滓中の金属アルミニウムとス
ケール中の酸化鉄とのテルミット反応を利用して、スピ
ネル結晶が共存するα−アルミナ結晶であ・る耐大物原
料を製造する方法に関するものである。
Detailed Description of the Invention The present invention utilizes a thermite reaction between metallic aluminum in the aluminum slag and iron oxide in the scale to create a mixture of aluminum slag and scale, so that spinel crystals coexist. The present invention relates to a method for producing a large-sized raw material that is α-alumina crystal.

金属アルミニウムの精練時、またはスクラップアルミニ
ウム、アルミニウム合金などを溶解する際に発生するア
ルミニウム溶滓および鉄鋼製品製造時の連続鋳造、鋼塊
、鋼片などの加熱。
Aluminum slag generated during smelting of metal aluminum or melting scrap aluminum, aluminum alloys, etc., and heating of continuous casting, steel ingots, steel billets, etc. during the manufacture of steel products.

圧延2.鍛造などの工程より発生するスケールは。Rolling 2. Scales generated from processes such as forging.

いずれも一部はアルミニウムおよび鉄として回収された
り、他の用途に使用されているが、相当量は産業廃棄物
として処分されている。本発明は、このような性質のも
のを原料とし、それらの構成物質の殆んど全部をより価
値のある物質にすることを1つの目的とし、また非常に
多くの熱エネルギニを使用して製造している電融アルミ
ナに代替できる耐火物原料および鉄鋼をテルミット反応
の反応熱を有効に利用することにより、外部より投入す
る熱エネルギーを大巾に減少させて製造することを他の
1つの目的とする2つの目的を有している。
Some of these are recovered as aluminum and iron or used for other purposes, but a significant amount is disposed of as industrial waste. One purpose of the present invention is to use materials with such properties as raw materials, to make almost all of their constituent materials more valuable, and to produce them using a large amount of thermal energy. Another objective is to produce refractory raw materials and steel that can be substituted for fused alumina, by effectively utilizing the reaction heat of the thermite reaction, and greatly reducing the thermal energy input from the outside. It has two purposes:

本発明で対象とするアルミニウム溶滓とは。What is the aluminum slag targeted by the present invention?

金属アルミニウムの精練、スクラップアルミニウムの溶
解、アルミニウム合金の溶解などの際。
For scouring metal aluminum, melting scrap aluminum, melting aluminum alloys, etc.

その溶融物の表面に浮び出る酸化物を主体としたもので
あるが2本製造法で使用するアルミニウム溶滓は粉砕篩
別したもので、テルミット反応を生起させるためM−A
j’  は20%以上含有する必要があり、耐火物原料
に有害な不純物は少ない程よいので、化学組成は下表の
とおりに調整することが望ましい。
The aluminum slag used in the two-piece production method is mainly composed of oxides that emerge on the surface of the melt, but it is crushed and sieved, and M-A is used to cause thermite reaction.
j' must be contained in an amount of 20% or more, and the fewer the impurities harmful to the refractory raw material, the better, so it is desirable to adjust the chemical composition as shown in the table below.

一方1本発明で対象とするスケールとは、溶鋼を連続鋳
造し、その鋼片を引抜き冷却する際。
On the other hand, the scale targeted by the present invention is when molten steel is continuously cast and the steel billets are drawn out and cooled.

鋼塊、鋼片などを圧延または鍛造するために加熱炉で加
熱する際、それらを圧延または鍛造する際などに発生す
る。主として鉄の酸化物であるが2本製造法で使用する
スケールはFe 70%以上のものを水分0.5%以下
に乾燥し、細粒にすることが望ましい。
This occurs when steel ingots, steel slabs, etc. are heated in a heating furnace for rolling or forging, and when they are rolled or forged. Although the scale is mainly an oxide of iron, it is desirable that the scale used in the two-piece production method contains 70% or more Fe and is dried to a moisture content of 0.5% or less and made into fine particles.

本発明は9以上に記したアルミニウム溶滓およびスケー
ルを原料とし、それらの組合せによる複合効果を有効に
活用したものである。すなわち、アルミニウム溶滓中の
金属アルミニウムとスケール中の酸化鉄とのテルミット
反応により、酸化鉄の還元および金属アルミニウムの酸
化により金属鉄、アルミナおよび多量の反応熱が発生す
る。この場合の反応・式およびその際の反応熱量を次に
示す。
The present invention uses the aluminum slag and scale described above in 9 as raw materials, and effectively utilizes the composite effect of their combination. That is, due to the thermite reaction between metallic aluminum in the aluminum slag and iron oxide in the scale, metallic iron, alumina, and a large amount of reaction heat are generated by reducing the iron oxide and oxidizing the metallic aluminum. The reaction formula and reaction heat amount in this case are shown below.

△)(’(cal/m0l−A7203)2Ae+Fe
203 = 2Fe +A1203−194,8002
A/+7Fe304=7Fe+Ar203−189.8
002Ae+3FeO=3Fe +Ae203−197
,300このテルミット反応によって発生する熱は。
△)('(cal/m0l-A7203)2Ae+Fe
203 = 2Fe +A1203-194,8002
A/+7Fe304=7Fe+Ar203-189.8
002Ae+3FeO=3Fe+Ae203-197
,300The heat generated by this thermite reaction is.

原料および反応生成物を溶融するための熱源として利用
できるから外部より投入する熱エネルギーを少なくする
ことができる。また、テルミット反応はスケールの配合
量を調整すればアルミニウム溶滓中の金属アルミニウム
とアルミニウム溶滓に含まれている耐火物原料に有害な
Si 02等の金属酸化物との間でも生起し、これら金
属酸化物は還元されて金属となり、テルミット反応によ
って還元された鉄に溶融して合金鉄となって比重差によ
り下部に沈むので、これら金属酸化物はスラグに残留せ
ず、また、アルミニウム溶滓中に残留しているN21.
 K、  Mg。
Since it can be used as a heat source for melting raw materials and reaction products, it is possible to reduce the amount of thermal energy input from the outside. Furthermore, if the amount of scale blended is adjusted, the thermite reaction can also occur between metallic aluminum in the aluminum slag and metal oxides such as Si02, which are harmful to refractory raw materials contained in the aluminum slag. Metal oxides are reduced to metals, which are melted into the reduced iron through the thermite reaction and become alloyed iron, which sinks to the bottom due to the difference in specific gravity, so these metal oxides do not remain in the slag, and aluminum slag N21 remaining inside.
K, Mg.

Ca等の塩化物及びAJ Nはテルミット反応の高温発
熱により分解又は揮撥し、耐火物原料に有害な不純物の
極めて少ない溶融物が得られる。
Chlorides such as Ca and AJN are decomposed or volatilized by the high-temperature heat generated by the thermite reaction, and a molten product containing extremely few impurities harmful to the refractory raw material is obtained.

アルミニウム溶滓に含まれているMgOはテルミット反
応の高温発熱により1部は揮発するが、大部分はAI!
2 oa と結合してスピネル(M gO−Aj’20
3 )を生成する。このスピネル結晶をα−アルミナ結
晶に共存させて得られた徐冷スラグは、電融アルミナに
比べ気孔率が小さくなると共に、嵩比重が大となり耐火
物原料としての特性を向上させることを発見した。
A portion of the MgO contained in the aluminum slag evaporates due to the high-temperature heat generated by the thermite reaction, but most of it is vaporized by AI!
2 oa to form spinel (M gO-Aj'20
3) Generate. It was discovered that the slowly cooled slag obtained by coexisting spinel crystals with α-alumina crystals has lower porosity and higher bulk specific gravity than fused alumina, improving its properties as a raw material for refractories. .

本発明の方法により製造された鉄鋼は、そのまま鋳型に
注入されるかまたは製鋼用、鋳鉄溶解用などの原料とし
て使用され、また製造された特殊スラグは、徐冷してス
ピネル結晶が共存するα−アルミナ結晶を成長させて、
これを粉砕篩別して優れた耐火物原料となる。
The steel produced by the method of the present invention is directly poured into a mold or used as a raw material for steel making, cast iron melting, etc. The produced special slag is slowly cooled and spinel crystals coexist with α -Grow alumina crystals,
This is crushed and sieved to become an excellent raw material for refractories.

以上に記載したように2本発明は省資源、省エネルギー
および公害防止に大いに役立つ製造方法であり、工業的
効果極めて大なるものである。
As described above, the present invention is a manufacturing method that is very useful for saving resources, saving energy, and preventing pollution, and has extremely large industrial effects.

実施例 使用される原料は粉砕篩別されたアルミニウム溶滓とス
ケールである。これらの原料の化学組成を表−1に示す
Examples The raw materials used are crushed and sieved aluminum slag and scale. The chemical compositions of these raw materials are shown in Table-1.

上記アルミニウム溶滓20Ky、スケール24Kgをミ
キサーにより混合して44に9の混合原料を得る。
20 Ky of the aluminum slag and 24 kg of scale were mixed using a mixer to obtain mixed raw materials 44 and 9.

一方、電気炉内には電極屑を投入する。この後電気炉に
電力を供給すると電極と炉床間にアークが発生する。こ
のアークが安定した後に。
Meanwhile, electrode scraps are put into the electric furnace. When power is then supplied to the electric furnace, an arc is generated between the electrode and the hearth. After this arc stabilizes.

上記混合原料を徐々に投入する。混合原料は。The above mixed raw materials are gradually added. Mixed raw materials.

テルミット反応を起こしながら溶融する。上記混合原料
をすべて電気炉内に入れたのち、上記テルミット反応が
終了し炉内の溶融物の温度が2100℃に達した時に電
気炉への電力供給を停止し、主にアルミナを含む保温剤
を20に9炉内に入れ溶融物の表面を被う。この保温状
態で溶融物を徐冷してα−アルミナおよびスピネルの結
晶を成長させる。
It melts while causing a thermite reaction. After putting all of the above mixed raw materials into the electric furnace, when the thermite reaction is finished and the temperature of the molten material in the furnace reaches 2100°C, the power supply to the electric furnace is stopped, and the heat insulating material mainly contains alumina. 20 to 9 into the furnace to cover the surface of the melt. The melt is slowly cooled in this heat-retained state to grow α-alumina and spinel crystals.

炉内においては、凝固された生成物は下部の鉄と上部の
スラグが完全に分離している。凝固した鉄およびスラグ
は電気炉を分解して取り出した。この塊状の鉄は鉄源と
して使用され、スラグは粉砕後に耐火煉瓦の原料やキャ
スタブル耐火物の骨材として使用されるものである。
In the furnace, the solidified product has completely separated iron at the bottom and slag at the top. The solidified iron and slag were taken out by disassembling the electric furnace. This lumpy iron is used as an iron source, and the slag, after being crushed, is used as a raw material for refractory bricks and as an aggregate for castable refractories.

生産された鉄の化学組成は下記表−2のとおりである。The chemical composition of the produced iron is shown in Table 2 below.

生産されたスラグの化学組成は下記表−3のとおりであ
る。
The chemical composition of the produced slag is shown in Table 3 below.

上記スラグをX線回折により分析すると、一部のAj’
z○3 とMgOが化学的に結合してスピネル(Mg0
−AI!203 )になっている。  またAl2O3
はすべてα−アルミナ結晶である。
When the above slag was analyzed by X-ray diffraction, some Aj'
z○3 and MgO chemically combine to form spinel (Mg0
-AI! 203). Also, Al2O3
are all α-alumina crystals.

上記スラグの顕微鏡観察の結果は、添付図に示すとおり
α−アルミナ結晶を取り囲むようにスピネル鉱物が認め
られる。また、上記スラグを3.36〜1.68ffl
fflに粉砕して気孔率および嵩比重を測定したところ
、気孔率2.5〜3%、嵩比重3.75〜4である。電
融アルミナの気孔率4.5〜4.8%より小さく、嵩比
重3.72より大きい。生産された鉄の重量は17.I
Kp、耐火物原料の重量は23.1Kgであり消費電力
は4.2 K W Hであった。
As shown in the attached diagram, spinel minerals were observed surrounding the α-alumina crystals as a result of microscopic observation of the slag. Also, add 3.36 to 1.68 ffl of the above slag.
The porosity and bulk specific gravity were measured after pulverizing to ffl, and the porosity was 2.5 to 3%, and the bulk specific gravity was 3.75 to 4. The porosity of fused alumina is smaller than 4.5% to 4.8%, and the bulk specific gravity is larger than 3.72. The weight of iron produced is 17. I
Kp, the weight of the refractory raw material was 23.1Kg, and the power consumption was 4.2KWH.

スケールをコークス等を使用して還元して同量の鉄を生
産する方法では約3・4. K W Hの電力を消費し
、ボーキサイトから電融アルミナを同量生産する方法で
は約58 K W Hの電力を消費しこれらの方法で消
費される電力の合計92 K W Hに比べれば2本発
明方法による消費電力が少ないことがわかる。
In a method of reducing scale using coke or the like to produce the same amount of iron, the cost is approximately 3.4. The method of producing the same amount of fused alumina from bauxite consumes about 58 K W H of electricity, compared to the total power consumed by these methods of 92 K W H. It can be seen that the invention method consumes less power.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

添付図・は耐人物原料の顕微鏡写真である。 S:スピネル鉱物 α:アルファアルミナ結晶 特首広軒人 j7:2 針 博゛ 7MK’L幀”flJPL+1” Jて朱蒋着丈体護哲友 The attached figure is a microscopic photograph of the raw material for the figures. S: Spinel mineral α: Alpha alumina crystal Tokushu Hiroken people j7:2 needle Hiroshi 7MK’L “flJPL+1” J Te Zhu Chiang Length Body Protection Tetsutomo

Claims (1)

【特許請求の範囲】 アルミニウム溶滓およびスケールを混合した配合物を着
火剤、電弧および高温加熱のいずれか、またはそれらの
併用により、アルミニウム溶滓中の金属アルミニウムと
スケール中の酸化鉄とのテルミット反応を起させ、同時
に反応生成物および添加物の力す熱溶融を効率よく行っ
て。 アルミニウム溶滓中に含有されている≦i62等の金属
酸化物と金属アルミニウムとのテルミット反応により、
耐火物原料に有害な金属酸化物を還元して、生成された
・Si等の金属をスケールの還元によって生成された鉄
に吸収させて。 比重差により溶融物の底部に分離し、またテルミット反
応の高温発熱を活用して、アルミニウム溶滓に含有され
ている塩化物及び窒化物を分解又は揮撥してのち溶融物
を徐冷して、スピネル結晶が共存するα−アルミナ結晶
を成長させた耐火物原料とすることを特徴とするアルミ
ニウム溶滓より耐火物原料を製造する方法。
[Claims] By using a mixture of aluminum slag and scale with an igniter, electric arc, high-temperature heating, or a combination thereof, the thermite of metallic aluminum in the aluminum slag and iron oxide in the scale is produced. By causing the reaction and at the same time efficiently melting the reaction product and additives. Due to the thermite reaction between metal oxides such as ≦i62 contained in aluminum slag and metal aluminum,
Harmful metal oxides are reduced to refractory raw materials, and metals such as Si are absorbed into the iron produced by scale reduction. The aluminum slag is separated at the bottom due to the difference in specific gravity, and the high-temperature heat generated by the thermite reaction is used to decompose or volatilize the chlorides and nitrides contained in the aluminum slag, and then the melt is slowly cooled. A method for producing a refractory raw material from aluminum slag, characterized in that the refractory raw material is made by growing α-alumina crystals in which spinel crystals coexist.
JP57226932A 1982-12-27 1982-12-27 Manufacture of refractory raw material from aluminum slag Pending JPS59121153A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009084093A (en) * 2007-09-28 2009-04-23 Hitachi Zosen Corp Method for manufacturing spinel and method for manufacturing metallic silicon

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56116813A (en) * 1980-02-19 1981-09-12 Tokyo Tekko Kk Production of steel or cast iron or special slag using aluminum molten slag and scale as main raw material

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