(57)【要約】【課題】特殊鋼などを製造する電気炉から排出するスラグ中の気泡を減らしてポーラス化することをなくし、電気炉スラグ骨材として性能の良いものを安価に製造する方法を提供する。【解決手段】鋼を溶製する電気炉から排出されるスラグ中のガスが抜けきるまで、スラグ鍋内においてスラグを溶融状態に維持する冷却速度の範囲で冷却をする。すなわち、スラグ鍋内で凝固するまでの温度範囲のスラグの冷却速度を２０〜０．２℃／ｍｉｎにすることである。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼を電気炉で溶製する際に、電気炉からスラグ鍋内に排出されたスラグ中のガスが抜けきるまでスラグを溶融状態の温度範囲に維持する冷却速度によりスラグを冷却することを特徴とする気泡の少ない密な電気炉スラグ骨材の製造方法。
【請求項２】
スラグ鍋内におけるスラグを溶融状態の温度範囲に維持する冷却速度は２０〜０．２℃／ｍｉｎとすることを特徴とする請求項１記載の気泡の少ない密な電気炉スラグ骨材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼を電気炉で溶製する際に発生するスラグを性能の良いコンクリート骨材として製造する方法である。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電気炉スラグ骨材は普通鋼電気炉メーカーなどが電気炉で普通鋼を溶製する際の副産物として製造される。普通鋼を溶製する電気炉から排出されるスラグは通常過酸化であり、スラグ中に残存するカーボンが少ないため、気泡が少なく、骨材として性能が良い。しかし、軸受鋼などの特殊鋼を溶製する際は、製品中の酸素値を低くする必要があり、電気炉で酸素低減のため溶鋼のＣ％を高めにした状態で出鋼している。この操業のためには、装入スクラップと共に加炭材としてカーボンを投入する。しかし、反応できなかったカーボンがスラグ中に残留しやすく、通常の冷却では残留カーボンがスラグ中の酸素と結びつき、炭酸ガスが発生し、このためポーラスとなり、骨材としての使用する際の性能である電気炉スラグ骨材  ＪＩＳ  規格値（現状ではＪＩＳ  規格値案ＪＩＳ５０１１−４：００００）で要求される絶乾密度、吸水率、単位体積質量などが悪くなるという問題点があった。
【０００３】
ところで、スラグの冷却方法を規定して性質を向上させる方法がある（例えば、特許文献１参照）。この方法は冷却速度を２０〜８０℃／ｍｉｎとすることで、非晶質で均一なスラグを作る方法である。しかし、この方法では残留カーボンが存在するような場合には、気泡の発生を抑制できないという問題点がある。
【０００４】
さらに、結晶質のスラグを製造する方法の冷却として開示の方法がある（例えば、特許文献２参照）。この開示の方法では結晶質のスラグとなるが、この方法は都市ゴミなどの焼却残砂を溶融する溶融炉が対象となっており、製鋼用の電気炉から流出する炭酸ガスが発生する状況のスラグを想定していない。また、この方法を製鋼用の電気炉に適用するには大幅な設備投資が必要となる問題がある。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２７７１７６号公報
【特許文献２】
特開平１０−２７４４０６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、特殊鋼などを製造する電気炉から排出するスラグ中の気泡を減らしてポーラス化することをなくしてコンクリート骨材として性能の良い電気炉スラグ骨材を安価に製造する方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、鋼を溶製する電気炉から排出されるスラグ中のガスが抜けきるまで、スラグ鍋内においてスラグを溶融状態に維持する冷却速度の範囲で冷却をすることである。具体的にはスラグ鍋内で凝固するまでの温度範囲のスラグの冷却速度を２０〜０．２℃／ｍｉｎにすることである。
【０００８】
すなわち、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、鋼を電気炉で溶製する際に、電気炉からスラグ鍋内に排出されたスラグ中のガスが抜けきるまでスラグを溶融状態の温度範囲に維持する冷却速度によりスラグを冷却することを特徴とする気泡の少ない密な電気炉スラグ骨材の製造方法である。
【０００９】
請求項２の発明では、スラグ鍋内におけるスラグを溶融状態の温度範囲に維持する冷却速度は２０〜０．２℃／ｍｉｎとすることを特徴とする請求項１の手段の気泡の少ない密な電気炉スラグ骨材の製造方法である。
【００１０】
鋼を電気炉で溶製する際、スクラップなどと共に加炭材としてカーボンを電気炉に投入する。ところで、ＪＩＳのＳＵＪ２鋼やＳＣＭ４３５鋼などの特殊鋼は、鋼中のＣ％を高くする必要があるため、必然的に電気炉内へ投入するカーボン量が多くなり、それと共にスラグ中に残留するカーボンも多くなりがちである。スラグ中に残留したカーボンは、スラグが溶解している温度であれば、ＦｅＯを還元して炭酸ガスを発生し続けると考えられる。そして、この発生した炭酸ガスは、スラグが凝固したときにスラグをポーラスにし、スラグ骨材としての性能を悪化させる原因となる。したがって、スラグ骨材がポーラスとならないためには、スラグ中に残留したカーボンを全て反応させてガスとして逃しきることが望ましい。そのためには、ガスが抜けきるまでスラグを溶融状態に置いておくことによってカーボンを全て反応させきることが可能となる。すなわち、スラグ鍋内での温度は操業によって変化するので、あるいは、スラグの凝固温度はスラグ組成によって変化するので、目安として１３００℃〜１０００℃温度範囲におけるスラグの冷却速度を２０〜０．２℃／ｍｉｎとすることでスラグ中に残留したカーボンを全て反応させるものとする。
【００１１】
この冷却条件に設定した理由を説明すると、冷却速度が２０℃／ｍｉｎまでであればスラグ中の未反応カーボン材を反応させきれない可能性があるためである。一方、冷却速度が０．２℃／ｍｉｎ以上としたのは、これ以上遅くしても冷却速度として現実的な範囲でないためである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を以下の実施例を通じて説明する。
【００１３】
【実施例】
ＪＩＳ  ＳＵＪ２鋼を表１に示す操業条件において公称９０ｔの電気炉により溶製した。このときスラグ鍋内に排出されたスラグを骨材として製造した。
【００１４】
【表１】
2004269943.tif 000002
【００１５】
表２は、電気炉からスラグ鍋内に排出されたスラグの冷却速度、凝固時（約１０００℃）の表面ガスの発生、絶乾密度、吸水率および単位体積質量を示す。表２において、冷却温度は電気炉から溶鋼を出鋼した後のスラグ鍋内の中心部のスラグの温度が１３００℃〜１０００℃になる範囲とした。凝固時のガス発生の有無は目視により判断した。
【００１６】
【表２】
2004269943.tif 000003
【００１７】
上記の表１および表２において、実施例１〜３は本発明を実施したときの結果であり、比較例は従来法の結果である。実施例はスラグが密であり、ＪＩＳ規格値案に定められている絶乾密度、吸水率および単位体積質量が合格（ＪＩＳ規格値案）の範囲であるのに対し、比較例は一部が合格（ＪＩＳ規格値案）の範囲外となっているのがわかる。
【００１８】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明は、鋼、特に特殊鋼を電気炉で溶製する際に、電気炉からスラグ鍋内に排出されたスラグ中のガスが抜けきるまでスラグを溶融状態の温度範囲に維持する冷却速度としてスラグを冷却する方法を適用することにより、従来よりも性能の良いコンクリート骨材として使用するスラグ骨材を製造することが可能となった。