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JP2001089135A - Calcium aluminate excellent in homogeneity - Google Patents

Calcium aluminate excellent in homogeneity

Info

Publication number
JP2001089135A
JP2001089135A JP27331999A JP27331999A JP2001089135A JP 2001089135 A JP2001089135 A JP 2001089135A JP 27331999 A JP27331999 A JP 27331999A JP 27331999 A JP27331999 A JP 27331999A JP 2001089135 A JP2001089135 A JP 2001089135A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
calcium aluminate
calcium
aluminum
slag
containing compound
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP27331999A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Seiji Yasui
政治 安井
Hirohiko Sasamoto
博彦 笹本
Tetsuo Toyoda
哲夫 豊田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aichi Steel Corp
Original Assignee
Aichi Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aichi Steel Corp filed Critical Aichi Steel Corp
Priority to JP27331999A priority Critical patent/JP2001089135A/en
Publication of JP2001089135A publication Critical patent/JP2001089135A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a high-quality calcium aluminate having a main composition of 12CaO.7Al2O3 as a fluorite substitute at a low cost. SOLUTION: This low-melting calcium aluminate comprises a principal component of 12CaO.7Al2O3 and has excellent homogeneity. The calcium aluminate is produced by completely melting an aluminum dross produced when melting and refining aluminum or an aluminum alloy and a calcium-containing compound in an electric furnace. The calcium aluminate has <0.5 half-width of the main peak (211) according to the X-ray diffractometry and at least >=300 counts/s (cps) X-ray diffraction intensity and is excellent in homogeneity.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、均質性に優れたカ
ルシウムアルミネートに係り、詳しくはその組成が主に
12CaO・7Al2 O3 を有する組成物であっ
て、不純物が少なく、かつ組織が均質であるために、製
鋼工程における造滓剤やセメントにおける成分調整の原
料として利用することが容易で、しかも安価なカルシウ
ムアルミネートに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a calcium aluminate excellent in homogeneity, and more particularly to a composition mainly composed of 12CaO.7Al2 O3, which has a small amount of impurities and a uniform structure. For this reason, the present invention relates to a calcium aluminate which can be easily used as a slag-making agent or a raw material for adjusting components in cement in a steelmaking process and is inexpensive.

【0002】[0002]

【従来の技術】造滓剤とは、製鋼工程において鋼材中の
不純物元素を低減することを目的として、鋼の溶製中に
脱硫、脱燐、脱酸さらには介在物の形態制御などを行う
ために溶製中の鋼に投入する副原料である。この副原料
としては、蛍石が優れた滓化性を有するもののとして利
用されてきたが、最近は蛍石がフッ素を含有しているた
め、その使用が危うくなってきている。
2. Description of the Related Art A slag-making agent is used for desulfurizing, dephosphorizing, deoxidizing, and controlling the form of inclusions during smelting of steel in order to reduce impurity elements in the steel material in a steelmaking process. Raw material to be added to the steel being melted. As this auxiliary material, fluorite has been used as having excellent slagging properties, but recently its use has been compromised because fluorite contains fluorine.

【0003】それは、フッ素が環境庁告示の改定により
環境基準項目とされ、フッ素が環境の汚染を通じ、人の
環境に影響を及ぼす恐れがあるとともに、水質汚濁に関
する施策を総合的に、かつ有効的適切に講ずる必要があ
ると認められるようになってきたためで、その結果、フ
ッ素の溶出規制が厳しくなってきている。このフッ素規
制により、将来的に製鋼工程で実質使用が不可能になる
恐れが強く、そのために蛍石に変わる代替品が早急に必
要になってきている。
[0003] This is because fluorine has become an environmental standard item due to the revision of the Notification of the Environment Agency, and fluorine may affect the human environment through environmental pollution, and measures for water pollution should be comprehensively and effectively implemented. This is because it has been recognized that it is necessary to take appropriate measures, and as a result, the regulation of fluorine elution has become strict. Due to the regulation of fluorine, there is a strong possibility that practical use will not be possible in the steelmaking process in the future. Therefore, an alternative to fluorite is urgently required.

【0004】この螢石の代替品としては、カルシウムア
ルミネート系の、特に12CaO・7Al2O3を有す
るものが、フッ素をほとんど含有しておらず、鋼の溶製
後の排滓が環境問題をクリアすることができるので、最
適であると認識されている。また、この12CaO・7
Al2O3は優れた脱硫能があり、特に鋼中の非金属介
在物の低減もしくは介在物の形態制御機能により高品質
鋼の製造に適している。
As an alternative to this fluorite, calcium aluminate-based ones, particularly those having 12CaO.7Al2O3, hardly contain fluorine, and the waste after melting of steel clears environmental problems. It is recognized as being optimal. In addition, this 12CaO.7
Al2O3 has excellent desulfurization ability, and is particularly suitable for producing high-quality steel by reducing nonmetallic inclusions in the steel or controlling the form of inclusions.

【0005】そこで、さまざまな12CaO・7Al2
O3の製造方法が検討されてきた。一般的に、いわゆる
プリメルトタイプの12CaO・7Al2O3は、純度
の高いCaOとAl2O3、そしてCaF2の混合物を
1300℃以上の高温で溶融して得る溶融方法などがあ
る。
[0005] Therefore, various 12CaO · 7Al2
Methods for producing O3 have been studied. Generally, a so-called pre-melt type 12CaO.7Al2O3 includes a melting method in which a mixture of high-purity CaO, Al2O3, and CaF2 is melted at a high temperature of 1300 ° C. or more.

【0006】また1200℃以下の温度で焼き固める焼
成タイプのカルシウムアルミネートの12CaO・7A
l2O3には、Ca(OH)2とAl2O3を混合、造
粒してロータリーキルン、キュポラ炉などで焼成して得
る方法や、ボーキサイトからアルミナをつくる過程で中
間体として得られるアルミン酸ナトリウムにCaOを加
え、得られたアルミン酸カルシウムを焼成して12Ca
O・7Al2O3を得る湿式焼成法や、CaOとAl2
O3をボールミルで湿式粉砕、混練で得たものを焼成す
る方法等がある。例えば、特開平10-53411号公
報には、製造のコストを抑えるために産業廃棄物である
アルミニウム滓を用い、かつ焼成可能な回転炉にて、金
属アルミニウムの発熱酸化反応を生起させてカルシウム
アルミネートを製造するものである。
[0006] A calcined calcium aluminate, 12CaO · 7A, which is baked at a temperature of 1200 ° C. or less
A method of mixing and granulating Ca (OH) 2 and Al2O3 in l2O3 and calcining the mixture in a rotary kiln, cupola furnace, or the like, or adding CaO to sodium aluminate obtained as an intermediate in the process of producing alumina from bauxite. And calcining the obtained calcium aluminate to obtain 12Ca
Wet baking method for obtaining O.7Al2O3, CaO and Al2
There is a method in which O3 is obtained by wet grinding and kneading with a ball mill, followed by firing. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-53411 discloses that aluminum slag, which is industrial waste, is used in order to reduce the production cost, and calcium aluminum is produced by causing an exothermic oxidation reaction of metallic aluminum in a rotatable kiln. This is for producing nate.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】前述した製造方法によ
り得られるカルシウムアルミネートである12CaO・
7Al2O3は、次のような問題点を有している。プリ
メルトタイプでは、コスト高、焼成品では粗悪品、製錬
工程内でのインジェクション混合使用では作業性の低下
などの問題がある。具体的には、プリメルトタイプの製
造品の場合は、原料に高純度のアルミナを使用するため
にコスト高となるが、原料とするAl2O3として廃棄
物となっているアルミニウム滓を使用すると、アルミニ
ウム滓に3〜8%含まれている窒素Nを分解除去するこ
とができない焼成品と異なり、窒素Nの1%以下を達成
することができるばかりか、得られたカルシウムアルミ
ネートである12CaO・7Al2O3が湿気によりア
ンモニア臭を発生しない。
SUMMARY OF THE INVENTION The calcium aluminate 12CaO.multidot.
7Al2O3 has the following problems. The premelt type has problems such as high cost, inferior products in fired products, and reduced workability in injection mixing use in the smelting process. Specifically, in the case of a pre-melt type manufactured product, the use of high-purity alumina as a raw material increases costs, but when aluminum slag, which is a waste, is used as Al2O3 as a raw material, Unlike a baked product that cannot decompose and remove nitrogen N contained in 3 to 8% of slag, it can not only achieve 1% or less of nitrogen N, but also obtains 12CaO.7Al2O3, which is a calcium aluminate. Does not generate ammonia smell due to humidity.

【0008】焼成により得られるカルシウムアルミネー
トの場合、アルミニウム滓中の窒素を分解除去するのに
時間とエネルギーがかかっており、出来上がったカルシ
ウムアルミネートは粉・粒の混合体であって、12Ca
O・7Al2O3が生成した部分とそうでない部分があ
り、品質のバラツキが大きかった。またこの焼成により
得られたカルシウムアルミネートを造滓剤として、製鋼
工程時の電気炉内に投入する場合に、そのカルシウムア
ルミネートの形状が粉と粒の混合体であるがゆえ、ホッ
パー投入などの使用時の作業性を著しく悪化させるばか
りか、除去しきれない窒素が還元期、炉外製錬工程での
使用を不可能にしている。これは、原料であるアルミニ
ウム滓に含有する金属アルミニウムが、焼成法では完全
に反応していないことから、得られたカルシウムアルミ
ネート中に残ってしまい、大気中の窒素と反応し吸着し
た後、さらに大気中の水分と反応してアンモニアが合成
され、結果、アンモニア臭により作業環境を悪化させて
いる。また焼成により得られたカルシウムアルミネート
が、溶鋼と接触した場合、窒素が溶鋼に移行し、溶鋼の
品質が低下する原因にもなっている。
In the case of calcium aluminate obtained by firing, it takes time and energy to decompose and remove nitrogen in aluminum slag, and the resulting calcium aluminate is a mixture of powder and granules,
There were portions where O.7Al2O3 was generated and portions where O.7Al2O3 was not generated, and variation in quality was large. When the calcium aluminate obtained by this calcination is used as a slag-making agent in an electric furnace during the steel making process, the calcium aluminate is a mixture of powder and granules. Not only does the workability during use deteriorate significantly, but the nitrogen that cannot be completely removed makes it impossible to use it during the reduction phase and in the out-of-furnace smelting process. This is because the metallic aluminum contained in the aluminum slag, which is the raw material, has not completely reacted in the firing method, so it remains in the obtained calcium aluminate, reacts with nitrogen in the atmosphere, and adsorbs. Furthermore, ammonia is synthesized by reacting with moisture in the atmosphere, and as a result, the working environment is deteriorated due to the smell of ammonia. Further, when the calcium aluminate obtained by the calcination comes into contact with the molten steel, nitrogen is transferred to the molten steel, which also causes a deterioration in the quality of the molten steel.

【0009】このような問題から、カルシウムアルミネ
ートの12CaO・7Al2O3を製造するにあたっ
て、従来の蛍石と同様、製鉄・製鋼のあらゆる工程で使
用できる特徴を持った普遍的なものが必要である。この
発明は上記のような問題点を解決するためになされたも
ので、製鋼工程で容易に投入しやすく悪臭のしない高品
位プリメルトタイプでありながら安価なカルシウムアル
ミネートの製造を実現することを目的とする。
Due to these problems, in the production of calcium aluminate 12CaO.7Al2O3, a universal material having characteristics that can be used in all processes of iron making and steel making is required, as is the case with conventional fluorite. The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and realizes the production of a low-cost calcium aluminate which is a high-grade pre-melt type which is easily introduced in a steelmaking process and does not have a bad odor. Aim.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、アルミニウム
又はアルミニウム合金を溶解精錬したときに生じるアル
ミニウム滓と含カルシウム化合物とを電気炉にて完全に
溶融し固化することにより製造される主成分が12Ca
O・7Al2O3であり、X線回折法によるメインピー
ク(211)の半値幅が0.5ーより小さく、かつX線
強度が少なくとも300cps以上を有する均質性に優
れたカルシウムアルミネートを提案するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing an aluminum or aluminum alloy by melting and solidifying aluminum slag and a calcium-containing compound which are produced by melting and refining aluminum or aluminum alloy in an electric furnace. 12Ca
The present invention proposes calcium aluminate which is O.7Al2O3, has a half width of the main peak (211) determined by X-ray diffraction of less than 0.5-, and has an X-ray intensity of at least 300 cps or more and is excellent in homogeneity. is there.

【0011】本発明によれば、本発明のカルシウムアル
ミネートは、X線回折法におけるメインピーク(21
1)の半値幅が0.5ー以下を有しているので、得られ
たカルシウムアルミネートの結晶化の度合いが高く、均
質性が高い。この半値幅が0.5ーより大きくなると、
12CaO・7Al2O3の結晶化している度合いが低
く、均質性が低くなる。また本発明のカルシウムアルミ
ネートは、X線強度が300cps以上を有しているの
で、不純物が少なく、主成分の12CaO・7Al2O
3が70%以上を有することができる。このX線強度が
300cpsを下回ると、含有する不純物が多く、12
CaO・7Al2O3の含有率とともに、相対的に強度
が下がる。
According to the present invention, the calcium aluminate of the present invention has a main peak (21
Since the half width of 1) is 0.5- or less, the degree of crystallization of the obtained calcium aluminate is high and the homogeneity is high. When this half width becomes larger than 0.5-
The degree of crystallization of 12CaO.7Al2O3 is low, and the homogeneity is low. Further, since the calcium aluminate of the present invention has an X-ray intensity of 300 cps or more, it contains few impurities and has a main component of 12CaO.7Al2O.
3 can have 70% or more. If the X-ray intensity is lower than 300 cps, the content of impurities is large and 12
The strength relatively decreases with the content of CaO.7Al2O3.

【0012】このように、本発明のカルシウムアルミネ
ートは、完全に溶融されているため、原料であるアルミ
ニウム滓及び含カルシウム化合物の原形をとどめておら
ず、また結晶化の度合いが高く、結晶も粗大化してい
る。さらに、均質に12CaO・7Al2O3が合成さ
れているので、鉱物組成が固くてもろくなって、粉砕・
分級しやすく、取扱しやすい塊状の製品とすることがで
き、その結果、製鋼工程等で造滓剤として容易に投入す
ることが可能となる。
As described above, since the calcium aluminate of the present invention is completely melted, the original forms of the aluminum slag and the calcium-containing compound as the raw materials are not kept, and the degree of crystallization is high, and the crystal is not crystallized. It is coarse. Furthermore, since 12CaO.7Al2O3 is synthesized homogeneously, the mineral composition becomes hard and brittle,
The product can be made into a lump product that is easy to classify and handle, and as a result, can be easily introduced as a slag-making agent in a steelmaking process or the like.

【0013】また原料とするアルミニウム滓と含カルシ
ウム化合物が溶融することにより、完全に反応している
ため、カルシウムアルミネート中にはアルミニウム滓に
含有していた金属アルミニウム分が存在していない。そ
の結果、残存した金属アルミニウムに伴う大気中の窒素
との反応が起こらないため、アンモニアが原因で起こる
悪臭も発生しない高品質なプリメルトタイプのカルシウ
ムアルミネートとなる。
Further, since the aluminum slag as a raw material and the calcium-containing compound are completely reacted by melting, the metal aluminum contained in the aluminum slag does not exist in the calcium aluminate. As a result, since there is no reaction with nitrogen in the air accompanying the remaining metallic aluminum, a high-quality pre-melt-type calcium aluminate which does not generate an odor caused by ammonia is obtained.

【0014】ここでいうアルミニウム滓とは、アルミニ
ウム精錬における廃棄物のことであって、45〜60%
のAl2O3を主成分とし、金属アルミニウムが5〜4
0%、窒素と反応したアルミニウムであるAlNが2〜
15%を含むものである。また含カルシウム化合物と
は、、好ましくはCaOであるが、Ca(OH)2やC
aCO3などでもよい。これらの化合物が主成分として
少なくとも40%以上含有し、硫黄(S)の含有量が2
%以下であることが好ましい。
[0014] The aluminum slag referred to here is waste in aluminum refining, and is 45 to 60%
Al2O3 as the main component, and 5 to 4 metallic aluminum
0%, AlN which is aluminum reacted with nitrogen is 2 to 2%
15%. The calcium-containing compound is preferably CaO, but is preferably Ca (OH) 2 or C
aCO3 may be used. These compounds contain at least 40% or more as a main component, and the content of sulfur (S) is 2%.
% Is preferable.

【0015】また前記含カルシウム化合物が、還元製錬
工程で発生する副生物である還元期スラグとすることが
できる。これは、前記還元期スラグの含カルシウム化合
物がCaOであるので、本発明の原料として活用できる
ものであって、特に還元期スラグは産業廃棄物として主
に埋め立てされるものであることからも、産業廃棄物の
有効利用による省資源化、また安価であることはいうま
でもない。
[0015] Further, the calcium-containing compound can be reduced slag which is a by-product generated in the reduction smelting process. This is because the calcium-containing compound of the reducing slag is CaO, which can be used as a raw material of the present invention, and in particular, the reducing slag is mainly landfilled as industrial waste. Needless to say, resources are saved by effective use of industrial waste and the cost is low.

【0016】又は、前記含カルシウム化合物が、産業廃
棄物である焼却飛灰または焼却溶融飛灰とすることがで
きる。これは、前記焼却飛灰または焼却溶融飛灰の含カ
ルシウム化合物がCaOであるので、上述した還元期ス
ラグと同様、産業廃棄物の有効利用による省資源化、ま
た安価であることはいうまでもない。
Alternatively, the calcium-containing compound can be incinerated fly ash or incinerated molten fly ash, which is industrial waste. This is because the calcium-containing compound of the incinerated fly ash or the incinerated molten fly ash is CaO, so that, like the above-described reduction slag, resource saving by effective use of industrial waste, and needless to say, it is inexpensive. Absent.

【0017】このように、本発明のカルシウムアルミネ
ートは、その含有する主成分が12CaO・7Al2O
3を有しているので、その製造において、電気炉に原料
であるアルミニウム滓と含カルシウム化合物とを投入し
電気炉にて完全に溶融し固化させることで結晶化の度合
いが高く、均質に優れた12CaO・7Al2O3が合
成され、精錬工程等で容易に投入することが可能なもの
となる。また完全に反応しているため、カルシウムアル
ミネート中の金属アルミニウム分が存在せず、大気中の
窒素との反応が起こらないため、アンモニア臭も発生し
ない高品質のカルシウムアルミネートとなる。
As described above, the main component of the calcium aluminate of the present invention is 12CaO.7Al2O.
In the production, the aluminum slag and the calcium-containing compound as raw materials are put into an electric furnace and completely melted and solidified in the electric furnace, so that the degree of crystallization is high and the homogeneity is excellent. The resulting 12CaO.7Al2O3 is synthesized and can be easily introduced in a refining process or the like. In addition, since it is completely reacted, there is no metallic aluminum component in the calcium aluminate and no reaction with nitrogen in the atmosphere occurs, so that a high-quality calcium aluminate that does not generate an ammonia odor is obtained.

【0018】上述したカルシウムアルミネートは、製鋼
工程用の造滓剤やセメント原料として活用することがで
きる。特に造滓剤としては、今後規制により制限される
フッ素ガスの発生を抑制することができるとともに、優
れた脱硫や脱燐作用を有する安価なカルシウムアルミネ
ートとして利用できる。
The above-mentioned calcium aluminate can be used as a slag-making agent or a cement raw material for a steelmaking process. In particular, as a slag-making agent, it can be used as an inexpensive calcium aluminate having excellent desulfurization and dephosphorization action, while suppressing generation of fluorine gas restricted by regulations in the future.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】実施例の形態としては、アルミニ
ウム又はアルミニウム合金を溶解精錬したときに生じる
アルミニウム滓と含カルシウム化合物とを電気炉にて完
全に溶融し固化することにより製造される均質性に優れ
たカルシウムアルミネートである。前記アルミニウム滓
は主成分としては、アルミニウムやアルミニウム合金を
溶解精錬する際に、各工程から酸化アルミニウム、窒化
アルミニウム、金属アルミニウム等を含むアルミニウム
の残灰である。例として、そのアルミニウム滓の化学組
成を表1に示す。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention relates to a homogeneity produced by completely melting and solidifying aluminum slag and a calcium-containing compound produced when aluminum or an aluminum alloy is melted and refined in an electric furnace. Excellent calcium aluminate. The aluminum slag is a main component of the residual ash of aluminum including aluminum oxide, aluminum nitride, metallic aluminum, etc. from each step when refining aluminum or an aluminum alloy. As an example, Table 1 shows the chemical composition of the aluminum slag.

【0020】[0020]

【表1】 [Table 1]

【0021】また前記含カルシウム化合物としては、C
aO、Ca(OH)2、CaCO3やこれらを主成分と
する還元製錬工程で発生する副生物である還元期スラ
グ、産業廃棄物である焼却飛灰または焼却溶融飛灰が好
適である。特に前記還元期スラグや前記飛灰は、産業廃
棄物であるので省資源化や再利用の点からもその活用は
好ましい。例として、この含カルシウム化合物の化学組
成を表2に示す。
The calcium-containing compound includes C
Preferred are aO, Ca (OH) 2, CaCO3, reduction slag which is a by-product generated in the reduction and smelting process containing these as main components, and incinerated fly ash or incinerated molten fly ash which is industrial waste. In particular, since the slag and fly ash in the reduction period are industrial wastes, their utilization is preferable from the viewpoint of resource saving and reuse. As an example, Table 2 shows the chemical composition of the calcium-containing compound.

【0022】[0022]

【表2】 [Table 2]

【0023】以下、本発明の実施例1〜3を詳説する。 (実施例1)アルミニウム滓として粒度100meshアン
ダー粉末、含カルシウム化合物として生石灰製造工程か
ら発生する3mmアンダーの粉末(CaO:92%)を
重量比1:1であらかじめ混合した。これらアルミニウ
ム滓と含カルシウム化合物の主成分を表3及び表4に示
す。
Hereinafter, Examples 1 to 3 of the present invention will be described in detail. (Example 1) Powder having a particle size of 100 mesh under as aluminum slag and powder having 3 mm under under (CaO: 92%) generated from a quicklime manufacturing process as a calcium-containing compound were previously mixed at a weight ratio of 1: 1. Tables 3 and 4 show the main components of the aluminum slag and the calcium-containing compound.

【0024】[0024]

【表3】 [Table 3]

【0025】[0025]

【表4】 [Table 4]

【0026】また、前記混合物の溶融条件として、初期
の混合物1000kgを2500KVAの10トン電気
炉に装入し通電加熱し、中間期の生石灰500kg、ア
ルミニウム滓500kgを交互に添加しながら溶融し
た。
As the melting condition of the mixture, 1000 kg of the initial mixture was charged into a 10-ton electric furnace of 2500 KVA, heated by electricity, and melted while alternately adding 500 kg of quicklime and 500 kg of aluminum slag.

【0027】前記混合物及び途中装入した投入物が完全
に溶融したのを目視で確認した後、溶融物をスラグ鍋に
受けて徐冷し固化させた。通電加熱から完全に溶融する
迄、約3時間を要する。最終的な装入量(初期の100
0kg、中間期の生石灰500kg、アルミニウム滓5
00kg)の合計2000kg、得られたカルシウムア
ルミネートの重量は1810kgで、収率は90.5%
であった。また、得られたカルシウムアルミネートのト
ン当たりの電力は998KWHであった。
After it was visually confirmed that the mixture and the charge charged in the middle were completely melted, the melt was received in a slag pot and gradually cooled to solidify. It takes about 3 hours from current heating to complete melting. Final charge (initial 100
0 kg, intermediary lime 500 kg, aluminum slag 5
00 kg), the weight of the obtained calcium aluminate was 1810 kg, and the yield was 90.5%.
Met. The power per ton of the obtained calcium aluminate was 998 KWH.

【0028】得られたカルシウムアルミネートの成分組
成を表5に示す。
Table 5 shows the composition of the obtained calcium aluminate.

【0029】[0029]

【表5】 [Table 5]

【0030】表3より、得られたカルシウムアルミネー
トの成分組成はAl2O3が約45%、CaOが約40
%で他がSiO、MgO等であった。ここで特筆すべき
は、得られたカルシウムアルミネートに含まれる窒素量
がわずか0.2%であったことである。これにより、カ
ルシウムアルミネートが水に濡れた場合であっても、ア
ンモニアガスが発生することがないため、得られたカル
シウムアルミネートの保管や得られたカルシウムアルミ
ネートの使用時における白煙やアンモニアガス発生の危
険性が回避できる。
According to Table 3, the composition of the obtained calcium aluminate was about 45% Al2O3 and about 40% CaO.
%, Others were SiO, MgO, etc. It should be noted that the amount of nitrogen contained in the obtained calcium aluminate was only 0.2%. Thereby, even when the calcium aluminate is wet with water, no ammonia gas is generated, so that the obtained calcium aluminate is stored or white smoke or ammonia is generated when the obtained calcium aluminate is used. The risk of gas generation can be avoided.

【0031】また得られたカルシウムアルミネートのX
線回折法による分析を行ったところ、図1に示すごとく
12CaO・7Al2O3が主成分として存在している
ことが確認できた。しかも、メインピーク(211)そ
の半価幅は0.235、かつ回折強度が約1200cp
sを示しており、本実施例の溶融がアルミニウム滓及び
含カルシウム化合物に対して溶融反応が均一で、しかも
完全終了していることがわかる。また不純物が少なく、
均質性が優れている。さらに、X線回折法による定量分
析を行った結果を表6にて示す。
X of the obtained calcium aluminate
Analysis by a line diffraction method confirmed that 12CaO.7Al2O3 was present as a main component as shown in FIG. Moreover, the half width of the main peak (211) is 0.235 and the diffraction intensity is about 1200 cp.
s, indicating that the melting reaction of the present example was uniform with respect to the aluminum slag and the calcium-containing compound, and was completely completed. In addition, there are few impurities,
Excellent homogeneity. Table 6 shows the results of quantitative analysis by the X-ray diffraction method.

【0032】[0032]

【表6】 [Table 6]

【0033】表6より、本発明に係る得られたカルシウ
ムアルミネートはサンプルAとサンプルBであり、比較
例としてサンプルCとサンプルDを示している。サンプ
ルAについては、その鉱物組成の粒度比率において30
mm以上が85%含有しているので、精錬工程における
投入作業が容易に行うことが可能となる。またサンプル
Bについては、サンプルAに比べ、半値幅及びX線強度
が劣るものの、鉱物組成の粒度において、30mm以下
が75%を有しているので、サンプルAと同様、投入可
能な塊状として取り扱うことが可能となる。一方、比較
例としたサンプルC及びサンプルDについては、30m
mよりも細かい粒度の比率が高いために、塊状とならず
粉状になりやすいために、精錬工程における投入を含め
た取扱い性が悪い。
From Table 6, the obtained calcium aluminates according to the present invention are Sample A and Sample B, and Sample C and Sample D are shown as comparative examples. Sample A had a mineral composition particle size ratio of 30
Since 85% or more is contained at 85% or more, the charging operation in the refining process can be easily performed. Sample B is inferior to Sample A in half-width and X-ray intensity, but is 30% or less in the mineral composition having 75% of the particle size. It becomes possible. On the other hand, for samples C and D as comparative examples, 30 m
Since the ratio of the particle size finer than m is high, the powder tends to be formed into a powdery form instead of a lump, so that the handling property including the charging in the refining process is poor.

【0034】(実施例2)次に実施例1と同じ電気炉に
て、実施例1と同じアルミニウム滓を50重量%と生石
灰製造工程から発生する3mmアンダーの粉末を30重
量%、そしてごみ焼却での高アルカリ飛灰を20重量%
をあらかじめ混合した。前記高アルカリ飛灰の主成分は
表2の飛灰より、CaOが45.2%、Sが1.0%と
異なる他は殆ど同様の成分であった。
(Example 2) Next, in the same electric furnace as in Example 1, 50% by weight of the same aluminum slag as in Example 1, 30% by weight of 3 mm under powder generated from the quicklime manufacturing process, and refuse incineration 20% by weight of high alkali fly ash
Was premixed. The main component of the high alkali fly ash was almost the same as the fly ash of Table 2 except that CaO was 45.2% and S was 1.0%.

【0035】前記混合物を1000kgのもの1つと5
00kgのものを2つを作製した。最初に1000kg
を予め電気炉内に装入し、電気加熱を開始し中間第1期
として約1時間後に500kgを装入し、さらに中間第
2期として中間第1期の1時間後に残る1つ装入し溶融
させた。得られたカルシウムアルミネートは、1820
kgであった。得られたカルシウムアルミネートを実施例
1同様、X線回折法により分析した結果は、実施例1と
同様、カルシウムアルミネートの12CaO・7Al2
O3が主成分であることが確認できた。
The above mixture was mixed with one of 1000 kg and 5
Two pieces of 00 kg were produced. First 1000kg
Is charged in an electric furnace in advance, electric heating is started, 500 kg is charged about 1 hour later as the first intermediate period, and the remaining one is charged 1 hour after the first intermediate period as the second intermediate period. Melted. The resulting calcium aluminate is 1820
kg. The obtained calcium aluminate was analyzed by the X-ray diffraction method in the same manner as in Example 1. As a result, the calcium aluminate 12CaO.7Al2
It was confirmed that O3 was the main component.

【0036】(実施例3)実施例1と同じ電気炉にアル
ミニウム滓を40重量%、含カルシウム化合物として生
石灰製造工程から発生する3mmアンダーの粉末を40
重量%、マグネシアクリンカー(MgOが91%)を2
0重量%をあらかじめ混合し、実施例2と同じ方法で混
合物を電気炉に装入し、溶融を行った。このマグネシア
クリンカーは、還元期精錬でスラグ成分中のAl2O3
が増加すると精錬炉の炉壁耐火物の溶損が激しくなるの
で、スラグ成分中にMgOが8%以上を設けることで溶
損が大幅に減少する効果を利用するものである。得られ
たカルシウムアルミネートは1860kgであった。得
られたカルシウムアルミネートを実施例1同様、X線回
折法で分析した結果は、実施例1と同様、カルシウムア
ルミネートの12CaO・7Al2O3が主成分である
ことが確認できた。
Example 3 In the same electric furnace as in Example 1, 40% by weight of aluminum slag and 40% by weight of 3 mm under powder generated from the quicklime manufacturing process as a calcium-containing compound were added.
2% by weight of magnesia clinker (91% MgO)
0% by weight was mixed in advance, and the mixture was charged into an electric furnace in the same manner as in Example 2 to perform melting. This magnesia clinker is used to reduce Al2O3
When the content increases, erosion of the refractory of the furnace wall of the smelting furnace becomes severe. Therefore, by providing MgO in the slag component at 8% or more, the effect of greatly reducing erosion is utilized. The obtained calcium aluminate weighed 1860 kg. The obtained calcium aluminate was analyzed by the X-ray diffraction method as in Example 1. As a result, as in Example 1, it was confirmed that 12CaO.7Al2O3 of calcium aluminate was the main component.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば電気炉に
原料であるアルミニウム滓と含カルシウム化合物とを所
定量投入し、完全に溶融するため、得られたカルシウム
アルミネートは不純物が少なく組織が均質である。また
完全塊状となった後であっても、容易に粉砕・分級する
ことができるので製錬工程で投入しやすいく、かつ水に
濡れてもアンモニア臭が発生することがないため、投入
作業及びカルシウムアルミネートの管理が容易にでき
る。
As described above, according to the present invention, a predetermined amount of the raw material aluminum slag and the calcium-containing compound are charged into the electric furnace and completely melted, so that the obtained calcium aluminate has few impurities. The tissue is homogeneous. In addition, even after it has become a complete lump, it can be easily pulverized and classified, so it is easy to put it in the smelting process, and since it does not generate ammonia odor even when wet with water, Calcium aluminate can be easily controlled.

【0038】しかも、得られたカルシウムアルミネート
の成分が12CaO・7Al2O3の高品位なプリメル
トタイプでありながら、その製造原料として還元期スラ
グや飛灰のような産業廃棄物を活用できることから、安
価なカルシウムアルミネートとして造滓剤やセメント原
料として活用できる。
In addition, since the obtained calcium aluminate is a high-quality pre-melt type of 12CaO.7Al2O3, industrial wastes such as slag and fly ash can be used as a raw material for the production, so that it is inexpensive. It can be used as a slag-making agent and cement raw material as a natural calcium aluminate.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の実施例1で得られたカルシウムアル
ミネートのX線回折法の結果である。
FIG. 1 shows the result of X-ray diffraction of the calcium aluminate obtained in Example 1 of the present invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 豊田 哲夫 愛知県海部郡佐屋町善太新田十一下79 Fターム(参考) 4G076 AA02 AA18 AB02 AB06 AB09 AB16 AB28 AC04 BA17 BC08 BC09 BG10 CA01 CA33 CA36 DA30  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Tetsuo Toyoda 79 Zenta Nitta Nishita, Saya-machi, Kaifu-gun, Aichi Prefecture F-term (reference) 4G076 AA02 AA18 AB02 AB06 AB09 AB16 AB28 AC04 BA17 BC08 BC09 BG10 CA01 CA33 CA36 DA30

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 アルミニウム又はアルミニウム合金を溶
解精錬したときに生じるアルミニウム滓と含カルシウム
化合物とを電気炉にて完全に溶融し固化することによ
り、製造される主成分が12CaO・7Al2O3であ
り、X線回折法におけるメインピーク(211)の半値
幅が0.5ーより小さく、かつX線回折強度が少なくと
も300cps以上を有することを特徴とする均質性に
優れたカルシウムアルミネート。
1. The main component produced by completely melting and solidifying aluminum slag and a calcium-containing compound produced by melting and refining aluminum or an aluminum alloy in an electric furnace is 12CaO.7Al2O3, and X A calcium aluminate excellent in homogeneity, characterized in that the half width of the main peak (211) in X-ray diffraction is smaller than 0.5- and the X-ray diffraction intensity is at least 300 cps or more.
【請求項2】 請求項1において、前記含カルシウム化
合物が還元製錬工程で発生する副生物である還元期スラ
グをであることを特徴とする均質性に優れたカルシウム
アルミネート。
2. The calcium aluminate having excellent homogeneity according to claim 1, wherein the calcium-containing compound is a reduction phase slag which is a by-product generated in a reduction smelting process.
【請求項3】 請求項1において、前記含カルシウム化
合物が産業廃棄物である焼却飛灰または焼却溶融飛灰で
あることを特徴とする均質性に優れたカルシウムアルミ
ネート。
3. The calcium aluminate according to claim 1, wherein the calcium-containing compound is incinerated fly ash or incinerated molten fly ash, which is an industrial waste.
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