(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶銑予備処理によって脱Ｓｉ処理または脱Ｐ処理した溶銑を転炉を用いて精錬するにあたり、ＳｉＯ2 源を転炉に投入して精錬し、スラグ中の（ＣａＯ＋ＭｇＯ）濃度を５５ｗｔ％以上６０ｗｔ％以下に調製した後、出鋼することを特徴とする予備処理溶銑の転炉精錬スラグの改質方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、転炉精錬法に係わり、より詳しくは転炉スラグの改質方法に関するものである。改質された転炉スラグの用途としては、主に路盤材等がある。
【０００２】
【従来の技術】
最近、溶銑予備処理技術が発達し、いろいろな製鉄所で、溶銑段階での脱Ｓｉ、脱Ｐ処理が行われるようになってきている。
脱Ｓｉ、脱Ｐ処理された溶銑の転炉での精錬では、炉体保護のためドロマイト〔ＣａＭｇ（ＣＯ3 ）2 〕や少量のＣａＯが使用されるだけで、溶銑中のＳｉ濃度も低く、ＳｉＯ2 源がないため、スラグ中の（ＣａＯ＋ＭｇＯ）濃度は高くならざるを得ない。
【０００３】
（ＣａＯ＋ＭｇＯ）濃度の高い転炉スラグは膨張が大きく、なかなか安定せず粉化しやすい。そのため土木用の路盤材としての利用は困難とされていて、その大部分は産業廃棄物としてそのまま埋め立て処理されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、溶銑予備処理によって脱Ｓｉ処理または脱Ｐ処理した溶銑を転炉を用いて精錬した際に生成するスラグが有している膨張・崩壊性等を改善し、転炉スラグを路盤材等に利用できるようなスラグの改質方法を提案することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、溶銑予備処理によって脱Ｓｉ処理または脱Ｐ処理した溶銑を転炉を用いて精錬するにあたり、ＳｉＯ2 源を転炉に投入して精錬し、スラグ中の（ＣａＯ＋ＭｇＯ）濃度を５５ｗｔ％以上６０ｗｔ％以下に調製した後、出鋼することを特徴とする予備処理溶銑の転炉精錬スラグの改質方法である。
【０００６】
【作用】
本発明者らは、転炉スラグの水浸膨張比とスラグ中の（ＣａＯ＋ＭｇＯ）濃度との関係について検討した。
水浸膨張比を測定した転炉スラグは、−２５ｍｍまたは−４０ｍｍに整粒した後、１００℃の蒸気中に７２時間置いたものを使用した。
【０００７】
水浸膨張比の測定はＪＩＳ法（Ａ−５０１５）に従い、図２に示す直径１５０ｍｍ×高さ１２５ｍｍの測定容器１に水を適量加え調製した試料を約２ｋｇ投入し、ランマー成形機（突き固め機）にて荷重４．５ｋｇの錘を４５ｃｍの高さから１層当たり９２回落下させる。これを３層繰り返して突き固め成形し供試体２とする。突き固め成形した供試体の上下に濾紙５を配置し、測定容器１に５．０ｋｇの有孔板３とダイヤルゲージ４を図２に示した通りセットし、８０℃の温水にて１０日間間欠養成を行い、１０日後のダイヤルゲージの読みより水浸膨張比を算出する。図２で６は取付け具（ゲージホルダ）、７はスペーサである。
【０００８】
転炉スラグの水浸膨張比とスラグ中の（ＣａＯ＋ＭｇＯ）濃度との関係を図１に示した。
路盤材の規格値は、ＪＩＳ法（Ａ−５０１５）で測定した水浸膨張比で１．５％以下であるが、スラグ中の（ＣａＯ＋ＭｇＯ）濃度が６０ｗｔ％を超えると、７２時間エージング後の水浸膨張比が急激に上昇し、路盤材の規格値である１．５％を超えることがわかる。
【０００９】
路盤材として転炉スラグを利用するためには、水浸膨張比を１．５％以下にする必要があるので、転炉スラグの（ＣａＯ＋ＭｇＯ）濃度は６０ｗｔ％以下に限定される。
また、ＳｉＯ2 源を投入し、転炉スラグの（ＣａＯ＋ＭｇＯ）濃度を６０ｗｔ％以下にするが、多量に投入すると、鉄源歩留りが低下し、炉壁耐火物へ悪影響を与えるので、図１から見て（ＣａＯ＋ＭｇＯ）濃度を５５〜６０ｗｔ％の範囲になるように調整する。
【００１０】
この転炉スラグへのＳｉＯ2 源の投入により、転炉スラグの体積膨張や崩壊がなくなるのは、フリーＣａＯやフリーＭｇＯが２ＣａＯ・ＳｉＯ2 、２ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ・ＳｉＯ2 や２ＣａＯ・ＭｇＯ・２ＳｉＯ2 等に転換し、その化学的特性が安定化するので、吸湿・吸水し、Ｃａ（ＯＨ）2 、Ｍｇ（ＯＨ）2 に変わる場合の体積膨張や崩壊がなくなるためと考えられる。
【００１１】
本発明で用いるＳｉＯ2 源としては、砂利、Ｆｅ−Ｓｉ、金属Ｓｉ等が有利に利用できる。
脱Ｓｉ、脱Ｐ処理された予備処理溶銑を使用して転炉精錬を行う利点は、ＣａＯやＭｇＯの使用量が少なくＳｉＯ2 も少ないので、スラグボリュームが小さく、鉄歩留りやＭｎ歩留りが向上する点にある。本発明において、ＳｉＯ2 源を転炉に投入することは、歩留り低下を引き起こし好ましくないが、環境面の産業廃棄物の低減、転炉スラグの有効利用という広い観点から考えると有効な技術である。
【００１２】
【実施例】
本発明を実施例に基づいてより詳細に説明する。
脱Ｓｉ、脱Ｐ処理した溶銑の成分を転炉で精錬した実施例、比較例の結果を表１に示す。また、転炉スラグの分析結果と１００℃蒸気中７２時間エージングした後の水浸膨張比の実施例、比較例の測定結果を表２に示す。水浸膨張比はＪＩＳ法（Ａ−５０１５）に従い測定した。
【００１３】
従来法の精錬による比較例では、スラグ中の（ＣａＯ＋ＭｇＯ）濃度が６０ｗｔ％超となり、水浸膨張比も路盤材の規格値の１．５％を超えている。一方、本発明を満足する実施例では、スラグ中の（ＣａＯ＋ＭｇＯ）濃度は、Ｆｅ−Ｓｉおよび砂利の投入により、６０ｗｔ％以下の値となっており、水浸膨張比も路盤材規格値の１．５％以下を充分満足していて、路盤材として問題なく使用できる特性を有している。
【００１４】
【表１】
0004068669.tif 000002
【００１５】
【表２】
0004068669.tif 000003
【００１６】
なお、表１に示した（ＣａＯ＋ＭｇＯ）濃度の予想は、下記のように行った。
（CaO ＋MgO ）濃度＝〔（ＷCaO ＋ＷMgO ）／（ＷCaO ＋ＷMgO ＋ＷSiO2＋ＷMnO ＋ＷP2O5＋ＷAl2O3 ＋ＷFeO ）〕×１００
ＷCaO ＝焼石灰原単位×０．９４＋軽焼ドロマイト原単位×０．６１
ＷMgO ＝ドロマイト原単位×０．３０
ＷSiO2＝砂利原単位×0.84＋Si純分原単位×（60／28）＋（溶銑Si％−0.05）×（600 ／28）
ＷP2O5＝（溶銑Ｐ％−目標Ｐ％−０．００５）×（１４２０／６２）
ＷMnO ＝（溶銑Ｍｎ％）×（１−Ｍｎ歩留）×（７１０／５５）
Ｍｎ歩留＝6.71／（溶銑Mn％×10-2）＋0.28＋0.02／（出鋼Ｃ％×10-2）−            0.0016×（溶銑Mn％×10-2）−0.0029×（焼石灰原単位＋ドロマイト原単位）
ＷAl2O3 ＝６％（スクラップ使用時）、２％（スクラップ未使用時）
ＷFeO ：出鋼Ｃ含有量により定まるスラグ中ＦｅＯ濃度（図３参照）
【００１７】
【発明の効果】
本発明の方法で改質された転炉スラグは、水浸膨張比が路盤材規格値の１．５％以下を満足しており、膨張・崩壊したりすることがないので、路盤材等として有効活用できる。また、本発明が対象とする転炉スラグの多くは産業廃棄物であり、産廃場にも困窮していたが、本発明によって有効活用できるので、環境対策上、さらに経済的な効果は転炉耐火物の溶損を補って余り有る。
【図面の簡単な説明】
【図１】転炉スラグの（ＣａＯ＋ＭｇＯ）濃度と水浸膨張比との関係を示すグラフである。
【図２】水浸膨張試験装置の断面図である。
【図３】出鋼Ｃ含有量とスラグ中ＦｅＯとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１    測定容器
２    供試体
３    有孔板
４    ダイヤルゲージ
５    濾紙
６    取付け具（ゲージホルダ）
７    スペーサ
【図１】
0004068669.tif 000004
【図２】
0004068669.tif 000005
【図３】
0004068669.tif 000006