JPH0692697A - 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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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
-
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- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/0075—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for road construction
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Manufacture Of Iron (AREA)
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１２．０ｗｔ％、塩基度（Ｃ
ａＯ／ＳｉＯ2 ）が５．３の転炉スラグを、圧力が２．
７ｋｇ／ｃｍ2 、温度が１３０℃、ｐＨが２．０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１．２ｗｔ％、水浸試験後
の膨張率は０．９％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１２．０ｗｔ％、塩基度（Ｃ
ａＯ／ＳｉＯ2 ）が５．３の転炉スラグを、圧力が２．
７ｋｇ／ｃｍ2 、温度が１３０℃、ｐＨが２．０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１．２ｗｔ％、水浸試験後
の膨張率は０．９％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
ラグを高圧・高温の熱水中で加圧・加熱処理することに
より、製鋼スラグ中の遊離ＣａＯを、Ｃａ（ＯＨ）2 、
又は無機酸との中和塩として、この製鋼スラグから除
去、又はこの製鋼スラグ中に残存させ、路盤材等として
このスラグを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
ラグを高圧・高温の熱水中で加圧・加熱処理することに
より、製鋼スラグ中の遊離ＣａＯを、Ｃａ（ＯＨ）2 、
又は無機酸との中和塩として、この製鋼スラグから除
去、又はこの製鋼スラグ中に残存させ、路盤材等として
このスラグを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、圧力が１．２ｋ
ｇ／ｃｍ2 以上、温度が１０５℃以上の熱水中にて、加
圧・加熱処理し、改質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、圧力が１．２ｋ
ｇ／ｃｍ2 以上、温度が１０５℃以上の熱水中にて、加
圧・加熱処理し、改質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、前記熱水は、ｐＨ０〜５である方が
好ましい。
好ましい。
【００１０】
【作用】熱水の圧力が１．２ｋｇ／ｃｍ2 以上であるた
め、遊離ＣａＯは効率的にＣａ（ＯＨ）2 等に変換され
る。圧力の上限は、特に限定されないが、高圧容器の都
合から圧力は１０ｋｇ／ｃｍ2 よりも低くするのが好適
である。また、熱水の温度が１０５℃以上であるため、
反応速度が上昇し、遊離ＣａＯを効率的にＣａ（ＯＨ）
2 や無機酸の中和塩とすることができる。温度の上限は
特に限定されないが、温度を上げ過ぎるとかえって、エ
ネルギー効率が悪くなるので、１８０℃以下が望まし
い。
め、遊離ＣａＯは効率的にＣａ（ＯＨ）2 等に変換され
る。圧力の上限は、特に限定されないが、高圧容器の都
合から圧力は１０ｋｇ／ｃｍ2 よりも低くするのが好適
である。また、熱水の温度が１０５℃以上であるため、
反応速度が上昇し、遊離ＣａＯを効率的にＣａ（ＯＨ）
2 や無機酸の中和塩とすることができる。温度の上限は
特に限定されないが、温度を上げ過ぎるとかえって、エ
ネルギー効率が悪くなるので、１８０℃以下が望まし
い。
【００１１】圧力が１．２ｋｇ／ｃｍ2 以上、温度が１
０５℃以上の高圧・熱水中にて加圧・加熱処理すること
により、本発明の目的は十分達成されるが、より好適に
はｐＨ０〜５の酸性の高圧・熱水中にて製鋼スラグを改
質することにより、本発明の効果をより高めることがで
きる。本発明において、使用される酸の種類は特に限定
されないが、硫酸、塩酸等の無機酸が好適である。この
ような酸以外として、本発明においては、例えば、製鉄
所の熱延、冷延プロセスにおける鋼板等のピックリング
工程で発生する廃酸や酸スラッジもｐＨが０〜５の範囲
内にあれば、好適に使用可能である。
０５℃以上の高圧・熱水中にて加圧・加熱処理すること
により、本発明の目的は十分達成されるが、より好適に
はｐＨ０〜５の酸性の高圧・熱水中にて製鋼スラグを改
質することにより、本発明の効果をより高めることがで
きる。本発明において、使用される酸の種類は特に限定
されないが、硫酸、塩酸等の無機酸が好適である。この
ような酸以外として、本発明においては、例えば、製鉄
所の熱延、冷延プロセスにおける鋼板等のピックリング
工程で発生する廃酸や酸スラッジもｐＨが０〜５の範囲
内にあれば、好適に使用可能である。
【００１２】ｐＨを０〜５の範囲内に限定する理由は、
ｐＨが０よりも小さい場合は、酸性が強過ぎて製鋼スラ
グ中の遊離ＣａＯのみならず、他の安定なＣａＯを含む
結晶相、例えば２ＣａＯ・ＳｉＯ2 相などを溶解するた
め、遊離ＣａＯのみを安定化のためには非常に効率が悪
いからである。また、逆にｐＨ５以下に限定する理由
は、遊離ＣａＯを安定化するためには、ｐＨ５以下の酸
の強さが必要だからであり、ｐＨが５を越える場合は遊
離ＣａＯを安定化することが困難となるからである。
ｐＨが０よりも小さい場合は、酸性が強過ぎて製鋼スラ
グ中の遊離ＣａＯのみならず、他の安定なＣａＯを含む
結晶相、例えば２ＣａＯ・ＳｉＯ2 相などを溶解するた
め、遊離ＣａＯのみを安定化のためには非常に効率が悪
いからである。また、逆にｐＨ５以下に限定する理由
は、遊離ＣａＯを安定化するためには、ｐＨ５以下の酸
の強さが必要だからであり、ｐＨが５を越える場合は遊
離ＣａＯを安定化することが困難となるからである。
【００１３】
【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。
【００１４】
【表１】
【００１５】表１からわかるように、このスラグは、遊
離ＣａＯの量が１２．０ｗｔ％、塩基度（ＣａＯ／Ｓｉ
Ｏ2 ）が５．３の転炉スラグである。このスラグに、表
２に示す温度、圧力、硫酸により調整したｐＨ条件下の
高圧熱水中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１２．０ｗｔ％、塩基度（ＣａＯ／Ｓｉ
Ｏ2 ）が５．３の転炉スラグである。このスラグに、表
２に示す温度、圧力、硫酸により調整したｐＨ条件下の
高圧熱水中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。
【００１６】
【表２】
【００１７】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、本実施例に
よる改質処理後のスラグを、Ｘ線回析によって同定した
ところ、遊離ＣａＯはＣａ（ＯＨ）2 、ＣａＳＯ4 など
に変化しており、水浸膨張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、本実施例に
よる改質処理後のスラグを、Ｘ線回析によって同定した
ところ、遊離ＣａＯはＣａ（ＯＨ）2 、ＣａＳＯ4 など
に変化しており、水浸膨張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。
【００１８】従来、常温でのエージング処理では３カ月
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
て短期間になる。
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
て短期間になる。
【００１９】
【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、温度が１０５℃以上の熱水中
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】 前記熱水が、ｐＨ０〜５であることを特
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 |
|---|---|---|---|
| JP24644692A JPH0692697A (ja) | 1992-09-16 | 1992-09-16 | 製鋼スラグの改質方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24644692A JPH0692697A (ja) | 1992-09-16 | 1992-09-16 | 製鋼スラグの改質方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0692697A true JPH0692697A (ja) | 1994-04-05 |
Family
ID=17148572
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24644692A Withdrawn JPH0692697A (ja) | 1992-09-16 | 1992-09-16 | 製鋼スラグの改質方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0692697A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0663740U (ja) * | 1993-02-17 | 1994-09-09 | 清水建設株式会社 | コンクリート自動締固機 |
| US5879430A (en) * | 1994-12-12 | 1999-03-09 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Method and apparatus for aging steel-making slag |
| KR20000041665A (ko) * | 1998-12-23 | 2000-07-15 | 이구택 | 탄산온수를 이용한 전로슬래그의 시효처리방법 |
| JP2001199749A (ja) * | 2000-01-12 | 2001-07-24 | Kawasaki Steel Corp | 高炉スラグの表面改質方法および改質高炉スラグ |
| 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 |
| JP2014024713A (ja) * | 2012-07-26 | 2014-02-06 | Kobe Steel Ltd | 製鋼スラグ水和処理物およびその製造方法 |
| JP2014144876A (ja) * | 2013-01-25 | 2014-08-14 | Kobe Steel Ltd | 製鋼スラグ水和処理物の製造方法 |
| CN107447064A (zh) * | 2017-09-14 | 2017-12-08 | 江苏省镔鑫钢铁集团有限公司 | 一种液态钢渣急冷过程中调质改性的装置及方法 |
| CN113588399A (zh) * | 2021-07-29 | 2021-11-02 | 宝武集团环境资源科技有限公司 | 一种冶金尘泥中游离氧化钙的快速消解方法 |
-
1992
- 1992-09-16 JP JP24644692A patent/JPH0692697A/ja not_active Withdrawn
Cited By (10)
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