(57)【要約】【課題】  電気炉に不可避的に混入するフッ素に起因してスラグ中から溶出するフッ素を抑制する方法を提供する。【解決手段】  鋼の電気炉精錬において、電気炉に石灰およびフェロシリコン合金を投入し、質量％で、アルミナを１５％以下とし、かつスラグ塩基度：ＣａＯ％／ＳｉＯ2％を１．３以下にする。あるいは、電気炉内で上記範囲にできない場合に、補足的にスラグ鍋内においてフェロシリコン合金を投入し、質量％で、アルミナを１５％以下とし、かつ、スラグ塩基度：ＣａＯ％／ＳｉＯ2％を１．３以下にする。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気炉で鋼を溶製する際に石灰およびフェロシリコン合金を投入し、質量％で、アルミナ１５％以下かつスラグ塩基度：ＣａＯ％／ＳｉＯ2％を１．３以下のスラグとすることを特徴とするフッ素溶出を低減したスラグの造滓方法。
【請求項２】
電気炉で鋼を溶製する際に石灰およびフェロシリコン合金を投入して精錬した後、電気炉からスラグをスラグ鍋に受け、さらにフェロシリコン合金を投入することにより、質量％で、アルミナ１５％以下かつスラグ塩基度：ＣａＯ％／ＳｉＯ2％を１．３以下のスラグとすることを特徴とするフッ素溶出を低減したスラグの造滓方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気炉スラグから溶出するフッ素を低減する方法およびフッ素溶出量の少ないスラグに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気炉で鋼を溶製する際に生成されるスラグ中には、原材料のスクラップや副原料から不可避的にフッ素が混入する。しかし、その混入したフッ素がスラグ中から溶出し、環境に悪影響を与えるレベルになることがわかっている。例えば、この電気炉スラグを路盤材として使用した場合、フッ素溶出量が高く、溶出基準を越える問題がある。ところが、電気炉精錬において、原材料からスラグ中へのフッ素の混入を防止することは非常に困難である。そこで、スラグ中からフッ素の溶出を抑制する方法またはスラグを改質して溶出しなくする方法が種々提案されている。
【０００３】
例えば、電気炉に、シリカ、シリカ〜マグネシア系物質、マンガン鉱石のうち一種類以上を特定の質量％で投入し、溶融スラグと混合後に冷却し凝固させることにより、フッ素の溶出を抑制するスラグの処理方法がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
すなわち、シリカ系物質を電気炉中に投入した場合には、フッ素溶出抑制が可能なスラグ組成になる。しかし、シリカ系物質を電気炉中に投入することは、電力原単位の大幅な悪化をもたらし、コストがかかり経済的でなく、現実的な手段ではない問題がある。また、スラグ鍋に投入した場合、熱量が足りず、均一に混合することは難しい。
【０００５】
さらに、フッ素を含有するスラグにカルシウム−シリケート系を主体とするＡＯＤ還元期スラグを混合し、この混合物を水分共存下で安定処理することにより、フッ素溶出を防止することからなる製鋼スラグ中のフッ素抑制方法がある（例えば、特許文献２参照）。
この方法でも、上記シリカの混合と同様の問題が起こると推定される。
【０００６】
さらに、製鋼スラグから溶出するスラグを安定処理する方法および改質スラグの製法がある（例えば、特許文献３参照。）。
しかし、この方法も、３ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3などの溶出抑制物質との混合により溶出を防止する方法であるが、高コストであり、長期安定性にも問題があった。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−３５５７１１号公報
【特許文献２】特開２００３−２２６９０８号公報
【特許文献３】特開２００３−２１１１１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この発明は、電気炉に不可避的に混入するフッ素に起因してスラグ中から溶出するフッ素を抑制する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、電気炉で鋼を溶製する際に石灰およびフェロシリコン合金を投入し、質量％で、アルミナを１５％以下とし、かつスラグ塩基度：ＣａＯ％／ＳｉＯ2％を１．３以下にする。あるいは、電気炉内で上記範囲に造滓できない場合に、補足的にスラグ鍋内においてフェロシリコン合金を投入し、質量％で、アルミナを１５％以下とし、かつ、スラグ塩基度：ＣａＯ％／ＳｉＯ2％を１．３以下にする。
【００１０】
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、電気炉で鋼を溶製する際に石灰およびフェロシリコン合金を投入し、質量％で、アルミナ１５％以下かつスラグ塩基度：ＣａＯ％／ＳｉＯ2％を１．３以下のスラグとすることを特徴とするフッ素溶出を低減したスラグの造滓方法である。
【００１１】
請求項２の発明では、電気炉で鋼を溶製する際に石灰およびフェロシリコン合金を投入して精錬した後、電気炉からスラグをスラグ鍋に受け、さらにフェロシリコン合金を投入することにより、質量％で、アルミナ１５％以下かつスラグ塩基度：ＣａＯ％／ＳｉＯ2％を１．３以下のスラグとすることを特徴とするフッ素溶出を低減したスラグの造滓方法である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明を適用することにより、フッ素溶出基準を満たすスラグを製造することが可能となり、電気炉スラグを路盤材として使用して環境を害することがなくなった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に本発明を実施するための最良の形態について説明する。なお、％は、質量％を示すものとする。
先ず、本発明における条件設定の理由について説明すると、従来、電気炉で鋼を溶製する場合、鋼種によって値が異なるが、電気炉スラグは、ＣａＯ：２５〜５０％、ＳｉＯ2：１５〜４０％、Ａｌ2Ｏ3５〜２０％、Ｔ−Ｆｅ％：５〜２０％をそれぞれ含有しており、鉱物相がダイカルシウムシリケート相（以下２ＣＳ相）またはカルシウム・アルミニウム・シリケート相（以下ＣＡＳ相）が主体となっている。通常、電気炉に不可避的に混入したフッ素は２ＣＳ相またはＣＡＳ相に濃化している。この場合、環境庁告示４６号の溶出試験を実施すると、微量のフッ素含有量でも溶出基準値を上回るものとなる。
【００１４】
一方で、カルシウムとシリカル比が１：１のカルシウムシリケート相（以下ＣＳ相）主体のスラグにした場合、混入したフッ素はＣＳ相に濃化する。しかし、２ＣＳ相やＣＡＳ相とほぼ同量のフッ素を含有していても、フッ素の溶出量が少ない傾向が見られている。
【００１５】
したがって、電気炉スラグ組成をフッ素溶出量の少ないＣＳ相にすることで、フッ素溶出量を低減することが可能である。また、この組成調整の際、フェロシリコン合金を電気炉内に投入することで、酸化鉄や酸化クロムを還元回収することが可能であり経済的である。
【実施例１】
【００１６】
以下、詳細な実施例を示す。具体例として電気炉内に１５０ｔの１８−８ステンレス系スクラップを投入し、ＪＩＳのＳＵＳ３０４鋼を溶製する。その際の電気炉での原料装入量、スラグ組成、およびフッ素溶出量を本発明例と比較例により表１に示す。なお、溶出フッ素の分析方法は、各試料を５００グラム採取し、ＪＩＳ  Ｋ  ０１２０−３４．１に準拠し、含有フッ素分析はアルカリ融解−吸光光度法を採用し、この分析におけるフッ素の溶出液の作成は環境庁告示４６号に準拠して行った。
【００１７】
【表１】
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【００１８】
表１において、比較例１、３は電気炉に投入するフェロシリコン合金量が少なく、塩基度が高い場合であり、比較例２、４は塩基度については範囲内であるが、Ａｌ2Ｏ3％が高い場合である。いずれもフッ素溶出量が基準値（フッ素溶出量０．８ｍｇ／ｌ以下）を超えている。それに対し、本発明１〜５は、本発明を実施した場合の結果であり、いずれもフッ素溶出量は基準のフッ素溶出量０．８ｍｇ／ｌ以下を満たしている。なお、表１における発明１、発明２、発明３および発明５は本願の請求項１に該当するものである。一方、表１における発明４は請求項２に該当するものであり、これはスラグ鍋内へ追加でフェロシリコン合金を投入することで塩基度を調整した例である。