JP3554389B2

JP3554389B2 - Manufacturing method of cement clinker

Info

Publication number: JP3554389B2
Application number: JP00583295A
Authority: JP
Inventors: 順司井川; 元弘牟田; 正義横尾; 茂守田中; 良一小山田; 一夫定常; 豊茂小椋
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1995-01-18
Filing date: 1995-01-18
Publication date: 2004-08-18
Anticipated expiration: 2019-08-18
Also published as: JPH08198647A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、脱燐硫スラグをセメントクリンカーの原料として利用するセメントクリンカーの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
高炉操業時に発生する鉄鋼スラグは、その発生工程によって、徐冷又は急冷処理した高炉スラグと、転炉スラグを主とする製鋼スラグが知られている。これらの発生量は、製鉄業の進展に伴い膨大なものとなっており、資源化を目指した種々の検討が報告されている。この内高炉スラグの組成は、シリカ約３１〜３５％、アルミナ約１４〜２０％、酸化カルシウム約３８〜４２％、酸化第二鉄約０．２〜０．８％程度でありこれらは、セメントクリンカーの主成分組成物（ＣａＯ、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｆｅ_２Ｏ_３等）に類似していることから、現在発生量の約６０％程度がセメントクリンカー原料の一部として又高炉セメント用として、或いは又その他のセメント混和材として使用されている。また徐冷処理した高炉スラグは路盤材や土壌改良材としても利用されている。又熔融高炉スラグに遠心力を作用させて製綿処理しロックウール断熱材を得ることにも利用されている。
【０００３】
また、転炉スラグを主とする製鋼スラグは、その発生工程によって、熔銑から珪素、燐、硫黄等の不純物を除去する予備処理工程において発生する脱珪スラグ、脱燐硫スラグと、転炉工程で発生する転炉スラグとに大別できる。
製鋼スラグの主成分自体は、含有率は異なるが高炉スラグと同じようにセメントクリンカーの主成分組成物と類似しているが、その他に塩素や燐、フッ素、硫黄等の不純物や、粒鉄等を大量に含んでいるためにその有効利用が限られている。
【０００４】
現在は殆どが路盤材や土壌改良材等への用途が挙げられるが、粒度構成や安定性の点から制約を受けるため、利用できるスラグの種類が限定され、その処理量はセメントのみの使用量として約５％程度に留まっている。
特に製鋼スラグの中でも熔銑予備処理の脱Ｓ、脱Ｐ工程において発生し分離回収される脱燐硫スラグの如き礫分が極端に少なく、風化、膨張性が著しいものについては、未だ適当な処理方法が見出されておらず、その殆どが埋立等の廃棄処分に付されているに過ぎない。特に近年、「リサイクル法」によるスラグの副産物指定により、鉄鋼スラグの資源化の動きは多様化し、これの安価な有効活用方法が今後益々求められて来ている。
【０００５】
ところで脱燐硫スラグの利用法として、特開昭６１−２７５１４８号公報には、溶融状の脱燐硫スラグに珪酸塩質の改質材を添加し窒素や空気等をバブリングした後、冷却し破砕して磁選処理し、非磁着物をセメント原料や路盤材とする技術が開示されている。また特開平２−２６７１４２号公報には、フライアッシュと製鋼スラグを配合したセメントクリンカー原料を焼成して、灰緑色系の色彩を帯びたセメントクリンカーを製造する方法が記載されているが、脱燐硫スラグを使用することの問題点やその解決方法に関しては特に開示されていない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記した特開昭６１−２７５１４８に開示されている脱燐硫スラグの処理方法は、Ｎａ、Ｃｌ、及びＰを揮化して除去する効果に優れているが、改質材やバブリング設備費用及び加熱熔融エネルギーの補充を要する点などでコストアップが避けられず実用化が困難である。
従って、本発明の目的は、従来セメント原料等への利用が困難であり、廃棄処分されていた脱燐硫スラグを、コストアップを図ることなく簡単な調整処理だけによってセメントクリンカー原料の一部として有効利用する方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記事情に鑑み鋭意研究を行った結果、脱燐硫スラグの塩素含有量、粒鉄量を特定の数値以下になるように調整することにより、セメントクリンカー原料の一部として利用可能となること、更には該セメントクリンカーを用いたセメントの品質が従来品に比して同等以上のものであることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、熔銑予備処理の脱Ｓ、脱Ｐ工程において発生する熔融スラグに対する冷却水として塩素濃度が１０００ｐｐｍ以下の水を選定することと磁選除去処理条件の調節とによって、スラグに含まれる塩素分を１０００ｐｐｍ以下、粒鉄量を１５重量％以下に調整した脱燐硫スラグをセメントクリンカー原料に配合し、焼成することを特徴とするセメントクリンカーの製造方法である。また、熔融スラグに対する冷却水として塩素濃度の低い淡水を使用するとともに、粉砕と磁選除去処理を複数回繰返すことによってスラグに含まれる塩素分を１０００ｐｐｍ以下、粒鉄量を１５重量％以下に調整することを特徴とする上記セメントクリンカーの製造方法である。
【０００８】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明で言う脱燐硫スラグとは、高炉で発生する熔銑の予備処理工程において、熔銑に生石灰、フッ化カルシウム等の添加剤を使用して燐（Ｐ）、硫黄（Ｓ）等の不純物を取り除く際に発生する製鋼スラグである。この脱燐硫スラグの組成は、シリカ約５〜２０％、アルミナ約４〜１５％、酸化カルシウム約４０〜６０％、酸化第二鉄約１０〜２５％であり、これらはセメントクリンカーの主成分（ＣａＯ、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｆｅ_２Ｏ_３）に類似しているが、これら以外にも塩素をＣｌとして約１５００〜１００００ｐｐｍ、粒鉄約１５〜３０重量％、五酸化燐約１〜５％、フッ素約１〜５％等の他酸化マグネシウム、酸化マンガン、酸化チタン、硫黄等の微量成分も含有する。なお、本明細書において％及びｐｐｍは特にこだわらない限り、重量％、重量ｐｐｍを意味する。
【０００９】
上記の熔銑の脱Ｓ、脱Ｐ予備処理工程では、熔銑に添加剤として生石灰、フッ化カルシウム等を添加し、これらに熔銑中の燐、硫黄を結合させ、脱燐硫スラグとして分離回収する。通常はこれを水及び空気で冷却した後、粉砕して残存する粒鉄は大型のリフティングマグネットにより磁選除去して回収している。本発明者等が分析調査した結果によると、かかる脱燐硫スラグの塩素の含有量は、主として冷却に用いる工業用水中の塩素濃度に左右されており、通常約１５００〜１００００ｐｐｍにも達していることが判明した。
【００１０】
また、脱燐硫スラグの粒鉄の含有量は、粉砕し大型のリフテイングマグネットによる磁選除去処理を行った後でも約２０〜２５重量％程度残存していることも明らかになった。一方、セメントクリンカー中に五酸化燐やフッ素等が過剰に含まれていると、セメントの凝結遅延、強度低下を引き起こすことが知られている。従って、これらの成分を多く含有する脱燐硫スラグは、セメントクリンカー原料として好ましいものではなく２％以上の使用はできないものとされて来た。
【００１１】
そこで、本発明では、上記の熔融スラグの冷却に使用する工業用水として、淡水の如き塩素を含まないか、濃度の低いもの好ましくは１０００ｐｐｍ以下、より好ましくは５００ｐｐｍ以下のものを選定することによって、脱燐硫スラグの塩素分を１０００ｐｐｍ以下に調整するものである。これを超える含有量では、セメント製造プロセス内、とりわけ、キルン内等で塩素が遊離して循環、濃縮し、クリンカーに含まれるアルカリと塩を形成する。これが増加すると焼成原料を凝集させ、閉塞等の原因となる。
【００１２】
また、粒鉄の磁選除去処理においては、クラッシャーで粉砕し大型のリフテイングマグネットによる通常の磁選除去後の脱燐硫スラグを、更にクラッシャーで粉砕し、磁選除去処理する工程を数回繰り返す調整処理によって、粒鉄量を１５重量％以下にまで低減することができる。粒鉄が１５重量％を超えて含有されていると、セメント原料として使用した場合、装置が損傷する等操業に支障をきたすので好ましくない。そして、このように塩素分や粒鉄量を制限すると、これをセメントクリンカー原料として得られた以外の圧縮強度等も向上するという意外な効果も認められる。
【００１３】
このようにして得られた脱燐硫スラグを、セメントクリンカー原料の一部とし、他のクリンカー原料と混合し、粉砕、焼成する。クリンカー原料としては、通常石灰石等の酸化カルシウム原料、粘土、軟珪石、水砕スラグ等のシリカ、アルミナ原料、及びパイライトシンダー、銅がらみ、焼鉱、転炉スラグ、平炉スラグ等の酸化第二鉄原料等を適宜組み合わせ配合調整したものである。脱燐硫スラグの、かかるセメントクリンカー原料への配合量としては、セメントクリンカー原料１４０重量部中に２〜５重量部、好ましくは２〜４重量部の範囲内である。なお、セメントクリンカー原料１４０重量部は、得られるセメントクリンカー１００重量部にほぼ相当する。かかる程度に限定することによって特に焼成して得られるセメントクリンカー中に含有される五酸化燐やフッ素は０．２％以下となりセメントの凝結遅延、強度低下を引き起こすことがなく、むしろ強度については向上する傾向がみられるので好ましい。脱燐硫スラグの配合量が５重量部を超えると、セメントクリンカー中の五酸化燐、フッ素の含有量が過剰となり、モルタル圧縮強さ比や凝結時間が延びる等セメントの品質が悪化するので好ましくない。
【００１４】
本発明で脱燐硫スラグを配合したセメントクリンカー原料は、通常のロータリーキルン、電気炉のような焼成窯を用いて１４５０℃程度で焼成し、空気で急冷してセメントクリンカーとする。このセメントクリンカーは、適宜石膏を添加して、ブレーン比表面積が３５００〜６０００ｃｍ^２／ｇ程度に粉砕してポルトランドセメントとして利用出来る。或いはこのポルトランドセメントに急冷高炉スラグを粉砕した微粉末を適宜配合して各種高炉セメントとして利用することも出来る。従って、本発明で得られるセメントクリンカーを用いたセメントの品質は従来品に比して同等以上のものである。
【００１５】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではない。
脱燐硫スラグの製造は、以下のようにして行った。
熔銑予備処理の脱Ｓ、脱Ｐ工程において発生する熔融状の脱燐硫スラグが入っているノロ鍋の中に塩素濃度が１００ｐｐｍの淡水を注入して水冷した。これを乾燥し、リフテイングマグネットを用いた通常の磁選除去処理によって粒径１００ｍｍ以上の比較的大型の粒鉄を除去後の粒鉄含有量は２５重量％であった。このものをクラッシャーで粉砕し、ベルトコンベアー移送ライン上の固定磁石による磁選除去工程を３回繰り返し行った。得られた脱燐硫スラグの組成は、シリカ１２．５％、アルミナ７．３％、酸化カルシウム４１．２％、酸化第二鉄１０．８％、塩素１５０ｐｐｍ、酸化マンガン１．６％、五酸化燐３．５％、フッ素２．６％、粒鉄１０重量％、水分８．５％であった。また、この脱燐硫スラグの粒度分布は、粒径１３ｍｍ以上２５ｍｍ以下のものが３％、５ｍｍ以上１３ｍｍ未満のものが１０．１％、５ｍｍ未満のものが８６．９％であった。
【００１６】
実施例１
上記の調整した脱燐硫スラグを石灰石、軟珪石、水砕スラグ、焼鉱等を組み合わせたクリンカー原料に混合して、粉砕して９０μｍのふるい残分が２０％程度のセメントクリンカー原料を調整した。ここで、脱燐硫スラグの配合量は、セメントクリンカー原料１４０重量部あたり３重量部となるようにした。次いで、該セメントクリンカー原料を電気炉にて１４５０℃で焼成し、空気で急冷してセメントクリンカーを製造した。
得られたセメントクリンカーに適当量の石膏を添加し、ポットミルで粉砕してブレーン比表面積が３８００ｃｍ^２／ｇのポルトランドセメントを得た。該ポルトランドセメントに同重量の水砕スラグ微粉末を配合し、Ｖ型ブレンダーで混合して高炉セメントＢ種を得た。該高炉セメントＢ種の三酸化硫黄含有量は、約２．０％となるように調整した。上記の高炉セメントＢ種について、ＪＩＳＲ−５２０１に従い、モルタルの圧縮強さ試験及び凝結試験を行った結果を表１に示す。
【００１７】
実施例２
脱燐硫スラグの配合量は、セメントクリンカー原料１４０重量部あたり５重量部となるようにした以外は実施例１と同様にして得た高炉セメントＢ種について、ＪＩＳＲ−５２０１に従い、モルタルの圧縮強さ試験及び凝結試験を行った結果を表１に示す。
【００１８】
比較例１
脱燐硫スラグの配合量を、セメントクリンカー原料１４０重量部あたり６重量部となるようにした以外は、実施例１と同様にして得た高炉セメントＢ種について、ＪＩＳＲ−５２０１に従い、モルタルの圧縮強さ試験及び凝結試験を行った結果を表１に示す。
【００１９】
比較例２
脱燐硫スラグを配合しない以外は、実施例１と同様にして得た高炉セメントＢ種について、ＪＩＳＲ−５２０１に従い、モルタルの圧縮強さ試験及び凝結試験を行った結果を表１に示す。
【００２０】
【表１】

【００２１】
実施例３
脱燐硫スラグ中の粒鉄量を変化させ、セメントクリンカー粉砕用原料ミルの操業性との関係を調査した結果を表２に示す。
なお、表２の原料ミル振動振幅は、圧電型ピックアップを用いて振動加速度を検出し、これを振幅に変換したものであり、これが高いほど原料ミルの粉砕効率が低下する。表２から、脱燐硫スラグ中の粒鉄量が多いと原料ミルの粉砕効率が低下している。
【００２２】
【表２】

【００２３】
実施例４
脱燐硫スラグの配合量をセメントクリンカー原料１４０重量部あたり３重量部となるようにしたセメントクリンカー原料を使用した際の、脱燐硫スラグの塩素分と、セメント焼成装置内の下段サイクロン出口における塩素濃縮部位におけるセメント材料中の塩素濃度との関係を、図１に示す。
セメント焼成装置内の下段サイクロン出口における塩素濃縮部位において、セメント材料中の塩素濃度が増加した場合、閉塞等のトラブルを発生する。この場合の該部位での、セメントクリンカー原料中の塩素濃度の許容濃度を調査した結果によれば、５０００ｐｐｍ程度であることが分かった。
脱燐硫スラグ中の塩素濃度の増加に伴い、該部位のセメント材料中の塩素濃度は比例的に増加することが明らかである。従って脱燐硫スラグ中の塩素濃度が約１０００ｐｐｍを越えると、該部位のセメントクリンカー原料中の塩素濃度が許容限界の５０００ｐｐｍを超過するのがわかる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、従来有効活用が困難であった脱燐硫スラグを粒鉄量、塩素分を簡単な処理条件の調整により低減することで、セメントの圧縮強さを向上させ、凝結に殆ど影響を与えないセメントクリンカー原料の一部として有効利用できる。またセメント製造設備の負担を低減し、操業性の向上も図ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】脱燐硫スラグの塩素分と、セメント焼成装置内の下段サイクロン出口におけるセメントクリンカー原料中の塩素濃度との関係を示す図である。[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a method for producing cement clinker using dephosphorized slag as a raw material for cement clinker.
[0002]
[Prior art]
BACKGROUND ART As steel slag generated during blast furnace operation, there are known blast furnace slag subjected to slow cooling or quenching treatment according to the generation process, and steelmaking slag mainly including converter slag. The amount of these emissions has become enormous with the progress of the steelmaking industry, and various studies aiming at resource utilization have been reported. The composition of the blast furnace slag is about 31 to 35% silica, about 14 to 20% alumina, about 38 to 42% calcium oxide, and about 0.2 to 0.8% ferric oxide. Since it is similar to the main component composition of clinker (CaO, SiO ₂ , Al ₂ O ₃ , Fe ₂ O _3, etc.), about 60% of the current amount generated is used as part of cement clinker raw material and blast furnace cement. Or as other cement admixtures. Slowly cooled blast furnace slag is also used as roadbed material and soil improvement material. It is also used to obtain cotton wool by applying centrifugal force to molten blast furnace slag to obtain rock wool insulation.
[0003]
In addition, steelmaking slag mainly including converter slag is produced by a desiliconization slag and a dephosphorization slag generated in a preliminary treatment step of removing impurities such as silicon, phosphorus, and sulfur from hot metal by a generation process thereof. It can be roughly divided into converter slag generated in the process.
The main constituents of steelmaking slag are similar to the main constituent composition of cement clinker like blast furnace slag, though the content is different, but in addition, impurities such as chlorine, phosphorus, fluorine, sulfur, and iron And its effective use is limited.
[0004]
At present, most of the applications are for roadbed materials and soil improvement materials.However, the types of slag that can be used are limited due to restrictions on particle size composition and stability. About 5%.
In particular, among steelmaking slags, those that have extremely small amounts of gravel, such as dephosphorized slag generated and removed and recovered in the hot metal pretreatment de-S and de-P processes, and have remarkable weathering and expansion properties, are still treated appropriately. Methods have not been found, and most of them have only been disposed of by landfills. In particular, in recent years, the designation of by-products of slag by the "Recycling Law" has diversified the movement of resource recycling of steel slag, and an inexpensive and effective method of using it has been increasingly demanded in the future.
[0005]
Incidentally, as a method of using the dephosphorized slag, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-275148 discloses a method in which a silicate modifier is added to a molten dephosphorized slag, nitrogen, air, etc. are bubbled and then cooled. A technique has been disclosed in which crushing and magnetic separation are performed, and a non-magnetically attached material is used as a cement raw material or a roadbed material. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-267142 describes a method of producing a cement clinker having a grey-green color by firing a cement clinker material containing fly ash and steelmaking slag. It does not specifically disclose the problem of using sulfuric slag and its solution.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The method for treating dephosphorylated slag disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-275148 is excellent in the effect of volatilizing and removing Na, Cl, and P, but requires a reforming agent, bubbling facility cost and heating. Since the replenishment of the melting energy is required, an increase in cost is inevitable and practical application is difficult.
Therefore, an object of the present invention is to make dephosphorized slag which has been conventionally difficult to use as a cement raw material or the like as a part of a cement clinker raw material by only a simple adjustment treatment without increasing costs. The purpose is to provide a method for effective use.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have conducted intensive research in view of the above circumstances, as a result of adjusting the chlorine content of dephosphorized slag and the amount of iron particles to a specific value or less, as a part of the raw material for cement clinker. The inventors have found that the cement can be used, and that the quality of cement using the cement clinker is equal to or higher than that of a conventional product, and the present invention has been completed.
That is, the present invention is de-S of hot metal pretreatment, by the regulation of it and magnetic separation removal process conditions chlorine concentration as a coolant for the molten slag generated in the de P process to select a following water 1000 ppm, contained in slag A method for producing a cement clinker, characterized in that dephosphorized slag in which the chlorine content is adjusted to 1000 ppm or less and the amount of iron particles is adjusted to 15% by weight or less is mixed with a raw material for cement clinker and fired. In addition, fresh water having a low chlorine concentration is used as the cooling water for the molten slag, and the pulverization and the magnetic separation are repeated a plurality of times to adjust the chlorine content in the slag to 1000 ppm or less and the amount of granular iron to 15% by weight or less. A method for producing the above cement clinker.
[0008]
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The dephosphorized slag referred to in the present invention means that in a pretreatment process of hot metal generated in a blast furnace, an additive such as quick lime or calcium fluoride is used for hot metal to add phosphorus (P), sulfur (S), etc. Steelmaking slag generated when impurities are removed. The composition of this dephosphorized slag is about 5 to 20% of silica, about 4 to 15% of alumina, about 40 to 60% of calcium oxide, and about 10 to 25% of ferric oxide. (CaO, SiO ₂ , Al ₂ O ₃ , Fe ₂ O ₃ ), but other than these, about 1500 to 10000 ppm of chlorine as Cl, about 15 to 30% by weight of granular iron, about 1 to about phosphorus pentoxide It also contains trace components such as magnesium oxide, manganese oxide, titanium oxide and sulfur in addition to about 5% and about 1 to 5% fluorine. In this specification,% and ppm mean weight% and weight ppm unless otherwise specified.
[0009]
In the above-mentioned pretreatment process for removing S and removing P of hot metal, quicklime, calcium fluoride, etc. are added to the hot metal as additives, and the phosphorus and sulfur in the hot metal are combined with these, and separated as dephosphorized sulfur slag. to recover. Usually, after cooling this with water and air, the granular iron remaining after being pulverized is recovered by magnetic separation using a large lifting magnet. According to the results of analysis and investigation by the present inventors, the chlorine content of such dephosphorized slag mainly depends on the chlorine concentration in industrial water used for cooling, and usually reaches about 1500 to 10000 ppm. It has been found.
[0010]
It was also found that about 20 to 25% by weight of the iron content of the dephosphorized slag remained even after being pulverized and subjected to magnetic separation treatment using a large lifting magnet. On the other hand, if phosphorus pentoxide, fluorine and the like are excessively contained in the cement clinker, it is known that the setting of the cement is delayed and the strength is reduced. Therefore, dephosphorized slag containing a large amount of these components has not been a preferred material for cement clinker, and it has been considered that 2% or more cannot be used.
[0011]
Therefore, in the present invention, as the industrial water used for cooling the above-mentioned molten slag, chlorine-free water such as fresh water, or a low-concentration water, preferably 1000 ppm or less, more preferably 500 ppm or less, is selected. The chlorine content of the dephosphorized slag is adjusted to 1000 ppm or less. If the content exceeds this, chlorine is liberated and circulated and concentrated in the cement production process, especially in the kiln and the like, and forms salts with alkali contained in the clinker. When this increases, the firing raw material is agglomerated, causing blockage and the like.
[0012]
In addition, in the magnetic separation treatment of granular iron, the dephosphorization slag after the normal magnetic separation by a crusher and crushed by a large lifting magnet is further crushed by a crusher and the process of magnetic separation treatment is repeated several times. Thereby, the amount of granular iron can be reduced to 15% by weight or less. If the iron content is more than 15% by weight, it is not preferable because when used as a cement raw material, the operation is hindered, for example, the device is damaged. When the chlorine content and the amount of granular iron are limited in this way, an unexpected effect of improving the compressive strength and the like other than those obtained as a raw material for cement clinker is also recognized.
[0013]
The dephosphorized slag thus obtained is used as a part of the raw material for cement clinker, mixed with other raw materials for clinker, pulverized and fired. Clinker raw materials include calcium oxide raw materials such as limestone, silica, alumina raw materials such as clay, soft silica, and granulated slag, and ferric oxides such as pyrite cinder, copper entanglement, burnt ore, converter slag, and open hearth slag. The raw materials and the like are appropriately combined and adjusted. The amount of the dephosphorized slag to be added to the cement clinker material is 2 to 5 parts by weight, preferably 2 to 4 parts by weight, based on 140 parts by weight of the cement clinker material. Note that 140 parts by weight of the cement clinker raw material substantially corresponds to 100 parts by weight of the obtained cement clinker. By limiting to such an extent, the phosphorus pentoxide and fluorine contained in the cement clinker obtained by firing in particular become 0.2% or less, and do not cause the setting delay of the cement and decrease in strength, but rather improve the strength. This is preferable because a tendency to be observed is observed. When the amount of the dephosphorized slag exceeds 5 parts by weight, the content of phosphorus pentoxide and fluorine in the cement clinker becomes excessive, and the quality of the cement deteriorates such as the mortar compressive strength ratio and the setting time are preferably increased. Absent.
[0014]
The cement clinker raw material containing the dephosphorized slag in the present invention is fired at about 1450 ° C. using a normal rotary kiln or a firing furnace such as an electric furnace, and rapidly cooled with air to obtain a cement clinker. The cement clinker can be used as Portland cement by appropriately adding gypsum and pulverizing the Blaine specific surface area to about 3500 to 6000 cm ² / g. Alternatively, fine powder obtained by pulverizing quenched blast furnace slag may be appropriately mixed with this Portland cement and used as various types of blast furnace cement. Therefore, the quality of cement using the cement clinker obtained in the present invention is equal to or higher than that of a conventional product.
[0015]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
The production of the dephosphorized slag was performed as follows.
Fresh water having a chlorine concentration of 100 ppm was injected into a noro pot containing molten dephosphorized slag generated in the steps of removing S and removing P in the hot metal pretreatment, and water-cooled. This was dried, and the content of iron particles after removing relatively large iron particles having a particle size of 100 mm or more by ordinary magnetic separation treatment using a lifting magnet was 25% by weight. This was pulverized with a crusher, and the magnetic separation removing step using a fixed magnet on a belt conveyor transfer line was repeated three times. The composition of the resulting dephosphorized slag was 12.5% silica, 7.3% alumina, 41.2% calcium oxide, 10.8% ferric oxide, 150ppm chlorine, 1.6% manganese oxide, The content was 3.5% of phosphorus oxide, 2.6% of fluorine, 10% by weight of granular iron, and 8.5% of water. The particle size distribution of the dephosphorized slag was 3% for particles having a diameter of 13 mm or more and 25 mm or less, 10.1% for particles having a diameter of 5 mm or more and less than 13 mm, and 86.9% for particles having a particle diameter of less than 5 mm.
[0016]
Example 1
The above-prepared dephosphorized slag was mixed with a clinker raw material obtained by combining limestone, soft silica, granulated slag, ore, and the like, and pulverized to prepare a cement clinker raw material having a sieve residue of 90 μm having a residue of about 20%. . Here, the compounding amount of the dephosphorized slag was set to 3 parts by weight per 140 parts by weight of the cement clinker raw material. Next, the cement clinker material was fired at 1450 ° C. in an electric furnace and rapidly cooled with air to produce a cement clinker.
An appropriate amount of gypsum was added to the obtained cement clinker and pulverized by a pot mill to obtain a Portland cement having a Blaine specific surface area of 3800 cm ² / g. Fine granulated slag powder of the same weight was mixed with the Portland cement and mixed with a V-type blender to obtain a blast furnace cement B type. The sulfur trioxide content of the blast furnace cement B was adjusted to about 2.0%. Table 1 shows the results of the mortar compressive strength test and the setting test performed on the blast furnace cement B in accordance with JIS R-5201.
[0017]
Example 2
Blast furnace cement B obtained in the same manner as in Example 1 except that the compounding amount of the dephosphorized slag was 5 parts by weight per 140 parts by weight of the cement clinker raw material, according to JIS R-5201, compression of mortar Table 1 shows the results of the strength test and the setting test.
[0018]
Comparative Example 1
Except that the compounding amount of the dephosphorized slag was 6 parts by weight per 140 parts by weight of the cement clinker raw material, blast furnace cement B obtained in the same manner as in Example 1 was subjected to mortar mixing in accordance with JIS R-5201. Table 1 shows the results of the compression strength test and the setting test.
[0019]
Comparative Example 2
Table 1 shows the results of a mortar compressive strength test and a setting test performed on blast furnace cement B obtained in the same manner as in Example 1 except that the dephosphorized slag was not blended in accordance with JIS R-5201.
[0020]
[Table 1]

[0021]
Example 3
Table 2 shows the results of investigating the relationship between the amount of iron in the dephosphorized slag and the operability of the raw material mill for pulverizing cement clinker.
The vibration amplitude of the raw material mill in Table 2 is obtained by detecting the vibration acceleration using a piezoelectric pickup and converting the vibration acceleration into an amplitude. The higher the higher, the lower the grinding efficiency of the raw material mill. From Table 2, it can be seen that if the iron content in the dephosphorized slag is large, the grinding efficiency of the raw material mill is reduced.
[0022]
[Table 2]

[0023]
Example 4
The chlorine content of the dephosphorized slag and the chlorine content of the dephosphorized slag at the lower cyclone outlet in the cement firing device when using the cement clinker raw material in which the blending amount of the dephosphorized slag was 3 parts by weight per 140 parts by weight of the cement clinker raw material. FIG. 1 shows the relationship with the chlorine concentration in the cement material at the chlorine concentration site.
If the chlorine concentration in the cement material increases at the chlorine concentration site at the lower cyclone outlet in the cement firing device, a trouble such as blockage occurs. In this case, according to the result of examining the permissible concentration of chlorine in the cement clinker raw material at the site, it was found to be about 5000 ppm.
It is clear that as the chlorine concentration in the dephosphorized slag increases, the chlorine concentration in the cement material at the site increases proportionally. Therefore, when the chlorine concentration in the dephosphorized slag exceeds about 1000 ppm, it can be seen that the chlorine concentration in the cement clinker raw material at the site exceeds the allowable limit of 5000 ppm.
[0024]
【The invention's effect】
According to the present invention, the dephosphorized slag, which has been difficult to effectively use in the past, is reduced by adjusting the amount of iron particles and chlorine content by a simple adjustment of processing conditions, thereby improving the compressive strength of the cement and almost reducing the setting. It can be effectively used as a part of the raw material of cement clinker which has no influence. In addition, the burden on the cement manufacturing equipment can be reduced, and the operability can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing the relationship between the chlorine content of a dephosphorized slag and the chlorine concentration in a cement clinker raw material at a lower cyclone outlet in a cement firing apparatus.

Claims

De S as hot metal pretreatment, by the regulation of it and magnetic separation removal process conditions chlorine concentration as a coolant for the molten slag generated in the de P process to select a following water 1000 ppm, 1000 ppm chlorine component contained in slag A cement clinker characterized in that 2 to 5 parts by weight of a dephosphorized slag whose grain iron content is adjusted to 15% by weight or less per 140 parts by weight of a cement clinker raw material is blended and fired as a part of a cement clinker raw material. Manufacturing method.

Water having a chlorine concentration of 1000 ppm or less is used as cooling water for the molten slag, and the chlorine content in the dephosphorized slag is 1000 ppm or less and the iron content is 15 wt% or less by repeating grinding and magnetic separation treatment a plurality of times. The method for producing a cement clinker according to claim 1, wherein the method is adjusted to: