JPH04202034A - 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、自
然エージングと蒸気エージングを組合せることによって
、製鋼スラグの膨張破壊性を短期間に安定化させ、かつ
エージング処理コストの低減をはかる製鋼スラグのエー
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。しかし、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かんがみて、エージング期間を
短縮する方法が種々開発され、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り、
エージング期間としては約１週間柱度である。

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、製鋼スラグ中のフリーライムの水利反応促進効果
は大きいが、使用する蒸気の製造コストが太きいため、
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、エージング処理期間の
短縮と低コスト化を目的とす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 この発明は、エージング処理期間の短縮と処理コストの
低減を同時にはかる方法として、エージングによるスラ
グ塊の細粒化現象に着目し、蒸気エージングの水利反応
を短期間に促進し得る方法を提案するもので、その要旨
は、大気圧下で自然エージングを行う第１工程と、大気
圧下で蒸気エージング処理を行う第２工程とからなる製
鋼スラグのエージング処理方法である。

作　　　　用 製鋼スラグの蒸気エージングは、前記した通り、自然エ
ージングに比べはるかに短期間にエージングでき、品質
的に安定したスラグが得られるが、この蒸気によるエー
ジング機構は、まずスラグ塊の表面に存在するフリーラ
イムが水利反応して膨張することによってそのスラグ塊
にクラックが入り、そのクラックから浸入した蒸気がさ
らに内部　　゛のフリーライムと反応してクラックが広
がるという現象の繰返しによって安定化していく。

その際、スラグ塊は割れて細粒化するのも少なくないが
、自然エージングにおいてもエージング開始後１〜３ケ
月の間に著しい細粒化が起り、その後安定化していく現
象が見られる。

すなわち、自然エージング、蒸気エージングのどちらに
おいても、スラグ塊がいったん割れて細粒化することに
よって、スラグ塊の内部に存在するフリーライムが表面
に出ることによってフリーライムの水利反応が促進され
て安定化する。

この発明はこのようなスラグ塊のエージング現象を効果
的に利用したもので、自然エージングで細粒化現象が起
り、スラグ塊内部にあるフリーライムが表面に出てきた
時点で蒸気エージングを行うことによって、蒸気使用量
を少なくし低コストでしかも短期間により安定化させる
ことが可能となるのである。

第１表には、２５ｍｍ以下に破砕して粒度調整した転炉
スラグの自然エージングによる粒度変化を調査した結果
を例示したもので、エージングが進むにしたがって、粒
度１３〜２５ｍｍの塊状スラグの減少が犬きく　、２．
５ｍｍ以下の増加が見られ、粒度５〜１３ｍｍのものお
よび２．５〜５ｍｍのものはほとんど見られない。これ
は、粒度１３〜２５ｍｍのものがフリーライムの水利反
応により細粒して１３ｍｍ以下となるが、５〜１３ｍｍ
、２．５〜５ｍｍのものも同様に１１１１粒化が起つ＝
５− ているため、このような現象になるものと考えられる。

第１表 上記第１表より、転炉スラグの場合は自然エージング開
始後３ケ月後までに細粒化がほとんど終了し、スラグ表
面あるいは表面近くに存在するフリーライムの反応が進
んでいると言える。

６一 Ｌノこかって、このような状態になった細粒化スラグに
対し蒸気エージングを行うと、当初から蒸気エージング
処理する場合に比べてはるかに短い時間でフリーライム
を安定化させることができ、通常の蒸気エージング処理
のみに比べて蒸気使用量を大幅に削減できるのである。

また、自然エージング処理のみの場合ニージンク処理に
　６ケ月以上かかり、広大な敷地とロット管理が必要で
るが、この発明の場合自然エージング期間は　１〜３ケ
月であるからその問題も解消される。

上記の通り、短期間の自然エージング処理と蒸気による
エージング処理とを組合せることによって、蒸気エージ
ング処理のみよりは長いが自然エージング期間よりはは
るかに短い期間で品質的に安定したスラグ路盤材の製造
が可能となるとともに、蒸気使用量の削減により低コス
ト化がはかられるのである。

実　　　施　　　例 第１図、第２図はこの発明方法を実施するためのニージ
ン設備の概略を例示したもので、ここでは側壁の一辺を
スラグの搬入、搬出用ゲートとした四角形の製鋼スラグ
処理槽に蒸気配管を付設した蒸気エージング設備を例に
とり説明する。

図中、（１）は底面および側壁をコンクリート等で形成
したスラグ処理槽、（２）は蒸気供給本管、（３）は蒸
気噴射管、（４）は蒸気流量調節弁、（５）は砕石層、
（６）は製鋼スラグ層、（７）は保温用ビニールシート
である。

すなわち、上記設備は底面および側壁を蒸気が漏れない
構造体（コンクリート製、鉄板製）で形成してなるスラ
グ処理槽（１）の底面に蒸気噴射管（３）を敷設し、該
蒸気噴射管の上に所定粒度の砕石層（５）を介して製鋼
スラグ層（６）を形成して蒸気エージングする方式であ
り、砕石層（５）を設けるのは蒸気の安定した通気性を
確保するためである。

上記エージング設備を用いて、実際に転炉スラグをエー
ジング処理した結果を以下に示す。

本実施例では、２５ｍｍ以下に粒度調整した未エージン
グの転炉スラグ３００１−ンを、まず２ケ月間自然エー
ジングし、その後引続いて蒸気エージングを実施した。

第２表は蒸気エージング前と蒸気エージング後のスラグ
について行った水浸膨張試験（８０”Ｃ１６Ｈｒ／日、
１０日間）結果を示すもので、まず２ケ月間自然エージ
ングを実施することによって水浸膨張量はエージング前
３．６７％であったものが、エージング後１，６９％と
約１７２に減少し、転炉スラグの表面付近に存在するフ
リーライムの水和反応が進行していることが確認できた
。

また、この時の粒度分布は粒度１３〜２５ｍｍの塊状ス
ラグが減少し、粒度２．５ｍｍ以下の細粒スラグの増加
が見られ、フリーライムの水和反応にょるスラグの細粒
化が確認できた。

次に、未エージングの転炉スラグと、上記２ケ月間自然
エージングした転炉スラグを各々蒸気エージングし、そ
の際スラグ温度が１００　℃に昇温した時点からの水浸
膨張量の経時変化を調査した結果を第３図に示す。

第３図中、Ａは自然エージング２ケ月品を蒸気エージン
グしたもの（本発明）、Ｂは未エージング品を蒸気エー
ジングしたもの（従来法）、Ｃは低膨張スラグの未エー
ジング品（比較例）である。

第１表および第３図の結果より、自然エージング処理し
た後引続いて蒸気エージング処理した転炉スラグの場合
は、蒸気エージング処理のみのものより水浸膨張量が少
なく、より安定化しており、また蒸気エージング後の水
浸膨張量が同一の場合、例えば自然エージングした転炉
スラグは蒸気エージング１０時間で０．５％以下となる
のに対し、蒸気エージング処理だけの場合は０．５％以
下になるのに２６時間要することが判明した。

したがって、蒸気使用原単位は、蒸気エージング処理の
みの５３ｋｇ／　Ｔに対して、自然エージングと蒸気エ
ージングを組合わせた本発明は４０ｋｇ／　Ｔと、蒸気
コストを約２５％削減できた。

また、蒸気エージング処理のみの場合と、この発明の自
然エージングと蒸気エージングとを組合わせたエージン
グ処理における、スラグ温度が１００℃に到達後４０時
間保持して蒸気を停止した時の水浸膨張量は、それぞれ
０，３７％、０，０９％であり、道路用路盤材の規格値
（アスファルト舗装要綱）５１．５％を十分に満足する
値である。

以下余白 発明の詳細 な説明したごとく、この発明法は短期間の自然エージン
グによるスラグの細粒化現象を有効に利用し、蒸気エー
ジングの効果を発揮させてエージング処理を行う方法で
あるから、蒸気使用量を少なくできてしかも短期間に品
質を安定化させることができ、路盤材として十分利用可
能な高品質のスラグを低コストで得ることができるとい
う犬なる効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１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２図は第１図■−■線
上の縦断正面図、第３図はこの発明の実施例における水
浸膨張量の経時変化を示す示す図である。 １・　スラグ処理槽　　　２・・・蒸気供給本管３・蒸
気噴射管　　　　　４・蒸気流量調節弁５・・・砕石層
　　　　　　　６・・・製鋼スラグ層出願人　　住友金
属工業株式会社 代理人　　弁理士　押１）長久　・、：：（、、、、−
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Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 製鋼スラグのエージング処理方法において、大気圧下で
   自然エージング処理を行う第１工程と、大気圧下で蒸気
   エージング処理を行う第２工程とからなる製鋼スラグの
   エージング処理方法。