(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
製鋼系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配合する製鋼系スラグの膨張抑制方法において、前記シリカ含有物質の配合量C(wt%)を下記の式(1)から計算する製鋼系スラグの膨張抑制方法。
C=A×ln(γ)+B …(1)
ここで、
γ：シリカ含有物質配合前の製鋼スラグの膨張比(%)
A、B：目標とする膨張比に依存する定数
ln：自然対数
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、製鋼系スラグの膨張抑制方法、特に、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行う膨張抑制方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
製鋼系スラグは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。この製鋼系スラグの膨張、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。
【０００３】
この膨張を抑制するためには、通常、予め水和反応を進行させるエージング処理が行われている。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。
【０００４】
最近、特開平10-130042号公報には、こうしたエージング処理を行わなくても、製鋼系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配合してその膨張を抑制する方法が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平10-130042号公報に記載された方法では、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を一定量配合しても、配合前の製鋼系スラグによって得られる膨張比に大きなばらつきが生じ、安定して目標とする膨張比が得られなかった。
【０００６】
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、目標とする膨張比を得るために適切な量のシリカ含有物質を配合できる製鋼系スラグの膨張抑制方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、製鋼系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配合する製鋼系スラグの膨張抑制方法において、前記シリカ含有物質の配合量C(wt%)を下記の式(1)から計算する製鋼系スラグの膨張抑制方法により解決される。
C=A×ln(γ)+B …(1)
ここで、
γ：シリカ含有物質配合前の製鋼スラグの膨張比(%)
A、B：目標とする膨張比に依存する定数
ln：自然対数
【０００８】
本発明者等が、シリカ含有物質を一定量配合しても、配合前の製鋼系スラグによって得られる膨張比が大きくばらつく原因を究明したところ、配合前の製鋼系スラグの含有成分のばらつきや自然エージングの進行程度のばらつきに起因していることが明らかになった。したがって、こうしたばらつきを事前に把握して各製鋼系スラグごとに適切な量のシリカ含有物質を配合すれば、常に目標とする膨張比が得られることになる。
【０００９】
そこで、その方法を検討したところ、こうした製鋼系スラグの事前のばらつきを評価するためのパラメータとして製鋼系スラグの膨張比を用いると、この膨張比はシリカ含有物質を配合して得られる膨張比とほぼ直線関係にあり、以下のようにして目標とする膨張比を得るために適切なシリカ含有物質の配合量を決定できることを見出した。
【００１０】
すなわち、予め、数種の膨張比の製鋼系スラグに数種の量のシリカ含有物質を配合して膨張比を求めて、目標とする膨張比に対してシリカ含有物質の配合量と配合前の製鋼系スラグの膨張比との関係式(1)を求めておき、実際に処理すべき製鋼系スラグの膨張比を測定して、その膨張比を式(1)に代入すれば、目標とする膨張比が得られる適切なシリカ含有物質の配合量を決定できる。
【００１１】
目標とする膨張比が種々ある場合は、それぞれに対応した式(1)、すなわち定数A、Bを予め決定しておく必要がある。
【００１２】
また、製鋼系スラグとしては、転炉スラグ、電気炉スラグ、溶銑予備処理スラグなどを用いることができるが、シリカ含有物質との反応性が異なるスラグの場合、例えば転炉スラグと脱リンスラグの場合には、それぞれのスラグに対し、予め目標とする膨張比に対する式(1)を求めておく必要がある。
【００１３】
また、同じスラグの場合でもシリカ含有物質が異なるときは、それぞれのシリカ含有物質に対して式(1)を求めておく必要がある。
【００１４】
なお、膨張比の測定法は特に限定されないが、一般的であるJIS  A  5015「鉄鋼スラグの水浸膨張試験法」に従って測定するのが望ましい。
【００１５】
【実施例】
膨張比の異なる製鋼系スラグとして、ロットの異なる転炉スラグを用い、比表面積4000cm2/gの高炉水砕スラグ微粉末を、配合量を2〜10wt%の範囲で変えて配合し、膨張率を測定した。高炉水砕スラグ微粉末配合前後の膨張率は、いずれもJIS  A  5015に従って測定した。
【００１６】
図1に、各高炉水砕スラグ配合量における転炉スラグの配合前膨張比と配合後膨張比との関係を示す。
【００１７】
各高炉水砕スラグ配合量において転炉スラグの配合前膨張比と配合後膨張比はほぼ直線関係にあることがわかる。
【００１８】
図1で、配合後の膨張比0.5%と1.5%の断面で見ると、図2に示すような配合前の膨張比と高炉水砕スラグ配合量との関係が得られる。
【００１９】
配合後の膨張比が0.5%と1.5%いずれの場合も、配合前の膨張比と高炉水砕スラグ配合量との関係は上記式(1)で近似でき、配合後の膨張比が0.5%の場合、式(1)は下記の式(2)に、
C=4.1×ln(γ)+4.6 …(2)
配合後の膨張比が1.5%の場合、式(1)は下記の式(3)に、
C=6.1×ln(γ)+1.9 …(3)
に近似される。
【００２０】
したがって、任意の膨張比の転炉スラグに高炉水砕スラグ配合して、膨張比が0.5%の転炉スラグを得るには式(2)を、また、膨張比が1.5%の転炉スラグを得るには式(3)を用いて、必要な高炉水砕スラグの配合量を求めることができる。
【００２１】
同様に、他の配合後の膨張比についても式(1)の定数を予め決定しておけば、任意の配合後の膨張比を得るため必要な高炉水砕スラグの配合量を求めることができる。
【００２２】
今、表1に示す種々の配合前の膨張比を有する転炉スラグ1〜13に、目標の膨張比1.5%を得るための上記式(3)から求めた配合量の高炉水砕スラグを配合して、配合後の膨張率を測定したところ、表1に示すように、いずれも1.3〜1.4%の範囲にあり、ほぼ目標の膨張比1.5%が得られることがわかる。
【００２３】
同様に、表2に示す種々の配合前の膨張比を有する転炉スラグ1〜20に、目標の膨張比0.5%を得るための上記式(2)から求めた配合量の高炉水砕スラグを配合して、配合後の膨張率を測定したところ、表2に示すように、いずれも0.4〜0.5%の範囲にあり、ほぼ目標の膨張比0.5%が得られる。
【００２４】
【表１】
0003959875.tif 000002
【００２５】
【表２】
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【００２６】
【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、目標とする膨張比を得るために適切な量のシリカ含有物質を配合できる製鋼系スラグの膨張抑制方法を提供できる。
【００２７】
また、本発明法は、常に適切な量のシリカ含有物質を配合できるためシリカ含有物質の無駄もなくなるので、経済性に優れた方法といえる。
【００２８】
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】各高炉水砕スラグ配合量における転炉スラグの配合前膨張比と配合後膨張比との関係を示す図である。
【００３０】
【図２】転炉スラグの膨張比0.5%と1.5%を得るための高炉水砕スラグ配合前膨張比と高炉水砕スラグ配合量の関係を示す図である。
【図１】
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【図２】
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