WO2000053539A1

WO2000053539A1 - Traitement de scories d'affinage d'acier inoxydable

Info

Publication number: WO2000053539A1
Application number: PCT/JP2000/001235
Authority: WO
Inventors: Hisahiro Matsunaga; Chikashi Tada; Masato Kumagai; Toshikazu Sakuraya
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1999-03-10
Filing date: 2000-03-02
Publication date: 2000-09-14
Anticipated expiration: 2001-09-10
Also published as: BR0005311A; KR20010043459A; JP2000319047A; CN1262509C; CN1304387A; US6732547B1; KR100530197B1; EP1094043A1; CA2331182A1; TW500711B

Description

明細書ステンレス鋼精鍊スラグの処理方法技術分野

この発明は、ステンレス鋼精鍊スラグの処理方法に関し、特にこのスラグを再利用する際に懸念される有害物質の溶出を効果的に阻止する技術について提案するものである。背景技術

鉄鋼精練の副産物であるスラグの有効利用は、製造コストの低下ならびに工場内での専用置き場面積の削減などの観点から、製鉄所における重要な課題である。製鋼スラグの有効利用法としては、一般に、焼結工場へのリサイクル、路盤材、土木工事用の埋め立て材等への用途が主である。例えば、土木埋め立て材への適用に関しては、川鉄技報（1986、 vol. 18， No. 1， p. 20〜 24) に粉化防止剤を用いたスラグの改質固化方法が提案されている。

ところで、ステンレス鋼精鍊スラグ（以下、単に「ステンレス鋼スラグ」ともいう）が他の製鋼スラグと大きく違う点は、スラグ中に Cr量にして数。 /。の Cr酸化物を含有することである。この Cr酸化物は、産業廃棄物の埋め立て規制値を超えることはないまでも、 6価クロムイオン（Cr^{6 +}) として水中に溶出する場合がある。したがって、ステンレス鋼スラグを路盤材、土木用埋立材として使用するためには、スラグからの Cr^{6 +}溶出による環境汚染が将来に渡って起こらないような厳しい対策が望まれる。

ステンレス鋼スラグからの Cr^{6 +}の溶出を抑制するための技術はこれまでにも幾つか提案されている。例えば、特開平 06— 171993号公報には、溶融状態のステンレススラグに対して、添加後の総重量に対しアルミ灰を 1〜30重量％およびマグネシア系物質を 0. 5 〜15重量％添加することにより酸化ク口ム含有スラグを改質する方法が開示されている。しかしながら、この方法では Cr^{6 +}が溶出する場合があり、十分な処理方法とは言えない。また、この方法ではダイカルシウムシリケートが少なからず生成し、その結晶変態によりスラグが粉化する場合があつた。

また、特開平 08— 104553号公報には、ステンレス鋼の脱炭精鍊後、還元処理を経た溶融状態の酸化ク口ム含有スラグに対し、不活性ガスを吹き込んで攪拌しつつ、 2価硫黄含有物質を添加して、スラグ中の硫黄濃度を 0. 20重量％以上とする方法が開示されている。

しかしながら、この技術をもてしても、条件によっては Cr^{6 +}が溶出する危険性があった。とくに、 Cr量が 2. 5 重量％を超えるような高クロム濃度のステンレス鋼スラグを処理する場合に、従来技術では、 Cr^{6 +}の溶出をほぼ完全に防止するのは困難と思われる。このことはまた、スラグ中に局所的に高ク口ム濃度域があった場合に、安定したスラグ改質ができないという問題をも招くことになる。

この発明の目的は、ステンレス鋼の精鍊工程で発生した酸化クロムを含有するスラグを改質し、 Cr^{6 +}の溶出を実質的に完全に防止することである。言い換えれば、環境汚染の恐れなしに、路盤材ゃ土木用埋立材としての有効利用を可能ならしめる、ステンレス鋼スラグの処理方法を提案することにある。とりわけ、スラグ中の Cr量が 2. 5 重量％を超える高クロム濃度のステンレス鋼スラグであっても、かかるスラグから Cr^{6 +}が実質的には全く溶出しないようにするためのステンレス鋼スラグの処理方法を提案することにある。発明の開示

ステンレス鋼を製造するには、電気炉— A O D (Argon Oxygen Decarburi zation) 法、炉一 V O D (Vacuum Oxygen Decarburization 法、し r鉱石溶融還元法一転炉脱炭法等の種々の方法が実用化されている。発明者らは、操業条件を種々の範囲で変えて、これらの工程から発生する各種ステンレス鋼スラグについて、スラグから水中への Cr^{6 +}の溶出状況について種々調査した。その結果、発明者らは、塩基度の低い溶融状態のスラグに、硫黄あるいは硫化物のような還元力の強い硫黄含有物質を混合してスラグ中の硫黄濃度を高くしたところ、 Cr^{6 +}の溶出をほぼ完璧に防止できることを見出したのである。また、特にこの効果は、該硫黄含有物質を混合した後の溶融スラグの冷却速度に影響され、急冷すると望外の成果が得られることも発見したのである。なお、ここで言う塩基度とは、スラグ中 CaO含有量（重量％) とスラグ中 Si〇₂ 含有量（重量％) の比であり、すなわち CaO (重量％) /Si O ₂ (重量％) をいう（以下、同じ）。この発明は上記の知見に立脚するものであり、その構成は次のとおりである。

すなわち、本願発明は、ステンレス鋼の精鍊工程で発生したスラグを、 1. 3 〜4. 0の塩基度に調整した後、 0価またはマイナスの価数の硫黄を含む硫黄含有物質を溶融状態の該スラグと混合してスラグの硫黄濃度を 0. 2重量％以上にするステンレス鋼精鍊スラグの処理方法を提供する。

なお、この処理方法における該混合の方法としては以下の 3態様が好ましい。 ( 1 ) 該硫黄含有物質をスラグの受器に添加した後または添加しつつ、該塩基度の調整を終えた溶融スラグを該受器に排滓する混合方法。（2 ) スラグを加熱することができる受器に該塩基度の調整を終えた溶融スラグを保持し、該受器に該硫黄含有物質を添加する混合方法。（3 ) 精鍊炉からステンレス溶鋼を出鋼した後に炉内に残留させた該塩基度の調整を終えた溶融スラグに、該硫黄含有物質を添加する混合方法である。

また、本願発明の方法では、該精鍊を電気炉で行い、精鍊炉内にステンレス溶鋼が存在している状態で攪拌しつつ、該塩基度の調整を終えた溶融スラグに該硫黄含有物を添加するのも好ましい態様である。

さらに、上記のすべての方法においては、該溶融スラグを保持する容器を揺動したり、もしくは該溶融スラグ中へのガス吹き込むことにより攪拌するなど、少なくとも 1つの方法で攪拌を行うのが好ましい。また、上記のすべての方法において、該硫黄含有物質として Fe Sを用いるのが好ましい。

さらに、上記のすべての方法において、該硫黄含有物質の混合工程で、ほう素酸化物含有物質をさらに混合することが好ましく、この際、スラグ中の B₂0₃濃度を 0. 1 重量％以上に調整するのがより好ましい。

最後に、上記のすべての方法において、該硫黄含有物質を混合した後、該スラグを冷却するに際し、スラグ温度が 1200°Cから 400°Cになるまでを 48時間以内の速度で急冷する方法を提供する。この急冷は、本願の効果をより強く引き出せるため、特段に好ましい重要な方法である。なお、この急冷は、水砕法、風砕法、および厚さ 2ra以内になるように排滓した 1200で以上のスラグ 1 tあたり 0. 05 t /h以上の水で散水冷却する方法からなる群より選ばれる少なくとも 1つの冷却方法で行うのが好ましい。図面の簡単な説明

図 1は、スラグ改質前のスラグ（塩基度： 3. 0 〜4. 0 ) 中 S濃度と Cr^{6 +}溶出量との関係を示す図である。

図 2は、スラグ改質前のスラグ（塩基度： 4. 0 超え）中 S濃度と Cr^{6 +}溶出量との関係を示す図である。

図 3は、スラグ塩基度と Cr^{6 +}溶出量との関係を示す図である。

図 4は、スラグの熱処理温度と Cr⁶⁺溶出量との関係を示す図である。

図 5は、スラグ温度が 1200 から 400でになるまでの冷却所要時間と Cr6+ 溶出量の関係を示す図である。発明を実施するための最良の形態

発明者らは、 Crを 0. 5 〜8. 0 重量⁰ /₀含有する種々のステンレス鋼精鍊スラグについて、スラグ中に 0価またはマイナスの価数の硫黄を含む硫黄含有物質を添加した後の Cr^{6 +}溶出量に対するスラグ中の硫黄濃度おょぴスラグ塩基度の影響を試験的に調査した。図 1に、ステンレス鋼溶製時における塩基度が 3. 0 〜4. 0 であるとき、該硫黄含有物質を添加した後のスラグ中の硫黄濃度と Cr^{6 +}溶出量との関係について調べた結果を示す。なお、溶出試験方法は最も厳しい検查法である環境庁告示第 46号法により行なった。図 1から、スラグ中硫黄濃度が 0. 20重量％に満たない場合には Cr^{6 +}の溶出を生じる場合があることが判明した。

また図 2には、ステンレス鋼溶製時の塩基度が 4. 0〜5. 0のときに、該硫黄含有物質を添加した後のスラグ中硫黄濃度と Cr^{6 +}溶出量との関係について調ベた結果を示す。この図で示されるように、塩基度によっては、処理後のスラグ中硫黄濃度が 1. 0 重量％になるように多量の硫黄を添加しても、 Cr^{6 +}の溶出が生じる場合があることが判明した。

そこで、発明者らはさらに、塩基度が Cr^{6 +}溶出量に及ぼす影響についても調査した。図 3は、硫黄濃度を O〜0. 1 重量％と低めとしたステンレス鋼スラグについて、塩基度と Cr^{6 +}の溶出量の関係を示したものである。図 3力ら、塩基度が高くなるに従い Cr^{6 +}溶出量も高くなり、この傾向はとくに塩基度が 4. 0 を超えると顕著になることを突き止めた。この理由として、スラグの塩基度が 4. 0 を超えて高くなると、該硫黄含有物質はスラグ中へ拡散しにくくなるためと考えている。後述するが、拡散に効果を発揮するほう素酸化物をこの系に添加しても、該硫黄含有物質の拡散は不十分のようであった。

さらに、 Cr⁶⁺の生成温度について調査した。図 4は塩基度が 2. 5、硫黄濃度が 0. 22重量％、 Cr⁶⁺の溶出量が 0. 05mg/l未満のステンレス鋼スラグを大気雰囲気で 100時間熱処理した際の、スラグの熱処理温度と Cr⁶⁺の溶出量の関係を示したものである。図 4より、 Cr⁶⁺は 400〜1200°Cの温度域で生成し易いことがわかる。

筆者らはこの現象に着目し、スラグの冷却速度と Cr⁶⁺溶出量の関係を調べた。その結果、 1200〜400°Cの間の冷却速度を制御することにより、 Cr⁶⁺の溶出量を制御できることがわかった。

図 5は塩基度が 2. 5、硫黄濃度が 0. 22重量 ¾、 Cr量が 3. 5 重量％のステンレス鋼スラグを、 1200°Cから 400T:まで冷却する際の所要時間と Cr⁶⁺溶出量の関係を示したものである。 1200°Cから 400°Cまでの間の冷却時間を 48時間以内にすることにより、 Cr⁶⁺溶出量を 0. 05mg/l以下にできることが判明した。

このような急冷方法は、本願発明者らが初めて見出したものである。背景技術で述べた従来技術では、 2価硫黄含有物質、アルミ灰、マグネシア系物質の添加などによるスラグ組成の制御であり、 1200〜400°Cの間の冷却時間を 48時間以内に行うような急冷方法は、開示も示唆も無い。

以上の各調査で得られた結果をもとにしてさらに検討した結果、ステンレス鋼精鍊スラグの塩基度を 4. 0 以下とし、スラグ中硫黄濃度を 0. 2 重量％以上になるようにしたところ Cr^{6 +}の溶出をほぼ完全に防止できるとの見通しを得た。さらに、この際、該硫黄含有物質を混合した後、溶融スラグ温度が 1200°Cから 400°Cになるまでを 48時間以内の速度で急冷すると特段の効果が得られ、より好ましい。

ただし、スラグ中硫黄濃度があまりに高くなると、炉内に一部残留したスラグが次回以降の精鍊時に溶鋼中の硫黄濃度を上昇させるおそれがあるので、スラグ中硫黄濃度は 2. 0 重量％以下とするのが好ましい。あるいは、他の受器にて本処理を行うこともできる。また、スラグ塩基度が 1. 3 未満に低下すると、溶鋼の脱硫黄が不十分になり、成分不良を発生する危険があるのでスラグ塩基度は 1. 3 以上にすることが必要である。上述の知見から明らかなように、本願発明では、ステンレス鋼の精鍊工程で発生したスラグの塩基度、すなわち CaO ZSi O ₂の重量比は 1. 3-4. 0にする。その理由は、 4. 0超えでは Cr^{6 +}の溶出抑制効果が低く、 1. 3未満では溶鋼の成分不良を生じる危険があるためである。より好ましくい塩基度は、 1. 5 〜3. 0であり、さらに好ましくは 1. 5〜2. 5である。このような調整は、発生したスラグの塩基度により CaOあるいは Si O ₂源を該スラグに添加すればよレ、。また、発生スラグがたまたまこのような範囲の塩基を有する場合には、 CaOあるいは Si 0 ₂による調整は不要なことは言うまでもない。

なお、スラグ中に存在する Cr^{6 +}の還元促進または Cr^{3 +}の酸化防止の観点から、 0価またはマイナスの価数の硫黄を含む硫黄含有物質を混合するのが効果的であり、例えば、硫黄を含有する原料の選定、 Fe Sの混合、高炉スラグの混合などが有効である。

上記該硫黄含有物質の混合時期は、脱炭吹鍊途中では、気化脱硫による S の歩留り低下およびィンプット Sの増加によるステンレス鋼中の S濃度の増加を招くため望ましくない。また、スラグが固化したり流動性がなくなると、混合した該硫黄含有物質がスラグ中で十分均一に分散しなくなり、溶出防止効果が低下する。従って、該硫黄含有物質の混合時期は、精鍊終了後、とりわけ、スラグの流動性が高い還元精鍊の終了後からスラグが固化する前の溶融状態のときに行うことが好ましい。

またこの時、該硫黄含有物質を溶融スラグに均一に混入させることが好ましく、その具体的方法としては、ほう素酸化物含有物質の混合、酸素吹き込みによるスラグの温度上昇、溶融スラグの攪拌が挙げられる。

ほう素酸化物含有物質は、スラグの粘性を低くするため、混合した該硫黄含有物質をスラグ中に拡散させる効果を有している。すなわち、ほう素酸化物を混合することにより、炉の揺動ないしは上吹きまたは底吹きによる不活性ガスの吹き込み攪拌を行わずとも、該硫黄含有物質をスラグ中へ拡散させることが可能となる。

したがって、本願発明では、該ほう素酸化物含有物質は、該硫黄含有物質の混合工程で混合するのが好ましい。その際の混合方法は、該硫黄物質の混合より先でも後でもよいし、同時でもよい。このようなほう素酸化物含有物質を例示すれば、コレマナイト、ほう珪酸ガラス、硼酸ナトリウムを挙げる— ことができる。

また、ほう素酸化物には、スラグの冷却時における粉塵化を防止するという効果もあり、この点でも、該ほう素酸化物含有物質の混合はスラグ改質に有用である。粉化防止効果を有効に機能させるためには、スラグ中の B₂0₃濃度が 0. 1 重量％以上となるように混合することが好ましい。し力し、スラグ中の B₂0₃濃度があまりに高くなると、耐火物の損耗が著しく進行しやすくなるので、この B₂0₃濃度は 0. 5 重量％以下程度に抑えるのが望ましい。上記物質の混合は、 A O D、転炉、 V O Dなどの精鍊容器内のみならず、スラグ鍋中の溶融スラグに対しても有効である。

また、スラグに酸素吹き込みをする事により、スラグ中の Fe、 FeOを Fe₂0₃ に酸化させることによる発熟反応を利用して、スラグの温度を上昇させた後に該硫黄含有物質と混合すると、温度上昇によりスラグの粘性が低くなるため、該硫黄含有物質が拡散しやすくなりより好ましい。

なお、スラグを受ける鍋に 0価またはマイナスの価数の硫黄を含む硫黄含有物質を混合した後に、ステンレス鋼精鍊時に発生した塩基度（CaOZSi0₂、重量比）が 1. 3 以上 4. 0 以下の酸化クロムを含有する溶融スラグを該鍋に排滓した後、ランス等により溶融スラグ中に N ₂、 Ar等の不活性ガスを吹き込むと該硫黄含有物質が拡散されやすくなり好ましい。また、スラグを加熱することができる炉にステンレス鋼精鍊時に発生した塩基度（CaOZSi0₂、重量比）が 1. 3 以上 4. 0 以下の酸化クロムを含有するスラグが装入された状態で、溶融状態とした該スラグに 0価またはマイナスの価数の硫黄を含む硫黄含有物質およびほう素酸化物含有物質を混合した後、ランス等により溶融スラグ中に N ₂、 Ar等の不活性ガスを吹き込むと該硫黄含有物質が拡散されやすくなり好ましい。また、スラグを加熱することができる炉を揺動すると該硫黄含有物質が拡散されやすくなり好ましい。ほう素酸化物を混合した場合には、さらに効果が得られる。

なお、本発明におけるスラグを加熱することができる炉とは、例えば、電気炉、転炉、 V O D、 A O D等であり、スラグを加熱することができれば特に限定はしない。これらの炉には、冷却状態のスラグ、半溶融状態のスラグ、溶融状態のいずれのスラグが装入されている状態であってもよい。ここに、スラグが装入されている状態とは、転炉、 V O D等において精鍊一溶鋼出鋼後に炉内にスラグを残留させた状態であっても、精鍊後に他の容器に排滓した冷却状態、半溶融状態、溶融状態のスラグを装入した状態であってもよい。また、溶鋼出鋼後に炉内に残留させたスラグの場合には、溶鋼をほとんど含まないことが好ましい。その理由は、残留溶鋼の硫黄濃度が上昇し、次回精鍊時に不純物となるため該溶鋼を使用することができないからである。よつて、スラグと共に排滓する必要があり、排滓により不経済となるためである。上記ほう素酸化物の混合のほか、溶融スラグの攪拌もまたスラグの均一化の促進に効果的である。攪拌方法としては、ステンレス鋼を脱炭精鍊後、還元処理を経て、精鍊炉から出鋼した後の溶融スラグに対して、精鍊炉の揺動および Zまたはガス吹き込みを行う方法が挙げられる。また、電気炉の場合には、溶融スラグに通電可能となるため攪拌に有効な方法である。

電気炉での通電効果による攪拌は、炉内に溶鋼が残存する状態で、溶鋼中に直接または間接通電しつつ、溶鋼に磁場を作用させることによって行う。つまり、溶鋼中の電流と外部磁場との相互作用によって溶鋼内に流動を生じさせ、それによつてスラグをも攪拌するものである。この通電効果による攪拌は、溶鋼を出鋼する前または溶鋼を出鋼している途中に行ってもよい。なお、スラグ中に該硫黄含有物質を混合すると、必然的に溶鋼中の硫黄含有量が上昇するおそれがある。したがって、スラグ中に該硫黄含有物質を混合して通電加熱する時間を極力短くするか、出鋼作業の末期で炉内の溶鋼残存量が少なくなつてからスラグ中に該硫黄含有物質を混合して通電攪拌を行なうことが、溶鋼への復硫を最小限に抑えるうえで好ましい。

また、ガス吹き込みに当たっては、酸素や空気のような酸化性ガスでは、 Fe Sが酸化されて、 S O_x ガスとなって炉外に放出されスラグ中に歩留らなくなることを考えて、不活性ガスを用いるのがよい。不活性ガスとしては、 N ₂ ガスや Arガスなどが例示され、その流量は、該スラグ 1 t当たり 0. 5 〜 2. 5 m³/ min程度が望ましい。ガスの吹き込み方法は、底吹き羽口、上方からのランス浸漬による吹き込み等いずれであってもよい。

上述したほう素酸化物含有物質の混合と溶融スラグの攪拌による均一混合効果は、それぞれ単独に実施しても得られるが、両者を併用すれば、より顕著に発揮され、スラグ改質が.効率的に行われる。本願発明では、溶融状態の該ステンレス鋼スラグに、該硫黄含有物質を混合した後、溶融スラグ温度が 1200°Cから 400°Cになるまでを 48時間以内の速度で急冷するのが好ましいが、その冷却手段は特には限定しない。このような急冷手段を例示すれば、水砕法、風砕法、あるいは厚さ 2m以内になるように排滓した 1200°C以上のスラグ 1 tあたり 0. 05 t /h以上の水で散水冷却する方法などを挙げることができる。また、これらの方法は、単独でもあるいは組み合わせても用いることがでぎる。実施例

(実施例 1 )

100 tのステンレス鋼脱炭精鍊炉をそのまま用いてスラグ改質実験を行つた。ステンレス鋼脱炭精鍊後、還元処理を経て、出鋼した後の上底吹き転炉内の残留スラグを対象とした。このスラグは、必要に応じて、各チャージ毎に Ca〇あるいは Si 0 ₂ を添加してその塩基度を 1. 3〜1. 4に調整した。該硫黄含有物質としてはマイナス 2価の硫黄を含む Fe Sを用い、ほう素酸化物含有物質としては、コレマナイト、ほう珪酸ガラス、または硼酸ナトリゥムを各々表 1 _ 1および表 1一 2に示したように用い、これらを塩基度調整済みの炉内残留スラグに添加した。また、表 1 _ 1および表 1一 2に示す条件にて、不活性ガスの底吹き、上吹き、炉の摇動などの攪拌を行ったものも例示した。いずれの場合も、混合処理後に、スラグ鍋に排滓した。さらに、スラグの冷却条件も表 1一 1および表 1— 2にまとめて示した。

冷却したスラグから、いずれも各条件で 10チャージ以上、かつ各チャージ毎に 10本以上を採取し、 CaO、 Si 0₂ 、硫黄、 B₂0₃等の成分を分析した。また、環境庁告示 46号法により Cr^{6 +}の溶出試験を行った。調整済みの塩基度（C aOZSi0₂、重量％比）範囲、処理後の硫黄濃度、 B₂0₃濃度、および Cr^{s +}検出率の結果を、表 1 — 1および表 1一 2に併せて示す。ここで、 Cr^{6 +}検出率とは、溶出試験において、各条件の Cr^{6 +}濃度 >0. 05 rag/1 であった試験数の全試験数に対する比率をいう。

表 1 一 1から、発明例では、とくにスラグ中の Cr濃度が 2. 5 重量％を超える高濃度であるにもかかわらず、 Cr^{s +}の溶出は 0であった。また、ほう素酸化物含有物質を混合した場合には、 Cr^{6 +}の溶出が防止できるのみでなく、粉化することなく固形化させることができた。

(実施例 2 )

実験は、実施例 1に準じて行ったが、塩基度調整済みのステンレス鋼精鍊スラグと該硫黄含有物質との混合手順や、電気炉での処理方法などの点で異なる。各条件は表 2— 1および表 2— 2に示した。

すなわち、排滓スラグの受器として 50 t用のスラグ鍋を用い、これに該硫黄含有物質、さらに必要に応じて、ほう素酸化物含有物質を混合した後（発明例 18、 20、 27、 29、 30、および比較例 10、 13、 17、 18) 、または混合すると同時に（発明例 17、 19、 21、 26、 28、および比較例 8、 11、 12、 15、 16) 、表 2— 1および表 2— 2に示す銘柄のステンレス鋼精鍊スラグを 10〜50 t排滓した。

一方、転炉、電気炉等に該銘柄のステンレス鋼精鍊スラグを冷却状態または溶融状態で 10〜50 t装入し、該スラグを溶融状態とした後、該硫黄含有物質、さらに必要に応じてほう素酸化物含有物質を混合した。

これらの方法では、該硫黄含有物質として、 Fe Sまたは高炉水砕スラグを、該ほう素酸化物含有物質として、コレマナイト、ほう珪酸ガラス、または硼酸ナトリウムを用いた。また、これらの方法の一部では、さらに、スラグ中- に N ₂ガスを 1分間吹き込む、炉を摇動するなどの攪拌も行った。

冷却後のスラグから、発明例、比較例とも各条件で 10チャージ以上、各チヤージ毎に 10本以上の試料を採取し、 CaO、 Si0₂、硫黄、 B₂0₃等の化学組成を分析するとともに、環境庁告示 46号法により Cr^{6 +}の溶出試験を行った。得られた塩基度（CaO ZSi0₂、重量％比）の範囲、硫黄濃度、 B₂0₃濃度、 Cr^{6 +} 検出率の結果を、実験条件とともに表 2— 1およぴ表 2— 2に示す。ここで、 Cr⁶⁺検出率とは、溶出試験において、各条件の Cr⁶⁺濃度 >0.05mgZl であつた試験数の全試験数に対する比率である。

スラグからの Cr⁶⁺検出率は、発明例では 0%であったが、比較例では 1.5 % 以上であった。また、ほう素酸化物を混合した場合には、スラグは粉化せずに固化させることができた。

表 1

*高 S含有コクス使用 **水砕による冷却 ***風砕による冷却

表 2- 発明例

* による *風による

表 2— 2 比例

**水砕による冷却

***風砕による冷却

産業上の利用可能性

以上説明したように、この発明によれば、クロム酸化物を含有するステンレス鋼スラグからの Cr^{6 +}の溶出を完全に防止することができる。とくにスラグ中の Cr濃度が 2. 5 重量％を超えるような高 Cr濃度スラグの場合でも Cr^{6 +}の溶出を完全に防止できる。従って、高 Cr濃度のステンレス鋼スラグを、環境汚染のおそれなしに路盤材ゃ土木用埋立材等に有効利用することができる。

Claims

請求の範囲

1 . ステンレス鋼の精鍊工程で発生したスラグを、 1. 3〜4. 0の塩基度に調整した後、 0価またはマイナスの価数の硫黄を含む硫黄含有物質を溶融状態の該スラグと混合してスラグの硫黄濃度を 0. 2重量％以上にするステンレス鋼精鍊スラグの処理方法。

2 . 請求項 1に記載の方法であって、該混合が、該硫黄含有物質をスラグの受器に添加した後または添加しつつ、該塩基度の調整を終えた溶融スラグを該受器に排滓して行われるステンレス鋼精鍊スラグの処理方法。

3 . 請求項 1に記載の方法であって、該混合が、スラグを加熱することができる受器に該塩基度の調整を終えた溶融スラグを保持し、該受器に該硫黄含有物質を添加して行われるステンレス鋼精鍊スラグの処理方法。

4 . 請求項 1に記載の方法であって、該混合が、精鍊炉からステンレス溶鋼を出鋼した後に炉内に残留させた該塩基度の調整を終えた溶融スラグに、該硫黄含有物質を添加して行われるステンレス鋼精鍊スラグの処理方法。

5 . 請求項 1に記載の方法であって、該精鍊を電気炉で行い、精鍊炉内にステンレス溶鋼が存在している状態で攪拌しつつ、該塩基度の調整を終えた溶融スラグに該硫黄含有物を添加するステンレス鋼精鍊スラグの処理方法。

6 . 請求項 1〜 5のいずれかに記載の方法であって、該溶融スラグを保持する容器の揺動およぴ該溶融スラグ中へのガス吹き込みから選ばれる少なくとも 1つの方法で攪拌を行うステンレス鋼精鍊スラグの処理

7 . 請求項 1〜 5に記載の方法であって、該硫黄含有物質が Fe Sであるステンレス鋼精鍊スラグの処理方法。

8 . 請求項 1〜 5のいずれかに記載の方法であって、該硫黄含有物質の混合工程でほう素酸化物含有物質も混合するステンレス鋼精鍊スラグの処理方法。

9 . 請求項 8に記載の方法であって、前記ほう素酸化物含有物質を混合して、スラグ中の B₂0₃濃度を 0. 1 重量⁰ /₀以上に調整するステンレス鋼精鍊スラグの処理方法。

10. 請求項 1〜 5のいずれかに記載の方法であって、該硫黄含有物質を混合した後、該スラグを冷却するに際し、スラグ温度が 120(T から 400でになるまでを 48時間以内の速度で急冷するステンレス鋼精鍊スラグの処理方法。

11. 請求項 11に記載の方法であって、該急冷を、水砕法、風砕法、および厚さ 2m以内になるように排滓した 1200°C以上のスラグ 1 tあたり 0. 05 t /h 以上の水で散水冷却する方法からなる群より選ばれる少なくとも 1つの冷却方法で行ぅステンレス鋼精鍊スラグの処理方法。