(57)【要約】【課題】  製鋼施設で使用の各種の炉設備や鍋類から発生する耐火物屑の粒径１０ｍｍ未満の微細な耐火物屑をスラグ鍋のスラグ鎮静材として有効に利用する方法を提供する。【解決手段】  製鋼施設で使用された各種の炉設備や鍋類から発生する耐火物屑のうち、粒径１０ｍｍ未満の耐火物屑を含有する耐火物屑を原料としたスラグ鎮静材である。このスラグ鎮静材は、粒径１ｍｍ以下の耐火物粉の質量割合を５０％以上含有させたスラグ鎮静材で、このスラグ鎮静材に対して質量割合で１５％以上の水と均一混合させて、スラグ鍋のスラグ中に投入して使用するものである。粒径１ｍｍ以下の耐火物粉は、耐火物屑を粒径１ｍｍ以下に粉砕して製造しても良いし、もしくは、耐火物屑を破砕および分級処理などをしたときに付随的に発生する粒径１ｍｍ以下の耐火物粉を利用しても良い。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒径１０ｍｍ未満の耐火物屑を原料としたスラグ鎮静材であって、そのうち粒径１ｍｍ以下の耐火物粉の質量割合を５０％以上含有させたことを特徴とするスラグ鎮静材。
【請求項２】
請求項１に記載のスラグ鎮静材を、スラグ鎮静材に対して質量割合で１５％以上の水と混合させて、スラグ鍋内に流滓されたスラグの膨張時に、スラグ中に投入することを特徴とするスラグ膨張の鎮静方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気炉による製鋼工程で発生しスラグ鍋に流滓された酸化スラグがＣＯガスなどの気泡の発生によりスラグ鍋から溢れ出ることを防止するために、耐火物屑の微細な粒径１ｍｍ以下の粉状の粉砕品も粒径１０ｍｍ未満の粉砕品と共に、スラグ鎮静材としてリサイクルする技術およびこのスラグ鎮静材を使用するスラグ膨張の鎮静方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気炉による製鋼工程では、スクラップを溶解および精錬する一方で、発生した酸化スラグをスラグ鍋に流滓している。ところでスラグ鍋に流滓されたスラグは、高熱により内部でＣＯガスなどの気泡が発生して膨れ上がってバブリングするため、スラグ鍋から溢れ出る恐れがある。したがって、このようなスラグ鍋において、スラグ膨張を鎮静化させるために、スラグ中のガス抜きやスラグの冷却を目的としてスラグ中にスラグ鎮静材を投入する。このスラグ鎮静材としては、例えば、熱可塑性有機樹脂にそれ以外の可燃物質を混合して成形したものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。さらに、鉱滓、有機質物質、炭酸カルシウムを混合して成形したものなどが開示されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００３】
ところで、鉄鋼業界においては、製鋼工程などで使用される各種炉や鍋類などの耐火物から生じる耐火物屑のリサイクルが重要課題の一つとなっており、各社さまざまな用途開発に取り組んでいる。そこで、これらの耐火物屑のブロックを粒径１０〜５０ｍｍ程度の塊状、または粒状にしてスラグ鎮静材として利用する例が開示されている（例えば、特許文献３参照。）。このスラグ鎮静材は、耐火物の比重がスラグよりも大きいことを利用して、スラグ中へ落下する際の衝撃でスラグによる気泡を破ることにより、スラグ中のガス抜きを行うと同時にスラグを冷却する役割も果たすものである。
【０００４】
しかしながら、粒径１０ｍｍ未満の微細な耐火物屑は、湯面からの上昇ガス流に持ち去られてスラグ表面までの到達が困難になるため、質量％で１０％を超える粒径１０ｍｍ未満の微細な耐火物屑は、この鎮静材には利用できず不要であった。また、この鎮静材をスラグ鍋内のスラグ中に投入した場合、耐火物屑は融点が高いため、粒径１０〜５０ｍｍと比較的大きな耐火物屑がスラグ中に溶解せずに残るため、スラグの性状が不均一になる恐れがあった。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−８２４１０号公報
【特許文献２】特開２００１−３２００７号公報
【特許文献３】特開２０００−２９１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような事情を鑑みて、本発明が解決しようとする課題は、製鋼施設で使用された各種の炉設備や鍋類から発生する耐火物屑の粒径１０ｍｍ未満の微細な耐火物屑をスラグ鍋のスラグ鎮静材として有効に利用する方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するための本発明の手段は、請求項１の発明では、製鋼施設で使用された各種の炉設備や鍋類から発生する耐火物屑のうち、粒径で１０ｍｍ未満の耐火物屑を含有する耐火物屑を原料としたスラグ鎮静材である。このスラグ鎮静材は、粒径１ｍｍ以下の耐火物粉の質量割合を５０％以上含有させたスラグ鎮静材で、このスラグ鎮静材に対して質量割合で１５％以上の水と均一混合させて、スラグ鍋のスラグ中に投入して使用するものである。粒径１ｍｍ以下の耐火物粉は、耐火物屑を粒径１ｍｍ以下に粉砕して製造しても良いし、もしくは、耐火物屑を破砕および分級処理などをしたときに付随的に発生する粒径１ｍｍ以下の耐火物粉を利用しても良い。
【０００８】
請求項２の発明では、上記におけるスラグ鎮静材を使用する際に１５％以上かつ最大含水量以下の所定量の水と混合させてスラグ中に投入してスラグを鎮静化する方法である。そのときスラグ鎮静材中の粒径１ｍｍ以下の耐火物粉が５０％以上であれば、耐火物屑同士が付着して、スラグ鍋のスラグ中に投入するとき塊状となって落下することとなる。このためスラグに大きな衝撃を与え、スラグ鎮静に大きな効果を発揮する。また、スラグの冷却による鎮静効果の役割も果たすが、耐火物屑が細かいため即座に伝熱し、冷却効果も速い。ところが、スラグ鎮静材中の粒径１ｍｍ以下の耐火物粉が５０％未満の場合、耐火物屑同士の付着が不十分となり、スラグ中に投入するとき塊状とならずに、ばらばらとなって落下するため、スラグに与える衝撃が小さく、このためにスラグの鎮静効果も小さい。
【０００９】
このように、スラグ鎮静材に混合する水の量は、多ければ多いほど鎮静材の質量が増して、スラグ中への投入時の衝撃エネルギーが増大するため好ましく、通常は最大含水量付近まで混合する。しかしながら、鎮静材に対して混合する水の質量割合が１５％未満であると、耐火物屑同士の付着が悪くなる。このため、本発明では、水を混合する質量割合の下限をスラグ鎮静材に対して１５％以上とする。
【００１０】
さらに、粒径１５０μｍ以下の微粉の質量割合が多すぎる場合、多量の水と混合すると鎮静材がヘドロ状となり、鎮静材と水を混合させたり、スラグ中に投入したりする際の作業性が悪化する。このため、１ｍｍ以下の耐火物粉のうち粒径１５０μｍ以下の微粉の質量割合は５０％程度以下に抑制することが望ましい。
【００１１】
本発明において鎮静材として利用できる耐火物屑の種類としては、マグネシア系耐火物以外の例えばアルミナ系耐火物やシリカ系耐火物の定形および不定形耐火物とする。マグネシア系耐火物を除外した理由は、マグネシア系耐火物をスラグ鍋内のスラグ中に投入してもＭｇＯが滓化せず、後々スラグ膨張の原因となる恐れがあり、さらに、このスラグを道路材などとしてリサイクルすることが困難になるためである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明を上記の手段とすることで、製鋼設備から出される廃棄物である耐火物屑のリサイクルを図ることができ、製鋼工程で発生する廃棄物の埋立量を低減することができる。特に、耐火物屑のリサイクルのために破砕工程や分級工程などで付随的に発生する微細な耐火物粉も活用できるので、本発明は極めて有効なリサイクル手段である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の手段のスラグ鎮静材は、製鋼用の取鍋に使用されたハイアルミナレンガ屑を粉砕し粒度調整して製造した。電気炉から発生した酸化スラグを受けるスラグ鍋内のスラグ膨張を鎮静するため、スラグ膨張時に、本発明の手段のスラグ鎮静材をスラグ中に投入した。この投入する鎮静材は、表１に示す割合からなるものとした。
【００１４】
【表１】
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【００１５】
実施例１では、ハイアルミナレンガ屑からなる粒径１０ｍｍ未満の耐火物の量を１００％とし、このうち粒径１ｍｍ以下の耐火物粉を質量割合で６５％含む鎮静材とした。次いで、この鎮静材に対し質量割合でほぼ最大含水量である２５％の水を混合してスラグ鎮静材とした。このスラグ鎮静材を電気炉からスラグを流出させて受け入れたスラグ鍋に添加したところ、スラグは膨張による泡の盛り上がり高さが大きく下がり鎮静化され、スラグ鍋からスラグが溢れだすことはなかった。
【００１６】
実施例２では、ハイアルミナレンガ屑からなる粒径１０ｍｍ未満の耐火物の量を１００％とし、このうち粒径１ｍｍ以下の耐火物粉を質量割合で５５％含む鎮静材とした。次いで、この鎮静材に対し質量割合でほぼ最大含水量である２５％の水を混合してスラグ鎮静材とした。このスラグ鎮静材を電気炉からスラグを流出させて受け入れたスラグ鍋に添加したところ、スラグは膨張による泡の盛り上がり高さが大きく下がり鎮静化され、スラグ鍋からスラグが溢れだすことはなかった。
【００１７】
実施例３では、ハイアルミナレンガ屑からなる粒径１０ｍｍ未満の耐火物の量を１００％とし、このうち粒径１ｍｍ以下の耐火物粉を質量割合で５０％含む鎮静材とした。次いで、この鎮静材に対し質量割合でほぼ最大含水量である２５％の水を混合してスラグ鎮静材とした。このスラグ鎮静材を電気炉からスラグを流出させて受け入れたスラグ鍋に添加したところ、スラグは膨張による泡の盛り上がり高さが大きく下がり鎮静化され、スラグ鍋からスラグが溢れだすことはなかった。
【００１８】
比較例４では、ハイアルミナレンガ屑からなる粒径１０ｍｍ未満の耐火物の量を１００％とし、このうち粒径１ｍｍ以下の耐火物粉を質量割合で４５％含む鎮静材とした。次いで、この鎮静材に対し質量割合でほぼ最大含水量である２５％の水を混合してスラグ鎮静材とした。このスラグ鎮静材を電気炉からスラグを流出させて受け入れたスラグ鍋に添加したところ、スラグは膨張による泡の盛り上がり高さが少し下がり一応鎮静化され、スラグ鍋からスラグが溢れだすことはなかった。
【００１９】
比較例５では、ハイアルミナレンガ屑からなる粒径１０ｍｍ未満の耐火物の量を１００％とし、このうち粒径１ｍｍ以下の耐火物粉を質量割合で４０％含む鎮静材とした。次いで、この鎮静材に対し質量割合でほぼ最大含水量である２５％の水を混合してスラグ鎮静材とした。このスラグ鎮静材を電気炉からスラグを流出させて受け入れたスラグ鍋に添加したところ、スラグは膨張による泡の盛り上がり高さが殆ど下がらず鎮静化されず、スラグ鍋からスラグが溢れだした。
【００２０】
比較例６では、ハイアルミナレンガ屑からなる粒径１０ｍｍ未満の耐火物の量を１００％とし、このうち粒径１ｍｍ以下の耐火物粉を質量割合で６０％含む鎮静材とした。次いで、この鎮静材に対し質量割合で１０％の水を混合してスラグ鎮静材とした。このスラグ鎮静材を電気炉からスラグを流出させて受け入れたスラグ鍋に添加したところ、スラグは膨張による泡の盛り上がり高さが殆ど下がらず鎮静化されず、スラグ鍋からスラグが溢れだした。
【００２１】
鎮静効果の結果を表１に示す。スラグ鎮静材の鎮静効果は、スラグ鎮静材の投入直後にスラグの膨れ上がり高さが大きく下がったものを○とし効果が大であったとし、膨れ上がり高さが少し下がったものを△とし効果が中であったとし、膨れ上がって高さがほとんど下がらなかったものを×で示し効果が小であったとしてそれぞれ評価した。
【００２２】
実施例１〜実施例３は、本発明の条件を満たす鎮静材に十分な量の水を混合してスラグ鎮静材としてスラグ中に投入した。この場合、スラグ鎮静材中の耐火物屑同士が付着し、スラグ中に投入する際、塊状となって落下して大きな鎮静効果が得られた。一方、比較例４および比較例５は、スラグ鎮静材中の粒径１ｍｍ以下の耐火物粉の質量割合が本発明の下限より少ないため、また比較例６は、スラグ鎮静材に対する水の質量割合が本発明の下限より少ないため、耐火物屑同士の付着が不十分で、スラグ中に投入する際、塊状とならずにばらばらに落下し、鎮静効果が得られなかった。