JP5874671B2 - 製鋼スラグの蒸気エージング方法 - Google Patents
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Description
蒸気エージングの主流をなす手法は、例えば、特許文献1に示されるように、底面に蒸気配管を配置した容器内で製鋼スラグをベッドに積み、蒸気配管のノズルから製鋼スラグ層に蒸気を吹き込む方法である。
道路用にスラグを用いる場合のスラグの膨張性の要件として、JIS−A−5015「道路用鉄鋼スラグ」には、附属書2の鉄鋼スラグの水浸膨張試験方法による水浸膨張率が1.5%以下であるものと規定されている。
上記のような急激に膨張率が増大して膨張が起きた水浸膨張供試体を試験後に解体すると、スラグの供試体内部に黒ないしはこげ茶色の膨潤した粒子が見つかり、その径が10mmを超える場合もしばしば見られた。分析によれば、この粒子はFeOを含むCaOであった。何よりも実際、水浸膨張規格を合格したスラグでも完璧ではなく、施工後数年経てから道路表面に膨張を引き起こすことがある。
また、水浸膨張試験の供試体を作製する際には、道路工事で締め固めすることを想定して、規定の錘を規定回数落として突き固めするが、突き固め前後で粒度分布が細粒側に推移し、粒が破壊されていることが分かった。
[1]装入された製鋼スラグを転動させることができる装置(A)を用い、該装置(A)内に装入された製鋼スラグを連続的又は間欠的に転動させながら、装置(A)内に蒸気を供給して製鋼スラグを蒸気エージングした後、製鋼スラグの転動を停止した状態で、装置(A)内に蒸気を供給してさらに蒸気エージングすることを特徴とする製鋼スラグの蒸気エージング方法。
[3]上記[1]又は[2]の蒸気エージング方法において、装置(A)は、製鋼スラグを装入する横型の回転ドラムを有し、該回転ドラム内には、複数の蒸気吐出口を有する蒸気配管がドラム回転軸方向に沿って配置され、回転ドラムの回転により転動する製鋼スラグ層に対して、前記蒸気配管から蒸気を吹き込むことを特徴とする製鋼スラグの蒸気エージング方法。
本発明において処理対象となる製鋼スラグとしては、溶銑予備処理、脱炭吹錬、鋳造などの工程で発生する製鋼系スラグ(例えば、脱炭スラグ、脱燐スラグ、脱硫スラグ、脱珪スラグ、造塊スラグなど)、電気炉スラグなどが挙げられる。これらスラグのなかでも、脱炭スラグや脱燐スラグが、膨脹性を低減した後に路盤材や骨材に使用できる範囲が拡大できるため、特に好ましい。
この実施形態では、装置Aは、製鋼スラグを装入する横型の回転ドラム1を有し、この回転ドラム1内には、複数の蒸気吐出口20を有する蒸気配管2がドラム回転軸方向に沿って配置され、回転ドラム1の回転により転動する製鋼スラグSに対して、前記蒸気配管2(蒸気吐出口20)から蒸気を吹き込むようになっている。回転ドラム1は駆動装置(図示せず)で回転する。蒸気配管2は、回転ドラム1の回転支持部7の回転軸上の開孔部(図示せず)を通じて回転ドラム1内に導かれている。蒸気配管2は、回転ドラム1の回転に関わりなく、回転ドラムから独立して所定の位置(例えば、図1及び図2に示すような位置)を保つよう支持される。必要に応じて、蒸気配管2は回転ドラム1内に複数本配置してもよい。
回転ドラム1内では、広い範囲で製鋼スラグSに蒸気を接触させることが、スラグの昇温にも反応にも有利であるため、蒸気配管2の長手方向の複数箇所に蒸気吐出口20を設けている。
回転ドラム1の大きさなどに特に制限はないが、一般に内径0.5〜5m、長さ1.5〜80m程度が適当である。
回転ドラム1は、連続して回転しても間欠で回転してもよく、回転速度は、ドラムの径にもよるが、平均速度で3〜40rpm程度が好ましい。
また、製鋼スラグSの水分が過剰になると造粒が進み、さらに増えると転動しなくなるので、スラグの含水比で11mass%以下とするのが好ましい。また、供給する蒸気量は、必要に応じて吹込量を調整すればよい。
本発明例では、図1及び図2に示すよう回転ドラム1(内径0.6m×長さ1.5m)を備えた装置Aを用い、回転ドラム1の内部には、3箇所に口径5mmの蒸気吐出口20を設けた蒸気配管2を配置した。回転ドラム1の外側には断熱材を巻き付け、断熱構造とした。回転ドラム1に製鋼スラグ100kgを入れ、回転ドラム1を回転させて製鋼スラグを30rpmで転動させつつ蒸気配管2(蒸気吐出口20)を通じて製鋼スラグに蒸気を吹き込んだ(蒸気吹き込み量15kg/h)。
比較例2では、特許文献1の方法に従い、ベッド(厚さ15cm)に堆積させた静置の製鋼スラグ層の下から蒸気を供給して、蒸気エージングを実施した。
この80℃連続水浸膨張試験の結果を、蒸気エージング処理条件とともに表1に示す。
比較例2は、ベッドに堆積させた製鋼スラグを蒸気エージングしたものである。80℃連続水浸膨張評価で、4日後では水浸膨張率の平均値(各4試験実施したときの平均値)、レンジ(各4試験実施したときの最大値と最小値の幅。以下同様)はともに小さいが、遅れ膨張の発生により10日後、15日後ではレンジが大きく増大した。
発明例は、製鋼スラグに転動を与えて蒸気エージングを実施し、最後の4時間は転動を止め、静止したままで蒸気を吹き込みつつ保持したものである。その結果、水浸膨張率のレンジは更に低下し、より均一でばらつきの小さい信頼性の高い膨張安定化が達成されたことを示す。
1 回転ドラム
2 蒸気配管
3 スラグ装入口
4 スラグ排出口
5 搬入用ベルトコンベア
6 搬出用ベルトコンベア
7 回転支持部
20 蒸気吐出口
S 製鋼スラグ
Claims (3)
- 装入された製鋼スラグを転動させることができる装置(A)を用い、該装置(A)内に装入された製鋼スラグを連続的又は間欠的に転動させながら、装置(A)内に蒸気を供給して製鋼スラグを蒸気エージングした後、製鋼スラグの転動を停止した状態で、装置(A)内に蒸気を供給してさらに蒸気エージングすることを特徴とする製鋼スラグの蒸気エージング方法。
- 装置(A)内に装入された製鋼スラグを連続的又は間欠的に転動させながら、装置(A)内に蒸気を供給して蒸気エージングした後、製鋼スラグの転動を停止した状態で、装置(A)内に蒸気を供給してさらに3時間以上蒸気エージングすることを特徴とする請求項1に記載の製鋼スラグの蒸気エージング方法。
- 装置(A)は、製鋼スラグを装入する横型の回転ドラムを有し、該回転ドラム内には、複数の蒸気吐出口を有する蒸気配管がドラム回転軸方向に沿って配置され、回転ドラムの回転により転動する製鋼スラグ層に対して、前記蒸気配管から蒸気を吹き込むことを特徴とする請求項1又は2に記載の製鋼スラグの蒸気エージング方法。
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