(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
遊離ＣａＯを含有する溶銑脱リン処理スラグに、潜在水硬性またはポゾラン反応性を有するシリカ含有物質を混合して前記溶銑脱リン処理スラグの膨張を抑制した後、エージング処理を行なわないことを特徴とする溶銑脱リン処理スラグの膨張抑制方法。
【請求項２】
前記潜在水硬性またはポゾラン反応性を有するシリカ含有物質の混合比が１ｗｔ％以上であることを特徴とする請求項１に記載の溶銑脱リン処理スラグの膨張抑制方法。
【請求項３】
前記潜在水硬性またはポゾラン反応性を有するシリカ含有物質が平均粒度０．００１〜１．５ｍｍの粉末であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の溶銑脱リン処理スラグの膨張抑制方法。
【請求項４】
前記潜在水硬性またはポゾラン反応性を有するシリカ含有物質が高炉水砕スラグであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の溶銑脱リン処理スラグの膨張抑制方法。
【請求項５】
エージング処理された、遊離ＣａＯを含有する溶銑脱リン処理スラグに、潜在水硬性またはポゾラン反応性を有するシリカ含有物質を混合して前記溶銑脱リン処理スラグの膨張を抑制した後、エージング処理を行なわないことを特徴とするエージング処理された溶銑脱リン処理スラグの膨張抑制方法。
【請求項６】
前記潜在水硬性またはポゾラン反応性を有するシリカ含有物質の混合比が１ｗｔ％以上であることを特徴とする請求項５に記載のエージング処理された溶銑脱リン処理スラグの膨張抑制方法。
【請求項７】
前記潜在水硬性またはポゾラン反応性を有するシリカ含有物質が平均粒度０．００１〜１．５ｍｍの粉末であることを特徴とする請求項５または請求項６に記載のエージング処理された溶銑脱リン処理スラグの膨張抑制方法。
【請求項８】
前記潜在水硬性またはポゾラン反応性を有するシリカ含有物質が高炉水砕スラグであることを特徴とする請求項５から請求項７のいずれか１項に記載のエージング処理された溶銑脱リン処理スラグの膨張抑制方法。
【請求項９】
遊離ＣａＯを含有する溶銑脱リン処理スラグに、潜在水硬性またはポゾラン反応性を有するシリカ含有物質を混合して前記溶銑脱リン処理スラグの膨張を抑制し、該シリカ含有物質を混合した溶銑脱リン処理スラグを、前記シリカ含有物質混合後にエージング処理することなく再生資源とすることを特徴とする再生資源の製造方法。
【請求項１０】
エージング処理された、遊離ＣａＯを含有する溶銑脱リン処理スラグに、潜在水硬性またはポゾラン反応性を有するシリカ含有物質を混合して前記溶銑脱リン処理スラグの膨張を抑制し、該シリカ含有物質を混合したエージング処理された溶銑脱リン処理スラグを、前記シリカ含有物質混合後にエージング処理することなく再生資源とすることを特徴とする再生資源の製造方法。
【請求項１１】
前記潜在水硬性またはポゾラン反応性を有するシリカ含有物質の混合比が１ｗｔ％以上であることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の再生資源の製造方法。
【請求項１２】
前記潜在水硬性またはポゾラン反応性を有するシリカ含有物質が平均粒度０．００１〜１．５ｍｍの粉末であることを特徴とする請求項９から請求項１１のいずれか１項に記載の再生資源の製造方法。
【請求項１３】
前記潜在水硬性またはポゾラン反応性を有するシリカ含有物質が高炉水砕スラグであることを特徴とする請求項９から請求項１２のいずれか１項に記載の再生資源の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶銑脱リン処理時に発生するスラグ、すなわち溶銑脱リン処理スラグの膨張を抑制し、有用な再生資源を得るための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、溶銑の脱リンは、脱リン反応が低温ほど進むという特性を利用して高炉鍋の段階で行う溶銑予備処理法で行われている。
【０００３】
溶銑脱リン処理法ではＣａＯの添加により脱リン処理が行われるが、スラグの融点を下げるために螢石（主成分はＣａＦ2）またはソーダ灰（主成分は炭酸ナトリウム）を投入する場合が多いので、そこで発生する溶銑脱リン処理スラグにはリンの他にフッ素やナトリウムが多く含まれる。
【０００４】
こうした溶銑脱リン処理スラグは、製鋼スラグと同様に放置しておくと激しく膨張、粉化するため、その再生資源としての利用は限られている。溶銑脱リン処理スラグの膨張、粉化は水分の存在下で起こり、遊離ＣａＯが水和反応によって体積膨張することに起因している。
【０００５】
これを抑制する方法として、予めこの水和反応を進行させるエージング処理がある。エージング処理には、大気中に曝しておく自然エージングの他、エージング処理を短期間で終了させるために蒸気や温水を用いて水和反応を促進する蒸気エージングや温水エージングなどの方法がある。
【０００６】
また、特開平７ー２２３８５７号公報には、溶銑予備処理スラグや製鋼スラグに石炭灰、シルトあるいは平均粒度０．０１〜１．２ｍｍの高炉水砕スラグなどの含シリカ微粉末を添加してエージング処理時間を短縮させる方法が開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のいずれの方法においてもエージング処理を行う必要があり、時間がかかるとともに、コスト高になる。
【０００８】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、エージング処理を行わなくても従来以上に溶銑脱リン処理スラグの膨張を抑制し、有用な再生資源を得るための方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、以下の特徴を有する本発明により解決される。
（１）、遊離ＣａＯを含有する溶銑脱リン処理スラグに、潜在水硬性またはポゾラン反応性を有するシリカ含有物質を混合して前記溶銑脱リン処理スラグの膨張を抑制した後、エージング処理を行なわないことを特徴とする溶銑脱リン処理スラグの膨張抑制方法。
（２）、前記潜在水硬性またはポゾラン反応性を有するシリカ含有物質の混合比が１ｗｔ％以上であることを特徴とする（１）に記載の溶銑脱リン処理スラグの膨張抑制方法。
（３）、前記潜在水硬性またはポゾラン反応性を有するシリカ含有物質が平均粒度０．００１〜１．５ｍｍの粉末であることを特徴とする（１）または（２）に記載の溶銑脱リン処理スラグの膨張抑制方法。
（４）、前記潜在水硬性またはポゾラン反応性を有するシリカ含有物質が高炉水砕スラグであることを特徴とする（１）から（３）のいずれか１つに記載の溶銑脱リン処理スラグの膨張抑制方法。
（５）、エージング処理された、遊離ＣａＯを含有する溶銑脱リン処理スラグに、潜在水硬性またはポゾラン反応性を有するシリカ含有物質を混合して前記溶銑脱リン処理スラグの膨張を抑制した後、エージング処理を行なわないことを特徴とするエージング処理された溶銑脱リン処理スラグの膨張抑制方法。
（６）、前記潜在水硬性またはポゾラン反応性を有するシリカ含有物質の混合比が１ｗｔ％以上であることを特徴とする（５）に記載のエージング処理された溶銑脱リン処理スラグの膨張抑制方法。
（７）、前記潜在水硬性またはポゾラン反応性を有するシリカ含有物質が平均粒度０．００１〜１．５ｍｍの粉末であることを特徴とする（５）または（６）に記載のエージング処理された溶銑脱リン処理スラグの膨張抑制方法。
（８）、前記潜在水硬性またはポゾラン反応性を有するシリカ含有物質が高炉水砕スラグであることを特徴とする（５）から（７）のいずれか１つに記載のエージング処理された溶銑脱リン処理スラグの膨張抑制方法。
（９）、遊離ＣａＯを含有する溶銑脱リン処理スラグに、潜在水硬性またはポゾラン反応性を有するシリカ含有物質を混合して前記溶銑脱リン処理スラグの膨張を抑制し、該シリカ含有物質を混合した溶銑脱リン処理スラグを、前記シリカ含有物質混合後にエージング処理することなく再生資源とすることを特徴とする再生資源の製造方法。
（１０）、エージング処理された、遊離ＣａＯを含有する溶銑脱リン処理スラグに、潜在水硬性またはポゾラン反応性を有するシリカ含有物質を混合して前記溶銑脱リン処理スラグの膨張を抑制し、該シリカ含有物質を混合したエージング処理された溶銑脱リン処理スラグを、前記シリカ含有物質混合後にエージング処理することなく再生資源とすることを特徴とする再生資源の製造方法。
（１１）、前記潜在水硬性またはポゾラン反応性を有するシリカ含有物質の混合比が１ｗｔ％以上であることを特徴とする（９）または（１０）に記載の再生資源の製造方法。
（１２）、前記潜在水硬性またはポゾラン反応性を有するシリカ含有物質が平均粒度０．００１〜１．５ｍｍの粉末であることを特徴とする（９）から（１１）のいずれか１つに記載の再生資源の製造方法。
（１３）、前記潜在水硬性またはポゾラン反応性を有するシリカ含有物質が高炉水砕スラグであることを特徴とする（９）から（１２）のいずれか１つに記載の再生資源の製造方法。
【００１０】
ここで、潜在水硬性とはアルカリ等の刺激により水硬性反応が活性化する特性で、ポゾラン反応性とは外部のアルカリと反応しＣＳＨゲルを生成して硬化する特性である。
【００１１】
溶銑脱リン処理スラグに、潜在水硬性またはポゾラン反応性を有するシリカ含有物質を混合すると、スラグ中の遊離ＣａＯとこのシリカ含有物質がポゾラン反応を起こし、Ｃａ（ＯＨ）2の生成を抑制して不溶性のｌＣａＯ−ｍＳｉＯ2−ｎＨ2Ｏゲル（以下ＣＳＨゲルと呼ぶ）を生成する。このとき、スラグに接している水はＣＳＨゲルと平衡となり、もはやＣａ（ＯＨ）2が生成されないのでスラグの膨張を抑制できる。
【００１２】
溶銑脱リン処理スラグが含水比１５％以上の条件下で使用される場合は、潜在水硬性またはポゾラン反応性を有するシリカ含有物質の混合比を１ｗｔ％以上にすると、膨張をより抑制できる。なお、４０ｗｔ％を超えて混合してもその効果は飽和する。
【００１３】
潜在水硬性またはポゾラン反応性を有するシリカ含有物質の平均粒度は、１．５ｍｍを超えると反応の活性が十分でなくＣＳＨゲルの生成が遅れ、０．００１ｍｍ未満だと粉砕処理コストが増加するので、０．００１〜１．５ｍｍであることが望ましい。ここで、平均粒度とは、累積重量比５０％に相当する粒度で、０．０７５ｍｍ以上についてはふるい分け法で、０．０７５ｍｍ未満については電磁波干渉法により測定されている。
【００１４】
潜在水硬性またはポゾラン反応性を有するシリカ含有物質として、高炉水砕スラグを用いると、膨張をより抑制できる。
【００１５】
本発明では、エージング処理を行わなくても溶銑脱リン処理スラグの膨張を抑制できるが、エージング処理された溶銑脱リン処理スラグを用いると、その膨張を極めて小さくできる。なお、特開平７ー２２３８５７号公報に記載された方法は、溶銑予備処理スラグや製鋼スラグにシリカ含有物質を添加した後エージング処理する方法であり、本発明の場合とは原理的に異なっている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
潜在水硬性またはポゾラン反応性を有するシリカ含有物質としては、高炉水砕スラグの他、石炭灰、シリカコロイダル、フライアッシュ、シリカフューム、シリカゲル、ガラスカレットなどを用いることができる。
【００１７】
また、含水比１５％以上の条件下の使用とは、例えば水中、海水中、地下水の潤沢な地中、海面および海面に隣接する場所などで、サンドコンパクションパイル用材料やケーソンの中詰め材などに使用される場合である。
【００１８】
【実施例】
（実施例１）
受入れままの溶銑脱リン処理スラグおよび蒸気流量５０ｋｇ／Ｔ（ｓｌａｇ）でエージング処理した溶銑脱リン処理スラグに、高炉水砕スラグ微粉末をその平均粒度と混合比（ｗｔ％）を変えて添加して充分に混合した試料を作製した。そして、高含水比で使用される条件に対応したＪＩＳ  Ａ  ５０１５に従って８０℃水浸膨張比を測定した。なお、比較例として、高炉水砕スラグ微粉末を添加しない試料も作製し、同様な測定を行った。
【００１９】
表１に、高炉水砕スラグ微粉末の平均粒度を０．０１ｍｍと一定にし、その混合比を変えたときの結果を示す。
【００２０】
高炉水砕スラグ微粉末の添加によって、比較の未添加の場合に比べ膨張比を低下できる。特に、１ｗｔ％以上添加するとその効果が大きく、３０ｗｔ％の添加で比較の未添加のエージング処理されたスラグと同等な低い膨張比が得られる。
【００２１】
表２に、高炉水砕スラグ微粉末の混合比を１０ｗｔ％と一定にし、その平均粒度を変えたときの結果を示す。
【００２２】
平均粒度が大きくなるほど膨張比が高くなる傾向があるので、平均粒度は小さいほど好ましい。特に、１．５ｍｍ以下で低い膨張比が得られる。
【００２３】
表１、表２に示した結果とも、エージング処理を施した溶銑脱リン処理スラグを用いると、エージング処理を施さない場合に比べ、著しく低い膨張比が得られる。
【００２４】
【表１】
0003541666.tif 000002
【００２５】
【表２】
0003541666.tif 000003
【００２６】
（実施例２）
低含水比で使用される条件に対しては、ＪＩＳの測定法がないので、実施例１で作製した混合物をＪＩＳ  Ａ  １２１０に従って試料調整した後、屋外の土中深さ約８０ｃｍの位置に埋設し、埋設から１年後の膨張比を測定した。なお、膨張比の測定はＪＩＳ  Ａ  ５０１５に従ってに従って行った。なお、比較例として、高炉水砕スラグ微粉末を添加しない試料も作製し、同様な測定を行った。
【００２７】
表３に、高炉水砕スラグ微粉末の平均粒度を０．０１ｍｍと一定にし、その混合比を変えたときの１年後の膨張比の結果を示す。
【００２８】
低含水比で使用される場合も、実施例１の結果と同様に、高炉水砕スラグ微粉末の添加によって膨張比を低下できる。
【００２９】
表４に、高炉水砕スラグ微粉末の混合比を１０ｗｔ％と一定にし、その平均粒度を変えたときの１年後の膨張比の結果を示す。
【００３０】
低含水比で使用される場合も、実施例１の結果と同様に、平均粒度が大きくなるほど膨張比が高くなる傾向があるので、平均粒度は小さいほど好ましい。
【００３１】
また、低含水比で使用される場合も、実施例１の結果と同様に、エージング処理を施した溶銑脱リン処理スラグを用いると、エージング処理を施さない場合に比べ、著しく低い膨張比が得られる。
【００３２】
【表３】
0003541666.tif 000004
【００３３】
【表４】
0003541666.tif 000005
【００３４】
（実施例３）
受入れままの溶銑脱リン処理スラグおよび蒸気流量５０ｋｇ／Ｔ（ｓｌａｇ）でエージング処理した溶銑脱リン処理スラグに、石炭灰またはシリカコロイダルを混合比１０ｗｔ％添加して充分に混合した試料を作製し、上記の高含水比で使用される条件に対応した８０℃水浸膨張比および低含水比で使用される条件に対応した１年後の膨張比を測定した。
【００３５】
表５に、石炭灰またはシリカコロイダルを添加したときの８０℃水浸膨張比の結果を示す。
【００３６】
表６に、石炭灰またはシリカコロイダルを添加したときの１年後の膨張比の結果を示す。
【００３７】
高低含水比で使用される場合も、低低含水比で使用される場合も、石炭灰やシリカコロイダルを添加すると膨張比が低下する。しかし、高炉水砕スラグ微粉末の効果が最も大きい。
【００３８】
【表５】
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【００３９】
【表６】
0003541666.tif 000007
【００４０】
【発明の効果】
本発明は以上説明したように構成されているので、エージング処理を行わなくても溶銑脱リン処理スラグの膨張を抑制でき、有用な再生資源を得る方法を提供できる。
【００４１】
なお、エージング処理を施した溶銑脱リン処理スラグを用いれば、その膨張を極めて小さくできる。