JPS60215704A - 製鋼スラグの処理方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は製鋼スラグを溶融状態で処理し、含有メタル、
Ｐに富むスラグおよび、Ｐの含有が少なくＦｅ、Ｍｕ等
に富むスラグにして、路盤川砂、焼結原料に有効利用し
、かつ顕熱回収を行う処理方法に関するものである・ 現在、製鋼スラグは転炉又は連鋳後の取鍋からスラグ鍋
又はスラグ鍋台車に受け、スラグ鍋内で固化させた後、
排出したり、スラグ鍋又はスラグ鍋台車を移動させて放
流（表面硬化、鍋肌の固化物を一緒に）し、同化冷却後
、破砕、磁選精製処理を行つたり、大地金番スバレイン
操作でスラグを取り除いてメタルを回収し、製鋼原料や
冷却材に利用しているが、放流場まで運搬中、スラグ鍋
内で固化中、あるいは畑放流時には大気中に熱を放出し
ているり 又、スラグ部分はＦ−ｃａｏ％Ｆ−ＭｇＯ１ｒ−２Ｃ＆
０・８１０２等を含有しているので膨張、崩壊するため
、路盤材や砂へ利用しにくく、大部分は埋立廃棄場れて
いる。

なお、スラグには溶鋼からＰが移行し、約１％含有して
いるので、製鋼原料で利用すれば７フアクス効果はある
がＰバランスのＩｇＩＩＩで使用量に限度があるし、焼
結原料、高炉原料へ利用ＴればＰが還元され、溶銑中の
Ｐが高くなるのでほとんどリサイクルされていない。

更に、塩基度が高く、２Ｃ＆０．５１０２を多く含有す
るので、融点、固化湿度も高く粘性も１５０〇八１５５
０℃で１００ボイズ以上となり、表向硬化スラグ、鍋肌
スラグが早く生成し水砕化、風砕化等も一部しか行なわ
れず、顕　熱の回収もほとんど行われてψない。

そこで・製鋼スラグの融点、同化温度、粘性を低下させ
、かつ、膨張崩壊しない様に改質Ｔることにより表面硬
化、肌＃４ステグをなくシ、含ｖＴるメタルを底部に沈
めて成る程度ためて溶解して取り出し溶解スラグはＰの
多い部分と少′Ｉｋ一部分に分離して前者膠ゴ肥料や砂
等に、後者は製鋼、製銑及び焼結原料にリサイクルし、
かつ顕熱を熱風、熱水で回収して低温度差発電や乾燥熱
等に利用する様な溶融状態での有価物の分離回収Ｔる方
法の検討を行−：）　Ｆ？、　０ 即ち、本発明の要旨は、転炉又は取鍋から排出される一
部固化したスラグを含有する溶融状塵の転炉又は１ＭＳ
スラグに、赤泥、珪酸塩質の岩石、鉱物、鋳物真砂、石
炭灰、ガラス屑、カラミの一種又は二種以上を約３〜１
５％添加し、処理炉に移し、酸素ガスと気体又は液体燃
料をランス状バーナ又は羽口〆−すから吹き込んで溶融
させた後、５〜１０分間静止して、比重分ｌｌ１ｔを行
い、処理炉の中部出滓口から、Ｇａ　Ｏ、Ｓ　ｉ　Ｏ２
、Ａ１２０Ｂ、Ｐに富むスラグを出して取鍋に受ける＠
その後、下部出滓口からＯｒ　、　Ｍ　ｎ％ＦＯに富む
スラグを出して取鍋に受ける。又は樋から直接顕熱回収
用風砕股゛備で処理して熱気、熱水で回収しＰに富むス
ラグは路盤材や砂に、Ｆ・・Ｍｕ・に富むスラグは焼結
・製渭補助原料ヘリサイクルし、下部に貯まったメタ・
ルは成る量になると取鍋に受けてホットチャージで製鋼
炉ヘリターンしたり、鋳箔機に出してインゴットにして
鉄源として利用Ｔる！ｓ！綱スラスラグ理方法である〇 すなわち、本発明者等は溶融状態の製鋼スラグに赤泥、
珪＃墳質の岩石、鉱物、鋳物真砂、カラミ等の来利用資
源や産業廃棄物を添加し、溶融拡散反応を打力せ イ）崩壊防止を行う、（特許　１１１１５８２号１１２
７３７４号、１０４４９６！１号、１１１１５８３号　
１０７１６５７号） 口）クロムイオンの溶出防止を行うｏ　（特許１１１０
１９７号） 八）製鋼スラグの粘性、融点低下を行わせ、メタルを沈
めて大きくＴる０　（特許　１０９０１２０号） 二）製鋼スラグの粘性、融点低）を行わせ、溶融状態に
あるうちに、上層部、下層部ごとに分別し、０１０．５
１０２、Ｐ等の多ｔｎｓ分と、Ｆ−＠、Ｏｒ％Ｍｍ等の
多い部分に分ける。　（特許、１０４９５５２号） ホ）製鋼スラグの粘性、融点低下を行わせ、顕熱を回収
Ｔる〇 出願ならびに特許を取得している。

しかし、現状では。イ）、ｐ）については実用化したり
、実用化の工業試映を行っているが、ハ）二）、ホ）に
ついては実用化していない０その理由は製鋼炉又は取鍋
から排出した溶融スラグをのろ鍋に出して移動し放ｆｉ
Ｔるまでに、時間ｔ−要したりする場合が多く、赤泥、
珪酸塩質の岩石、鉱物等を添加すると未添加より鍋肌、
表向硬化スラグ・ゴ少ないが発生＆１免かれない０又、
埋立廃棄場所がある等である。

そこで１製鋼炉又番ゴ取鍋から排出したスラグ（例えば
転炉、造塊）を直接処理炉に入れた方が硬化スラグは少
なく顕熱も有効利用できるが、設置場所が若干、離れた
場合は鍋肌、表面硬化スラグが発生Ｔるので、処理炉に
入れて、酸素と液体焉料例えば灯油、重油等、あるいは
気体燃料、例えばＬＰＧ、ＯＯＧガスをランス状バーナ
ー又は羽口バーナーから吹き込んで燃焼させ、固化スラ
グも再溶解して静止し、溶解スラグの状態で有価物と非
有価物に分離し、かつ、この溶融スラグの顕熱を熱水又
は熱気で回収し、乾燥熱や低温度差発電の熱源へ利用す
る。

上記した赤泥、珪酸地質の岩石、鉱物等の添加物を添加
Ｔる方法に下記の様な方法を提供する〇■処理炉に投入
する０（ｆ＆初、溶滓投入時に、溶滓投入後に） ■製鋼炉内に製鋼の最初又は途中から投入Ｔる。

■製鋼炉内に出鋼後投入Ｔる・ ■のる鍋の敷滓の代用として使用Ｔる０■連鋳時の取鍋
に最初、途中又Ｇゴ終了後に投入するＯ ここで、スラグが溶融状態（ある間に８１へ、Ａ１型へ
、及び）ＩｅｆＯ，等　を含有する未利用資源や産業廃
棄物を添加するのは溶融製鋼スラグの顕熱を有効利用す
るためであり、添加物としてＳ１αある１、／３はＡ１
鵞Ｏｊのみでも充分であるか、Ｓ１α、Ａｌ、０．　、
単味では溶融温度が高いので反応か生起し難い欠点があ
る０ Ｐの比重分ｌｌｌ１を行わせＰの多い部分とＰの少ない
部分にわけて有効利用を図るー＠ｒは溶融スラグを深く
保った方が良いので、バーナーは処理炉の下部に、かつ
大型炉になれば対角線方向とか、３方向から湯が回転す
る様に配列する０ 又はランス状にし、大型炉になれに先端を２つに分岐Ｔ
る〇 比重分離を行わない場合・ゴバーナーを上ブタの所から
入れて行う。しかし溶融スラグハ浅＜、約５０ＣＩＩＩ
以内で’ｆｋＶ１と伝熱が悪いし、バーナーからの熱は
上部に逃げ熱効率は悪い。

第１図に示すごとく、処理炉（１）Ｇゴスラグと反応し
にくいマグネシアカーボンレンガ等で内張すし、かつバ
ーナー（′５）又はランス状バーナー（４）をつけ、か
つ溶融反発後静止し、高Ｐ部分を出Ｔ出滓口（５）低２
部分又は溶鋼の出し口（６）を設置し炉ブタ（１０）は
移動式で耐火物（７）を内張すし、かつ熱気を反射し熱
効率を上げる通気性放射体（セラミ、フラールで作った
）（８）をつけ、通過した排ガスは熱交換塔（９）を通
し、集１ｌＩ４１！Ｉ（１１）を通し、大気中に放出す
るＯ この処理炉（１）に赤泥、珪酸塩鉱物、岩石等を入れる
か製鋼炉又は取鍋からの搬出時に添加した製鋼溶滓（鍋
肌、表面硬化スラグを含む）を受け、バーナー（３）か
（４）から酸素と灯油又は酸素とＣ偲ガスを炊き込んで
惚焼昇湿させて溶解して、静止後、上部の出滓口（５）
からｍ（１２）を通して直接、風砕用桶（１３）に流出
させるか、取鍋（１４）に受けて風砕用１（１３）にこ
にしなから風砕装＠　（１５）でエアーにて風砕し水冷
鋼板でかこった風砕設備（１６）に吹き込み、熱風はサ
イクロン（１７）を通して集隋機（１８）を通して回収
する。又水冷鋼板内の熱水は、総合し、熱交換後、再使
用する。

用砕物はコンベヤー（１９）にて高Ｐ風砕物ホッパー（
２０）を経て、振ｆＩｈフルイ（２１）−にてサイズ別
にホッパー（２２）に貯Ｗして出荷Ｔる０高Ｐスラグの
処理が終われば、出滓口（６）　ｒｔ開さ坂（２ｓ　）
から風鈴用Ａｔ　（１５）を通Ｔか、あるいは取鍋（２
４）に受けて（１３）を通して風砕化し、熱風、熱水は
上記と同様に処理し、風砕物はコンベヤー（１９）を逆
転し、低Ｐ風砕物ホッパーに貯蔵し、焼結原料や製鋼補
助原料ヘリサイクルＴる〇 なお、最下部に沈んだメタルは１５００〜１５５０’Ｏ
では普通鋼の場合は溶解しないので、数チャージ経過し
て成る程度・貯まった時に約１６００℃程に昇温後、溶
解し取鍋等に受けて、製鋼炉ヘホ、トチャージするか、
インゴットにして製鋼炉ヘリターンＴる〇＠２９１！Ｉ
に示Ｔごとく、傾動可能な処理炉（１）番ズスラグと反
応しにくい、マグネシアカーボンレンガ（２）等で内張
すし、かつ炉ブタ（４）は移動式で耐火物（Ａｌｔ　Ｏ
ｓ系主体）（５）を内張し、熱気を反射し熱効率を上げ
る通気性放射体（セラミ、フラールで作った）　（６）
を付け、通過した排ガスに熱交換塔（７）、集塵ｆｆ１
（８）を通し、大気中に放出する〇 この処理炉（１）に赤泥、珪酸塩質の岩石、鉱物等を入
れるか、製鋼炉又は取鍋からの排出時に添加したｌ！Ｉ
ＩＳ！講溶滓（鍋肌、妻面硬化スラグを含む）を受けて
炉ブタ（４）をかぶせ、バーナー（３）から酸素と灯油
又は酸素とＬＰＧガスを湯面に向けて吹き付は昇温させ
て溶解し、傾動させ、風砕用と桶（９）に流出させなが
ら、風砕装置（１０）でエアーにて風砕し、水冷鋼板で
かこった風鈴設備（１１）に吹き込み、熱風番ゴサイク
ロン（１２）、集塵機（１３）　ｒｔ通して回収する。

４また、水冷鉱板内の熱水はａ＠−し、熱交換後再び使
用する。風砕物はコンベヤー（１４）にて、ホッパ＝　
（１５）を経て、振動フルイ　（１６）Ｃでサイズ別に
ホッパー（１７）に貯蔵して出荷Ｔる〇なお、熱回収の
必要がない場合はプール状に作っり水槽の中へ、ノズル
から噴射Ｔる水流で吹き飛ばしながら造粒冷却された硬
質の砂を、多量の水か流れる極の中に流出させれば高炉
水滓の様にポーラスな砂を得ることが出来る〇 次に本発明の製鋼スラグの処理方法についての実験結果
について以下に記載するＯ 〈実験〉 下記第１表に示す試料を１０５〜１１０℃　の恒温乾燥
機で２４時間以上乾燥後、製鋼滓と赤泥等の添加物質は
サンプルグラインダーで′５ｇ１ｓ以下に粗砕後製謂滓
についてのみ磁選して、更に非磁着物を０３Ｗ以下に粉
砕してゼーゲル錐を作り、シリコニ、ト電気炉で溶倒温
度を測定し７２：Ｏ又、同試料を使用し、ルツボ回転式
粘度測定機で絶対粘度を各温度別に測定した０ 尚、５ｍ以下の磁選尾鉱と３簡以下に粗砕した赤泥等添
加物質を電融マグネシアルツボに入れて１５５０℃に保
持したシリコニット電気炉で１５分間保持し、鉄板の上
に放流して急冷又は炉外に取り出して放冷し、上部、中
部、下部（６約２５０）にダイヤモンドカッターで切断
し、化学分析・セメン）協会法によるＦ−ａａｏの測定
、比重、吸水率及びロスアンゼルス了り減り試験機で丁
りへす減量第１１！　使用原料の化学分析ｆｌ（重１％
）出濃度を測定したＯ又、オートクレーブ試験（５〜１
０ＩｌｌＩＩＩに粗砕後、２０Ｊｖ／ｃイ、２００℃、
５時間保持、５ｗ以下を崩壊物とみなした）を行い・崩
壊率をめた０ 〈結果〉 製鋼滓単味および製鋼滓に赤泥等の添加物を添加した場
合の溶倒温度を＄２褒に、ルツボ回転式粘度計で粘度測
定を行った結果の数例を第３表に示す。

第２表 第　５　着 又上記第！１着に於て製鋼滓Ａについては１５ＳＯ℃及
び１５１０℃についてのみ測定した結果それぞれ１．ｏ
９ボイズ及び１．７５ｔ”イズであった。

上記結果より、赤泥、粘鈑岩、マサ土等の添加物質を力
ずか３重量２以上添加すると１粘度は急激に低下するし
・溶倒温度も低下する。即ち、製鋼滓単味で４２１５０
０〜１５２０℃でｌｉｉ化し、結晶鉱物が生成し始める
が、赤泥等の添加物を３重量％以上添加了ると１５５０
℃でも殆ど固化し′ｆｋ−事かわかる〇製Ｍ滓単味、製
鋼滓に赤泥等の添加物質１２１０重量％添加し、電融マ
グネシアルツボで再溶解し、鉄板の上に急冷した場合と
、炉外で空冷した試料をダイヤモンドカッターで切１１
ｊｔ　Ｌ　、上部、中部、忙 下部の試料につき中学分析を行った。その結果を第４表
に示ＴｏＬかし、製鋼滓、赤泥試料は前記（ 試料と変えたので、第５表に奇手分析値を示Ｔ。

第４表 （製鋼原子粘板岩１０％） 第５衰 上記結果より、鉄板の上に放流すると製鋼滓単味および
赤泥添加製鋼滓の計算上の化学成分と殆ど変わらないが
、炉外で放冷後、上部、中部および下Ｓに切断して調べ
ると、下部にＦ　ｓ　、　Ｍ　’ｎ分多く、上部にＰ、
Ｃ＆０、ＳｉＱ、　、　ＭＪＯｌが多くなり、添加物を
添加するとその傾向Ｇゴ著しい。

又、同上製鋼滓のＦ−ｃａｏ、崩壊率、吸水率、表乾比
重、等の試験結果を第６表に溶出試験結果と生成含有鉱
物を第７表に示す０ 第６衰の１ 第６表の２ 第６表の３ ＊　Ｉ　ＪＩＳ　Ａ　１１０１ ＊２　ＪＩＳＡ　１１０１ 第７表 なお第７表には記していないが、重金属イオン濃度（■
／ｊ）を測定したが製ｍ滓原品にＦｅイオンが０．０１
　＋ｓｐ　／　を検出された他は、’ｒ’Ｏｒ、　Ｃｕ
、　Ｏａ。

ｐｂ　、　Ｚｎ　、　Ｆ’ｓ　、　Ｍｕイオンの全てに
ついて不検出であったＯ 以上に述べた様に、製ｍスラグ単味で＆１鉄板の上に放
流Ｔる程度の冷却でＧｌＦ−０１ＬＯｓゴ完全になくな
らず・オートクレーブ処理を行なうと崩壊する〇しかし
、粘板岩等の珪酸塩質の添加物を５重量％以上添加する
とｐ−ｃａｏは００％となり、オートクレーブ処理を行
なっても崩壊しなくなる。

又、比重、吸水率及び重金属イオンの溶出試駆を行なっ
ても問題はなく、路盤材等には十分使用できる。

なお、上部にｓｔ　ＧａＯ、Ａｌ、Ｏ３、Ｓｔ、、　、
　Ｐ　カ多（、”Ｆ邪にはｐ’ｓ　、　Ｍｎ　、　Ｃｒ
が多く中間部にはほぼ平均的なｆｉｌを示Ｔ。

〈実施例１〉 ５００ＫＶＡエル一式電気炉に転炉スラグ４５０呻と粘
板＠：石炭灰−９０：１０重景襲配合物５０１＋９を入
れて溶解し、３本の電極のうち１本を抜いて、オキシコ
ンバー　＋　−（ｆｉｌ　素、灯Ｍを使用）を炉ブタレ
ンガの所まで装入し・酸素４０〜８０ｍ’／Ｈ１灯油２
０〜４０　ｔ／Ｈｔ−使用して、１５３０℃に保持する
に要する使用量は酸素５０　ｍ”／　Ｈ、灯油２５　ｔ
／Ｈ、１５１Ｙ）　〜１５８０℃に約１０〜１５℃７５
分で昇温させるには灯油３０〜４０　／、／Ｈ、酸素６
０〜８Ｄ＋／／Ｈｅ嬰した。同様に転炉スラグ：　（粘
板岩：石炭灰−９０：　１０重量％）−９０：　ｉｎ重
置部の割合に配合した物な鍋肌、表面硬化スラグと仮定
し、転炉スラグ、溶解物（１５４０℃）ｃ　１ｏ＊＊％
ｆｆ入ｉ灯油５０ｔ／Ｈ，酸素６０　ｙａ’／Ｈで燃焼
させると投入物は約３分間で溶融し、非常に流動性の良
−スラグとなる。

これらの湯を傾動して、取鍋に出Ｔ時に、採取して、又
取鍋の中に蛇化させ、上・中・下部ごとにサンプリング
した。

又、取鍋に受けた後、深さ約６５Ｃｍにした装−置から
エアーを吹きながら取＃Ｉを傾動して風砕した。その時
のノズルは、上・中・下位にわけ、ノズルからは約８５
〜９０禦／　ｗ　、上・下位ノズルからは約１９０〜２
００１ｍ　７ｗ　Ｔ噴出Ｌ４　（４５０１９／　５分Ｒ
”Ｃ”処理）これらの結果は次の様である。

以上述べた如＜、鯛＃ｌｘラグの一部は固化して１− いるが、大部分４２溶融状態のときに粘性低下と固化温
度を低下させ、かつ崩壊防止を生起させるために珪酸塩
質の岩石１鉱物等を添加し、溶融状態でメタルと有価物
を含有するスラグ及びＰの高いスラグ部に分離し、製鋼
補助原料や焼結原料ヘリサイクルして、他の部分は路盤
用砂等へ再利用し、メタル分は製鋼炉等ヘリサイクルし
、かつ顕熱回収のため風鈴化し熱水、熱気をエネルギー
として低温度差発電や、乾燥熱へ利用Ｔる方法を提供す
るもので、エネルギー回収が必要ないときは風砕を行な
わずに水流ジェットで水砕化しても良い。

【図面の簡単な説明】

第１１１！！及びＷＳ２図番；それぞれ本発明方法の概
要説明図。 特許出願人　日本磁カ選鉱株式会社 代　理　人　有　吉　教　晴 手続補正書 昭和づ９２年を月イク日 特許庁長官　志賀　学殿６が １、事件の表示 昭和５９年　特許願　第７３２６６号 ２、発明の名称　製鋼スラグの処理方法３、補正をする
者 事件との関係　特　許　出願大 東１了目１０−２７ ６、補正の対象 明細書 ７、補正の内容

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■転炉又は取鍋から排出される一部固化したスラグを含
   有Ｔる溶融状態の転炉又は造塊スラグに、赤泥、珪酸塩
   質の岩石、鉱物、鋳物廃砂、石炭灰、ガラス屑、カラミ
   の一種又は二種以上を約３〜１５％添加し、処理炉に移
   し１酸素ガスと気体又は液体燃料をランス状バーナ又番
   ズ羽ロパーナから吹き込んで溶融させた後、５〜１０分
   間静止して、比重分離を行い、処理炉の中部出滓口から
   、０ａＯ１Ｓ１０２、ａｘ２ｏｓ、　Ｐに富むスラグを
   出して取鍋に受ける。その後、下部出滓口からＱｒ％Ｍ
   ｎ　、　Ｆｅに富むスラグを出して取鍋に受ける＠又は
   桶から直接顕熱回収用風砕設備で処理して熱気、熱水で
   回収しＰに富むスラグは路盤材や砂に、Ｆｅ、Ｍｎに富
   むスラグは焼結、製鋼補助原料ヘリサイクルし、下部に
   貯まったメタルは成る量になると取鍋に受けてホ、）チ
   ャージで製鋼炉ヘリターンしたり、＃ＷＩｌｌに出して
   インゴ、トにして鉄源として利用する製鋼スラグの処理
   方決〇 ■転炉又は取鍋から排出される一部固化したスラグを含
   有する溶融状態の転炉又は造塊スラグに赤泥、珪酸塩質
   Ｖ岩石、鉱物、鋳物廃砂、石炭灰、ガラス屑、カラミの
   一種、又は二種以上を約３〜１５％添加し、処理炉に移
   し、酸素ガスと気体又は液体燃料を炉ブタの所からバー
   ナーで吹き込み溶融させて、メタルとスラグを分離し溶
   融スラグは顕熱回収用風砕設備で処理して熱気、熱水で
   回収し、かつステグ部は路盤材や砂に・下部にたまった
   メタル框成る量になると取鍋に受けて、ホットチャージ
   で製鋼炉ヘリターンしたり１鋳鋼材に出してインゴット
   にして、鉄源として利用Ｔる製鋼スラグの処理方決。