JPS6379743A

JPS6379743A - 製鋼スラグの粉化防止剤、その製造方法及びその粉化防止剤を用いた製鋼スラグの処理方法

Info

Publication number: JPS6379743A
Application number: JP61223846A
Authority: JP
Inventors: 久松　國男; 園部　甲三; 宏介竹内; 隆福澤
Original assignee: Nippon Chemical Industrial Co Ltd
Current assignee: Nippon Chemical Industrial Co Ltd
Priority date: 1986-09-24
Filing date: 1986-09-24
Publication date: 1988-04-09
Also published as: JPH0550456B2

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］本発明は製鋼スラグ、とりわけステンレス製鋼スラグの
冷却過程において自己崩壊、粉化を起す現象を防止する
為のホウ珪酸アルカリガラス（Ｂ２０３−ＣａＯ−５ｉ
Ｏ２−Ｎａ２０系ガラス）のスラグ粉化防止剤、その製
造法およびその使用方法に関する。

［従来の技術〕製鋼スラグ、とりわけステンレス製鋼スラグに関し塩基
度（Ｃａｎ／ＳｉＯ２重量比）約１．５以上のスラグは
、その冷却過程において２　ＣａＯ・ＳｉＯ２の相転移
によりα型組よりα′型へ、更にγ型又はβ型へと転移
する性質があり、多くの場合α′よりγ型へ転移する際
、約１４％の体積膨張を伴なう為にスラグ自体が自己崩
壊し粉化することが知られている。

この粉化現象が作業環境を悪化させ、ざらにスラグ中の
メタル回収時の回収後残渣としての脱水ケーキが大量に
発生する等の問題が、スラグ処理に対するステンレスメ
ーカーの負担増大の大きな原因になっている。

このスラグの粉化を防止し固化させることは、排出スラ
グを道路等の土木用骨材として有効に２次利用出来るこ
ともあってステンレス鋼メーカーの積年にわたる課題と
なっている。

スラグ粉化を抑制する方法としては次の方法が挙げられ
る。

（１）スラグ出滓時に水砕ガラス化する方法。

（２）　２　ＣａＯ・ＳｉＯ２スラグにＳｉＯ２源を加
えＣａｔ）Ｓｉ０２を主体とした塩基度１．５以下（実
質的にはスラグ組成によって多少変動する）のスラグに
改質する方法。

（３）密度変化の大きいα′型からγ型への相転移を抑
制し密度変化の小さいα′型からβ型への相転移を促進
させる方法。

（１）の方法ではスラグ出滓時に随伴される溶融メタル
により木枠時に水蒸気爆発を発生する恐れのある点、水
砕物では軟質により土木用骨材用途としての十分な強度
を有し得ない点があり、一部で実験的にテストされてい
るが、実用化はされていないのが現状である。

（２）の方法は、現在Ｓｉ（＋２系改質剤として市販さ
れているものもあるが、溶融スラブに対し、約２０％も
の大量のＳｉＯ２を必要とする為、投入設備、攪拌設ｆ
ｌ設置の必要があり、更に添加に伴なう溶滓の温度低下
によるスラグの増粘を生じ、作業性およびコスト面で不
適当である。

（３）の方法、すなわちα′型からβ型への相転移につ
いては、かなり古くから研究が行なわれており、種々の
方法が提案されているが、これらの方法の内スラグ中Ｓ
ｉ・４イオンよりイオン半径の小さいＢ・３でＳｉ・４
を置換する方法が、現在のところ最も有効かつ確実な方
法として提案されている。

（特開昭５３−４３６９０号公報、用鉄技報Ｖｏ１．１
Ｂ、　Ｎｏ、１（１９８Ｇ）　２０−２４　）しかしながら、かかる従来のホウ素系のスラグ粉化防止
方法は微粉末状で、かつそれ自体が含水物であるため、
溶融スラグと接触する際に脱水気化反応とあいまって、
スラグ粉化防止剤の吹き上げ現象を生じ、作業環境を著
しく悪化させると共に、ときには危険を伴うのでその操
作が非常に難かしい、更に、スラグ粉化防止剤自体の溶
融温度は低いものの粘性が高い為にスラグ顕熱だけでは
スラグ中への拡散、混合が不十分で、スラグ粉化防止効
果力（発現し難いという問題がある。

また、従来のホウ素系のスラグ粉化防止剤はスラグとの
化学組成が大幅に異なる為に、溶融スラグに対し、粘度
、密度に差が生じ易く、いわゆるスラグとスラグ粉化防
止剤との親和性が悪く拡散混合能力が小さいという欠点
がある。

［発明が解決しようとする問題点］ホウ素系のスラグ粉化防止剤の従来の欠点を解消する為
には、次の事項を考慮する必要がある。

（１）溶滓への添加に伴ない１発塵、有害ガス発生等に
よる作業環境悪化を起こさず、かつ操作上安全であるこ
と。

（２）溶滓への添加によりスラグ温度の大幅な低下、増
粘を生じないよう添加量が少なくて済むこと。

（３）溶融スラグとの粘度、密度差が小さ゛く、いわゆ
る親和力の高い化学組成を有するものであること。

［問題点を解決するための手段］本発明者らは前記の問題を鑑み、ホウ素系スラグ粉化防
止剤の改良について鋭意研究を行い本発明を完成した。

すなわち、本発明はホウ珪酸アルカリガラスの砂状粉体
を有効成分とする製鋼スラグの粉化防止剤、その製造方
法およびこれを用いた製鋼スラグの処理方法にかかるも
のである。

以下、本発明について説明する。

本発明にかかるホウ素系の製鋼スラグの粉化防止剤（以
下「スラグ粉化防止剤」という）は、従来の結晶性ホウ
酸塩化合物の粉末と異なり、ホウ珪酸アルカリガラスの
砂状粉体であることを特徴とする。

このガラスは製鋼スラグ（以下単に「スラグ」という）
の溶融物との親和性は結晶性ホウ酸塩化合物よりも優れ
ているのであるが、よりその親和性を図るために、溶融
スラグと粘度、比重等が近似するような化学組成を有す
ることが望ましい。

従って、前記ガラスは多くの場合化学組成としてＢ２（
ｈ　：　２０〜５０重量％、　Ｃａｂ：１５〜３５重量
％。

ＳｉＯ２：　２０〜４０重量％およびＮａ２Ｏ：　３〜
１５重量％の範囲にある・。

この範囲外であると粘性が高くなったり、又はガラス化
が困難となって、粉化防止剤の性能が劣化する傾向にあ
る。なお、不可避的に混入される不純物の存在は当然に
許容できることはいうまでもない。

次に、本発明にかかる前記ガラスの粉化防止剤は砂状を
呈する粒度分布を有していることである。

この理由は溶融スラグへ添加する際、添加の態様によっ
ては、流動性をもって速やかに添加できると共に発塵の
発生を抑制し又速やかな、かつ安定した溶融性を与える
ことができるからである。

多くの場合、前記粒度は０．１〜５＋ｓｍの範囲のもの
が少なくとも９０％であることが好ましい。

本発明にかかる粉化防止剤は前記の如きガラス砂状物を
有効成分とするが、ここに有効成分とは、ガラス砂状物
自体の場合は勿論であるが以下に述べる補助剤を含んだ
ものをいう、すなわち。

溶融スラグへの添加態様によっては溶融スラグへの円滑
な溶融が劣る場合があり、時には不溶融塊いわゆる「ま
まこ」を生ずる場合がある。

従って粉化防止剤の添加後速やかな溶融スラグへの良好
な溶融、拡散および混合効果を助長させるため必要に応
じ、前記粉化防止剤に補助剤を配合させることができる
。

このような補助剤とは、加熱により、脱水又は／及び脱
炭酸反応を生ずるような粉末をいい、かかる粉末として
は例えば粘土類、活性白土、珪藻上の如きアルミノシリ
ケート、ベントナイト、ゼオライトの如きアルミノシリ
ケート、真珠岩、石灰石、！［！炭酸ソーダ、ナトリウ
ム、カリウム。

カルシウム、マグネシウム若しくはバリウム等の炭酸塩
、ホウ砂、カーナイト、ウレキサイト、コレマナイトの
如きホウ酸塩から選ばれた少なくとも１種又は２種以上
が挙げられる。

これら補助剤の添加量はその種類や粉化防止剤の添加方
式あるいは、溶融スラグの物性や状態によって一様では
ないが、多くとも粉化防止剤に対し３０重量％まででよ
く、好ましくは５〜１５重量％の範囲にある。

なお、こ、の補助剤の粒度は多くの場合、粉化防止剤の
粒度より小であることが好ましく、その平均粒子径が粉
化防止剤の下限値以下にある方がよい。

次に前記粉化防止剤はガラス組成としてＢ２Ｏ３：２０
〜５０重量％、　ＣａＯ：　１５〜３５Ｂｉ　ｒｉ％、
５ｉ（ｈ　：　２０〜４０重量％およびＮａ２Ｏ：　３
〜１５ｆｆ＜ｆｆｉ％となるようにホウ素、カルシウム
、珪素およびナトリウムの１種又は２種以上を含有する
原料を配合し、次いで得られる調合物を加熱溶液した後
、急冷および粒度調整することにより製造することがで
きる。

ホウ素原料として例えば前記したような、ホウ砂、ホウ
酸ソーダの如き化成品又はコレマナイト（ｃｏ　Ｉｅｓ
ａｎ　ｉ　ｔｅ）（Ｃａ　２Ｂ　ｂＯ＋　＋・５　Ｈ２
０）、ウレキサイト（ｕｌｅｘｉｔｅ）（ＮａＣａＢｓ
Ｏｑ・８　Ｈ２Ｏ）、チンカル（ｔｉｎｃａｌ）（Ｎａ
２Ｂａ０７　　・　１０Ｈ２０）　　　　、　　　　カ
　−　す　　イ　　ト　　（ｋｅｒｎｉｔｅ）（Ｎａ　
２Ｂ　ａＯｒ・４Ｂ２Ｏ）の如きホウ酸塩鉱物などがあ
げられる。

カルシウム原料としては石灰石、消石灰、生石灰、珪酸
カルシウムなどがあげられ珪素原料としては珪石、珪砂
、１華、珪酸アルミニウム、珪酸カルシウムなどであり
、ナトリウム原料としては、ソーダ灰、珪酸ナトリウム
ガラスなどがあげられる。

これらの原料を適宜選択してガラス組成として前記範囲
になるように調合し、所望の溶融炉に投入して加熱溶融
する０次いで、融液を急冷径粒度調整して製品とする。

融液の急冷方法としては、多くの場合、融液をタップし
ながらこれに圧力水をかけて水砕し、砂状のガラスとし
て回収する方法が最も実用的で好ましいが、他の方法と
しては、タップする融液をベルトコンベアーに乗せて、
水又は空気により冷却してカレットとして回収する方法
がある。

次いで付着水を除くべく、乾燥後粒度調整するが、水砕
品の場合は必ずしも粉砕および篩分けによる粒度調整は
必要でなく、乾燥品がそのまま製品とすることができる
ので１粒度調整は必要に応じて行えばよい。

この場合、所望により、前記の補助材料を配合すること
もできる。

更に本発明は、前記粉化防止剤を用いる場合製鋼工程、
とりわけステンレス製鋼工程において、副生する溶融ス
ラグにホウ珪酸アルカリガラスを有効成分とする砂状粉
体をＢ２Ｏ３として少なくとも０．２重量％含有するよ
うに添加することにより該スラグの粉化防止を行うこと
ができる。

本発明において対象とするスラグはステンレス鋼などの
製鋼スラグであるが、該スラグが冷却に際しあるいは経
時変化により崩壊し又は粉化する現象を生ずるようなも
のであり、一般的には塩基度Ｇａｐ／　５ｉＯ２（重量
比）が１．５以上のものである。

また、本発明にかかる粉化防止剤を添加する態様は添加
後速やかに溶融スラグ中へ混合拡散するような方法を採
れるものであれば特に限定する必要はない。例えば溶融
スラグ表面に散布する方法、所望量を入れた袋毎投入す
る方法、圧力空気で移送して溶融スラグへ吹付けるよう
に添加する方法があげられる。

本発明にかかる粉化防止剤のスラグに対する添加量は前
記のように少なくともＢ２Ｏ３として０．２重量％であ
り、好ましくは０．３〜１重量％の範囲にある。約０．
２重量％以下の場合は、スラグ粉化防止に不充分であり
、上限は主として経済上の理由から自ずと限定される。

以下本発明につき実施例にて具体的に説明する。

［実施例］実施例１下記の配合割合（重量部）原料配合物を１００ＫＶＡ容
呈の抵抗式電気炉を用いて溶融した。

原料配合割合（重量部）得られた融液を水砕した後乾燥して次に示す組成（ｗｔ
％）を有する下記に示す水砕ガラス化物を調製した。こ
のものをおのおの１０Ｋｇ宛ビニール袋に密封し粉化防
止剤試験試料とした。

１粒度は一ヒ記数値範囲のものが９０％以りである。

更にステンレス製鋼用電気炉（３０を容量）より製出さ
れた１回目出銑時のスラグ塩基度ＣＣａＯ／ＳｉＯ２＝
　１．６２）を取鍋よリスラグポットに除滓する際、試
験試料を１０Ｋｇビニール袋のまま６０Ｋｇ同時投入し
、かかるスラグを放置冷却して固化した後に常温に至る
までの状況を観察した。

試験時の条件は次の通りである。

かかる実験では溶融スラグに対する試験試料の添加量は
試験番号１では０．４３Ｂ２Ｏ３重量％、試験番号２で
は０．４５　Ｂ２Ｏ３重量％、試験番号３では０．４６
重量％に相当する。試料添加に際しいずれの実験におい
ても発塵、ガス発生は全く見られず、添加操作は安全で
あり、スラグボット内へのスラグ注湯時には良好な拡散
混合が得られた。

更に試験時のスラグを常温まで放冷した後に。

状況を観察したところ、崩壊粉化現象は全く見られなか
った。

尚、試験後のスラグ組成（重量％）は次の通りであった
。

なお、このスラグ自体は冷却すると自己崩壊して粉化す
る。ものである。

また、Ａ、Ｂ、Ｃの試料添加のスラグ（改質＆）と無添
加のスラグ（改質前）を以下の処理条件でオートクレー
ブ処理によるスラグの崩壊率測定を行った。

処理条件：試料スラグ破砕後粒径１０〜２５ｍｍに粒度
調整し、これを２００℃、　２０Ｋｇ／ｃｍ２．３時間
オートクレーブ内に保持し、次いで乾燥した後ふるい分
け、１０＋ｓｍ未満の粒径のものを崩壊物とした。

上記オートクレーブ処理後の崩壊物の割合（％）を示す
。

実施例２結合水および炭酸塩を併用する場合の効果をみるための
実施例１で使用したサノプルＡ、Ｂ、Ｃに対して、活性
白土（粒径１〜２φ■）、又は石灰石（粒径ｌ〜２φｍ
ｍ）又は炭酸水素ナトリウム（粉末）を下表に示す割合
で添加混合し１０Ｋｇ宛ビニール袋に密封して試験試料
とした。当試料について実施例１と同様の方法に依り試
験を行なった。

試験時の条件は下表の通りである。

試験時のスラグ組成分析値（重量％）は概ね次の通りで
ある。

いずれの実験においても試料投入による発塵現象は全く
見られず脱水、脱炭酸反応に伴ない、溶融スラグ上にお
いて、試料は瞬時の内に飛散流動し、急速にスラグ内へ
と溶融拡散した。試験時のスラグを常温まで放冷した後
に状況を観察したところ崩壊粉化の現象は全く見られず
、スラブに対する粉化防止剤使用量は０．３０〜０．３
７　Ｂ２Ｏ３重量％でト分な効果を上げ得ることが判明
した。

比較例実施例１において、粉化防止剤として溶融スラグに対し
ホウ砂（Ｎａ２Ｂａ０７４０Ｈ２０）　（Ｂ２０３：　
３７．００重量％、　Ｎａ２Ｏ：　１６．５重量％）　
（０，２〜０．４ｍｍのものが５５％）を１２Ｋｇ／ｌ
スラグ、ビニール袋毎投入したところ、激しい飛散と吹
き上げを生じ未溶解の塊りが生じたので、投入を中止せ
ざるを得なかつた。

［発明の効果］１、本発明品は、ガラス化したスラグ粉化防止剤である
為に炭酸ガス、水蒸気等の熱分解気化熱、転移熱等溶融
に伴なう吸８量が小さく、溶融速度が従来のものに比べ
極めて速い。

２、溶融スラグに対する粘度、密度等の差の小さい親和
性に富んだ化学組成に設計しである為に、従来品に比べ
本発明品は拡散混合の効果が極めて大きい、さらに溶融
に際して脱水又は脱炭酸反応を伴なう物質を本発明品に
混合して使用する場合には、拡散、混合の効果は従来品
と混合使用する場合に比べ極めて向上する。

３、ガラス化したスラグ粉化防止剤であるため、脱ガス
反応を起こさず、更に砂状の大きさであることから溶融
スラグへの添加時に吹き上げ飛塵等により作業環境を悪
化させることがない。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ホウ珪酸アルカリガラスの砂状粉体を有効成分と
する製鋼スラグの粉化防止剤。
（２）ホウ珪酸アルカリガラスは化学組成としてＢ＿２
Ｏ＿３：２０〜５０重量％、　ＣａＯ：１５〜３５重量
％、ＳｉＯ＿２：２０〜４０重量％およびＮａ＿２Ｏ：
３〜１５重量％を含有する特許請求の範囲第１項記載の
製鋼スラグの粉化防止剤。
（３）他の成分として加熱により脱水又は／及び脱炭酸
反応を生ずる粉末を全重量当り多くとも３０重量％含有
する特許請求の範囲第１項記載の製鋼スラグの粉化防止
剤。
（４）ホウ珪酸アルカリガラスの砂状粉体は粒度が０．
１〜５ｍｍの粒度範囲のものが９０％以上である特許請
求の範囲第１項又は第２項記載の製鋼スラグの粉化防止
剤。
（５）ガラス組成としてＢ＿２Ｏ＿３：２０〜５０重量
％、ＣａＯ：１５〜３５重量％、ＳｉＯ＿２：２０〜４
０重量％およびＮａ＿２Ｏ：３〜１５重量％となるよう
にホウ素、カルシウム、珪素およびナトリウムの１種又
は２種以上含有する原料を調合し、次いで得られる調合
物を加熱溶融した後、急冷および粒度調整することを特
徴とする製鋼スラグの粉化防止剤の製造方法。
（６）乾燥して得られるガラスの砂状粉体に加熱により
脱水又は／及び脱炭酸反応を生ずる粉末を調合する特許
請求の範囲第５項記載の製鋼スラグの粉化防止剤の製造
方法。
（７）加熱により脱水又は／及び脱炭酸反応を生ずる粉
末は粘土類、活性白土の如きアルミニウムシリケート、
ベントナイト、ゼオライトの如きアルミノシリケート、
真珠石、石灰石、重炭酸ソーダ、ナトリウム、カルシウ
ム、マグネシウム若しくはバリウム等の炭酸塩、ホウ砂
、カーナイト、ウレキサイト、コレマナイトの如きホウ
酸塩から選ばれた１種又は２種以上の粉末である特許請
求の範囲第６項記載の製鋼スラグの粉化防止剤の製造方
法。
（８）製鋼工程において副生する溶融スラグにホウ珪酸
アルカリガラスを有効成分とする砂状粉体をＢ＿２Ｏ＿
３として少なくとも０．２重量％含有するように添加す
ることを特徴とする製鋼スラグの粉化防止方法。