KR20220134634A - 슬래그 제품의 제조 방법 및 슬래그 제품 - Google Patents
슬래그 제품의 제조 방법 및 슬래그 제품 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20220134634A KR20220134634A KR1020227030407A KR20227030407A KR20220134634A KR 20220134634 A KR20220134634 A KR 20220134634A KR 1020227030407 A KR1020227030407 A KR 1020227030407A KR 20227030407 A KR20227030407 A KR 20227030407A KR 20220134634 A KR20220134634 A KR 20220134634A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- slag
- steel slag
- boron
- steel
- mass
- Prior art date
Links
- 239000002893 slag Substances 0.000 title claims abstract description 187
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 111
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 111
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 32
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N diboron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 229910052810 boron oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 46
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 5
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 abstract description 21
- 230000036571 hydration Effects 0.000 abstract description 19
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 124
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 65
- 239000000047 product Substances 0.000 description 31
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 description 14
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 12
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 10
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 8
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 7
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 4
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 4
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 4
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 4
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000007572 expansion measurement Methods 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 238000002411 thermogravimetry Methods 0.000 description 3
- 229910019440 Mg(OH) Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 238000004453 electron probe microanalysis Methods 0.000 description 2
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 2
- -1 for example Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000002969 artificial stone Substances 0.000 description 1
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 1
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UYANAUSDHIFLFQ-UHFFFAOYSA-N borinic acid Chemical compound OB UYANAUSDHIFLFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZADPBFCGQRWHPN-UHFFFAOYSA-N boronic acid Chemical compound OBO ZADPBFCGQRWHPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010883 coal ash Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- UQGFMSUEHSUPRD-UHFFFAOYSA-N disodium;3,7-dioxido-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3,5,7-tetraborabicyclo[3.3.1]nonane Chemical compound [Na+].[Na+].O1B([O-])OB2OB([O-])OB1O2 UQGFMSUEHSUPRD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000004720 fertilization Effects 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- VGTPKLINSHNZRD-UHFFFAOYSA-N oxoborinic acid Chemical compound OB=O VGTPKLINSHNZRD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000010801 sewage sludge Substances 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- NVIFVTYDZMXWGX-UHFFFAOYSA-N sodium metaborate Chemical compound [Na+].[O-]B=O NVIFVTYDZMXWGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B5/00—Treatment of metallurgical slag ; Artificial stone from molten metallurgical slag
- C04B5/06—Ingredients, other than water, added to the molten slag or to the granulating medium or before remelting; Treatment with gases or gas generating compounds, e.g. to obtain porous slag
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D15/00—Handling or treating discharged material; Supports or receiving chambers therefor
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
Abstract
프리 MgO를 함유하는 슬래그의 수화 팽창이 억제된 슬래그 제품의 제조 방법 및 슬래그 제품을 제공하기 위해, 철강 슬래그를 이용한 슬래그 제품의 제조 방법으로서, 용융 상태의 철강 슬래그를 냉각하고 고화시킨 슬래그를 원료로 해서 슬래그 제품을 제조할 때에, 철강 슬래그에 함유되는 프리 MgO 100질량부에 대해 산화붕소 환산으로 30질량부 이상에 상당하는 붕소를 용융 상태의 철강 슬래그에 첨가하고, 붕소가 첨가된 철강 슬래그를 혼합한 후, 철강 슬래그를 냉각 고화한다.
Description
본 발명은 슬래그 제품의 제조 방법 및 슬래그 제품에 관한 것이다.
공업의 발전에 수반하여, 각종 산업에 있어서 생성되는 산업 부산물도 증가의 일로를 가고 있다. 최근에는 지구 환경 보전이라는 관점에서, 이러한 산업 부산물을 유효하게 이용하는 것이 시도되게 되어 왔다. 산업 부산물의 예로서, 예를 들면, 제철소에서 발생하는 고로 슬래그나 제강 슬래그 등의 철강 슬래그나, 화력 발전소에서 발생하는 석탄재, 폐기물이나 하수 오니(슬러지)의 소각재 등을 고온에서 용융하고 냉각, 고화시킨 것인 슬래그 등이 있다. 이들 슬래그는 적정한 입도 조정이 실시되어, 노반재나 지반재 등의 토목 건축용 자재로서 재이용되고 있다. 그 밖에는 예를 들면, 제강 슬래그와 고로 슬래그 미분말을 주체로 한 재료인 철강 슬래그 수화 고화체는 콘크리트와 마찬가지로 혼련 설비를 이용하여 제조하는 것이 가능하다. 또, 철강 슬래그 수화 고화체는 항만 토목 재료나 노반재 등의 인공 석재로서 사용되는 경우도 있다. 이러한 슬래그를 재료로 한 토목 건축용 자재나 철강 슬래그 수화 고화체를 슬래그 제품이라고 부르고 있다.
제철소의 제강 공정 등에서 이용되는 정련용 내화물에는 내열성이나 내침식성이 요구되기 때문에, 마그네슘을 이용한 것이 사용되는 경우가 있다. 또한, 제강 공정에서는 이 정련용 내화물의 용손·침식을 막기 위해, 통상은 용융 슬래그 중에 산화 마그네슘을 필요량 첨가하는 조업이 실행되고 있다. 이 상태로부터 냉각된 슬래그 중의 MgO는 일부가 CaO나 Al2O3나 SiO2 등과 복합 산화물을 형성하지만, 그 밖에는 그대로 MgO의 상태에서 존재하고 있다.
CaO나 Al2O3나 SiO2 등과 MgO로 형성되는 복합 산화물은 실온에서는 거의 반응하지 않는 안정적인 화합물이다. 그러나, 복합 산화물을 형성하지 않는 단체의 산화 마그네슘상으로서 존재하는 MgO(이하, 프리 MgO라고도 함)는 실온에서 물과 반응하여 Mg(OH)2로 됨으로써 약 2배의 체적 팽창을 일으킨다.
이 때문에, 단체의 산화 마그네슘상을 함유하는 슬래그는 철강 슬래그 수화 고화체로서 사용할 때에 체적 팽창에 의해 가루화되는 경우가 있으며, 유효하게 사용할 수 없다.
또, 슬래그 중의 CaO도 MgO와 마찬가지로 수화 반응에 수반하는 체적 팽창을 일으킨다. 이것을 억제하는 기술로서, 100℃의 증기로 슬래그를 찌는 증기 에이징이나 고압의 오토클레이브조 중에서 100℃이상(10기압에서는 180℃에 상당)에서 슬래그를 찌는 가압 증기 에이징이 존재한다. 이들 방법은 모두, JIS A 5015 "도로용 철강 슬래그"에 기재된 촉진 에이징에 상당한다. 또한, 이하에서는 MgO나 CaO에 있어서의, 수화에 수반하는 체적 팽창을 "수화 팽창"이라고도 한다.
또, 예를 들면, 특허문헌 1에는 용융 슬래그에 대해 붕소 농도를 0.010∼0.050질량%로 함으로써, 2CaO·SiO2의 γ변태에 수반하는 가루화를 억제하는 방법이 제안되어 있다. 이것은 가루화 억제를 목적으로 한 기술이며, 산화붕소로 환산하면 그 상한은 0.16%에 상당한다.
그런데, MgO는 CaO에 비해 수화 속도가 작다. 이 때문에, 상기의 증기 에이징이나 가압 증기 에이징을 이용하여 MgO의 수화 팽창을 억제하고자 하는 경우, 장기간의 에이징 처리가 필요하게 되며, 대폭적인 처리 코스트와 시간이 필요하게 되어 버린다.
또, 특허문헌 1의 방법에서는 본 발명자가 조사한 결과, 프리 MgO를 함유하는 슬래그에 대해서는 프리 MgO의 수화 팽창이 충분히 억제되지 않는 경우가 있는 것이 확인되었다.
그래서, 본 발명은 상기의 과제에 주목하여 이루어진 것이며, 프리 MgO를 함유하는 슬래그의 수화 팽창이 억제된 슬래그 제품의 제조 방법 및 슬래그 제품을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명의 1양태에 의하면, 철강 슬래그를 이용한 슬래그 제품의 제조 방법으로서, 용융 상태의 상기 철강 슬래그를 냉각하고 고화시킨 슬래그를 원료로 해서 상기 슬래그 제품을 제조할 때에, 상기 철강 슬래그에 함유되는 프리 MgO 100질량부에 대해 산화붕소 환산으로 30질량부 이상에 상당하는 붕소를 용융 상태의 상기 철강 슬래그에 첨가하고, 상기 붕소가 첨가된 상기 철강 슬래그를 혼합한 후, 상기 철강 슬래그를 냉각 고화하는 슬래그 제품의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 1양태에 의하면, 철강 슬래그를 이용하여 제조되는 슬래그 제품으로서, 함유되는 프리 MgO 100질량부에 대해, 함유되는 붕소가 산화붕소 환산으로 30질량부 이상인 슬래그 제품이 제공된다.
본 발명의 1양태에 따르면, 프리 MgO를 함유하는 슬래그의 수화 팽창이 억제된 슬래그 제품의 제조 방법 및 슬래그 제품이 제공된다.
도 1은 실시예에 있어서의, 철강 슬래그 중의 프리 MgO의 비율과 철강 슬래그에 대한 B2O3의 첨가 비율의 관계를 나타내는 그래프이다.
이하의 상세한 설명에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 실시형태를 설명한다. 도면의 기재에 있어서, 동일 또는 유사한 부분에는 동일 또는 유사한 부호를 붙이고, 중복되는 설명을 생략한다. 각 도면은 모식적인 것이며, 현실의 것과는 다른 경우가 포함된다. 또, 이하에 나타내는 실시형태는 본 발명의 기술적 사상을 구체화하기 위한 장치나 방법을 예시하는 것으로서, 본 발명의 기술적 사상은 구성부품의 재질, 구조, 배치 등을 하기의 것에 특정하는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 사상은 특허청구의 범위에 기재된 청구항이 규정하는 기술적 범위내에 있어서 각종 변경을 가할 수 있다.
＜슬래그 제품의 제조 방법＞
본 실시형태에 있어서 대상으로 하는 슬래그는 전로나 전기로, 용융 환원로 등의 정련 설비에서 실행되는 각종 정련 처리에서 발생하는 철강 슬래그이다. 또, 이 철강 슬래그에는 프리 MgO가 포함된다. 프리 MgO는 복합 산화물을 형성하지 않는 단체의 산화 마그네슘상으로서 존재하는 MgO, 즉 상온에서 광물상의 MgO이며, 유리 산화 마그네슘이라고도 한다. 또, 철강 슬래그는 프리 MgO를 포함하고 있으면 좋고, 다른 성분(예를 들면, SiO2 농도에 대한 CaO 농도의 비인 염기도나, 프리 CaO(상온에서 광물상의 CaO, 유리 산화 칼슘)의 함유율 등)에 대해서는 특히 한정되지 않는다.
또한, 본 실시형태에 있어서 대상으로 하는 철강 슬래그는 스테인리스강 등의 제조에 이용되는 환원 정련을 포함하는 정련 처리에서 발생하는 철강 슬래그인 것이 바람직하다. 이러한 철강 슬래그는 일반적인 보통 강의 제조에 이용되는 정련 처리에서 발생하는 철강 슬래그에 비해, MgO 및 프리 MgO의 함유량이 많고, 프리 CaO의 함유량이 적은 것으로 된다. 이 때문에, 환원 정련을 포함하는 정련 처리에서 발생하는 철강 슬래그는 다른 철강 슬래그에 비해, 증기 에이징이나 가압 증기 에이징에 의한 수화 팽창의 억제 효과가 낮기 때문에, 슬래그 제품에의 적용이 특히 곤란하였다.
본 실시형태에서는 우선, 용융 상태의 철강 슬래그에 붕소를 첨가하고, 혼합한다(첨가 공정). 첨가 공정에서는 철강 슬래그의 프리 MgO의 질량에 따라, 붕소가 첨가된다. 첨가되는 붕소는 산화붕소(B2O3), 붕산(H3BO3), 보론산(H3BO2), 보린산(H3BO), 메타붕산(HBO2), 메타붕산나트륨(NaBO2) 또는 4붕산나트륨(Na2B4O7)이다. 이들 어느 하나를 첨가하는 것에 의해 붕소원을 철강 슬래그에 용융시키는 것이 가능하게 된다. 이 때, 프리 MgO 100질량부에 대해, 산화붕소 환산으로 30질량부 이상에 상당하는 붕소가 첨가된다. 더욱 바람직하게는 프리 MgO 100질량부에 대해, 산화붕소 환산으로 45질량부 이상에 상당하는 붕소가 첨가된다. 상기 범위의 붕소를 첨가함으로써, 프리 MgO의 수화를 억제할 수 있다. 또한, 붕소의 첨가량의 상한은 특히 한정되지 않지만, 대상으로 하는 슬래그 제품의 규격이나 사양에 따라 적절히 설정해도 좋다.
철강 슬래그 중의 프리 MgO의 질량은 이하의 방법에 의해서 측정 또는 추정되는 철강 슬래그 중의 프리 MgO의 질량 비율(함유율)과 철강 슬래그의 질량에 의거하여 결정된다.
철강 슬래그 중의 프리 MgO의 질량 비율을 측정하는 경우, 이하의 방법에 의해서 측정이 실행된다. 프리 MgO의 질량 비율의 측정에서는 용융 상태의 철강 슬래그의 일부를 채취하고, 냉각함으로써 샘플로 한다. 다음에, 이 샘플 중의 프리 MgO의 질량 비율을 측정한다. 이 때, "슬래그 중 free-MgO 분석 기술의 개발"(철과 강, 일본 철강 협회, 2016년, Vol.102, No.1, p.24-28)에 기재된 측정 방법을 이용한다. 이 측정 방법에서는 에틸렌글리콜을 이용한 슬래그의 용해와, 열 중량 측정법에 의한 Mg(OH)2의 정량을 조합함으로써, 프리 MgO의 질량 비율이 산출된다. 또한, 이 측정 방법에서는 철강 슬래그의 채취를 다점에서 실행하고, 그들 철강 슬래그를 혼합하여 파쇄함으로써 시료를 제작하는 것에 의해서, 측정의 신뢰성이 향상한다.
또, 철강 슬래그의 프리 MgO의 질량 비율을 추정하는 경우, 이하의 방법에 의해서 추정이 실행된다. 철강 슬래그는 조업 조건이 동일하면, 대략 동일한 슬래그 조성인 것을 상정할 수 있다. 이 때문에, 필요에 따라 일부 샘플을 채취하고, 프리 MgO의 질량 비율을 측정하면, 동일한 조업 조건에서 발생한 철강 슬래그의 프리 MgO의 질량 비율을 추정할 수 있다. 또, 프리 MgO의 질량 비율의 추정에 있어서, 이용되는 조업 조건으로서는 일반적으로 슬래그 조성에 영향을 준다고 여겨지는 조건을 이용할 수 있다. 예를 들면, 조업 조건으로서, 사용하는 부원료(조재제 등)의 종류나 첨가량, 용철의 처리 전후의 성분 조성, 용철의 질량 등의 조건을 고려할 수 있다.
철강 슬래그의 질량은 용융 상태의 철강 슬래그를 전용의 레이들인 슬래그 레이들에 배재하는 전후에서 슬래그 레이들의 질량을 계측함으로써, 그 차분으로부터 구해질 수 있다. 혹은 더욱 간이하게는 철강 슬래그를 발생시키는 전로나 전기로, 용융 환원로 등의 조업에 있어서, 첨가하는 원료와 부원료 등의 매스 밸런스로부터, 발생하는 철강 슬래그의 질량을 구해도 좋다.
그리고, 구해진 철강 슬래그의 질량에, 측정 또는 추정한 프리 MgO의 질량 비율을 곱하는 것에 의해, 대상으로 하는 철강 슬래그 중의 프리 MgO의 질량을 구할 수 있다.
또, 첨가 공정에 있어서 붕소를 용융 상태의 철강 슬래그에 첨가하는 방법으로서는 각종 정련로의 노내에 첨가하는 방법이나, 슬래그 레이들에 이주 또는 수용되는 철강 슬래그에 첨가하는 방법 등이 있다. 노내에 첨가하는 방법의 경우, 정련로에서의 정련 말기에 노내에 붕소를 첨가한다. 붕소가 첨가된 철강 슬래그는 정련 로에서의 정련 처리에 따라 혼합된다. 한편, 슬래그 레이들에 이주되는 철강 슬래그에 첨가하는 방법의 경우, 철강 슬래그를 정련로에서 슬래그 레이들에 이주할 때에, 정련로에서 배출되어 있는 철강 슬래그에 붕소가 맞도록 첨가한다. 또, 슬래그 레이들에 수용된 철강 슬래그에 첨가하는 방법의 경우, 철강 슬래그를 슬래그 레이들에 받은 후, 그 철강 슬래그에 대해 침지 노즐을 통해 붕소를 불어넣거나, 혹은 철강 슬래그의 위쪽으로부터 붕소를 내뿜는 것에 의해, 붕소의 첨가를 실행한다. 또한, 슬래그 레이들에 이주 또는 수용되는 철강 슬래그에 첨가하는 방법에서는 붕소를 첨가한 후, 슬래그 레이들 중의 철강 슬래그를 다른 슬래그 레이들로 옮겨 담는 공정을 반복하는 등의 방법에 의해서, 철강 슬래그의 혼합을 실행한다. 붕소가 첨가된 철강 슬래그는 혼합됨으로써 균질의 슬래그로 된다.
첨가 공정 후, 철강 슬래그를 냉각함으로써 고화(냉각 고화)시킨다(냉각 공정). 또한, 필요에 따라, 철강 슬래그에 에이징 처리를 실시해도 좋다. 예를 들면, 스테인리스강의 제조에 이용되는 환원 정련을 포함하는 정련 처리에서 발생하는 철강 슬래그의 경우에는 철강 슬래그의 염기도가 낮기 때문에, 프리 CaO의 수화 팽창의 억제가 충분하다고 판단되는 경우에는 에이징 처리가 실행되지 않아도 좋다.
냉각 공정 후, 냉각 고화된 철강 슬래그를 원료로 해서, 슬래그 제품을 제조한다. 이 때, 냉각 고화된 철강 슬래그에, 분쇄 처리 및 필요에 따라 자선 처리를 실행한 후, 소정의 입도(예를 들면, 40㎜이하나 25㎜이하)로 가공한 것을 슬래그 제품의 원료로 해도 좋다. 또한, 냉각 고화된 철강 슬래그로부터 슬래그 제품을 제조하는 방법으로서는 토목 건축용 자재나 철강 슬래그 수화 고화체 등의 슬래그 제품을 제조하는 주지의 방법을 이용할 수 있다. 이와 같이 해서 제조되는 철강 슬래그는 MgO의 수화 반응이 억제되고 있기 때문에, 예를 들면 체적 팽창이 적은 철강 슬래그 수화 고화체용 골재로서 리사이클화할 수 있게 된다.
<슬래그 제품>
상기의 슬래그 제품의 제조 방법에서 제조되는 슬래그 제품은 이하의 특징을 갖는다. 본 실시형태에 관한 슬래그 제품은 철강 슬래그를 이용하여 제조되는 슬래그 제품으로서, 함유되는 프리 MgO 100질량부에 대해, 함유되는 붕소가 산화붕소 환산으로 30질량부 이상이다. 더욱 바람직하게는 철강 슬래그 제품은 함유되는 프리 MgO 100질량부에 대해, 함유되는 붕소가 산화붕소 환산으로 45질량부 이상이다.
<변형예>
이상으로, 특정의 실시형태를 참조해서 본 발명을 설명했지만, 이들 설명에 의해서 발명을 한정하는 것을 의도하는 것은 아니다. 본 발명의 설명을 참조하는 것에 의해, 당업자에게는 개시된 실시형태와 함께 각종 변형예를 포함하는 본 발명의 별도의 실시형태도 명백하다. 따라서, 특허청구의 범위에 기재된 발명의 실시형태에는 본 명세서에 기재한 이들 변형예를 단독 또는 결합해서 포함하는 실시형태도 망라한다고 해석해야 한다.
예를 들면, 상기 실시형태에서는 프리 MgO의 질량 비율을 측정할 때에, 에틸렌글리콜과 열 중량 측정법을 이용한 방법으로 측정을 실행한다고 했지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 프리 MgO의 측정 방법으로서, 철강 슬래그의 X선의 피크에서 프리 MgO에 유래하는 피크를 동정하여, 그 정량을 실행하는 방법이나, 입자 형상의 철강 슬래그를 수지 등에 매립한 것을 연마한 후, 전자선 마이크로 아날라이저(EPMA법)로 MgO 광물상을 동정하고, 그 면적율로부터 중량율을 산출하는 방법 등의 다른 방법을 이용해도 좋다. X선의 피크를 이용하는 방법에서는 철강 슬래그의 채취를 다점에서 실행하고, 그들 철강 슬래그를 혼합하여 파쇄함으로써 시료를 제작하는 것에 의해서, 측정의 신뢰성이 향상된다. 또, EPMA를 이용하는 방법에서는 마찬가지로 철강 슬래그의 채취를 다점에서 실행하고, 슬래그 입자를 수 개∼10수개 측정하고 그들 프리 MgO상 면적율의 평균값을 구하면, 측정의 신뢰성이 향상된다. 또한, 프리 MgO의 질량 비율의 측정 방법으로서는 측정 정밀도의 관점에서, 상기 실시형태와 마찬가지로, 에틸렌글리콜과 열 중량 측정법을 이용한 측정 방법으로 하는 것이 바람직하다.
<실시형태의 효과>
(1) 본 발명의 1양태에 관한 슬래그 제품의 제조 방법은 철강 슬래그를 이용한 슬래그 제품의 제조 방법으로서, 용융 상태의 철강 슬래그를 냉각하여 고화시킨 슬래그를 원료로 해서 슬래그 제품을 제조할 때에, 철강 슬래그에 함유되는 프리 MgO 100질량부에 대해 산화붕소 환산으로 30질량부 이상에 상당하는 붕소를, 용융 상태의 철강 슬래그에 첨가하고, 붕소가 첨가된 철강 슬래그를 혼합한 후, 철강 슬래그를 냉각 고화한다.
상기 (1)의 구성에 의하면, 첨가되는 붕소에 의해서, 철강 슬래그 중의 프리 MgO의 수화 팽창이 억제된다. 이것은 철강 슬래그가 물을 포함하는 환경에 폭로되면, 철강 슬래그 중의 프리 MgO의 표면에 붕소를 포함하는 층이 형성되고, 이 층에 의해서 프리 MgO와 물의 접촉이 억제되었기 때문으로 추정된다. 또, 상기 (1)의 구성은 용융 상태의 철강 슬래그에 붕소를 첨가하여 혼합하는 것만으로 좋기 때문에, 간이하고 또한 단시간에 프리 MgO의 수화 팽창을 억제할 수 있다.
(2) 본 발명의 1양태에 관한 슬래그 제품은 철강 슬래그를 이용하여 제조되는 슬래그 제품으로서, 함유되는 프리 MgO 100질량부에 대해, 함유되는 붕소가 산화붕소 환산으로 30질량부 이상이다.
상기 (2)의 구성에 의하면, 상기 (1)과 마찬가지의 효과가 얻어진다.
실시예
다음에, 본 발명자들이 실행한 실시예에 대해 설명한다. 실시예에서는 제철소에 있어서 발생하는 각종 철강 슬래그의 프리 MgO의 질량 비율을 조사하였다. 또, 그 프리 MgO의 질량 비율을 에틸렌글리콜과 열 중량 측정법을 이용한 방법에 의해 산출하였다. 표 1에, 조사한 6종류의 철강 슬래그 A∼D의 염기도(CaO/SiO2), MgO의 질량 비율 및 프리 MgO의 질량 비율의 측정 결과를 각각 나타낸다. 또한, 각각의 철강 슬래그에 소정량의 산화붕소 B2O3을 정련 말기의 정련로의 노내에 투입하였다. 그 후, 얻어진 철강 슬래그를 냉각 고화시키고, 파쇄하여 25㎜ 언더의 치수로 하였다. 그리고, 얻어진 철강 슬래그에 대해, 이하의 팽창 측정을 실행하였다.
[표 1]
팽창 측정에서는 우선, 얻어진 철강 슬래그를 파쇄하여 2㎜, 1.2㎜로 체를 쳤다. 다음에, 15g의 2∼1.2㎜의 철강 슬래그와, 15g의 1.2∼0㎜의 철강 슬래그를 혼합하여, 그것을 1조건당 3검체 제작하였다. 또한, 각 검체를 각각 직경 25㎜의 원주형상으로 압축 성형시켰다. 그 후, 압축 성형시킨 각 검체를 80℃의 물에 침지시키고, 10일간의 팽창량을 측정하였다. 팽창 측정의 결과, 붕소 첨가량이 높을수록 팽창율은 낮아지는 경향을 나타내었다.
또한, 실시예에서는 동일한 철강 슬래그를 이용하여 철강 슬래그 수화 고화체를 제작하였다. 그 후, 얻어진 고화체를 80℃의 물에 침지시켜, 30일 경과했을 때의 공시체를 관찰하고, 깨짐이 생기는 것을 "bad", 직경 10㎜이내의 극히 경미한 팝아웃을 발생시키는 것을 "good", 건전한 것으로 외관에 전혀 이상이 없는 것을 "excellent"로 평가하였다. 그 결과를 표 2 및 도 1에 기재한다. 또한, 도 1에 있어서, bad, good, excellent로 되는 평가 결과는 △, ◇, ○로 각각 나타난다. 표 2에 나타내는 바와 같이, 프리 MgO의 질량에 대해 산화붕소 환산으로 30질량%이상에 상당하는 붕소량을 첨가한 실시예 1∼18에서는 공시체에 깨짐이 생기지 않고, 건전한 상태이었다.
또한, 2CaO·SiO2의 γ변태에 수반하는 가루화의 억제라는 관점에서 생각하면, 본 실시예의 비율로 첨가되는 산화붕소는 충분한 양이다. 본 실시예의 슬래그를 25㎜ 언더로 파쇄한 단계에서 그 외관을 관찰한 결과, 가루 형상의 슬래그는 관찰되지 않았다. 또, X선으로 광물상을 확인한 결과, γ형태의 2CaO·SiO2는 어느것도 전혀 확인되지 않았다.
[표 2]
Claims (2)
- 철강 슬래그를 이용한 슬래그 제품의 제조 방법으로서,
용융 상태의 상기 철강 슬래그를 냉각하고 고화시킨 슬래그를 원료로 해서 상기 슬래그 제품을 제조할 때에,
상기 철강 슬래그에 함유되는 프리 MgO 100질량부에 대해 산화붕소 환산으로 30질량부 이상에 상당하는 붕소를 용융 상태의 상기 철강 슬래그에 첨가하고,
상기 붕소가 첨가된 상기 철강 슬래그를 혼합한 후, 상기 철강 슬래그를 냉각 고화하는 슬래그 제품의 제조 방법. - 철강 슬래그를 이용하여 제조되는 슬래그 제품으로서,
함유되는 프리 MgO 100질량부에 대해, 함유되는 붕소가 산화붕소 환산으로 30질량부 이상인 슬래그 제품.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JPJP-P-2020-047600 | 2020-03-18 | ||
| JP2020047600 | 2020-03-18 | ||
| PCT/JP2021/005095 WO2021186964A1 (ja) | 2020-03-18 | 2021-02-10 | スラグ製品の製造方法及びスラグ製品 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220134634A true KR20220134634A (ko) | 2022-10-05 |
Family
ID=77768067
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020227030407A KR20220134634A (ko) | 2020-03-18 | 2021-02-10 | 슬래그 제품의 제조 방법 및 슬래그 제품 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6954500B1 (ko) |
| KR (1) | KR20220134634A (ko) |
| CN (1) | CN115348955B (ko) |
| WO (1) | WO2021186964A1 (ko) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI808760B (zh) * | 2022-05-16 | 2023-07-11 | 中國鋼鐵股份有限公司 | 電爐煉鋼的方法 |
| TWI817604B (zh) * | 2022-07-11 | 2023-10-01 | 中國鋼鐵股份有限公司 | 耐火材料調質轉爐石及其製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005272275A (ja) | 2004-03-26 | 2005-10-06 | Jfe Steel Kk | クロム鉱石溶融還元炉スラグの改質方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4068669B2 (ja) * | 1994-06-24 | 2008-03-26 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 予備処理溶銑の転炉精錬スラグの改質方法 |
| JP4644965B2 (ja) * | 2001-04-11 | 2011-03-09 | Ｊｆｅスチール株式会社 | スラグ硬化体の製造方法 |
| JP2005336007A (ja) * | 2004-05-26 | 2005-12-08 | Kyushu Institute Of Technology | 製鋼スラグの粉塵化抑制剤及びそれを用いた粉塵化抑制方法 |
| CN101413037A (zh) * | 2008-11-28 | 2009-04-22 | 首钢总公司 | 一种钢渣余热回收与钢渣综合加工利用的方法 |
| CN102586517B (zh) * | 2012-04-05 | 2014-06-18 | 山西太钢不锈钢股份有限公司 | 一种不锈钢钢渣处理方法 |
| CN105063362B (zh) * | 2015-08-26 | 2017-03-22 | 西南科技大学 | 一种活性镍铁渣的制备方法 |
| WO2018021019A1 (ja) * | 2016-07-27 | 2018-02-01 | 新日鐵住金株式会社 | 溶鋼の製造方法 |
| CN109851242B (zh) * | 2019-03-29 | 2021-11-16 | 湖南省道同环保科技有限公司 | 一种钢渣改性方法 |
-
2021
- 2021-02-10 WO PCT/JP2021/005095 patent/WO2021186964A1/ja active Application Filing
- 2021-02-10 CN CN202180022152.XA patent/CN115348955B/zh active Active
- 2021-02-10 KR KR1020227030407A patent/KR20220134634A/ko unknown
- 2021-02-10 JP JP2021523802A patent/JP6954500B1/ja active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005272275A (ja) | 2004-03-26 | 2005-10-06 | Jfe Steel Kk | クロム鉱石溶融還元炉スラグの改質方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115348955B (zh) | 2023-10-13 |
| CN115348955A (zh) | 2022-11-15 |
| WO2021186964A1 (ja) | 2021-09-23 |
| JPWO2021186964A1 (ko) | 2021-09-23 |
| JP6954500B1 (ja) | 2021-10-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Nath et al. | A review on characteristics of silico-manganese slag and its utilization into construction materials | |
| KR20220134634A (ko) | 슬래그 제품의 제조 방법 및 슬래그 제품 | |
| CN100590098C (zh) | 环保型干式振动料及其制备方法 | |
| EP2484651B1 (en) | Heavy concrete composition using slag by-products | |
| CN103764588B (zh) | 中性化抑制型早强水泥组合物 | |
| JP6080340B2 (ja) | 鉄鋼スラグ水和固化体 | |
| KR101016877B1 (ko) | 탈황슬래그로부터 제조되는 콘크리트용 고기능성 혼화재 및그 제조방법 | |
| CN105399349A (zh) | 一种高活性钢铁渣粉及其制备方法 | |
| CN106045529A (zh) | 一种含80%以上废旧耐材的铁沟浇注料 | |
| CN112723831A (zh) | 一种胶结固化重金属的铅锌渣基生态胶凝材料及其制备方法 | |
| JP5711556B2 (ja) | 水硬性固化材の製造方法および耐酸性コンクリートの製造方法 | |
| JP3752980B2 (ja) | クロムを含む産業廃棄物の安定化処理技術 | |
| CN111056789A (zh) | 一种放射性废渣的固化方法 | |
| Zhang et al. | Application of Bayer Red Mud‐Based Flux in the Steelmaking Process | |
| CN101113494A (zh) | 热还原法炼镁用的还原剂 | |
| JP6015585B2 (ja) | 水和硬化体 | |
| Otoo et al. | Utilization of titanium slag in cement grout for gamma radiation shielding: hydration, microstructure, mechanical properties and gamma-ray attenuation performance | |
| Waliitagi et al. | The Implications of Sustainable Fine Aggregate on Self-Compacting Concrete: A Review | |
| TWI241993B (en) | Method for producing concrete auxiliary agent using gas-cooled slag as basis | |
| JP6195460B2 (ja) | コンクリート用ブリーディング防止剤の製造方法及びそのコンクリート用ブリーディング防止剤を配合したセメント組成物の製造方法 | |
| JP5381383B2 (ja) | 非膨張性路盤材の製造方法 | |
| KR20210073082A (ko) | 시멘트용 중화석고 조성물, 시멘트용 중화석고 제조 방법 및 이에 의한 시멘트용 중화석고를 포함하는 시멘트 | |
| Kiamahalleh et al. | Incorporation of reduced graphene oxide in waste-based concrete including lead smelter slag and recycled coarse aggregate | |
| JP5727168B2 (ja) | 高炉セメントに起因する水素ガスの低減方法 | |
| JP2015001485A (ja) | ホウ酸含有廃液のセメント固化処理方法及びセメント固化処理装置 |