(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステンレス鋼を精錬する際に発生するスラグであって、質量％で、下記の組成を有することを特徴とする、スラグからの６価Cr溶出量を0.5mg/l 以下、Ｆ溶出量を８mg/l以下、Ｂ溶出量を10mg/l以下に抑えたステンレス鋼スラグ。
(%CaO)／(%SiO2) ＝0.50〜1.5 、(%Al2O3)＝１〜30％、
(%Cr2O3)≦20％、(%B2O3）≦0.6 ％、(%F)≦５％、
(%MgO)／(%CaO)＝0.05〜0.4 、(%T.Fe)+(%Cr2O3)+ (%MnO)≦20％
【請求項２】
ステンレス鋼を精錬する際に発生するスラグであって、質量％で、下記の組成を有することを特徴とする、スラグからの６価Cr溶出量を0.05mg/l以下、Ｆ溶出量を0.8mg/l 以下、Ｂ溶出量を1.0mg/l 以下に抑えたステンレス鋼スラグ。
(%CaO)／(%SiO2) ＝0.50〜1.5 、(%Al2O3)＝１〜30％、
(%Cr2O3)≦10％、(%B2O3）≦0.1 ％、(%F)≦2.0 ％、
(%MgO)／(%CaO)＝0.05〜0.40、(%T.Fe)+(%Cr2O3)+ (%MnO)≦20％
【請求項３】
精錬炉においてステンレス鋼を精錬する際に、還元精錬期のの溶鋼スラグに脱酸剤および造滓剤を投入し、請求項１または２に記載の組成のスラグとすることを特徴とするステンレス鋼スラグの無害化方法。
【請求項４】
精錬炉においてステンレス鋼を精錬する際に、還元精錬期のの溶鋼スラグに脱酸剤および造滓剤を投入し、スラグの組成分析を行い、還元精錬後のスラグの組成分析の結果から不足成分を含む物質を投入することにより、請求項１あるいは請求項２に記載の組成のスラグとすることを特徴とするステンレス鋼スラグの無害化方法。
【請求項５】
原料溶解あるいは粗脱炭、粗還元および粗成分調整を行う一次精錬工程と、更なる高清浄化および微成分調整を行う二次精錬工程とを有するステンレス鋼の精錬において、溶鋼からの脱硫機能を二次精錬工程に機能分化することにより、前記一次精錬工程におけるスラグの組成を請求項１または２に記載の組成に調整し、一次精錬のステンレス鋼スラグを無害化するとともに、有害なステンレス鋼スラグの発生量を低減するステンレス鋼の精錬方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステンレス鋼のスラグの無害化方法、特にステンレス鋼の溶解および精錬工程で発生するスラグからの６価Cr、Ｆ、Ｂの溶出を抑制して無害化するとともにスラグを固化し、土木材、路盤材およびセメント材等の資源として利用を図ることのできるスラグ組成とするとともに、そのようなステンレス鋼スラグの生成を可及的少とするステンレス鋼の精錬方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地球環境保護が強く求められ、また産業廃棄物の投棄場所が枯渇するという状況下から、今日、産業廃棄物の発生量低減とともに無害化およびリサイクル化が重要課題となっている。
【０００３】
ステンレス鋼の精錬時に発生するスラグ( 以下、「ステンレス鋼スラグ」あるいは単に「スラグ」ともいう) もまた産業廃棄物の一つに位置づけられ、同様な課題を有している。
【０００４】
ステンレス鋼スラグは、原料溶解あるいは精錬工程において生成する酸化物を還元、あるいは脱硫する際、不可避的に発生する。このステンレス鋼スラグはそれ自身の特徴から、無害化およびリサイクル化に対し以下の問題を有している。(1) スラグの粉化：
ステンレス鋼スラグには、2CaO・SiO2が含まれており、この物質が冷却中にα' →γ型へと相変態し、このときの体積変化により粉化することはよく知られている。
【０００５】
スラグを路盤材や土木用材として利用する際には強度を保つ必要があり、粉化したスラグはリサイクルしにくいという問題がある。さらに、粉化したスラグでは周辺・作業環境の悪化がもたらされ、また処理のしにくさの面でも問題を有している。
(2) ６価Cr溶出：
ステンレス鋼スラグはCr2O3 を含んでおり、その一部が排滓や冷却時の条件によっては微量の６価Crに変化することがある。かかる６価Crの存在はステンレス鋼スラグの資源化を図る際の一つの懸念要因となっている。
(3) Ｆ溶出：
ステンレス鋼スラグは、精錬において融点降下剤として蛍石(CaF2)を使用するためＦを含有している。Ｆは生態系に悪影響を及ぼすためスラグからの溶出を抑制する必要がある。
(4) Ｂ溶出：
通常のステンレス鋼スラグにおいてB2O3は極微量しか含まれていないが、スラグ固化を目的としてホウ酸化合物を加えた場合、あるいはＢ含有ステンレス鋼を溶製する場合において高濃度のB2O3がスラグ中に存在する。Ｂもまた生態系に悪影響を及ぼすため、スラグからの溶出を抑制する必要がある。
【０００６】
これらの問題に対し、例えばステンレス鋼スラグの固化について、特開昭62−87442 号公報ではホウ酸化合物とAl、Si等の発熱性物質を添加する方法を提案している。しかし、本方法によるとスラグ中に多量のB2O3を含有するためＢ溶出の原因となる。
【０００７】
従来にあってもこのような問題の解決のために、種々の提案がされており、それなりに効果をあげているが、これらの問題をいずれも解決できる技術はまだ解決されていないのが現状である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、特開平８−26791 号公報では溶出スラグ中あるいは受滓鍋中にAl灰およびシリカ系物質を添加するステンレス鋼スラグの改質方法を、特開平９−316523号公報ではスラグ組成で規定した指数を満足することによりスラグ粉化を抑制すると共に水和膨張も抑制する方法を提案している。
【０００９】
しかし、これらの方法は、スラグの強度を得ることあるいは、土木材および路盤材としての品質安定化を目的としており、６価Cr、Ｆ、Ｂ溶出抑制については考慮しておらず、ステンレス鋼スラグの無害化技術としては不充分である。
【００１０】
また６価Cr溶出防止については、例えば特開平６−171993号公報では溶融状態にある酸化Cr含有スラグに対してAl灰およびMg系物質を添加することによりスラグの粉化を抑制するとともに６価Cr溶出を抑制する方法を提案している。
【００１１】
しかし、この方法においてもＢ、Ｆ溶出の抑制については考慮しておらず、ステンレス鋼スラグを無害化しているとは言い難い。
一方、ＦおよびＢの溶出とスラグ組成との関係について十分な定量的な知見が得られておらず、スラグの無害化あるいはリサイクルに対する弊害となっている。
【００１２】
さらに、環境庁より、人の健康の保護および生活環境保全の観点から排水基準については、６価クロム溶出量0.5mg/l 以下、Ｆ溶出量8.0mg/l 以下、Ｂ溶出量10.0mg/l以下、土壌環境基準については６価クロム溶出量0.05mg/l、Ｆ溶出量0.8mg/l 以下、Ｂ溶出量1.0mg/l 以下となるようにすべきとの案が提示されており上記条件を満足するスラグ処理技術の開発が急務となっている。
【００１３】
一方、スラグ組成の制御方法としては、特開平11−217246号公報では溶融スラグを回収した容器内に発熱剤とスラグ固化に必要な成分を添加することにより、還元スラグの組成制御による粉化防止を図る方法が提案されている。しかし、本方法ではスラグ処理のためのプロセスが増加するとともに設備費等のコストが増加するという問題を有している。
【００１４】
特開平８−2681号公報の中で受鋼鍋の中にAl灰およびシリカ系物質を添加する方法が提案されているが、受鋼鍋への添加では十分な混合が得られないという問題があり、処理プロセスを増やさずして均一なスラグ組成が得られるスラグ処理方法が望まれる。
【００１５】
製鋼操業の高能率化あるいは鋼の高清浄化を目的として、精錬機能を一次精錬と二次精錬とに分割する精錬操業においては、両精錬工程にそれぞれ脱硫工程を入れることにより、有害スラグが両精錬工程で発生しており、このときのスラグ発生量の低減およびスラグの無害化が望まれている。
【００１６】
ここに、本発明の課題は、ステンレス鋼スラグからの６価Cr、ＦおよびＢの溶出を抑制して無害化するとともに粉化を防止し、路盤用材、土木用材あるいはセメント原料として資源化することである。
【００１７】
より具体的には、本発明の課題は、ステンレス鋼スラグからの６価Cr溶出量を0.5mg/l 以下、Ｆ溶出量を８mg/l以下、Ｂ溶出量を10mg/l以下に抑えるためのスラグ処理方法を開発し、かつそのようにして処理されたスラグを路盤用材、土木用材あるいはセメント原料として資源化するとともに、有害スラグの発生量を可及的少とするステンレス鋼の精錬方法を提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上述のような課題を達成すべく種々検討を重ね、６価Crなどの有害成分の溶出はスラグが粉化するにしたがって甚だしくなり、粉化を防止することで上述のような有害成分の溶出は効果的に防止されるばかりでなく、スラグの有効利用にも大きく寄与することを知り、本発明に至った。
【００１９】
すなわち、従来にあっては、６価Crなどの有害成分の溶出防止とスラグの再利用のための高強度化とは別々に検討されきた。本発明者らは、スラグ組成調整による粉化による有害成分の溶出防止が、予想外にもスラグの路盤材等へのリサイクル利用にも有効であり、しかもそのような粉化防止のためのスラグ組成調整がステンレス鋼の精錬段階で行うことができることから、コスト的にも有利であり、ステンレス鋼の精錬の面から見ても、有害スラグの生成を可及的少とする精錬方法が確立できることになり、本発明の実用上の意義は非常に大きいことを知り、本発明に至った。
【００２０】
ここに、本発明は次の通りである。
(1) ステンレス鋼を精錬する際に発生するスラグの組成であって、質量％で、下記の組成を有することを特徴とする、スラグからの６価Cr溶出量を0.5mg/l 以下、Ｆ溶出量を８mg/l以下、Ｂ溶出量を10mg/l以下に抑えたステンレス鋼スラグ。
【００２１】
(%CaO)／(%SiO2) ＝0.50〜1.5 、(%Al2O3)＝１〜30％、
(%Cr2O3)≦20％、(%B2O3）≦0.6 ％、(%F)≦５％、
(%MgO)／(%CaO)＝0.05〜0.4 、(%T.Fe)+(%Cr2O3)+ (%MnO)≦20％
(2) ステンレス鋼を精錬する際に発生するスラグであって、質量％で、下記の組成を有することを特徴とする、スラグからの６価Cr溶出量を0.05mg/l以下、Ｆ溶出量を0.8mg/l 以下、Ｂ溶出量を1.0mg/l 以下に抑えたステンレス鋼スラグ。
【００２２】
(%CaO)／(%SiO2) ＝0.50〜1.5 、(%Al2O3)＝１〜30％、
(%Cr2O3)≦10％、(%B2O3）≦0.1 ％、(%F)≦2.0 ％、
(%MgO)／(%CaO)＝0.05〜0.40、(%T.Fe)+(%Cr2O3)+ (%MnO)≦20％
(3) 精錬炉においてステンレス鋼を精錬する際に、還元精錬期の溶鋼スラグに脱酸剤および造滓剤を投入し、上記(1) または(2) に記載の組成のスラグとすることを特徴とするステンレス鋼スラグの無害化方法。
(4) 精錬炉においてステンレス鋼を精錬する際に、還元精錬期の溶鋼スラグに脱酸剤および造滓剤を投入し、スラグの組成分析を行い、還元精錬後のスラグの組成分析の結果から不足成分を含む物質を投入することにより、上記(1) あるいは(2) に記載の組成のスラグとすることを特徴とするステンレス鋼スラグの無害化方法。
(5) 原料溶解あるいは粗脱炭、粗還元および粗成分調整を行う一次精錬工程と、更なる高清浄化および微成分調整を行う二次精錬工程とを有するステンレス鋼の精錬において、溶鋼からの脱硫機能を二次精錬工程に機能分化することにより、前記一次精錬工程におけるスラグの組成を上記(1) または(2) に記載の組成に調整し、一次精錬のステンレス鋼スラグを無害化するとともに、有害なステンレス鋼スラグの発生量を低減するステンレス鋼の精錬方法。
【００２３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明においてスラグ組成を上述のように規定した理由について詳述する。
【００２４】
本発明ではステンレス鋼スラグ中から６価Cr、Ｆ、Ｂの溶出を抑制することにより無害化するとともに固化しリサイクル可能となるスラグ組成を、発明者の多くの実験結果から見い出した。
【００２５】
スラグ組成の規定理由および発明内容を以下に示す。本明細書における各成分の溶出量は、環境庁告示第13号に従い調査した結果によるそれである。
粉化率は、スラグが発生してから１週間後にスラグを粉砕せず４メッシュのふるいにかけて、ふるい通過重量の全重量に対する割合とした。
【００２６】
図１、図２および図３にスラグ粉化率と６価Cr、ＦおよびＢ溶出量との関係を示す。
図に示す通り、スラグ粉化率が10％を超えると６価Cr、ＦおよびＢ溶出量が顕著に増大しており、６価Cr、ＦおよびＢ溶出抑制には粉化率を10％以下に抑えることが有効である。この溶出量の増加はスラグ粉化率の増加に伴うスラグ表面積の増大により６価Cr、ＦおよびＢが溶出しやすくなったためと推定される。
【００２７】
図４は、スラグ粉化率とCaO/SiO2比との関係を調査した結果を示す。
スラグ粉化率を10％以下にするためにはCaO/SiO2比を1.5 以下にする。ただし、CaO/SiO2比が0.5 未満では、図５に示すようにスラグ中の低級酸化物 [(%T.Fe)+(%Cr2O3)+(%MnO)]含有量が高くなり歩留が低下するとともに、図６に示すようにスラグ中の(%Cr2O3)も上昇する。そのため図７に示すように６価Crの溶出量を増加させる。
【００２８】
従って、本発明において、CaO/SiO2比は0.50〜1.5 に規定した。
図８にスラグ中Al2O3 濃度とスラグ粉化率との関係を示す。
スラグ中Al2O3 濃度が１％未満ではスラグの粉化率が10％以上となり、スラグの固化作用としては不十分である。そのため図１、図２および図３に示すように、６価Cr、ＢおよびＦ溶出量が増加する傾向を示す。
【００２９】
従って、スラグ粉化率を10％以下に低減するためには１％以上のAl2O3 濃度を必要とすることが明らかとなった。
図９にはスラグ中Al2O3 濃度と炭化物の溶損率との関係を示す。
【００３０】
スラグ中Al2O3 濃度が30％を越えると炭化物の溶損率が急激に増大することが分かる。これはスラグ融点降下に伴うスラグ粘性低下が原因と推定される。なお、溶損率は各操業条件における精錬耐火物の溶損量より算出した。
【００３１】
以上の知見からAl2O3 濃度を１〜30％の範囲に規定した。
スラグ中のCr2O3 濃度を20％以下、好ましくは10％以下とするのは、CaO/SiO2比およびAl2O3 濃度を上記範囲内でスラグを安定化させた場合、図７に示すように６価Cr溶出量を20％以下では0.5mg/l 以下、10％以下で0.05mg/l以下にそれぞれ抑制できるからである。スラグ中のCr2O3 濃度は低いほど６価Cr溶出は抑制される。
【００３２】
スラグ中B2O3濃度を0.6 ％以下、好ましくは0.1 ％以下とするのは、CaO/SiO2比およびAl2O3 濃度を上記範囲内でスラグを安定化させた場合、図10に示すように、Ｂ溶出量を0.6 ％以下では10mg/l以下に、0.1 ％以下では１mg/l以下にそれぞれ抑制できるからである。スラグ中B2O3濃度は低いほどＢ溶出量は抑制される。
【００３３】
スラグ中Ｆ濃度を５％以下、好ましくは２％以下とするのは、CaO/SiO2比およびAl2O3 濃度を上記範囲内でスラグを安定化させた場合、図11に示すようにＦ溶出量を５％以下では８mg/l以下、２％以下では0.8mg/l にそれぞれ抑制できるからである。スラグ中Ｆ濃度は低いほどＦ溶出量は抑制できる。
【００３４】
図12にMgO/CaO 比と溶損率との関係を示す。
MgO/CaO 比が0.05未満ではスラグの耐火物中への浸潤および溶損により耐火物寿命は低下する。一方、0.40を越える場合には図13に示すように、溶解のための熱量増大、スラグ流動性低下により歩留が低下し、操業負荷を増大する。そこで、本発明においてもMgO/CaO 比は0.05〜0.40に規定した。
【００３５】
(%T.Fe)+(%Cr2O3)+(%MnO) を≦20.0％とするのは歩留の低下を抑制できるためである。
本発明のステンレス鋼スラグ無害化処理は、図14に例示するような溶解・精錬工程で発生するスラグに適用するものである。
【００３６】
図14(a) は電気炉での溶解工程、同図(b) はAOD での精錬工程、同図(c) は上底吹き転炉での溶解精錬工程を示し、１は電極、２は溶鋼、３はスラグ、４は上吹きランス、５は横吹き羽口、６は底吹き羽口を示す。なお、同図(b) のAOD での精錬は減圧下での処理も含まれる。
【００３７】
上記スラグ組成への調整方法として、還元精錬時の脱酸剤および造滓剤の投入量調整による方法、還元精錬後のスラグ組成分析より不足組成分を含有する物質を適正量投入する方法の２態様がある。
【００３８】
前者の場合、スラグ組成の制御のための追加処理プロセスの増加なしにスラグの無害化が可能であり、設備費用低減、能率向上および操業コスト低減に対し有効である。本方法を用いる場合、スラグの組成制御の方法として酸素効率から予測する方法、精錬中の溶鋼成分推移から予測する方法、精錬中の排ガス流量と濃度から予測する方法、従来の操業条件とスラグ組成から予測する方法等が上げられる。
【００３９】
後者の場合、より正確なスラグ組成制御が可能であるという利点を有する。投入時点は還元精錬後にスラグを炉内から回収する前後を問わない。
投入する物質としてSiO2源として硅砂、川砂等、CaO 源としては生石灰、ドロマイト等、MgO 源としてはクリンカー、天然マグネシア等、Al2O3 源としては金属Al、Al灰等を投入する方法が挙げられる。
【００４０】
また、ステンレス鋼の溶解・精錬設備能力の有効活用、精錬操業の高効率化あるいは鋼の高清浄化の目的に対し、精錬機能を一次精錬工程と二次精錬工程とに分割する精錬操業プロセスは非常に有効である。
【００４１】
このような分割精錬プロセスにおいて図15に示すように一次精錬工程において脱硫処理をせず、脱硫機能を後工程である二次精錬 (例えばAOD 、VOD 、LF) に機能分化することにより、一次精錬 (例えば電気炉、AOD)でのスラグ組成を本発明で規定するようコントロールし、一次精錬スラグの無害化および固化を図る溶製プロセスが好ましい。従来法では一次精錬、二次精錬のいずれにおいても脱硫が行われており、生成スラグの全量が有害スラグとなってしまう。
【００４２】
従って、本方法により分割精錬工程を採用することで有害スラグの発生量を低減するとともに、一次精錬工程で発生するスラグの無害化および資源化が可能となる。
【００４３】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明する。
【００４４】
【実施例１】
３相交流式溶解炉を用い、各チャージ80トンのステンレス鋼を溶解した。スラグ組成は従来のスラグ組成から還元剤および造滓剤の投入量を調整しコントロールした。
【００４５】
電気炉処理後のスラグを採取し、各スラグ組成を求めると共に、環境庁告示第13号において規定する条件 (試料を径２mm以下に破砕し、水1000mlに対し100gのその試料を加え６時間振とうしてから、濾過した後、炉液を回収しＦ、６価Crを分析する) 下での６価Cr、ＦおよびＢの各溶出量、および１週間静置するという条件下での粉化率をそれぞれ調査した。
【００４６】
また、炉体の溶損量測定は、同一条件で10チャージ操業し、炉床の溶損量より溶損率を計算した。
表１に発明例のスラグ組成を、表２には各溶出量、粉化率および溶損率の調査結果を比較例のそれらと共に示す。
【００４７】
発明例であるNo.1に対し、比較例であるNo.3のように(%CaO)/(%SiO2)≦0.50であって、(%T.Fe)+(%Cr2O3)+(%MnO) が約27.46 ％であり低級酸化物の回収率が低下した。
【００４８】
さらに(%Cr2O3)が20％を越えており６価Cr溶出量を≦0.5mg/l に抑えることができない。
一方、発明例であるNo.1では(%Cr2O3)を≦20％にすることにより６価Cr溶出量を≦0.5mg/l に抑制できた。
【００４９】
発明例であるNo.2においては(%Cr2O3)を≦10％にすることにより、６価Cr溶出量を≦0.05mg/lに抑制できた。また、本実施例により従来の操業条件とスラグ組成からのスラグ組成コントロールが可能であることが明らかとなった。
【００５０】
【実施例２】
ステンレス鋼の精錬をAOD およびVOD の両工程で行う場合、本発明に従って脱硫機能をVOD 工程に分化することにより、AOD 工程での(%CaO)/(%SiO2)を低減した操業を実施できた。
【００５１】
還元後のスラグ組成は、還元後の成分実績および還元剤、造滓剤の投入量から推定し、その後不足組成を添加し目標スラグ組成にコントロールした。
AOD 工程で処理した後のスラグを採取し、各スラグ組成、６価Cr、ＦおよびＢ溶出量、粉化率を調査した。また、炉体の溶損量測定は同一条件で10チャージ操業し、羽口の溶損量より溶損率を計算した。
【００５２】
表３に発明例のスラグ組成を、表４には各溶出量、粉化率および溶損率の調査結果を比較例のそれらと共に示す。
発明例であるNo.1に対し、比較例のNo.9およびNo.10 のように、(%Al2O3)≦1.0 ％の場合あるいは(%CaO)/(%SiO2)≧1.50の場合は、スラグの安定化が十分でなく粉化率が増加し、それに伴い６価CrおよびＦ溶出量が上昇した。
【００５３】
発明例のNo.2に対し、比較例のNo.11 では(%Al2O3)≧30.0％となり、羽口溶損率が急激に悪化した。
発明例のNo.3およびNo.4では、比較例のNo.12 およびNo.13 と比較すると分かるようにＢ溶出量は(%B2O3) ≦0.6 ％で≦10.0mg/l、(%B2O3) ≦0.1 ％で≦1.0mg/l にそれぞれ抑制できた。
【００５４】
発明例のNo.5およびNo.6では、比較例のNo.14 およびNo.15 と比較すると分かるように、Ｆ溶出量は(%Ｆ) ≦5.0 ％で8.0mg/l 以下、(%Ｆ) ≦2.0 ％で0.8mg/l 以下に抑制できた。
【００５５】
発明例のNo.7およびNo.8に対し、比較例のNo.16 およびNo.17 では、耐火物の溶損率は(%MgO)/(%CaO) ≦0.05では溶損率が200 に増加した。一方、(%MgO)/(%CaO) ≧0.40では、滓化のためのCaF2投入量の増大によりスラグ中のＦ濃度が上昇すると共に低級酸化物濃度の上昇、熱補償等の操業負荷の増大を招いた。
【００５６】
【実施例３】
表５にスラグ組成のコントロール精度を示す。ケース▲１▼は従来操業適用時 (スラグコントロールなし) 、ケース▲２▼は精錬還元時の脱酸材および造滓剤の投入量の調整による方法適用等、ケース▲３▼は精錬還元後のスラグ組成分析より不足組成含有物質の投入による方法適用時のスラグ組成分析値を示す。
【００５７】
スラグ組成コントロールを実施していないケース▲１▼では、還元促進のため(%CaO)/(%SiO2)、スラグ中Ｆ濃度も高く、スラグによる耐火物溶損についても考慮していないため(%MgO)/(%CaO) 濃度も非常に低い。そのためスラグは無害化されていない。
【００５８】
一方、ケース▲２▼の場合は精錬還元時の脱酸材の投入量をもとに造滓剤の投入量もコントロールしているため、狙いのスラグ組成範囲にコントロールできており、スラグコントロール方法としては充分である。
【００５９】
さらにケース▲３▼の場合では、精錬最終のスラグ組成より不足組成含有物質を添加したため、バラツキの小さいより安定なスラグ組成を得ることが可能となった。
【００６０】
【実施例４】
本例では図15に示すように一次精錬、二次精錬に分割して操業し、本発明例として脱硫を二次精錬工程だけで行い、一次精錬により得られるスラグに本発明にかかるスラグ組成の調整を行った。その他の条件は全く同一にして従来例としては一次精錬においても脱硫を行った。
【００６１】
図16に分割精錬プロセスにおける従来および発明例の有害スラグの発生量および無害化スラグの発生量を示す。
一次精錬スラグを本発明のスラグ組成にコントロールすることにより10％のスラグ発生量低減となり、さらに一次精錬スラグの無害化が可能となった。本発明により、有害スラグの発生量を30％に低減できた。
【００６２】
【表１】
0003675302.tif 000002
【００６３】
【表２】
0003675302.tif 000003
【００６４】
【表３】
0003675302.tif 000004
【００６５】
【表４】
0003675302.tif 000005
【００６６】
【表５】
0003675302.tif 000006
【００６７】
【発明の効果】
本発明により、ステンレス鋼の精錬時のスラグ組成の調整を行うだでけで、スラグ処理工程を増やすことなく、ステンレス鋼スラグからの６価Cr、ＦおよびＢの溶出防止および固化が可能になり、ステンレス鋼スラグの無害化、さらには土木材、路盤材およびセメント材への資源化ができるようになった。さらに、そのようにしてステンレス鋼の精錬を行う場合、スラグの発生量は可及的少となるなど、本発明の実際上の効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、粉化率と６価Cr溶出量との関係を示すグラフである。
【図２】図２は、粉化率とＦ溶出量との関係を示すグラフである。
【図３】図３は、粉化率とＢ溶出量との関係を示すグラフである。
【図４】図４は、(%CaO)／(%SiO2) 比と粉化率との関係を示すグラフである。
【図５】図５は、(%CaO)／(%SiO2) 比と(%T.Fe)+(%Cr2O3)+ (%MnO)との関係を示すグラフである。
【図６】図６は、(%CaO)／(%SiO2) 比と(%Cr2O3)との関係を示すグラフである。
【図７】図７は、(%Cr2O3)と６価Cr溶出量との関係を示すグラフである。
【図８】図８は、(%Al2O3)と粉化率との関係を示すグラフである。
【図９】図９は、(%Al2O3)と溶損率との関係を示すグラフである。
【図１０】図10は、(%B2O3) とＢ溶出量との関係を示すグラフである。
【図１１】図11は、(%Ｆ) とＦ溶出量との関係を示すグラフである。
【図１２】図12は、(%MgO)／(%CaO)比と溶損率との関係を示すグラフである。
【図１３】図13は、(%MgO)／(%CaO)比と(%T.Fe)+(%Cr2O3)+ (%MnO)との関係を示すグラフである。
【図１４】図14は、本発明の実施形態を示す概略断面図であって、同図(a) は、電気炉での溶解を、同図(b) はAOD 炉での精錬を、そして同図(c) は上吹き転炉での溶解精錬工程をそれぞれ示す。
【図１５】図15は、分割精錬における一次精錬スラグの無害化方法の略式説明図である。
【図１６】図16は、分割精錬に本発明を適用したときのスラグ低減・無害化効果を示すグラフである。
【図１】
0003675302.tif 000007
【図２】
0003675302.tif 000008
【図３】
0003675302.tif 000009
【図４】
0003675302.tif 000010
【図５】
0003675302.tif 000011
【図６】
0003675302.tif 000012
【図７】
0003675302.tif 000013
【図８】
0003675302.tif 000014
【図９】
0003675302.tif 000015
【図１０】
0003675302.tif 000016
【図１１】
0003675302.tif 000017
【図１２】
0003675302.tif 000018
【図１３】
0003675302.tif 000019
【図１４】
0003675302.tif 000020
【図１５】
0003675302.tif 000021
【図１６】
0003675302.tif 000022