TWI557293B - Application of Washable Blast Furnace Slag in Making Farm Ditch Pavement - Google Patents

Description

水洗式高爐渣用在製作農田溝渠鋪面之用途

本創作係關於一種水洗式高爐渣用在製作農田便道鋪面以及農田溝渠鋪面之用途以及該農田便道鋪面與農田溝渠鋪面。

如圖3所示，目前農田便道6是於農田7四周或農田7中，以築高的土堤而形成；然而，該土堤為泥土所建構而成，因此十分容易生長雜草，所以使得老鼠、蛇類容易躲藏在其中，其中老鼠則會挖洞造成土堤的破損，而蛇類會危害到農夫的生命安全，因此常需花費額外的成本來去除雜草或噴灑除草劑，以維護該土堤的環境；然而在噴灑除草劑時，該殘留的除草劑會汙染該土堤周圍的農田土壤而破壞農田7的生態，並使得作物受殘留的除草劑所汙染，而有影響人體健康之風險；且該土堤在下雨時會因雨水的滲入而變得泥濘，使得耕作車輛行走顛頗，甚至陷於泥濘中而無法動彈。因此，為避免上述缺點，許多農田便道6遂改以鋼筋水泥來建造。

然而，利用鋼筋水泥來建造農田便道6，在興建成本上對農夫來說是十分昂貴的，而且興建時間很長；再者，生產水泥之過程係需要消耗大量能源，並且會產生廢熱及二氧化碳，則造成環境的負擔；而當需要將鋼筋水 泥建造的農田便道6拆除時，例如重新規劃農田7的大小時，農田便道6即需要拆除，由於鋼筋水泥建造的農田便道6係具有相當的結構強度，係需要使用大型的拆除機具才能拆除，則相當不便利且須耗費大量時間及成本，並且，拆除後而產生的鋼筋水泥廢棄物，係無法回收進而造成環境的負擔。

而農田溝渠8則係於農田7四周或農田7中，挖除一定的土壤以形成農田溝渠8，然而，由於農田溝渠8之壁面以及底面均係為泥土，因此仍會有雜草生長或是蛇鼠躲藏於其中的問題產生，且農田溝渠8中田水的流動亦會使得農田溝渠8的壁面泥土鬆動而滑落至底面，將導致農田溝渠8漸漸被填平而需要重新挖設；然而，如前所述，若利用鋼筋水泥來補強農田溝渠8之壁面與底面，其建造成本太高、興建時間過長，且不論是建造或是拆除後都會造成環境的負擔。

本創作為改善或減輕前述問題，係提供一種水洗式高爐渣用在製作農田便道鋪面以及農田溝渠鋪面之用途，其包含：以含細料級以下尺寸的水洗式高爐渣製作農田便道鋪面或農田溝渠鋪面；其中，該含細料級以下尺寸的水洗式高爐渣係將高爐渣水洗後成為水洗式高爐渣的泥水，再將水洗式高爐渣的泥水沉降分離後獲得。

又為了達成前述目的，本創作又提供一種水洗 式高爐渣製作的農田便道鋪面以及一種農田溝渠鋪面，其皆係以含細料級以下尺寸的水洗式高爐渣所製成，含細料級以下尺寸的水洗式高爐渣之組成包含一氧化鈣(CaO)、二氧化矽(SiO₂)和三氧化二鋁(Al₂O₃)，且其粒徑尺寸為1毫米以下。

較佳的是，該含細料級以下尺寸的水洗式高爐渣係將高爐渣水洗後成為水洗式高爐渣的泥水，再將水洗式高爐渣的泥水沉降分離後獲得的步驟係包含，由煉鋼廠之高爐中取得的高爐渣經水洗篩分機篩選出30mm以上、12至30mm、8至12mm以及8mm以下之四種尺寸範圍的水洗式高爐渣的泥水。

各尺寸範圍之水洗式高爐渣的泥水接著透過洗砂機水洗以去除其中的沙，再經過磁選機將其中含鐵的殘鋼篩選出來後置於沉降池中沉降分離。

沉降分離係於沉降池中立一隔板，隔板之高度係低於沉降池之周壁，並藉由強力幫浦的輔助，使得部分泥水於隔板之前就沉澱下來，此部分於隔板之前就沉澱下來之泥水即係為含細料級以上尺寸之水洗式高爐渣，而其餘部分未於隔板之前沉澱之泥水，其尺寸更小，故繼續越過隔板而沉降在隔板之後，此部分未於隔板之前沉澱則係為含細料級以下尺寸的水洗式高爐渣。

除上述含細料級以下尺寸的水洗式高爐渣的獲得方式外，台灣專利I374192與I400335所提及的獲得方式亦合併於本案做為參考；然而，本創作並不侷限在上述方法所獲得含細料級以下尺寸的水洗式高爐渣，而是能 夠利用任何方法或裝置所製造的含細料級以下尺寸的水洗式高爐渣，只要是將水洗式高爐渣用在製作農田便道鋪面和農田溝渠鋪面的用途皆屬於本創作的範疇。

較佳的是，沉降在隔板之後的含細料級以下尺寸的水洗式高爐渣係被挖出後置於廠房內自然乾燥至一定程度並仍保有水份，其中，乾燥的程度可依需求而調整。

較佳的是，含細料級以下尺寸的水洗式高爐渣自然乾燥後即可運送至預定鋪設之地點，並鋪設於農田便道之表面或農田溝渠之壁面和底面，再以機械(怪手、鏟車或小型壓路機等)或人工的方式抹平並施以外力使其緊實，最後藉由日曬使得含細料級以下尺寸的水洗式高爐渣完全乾燥並且膠結固化，即完成農田便道鋪面或農田溝渠鋪面之鋪設。

另擇的是，其係於一農田溝渠內係裝設一水管，含細料級以下尺寸的水洗式高爐渣製作之農田溝渠鋪面係鋪設於該水管之上。

因現有之水洗式高爐渣係用於肥料或水泥添加物，其需先透過高熱能將現有之水洗式高爐渣乾燥後再經粉碎研磨乾式處理成粉末細料，故需要耗費大量能源；而本創作之含細料級以下尺寸的水洗式高爐渣係用於製作農田便道鋪面和農田溝渠鋪面，其自然乾燥時所保有之水份對於鋪面鋪設是有利的，其可避免運送途中該含細料級以下尺寸的水洗式高爐渣隨風飛散造成空氣汙染，而乾燥亦採自然乾燥可大幅降低能源的利用，十分符合經濟效益。

較佳的是，水洗式高爐渣的泥水中的成分係包 含一氧化鈣、二氧化矽和三氧化二鋁，其於乾燥後具有膠結之特性；因此當將含細料級以下尺寸的水洗式高爐渣傾倒並披覆在鋪面預定興建之處，並將其抹平，經由日曬曬乾水分後使其中之一氧化鈣、二氧化矽和三氧化二鋁膠結固化即可形成鋪面，因此製程簡單，無須耗費多餘的能量和經費。

較佳的是，含細料級以下尺寸的水洗式高爐渣在潮濕時結構鬆軟，而一但乾燥膠結固化後就相當密實，因此在鋪設含細料級以下尺寸的水洗式高爐渣製作成之農田便道鋪面或農田溝渠鋪面於農田便道或農田溝渠後，農田便道鋪面或農田溝渠鋪面將可以提高保護農田便道或農田溝渠之強度，使農田便道或農田溝渠不會長草、蛇無法隱藏於其中，亦不會有田鼠挖洞而造成土壤破損的問題，更不需以人工或除草劑去除雜草，則不會有人力耗費及除草劑汙染農田生態及作物的問題。

再者，由於含細料級以下尺寸的水洗式高爐渣，其於乾燥膠結固化後就相當密實，因此於下雨時雨水無法滲入由含細料級以下尺寸的水洗式高爐渣所製得的農田便道鋪面，亦不會使得農田便道變得泥濘，令耕作車輛行走平穩，更不會有陷於泥濘中而無法動彈之情形發生。

此外，本創作之含細料級以下尺寸的水洗式高爐渣係為再生物資，其相較於水泥而言係具有低成本及環保之優點；而當需要將含細料級以下尺寸的水洗式高爐渣製作的農田便道鋪面或農田溝渠鋪面拆除時，由於其原料係細料級以下尺寸的水洗式高爐渣，令其相較於鋼筋水泥 建造的農田便道而言具有較低的結構強度，而便於破碎拆除則可節省時間及成本；並且，破碎拆除後產生的農田便道鋪面塊或農田溝渠鋪面塊係可進一步壓碎成小尺寸直接與農田土壤混合，而作為土壤改質劑使用，相當環保。

較佳的是，含細料級以下尺寸的水洗式高爐渣是將粒徑尺寸為8毫米以下的高爐渣經水洗及沉降分離後獲得。

較佳的是，粒徑尺寸為8毫米以下的高爐渣於水洗後成為水洗式高爐渣的泥水，水洗式高爐渣的泥水係先經磁選篩出含鐵的殘鋼，再行沉降分離而獲得含細料級以下尺寸的水洗式高爐渣。

較佳的是，含細料級以下尺寸的水洗式高爐渣係為粒徑尺寸1毫米以下之水洗式高爐渣。

本創作將含細料級以下尺寸的水洗式高爐渣用於製作農田便道鋪面或農田溝渠鋪面，其成本低廉且環保；而因含細料級以下尺寸的水洗式高爐渣乾燥膠結固化後相當密實，因此其所製成之農田便道鋪面或農田溝渠鋪面不會生長雜草、因此無須另外噴灑除草劑，也能保護農田便道於雨天時不會被沖刷掉或是產生泥濘，使得與後車輛仍可正常通行，農田溝渠亦不會因田水流動而逐漸填平；當農田便道或農田溝渠不再使用或改道時，本創作之水洗式高爐渣製作的農田便道鋪面與農田溝渠鋪面，係能就地破碎與農田土壤混合，作為土壤改質劑使用，進而可節省額外廢棄物處理及土壤改質劑費用；另，本案控制含細料級以下尺寸的水洗式高爐渣之粒徑尺寸大小，使得所 製程之農田便道鋪面或農田溝渠鋪面的強度係介在車輛和農耕人員能走動與方便拆除的範圍內。

1‧‧‧農田便道鋪面

2‧‧‧農田溝渠鋪面

6‧‧‧農田便道

7‧‧‧農田

8‧‧‧農田溝渠

9‧‧‧水管

圖1為鋪設有農田便道鋪面和農田溝渠鋪面之農田便道、農田溝渠之一剖面示意圖。

圖2為鋪設有農田便道鋪面和農田溝渠鋪面之農田便道、農田溝渠之另一剖面示意圖。

圖3為現有之農田、農田便道及農田溝渠示意圖。

以下係透過具體實施例對本創作進行說明。

將煉鋼廠中之高爐中取得的高爐渣以水洗篩分機篩選出粒徑尺寸8毫米以下之高爐渣，接著將粒徑尺寸8毫米以下之高爐渣送至洗砂機內水洗以去除其中的沙而得到水洗式高爐渣的泥水，水洗式高爐渣的泥水中的主要成分係為一氧化鈣、二氧化矽和三氧化二鋁。

再透過磁選機將水洗式高爐渣的泥水中含鐵的殘鋼篩出後可得經磁選的水洗式高爐渣的泥水。

接著將經磁選的水洗式高爐渣的泥水置於沉降池中進行沉降，其係於沉降池中設立一隔板，該隔板之高度係低於沉降池之周壁，並藉由強力幫浦的輔助，使得部分經磁選的水洗式高爐渣的泥水於隔板之前就沉澱下來，此部分於隔板之前就沉澱下來之泥水即係為細料級以上尺寸之水洗式高爐渣；而其餘部分未於隔板之前沉澱之 經磁選的水洗式高爐渣的泥水，其尺寸更小(平均粒徑為1毫米以下)，故繼續越過隔板而沉降在隔板之後，此部分未於隔板之前沉澱則係為含細料級以下尺寸的水洗式高爐渣。

將含細料級以下尺寸的水洗式高爐渣挖出後放置於廠房內自然乾燥至一定程度並仍保有水份，即可得經自然乾燥但保有水份之含細料級以下尺寸的水洗式高爐渣。

接著將經自然乾燥但保有水份之含細料級以下尺寸的水洗式高爐渣運送至農田便道鋪面或農田溝渠鋪面興建預定地，如圖1所示，接著將經自然乾燥但保有水份之含細料級以下尺寸的水洗式高爐渣塗佈於農田便道6之表面或農田溝渠8之壁面和底面，再以機械(怪手、鏟車或小型壓路機等)或人工的方式抹平並施以外力使其緊實，最後藉由日曬使得經自然乾燥但保有水份之含細料級以下尺寸的水洗式高爐渣完全乾燥並且膠結固化，即可完成農田便道鋪面1或農田溝渠鋪面2之鋪設。

又如圖2所示，亦可將經自然乾燥但保有水份之含細料級以下尺寸的水洗式高爐渣填補於裝設有水管9之農田溝渠8，並將其抹平使之與周圍地面齊高，待日曬使其完全乾燥並膠結固化後，即完成農田溝渠鋪面2之鋪設。

如附件一所示，現有技術的農田溝渠多半由泥土所建構而成，在未鋪設水洗式高爐渣前，現有技術的農田溝渠不僅有雜草叢生的問題，老鼠、蛇類更容易躲藏在 其中，而危害到農夫的生命安全、降低農田溝渠的使用性；反觀附件二，使用本創作含細料級以下尺寸的水洗式高爐渣所鋪設而成之農田溝渠鋪面則能完全杜絕雜草叢生的問題，從而免除農民需使用除草劑整理農田溝渠的不便利性。

本創作之原料係為煉鋼廠高爐熔煉之後的廢棄物，其取得容易、價格便宜，將可有效降低興建農田便道鋪面以及農田溝渠鋪面之費用，且讓廢棄物再利用亦符合環保的概念；而鋪設農田便道鋪面或農田溝渠鋪面後可避免雜草之叢生、蛇鼠的窩藏、溝渠的填平，將可以擁有協助農民減少除草劑之費用、增進在農作時之安全以及免去重新開挖溝渠的費用等優點，且當農田便道鋪面或農田溝渠鋪面不需使用時，也可直接破碎後做為土壤改質劑使用。

另，由於含細料級以下尺寸的水洗式高爐渣挖出後係放置於廠房內自然乾燥，因此不需要額外加熱烘乾，將可以有效的減少能源的使用；且自然乾燥之一定程度仍保有水份，藉由保有的水份將可以避免運送途中經自然乾燥但保有水份之含細料級以下尺寸的水洗式高爐渣因被風吹得到處飄散而造成空氣汙染，將能降低運送時所需之保護設備的要求。

以上所述僅是本創作的較佳實例而已，並非對本創作做任何形式上的限制，雖然本創作已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本創作，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本創作技術方案的範圍內，當可利用上述揭示的技術內容做出些許更動或修飾為等同 變化的等效實施例，但凡是未脫離本創作之技術方案的內容，依據本創作的技術實質對以上實施例作任何簡單修改、等同變化與修改，均仍屬於本創作技術方案的範圍內。

1‧‧‧農田便道鋪面

2‧‧‧農田溝渠鋪面

6‧‧‧農田便道

7‧‧‧農田

8‧‧‧溝渠

Claims (4)

1. 一種水洗式高爐渣用在製作農田溝渠鋪面之用途，其包含：以含細料級以下尺寸的水洗式高爐渣製作農田溝渠鋪面；其中，該含細料級以下尺寸的水洗式高爐渣係將高爐渣水洗後成為水洗式高爐渣的泥水，再將水洗式高爐渣的泥水沉降分離後獲得。
2. 依據請求項1所述之水洗式高爐渣用在製作農田溝渠鋪面之用途，含細料級以下尺寸的水洗式高爐渣是將粒徑尺寸為8毫米以下的高爐渣經水洗及沉降分離後獲得。
3. 依據請求項1所述之水洗式高爐渣用在製作農田溝渠鋪面之用途，水洗式高爐渣的泥水中的成分係包含一氧化鈣(CaO)、二氧化矽(SiO₂)和三氧化二鋁(Al₂O₃)。
4. 依據請求項1所述之水洗式高爐渣用在製作農田溝渠鋪面之用途，於沉降分離後，含細料級以下尺寸的水洗式高爐渣係堆放於室內自然乾燥至一定程度並仍保有水份，並鋪設於一農田溝渠後經由日曬至乾燥膠結而形成該農田溝渠鋪面。