(57)【要約】【課題】鋼の精錬工程で生成する製鋼スラグを資源（例えば、路盤材）として利用するため、製鉄プロセスの精錬過程において製鋼スラグの組成を調整して、排出した製鋼スラグからのフッ素の溶出量を、環境省告示第４６号の規制値（０．８ｍｇ／Ｌ）以下に安定して抑制する。【解決手段】スラグ組成として、ＣａＯ、ＳｉＯ2、Ｐ2Ｏ5、及び、Ｆを含み、下記式（１）及び式（２）を満足することを特徴とする環境保全性に優れた製鋼スラグ。        ％Ｐ2Ｏ5´／％Ｆ≧１５                                 ・・・（１）        ％Ｐ2Ｏ5´≧５×（％ＣａＯ／％ＳｉＯ2）−３．５        ・・・（２）  ここで、％Ｐ2Ｏ5´は、スラグ中の％ＣａＯ、％ＳｉＯ2、及び、％Ｐ2Ｏ5の合計を１００％としたときの、その内の％Ｐ2Ｏ5の構成率％である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スラグ組成として、ＣａＯ、ＳｉＯ2、Ｐ2Ｏ5、及び、Ｆを含み、下記式（１）及び式（２）を満足することを特徴とする環境保全性に優れた製鋼スラグ。
％Ｐ2Ｏ5´／％Ｆ≧１５                                 ・・・（１）
％Ｐ2Ｏ5´≧５×（％ＣａＯ／％ＳｉＯ2）−３．５        ・・・（２）
ここで、％Ｐ2Ｏ5´は、スラグ中の％ＣａＯ、％ＳｉＯ2、及び、％Ｐ2Ｏ5の合計を１００％としたときの、その内の％Ｐ2Ｏ5の構成率％である。
【請求項２】
スラグ組成が、％Ｔ．Ｆｅ：５〜４０％、％ＣａＯ：３０〜５０％、％ＳｉＯ2：１５〜３０％、％Ｐ2Ｏ5：２〜５％、％Ｆ：０．０１〜１．０％で、残部がＡｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、及び、ＭｎＯを含む組成からなることを特徴とする請求項１に記載の環境保全性に優れた製鋼スラグ。
【請求項３】
スラグ組成として、ＣａＯ、ＳｉＯ2、Ｐ2Ｏ5、及び、Ｆを含み、下記式（１）及び式（３）満足することを特徴とする環境保全性に優れた製鋼スラグ。
％Ｐ2Ｏ5´／％Ｆ≧１５                                 ・・・（１）
％ＣａＯ／％ＳｉＯ2≦０．９                            ・・・（３）
ここで、％Ｐ2Ｏ5´は、スラグ中の％ＣａＯ、％ＳｉＯ2、及び、％Ｐ2Ｏ5の合計を１００％としたときの、その内の％Ｐ2Ｏ5の構成率％である。
【請求項４】
スラグ組成が、％Ｔ．Ｆｅ：３０〜６０％、％ＣａＯ：１〜３０、％ＳｉＯ2：２５〜５０％、％Ｐ2Ｏ5：０．０５〜０．５％、％Ｆ：０．０１〜１．０％で、残部がＡｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、及び、％ＭｎＯを含む組成からなることを特徴とする請求項３に記載の環境保全性に優れた製鋼スラグ。
【請求項５】
鋼の二次精錬で生成したフッ素含有スラグを、溶銑を収納した容器にフラックスとともに装入し、溶銑に脱燐処理、又は、脱硅処理後に脱燐処理を施す際、スラグ組成を、％Ｔ．Ｆｅ：５〜４０％、％ＣａＯ：３０〜５０％、％ＳｉＯ2：１５〜３０％、％Ｐ2Ｏ5：２〜５％、％Ｆ：０．０１〜１．０％で、残部がＡｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、及び、ＭｎＯを含む組成であり、かつ、下記式（１）及び式（２）を満足するように調整し、しかる後に、上記容器から排出することを特徴とする環境保全性に優れた製鋼スラグの製造方法。
％Ｐ2Ｏ5´／％Ｆ≧１５                                 ・・・（１）
％Ｐ2Ｏ5´≧５×（％ＣａＯ／％ＳｉＯ2）−３．５        ・・・（２）
ここで、％Ｐ2Ｏ5´は、スラグ中の％ＣａＯ、％ＳｉＯ2、及び、％Ｐ2Ｏ5の合計を１００％としたときの、その内の％Ｐ2Ｏ5の構成率％である。
【請求項６】
鋼の二次精錬で生成したフッ素含有スラグを、溶銑を収納した容器にフラックスとともに装入し、溶銑に脱硅処理を施す際、スラグ組成を、％Ｔ．Ｆｅ：３０〜６０％、％ＣａＯ：１〜３０、％ＳｉＯ2：２５〜５０％、％Ｐ2Ｏ5：０．０５〜０．５％、％Ｆ：０．０１〜１．０％で、残部がＡｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、及び、％ＭｎＯを含む組成であり、かつ、下記式（１）及び式（３）満足するように調整し、しかる後に、上記容器から排出することを特徴とする環境保全性に優れた製鋼スラグの製造方法。
％Ｐ2Ｏ5´／％Ｆ≧１５                                 ・・・（１）
％ＣａＯ／％ＳｉＯ2≦０．９                            ・・・（３）
ここで、％Ｐ2Ｏ5´は、スラグ中の％ＣａＯ、％ＳｉＯ2、及び、％Ｐ2Ｏ5の合計を１００％としたときの、その内の％Ｐ2Ｏ5の構成率％である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土壌を汚染するフッ素が溶出しない環境保全に優れた製鋼スラグとその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、製鉄所の転炉、予備処理炉、二次精錬炉等で発生する製鋼スラグを、道路用路盤材や骨材等の土木工事用資材として利用する試みがなされているが、製鋼スラグは、環境に有害なフッ素を含有するものがあり、その利用が進展していない。
【０００３】
しかし、極低硫鋼などを製造する二次精錬において、鋼の成分組成を調整するため、蛍石（ＣａＦ2）を使用せざるを得ない場合がある。この場合、当然に、土木工事用資材として直ちに利用できないフッ素含有スラグが生成する。また、製鋼スラグは、組成によっては冷却時に、ダイカルシウムシリケート相の体積膨張により粉化して崩壊するものもあるため粉化・崩壊を抑制する後処理が必要となる。
【０００４】
結局、製鋼スラグの資源化は、フッ素対策及び粉化・崩壊抑制対策を必要とすることが原因で遅れているのが実情である。この実情を踏まえ、近年、製鋼スラグ中のフッ素が溶出しないように、フッ素を安定化する方法が提案されている（特許文献１〜３、参照）。
【０００５】
例えば、特許文献１には、ＣａＯ源と酸素源による酸化精錬を行うに際し、溶銑脱素や溶銑脱燐などの製鋼酸化精錬時の精錬容器内溶銑に、製鋼工程で排出されるフッ素含有スラグ、ＳｉＯ2及び/又は酸化鉄を含む酸化物を添加し、酸化精錬後に得られる該容器内のスラグ含有物の化学組成を、ＣａＯ／ＳｉＯ2≦２．０、かつ、３．０重量％≦（％Ｔ．Ｆｅ）≦２５．０重量％に制御する製鋼スラグの調整方法が記載され、添加すべきフッ素を含有したスラグとして溶銑脱硫スラグや溶銑脱燐スラグと同様にフッ素を含有した溶鋼脱硫スラグや溶鋼取鍋スラグなどの二次精錬スラグを用いることが記載されている。
【０００６】
しかし、この方法では、調整後のスラグ中（％Ｔ．Ｆｅ）に制限があり、また、例えば、フッ素含有スラグの過剰配合などによってスラグ中（％Ｆ）値が高い場合、フッ素溶出抑制効果を有するフルオロアパタイトの生成が不足し、フッ素溶出値≦０．８（ｍｇ／Ｌ）を安定して確保することが困難となる場合がある。
【０００７】
また、特許文献２には、浸漬した水の到達ｐＨ値が１１以上である製鋼スラグに、燐酸又は燐酸塩を添加して、フッ素を不溶出化するフッ素の溶出抑制方法が提案されている。さらに、特許文献３には、製鋼スラグに燐酸を含有する水溶液を散布して難溶性化合物を生成させ、フッ素及びカルシウムの溶出を抑制するスラグの処理方法が提案されている。
【０００８】
特許文献２及び３に記載の方法は、フッ素の溶出抑制の点で効果があるが、燐酸含有水溶液の散布ではその効果は表層のみに限定されてしまうため，実際の使用時に生じる亀裂や割れなどの部位を介したスラグ内部からのフッ素溶出を抑制することが不可能なため実用的でない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−８９３５号公報
【特許文献２】特開２００８−０４９３２７号公報
【特許文献３】特開２００８−１２７２７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、鋼の精錬工程で生成する製鋼スラグを資源として、例えば、路盤材として利用するため、製鉄プロセスの精錬過程において製鋼スラグの組成を調整して、排出した製鋼スラグからのフッ素の溶出量を、環境省告示第４６号の規制値（０．８ｍｇ／Ｌ）以下に安定して抑制することを課題とし、該課題を解決する手段を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
フッ素（Ｆ）−燐酸（Ｐ2Ｏ5）系の鉱物であるフルオロアパタイト：３（３ＣａＯ・Ｐ2Ｏ5）・ＣａＦ2（＝Ｃａ10（ＰＯ4）6Ｆ2）は難水溶性の化合物であり、スラグ中に上記化合物を多量に形成することができれば、フッ素の溶出を抑制することができる。
【００１２】
本発明者らは、フルオロアパタイトの構成成分であるスラグ中の燐酸（Ｐ2Ｏ5）とフッ素濃度の定量的な関係を解明すれば、該関係に基づいて、スラグ中にフルオロアパタイトが生成するスラグ組成を見いだし、Ｆの溶出を抑制するのに充分な量のフルオロアパタイトを生成させることができるとの発想のもとに鋭意研究を行った。
【００１３】
その結果、本発明者らは、スラグ中でのフルオロアパタイトの生成量とフッ素の溶出挙動との定量的な関係を見いだした。
【００１４】
本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、その要旨は以下のとおりである。
【００１５】
［１］スラグ組成として、ＣａＯ、ＳｉＯ2、Ｐ2Ｏ5、及び、Ｆを含み、下記式（１）及び式（２）を満足することを特徴とする環境保全性に優れた製鋼スラグ。
％Ｐ2Ｏ5´／％Ｆ≧１５                                 ・・・（１）
％Ｐ2Ｏ5´≧５×（％ＣａＯ／％ＳｉＯ2）−３．５        ・・・（２）
ここで、％Ｐ2Ｏ5´は、スラグ中の％ＣａＯ、％ＳｉＯ2、及び、％Ｐ2Ｏ5の合計を１００％としたときの、その内の％Ｐ2Ｏ5の構成率％である。
【００１６】
［２］スラグ組成が、％Ｔ．Ｆｅ：５〜４０％、％ＣａＯ：３０〜５０％、％ＳｉＯ2：１５〜３０％、％Ｐ2Ｏ5：２〜５％、％Ｆ：０．０１〜１．０％で、残部がＡｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、及び、ＭｎＯを含む組成からなることを特徴とする上記［１］に記載の環境保全性に優れた製鋼スラグ。
【００１７】
［３］スラグ組成として、ＣａＯ、ＳｉＯ2、Ｐ2Ｏ5、及び、Ｆを含み、下記式（１）及び式（３）満足することを特徴とする環境保全性に優れた製鋼スラグ。
％Ｐ2Ｏ5´／％Ｆ≧１５                                 ・・・（１）
％ＣａＯ／％ＳｉＯ2≦０．９                            ・・・（３）
ここで、％Ｐ2Ｏ5´は、スラグ中の％ＣａＯ、％ＳｉＯ2、及び、％Ｐ2Ｏ5の合計を１００％としたときの、その内の％Ｐ2Ｏ5の構成率％である。
【００１８】
［４］スラグ組成が、％Ｔ．Ｆｅ：３０〜６０％、％ＣａＯ：１〜３０、％ＳｉＯ2：２５〜５０％、％Ｐ2Ｏ5：０．０５〜０．５％、％Ｆ：０．０１〜１．０％で、残部がＡｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、及び、％ＭｎＯを含む組成からなることを特徴とする上記［３］に記載の環境保全性に優れた製鋼スラグ。
【００１９】
［５］鋼の二次精錬で生成したフッ素含有スラグを、溶銑を収納した容器にフラックスとともに装入し、溶銑に脱燐処理、又は、脱硅処理後に脱燐処理を施す際、スラグ組成を、％Ｔ．Ｆｅ：５〜４０％、％ＣａＯ：３０〜５０％、％ＳｉＯ2：１５〜３０％、％Ｐ2Ｏ5：２〜５％、％Ｆ：０．０１〜１．０％で、残部がＡｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、及び、ＭｎＯを含む組成であり、かつ、下記の式（１）及び式（２）を満足するように調整し、しかる後に、上記容器から排出することを特徴とする環境保全性に優れた製鋼スラグの製造方法。
％Ｐ2Ｏ5´／％Ｆ≧１５                                 ・・・（１）
％Ｐ2Ｏ5´≧５×（％ＣａＯ／％ＳｉＯ2）−３．５        ・・・（２）
ここで、％Ｐ2Ｏ5´は、スラグ中の％ＣａＯ、％ＳｉＯ2、及び、％Ｐ2Ｏ5の合計を１００％としたときの、その内の％Ｐ2Ｏ5の構成率％である。
【００２０】
［６］鋼の二次精錬で生成したフッ素含有スラグを、溶銑を収納した容器にフラックスとともに装入し、溶銑に脱硅処理を施す際、スラグ組成を、％Ｔ．Ｆｅ：３０〜６０％、％ＣａＯ：１〜３０、％ＳｉＯ2：２５〜５０％、％Ｐ2Ｏ5：０．０５〜０．５％、％Ｆ：０．０１〜１．０％で、残部がＡｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、及び、％ＭｎＯを含む組成であり、かつ、下記式（１）及び式（３）満足するように調整し、しかる後に、上記容器から排出することを特徴とする環境保全性に優れた製鋼スラグの製造方法。
％Ｐ2Ｏ5´／％Ｆ≧１５                                 ・・・（１）
％ＣａＯ／％ＳｉＯ2≦０．９                            ・・・（３）
ここで、％Ｐ2Ｏ5´は、スラグ中の％ＣａＯ、％ＳｉＯ2、及び、％Ｐ2Ｏ5の合計を１００％としたときの、その内の％Ｐ2Ｏ5の構成率％である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、製鉄プロセスの溶銑予備処理の過程において、安定して、フッ素の溶出量が環境省告示第４６号の規制値（０．８ｍｇ／Ｌ以下）を満たし、土壌を汚染せず、環境保全に貢献する製鋼スラグを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】高炉で製造した溶銑を精錬して連続鋳造する工程を示す図である。（ａ）は、溶銑の脱硅処理を混銑車で、脱燐処理と脱炭処理を専用の炉で行う工程を示し、（ｂ）は、溶銑の脱硅処理を混銑車で、脱燐処理と脱炭処理を同じ炉で行う工程を示す。
【図２】二次精錬スラグを再利用して生成したスラグのＣａＯ／ＳｉＯ2と（％Ｐ2Ｏ5´）の関係を示す図である。
【図３】二次精錬スラグを再利用して生成したスラグの（％Ｐ2Ｏ5´）／（％Ｆ）とＦ溶出量（ｍｇ／Ｌ）の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明は、鋼に二次精錬スラグに含有したフッ素と、溶銑予備処理スラグ中の燐酸Ｐ2Ｏ5とにより、フルオロアパタイトを十分に生成させ、Ｆ溶出を効率的に抑制するものであり、鋼の二次精錬で生成したフッ素含有スラグを、溶銑を収納した容器にフラックスとともに装入し、溶銑に脱燐処理又は脱硅処理後に脱燐処理を施す際に、又は、溶銑に脱硅処理を施す際に、スラグ組成を所定の組成に調整して、安定して、フッ素の溶出量が環境省告示第４６号の規制値（０．８ｍｇ／Ｌ以下）を満たす製鋼スラグの製造方法、及び、その製造方法で得られる製鋼スラグである。
【００２４】
製鉄プロセスにおいては、高炉で製造された溶銑は、例えば、図１に示す工程を経て、鋼に精錬されて連続鋳造される。図１（ａ）は、溶銑の脱硅処理を混銑車で、脱燐処理と脱炭処理を専用の炉で行う工程を示し、図１（ｂ）は、溶銑の脱硅処理を混銑車で、脱燐処理と脱炭処理を同じ炉で行う工程を示す。
【００２５】
本発明における、鋼の二次精錬で生成したフッ素含有スラグは、例えば、ＬＦ処理後のスラグで、表１に示す組成を有し、フッ素（％Ｆ）：０．５〜２．０％含有する。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
他方、高炉から出銑された溶銑を転炉にて脱珪や脱燐処理を行うと，通常、スラグの成分は、主に、Ｔ．Ｆｅ、ＣａＯ、ＳｉＯ2、Ｐ2Ｏ5、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、及び、ＭｎＯなどで構成される。
【００２８】
脱珪及び脱燐処理は、いずれも、酸化鉄や気体酸素を用いた酸化精錬であるため、溶銑中成分としてのＦｅやＳｉ，Ｐ，Ｍｎの酸化によって生成し、主な成分の組成範囲として％Ｔ．Ｆｅ（ＦｅＯ，Ｆｅ2Ｏ3中の鉄分濃度）：１０〜６０％，％ＳｉＯ2：１５〜５０％、％Ｐ2Ｏ5：０．０５〜５％（脱珪時：０．０５〜０．５％，脱燐時：１〜５％）、％ＭｎＯ：１〜５％となる。
【００２９】
また、ＣａＯは、脱珪時には使用されない場合もあるが、主要な脱燐フラックスとして添加されることにより、％ＣａＯ：１〜５０％、Ａｌ2Ｏ3は、高炉スラグからの持ち込み分がほとんどで、％Ａｌ2Ｏ3：０．５〜３％、ＭｇＯは、高炉からの持ち込みと容器の耐火物からの溶損によって、％ＭｇＯ：３〜１０％を含有したスラグとなる。
【００３０】
このスラグに少量の蛍石（ＣａＦ２）が混入した場合，遊離状態のＣａＦ２やカスピディン（３ＣａＯ・２ＳｉＯ2・ＣａＦ2）などのＦ系鉱物相が生成すると、これらのＦ系鉱物は水溶性が高くＦ濃度自体が低濃度であっても比較的大量（≧０．８ｍｇ／Ｌ）のＦ溶出が起こることとなる。
【００３１】
これに対して，同じＦ系鉱物であってもフルオロアパタイトは、難水溶性鉱物相であり、Ｆ溶出の抑制効果を有する。
【００３２】
本発明は、鋼の二次精錬で生成したフッ素含有スラグを、溶銑を収納した容器にフラックスとともに装入し、溶銑に脱燐処理、又は脱硅処理後に脱燐処理を施し、下記式（１）及び式（２）を満足するように調整するものである。
【００３３】
％Ｐ2Ｏ5´／％Ｆ≧１５                                 ・・・（１）
％Ｐ2Ｏ5´≧５×（％ＣａＯ／％ＳｉＯ2）−３．５        ・・・（２）
ここで、％Ｐ2Ｏ5´は、スラグ中の％ＣａＯ、％ＳｉＯ2、及び、％Ｐ2Ｏ5の合計を１００％としたときの、その内の％Ｐ2Ｏ5の構成率％である。
【００３４】
また、本発明は、鋼の二次精錬で生成したフッ素含有スラグを、溶銑を収納した容器にフラックスとともに装入し、溶銑に脱珪処理を施し、下記式（１）及び式（３）満足するように調整するものである。
【００３５】
％Ｐ2Ｏ5´／％Ｆ≧１５                                 ・・・（１）
％ＣａＯ／％ＳｉＯ2≦０．９                            ・・・（３）
ここで、％Ｐ2Ｏ5´は、スラグ中の％ＣａＯ、％ＳｉＯ2、及び、％Ｐ2Ｏ5の合計を１００％としたときの、その内の％Ｐ2Ｏ5の構成率％である。
【００３６】
フルオロアパタイトはＣａＯ−ＳｉＯ2−Ｐ2Ｏ5−ＣａＦ2（Ｆ）系状態図において低塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ2）であり低Ｆ、かつ、高（％Ｐ2Ｏ5）領域において、より安定的に存在する。したがって，フルオロアパタイトの生成条件は実質的には上記４元素の構成比で規定され、脱珪処理及び／又は脱燐処理後のスラグ条件として、下記（１）及び（２）式を満足することでフルオロアパタイトが安定して生成することになる。
【００３７】
％Ｐ2Ｏ5´／％Ｆ≧１５とするのは，スラグ中に存在するＦに対してフルオロアパタイトを形成するに十分なＰ2Ｏ5の量を確保することにあり，この比率が１５以下の場合には、遊離ＣａＦ2やカスピディンなどの水溶性Ｆ系鉱物が主体相として生成し、土壌環境基準値（０．８ｍｇ／Ｌ）以上のＦ溶出が起こり得ることとなる。
【００３８】
さらに，（２）式で規定される燐酸濃度（％Ｐ2Ｏ5´）は、Ｆ当量に加えて所定の塩基度に対して十分なＰ2Ｏ5量を確保するに必要な値である。したがって，スラグ組成がこの（２）式で規定される値以下のＰ2Ｏ5濃度しか含有されない場合では，フルオロアパタイトが形成されたとしてもその量が少なく，過剰分のＦは遊離ＣａＦ2やカスピディンとして存在する可能性が大きくなる。
【００３９】
これに対して，塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ2）が０．９以下の低塩基度領域（（３）式の範囲）ではフルオロアパタイトの生成が塩基度に依存せずＰ2Ｏ5とＦの相対関係のみで決まるものである。
【００４０】
二次精錬スラグを再利用して生成したスラグの、ＣａＯ／ＳｉＯ2と（％Ｐ2Ｏ5´）の関係を図２に、（％Ｐ2Ｏ5´）／（％Ｆ）とＦ溶出量（ｍｇ／Ｌ）の関係を図３に示す。
【００４１】
図中、△は脱珪処理後スラグからのF溶出量が０．８（ｍｇ／Ｌ）未満の場合、◇は脱燐処理後スラグからのF溶出量が０．８（ｍｇ／Ｌ）未満の場合、▲は脱珪処理後スラグからのＦ溶出量が０．８（ｍｇ／Ｌ）以上の場合、◆は脱燐処理後スラグからのF溶出量が０．８（ｍｇ／Ｌ）以上の場合、  ■は、脱炭処理後スラグからのＦ溶出量が０．８（ｍｇ／Ｌ）以上の場合である。
【００４２】
図２及び３により、鋼の二次精錬で生成したフッ素含有スラグを、溶銑を収納した容器にフラックスとともに装入し、溶銑に脱燐処理、又は脱硅処理後に脱燐処理を施す際には、スラグ組成を、式（１）及び式（２）を満足するようにし、鋼の二次精錬で生成したフッ素含有スラグを、溶銑を収納した容器にフラックスとともに装入し、溶銑に脱硅処理を施す際には、スラグ組成を式（１）及び式（３）を満足するようにすることにより、環境省告示第４６号の規制値（０．８ｍｇ／Ｌ以下）を満たすことが分かる。
【００４３】
次に、鋼の二次精錬で生成したフッ素含有スラグを、溶銑を収納した容器にフラックスとともに装入し、溶銑に脱燐処理、又は脱硅処理後に脱燐処理を施す際、スラグ組成を、％Ｔ．Ｆｅ：５〜４０％、％ＣａＯ：３０〜５０％、％ＳｉＯ2：１５〜３０％、％Ｐ2Ｏ5：２〜５％、％Ｆ：０．０１〜１．０％で、残部がＡｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、及び、ＭｎＯを含む組成とする理由を説明する。
【００４４】
上述の如く，脱燐処理は酸化精錬であるため、Ｔ．Ｆｅは酸素によるFeの酸化分及び地鉄のスラグ内への巻き込み量の和で表される。ＣａＯは、脱燐処理の主要フラックスとして添加されるとともに二次精錬スラグからのインプットがある。ＳｉＯ2は、事前の脱珪処理からの持ち込み分に加え，脱珪後にも溶銑中に残存したSi成分の酸化や塩基度調整のために添加される軟珪石などからのインプットでその値が決定される。
【００４５】
Ｐ2Ｏ5は、酸化脱燐による溶銑からの酸化生成分が主体であり、Ｆは、ほぼ全量が二次精錬スラグの添加によってインプットされる。また、Ａｌ2Ｏ3は、高炉スラグからの持ち込み分に加えて二次精錬スラグからのインプット、ＭｇＯは、容器耐火物からの溶損が主要因であり、ＭｎＯは、脱珪処理スラグからの持ち込みと溶銑成分の酸化が生成要因となり、上記の組成範囲となる。
【００４６】
さらに、鋼の二次精錬で生成したフッ素含有スラグを、溶銑を収納した容器にフラックスとともに装入し、溶銑に脱硅処理を施す際、スラグ組成を、％Ｔ．Ｆｅ：３０〜６０％、％ＣａＯ：１〜３０、％ＳｉＯ2：２５〜５０％、％Ｐ2Ｏ5：０．０５〜０．５％、％Ｆ：０．０１〜１．０％で、残部がＡｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、及び、％ＭｎＯを含む組成とする理由を説明する。
【００４７】
脱燐処理と同様に脱珪処理も酸化精錬であるため、Ｔ．Ｆｅは酸素によるFeの酸化分及び地鉄のスラグ内への巻き込み量の和で表される。ＣａＯは、処理後用途などに応じた塩基度の設定値により、その添加量が決められるとともに、二次精錬スラグからのインプットがある。
【００４８】
ＳｉＯ2は、脱珪処理により生じる溶銑中Si成分の酸化がほとんどであり、Ｐ2Ｏ5は、わずかながらも脱珪処理中に生じる脱燐反応（溶銑中Ｐ成分の酸化）があり，Ｆは、ほぼ全量が二次精錬スラグの添加によってインプットされる。
【００４９】
また、Ａｌ2Ｏ3は、高炉スラグからの持ち込み分に加えて二次精錬スラグからのインプット、ＭｇＯは、容器耐火物からの溶損が主要因であり、ＭｎＯは、脱珪処理中に生じる溶銑成分の酸化が生成要因となり，上記の組成範囲となる。
【００５０】
上記のスラグ組成、及び、式（１）及び式（２）、又は、式（１）及び（３）を満足させるには、溶銑に脱燐処理、又は、脱硅処理後に脱燐処理を施す際に、鋼の二次精錬で生成したフッ素含有スラグを予めその成分組成を判明させたうえで、溶銑を収納した容器にフラックスとともに適正範囲量を添加装入すること、及び、溶銑に脱硅処理を施す際に鋼の二次精錬で生成したフッ素含有スラグを予めその成分組成を判明させたうえで、溶銑を収納した容器にフラックスとともに適正範囲量を添加装入することにより実現できる。
【実施例】
【００５１】
次に、本発明の実施例について説明するが、実施例での条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例であり、本発明は、この一条件例に限定されるものではない。本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。
【００５２】
（実施例）
表２に、３００トンの上底吹転炉に［％Ｐ］＝０．１質量％、［％Ｓｉ］＝０．４５質量％を含有した高炉溶銑を装入し、脱燐フラックスとして、％ＣａＯ＝４１質量％、％ＳｉＯ2＝質量１１％（ＣａＯ／ＳｉＯ2＝３．７）、％Ｔ．Ｆｅ＝３質量％、％Ａｌ2Ｏ3＝２７質量％、％ＭｎＯ＝１質量％、％ＭｇＯ＝７質量％、％Ｆ＝１．３質量％の組成を有する二次精錬スラグ（ＬＦにて溶鋼脱硫処理を実施）とＣａＯを混合し、吹酸による脱燐処理を行った後に、出湯及び排滓を行い、排滓した脱燐スラグからのフッ素溶出量調査を行った結果を示す。
【００５３】
フッ素溶出値の評価は、いずれも、環境省告示第４６号試験に準じて実施した。なお、出湯溶銑は脱炭炉に再装入し脱炭処理を実施した。本発明によるＮｏ．１〜１３の発明例は、いずれも、安定したフルオロアパタイト形成され、各スラグとも、土壌環境基準値（０．８ｍｇ／Ｌ）以下のフッ素溶出抑制が達成されており、さらに、粉化による崩壊も認められず路盤材使用に適した良好な品質のスラグが得られている。
【００５４】
これに対し、比較例１４と１５は、％Ｐ2Ｏ5’＜５・（％ＣａＯ／％ＳｉＯ2）−３．５である場合を示した例であるが，フルオロアパタイトの生成不足に起因して、土壌環境基準を超えるＦ溶出が起こっている。また、比較例１６と１７は、％Ｐ2Ｏ5’／％Ｆ≦１５であるため、スラグ内に過剰なＦが存在し、Ｆ溶出を抑制することが困難な例である。
【００５５】
【表２】
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【００５６】
表３に、３００トンの混合銑車に［％Ｐ］＝０．１質量％、［％Ｓｉ］＝０．６質量％を含有した高炉溶銑を装入し、％ＣａＯ＝４１質量％、％ＳｉＯ2＝質量１１％（ＣａＯ／ＳｉＯ2＝３．７）、％Ｔ．Ｆｅ＝３質量％、％Ａｌ2Ｏ3＝２７質量％、％ＭｎＯ＝１質量％、％ＭｇＯ＝７質量％、％Ｆ＝１．３質量％の組成を有する二次精錬スラグ（ＬＦにて溶鋼脱硫処理を実施）とＣａＯ及び酸化剤してのミルスケールを混合し、［％Ｓｉ］＝０．４５質量％までの脱珪素処理を行った後の脱珪スラグからのフッ素溶出量調査を行った結果を示す。
【００５７】
フッ素溶出値の評価は、いずれも、環境省告示第４６号試験に準じて実施した。本発明例によるＮｏ．１〜５は、いずれも、安定したフルオロアパタイト形成され、各スラグとも、土壌環境基準値以下のフッ素溶出抑制が達成されており、さらに、粉化による崩壊も認められず、路盤材使用に適した良好な品質のスラグが得られている。
【００５８】
これに対し、比較例６は、脱珪後スラグの％ＣａＯ／％ＳｉＯ2値としては、０．９未満ではあるが、％Ｐ2Ｏ5´／％Ｆ≦１５であるために、フルオロアパタイトの生成不足に起因して、土壌環境基準を超えるＦ溶出が起こっている。
【００５９】
また，比較例７と８は、％Ｐ2Ｏ5´／％Ｆ≦１５であることに加えて、スラグ組成が％ＣａＯ／％ＳｉＯ2＞０．９であるため、スラグ内に過剰なＦが存在し、Ｆ溶出を抑制することが困難な例である。
【００６０】
【表３】
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【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明によれば、前述したように、製鉄プロセスの溶銑予備処理の過程において、安定して、フッ素の溶出量が環境省告示第４６号の規制値（０．８ｍｇ／Ｌ以下）を満たし、土壌を汚染せず、環境保全に貢献する製鋼スラグを提供することができる。よって、本発明は、廃棄物資源化産業において利用可能性が高いものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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