JPH06184610A - 製鋼スラグの冷却処理方法 - Google Patents
製鋼スラグの冷却処理方法Info
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- JPH06184610A JPH06184610A JP43A JP34196892A JPH06184610A JP H06184610 A JPH06184610 A JP H06184610A JP 43 A JP43 A JP 43A JP 34196892 A JP34196892 A JP 34196892A JP H06184610 A JPH06184610 A JP H06184610A
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- slag
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- steelmaking slag
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B2400/00—Treatment of slags originating from iron or steel processes
- C21B2400/02—Physical or chemical treatment of slags
- C21B2400/022—Methods of cooling or quenching molten slag
- C21B2400/024—Methods of cooling or quenching molten slag with the direct use of steam or liquid coolants, e.g. water
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B2400/00—Treatment of slags originating from iron or steel processes
- C21B2400/05—Apparatus features
- C21B2400/066—Receptacle features where the slag is treated
- C21B2400/068—Receptacle features where the slag is treated with a sealed or controlled environment
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- Manufacture Of Iron (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、高温の製鋼スラグに散水して冷却
する際、スラグと水蒸気およびＣＯ2 との反応を促進し
て、冷却と同時にスラグの自己破砕およびエージング期
間短縮を可能にする方法を提供する。 【構成】 事前に４５０Torr以下に減圧した密閉容器内
に、高温の製鋼スラグを充填し、散水によりスラグを冷
却する処理において、散水と同時に密閉容器内にＣＯ2
を導入し、ＣＯ2 分圧を０．２以上、０．８以下の範囲
に調整することを特徴とする製鋼スラグの冷却処理方
法。 【効果】 本発明によれば、水和反応および炭酸化反応
が促進されてスラグが自己破砕する為、スラグ破砕工程
が省略できエージング期間も短くなるため、効果は極め
て大きい。
する際、スラグと水蒸気およびＣＯ2 との反応を促進し
て、冷却と同時にスラグの自己破砕およびエージング期
間短縮を可能にする方法を提供する。 【構成】 事前に４５０Torr以下に減圧した密閉容器内
に、高温の製鋼スラグを充填し、散水によりスラグを冷
却する処理において、散水と同時に密閉容器内にＣＯ2
を導入し、ＣＯ2 分圧を０．２以上、０．８以下の範囲
に調整することを特徴とする製鋼スラグの冷却処理方
法。 【効果】 本発明によれば、水和反応および炭酸化反応
が促進されてスラグが自己破砕する為、スラグ破砕工程
が省略できエージング期間も短くなるため、効果は極め
て大きい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、製鋼スラグの冷却方
法に関するものである。製鋼スラグを水で冷却すると、
スラグ中のＣａＯ分が水蒸気等と反応して体積膨張（Ｃ
ａ（ＯＨ）2の生成）する現象、および製鋼スラグとＣ
Ｏ2 ガスを反応させると体積膨張（ＣａＣＯ3 ）する現
象を利用して、冷却中にスラグの自己破砕を促進し、現
状稼働している破砕工程を省略すると共にエージング期
間（時効劣化を無くすための時間であり、現状１年以上
かかっている。）を短縮する方法を提供するものであ
る。
法に関するものである。製鋼スラグを水で冷却すると、
スラグ中のＣａＯ分が水蒸気等と反応して体積膨張（Ｃ
ａ（ＯＨ）2の生成）する現象、および製鋼スラグとＣ
Ｏ2 ガスを反応させると体積膨張（ＣａＣＯ3 ）する現
象を利用して、冷却中にスラグの自己破砕を促進し、現
状稼働している破砕工程を省略すると共にエージング期
間（時効劣化を無くすための時間であり、現状１年以上
かかっている。）を短縮する方法を提供するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来の製鋼スラグの冷却処理において
は、製鋼精錬が終わり精錬炉から排出されたスラグを先
ず土場あるいは鉄板上に放流して熱を放散し、固める方
法が取られていた。また、このスラグは冷却完了後に破
砕機にて必要粒度まで破砕し、破砕されたスラグは磁選
機を通し鉄分を回収した後、路盤材、埋め立て等に利用
されていた。
は、製鋼精錬が終わり精錬炉から排出されたスラグを先
ず土場あるいは鉄板上に放流して熱を放散し、固める方
法が取られていた。また、このスラグは冷却完了後に破
砕機にて必要粒度まで破砕し、破砕されたスラグは磁選
機を通し鉄分を回収した後、路盤材、埋め立て等に利用
されていた。
【０００３】ところが、上記したスラグ処理方法は、粉
塵が飛散し環境的に劣悪である上に、特に冷却工程では
高熱下での作業も余儀無くされ、その作業は典型的な３
Ｋ作業で過酷なものとなっている。また、処理時間が長
く工程が多岐にわたるため、運転費、人件費等、処理コ
ストが高くなり、敷地も膨大な面積が必要とされる。そ
の上、処理後のスラグは、水和反応による膨張性を低下
させる目的で１〜３年程度ヤードに放置しエージングし
て安定化させる必要がある。
塵が飛散し環境的に劣悪である上に、特に冷却工程では
高熱下での作業も余儀無くされ、その作業は典型的な３
Ｋ作業で過酷なものとなっている。また、処理時間が長
く工程が多岐にわたるため、運転費、人件費等、処理コ
ストが高くなり、敷地も膨大な面積が必要とされる。そ
の上、処理後のスラグは、水和反応による膨張性を低下
させる目的で１〜３年程度ヤードに放置しエージングし
て安定化させる必要がある。
【０００４】そこで過去に水和反応を促進する目的で、
密閉容器内で高温スラグに散水し、スラグを処理する方
法が特開昭５５−１０７０３号公報で紹介されている。
これは、密閉容器に装入した高温スラグに散水し、発生
水蒸気にて水和反応を促進してスラグを安定化（エージ
ング期間短縮目的）させる方法である。
密閉容器内で高温スラグに散水し、スラグを処理する方
法が特開昭５５−１０７０３号公報で紹介されている。
これは、密閉容器に装入した高温スラグに散水し、発生
水蒸気にて水和反応を促進してスラグを安定化（エージ
ング期間短縮目的）させる方法である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記発明で
は、長時間の水和反応処理を行なっても充分に水和反応
が進まず、水和反応による自己破砕が出来る迄には到っ
ていなかった。したがって、この発明によっても、上記
した作業性、処理コスト、環境問題等の多くの問題を抱
えたままであった。
は、長時間の水和反応処理を行なっても充分に水和反応
が進まず、水和反応による自己破砕が出来る迄には到っ
ていなかった。したがって、この発明によっても、上記
した作業性、処理コスト、環境問題等の多くの問題を抱
えたままであった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、その要旨は製鋼精錬炉から排出されて凝固
した高温のスラグを密閉容器内に充填し、この充填スラ
グ層の上方から散水し冷却する製鋼スラグの冷却方法に
おいて、スラグ充填後の前記密閉容器内圧力を４５０To
rr以下に減圧したあと、該密閉容器内のスラグ充填層に
上方から散水すると同時に該密閉容器内にＣＯ2 ガスを
導入し、該密閉容器内のＣＯ2 分圧を０．２〜０．８に
調整することを特徴とする。さらに密閉容器内において
大気圧より過剰となった水蒸気−ＣＯ2 混合ガスを容器
外に排出させ、散水はスラグ温度が２００℃以下になる
まで行う製鋼スラグの処理方法である。
決するため、その要旨は製鋼精錬炉から排出されて凝固
した高温のスラグを密閉容器内に充填し、この充填スラ
グ層の上方から散水し冷却する製鋼スラグの冷却方法に
おいて、スラグ充填後の前記密閉容器内圧力を４５０To
rr以下に減圧したあと、該密閉容器内のスラグ充填層に
上方から散水すると同時に該密閉容器内にＣＯ2 ガスを
導入し、該密閉容器内のＣＯ2 分圧を０．２〜０．８に
調整することを特徴とする。さらに密閉容器内において
大気圧より過剰となった水蒸気−ＣＯ2 混合ガスを容器
外に排出させ、散水はスラグ温度が２００℃以下になる
まで行う製鋼スラグの処理方法である。
【０００７】
【作用】本発明者らは、スラグの膨張が（１）に示すス
ラグ中フリーＣａＯの水和反応および（２）式に示す炭
酸化反応により生じていることを見出した。 ＣａＯ ＋ Ｈ2 Ｏ ＝ Ｃａ（ＯＨ）2 ─────────（１） ＣａＯ ＋ ＣＯ2 ＝ ＣａＣＯ3 ─────────（２） （１）および（２）式の反応とスラグの崩壊（自己破
砕）との関係について種々検討した結果、スラグの崩壊
はスラグ内に存在する数１００ミクロンから数mmサイズ
の未滓化ＣａＯ相が（１）および（２）式の反応を起こ
して体積膨張（Ｃａ（ＯＨ）2 およびＣａＣＯ3 の生成
による）することにより起こることを突き止めた。すな
わち、未滓化ＣａＯ相はＣａＯ濃度が８０％以上もある
ためこの部分から優先的に（１）および（２）式の反応
を起こして、未滓化ＣａＯ相の局部的膨張がスラグの崩
壊を招いていることを明らかにした。そこで、本発明者
らは、さらにこの未滓化ＣａＯ相の膨張現象の律速段階
を明らかにするための各種実験を実施し、崩壊におよぼ
す諸要因の影響を検討した結果、反応生成物であるＣａ
（ＯＨ）2 およびＣａＣＯ3 中の亀裂、気孔を通した水
蒸気−ＣＯ2 混合ガスの浸透速度が反応を律速している
ことが判明した。すなわち、（１）および（２）式の反
応を促進するには未滓化ＣａＯ相と水蒸気−ＣＯ2 混合
ガスとの接触を促進する必要がある。そのためには、ス
ラグ中の亀裂或いは気孔中の空気等のガスを事前に除去
し、そこに水蒸気−ＣＯ2 混合ガスを引き込むことが極
めて有効である。
ラグ中フリーＣａＯの水和反応および（２）式に示す炭
酸化反応により生じていることを見出した。 ＣａＯ ＋ Ｈ2 Ｏ ＝ Ｃａ（ＯＨ）2 ─────────（１） ＣａＯ ＋ ＣＯ2 ＝ ＣａＣＯ3 ─────────（２） （１）および（２）式の反応とスラグの崩壊（自己破
砕）との関係について種々検討した結果、スラグの崩壊
はスラグ内に存在する数１００ミクロンから数mmサイズ
の未滓化ＣａＯ相が（１）および（２）式の反応を起こ
して体積膨張（Ｃａ（ＯＨ）2 およびＣａＣＯ3 の生成
による）することにより起こることを突き止めた。すな
わち、未滓化ＣａＯ相はＣａＯ濃度が８０％以上もある
ためこの部分から優先的に（１）および（２）式の反応
を起こして、未滓化ＣａＯ相の局部的膨張がスラグの崩
壊を招いていることを明らかにした。そこで、本発明者
らは、さらにこの未滓化ＣａＯ相の膨張現象の律速段階
を明らかにするための各種実験を実施し、崩壊におよぼ
す諸要因の影響を検討した結果、反応生成物であるＣａ
（ＯＨ）2 およびＣａＣＯ3 中の亀裂、気孔を通した水
蒸気−ＣＯ2 混合ガスの浸透速度が反応を律速している
ことが判明した。すなわち、（１）および（２）式の反
応を促進するには未滓化ＣａＯ相と水蒸気−ＣＯ2 混合
ガスとの接触を促進する必要がある。そのためには、ス
ラグ中の亀裂或いは気孔中の空気等のガスを事前に除去
し、そこに水蒸気−ＣＯ2 混合ガスを引き込むことが極
めて有効である。
【０００８】そこで、本発明者らは事前処理として必要
な圧力（減圧）と水蒸気−ＣＯ2 混合ガスの適正な配合
比率を明らかにするための各種の実験を行なった。その
結果、図１および図２に示す結果が得られた。すなわ
ち、図１に示すように、水蒸気−ＣＯ2 混合ガスのＣＯ
2 分圧を０．５（混合比１：１）として、冷却処理前の
真空度（減圧の程度）を種々変化させ、スラグの自己崩
壊におよぼす真空度の影響を見た結果、４５０Torr以下
にするとその後の冷却処理で自己崩壊が良好に進行する
ことを明らかにした。また、スラグ崩壊に及ぼす水蒸気
−ＣＯ2 混合ガスのＣＯ分圧の影響を見るため、容器内
圧力を３００Torrの一定条件のもとに、ＣＯ2 分圧を大
幅に変化させた実験を行った。その結果、図２に示すよ
うに、ＣＯ2 分圧を０．２〜０．８の範囲に調整すると
スラグの自己崩壊が大きく促進されることが判明した。
なお、図１および図２に併記しているように、エージン
グ期間に対しては、ＣａＯの水和反応或いは炭酸化反応
の進行期間そのものがエージング期間であるため、スラ
グ自己崩壊のための上記適正条件に対応してエージング
のための時間が短縮出来る。冷却に必要な散水量はスラ
グの凝固直後の約１０００℃のものを２００℃以下に冷
却するに必要な量を保証してさえいればその供給速度に
よらず崩壊は十分進む。ただし、実際問題としては、製
鋼精錬時間と対応したスラグ処理を行う必要があるの
で、３０分以内に２００℃以下に冷却出来るような散水
速度を設定するのが望ましい。この方法によれば、スラ
グの自己崩壊が促進できるばかりではなく、崩壊により
スラグ表面積が増大して冷却速度が大きくなり、更には
水和反応および炭酸化反応の促進に対応して処理後スラ
グの安定化（膨張率低下）のためのエージング期間も短
縮できる。
な圧力（減圧）と水蒸気−ＣＯ2 混合ガスの適正な配合
比率を明らかにするための各種の実験を行なった。その
結果、図１および図２に示す結果が得られた。すなわ
ち、図１に示すように、水蒸気−ＣＯ2 混合ガスのＣＯ
2 分圧を０．５（混合比１：１）として、冷却処理前の
真空度（減圧の程度）を種々変化させ、スラグの自己崩
壊におよぼす真空度の影響を見た結果、４５０Torr以下
にするとその後の冷却処理で自己崩壊が良好に進行する
ことを明らかにした。また、スラグ崩壊に及ぼす水蒸気
−ＣＯ2 混合ガスのＣＯ分圧の影響を見るため、容器内
圧力を３００Torrの一定条件のもとに、ＣＯ2 分圧を大
幅に変化させた実験を行った。その結果、図２に示すよ
うに、ＣＯ2 分圧を０．２〜０．８の範囲に調整すると
スラグの自己崩壊が大きく促進されることが判明した。
なお、図１および図２に併記しているように、エージン
グ期間に対しては、ＣａＯの水和反応或いは炭酸化反応
の進行期間そのものがエージング期間であるため、スラ
グ自己崩壊のための上記適正条件に対応してエージング
のための時間が短縮出来る。冷却に必要な散水量はスラ
グの凝固直後の約１０００℃のものを２００℃以下に冷
却するに必要な量を保証してさえいればその供給速度に
よらず崩壊は十分進む。ただし、実際問題としては、製
鋼精錬時間と対応したスラグ処理を行う必要があるの
で、３０分以内に２００℃以下に冷却出来るような散水
速度を設定するのが望ましい。この方法によれば、スラ
グの自己崩壊が促進できるばかりではなく、崩壊により
スラグ表面積が増大して冷却速度が大きくなり、更には
水和反応および炭酸化反応の促進に対応して処理後スラ
グの安定化（膨張率低下）のためのエージング期間も短
縮できる。
【０００９】
【実施例】温度８００℃〜９００℃、平均粒径が１００
mmおよび３００mm（最大粒径５００mm）の高温製鋼スラ
グ（組成；ＣａＯ＝４８％，ＳｉＯ2 ＝１２％，Ｔ．Ｆ
ｅ＝１３％，Ｐ2 Ｏ5 ＝３％，ＭｇＯ＝５％）を図３に
示す設備の下部に目皿１４を持つ鋼板容器１に、高さ１
ｍ充填し、密閉容器２の開閉部３を開けて装入する。開
閉部３を密閉し、真空ポンプ４で密閉容器２内のガスを
除去したあと、ポンプ５と流量調整弁６を用いて、給水
タンク７より注入ノズル８を通じて密閉容器２内へ水を
注入する。注入と同時に、冷却水は水蒸気となり、容器
内に充満する。その圧力を圧力計９で検知しながら１０
のラインからＣＯ2 ガスを容器内に注入し、ＣＯ2 濃度
をガス分析計１１により測定し、圧力の情報と合わせて
ＣＯ2分圧を０．２〜０．８になるよう流量調整弁１２
によりＣＯ2 流量を調整する。水蒸気が過剰になりＣＯ
2 分圧が適正範囲に調整出来ない場合は、開放弁１３か
ら蒸気を放散してＣＯ2 分圧を調整する。以上の処理を
表１の処理水準にて実施した。表２にその結果、すなわ
ち処理後のスラグの平均粒径と処理後の必要エージング
期間を示す。
mmおよび３００mm（最大粒径５００mm）の高温製鋼スラ
グ（組成；ＣａＯ＝４８％，ＳｉＯ2 ＝１２％，Ｔ．Ｆ
ｅ＝１３％，Ｐ2 Ｏ5 ＝３％，ＭｇＯ＝５％）を図３に
示す設備の下部に目皿１４を持つ鋼板容器１に、高さ１
ｍ充填し、密閉容器２の開閉部３を開けて装入する。開
閉部３を密閉し、真空ポンプ４で密閉容器２内のガスを
除去したあと、ポンプ５と流量調整弁６を用いて、給水
タンク７より注入ノズル８を通じて密閉容器２内へ水を
注入する。注入と同時に、冷却水は水蒸気となり、容器
内に充満する。その圧力を圧力計９で検知しながら１０
のラインからＣＯ2 ガスを容器内に注入し、ＣＯ2 濃度
をガス分析計１１により測定し、圧力の情報と合わせて
ＣＯ2分圧を０．２〜０．８になるよう流量調整弁１２
によりＣＯ2 流量を調整する。水蒸気が過剰になりＣＯ
2 分圧が適正範囲に調整出来ない場合は、開放弁１３か
ら蒸気を放散してＣＯ2 分圧を調整する。以上の処理を
表１の処理水準にて実施した。表２にその結果、すなわ
ち処理後のスラグの平均粒径と処理後の必要エージング
期間を示す。
【表１】
【表２】 本表によれば、本発明の条件範囲内で処理したものは、
処理後スラグの平均粒径が１５mm以下迄（現行の磁選工
程前のスラグ破砕処理後の粒径に相当）の自己破壊を起
こした。また、処理後のエージング期間も、本発明例は
比較例より大きく短縮した。
処理後スラグの平均粒径が１５mm以下迄（現行の磁選工
程前のスラグ破砕処理後の粒径に相当）の自己破壊を起
こした。また、処理後のエージング期間も、本発明例は
比較例より大きく短縮した。
【００１０】
【発明の効果】本発明によれば、高温の製鋼スラグを冷
却すると同時にスラグの水和反応および炭酸化反応によ
る膨張力に起因するスラグの自己崩壊を大幅に促進し、
従来使用されていた破砕工程が不要になるばかりでな
く、エージング期間の短縮、作業環境の改善、粉塵飛散
問題の解消につながり、本発明がこの種の産業分野にも
たらす効果は極めて大きい。
却すると同時にスラグの水和反応および炭酸化反応によ
る膨張力に起因するスラグの自己崩壊を大幅に促進し、
従来使用されていた破砕工程が不要になるばかりでな
く、エージング期間の短縮、作業環境の改善、粉塵飛散
問題の解消につながり、本発明がこの種の産業分野にも
たらす効果は極めて大きい。
【図１】スラグの崩壊度およびエージング期間に及ぼす
冷却前の容器内圧力の影響を示す図である。
冷却前の容器内圧力の影響を示す図である。
【図２】スラグの崩壊度およびエージング期間に及ぼす
容器内のＣＯ2 −Ｈ2 Ｏ混合ガスのＣＯ2 分圧の影響を
示す図である。
容器内のＣＯ2 −Ｈ2 Ｏ混合ガスのＣＯ2 分圧の影響を
示す図である。
【図３】処理設備および処理方法を示す図である。
１…鋼板容器 ２…密閉容器 ３…開閉部 ４…真空ポンプ ５…ポンプ ６…流量調整弁 ７…給水タンク ８…注入ノズル ９…圧力計 １０…ＣＯ2 用配管 １１…ガス分析計 １２…流量調整弁 １３…開放弁 １４…目皿
Claims (3)
- 【請求項１】 製鋼精錬炉から排出されて凝固した高温
のスラグを密閉容器内に充填し、この充填スラグ層の上
方から散水し冷却する製鋼スラグの冷却方法において、
スラグ充填後の前記密閉容器内圧力を４５０Torr以下に
減圧したあと、該密閉容器内のスラグ充填層に上方から
散水すると同時に該密閉容器内にＣＯ 2 ガスを導入し、
該密閉容器内のＣＯ2 分圧を０．２〜０．８に調整する
ことを特徴とする製鋼スラグの冷却処理方法。 - 【請求項２】 前記密閉容器内において大気圧より過剰
となった水蒸気−ＣＯ2 混合ガスを容器外に排出させる
請求項１記載の製鋼スラグの冷却処理方法。 - 【請求項３】 前記散水はスラグ温度が２００℃以下に
なるまで行う請求項１記載の製鋼スラグの冷却処理方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP43A JPH06184610A (ja) | 1992-12-22 | 1992-12-22 | 製鋼スラグの冷却処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP43A JPH06184610A (ja) | 1992-12-22 | 1992-12-22 | 製鋼スラグの冷却処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06184610A true JPH06184610A (ja) | 1994-07-05 |
Family
ID=18350162
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP43A Withdrawn JPH06184610A (ja) | 1992-12-22 | 1992-12-22 | 製鋼スラグの冷却処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06184610A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009126747A (ja) * | 2007-11-26 | 2009-06-11 | Nippon Steel Corp | スラグの処理方法 |
| KR101527454B1 (ko) * | 2013-05-20 | 2015-06-11 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 제강슬래그의 강제 에이징을 위한 장치 |
| CN111763786A (zh) * | 2020-08-04 | 2020-10-13 | 中冶节能环保有限责任公司 | 一种高温钢渣碳化深度安定化处理装置及方法 |
| CN115069362A (zh) * | 2022-05-30 | 2022-09-20 | 湖北工业大学 | 一种钢铁厂湿磨钢渣固碳减排的方法及应用 |
-
1992
- 1992-12-22 JP JP43A patent/JPH06184610A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009126747A (ja) * | 2007-11-26 | 2009-06-11 | Nippon Steel Corp | スラグの処理方法 |
| KR101527454B1 (ko) * | 2013-05-20 | 2015-06-11 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 제강슬래그의 강제 에이징을 위한 장치 |
| CN111763786A (zh) * | 2020-08-04 | 2020-10-13 | 中冶节能环保有限责任公司 | 一种高温钢渣碳化深度安定化处理装置及方法 |
| CN115069362A (zh) * | 2022-05-30 | 2022-09-20 | 湖北工业大学 | 一种钢铁厂湿磨钢渣固碳减排的方法及应用 |
| CN115069362B (zh) * | 2022-05-30 | 2023-11-21 | 湖北工业大学 | 一种钢铁厂湿磨钢渣固碳减排的方法及应用 |
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