JPH04202033A - 製鋼スラグのエージング処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は道路用材料として使用する製鋼スラグの膨張
、破壊を防止するためのエージング処理方法に係り、よ
り詳しくは大気圧下で蒸気を用いてエージング処理する
方法において、蒸気を無駄なく有効に使用して製鋼スラ
グの膨張破壊性を短期間に安定化させるための製鋼スラ
グのエージング処理方法に関する。

従来の技術 製鋼スラグは、結晶質でかつ硬い性質を有することから
、冷却後破砕し所定の粒度に調整したものは路盤材とし
て好適である。しかし、製鋼スラグの場合は、精錬時に
使用する生石灰の一部が反応せずに残った未滓化石灰（
フリーライム）が含まれており、これが水と反応すると
水和膨張する性質があり、生産直後の製鋼スラグを路盤
材として利用することは困難である。

かかる対策として、−船釣にはエージングといって、破
砕したスラグを大気中に山積みし、未滓化石灰が自然に
水和反応を起して膨張破壊性を安定化させてから利用に
供していた。しがし、この方法では、膨張破壊性を安定
化させるのに少なくとも６ケ月以上の期間を必要とする
上、広大なエージングヤードを必要とし、効率が悪い上
、ロット管理等の労力を要するなどの問題があった。

そこでこのような実状にがんがみて、エージング期間を
短縮する方法が種々開発されてきたが、その中の代表的
なものとして、水蒸気を用いたエージング処理方法があ
る。この方法は、水蒸気のもつ熱と過剰の水分によって
、製鋼スラグ中の未滓化石灰の水利反応を促進する方法
である。具体的には、水蒸気と製鋼スラグを反応させる
手段として、水蒸気が噴出する高温水蒸気配管上に製鋼
スラグ層を形成する方法、ホッパー内に製鋼スラグを入
れ、ホッパー底部から水蒸気を噴出させる方法等がある
。

発明が解決しようとする課題 しかし、蒸気を利用した製鋼スラグのエージング処理方
法は、製鋼スラグ中の未滓化石灰の水和反応促進効果は
大きいが、使用する蒸気の製造コストが大きいため、こ
のエージング処理の経済性を考慮した場合、蒸気の使用
量を可及的に少なくする必要がある。しかしながら、従
来はエージング処理の経済性を考慮した蒸気使用量の制
御は行われておらず、製鋼スラグのエージング処理費が
高くついているのが実状である。

この発明はかかる実状よりみて、蒸気によるエージング
処理コストを低減すべく、蒸気を無駄な゛く有効に使用
して製鋼スラグのエージング期間を短縮し得る製鋼スラ
グのエージング処理方法を提案しようとするものである
。

課題を解決するための手段 この発明の要旨は、大気圧下で蒸気を用いて製鋼スラグ
のエージング処理を行うに際し、蒸気に過熱蒸気を使用
し、被処理スラグの空隙率に応じて前記過熱蒸気使用量
を制御するエージング処理方法である。

作　　　　用 水蒸気には飽和蒸気と過熱蒸気があり、一定圧力下では
ある温度を境にして変化する。例えば、１０気圧では１
７９℃以下が飽和蒸気で、これ以上が過熱蒸気である。

これらの蒸気で最も異なるのは、蒸気の持つエンタルピ
である。

第１表に１０気圧下のエンタルピ例を示すが、温度１７
０℃の飽和蒸気と温度１８０℃の過熱蒸気では、温度は
１０℃異なるだけであるのに対し、過熱蒸気のエンタル
ピは約４倍高い。エンタルピが高いということは、蒸気
の保有するエネルギーが高いことであり、製鋼スラグの
熱的性質を第２表に示す通り、スラグの比熱が高く熱伝
導率の低いもの、いわゆる加熱されにくい物質の昇熱に
は適していると言える。

例えば、第１表に示す蒸気を使用して製鋼スラグを大気
圧下で２０℃から　１００℃に昇熱するのに必要な蒸気
量は、飽和蒸気２１２　ｋ　ｇに対して過熱蒸気は２７
ｋｇ　と約１７８の量でよい（ただし熱損失はゼロとし
て計算）。

第　　１　　表 また、製鋼スラグの空隙率は、下記（１）式に示す通り
で、粒度によって異なる。

Ｔ：単位容積重量（ｋｇ／ｌ） Ｑ、スラグの吸水率（％） Ｄｓニスラグの表乾比重 、　　すなわち、空隙率が大きいスラグはど蒸気の通気
速度は大きく、空隙率が小さいスラグはと通気速度は小
さい。したがって、蒸気使用量は空隙率によって異なり
、かつ同じ空隙率でも蒸気の噴出速度によって異なる。

つまり、蒸気使用量の少なくなる最適噴出速度はスラグ
の空隙率によって異なる。

第１図は転炉スラグの場合の蒸気噴出速度とスラグ層内
の蒸気通気速度および蒸気使用原単位の関係を例示した
もので、蒸気使用原単位が最小となる蒸気の最適噴出速
度は１４０〜１５０ｍ／ｓｅｃとなる。

また、第２図は転炉スラグの空隙率と最適蒸気噴出速度
および蒸気使用原単位の関係を例示したもので、蒸気使
用量が最も少なくなる蒸気の最適噴出速度はスラグの空
隙率によって異なることがわかる。

したがって、この発明では過熱蒸気使用量が最小となる
スラグ空隙率を求めて最適蒸気流量で製鋼スラグをエー
ジングするのである。

なお、蒸気流量の制御方法としては、蒸気管の開閉弁に
電磁弁を使用し、電気的にバルブ開度を制御する方法を
採用することができる。

実　　　施　　　例 第３図、第４図はこの発明方法を実施するためのエージ
ング設備の概略を例示したもので、第３図は平面図、第
４図は第３図ＩＶ−ＩＶ線上の縦断正面図であり、（１
）はコンクリートで構成したスラグ処理槽、（２）は蒸
気供給本管、（３）は蒸気噴射管、（４）は蒸気流量調
節用電磁弁、（５）は空隙率算出器、（６）は蒸気噴出
速度演算制御器、（７）は砕石層、（８）は製鋼スラグ
層、（９）はビニールシートである。

すなわち、上記設備は製鋼スラグ層（８）の空隙率を算
出し、この空隙率より最適蒸気噴出速度を演算し、その
値に応じて電磁弁（４）が制御される仕組みとなしたも
のである。

なお、上記設備において、蒸気噴射管（３）と製鋼スラ
グ層（８）との間に砕石層（７）を設けたのは、スラグ
の搬入、搬出作業の簡易化と、蒸気の安定した通気性お
よび製鋼スラグ層への蒸気の均一拡散を確保するためで
ある。また、必要に応じてスラグ処理槽（１）の内周壁
または外周壁に断熱材等を付設して蒸気の熱ロスを防止
する構造としてもよい。

上記エージング設備を用いて、３００Ｔ／回の転炉スラ
グを蒸気エージングした。本実施例では蒸気として過熱
蒸気（２００℃、９気圧）を使用した。

また、スラグ層の空隙率は４１．７％、蒸気噴出速度は
１４７ｍ／ｓｅｅであった。

なお、比較のため、同じ設備により通常の飽和蒸気（１
００℃、１．８気圧）を使用して同じ転炉スラグを蒸気
エージングした。

その結果、転炉スラグ温度を常温から　１００℃まで昇
熱（スラグ層を蒸気が通気）するのに必要な蒸気量は飽
和蒸気１５３トン（５１０ｋｇ／　Ｔ　）であったのに
対し、この発明法では過熱蒸気１６トン（５３ｋｇ／Ｔ
−スラグ）と蒸気使用量を大幅に削減できた。

また、本発明法により蒸気エージングを行った転炉スラ
グの水浸膨張量を調査した結果を第３表に示す。第３表
の結果より明らかなごとく、その膨張量は０．３％以下
であり、路盤材として十分利用可能である。

＊アスファルト舗装要綱規格゛≦１．５発明の詳細 な説明したごとく、この発明はエンタルピの高い過熱蒸
気を使用し、スラグ空隙率に応じて蒸気の使用量を制御
してエージング処理する方法であるから、蒸気の使用量
を大幅に削減することができ、エージング処理コストの
低減がはかられるとともに、スラグ品質についても膨張
量を大幅に低減でき、路盤材として十分利用可能な高品
質のスラグを得ることができ、製鋼スラグのエージング
処理に多大な効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は転炉スラグの場合の蒸気噴出速度と蒸気のスラ
グ通気速度および蒸気使用原単位の関係を示す図、第２
図は転炉スラグの空隙率と最適蒸気噴出速度および蒸気
使用原単位の関係を示す図、第３図はこの発明方法を実
施するためのエージング処理設備の一例を示す概略平面
図、第４図は第３図ＩＶ−ＩＶ線上の縦断正面図である
。 １・・スラグ処理槽　　　２・・蒸気供給本管３・・・
蒸気噴射管　　　　４　電磁弁５・・・空隙率算出器 ６・・蒸気噴出速度演算制御器 ７・・・砕石層 ８・製鋼スラグ層 出願人　　住友金属工業株式会社 Ｉ（’１　　　　　　　　ｔｎ ｐ　當 （ＪＨＡＩＩＩｌ）波「勝罫勝蒸 （ル伽）ｍ市商ＥＪｔ削瘍Ｙ （０９シー）面款冑υ７１湊Ｗ脳曹 （↓４メ）房廁空町前）璋■

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 大気圧下で蒸気を用いた製鋼スラグのエージング処理方
   法において、前記蒸気に過熱蒸気を使用し、被処理スラ
   グの空隙率に応じて前記過熱蒸気使用量を制御すること
   を特徴とする製鋼スラグのエージング処理方法。