JPS6183876A - 製鋼、脱リンスラグの処理方法 - Google Patents

製鋼、脱リンスラグの処理方法

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JPS6183876A
JPS6183876A JP20515784A JP20515784A JPS6183876A JP S6183876 A JPS6183876 A JP S6183876A JP 20515784 A JP20515784 A JP 20515784A JP 20515784 A JP20515784 A JP 20515784A JP S6183876 A JPS6183876 A JP S6183876A
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furnace
steelmaking
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泊 正雄
利光 孝司
城後 浩之
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Nippon Jiryoku Senko Co Ltd
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Nippon Jiryoku Senko Co Ltd
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、製鋼過程で生じる転炉スラグ、造塊スラグ(
これらを総称して製鋼スラグという)及び溶銑予備処理
工程である脱リン処[Il!工程で生じる脱り/スラグ
 (以トIl+と1゛スソクとい−ノ)のfI効利川用
ごれらの顕2九を回収する方法に関するものである。
〔従来技術〕
一般に製綱スラグ、脱Pスラグは、2CaO・5iOz
、 F −CaO、F −Mg0 、2CaO−FeJ
i、4CaO−AI’ ”   Jy ・FezOz、
FeO,FetOx、 Fe30a等を主に含有してい
るので、2CaQ、Sin、が冷却の過程でT  2C
a(1・5i02に変態したり、F −CaO、F  
MgOが吸水してCa(OH)z = M(H(Off
)zに変わる場合の体積膨張に起因して膨張崩壊が起こ
る。このため、セメント原料(CaO,5iOz、Fe
zes 源等)、肥料として利用されるか、あるいは、
5i(h、八1103 、FezO3を適当量含有する
改質材をl容滓(溶融状態の!!鋼スラグをいう)中に
添加して膨張崩壊しない安定化物にスラグを改質し、路
盤材等に一部使用されているが、大部分は埋め立て廃棄
され、資源として充分に活用されていなかった。
そこで、製鋼スラグ、脱Pスラグの資源としてのfll
川について鋭意再資源化の検討が進められ、例えは、製
鉄補助1+;+才1(+i、;J幻)原料、製鉄I!;
す1少 \′・、 適量のCaO、I’ezOi  、
 FeO、Fe30t  、  MgO、’、nOを含
有しフラックス効果があるので焼結原料としての利用が
研究されている。
ところが、製鋼スラグ、脱Pスラグはそのままではリン
(以下Pと記す)を多分に含むので、高炉原料に使用し
た場合Pが還元され、溶銑中のPが高くなり製a過程で
脱Pのため、CaOを多量使用しなければならないとい
う問題があり、製鋼原料として使用すると、滓化が早く
なるので好都合であるが、製鋼中のPが高(なるという
問題がある。
この種の研究として、本願出願人が以前に研究し出願し
た特公昭56−484号公報に記載された、溶融状態の
製鋼滓に、赤泥、粘板岩の革独若しくは混合物と塩化物
とを添加し、揮化ガスを水中に吸引することを要旨とす
る製鋼滓の脱リン方法がある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記特公昭56−484号公報に記載された製鋼滓0)
呪す7カ法によ;り、 応前記問題点Cあろ製−スうグ
中の1)を戚ノ12さ−Uろことが71能とな2.たが
、上記脱P処理がなされた製鋼滓は、鍋内または放流場
でそのまま凝固させていたので、製鋼滓のをする莫大な
顕熱は利用されず大気中に放出され”どいた。
また、’M t−81スラグ、1況Pスラグを資源とし
て活用し、上記原料を得ようとする場合、固化した製鋼
スラグ、脱Pスラグをクラノソヤ等の機械を使用して破
砕しm選処理を行うという工程が必要であった。。
史には、11i7記した5!!鋼滓の脱リン方法は、高
温状!声にi’+’fけ(いる製鋼滓を対象とし、その
顕)ハを利用して脱Pを行っているので、低温状態の、
場合にL−1では一部に固化したスラグが溶滓中に含ま
れる場1) 脱[ンが充5]出来なかった。
本発明はl−記′]1情に沼めなさ4またちので、高温
挟止の製釦1スラグ、1況1)スラグ(これらを総称し
てスラグ塩いう)たけでなく、一部に固化した製11ス
ラグ、脱Pスラグを含t、硲l+の改質と脱Pとを行な
い、従来t+われCいたクソノ、ツヤ”tの低酸を使用
して破砕し碩ぶ処理を11うこと八く、製り、・1スラ
グ、脱Pスラグの資源としての有効利用を図ると共に、
製鋼スラグ、脱Pスラグの含む顕士へも回収する製鋼ス
ラグ、脱Pスラグの処理方法を提供するものである。
C問題点を解決する手段〕 上記目的に沿う本発明に係る製鋼スラグ、脱Pスラグの
処理方法は、転炉または取鍋から排出され、溶融状態の
または一部に固化し1こスラグを含有する溶融状態の転
炉スラグ、造塊スラグまたは脱リンスラグに、3〜10
重川%の用点粘性低下材と、3〜5重量%の塩化物とを
添加する第1玉程と、上記添加物が加えられた転炉、造
塊または脱リンスラグを処理炉において補助熱源発生装
置で加執熔融し、上記スラグ中に含有するリンを1亜化
させると共に、」二記スラグ中のメタルを下部に沈降さ
せる第2工程と、上記メタルの分離したスラグを上記処
理炉から取出し、顕効回収用凧砕設備で風砕して資源と
して利用すると共に顕仙を5八水、情気としこ回11y
’4’ Zw・I’s 3 j:、II、lと、l記処
理カ「のト部に沈降したメタルを一8L甲になった後、
取出してメタルdQとしてtす用する第4工程とから構
成される。
ごごに、第1 ]二程で、融点粘性低ト÷オとは5if
t、 Al2O3、FezO3,NaJをi!!! ’
41 里含有するものをいい、具体的には赤泥、珪酸塩
質の岩石、珪酸塩質の鉱物、同風化物、鋳物廃砂、高炉
スラグ、石炭灰、ガラスクス、カラミ、ダストまたは酸
化鉄の一種または一種以上を含もものをいう。
ト記融点粘性低下材及び塩化物の添加方法として5よ、
(8)製練炉内に製錬の最初または途中から19人する
(b)製錬炉に出湯後投入する(c)製練炉、取鍋から
排出するi8滓(硲融スラクをいう)に接して投入する
(d)製錬炉、取鍋からiJF滓鍋に投入される溶7′
+流の落下位置とは離して排滓鍋に投入する(e)排滓
鍋の敷滓の代用として使用する(r) il)滓鍋内で
溶滓とす/ドイノチ状になるように没入する(g)連鋳
終了後の取鍋内に投入する(h)脱Pスラクを掻き出す
前の鍋や取鍋に投入してIII出する(1)脱りスラグ
を1品き出す時のi61’(i ?ALに接して投入す
る(j)第2土程で使用する神助37.dQ発生装置を
付設した処理炉に溶融スラグ(前記した通り、一部間化
したスラグが混入している場合も含む。以下間し)を入
れる前に投入する(k) (j)の方法で溶融スラグを
入れた後に投入する。(1)(j)の方法で溶融スラグ
を入れた後、処理炉を操業しながら投入する(++)上
記(c)〜(i)の方法で投入後、ランスパイプ状物を
挿入し、0□ N2  またはエアーを吹き込んで、バ
ブリングを行う等があるまた、補助熱源発生装置とは、
処理炉中の溶融スラグを溶融するための熱を発生するW
itをいい、例えば、酸素ガスと液体燃料または気体燃
料とを吹き出すランス状バーナまたは羽口バーナから成
るもの、炉蓋に取付けられ、酸素ガスと液体燃料または
気体燃料とを吹き出すバーナから成るものあるいは、電
力により熱を発生する電気炉からなるものをいう。
また、第3工程において資源として利用すると、L、例
え:よ暁情1j;ミ科、製鋼補助1t;i 11、路需
材、砂“9に刊III iろこ止をいい、第41−程で
資IIQとしてII III −+ 7.とl)、例え
ば、ホ、・トチャジャで製鋼炉−1戻したり、iltl
”ltlでインゴットにしてi火源としてfll II
I 1−ることをいう。
〔作用] まず、第1工程で、転炉または取鍋から排出さnろ溶融
状咋のまjsは一部に固化したスラグを含イ1するlh
融融状産声転炉スラグ、苗塊スラクまたは脱り/スラグ
に、3〜10重尾%の融点粘性低下材を添加した理由に
ついて説明する。製鋼スラグは塩粘度が^6いので、融
点(溶削温度1520〜1545℃)は畠く、高温度の
ときは粘性は低い。しかし、製鋼スラグの温度が150
0〜1530℃になると2CaO・SiO□の品出が2
激に起こり、粘度が100ボイズ以にとなろので、融点
粘性低下材を添加したのである。この融点粘性低下材と
しては、SiO□、41.03中、独あるいは5iOz
〜A1.O,系耐火レンガ破砕物でも良いがi8融温度
力程1く、反応が生起し難いという欠点があるため、S
in、、Al2O2、Fezes −Nazoを適当星
含有するものを添加する。そしC1この融点粘性低下材
はスラグ改質材としくちイ1用し、融点粘性低下材を加
えるごとによ−、で、処理後のスラグが膨張崩壊を起こ
さないようになる。
この融点粘性低下材に併せて、製鋼スラグ、脱Pスラグ
中のPを揮化させるための塩化物を加えておく。
次に、第2工程で上記添加物が加わった製鋼スラグ、脱
Pスラグを補助熱源発生装置を有する処理炉にて完全に
溶解する。これによって、一部に固化したスラグもt8
解し、上記融点粘性低下(オと塩化物が加わり、粘度も
低下しているので、+8融スラグ中に含有しているi8
鋼は凝簗して’6 IIIすると共に、軽いP分は+8
融スラグ中を上昇して揮化する。以上の工程によって製
鋼スラグ、脱Pスラグから鉄分とP分が分離される。
第3工程において、上記鉄分とP分とが分離されたスラ
グを顕熱回収用風砕設備で風砕すると共に、溶滓中に含
まれている熱を熱水または熱気として回収し、例えば、
低温度発電や乾燥熱源としごFり川4・・、′11. 
−の処理炉)・+ trj i、llI:t、7.・I
り、11f(づへ1川収川[ΦL6’i’ 、I2 f
6員二(多1力1人としては、処理炉から、 1〕lδ
融4ラクを取鍋に1うしたj(行う方法や[Aを介しご
けう方法がある。
第4T’f’Aにおいて5よ、処理炉の十部に沈降した
メタルを一定Yになった後、吹出しで前記したようにメ
タル源として+1用する。
〔実施例1〕 続いて、本発明の第1の実施例を添付した図面を参暇?
シながら説明する。
第」図に示す如く、処理炉lOはスラグと反応しにくい
マグネノアカーボン煉瓦等で内張され、該処理炉10に
は、補助熱源発生装置の一例である羽jコハーナ11が
付設されている。この羽ロハーナ11は処理炉体I2の
下部側面に取付けられているが、大型炉においては、対
角線方向からあるいは3方向から中の溶融スラグが回転
するように半径方向と角度を成して配設しておく。
なお、この羽ロハーナIIの代わりに図に示すように、
補助動源発生装置の一例であるランス状ハーリ1;)を
炉、?H(14に;1通しC取イjりろ一1f戸り11
ヒ(ある。この場合、大型炉にらいて1.よ図に−r’
<ずように先端15を2分しておく。
上記処理炉体12の側部には7容1融スラクの出t’&
 11I6と溶けたメタルの出湯口17が配設されてい
る。
また、炉蓋14は移動式で耐火物で内張さね、がっ、そ
の内部には熱を反射し、軌効率を向上する通気性放射体
18が設けられ、通気性成11体18を1m過した排ガ
スはノヤワ状の水を噴出してりへ交模を行う姑交喚塔1
9を通った後、湿式!IS塵機20を通−7で空気中に
排出される。
この処理炉IOに、転炉または取鍋から排出された一部
に固化したスラグ(渦肌、表面硬化スラグも含む)も含
有する溶融状態の製鋼スラグ、脱Pスラグと3〜10重
鼠%の融点粘性低下材と3〜51114の塩化物とを投
入し、上記した羽ロハーナ11から、酸素と1曲あるい
は酸素とCOGガス等を吹き込み、燃焼57温させて製
i−スラグを完全に溶解する(第1[程、第2工程)、
これによって、軽いP分は上シフ、 L 1ift化す
ると共に、市いメタル・1 :、’−1I11贅−it
ド41 ・・。
、二の後、tiH,’ckノックを出i! + + +
 t;かし)排出し、取鍋21で受けて顕包囲収用風砕
設錨22のi8融スラグの入[1である風砕用樋23に
流し込む。この風砕用!i!23の下部には空気噴出口
24が設けられ、流れてきた溶融スラグを風砕する。
上記顕軌回収用風砕設(Iii22の14囲の壁25は
水冷鋼板から成り(口中、矢印aは水の入口を矢印すは
水の出口を示す)、溶融スラグの勢が壁25に吸収でき
るようになっている。そして、この7容融スラグによっ
て加熱された水は軌交喚を行って回収され、水は再度使
用されることになる。一方、熱風はサイクロン26と集
塵機27を通った後回収されて、温;九源として利用さ
れる。
風砕物は顕熱回収用風砕設備22の下部にある排出口2
8からコンヘア29上に排出されて、風砕物ホッパ30
に集められる。
この後、コンへア31で(6選[32に搬送され選別さ
れて、鉄分はコンヘア33でホッパ34に運ばれ、製鋼
炉に返して、鉄源として利用される。
一方、スラグ分は振動篩35で分級され、”ICI、別
にホッパ35a 、 15bに貯蔵され、g14捕助1
!;! f’)、焼結原料、路盤材、砂等に使用される
(坩ト第3工程)。
処理炉10の最下部に溜まったメタル分は1500〜1
550℃ではIl’1lrl鋼の場合溶解しないので、
故チャージ経過しである程度溜まった後、1600°C
!こ1温して溶解し、出湯口I7から取鍋36に排出す
る。そして製鋼炉ヘホノトチャージするか、イノ′:l
ノドにして製鋼炉に返す(以上第4工程)。
なお、前記した熱交換機19と集塵機20によって製鋼
スラグ、脱Pスラグから揮化したPうよ水に吸収させて
燐酸として回収する。
なお1.E記実施例においては、処理が10から+JF
出される7容融スラグを取鍋21に移してから風砕設備
22に投入したが、直接樋を介して風砕設備22ムこ投
入することも可能である。
〔実施例2〕 次に、第2図を参り、べしながら、本発明の第2の実施
例に係る製鋼スラグ、脱Pスラグの処理方法につい(説
明Jるか、中jMシた説明を古くため、1記第1の)施
例とjl、通の(14成要素には同 の番号を付してそ
の説明を省略する。
Mに示すように、傾動可能な処理炉10aはスラグと反
応しにくいマグ翠ノアカーボン煉瓦で内張すされている
6また炉蓋14aは移動式で耐火’till(^1t0
3が生体)で内張すされ、その内部には前記した通風性
放射体18aが配設され、該通風性放射体18aをil
!過した排ガスは熱交換塔19および集塵機20を通し
大気中に放出されている。
この処理炉10aに転炉または取鍋から排出される製鋼
スラグ、脱Pスラグ(u74肌、表面硬化スラグを含む
)と所定量の融点粘性低下材と塩化物とを入れて炉11
4aを被せ、炉蓋14aに取付けられている補助り^黒
発生装置の一例であるバーナllaから酸素ガスとLP
Gガスまたは酸素ガスと灯油とを溶融スラグ面に吹きつ
けて昇温させて完全にC容解する。これにより製綱スラ
グ、脱Pスラグ中のP分とメタル分の分離を行う(第1
工程、第2]−程)。 この後、処理炉10aを傾動さ
せて風砕用樋にlli出さUる(以1・第;(」7程)
ht F部に沈んだメタルはある程度溜11:、た段階
で1600℃に18解後、処理炉10aを傾動させ、取
鍋に受けて上記第1の実hト例と同様製鋼炉に戻し再利
用する(第4工程)。
〔実施例3〕 続いて、第3図を参照しながら、本発明の第3の実施例
について説明するが、第2図に示す処理方法とは、処理
炉に付設する補助熱源発生装置が異なるだけである。
即ち、処理炉10aの炉蓋14aには、通常の電気炉と
同しく上手に」−げトげ可能な3本の電8I37が設け
られて、図示しないNfJによって電力が供給されて前
記添加物が加えられた製鋼スラグ、脱Pスラグが加熱さ
れるようになっている。
〔実験〕
以下に本発明方法の作用効果を確認するために1テった
実験及びその結果を示す。
実験資料は第1表及び第2表に示すものを使用した。
これらのτγ料を105〜lIo゛cの恒温乾燥機(’
211時間以上乾燥後、製鋼スラグ等の資料はサンプル
ニア゛ラインダで311m以下に粗砕し、製鋼スラグ、
脱Pスラグについてのみ磁選して非磁物を電融マグ茅ノ
アルツボに入れ、1530“Cに保持したノリコニ7ト
電気炉で10分間保持して、1530℃で再溶解後塩化
物を添加し、3分間ランス状物を挿入してエアを吹き込
みバブリング後、7分間保持して炉外に取り出して空冷
し、ダイヤモンドカッターで上部、中部、下部に切断し
、CaO、Stew、 MgO+P等の化学分析を行い
調べた。
各資料の配合割合(重量%)を第3表及び第4表に示す
次の第5表;ご、3 ’T3:r) J) ft 7’
i吻ノl、何?l温度(JIS法にEろセーケル=!−
)Cごて)を示す。
弔 5 表 また、ルツボ弐回転粘度計C100ボイスまで1ull
定iiJ能)による粘度4]11定結果の数例を第6表
に示す。
以1の如く、製2′:1スンク、)悦11スソグ里味(
:は硲けり温爪、粘j1はJl’ 2;−に高いが、融
点粘性低ド材の一例である珪酸塩質の岩石、鉱物等を添
加すると溶削温度、粘度共に急激に低下することが分か
る。
次に、製鋼スラグ重味の再溶解した場合、製鋼スラグに
珪酸塩質の岩石、鉱物等を添加して再溶解した場合、及
び製綱スラグに珪酸塩質の岩石、t5i:′pA等と塩
化物とを添加し、ランスパイプ状物にてエアーを吹きを
3分間行い、5分間保持後炉外に出して冷却た場合の数
例を第7表〜第13表に示す6 第7表 第8表 第9表 L1表〜第9表にII) io解による比申分薗試験結
果の数例を示した!II+ < 、軸力1スング「11
味(は良好ではないが、融点、粘性低下を起こさゼると
、その現象は著しくなる。
第10表 夷!1表 !812表 第13表 以上のことから、融点粘性低下材の一例である珪酸塩質
の岩石、FL物等をの添加された溶融状態にある製鋼ス
ラグを放置冷却すると上層MIILまP、CaO、Mg
O等が高くなり、下層部はT−Pe、Mnが高くなり、
P、CaOは低くなる。
しかし、更に塩化物を溶融状態のスラグに話力aし、ハ
ノリ/グをii−ノと塩素カスも飛ぶが、E)も蓮化し
で、F部、中部、F部ともPの量が変わらず、全体とし
てPが減少することがわかる。
また、Pの減少は塩化物を多く役人する程、効果がある
ことになる。
次に、本+91方法で生したスラグのF −CaO2崩
壊率、吸水率、表乾比重と溶出試験結果の数例を第14
表に示す。
なお溶出イオン濃度は環境庁告示方法による溶出試験で
行い、HA壊率はASTM法(200℃、20kg/c
@”、3時間保持)によって2.5−1.2ms+の粒
度で1テい、1.2mm以下を崩壊物とした。また吸水
率、表乾比重はJISAIIOIに準しておこなった。
(発明の効果〕 以りの如く、本願方法によれば、未利用資源として処置
に困っている製鋼、脱Pスラグを全国的に賦存して未利
用資源である珪酸塩質の岩石等あるいは産業廃棄物であ
る赤汚、カラスクズ等と、塩化物を用いて、スラグの改
質とり/の渾化とを図って、焼結原料、製鋼抽助原t′
4、路藷ナオ、砂等の資源としての利用価値を高め、更
にはl容融スラグ中に含まれている鉄分は鉄源とし゛ζ
利用できるものである。
また、Cイ融スラグの存する顕性は顕熱回収用風砕設飾
で動水、動態として回収されるので、例えば、低温度発
電や乾燥装置の熱源としてfll用できると共に、本1
911方法によって、一部に同化したスラグをイ]する
溶融状態のスラグであっても、その改質及び脱Pが可能
となる。
史には、溶融状因のスラグを風砕しているので、りう7
./中等の動く機織設備が不用となる。
4 図+l+i ノ面’i1i; 、31明第1 IA
は74−発明の第1の人施例の丁)”I説明図、第2図
は本発明の第2の太施例の、1桿−)と明図、第3し1
は本発明の第3の実施例の工程説明図をボす〔符号の説
明〕

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)転炉または取鍋から排出され、溶融状態のまたは
    一部に固化したスラグを含有する溶融状態の転炉スラグ
    、造塊スラグまたは脱リンスラグに、3〜10重量%の
    融点粘性低下材と、3〜5重量%の塩化物とを添加する
    第1工程と、上記添加物が加えられた転炉、造塊または
    脱リンスラグを処理炉において補助熱源発生装置で加熱
    溶融し、上記スラグ中に含有するリンを揮化させると共
    に、上記スラグ中のメタルを下部に沈降させる第2工程
    と、上記メタルの分離したスラグを上記処理炉から取出
    し、顕熱回収用風砕設備で風砕して資源として利用する
    と共に顕熱を熱水、熱気として回収する第3工程と、上
    記処理炉の下部に沈降したメタルを一定量になった後、
    取出してメタル源として利用する第4工程とから成るこ
    とを特徴とする製鋼、脱リンスラグの処理方法。
  2. (2)処理炉の補助熱源発生装置が酸素ガスと液体燃料
    または気体燃料とを吹き出すランス状バーナから成る特
    許請求の範囲第1項記載の製鋼、脱リンスラグの処理方
    法。
  3. (3)処理炉の補助熱源発生装置が酸素ガスと液体燃料
    または気体燃料とを吹き出す羽口バーナから成る特許請
    求の範囲第1項記載の製鋼、脱リンスラグの処理方法。
  4. (4)処理炉の補助熱源発生装置が炉蓋に取付けられ、
    酸素ガスと液体燃料または気体燃料とを吹き出すバーナ
    から成る特許請求の範囲第1項記載の製鋼、脱リンスラ
    グの処理方法。
  5. (5)処理炉の補助熱源発生装置が電力により熱を発生
    する電気炉からなる特許請求の範囲第1項記載の製鋼、
    脱リンスラグの処理方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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