JPH06206743A - 製鋼スラグの改質方法 - Google Patents
製鋼スラグの改質方法Info
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- JPH06206743A JPH06206743A JP163393A JP163393A JPH06206743A JP H06206743 A JPH06206743 A JP H06206743A JP 163393 A JP163393 A JP 163393A JP 163393 A JP163393 A JP 163393A JP H06206743 A JPH06206743 A JP H06206743A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】製鋼スラグの有効利用のために、エージング処
理時間を画期的に短くする製鋼スラグの改質方法を提供
する。 【構成】遊離ＣａＯの量が９．５ｗｔ％、塩基度（Ｃａ
Ｏ／ＳｉＯ2 ）が４．９の転炉スラグを、水蒸気圧力が
２．０ｋｇ／ｃｍ2 、ＣＯ2 ガス圧力が０．７ｋｇ／ｃ
ｍ2 、温度が１３０℃の改質処理液中で、加圧・加熱処
理することにより改質した。この結果、遊離ＣａＯの量
が１．０ｗｔ％、水浸試験後の膨張率は０．７％となっ
た。
理時間を画期的に短くする製鋼スラグの改質方法を提供
する。 【構成】遊離ＣａＯの量が９．５ｗｔ％、塩基度（Ｃａ
Ｏ／ＳｉＯ2 ）が４．９の転炉スラグを、水蒸気圧力が
２．０ｋｇ／ｃｍ2 、ＣＯ2 ガス圧力が０．７ｋｇ／ｃ
ｍ2 、温度が１３０℃の改質処理液中で、加圧・加熱処
理することにより改質した。この結果、遊離ＣａＯの量
が１．０ｗｔ％、水浸試験後の膨張率は０．７％となっ
た。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、遊離ＣａＯを含む転炉
スラグ等の製鋼スラグの改質方法に関する。
スラグ等の製鋼スラグの改質方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】転炉スラグ等の製鋼スラグは遊離ＣａＯ
を多く含むため、水と接触してＣａ（ＯＨ）2 となり、
体積は、約２倍に膨張する。従って、遊離ＣａＯを多く
含むスラグを路盤材等に使用した場合、水と接触するこ
とによる膨張のためスラグが徐々に崩壊し、この結果、
路面に凹凸を生じて、車輌の走行に支障を生じることと
なる。
を多く含むため、水と接触してＣａ（ＯＨ）2 となり、
体積は、約２倍に膨張する。従って、遊離ＣａＯを多く
含むスラグを路盤材等に使用した場合、水と接触するこ
とによる膨張のためスラグが徐々に崩壊し、この結果、
路面に凹凸を生じて、車輌の走行に支障を生じることと
なる。
【０００３】このような製鋼スラグの異常膨張の原因と
なる遊離ＣａＯを減らすための方策として、次の二つの
方法が従来から知られている。 （１）エージング処理方法 この処理は、徐冷した製鋼スラグを粗砕・粒度調整後、
野外で山積みし、３〜６カ月以上放置して雨水等により
水和反応等を行わせることにより、遊離ＣａＯを安定化
させる大気エージング処理であり、通常行われている方
法である。 （２）熱間改質処理方法 この処理は、溶融状態のスラグに珪酸質材料等を添加し
て、遊離ＣａＯをＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 等と反応させる
ことにより、膨張しない安定鉱物相に変える熱間改質処
理である。
なる遊離ＣａＯを減らすための方策として、次の二つの
方法が従来から知られている。 （１）エージング処理方法 この処理は、徐冷した製鋼スラグを粗砕・粒度調整後、
野外で山積みし、３〜６カ月以上放置して雨水等により
水和反応等を行わせることにより、遊離ＣａＯを安定化
させる大気エージング処理であり、通常行われている方
法である。 （２）熱間改質処理方法 この処理は、溶融状態のスラグに珪酸質材料等を添加し
て、遊離ＣａＯをＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 等と反応させる
ことにより、膨張しない安定鉱物相に変える熱間改質処
理である。
【０００４】上記（１）のエージング処理方法では、粗
砕・粒度調整した製鋼スラグを、長期間野外に山積みし
て放置するため、エージング処理に非常に長期間を要す
ると共に、製鉄所内に山積みするための非常に広いスペ
ースが必要とされるという問題点がある。この問題点を
改善するために、フミン酸、硫酸などを利用して、遊離
ＣａＯを安定化させることによりエージング処理の省略
を図った技術が知られている（特公昭５２−４４２８１
号公報、特開昭５８−１６７７０９号公報参照）。
砕・粒度調整した製鋼スラグを、長期間野外に山積みし
て放置するため、エージング処理に非常に長期間を要す
ると共に、製鉄所内に山積みするための非常に広いスペ
ースが必要とされるという問題点がある。この問題点を
改善するために、フミン酸、硫酸などを利用して、遊離
ＣａＯを安定化させることによりエージング処理の省略
を図った技術が知られている（特公昭５２−４４２８１
号公報、特開昭５８−１６７７０９号公報参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、製鋼スラグ内
での遊離ＣａＯの存在状態は一様ではなく、スラグの塊
の粗粒内に取り込まれる等されているため、上記のフミ
ン酸、硫酸などを利用した方法では、完全に遊離ＣａＯ
を安定化させることはできないという問題がある。
での遊離ＣａＯの存在状態は一様ではなく、スラグの塊
の粗粒内に取り込まれる等されているため、上記のフミ
ン酸、硫酸などを利用した方法では、完全に遊離ＣａＯ
を安定化させることはできないという問題がある。
【０００６】本発明は、上記事情に鑑み、遊離ＣａＯを
安定化させるためのエージング処理時間を画期的に短く
する製鋼スラグの改質方法を提供することを目的とす
る。
安定化させるためのエージング処理時間を画期的に短く
する製鋼スラグの改質方法を提供することを目的とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者は上記目的を達
成するために、種々の実験・研究を行った結果、製鋼ス
ラグを水蒸気雰囲気中、より好適には水蒸気とＣＯ2 ガ
スとの混合雰囲気中にて処理することにより、この製鋼
スラグ中に含まれる遊離ＣａＯをＣａ（ＯＨ） 2 、Ｃａ
ＣＯ3 として安定化し、路盤材等として使用した際の膨
張を減少できることを見い出し、本発明をなすに至っ
た。
成するために、種々の実験・研究を行った結果、製鋼ス
ラグを水蒸気雰囲気中、より好適には水蒸気とＣＯ2 ガ
スとの混合雰囲気中にて処理することにより、この製鋼
スラグ中に含まれる遊離ＣａＯをＣａ（ＯＨ） 2 、Ｃａ
ＣＯ3 として安定化し、路盤材等として使用した際の膨
張を減少できることを見い出し、本発明をなすに至っ
た。
【０００８】具体的には、本発明の製鋼スラグの改質方
法は、遊離ＣａＯを含む製鋼スラグを粉砕し、この粉砕
した製鋼スラグを、圧力が１．２ｋｇ／ｃｍ2 以上、温
度が８０℃以上の水蒸気雰囲気中で加圧・加熱処理する
ことを特徴とするものである。ここで、対象となる遊離
ＣａＯを含む製鋼スラグには、転炉スラグだけでなく、
遊離ＣａＯを含む例えば予備処理スラグから製鋼段階で
の取鍋スラグ、連鋳造塊スラグ、さらに、電気炉スラグ
まで含まれる。
法は、遊離ＣａＯを含む製鋼スラグを粉砕し、この粉砕
した製鋼スラグを、圧力が１．２ｋｇ／ｃｍ2 以上、温
度が８０℃以上の水蒸気雰囲気中で加圧・加熱処理する
ことを特徴とするものである。ここで、対象となる遊離
ＣａＯを含む製鋼スラグには、転炉スラグだけでなく、
遊離ＣａＯを含む例えば予備処理スラグから製鋼段階で
の取鍋スラグ、連鋳造塊スラグ、さらに、電気炉スラグ
まで含まれる。
【０００９】また、前記水蒸気にＣＯ2 ガスを加えた混
合雰囲気中で処理する方が好ましい。また、本発明にお
いて、製鋼スラグは水蒸気雰囲気中、より好適には水蒸
気とＣＯ2 の混合雰囲気中で処理されるが、その他に空
気の混入等があっても何ら差し支えない。ただし効率的
に遊離ＣａＯを改質するためには、気相中に占める水蒸
気の含有量、あるいは、水蒸気とＣＯ2 の合計含有量は
５０ｖｏｌ％以上であることが望ましい。その他の雰囲
気ガス成分としては、処理条件によっては、空気等の混
入等があり得るが、そうした場合も本発明の範囲内であ
る。さらに、本発明での通常の処理の場合、被処理物の
固相のスラグ、気相の水蒸気、ＣＯ2 ガス等の他に液相
として水が存在するが、この場合も本発明の範囲内であ
る。
合雰囲気中で処理する方が好ましい。また、本発明にお
いて、製鋼スラグは水蒸気雰囲気中、より好適には水蒸
気とＣＯ2 の混合雰囲気中で処理されるが、その他に空
気の混入等があっても何ら差し支えない。ただし効率的
に遊離ＣａＯを改質するためには、気相中に占める水蒸
気の含有量、あるいは、水蒸気とＣＯ2 の合計含有量は
５０ｖｏｌ％以上であることが望ましい。その他の雰囲
気ガス成分としては、処理条件によっては、空気等の混
入等があり得るが、そうした場合も本発明の範囲内であ
る。さらに、本発明での通常の処理の場合、被処理物の
固相のスラグ、気相の水蒸気、ＣＯ2 ガス等の他に液相
として水が存在するが、この場合も本発明の範囲内であ
る。
【００１０】
【作用】上述したように、転炉スラグ等の製鋼スラグ中
の遊離ＣａＯの存在状態としては、スラグの塊の表面に
存在したり、塊の内部に取り囲まれたりして存在する
等、その存在状態は様々である。このため、路盤材とし
て遊離ＣａＯを含む製鋼スラグを利用した場合の膨張現
象を非常に複雑なものとしている。単なる常圧の水蒸気
処理では、スラグの塊の内部に取り囲まれて存在してい
る遊離ＣａＯを安定化するのが困難であったが、本発明
の製鋼スラグの改質方法によれば、水蒸気中、または水
蒸気とＣＯ2 ガスとの混合雰囲気中において、常圧より
も高い圧力で加圧処理を施すことにより、上述のような
スラグ粒内部に取り囲まれて存在している遊離ＣａＯも
非常に効率よく安定化させることができる。
の遊離ＣａＯの存在状態としては、スラグの塊の表面に
存在したり、塊の内部に取り囲まれたりして存在する
等、その存在状態は様々である。このため、路盤材とし
て遊離ＣａＯを含む製鋼スラグを利用した場合の膨張現
象を非常に複雑なものとしている。単なる常圧の水蒸気
処理では、スラグの塊の内部に取り囲まれて存在してい
る遊離ＣａＯを安定化するのが困難であったが、本発明
の製鋼スラグの改質方法によれば、水蒸気中、または水
蒸気とＣＯ2 ガスとの混合雰囲気中において、常圧より
も高い圧力で加圧処理を施すことにより、上述のような
スラグ粒内部に取り囲まれて存在している遊離ＣａＯも
非常に効率よく安定化させることができる。
【００１１】本発明の製鋼スラグの改質方法では、遊離
ＣａＯを含む製鋼スラグを水蒸気中、より好適には水蒸
気とＣＯ2 ガスとの混合雰囲気中で処理するが、水蒸気
とＣＯ2 に限定する理由は、遊離ＣａＯをＣａ（ＯＨ）
2 、又はＣａ（ＯＨ）2 とＣａＣＯ3 に代えて安定化さ
せるための必須の雰囲気の雰囲気成分であるからであ
る。
ＣａＯを含む製鋼スラグを水蒸気中、より好適には水蒸
気とＣＯ2 ガスとの混合雰囲気中で処理するが、水蒸気
とＣＯ2 に限定する理由は、遊離ＣａＯをＣａ（ＯＨ）
2 、又はＣａ（ＯＨ）2 とＣａＣＯ3 に代えて安定化さ
せるための必須の雰囲気の雰囲気成分であるからであ
る。
【００１２】また、本発明においては、前述のように、
水蒸気雰囲気中あるいは、水蒸気とＣＯ2 ガスとの混合
雰囲気中で処理するが、その雰囲気の圧力を１．２ｋｇ
／ｃｍ2 以上とし、温度を８０℃以上にする理由は、遊
離ＣａＯを水蒸気、ＣＯ2 ガスによって効率的にＣａ
（ＯＨ）2 、ＣａＣＯ3 に安定化させるためには、圧力
を高くすることと温度を上げることは非常に有効だから
である。
水蒸気雰囲気中あるいは、水蒸気とＣＯ2 ガスとの混合
雰囲気中で処理するが、その雰囲気の圧力を１．２ｋｇ
／ｃｍ2 以上とし、温度を８０℃以上にする理由は、遊
離ＣａＯを水蒸気、ＣＯ2 ガスによって効率的にＣａ
（ＯＨ）2 、ＣａＣＯ3 に安定化させるためには、圧力
を高くすることと温度を上げることは非常に有効だから
である。
【００１３】圧力を１．２ｋｇ／ｃｍ2 にするのは、圧
力が１．２ｋｇ／ｃｍ2 よりも低い場合は、遊離ＣａＯ
を安定化させるのに時間を要し、効率的でないからであ
る。圧力の上限については、本発明においては、特に限
定されないが、高圧ガス取締法上の制約などから１０ｋ
ｇ／ｃｍ2 よりも低い圧力で実施するのがより好適であ
る。また、コスト面からも設備面からも非常に有利に生
産できる。
力が１．２ｋｇ／ｃｍ2 よりも低い場合は、遊離ＣａＯ
を安定化させるのに時間を要し、効率的でないからであ
る。圧力の上限については、本発明においては、特に限
定されないが、高圧ガス取締法上の制約などから１０ｋ
ｇ／ｃｍ2 よりも低い圧力で実施するのがより好適であ
る。また、コスト面からも設備面からも非常に有利に生
産できる。
【００１４】雰囲気の温度として８０℃以上とするが、
この温度よりも低いと遊離ＣａＯを安定化させるのに長
時間を要するからである。雰囲気の上限温度について
は、本発明においては、特に限定されないが、１０ｋｇ
／ｃｍ2 未満の圧力で水が共存する密閉系の装置内で処
理する場合は、その飽和水蒸気圧を考慮すると１８０℃
が上限となる。
この温度よりも低いと遊離ＣａＯを安定化させるのに長
時間を要するからである。雰囲気の上限温度について
は、本発明においては、特に限定されないが、１０ｋｇ
／ｃｍ2 未満の圧力で水が共存する密閉系の装置内で処
理する場合は、その飽和水蒸気圧を考慮すると１８０℃
が上限となる。
【００１５】本発明において使用されるＣＯ2 ガスとし
ては、ボイラー排ガス、加熱炉排ガスなどＣＯ2 を１０
％以上含有するガスを使用することができ、効率よく改
質できるのみならず、経済的にも本発明の有効性を最大
限に発揮させることができる。
ては、ボイラー排ガス、加熱炉排ガスなどＣＯ2 を１０
％以上含有するガスを使用することができ、効率よく改
質できるのみならず、経済的にも本発明の有効性を最大
限に発揮させることができる。
【００１６】
【実施例】次に、本発明の実施例を比較例と共に、表を
参照して説明する。表１は本実施例の実験に供したスラ
グの成分を示し、２５ｍｍ以下に粉砕した磁選後の転炉
スラグを大量に採取し、化学分析を行った結果である。
参照して説明する。表１は本実施例の実験に供したスラ
グの成分を示し、２５ｍｍ以下に粉砕した磁選後の転炉
スラグを大量に採取し、化学分析を行った結果である。
【００１７】
【表１】
【００１８】表１からわかるように、このスラグは、遊
離ＣａＯの量が９．５ｗｔ％、塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ
2 ）が４．９の転炉スラグである。このスラグに、表２
に示す温度、雰囲気、圧力条件下で種々改質処理を施し
た。改質処理のための装置として内部が高耐食性のオー
トクレーブを用い、定温保持時間を１２時間とした。処
理後に、遊離ＣａＯの分析、水浸膨張試験後の膨張率を
測定し、転炉スラグの改質後の評価を行った。この結果
を表２に示す。
離ＣａＯの量が９．５ｗｔ％、塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ
2 ）が４．９の転炉スラグである。このスラグに、表２
に示す温度、雰囲気、圧力条件下で種々改質処理を施し
た。改質処理のための装置として内部が高耐食性のオー
トクレーブを用い、定温保持時間を１２時間とした。処
理後に、遊離ＣａＯの分析、水浸膨張試験後の膨張率を
測定し、転炉スラグの改質後の評価を行った。この結果
を表２に示す。
【００１９】
【表２】
【００２０】表２から明らかなように、本実施例によれ
ば、比較例と比べて、改質処理後の遊離ＣａＯの分析値
は格段に低いレベルになっている。また、実施例による
改質処理後のスラグを、Ｘ線回折によって固定した結
果、遊離ＣａＯは、Ｃａ（ＯＨ）2 、ＣａＣＯ3 へ変化
して安定化しており、水浸試験後の膨張率も路盤材用鉄
鋼スラグの品質規格である１．５％以下になった。
ば、比較例と比べて、改質処理後の遊離ＣａＯの分析値
は格段に低いレベルになっている。また、実施例による
改質処理後のスラグを、Ｘ線回折によって固定した結
果、遊離ＣａＯは、Ｃａ（ＯＨ）2 、ＣａＣＯ3 へ変化
して安定化しており、水浸試験後の膨張率も路盤材用鉄
鋼スラグの品質規格である１．５％以下になった。
【００２１】従来、常温でのエージング処理では３か月
以上も必要とされ、温水や水蒸気処理でも５日以上必要
とされていたエージング処理期間が、本発明により極め
て短時間になる。
以上も必要とされ、温水や水蒸気処理でも５日以上必要
とされていたエージング処理期間が、本発明により極め
て短時間になる。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、遊離ＣａＯを含む
転炉スラグ等の製鋼スラグに本発明の製鋼スラグの改質
方法を施すことにより、この製鋼スラグを従来のエージ
ング処理に比べて極めて短期間に安定化でき、路盤材に
適したスラグに改質することができる。
転炉スラグ等の製鋼スラグに本発明の製鋼スラグの改質
方法を施すことにより、この製鋼スラグを従来のエージ
ング処理に比べて極めて短期間に安定化でき、路盤材に
適したスラグに改質することができる。
フロントページの続き (72)発明者 野崎 努 千葉市中央区川崎町１番地 川崎製鉄株式 会社技術研究本部内 (72)発明者 天辰 正義 千葉市中央区川崎町１番地 川崎製鉄株式 会社第３別館内
Claims (2)
- 【請求項１】 遊離ＣａＯを含む製鋼スラグを、圧力が
１．２ｋｇ／ｃｍ2以上１０ｋｇ／ｃｍ2 未満、かつ、
温度が８０℃以上１８０℃以下の水蒸気雰囲気中で加圧
・加熱処理し、改質することを特徴とする製鋼スラグの
改質方法。 - 【請求項２】 前記水蒸気に代えて、水蒸気とＣＯ2 ガ
スとの混合雰囲気中で処理することを特徴とする請求項
１記載の製鋼スラグの改質方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP163393A JPH06206743A (ja) | 1993-01-08 | 1993-01-08 | 製鋼スラグの改質方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP163393A JPH06206743A (ja) | 1993-01-08 | 1993-01-08 | 製鋼スラグの改質方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06206743A true JPH06206743A (ja) | 1994-07-26 |
Family
ID=11506937
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP163393A Withdrawn JPH06206743A (ja) | 1993-01-08 | 1993-01-08 | 製鋼スラグの改質方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06206743A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2735767A1 (fr) * | 1995-06-23 | 1996-12-27 | Lorraine Laminage | Procede de preparation de granulats, notamment pour utilisation en genie civil, a partir de laitier d'acierie de conversion a l'oxygene |
| EP0718251A3 (en) * | 1994-12-12 | 1997-10-15 | Sumitomo Metal Ind | Process for the aging of steel slag and device to be used for such a process |
| JP2007106631A (ja) * | 2005-10-13 | 2007-04-26 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 製鋼スラグのエージング方法 |
| JP2009030101A (ja) * | 2007-07-26 | 2009-02-12 | Daido Steel Co Ltd | 造滓材、造滓材の製造方法、還元スラグの処理方法、及び製鋼方法 |
| JP2011105519A (ja) * | 2009-11-12 | 2011-06-02 | Sanyo Special Steel Co Ltd | 製鋼スラグの迅速エージング方法 |
| JP2013040073A (ja) * | 2011-08-16 | 2013-02-28 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | 製鋼スラグの処理方法 |
| JP2013087011A (ja) * | 2011-10-17 | 2013-05-13 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | 製鋼スラグ水和硬化体およびその製造方法 |
| WO2022264668A1 (ja) * | 2021-06-18 | 2022-12-22 | Ｊｆｅスチール株式会社 | ＣａＯ含有物質の炭酸化方法及び炭酸化物質の製造方法 |
-
1993
- 1993-01-08 JP JP163393A patent/JPH06206743A/ja not_active Withdrawn
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0718251A3 (en) * | 1994-12-12 | 1997-10-15 | Sumitomo Metal Ind | Process for the aging of steel slag and device to be used for such a process |
| US5879430A (en) * | 1994-12-12 | 1999-03-09 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Method and apparatus for aging steel-making slag |
| US6053010A (en) * | 1994-12-12 | 2000-04-25 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Apparatus for aging steel-making slag |
| FR2735767A1 (fr) * | 1995-06-23 | 1996-12-27 | Lorraine Laminage | Procede de preparation de granulats, notamment pour utilisation en genie civil, a partir de laitier d'acierie de conversion a l'oxygene |
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