(57)【要約】冷間強度が従来の固化材と同等以上であり、かつ、熱間強度の発現性に優れる、鉱石粉のペレタイジングに使用する鉱石粉の熱間強度増進固化材、それを用いたペレット、及びその製造方法を提供する。  セメント若しくは石灰のいずれか一種又は二種と、スラグ、及び珪酸質物質を配合してなり、化学組成が、ＣａＯ、Ａｌ２Ｏ３、及びＳｉＯ２の合計中、ＣａＯが３〜５６％、Ａｌ２Ｏ３が３〜４０％、及びＳｉＯ２が３０〜８６％である、鉱石粉の熱間強度増進固化材、セメント若しくは石灰のいずれか一種又は二種、スラグ、及び珪酸質物質の配合割合が、セメント若しくは石灰のいずれか一種又は二種１〜７６部、スラグ２〜９５部、及び珪酸質物質２〜９５部である該固化材、さらに、石膏を含有してなる該固化材、鉱石粉、該固化材、及び水を含有してなるペレット、該固化材が、鉱石粉１００部に対して、３〜２０部である該ペレットであり、水／（鉱石粉＋該固化材）比が０．０３〜０．３である該ペレット、並びに、該ペレットの製造方法を構成とする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメント若しくは石灰のいずれか一種又は二種と、スラグ、及び珪酸質物質を配合してなり、化学組成が、ＣａＯ、Ａｌ２Ｏ３、及びＳｉＯ２の合計中、ＣａＯが３〜５６％、Ａｌ２Ｏ３が３〜４０％、及びＳｉＯ２が３０〜８６％であることを特徴とする、鉱石粉の熱間強度増進固化材。
【請求項２】
セメント若しくは石灰のいずれか一種又は二種と、スラグ、及び珪酸質物質の配合割合が、セメント若しくは石灰のいずれか一種又は二種１〜７６部、スラグ２〜９５部、及び珪酸質物質２〜９５部である請求項１に記載の鉱石粉の熱間強度増進固化材。
【請求項３】
前記珪酸質物質のＳｉＯ２成分が４５％以上である請求項１に記載の鉱石粉の熱間強度増進固化材。
【請求項４】
さらに、石膏を含有してなる請求項１に記載の鉱石粉の熱間強度増進固化材。
【請求項５】
前記石膏が前記固化材１００部中、５部未満である請求項４に記載の鉱石粉の熱間強度増進固化材。
【請求項６】
さらに、減水剤を含有してなる請求項１に記載の鉱石粉の熱間強度増進固化材。
【請求項７】
前記減水剤が前記固化材１００部に対して、０．５〜８部である請求項６に記載の鉱石粉の熱間強度増進固化材。
【請求項８】
前記減水剤がＲ１０（Ａ１０）ｍＲ２［ただし、Ａ１０は炭素数２〜３のオキシアルキレン基の１種又は２種以上の混合物であり、２種以上のときはブロック状に付加していてもランダム状に付加していてもよく、Ｒ１は炭素数２〜５のアルケニル基、Ｒ２は炭素数１〜４のアルキル基、ｍはオキシアルキレン基の平均付加モル数で２０〜１５０である］で示されるアルケニルエーテル、及びＺ［Ｏ（Ａ２０）ｎＲ３］ａ［ただし、Ｚは２〜８の水酸基を含有する化合物の残基であり、Ａ２０は、炭素数２〜３のオキシアルキレン基の１種または２種以上の混合物で、２種以上のときはブロック状に付加していてもランダム状に付加していてもよく、Ｒ３は炭素数２〜５のアルケニル基、ｎはオキシアルキレン基の平均付加モル数で０または１以上の数であり、ａは２〜８である］で示されるポリアルケニルエーテルと、無水マレイン酸との共重合体からなる請求項６に記載の鉱石粉の熱間強度増進固化材。
【請求項９】
鉱石粉、請求項１〜請求項８のうちのいずれか一項に記載の鉱石粉の熱間強度増進固化材、及び水を含有してなることを特徴とするペレット。
【請求項１０】
前記固化材が、鉱石粉１００部に対して、３〜２０部である請求項９に記載のペレット。
【請求項１１】
水／（鉱石粉＋前記固化材）比が０．０３〜０．３である請求項９に記載のペレット。
【請求項１２】
鉱石粉、請求項１〜請求項８のうちのいずれか一項に記載の鉱石粉の熱間強度増進固化材、及び水を混合したものをペレットに成形し、養生することを特徴とするペレットの製造方法。
【請求項１３】
前記固化材を、鉱石粉１００部に対して、３〜２０部混合する請求項１２に記載のペレットの製造方法。
【請求項１４】
水／（鉱石粉＋前記固化材）比が０．０３〜０．３である請求項１２に記載のペレットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製鉄所、製鋼工場、及び非鉄精錬所等で発生する鉱石粉のペレタイジングに使用する鉱石粉の熱間強度増進固化材、それを用いたペレット、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、製鉄所、製鋼工場、及び非鉄精錬所等の工場内で発生するダストなどの鉱石粉の有効利用や、良質な鉱物資源の枯渇を背景として、鉱石粉のペレタイジングが行なわれている。
鉱石粉のペレタイジング法として、ドラム型やパン型の造粒機を使用して造粒後に焼成する焼成ペレット法や、省エネルギー化を目的として焼成工程を省略したコールドペレット法が知られている。
これら鉱石粉のペレタイジング法で使用する鉱石粉の固化材としては、普通ポルトランドセメントからなる固化材、生石灰と高炉スラグからなる固化材、アルミン酸カルシウム系化合物と微粉末無機質材料からなる固化材、普通ポルトランドセメントとカルシウムアルミネートからなる固化材が知られている（非特許文献１、非特許文献２、特許文献１、特許文献２参照）。
しかしながら、これら固化材を用いた場合には、熱間強度が焼結鉱に比べて小さく、高炉投入後に粉化による通気性の不良が生じ、そのため投入量が制限されるといった課題があった。
ここで、熱間強度とは、例えば、鉱石粉とその熱間強度増進固化材を用いたペレットを高炉へ投入後、６００〜１，０００℃で焼成後の圧縮強度を指し、従来の、普通ポルトランドセメントを使用した固化材では約３〜５Ｎ／ｍｍ２とされている。
一方、冷間強度とは、屋外で養生した後、高炉へ投入する直前の圧縮強度を指し、通常、約３〜１０Ｎ／ｍｍ２が必要とされている。
【非特許文献１】天野繁、阿部幸弘、山口一成、松岡裕直、高野正市、相田実生、守田和之、セメントレスコールドペレットの開発、鉄と鋼、第７７年（１９９１）第６号、ｐｐ．４５〜５２
【非特許文献２】Ｍａｓａｎｏｒｉ  Ｎａｋａｎｏ，Ｍａｓａａｋｉ  Ｎａｉｔｏ，Ｋｅｎｉｃｈｉ  Ｈｉｇｕｃｈｉ  ａｎｄ  Ｋｏｊｉ  Ｍｏｒｉｍｏｔｏ，Ｎｏｎ−ｓｐｈｅｒｉｃａｌ  Ｃａｒｂｏｎ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ  Ａｇｇｌｏｍｅｒａｔｅｓ：Ｌａｂ−ｓｃａｌｅ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ  ａｎｄ  Ｑｕａｌｉｔｙ  Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ，ＩＳＩＪ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，Ｖｏｌ．４４，Ｎｏ．１２，ｐｐ．２０７９〜２０８５（２００４）
【特許文献１】特開平０５−１７１３０３号公報
【特許文献２】特公平０５−０７３７０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、冷間強度が従来の鉱石粉の固化材と同等以上であり、かつ、熱間強度の発現性に優れる、鉱石粉の熱間強度増進固化材、それを用いたペレット、及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、セメント若しくは石灰のいずれか一種又は二種と、スラグ、及び珪酸質物質を配合してなり、化学組成が、ＣａＯ、Ａｌ２Ｏ３、及びＳｉＯ２の合計中、ＣａＯが３〜５６％、Ａｌ２Ｏ３が３〜４０％、及びＳｉＯ２が３１〜８６％である、鉱石粉の熱間強度増進固化材であり、セメント若しくは石灰のいずれか一種又は二種と、スラグ、及び珪酸質物質の配合割合が、セメント若しくは石灰のいずれか一種又は二種１〜７６部、スラグ２〜７６部、及び珪酸質物質２〜９５部である該固化材であり、珪酸質物質のＳｉＯ２成分が４５％以上である該固化材であり、さらに、石膏を含有してなる該固化材であり、石膏が該固化材１００部中、５部未満である該固化材であり、さらに、減水剤を含有してなる該固化材であり、減水剤が該固化材１００部に対して、０．５〜８部である該固化材であり、減水剤がＲ１０（Ａ１０）ｍＲ２［ただし、Ａ１０は炭素数２〜３のオキシアルキレン基の１種又は２種以上の混合物であり、２種以上のときはブロック状に付加していてもランダム状に付加していてもよく、Ｒ１は炭素数２〜５のアルケニル基、Ｒ２は炭素数１〜４のアルキル基、ｍはオキシアルキレン基の平均付加モル数で２０〜１５０である］で示されるアルケニルエーテル、及びＺ［Ｏ（Ａ２０）ｎＲ３］ａ［ただし、Ｚは２〜８の水酸基を含有する化合物の残基であり、Ａ２０は、炭素数２〜３のオキシアルキレン基の１種または２種以上の混合物で、２種以上のときはブロック状に付加していてもランダム状に付加していてもよく、Ｒ３は炭素数２〜５のアルケニル基、ｎはオキシアルキレン基の平均付加モル数で０または１以上の数であり、ａは２〜８である］で示されるポリアルケニルエーテルと、無水マレイン酸との共重合体からなる該固化材であり、鉱石粉、該固化材、及び水を含有してなるペレットであり、該固化材が、鉱石粉１００部に対して、３〜２０部である該ペレットであり、水／（鉱石粉＋該固化材）比が０．０３〜０．３である該ペレットであり、該ペレットの製造方法である。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、冷間強度が従来の固化材と同等以上であり、かつ、熱間強度の発現性に優れる、鉱石粉の熱間強度増進固化材、それを用いたペレット、及びその製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
図１は、室温強度と徐冷強度（熱間強度）に与える減水剤の影響をに示す図である。
図２は、室温強度と徐冷強度（熱間強度）に与える石膏の影響（減水剤を添加した場合）を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明を詳細に説明する。
なお、本発明における部や％は特に規定しない限り質量基準で示す。
本発明は、セメント、スラグ、及び珪酸質物質を配合した、特定の化学組成を有する、鉱石粉の熱間強度増進固化材に関する。
本発明でいう鉱石粉とは、例えば、金鉱、銀鉱、銅鉱、鉛鉱、そう鉛鉱、すず鉱、亜鉛鉱、鉄鉱、硫化鉄鉱、クローム鉄鉱、マンガン鉱、タングステン鉱、モリブデン鉱、ニツケル鉱、及びコバルト鉱等を発生源とするダストを指し、これらのうちの一種又は二種以上が使用可能である。
本発明で使用するセメントは特に限定されるものではなく、通常のセメントが使用可能である。具体的には、普通、早強、超早強、中庸熱、及び低熱等の各種ポルトランドセメント、これらのポルトランドセメントに、石灰石微粉末等を混合したフィラーセメント、廃棄物利用型セメント、いわゆるエコセメントなどが挙げられ、これらのうちの一種又は二種以上が併用可能である。
本発明で使用する石灰とは、化学式がＣａＯで表わされる生石灰や、化学式がＣａ（ＯＨ）２で表わされる消石灰を指す。
生石灰は特に限定されるものではないが、通常、酸化カルシウム（ＣａＯ）が９０％以上の工業製品を用いることができ、また、消石灰とは特に限定されるものではないが、酸化カルシウム（ＣａＯ）が６５％以上の工業製品を用いることができる。これらを併用することも可能である。
石灰の粒度は、ブレーン比表面積値（以下、ブレーン値という）で、２，０００ｃｍ２／ｇ以上が好ましく、３，０００ｃｍ２／ｇ以上がより好ましい。この範囲外では、冷間強度や熱間強度の発現性が低下するおそれがある。
本発明で使用するスラグとしては、高炉で銑鉄を製造する際に副産物として発生する高炉水砕スラグや高炉徐冷スラグ、製鋼工程で発生する転炉スラグや電気炉スラグなどの製鋼スラグが挙げられ、これらのうちの一種又は二種以上が使用可能であり、経済性や入手しやすさから高炉水砕スラグの使用が好ましい。
スラグの粒度は、ブレーン値で、２，０００ｃｍ２／ｇ以上が好ましく、３，０００ｃｍ２／ｇ以上がより好ましい。この範囲外では、冷間強度や熱間強度の発現性が低下するおそれがある。
本発明で使用する珪酸質物質としては、化学成分としてＳｉＯ２成分を４５％以上含む材料を指し、例えば、シリカフューム、フライアッシュ、粗粒アッシュ（石炭灰）、火山灰、けいそう土、珪酸白土、溶融シリカ、シラスバルーン、珪砂、及びライスハスクアッシュ（もみ殻灰）などが挙げられ、これらのうちの一種又は二種以上が使用可能である。このうち、経済性からもフライアッシュの使用が好ましい。
珪酸質物質の粒子形状は、粒子の充填性や焼結反応時のネック成長のしやすさからも球状であることが好ましい。
また、高炉操業時に支障となるナトリウム、カリウム、及びリン成分をなるべく含まない珪酸質物質の使用が好ましい。
珪酸質物質の粒度は、ブレーン値で、２，０００ｃｍ２／ｇ以上が好ましく、３，０００ｃｍ２／ｇ以上がより好ましい。この範囲外では、冷間強度や熱間強度の発現性が低下するおそれがある。
セメント若しくは石灰のいずれか一種又は二種と、スラグ、及び珪酸質物質の配合割合は特に限定されるものではないが、セメント若しくは石灰のいずれか一種又は二種１〜７６部、スラグ２〜９５部、及び珪酸質物質２〜９５部が好ましい。セメントを使用する場合には、セメント１〜７６部、スラグ２〜７６部、及び珪酸質物質２〜９５部がより好ましく、セメント３〜７５部、スラグ４〜７４部、及び珪酸質物質４〜８５部が特に好ましい。石灰を使用する場合には、石灰１〜５０部、スラグ２〜９５部、及び珪酸質物質３〜９５部がより好ましく、石灰２〜４８部、スラグ４〜９３部、及び珪酸質物質５〜９３部が特に好ましい。この範囲外では、冷間強度や熱間強度が充分に得られなくなるおそれがある。
本発明では、冷間強度の向上を目的として、セメント若しくは石灰のいずれか一種又は二種と、スラグ、及び珪酸質物質を配合してなり、化学組成が、ＣａＯ、Ａｌ２Ｏ３、及びＳｉＯ２の合計中、ＣａＯが３〜５６％、Ａｌ２Ｏ３が３〜４０％、及びＳｉＯ２が３０〜８６％である、鉱石粉の熱間強度増進固化材（以下、本固化材という）に石膏を含有させることが可能である。
ここで石膏としては、二水石膏、半水石膏、ＩＩ型無水石膏、又はＩＩＩ型無水石膏が挙げられ、そのうち、ＩＩ型無水石膏、ＩＩＩ型無水石膏が好ましい。
石膏の含有量は、５部未満が好ましく、３部未満がより好ましい。石膏の含有量がこの範囲以上になると、熱間強度の低下が生じるおそれがある。
石膏の粒度は、ブレーン値で、２，０００ｃｍ２／ｇ以上が好ましく、３，０００ｃｍ２／ｇ以上がより好ましい。この範囲外では、冷間強度や熱間強度の発現性が低下するおそれがある。
本発明では、熱間強度をさらに向上するために減水剤をさらに使用することが好ましい。減水剤の種類としては、アルキルアリルスルホン酸塩、ナフタレンスルホン酸塩、メラミンスルホン酸塩のホルマリン縮合物、ポリカルボンサン系高分子化合物等が挙げられ、これらの１種又は２種以上の減水剤を使用するものであり、液状、粉状のいずれも使用できる。なかでもＲ１０（Ａ１０）ｍＲ２［ただし、Ａ１０は炭素数２〜３のオキシアルキレン基の１種または２種以上の混合物であり、２種以上のときはブロック状に付加していてもランダム状に付加していてもよく、Ｒ１は炭素数２〜５のアルケニル基、Ｒ２は炭素数１〜４のアルキル基、ｍはオキシアルキレン基の平均付加モル数で２０〜１５０である］で示されるアルケニルエーテル、及びＺ［Ｏ（Ａ２０）ｎＲ３］ａ［ただし、Ｚは２〜８の水酸基を含有する化合物の残基であり、Ａ２０は、炭素数２〜３のオキシアルキレン基の１種または２種以上の混合物で、２種以上のときはブロック状に付加していてもランダム状に付加していてもよく、Ｒ３は炭素数２〜５のアルケニル基、ｎはオキシアルキレン基の平均付加モル数で０または１以上の数であり、ａは２〜８である］で示されるポリアルケニルエーテルと、無水マレイン酸との共重合体からなる減水剤の使用が好ましい。
減水剤の使用量は、固化材１００部に対して、０．５〜８部が好ましく、１〜６部がより好ましい。０．５部未満では効果がなく、８部を超えると熱間強度の向上が認められなかったり、不経済となったりするため好ましくない。
本発明では、セメントとスラグとして高炉セメントを、また、セメントと珪酸質物質としてシリカセメントやフライアッシュセメントの混合セメントを使用することも可能である。
本固化材の化学組成は、ＣａＯ、Ａｌ２Ｏ３、及びＳｉＯ２の合計中、ＣａＯ  ３〜５６％、Ａｌ２Ｏ３  ３〜４０％、ＳｉＯ２  ３０〜８６％であり、ＣａＯ  ７〜４５％、Ａｌ２Ｏ３  ５〜３５％、ＳｉＯ２  ３２〜７６％が好ましい。この範囲外では充分な熱間強度が得られなくなるおそれがある。
これら使用材料を混合する方法は特に限定されるものではなく、ペレタイジングする前にあらかじめ混合したり、あるいはペレタライジング中に各使用材料を混合したりすることも可能である。
本固化材の粒度は、ブレーン値で、２，０００ｃｍ２／ｇ以上が好ましく、４，０００ｃｍ２／ｇ以上がより好ましい。この範囲外では、冷間強度が低下するおそれがある。
本固化材の使用量は、鉱石粉１００部に対して、３〜２０部が好ましく、５〜１５部がより好ましい。この範囲未満では冷間強度と熱間強度の発現性が不良となるおそれがあり、この範囲より多くなると不経済となるため好ましくない。
水／（鉱石粉＋本固化材）比は特に限定されるものではないが０．０３〜０．３が好ましく、０．０５〜０．２がより好ましい。この範囲未満では冷間強度が不良となるおそれがあり、高炉投入後の還元反応が不良となるおそれがある。また、この範囲を超えると、焼成後に熱収縮によるひび割れが生じて熱間強度が低下するおそれがある。
本固化材を用いたペレットの製造には、高炉に投入後のペレットの還元性の向上のために、コークス粉を加えることが可能である。
また、減水剤、高性能減水剤、ＡＥ減水剤、流動化剤、増粘剤、収縮低減剤、及び凝結調整剤等のうちの一種又は二種以上を、本発明の目的を阻害しない範囲で使用することが可能である。
本固化材を用いたペレットの製造方法は特に限定されるものではなく、例えば、ドラム型やパン型の造粒機を使用した造粒のほか、加圧成形法、湿式加圧成形法、及び押出成形法等が挙げられる。
また、製造したペレットの養生方法は特に限定されるものではなく、常温常圧養生のほか、オートクレーブ養生、蒸気養生、湿空養生、又は加熱養生等が挙げられる。
【実施例】
【０００８】
以下、実験例に基づいて、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（実験例１）
表１に示すセメント、スラグ、及び珪酸質物質を配合して、表１に示すＣａＯ、Ａｌ２Ｏ３、及びＳｉＯ２の化学組成を有する固化材を調製した。
鉱石粉１００部に対して、調製した固化材１３部を混合し、鉱石粉と調製した固化材の合計１００部に対して、水を１５部配合して混練物を調製した。
調製した混練物の５０ｇをφ４０ｍｍの金型成形ダイスに詰め、島津製作所社製、ＳＳＰ−１０Ａ型、ＦＴ−ＩＲ用プレス機を用い、成形圧力７．８ＭＰａの荷重をかけて３０秒保持し、保持後、脱型してφ４０×１６ｍｍのペレットを作製した。
作製したペレットを常温常圧養生で養生し、ペレットの冷間強度と熱間強度を測定した。結果を表１に併記する。
＜使用材料＞
セメントａ：電気化学工業社製、商品名「普通ポルトランドセメント」、ブレーン値３，１５０ｃｍ２／ｇ、比重３．１３、ＣａＯ  ７２％、Ａｌ２Ｏ３  ６％、ＳｉＯ２  ２２％
スラグ    ：高炉スラグ、新日鐵高炉セメント社製、商品名「エスメントスーパー６０Ｐ」、ブレーン値６，０００ｃｍ２／ｇ、比重２．９１、ＣａＯ  ４９％、Ａｌ２Ｏ３  １６％、ＳｉＯ２  ３５％
珪酸質物質Ａ：フライアッシュ、石炭火力発電所産、ＪＩＳ  ＩＩ種適合品、ブレーン値３，７００ｃｍ２／ｇ、比重２．３５、ＣａＯ  ６％、Ａｌ２Ｏ３  ２７％、ＳｉＯ２  ６７％
珪酸質物質Ｂ：フライアッシュ、石炭火力発電所産、ＪＩＳ  ＩＩ種適合品、ブレーン値３，７００ｃｍ２／ｇ、比重２．３５、ＣａＯ  ０％、Ａｌ２Ｏ３  ３２％、ＳｉＯ２  ６８％
珪酸質物質Ｃ：フライアッシュ、石炭火力発電所産、ＪＩＳ  ＩＩ種適合品、ブレーン値３，７００ｃｍ２／ｇ、比重２．３７、ＣａＯ  ０％、Ａｌ２Ｏ３  ４６％、ＳｉＯ２  ５４％
珪酸質物質Ｄ：溶融シリカ、電気化学工業社製、商品名「デンカ溶融シリカ」、ＢＥＴ比表面積値１１．３ｍ２／ｇ、比重２．２６、ＣａＯ  ０％、Ａｌ２Ｏ３  ０％、ＳｉＯ２  １００％
珪酸質物質Ｅ：真砂土粉、泉工業株式会社製、ブレーン値１０，４００ｃｍ２／ｇ、比重３．６３、ＣａＯ  ３％、Ａｌ２Ｏ３  ３４％、ＳｉＯ２  ６３％
珪酸質物質Ｆ：γ−２ＣａＯ・ＳｉＯ２、試薬炭酸カルシウムと試薬シリカを、ＣａＯ／ＳｉＯ２モル比が２．０となるように配合し、電気炉中で温度１，５００℃の条件で焼成して合成した。得られた焼成物を冷却後にブレーン値で６，０００ｃｍ２／ｇとした。比重３．０１、ＣａＯ  ６３％、Ａｌ２Ｏ３  ２％、ＳｉＯ２  ３５％
鉱石粉    ：鉄鉱石粉、ヘマタイト鉱、比重４．９５、篩下３ｍｍ品
水        ：水道水
＜養生方法＞
常温常圧養生：ペレットを作製後、ビニール袋に入れて口を輪ゴムで縛って封緘し、２０℃の大気圧環境下で１４日間養生した。
＜測定方法＞
冷間強度  ：作製したペレットを２０℃室温環境下で常温常圧養生し、材齢１４日の圧縮強度を測定した。
熱間強度  ：作製したペレットを２０℃室温環境下で常温常圧養生し、材齢１４日に、窒素雰囲気下、昇温速度１０℃／分、最高温度８６０℃で焼成し、最高温度に到達後、炉外へ取り出し、圧縮強度を測定した。
【表１】
2009014255.tif 000003
表１の結果から、本発明の鉱石粉の熱間強度増進固化材（本固化材）は、熱間強度の向上に優れていることがわかる。
即ち、本固化材は、セメント、スラグ、及び珪酸質物質を適切に配合することにより、比較例と同等以上の冷間強度を示し、かつ、熱間強度の発現性が優れていることがわかる。
化学組成が本発明の範囲内の「ＣａＯ、Ａｌ２Ｏ３、及びＳｉＯ２の合計中、ＣａＯが３〜５６％、Ａｌ２Ｏ３が３〜４０％、及びＳｉＯ２が３０〜８６％」にある固化材を用いたペレットは、冷間強度及び熱間強度が共に優れている（実験Ｎｏ．１−２〜１−６、Ｎｏ．１−９〜１−１３、Ｎｏ．１−１５〜１−２０、１−２２、１−２３）。ＣａＯが３％未満であると、熱間強度は高いが冷間強度が極端に低下し（実験Ｎｏ．１−１）、ＣａＯが５６％を超えると、冷間強度は高いが熱間強度の発現性が十分でなく（実験Ｎｏ．１−７）、Ａｌ２Ｏ３が３％未満であると、熱間強度は高いが冷間強度が低下し（実験Ｎｏ．１−８）、Ａｌ２Ｏ３が４０％を超えると、冷間強度、熱間強度が共に低下し（実験Ｎｏ．１−１４）、ＳｉＯ２が３０％未満であると、冷間強度は高いが熱間強度の発現性が十分でなく、ＳｉＯ２が８６％を超えると、冷間強度、熱間強度が共に低下する（実験Ｎｏ．１−２１）ので、固化材の化学組成は、上記の範囲が好ましい。
（実験例２）
表２に示すセメント、スラグ、及び珪酸質物質を配合したこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表２に併記する。
【表２】
2009014255.tif 000004
表２の結果から、本固化材は、熱間強度の向上に優れていることがわかる。
即ち、本固化材は、セメント、スラグ、及び珪酸質物質を適切に配合することにより、比較例と同等以上の冷間強度を示し、かつ、熱間強度の発現性が優れていることがわかる。
（実験例３）
表３に示すセメント、スラグ、及び珪酸質物質を使用したこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表３に併記する。
＜使用材料＞
セメントｂ：中庸熱ポルトランドセメント、電気化学工業社製、商品名「デンカ中庸熱ポルトランドセメント」、ブレーン値３，０５０ｃｍ２／ｇ、比重３．２０、ＣａＯ  ７０％、Ａｌ２Ｏ３  ４％、ＳｉＯ２  ２６％
セメントｃ：低熱ポルトランドセメント、太平洋セメント社製、商品名「低熱ポルトランドセメント」、ブレーン値３，４７０ｃｍ２／ｇ、比重３．２１、ＣａＯ  ６９％、Ａｌ２Ｏ３  ３％、ＳｉＯ２  ２８％
高炉セメント：電気化学工業社製、商品名「デンカ高炉セメント」、ブレーン値３，９７０ｃｍ２／ｇ、比重３．０５、ＣａＯ  ６３％、Ａｌ２Ｏ３  ９％、ＳｉＯ２  ２８％
フライアッシュセメント：電気化学工業社製、商品名「デンカフライアッシュセメント（Ｂ種）」、ブレーン値３，５００ｃｍ２／ｇ、比重２．９６、ＣａＯ  ７１％、Ａｌ２Ｏ３  ５％、ＳｉＯ２  ２４％
【表３】
2009014255.tif 000005
表３の結果から、本発明の熱間強度増進固化材は、セメントの種類に関わらず、熱間強度の向上に優れていることがわかる。また、高炉セメントと珪酸質物質、フライアッシュセメントとスラグを適切に配合することによって、本発明の機能が発現できることがわかる。
（実験例４）
表４に示すセメント、スラグ、珪酸質物質、及び石膏を配合したこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表４に併記する。
＜使用材料＞
無水石膏  ：タイ産、ＩＩ型天然無水石膏、ブレーン値８，１００ｃｍ２／ｇ、比重２．９４、ＣａＯ  ９５％、Ａｌ２Ｏ３  ２％、ＳｉＯ２  ３％
【表４】
2009014255.tif 000006
表４の結果から、本固化材は、石膏を適切な量含有することで冷間強度の向上が図れることがわかる。
即ち、本発明の熱間強度増進固化材は、セメント、スラグ、珪酸質物質、及び石膏を適切に配合することによって、比較例と比べると冷間強度の向上が図れ、かつ、熱間強度の発現性が優れていることがわかる。
（実験例５）
セメントａ３２部、スラグ４４部、及び珪酸質物質Ａ２４部使用して固化材を調製し、鉄鉱石粉１００部に対して、表５に示す量混合したこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表５に併記する。
【表５】
2009014255.tif 000007
表５の結果から、本固化材は、鉱石粉への適切な量を配合することで、比較例と同等以上の冷間強度を示し、かつ、熱間強度の発現性が優れていることがわかる。
（実験例６）
セメントａ３２部、スラグ４４部、及び珪酸質物質Ａ２４部使用して固化材を調製し、鉱石粉１００部に対して、調製した固化材１３部を混合し、鉱石粉と調製した固化材の合計１００部に対して、表６に示す水を配合したこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表６に併記する。
【表６】
2009014255.tif 000008
表６の結果から、本固化材は、水／（鉱石粉＋本固化材）比を適切な範囲にすることで熱間強度の向上が図れることがわかる。
即ち、本発明の熱間強度増進固化材は、セメント、スラグ、珪酸質物質を配合し、適切な水／（鉱石粉＋本固化材）比とすることによって、比較例と同等以上の冷間強度を示し、かつ、熱間強度の発現性が優れていることがわかる。
（実験例７）
セメントａ３２部、スラグ４４部、及び珪酸質物質Ａ２４部使用して固化材を調製し、鉄鉱石粉１００部に対して、調製した固化材１３部を混合し、鉄鉱石と調製した固化材の合計１００部に対して、水を１５部を配合してペレットを作製した。
作製したペレットの造粒後の養生方法を表７に示すとおり変えたこと以外は、実験例１と同様に行なった。結果を表７に併記する。
＜養生方法＞
蒸気養生  ：ペレットを作製後、２時間前置きした後、昇温１５℃／分、最高温度７０℃で３時間保持の条件で蒸気養生した。翌日、養生槽から取り出し、２０℃環境下で１３日間養生した。
オートクレーブ養生：ペレットを作製後、気圧窯へ投入し、蒸気圧１０気圧、温度１７０℃の環境下で６時間養生した。養生後、２０℃の室温環境下で１４日まで養生した。
湿空養生  ：ペレットを作製後、湿度１００％、２０℃の室温環境下で１４日間養生した。
加熱養生  ：ペレットを作製後、封かんして２０℃室温環境下で１日養生した。２０℃環境下で１日養生後、４０℃の乾燥機中で１３日間養生した。
【表７】
2009014255.tif 000009
表７の結果から、本固化材は、養生方法に関わらず熱間強度に優れていることがわかる。
（実験例８）
セメントａ５０部、スラグ４０部、珪酸質物質Ａ１０部、及び無水石膏１部を配合し、減水剤の添加量を固形分で０、０．６、１．２、３．０質量部（水溶液での添加率は、それぞれ０、１．０、２．０、５．０質量部）と変えたこと以外は実験例４と同様に行った。強度の測定結果を表８に示す。また、冷間強度と熱間強度に与える減水剤の影響を図１に示す。
＜使用材料＞
減水剤  ：市販品、ポリアルケニルエーテルと無水マレイン酸との共重合体、６０％水溶液
【表８】
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表８及び図１から、本固化材は、減水剤を添加すると、添加率に比例して冷間強度、熱間強度ともに向上することがわかる。即ち、本発明の熱間強度増進固化材は、セメント、スラグ、珪酸質物質、石膏、及び減水剤を適切に配合することによって、比較例と比べると冷間強度の向上が図れ、かつ、熱間強度の発現性が優れていることがわかる。
（実験例９）
セメントａ５０部、スラグ４０部、珪酸質物質Ａ１０部、及び減水剤１部（固形分）を配合し、無水石膏の配合量を０、１、２、３部と変えたこと以外は実験例８と同様に行った。強度の測定結果を表９に示す。また、冷間強度と熱間強度に与える石膏の影響（減水剤を添加した場合）を図２に示す。
【表９】
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表９及び図２から、減水剤を添加した場合、熱間強度は、無水石膏の配合量が２部までは向上するが、３部以上では、効果がないないことがわかる。
（実験例１０）
表１０に示す石灰、スラグ、及び珪酸質物質を配合して、表１０に示すＣａＯ、Ａｌ２Ｏ３、及びＳｉＯ２の化学組成を有する固化材を調製したこと以外には実験例１と同様に行った。結果を表１０に併記する。
＜使用材料＞
石灰ａ    ：生石灰、和光純薬工業社製、試薬特級、粉砕品、ブレーン値６，０００ｃｍ２／ｇ、比重３．３１、ＣａＯ  １００％、Ａｌ２Ｏ３  ０％、ＳｉＯ２  ０％
【表１０】
2009014255.tif 000012
表１０の結果から、本固化材は、熱間強度の向上に優れていることがわかる。
即ち、本固化材は、石灰、スラグ、及び珪酸質物質を適切に配合することにより、比較例と同等以上の冷間強度を示し、かつ、熱間強度の発現性が優れていることがわかる。
化学組成が本発明の範囲内の「ＣａＯ、Ａｌ２Ｏ３、及びＳｉＯ２の合計中、ＣａＯが３〜５６％、Ａｌ２Ｏ３が３〜４０％、及びＳｉＯ２が３０〜８６％」にある固化材を用いたペレットは、冷間強度及び熱間強度が共に優れている（実験Ｎｏ．１０−２〜１０−６、Ｎｏ．１０−９〜１０−１３、Ｎｏ．１０−１６〜１０−２０、１０−２２、１０−２３）。これに対して、ＣａＯが３％未満であると、熱間強度は高いが冷間強度が極端に低下し（実験Ｎｏ．１０−１）、ＣａＯが５６％を超えると、冷間強度は高いが熱間強度の発現性が十分でなく（実験Ｎｏ．１０−７）、Ａｌ２Ｏ３が３％未満であったりＡｌ２Ｏ３が４０％を超えると、熱間強度は高いが冷間強度が低下し（実験Ｎｏ．１０−８、実験Ｎｏ．１０−１４）、ＳｉＯ２が３０％未満であると、冷間強度は高いが熱間強度の発現性が十分でなく（実験Ｎｏ．１０−１５）、ＳｉＯ２が８６％を超えると、熱間強度は高いが冷間強度が極端に低下する（実験Ｎｏ．１０−２１）ので、固化材の化学組成は、上記の範囲が好ましい。
（実験例１１）
表１１に示す石灰、スラグ、及び珪酸質物質を配合したこと以外は実験例１０と同様に行った。結果を表１１に併記する。
＜使用材料＞
石灰ｂ    ：消石灰、和光純薬工業社製、試薬特級、粉砕品、ブレーン値６，０００ｃｍ２／ｇ、比重２．０８、ＣａＯ  １００％、Ａｌ２Ｏ３  ０％、ＳｉＯ２  ０％
【表１１】
2009014255.tif 000013
表１１の結果から、本固化材は、熱間強度の向上に優れていることがわかる。
即ち、本固化材は、石灰、スラグ、及び珪酸質物質を適切に配合することにより、比較例と同等以上の冷間強度を示し、かつ、熱間強度の発現性が優れていることがわかる。
（実験例１２）
表１２に示す石灰、スラグ、及び珪酸質物質を配合したこと以外は実験例１０と同様に行った。結果を表１２に併記する。
【表１２】
2009014255.tif 000014
表１２の結果から、本固化材は、熱間強度の向上に優れていることがわかる。
即ち、本固化材は、石灰、スラグ、及び珪酸質物質を適切に配合することにより、比較例と同等以上の冷間強度を示し、かつ、熱間強度の発現性が優れていることがわかる。
（実験例１３）
表１３に示す石灰、スラグ、及び珪酸質物質を配合したこと以外は実験例１０と同様に行った。結果を表１３に併記する。
【表１３】
2009014255.tif 000015
表１３の結果から、本固化材は、熱間強度の向上に優れていることがわかる。
即ち、本固化材は、石灰、スラグ、及び珪酸質物質を適切に配合することにより、比較例と同等以上の冷間強度を示し、かつ、熱間強度の発現性が優れていることがわかる。
（実験例１４）
表１４に示す石灰、スラグ、珪酸質物質、及び石膏を配合したこと以外は実験例１０と同様に行った。結果を表１４に併記する。
＜使用材料＞
無水石膏  ：タイ産、ＩＩ型天然無水石膏、ブレーン値８，１００ｃｍ２／ｇ、比重２．９４、ＣａＯ  ９５％、Ａｌ２Ｏ３  ２％、ＳｉＯ２  ３％
【表１４】
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表１４の結果から、本固化材は、石膏を適切な量含有することで、冷間強度の向上が図れることがわかる。
即ち、本固化材は、石灰、スラグ、珪酸質物質、及び石膏を適切に配合することにより、比較例と比べると冷間強度の向上が図れ、かつ、熱間強度の発現性が優れていることがわかる。
（実験例１５）
石灰ａ３部、スラグ２７部、及び珪酸質物質Ａ７０部使用して固化材を調製し、鉱石粉１００部に対して、表１５に示す量混合したこと以外は実験例１０と同様に行った。結果を表１５に併記する。
【表１５】
2009014255.tif 000017
表１５の結果から、本固化材は、鉱石粉への適切な量を配合することで、比較例と同等以上の冷間強度を示し、かつ、熱間強度の発現性が優れていることがわかる。
（実験例１６）
石灰ａ３部、スラグ２７部、及び珪酸質物質Ａ７０部使用して固化材を調製し、鉱石粉１００部に対して、調製した固化材１３部を混合し、鉱石粉と調製した固化材の合計１００部に対して、表１６に示す水を配合したこと以外は実験例１０と同様に行った。結果を表１６に併記する。
【表１６】
2009014255.tif 000018
表１６の結果から、本固化材は、水／（鉱石粉＋本固化材）比を適切な範囲にすることで熱間強度の向上が図れることがわかる。
即ち、本固化材は、石灰、スラグ、及び珪酸質物質を配合し、適切な水／（鉱石粉＋本固化材）比とすることにより、比較例と同等以上の冷間強度を示し、かつ、熱間強度の発現性が優れていることがわかる。
（実験例１７）
石灰ａ３部、スラグ２７部、及び珪酸質物質Ａ７０部使用して固化材を調製し、鉱石粉１００部に対して、調製した固化材１３部を混合し、鉱石粉と調製した固化材の合計１００部に対して、水を１５部を配合してペレットを作製した。
作製したペレットの造粒後の養生方法を表１７に示すとおり変えたこと（蒸気養生、オートクレーブ養生、湿空養生、加熱養生の各条件は、実施例７と同じ）以外は、実験例１０と同様に行なった。結果を表１７に併記する。
【表１７】
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表１７の結果から、本固化材を使用すると、養生方法にかかわらず熱間強度に優れていることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【０００９】
本発明の鉱石粉の熱間強度増進固化材は、従来の固化材と同等以上の冷間強度を発現するのみならず、良好な熱間強度の発現性を得ることができ、製鉄所、製鋼工場、及び非鉄精錬所等で発生する集じんダストのペレタイジングに好適に使用できる。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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