(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エージング槽に、底面との間に開口部を形成させた仕切板を設け、該仕切板により、転炉滓を堆積させる部分と、該部分と前記開口部により連通させた複数の独立の排水溜を有する排水溜部分を設け、前記仕切板と対向するエージング槽内壁との間に、１０ｍｍ以下に破砕して０．４ｍｍ以下の粒度を１０％以内に調整した転炉滓を堆積させて転炉滓層を形成し、前記仕切板と対向するエージング槽内壁側から温水を供給して水没させ、引続き供給された温水を該内壁の水浸側全体から転炉滓層内に連続的に流水させ、仕切板の開口部を通過させて前記排水溜に排水し、常に、飽和していない温水で転炉滓層をエージング処理することを特徴とする転炉滓のエージング処理方法。
【請求項２】
仕切板と対向するエージング槽内壁との間に堆積させた転炉滓を山形状の転炉滓層に形成し、前記仕切板と対向するエージング槽内壁側から温水を供給して水没させ、引続き温水の入側で略底面まで供給されたフレッシュな温水で該内壁の水浸側全体から転炉滓層内を連続的に流水させることを特徴とする請求項１記載の転炉滓のエージング処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は路盤材、ケーソン中埋め材（中込め材）等に利用できるように転炉滓（製鋼スラグ）を水浸膨張率を０．５（％）以下の極めて低い製品に改質するエージング処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
転炉滓は高炉滓と異なり、未滓化石灰（フリーライム）を多く含有し、フリーライムが水と接触すると反応して水酸化カルシウムになる。その時に約２倍の体積膨張を伴い転炉滓が崩壊する。その崩壊が製品の破損につながり問題を起こすことがある。
【０００３】
そのために、高炉滓に代わって、路盤材、ケーソン中埋め材等にそのまま利用することができない。また、高炉滓と混合して使用することも考えられているが、その配合に限度があり、多量に発生する転炉滓を効果的に処理、有効利用することができないのが現状である。
【０００４】
そのために、転炉滓は路盤材、ケーソン中埋め材等への活用が期待されているにもかかわらず、そのま利用されることなく廃棄されている。
このことは、資源の有効活用上問題である。そのために、特に転炉滓を路盤材として利用するための検討が種々試みられている。
【０００５】
その一例として、フリーライムを含有する転炉滓の膨張を解消するために、古くから大気自然エージング処理が行われている（従来技術１）。
しかし、大気自然エージング処理は場所をとり、しかも６カ月以上も野積みしなければならず、しかも製品の性状のバラツキも大きい。
【０００６】
そのために、近年、大気自然エージング処理に代わり、蒸気強制エージング処理が試みられている。
例えば、特開平６−２０６７４４号公報には製鋼炉より発生した製鋼スラグの化学分析を各チヤージ毎に行ない、塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ2 ）４以下のチャージのスラグだけを分別収集し、該スラグを破砕、粒度調整して蒸気強制エージング処理することが開示されている（従来技術２）。
【０００７】
図１２は従来技術２の蒸気エージング処理方法における蒸気エージング処理設備の一例を示す概略平面図、図１３は図１２のＡ−Ａ線矢視による縦断面図である。
図１２、図１３において、スラグ処理槽１は底面および側壁をコンクリートで形成し、側壁の一辺をスラグの搬入、搬出用のゲートとしている。
【０００８】
スラグ処理槽１内の製鋼スラグ８は、上記蒸気噴出管３より噴出する蒸気によりエージング処理される。この時、製鋼スラグ８と蒸気噴出管３との間に介在させた砕石層７の作用により、蒸気の安定した通気性を確保している。
【０００９】
なお、符号２は蒸気供給本管、４はビニールシート、５は温度計、６は流量調節弁制御装置である。
また、特開平８−１６５１５１号公報には、製鋼スラグを圧力容器に装入して、蒸気エージング処理する方法が開示されている（従来技術３）。
【００１０】
また、特開平３−１３５１７号公報には、破砕して粒度調整した製鋼スラグを６０〜９５℃の範囲内の温排水中に１２〜４８時間浸漬し、水和反応を促進させる製鋼スラグのエージング方法が開示されている（従来技術４）。
【００１１】
図１４は従来技術４のエージング方法に用いるエージング処理設備の一例を示す縦断面図である。図１４において、温排水９を常時コンクリート槽１０の上方から供給し、低温の温排水９ａを下方から排水するようにして、製鋼スラグ８を浸漬させる温排水９の温度をできるだけ高温に維持するようにしている。
【００１２】
また、特開平４−２５４１８７号公報には、破砕した製鋼スラグを搬送・排出手段にて移動させながら、温水浴中に浸漬させて温水エージングを行う連続エージング方法が開示されている（従来技術５）。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来技術１では場所をとり、しかも６カ月以上も野積みしなければならず、自然条件の変化、気象変化等（晴、雨、または温暖、寒気等）の影響のため、製品の性状のバラツキが大きく実用上問題がある。
【００１４】
また、従来技術２では、エージング処理時間の短縮については効果が期待されるが、以下の問題がある。
図１２、図１３から明らかなように、スラグ処理槽１では製鋼スラグ８の下部から蒸気を吹込むので、砕石層７を設けたとしても、エージング層が充填されないで吹抜けを生じたり、過剰圧密により蒸気が通らない場所が発生したりする事がままあり、製鋼スラグ８と蒸気とが接触しない個所が生じ易く、製品の性状が不均一で、目的とする均一な膨張率の極めて低い路盤材等を得ることが困難である。また、蒸気及び蒸気配管設備等に費用がかかり、更にシート掛け、蒸気シール等の作業性が煩雑である。
【００１５】
また、従来技術３では、エージング処理時間の短縮について一層効果が期待されるが、全設備投資の額が大きく一層費用がかかり、その操業方法やメンテナンスも煩雑である。
【００１６】
また、従来技術４では、温水エージング処理方法において、エージング処理時間の短縮を図るために、図１４から明らかなように、例えば粒径が２５ｍｍ以下になるように調整された製鋼スラグ８をコンクリート槽１０に一様に堆積させ、高炉水砕スラグ製造設備より排水される６０〜９５℃の温排水９を上方から供給して、コンクリート槽１０の下端部に取付けた排水管を立上げて温排水浴の水位を保持して１２〜４８時間浸漬させ、エージング処理製品をアスファルト舗装要綱基準の水浸膨張比（水浸膨張率）を１．５％以下にしている。
【００１７】
しかし、以下の問題がある。
一般路盤材、ケーソン中埋め材等に活用するためには水浸膨張率０．５（％）以下の極めて低い、安定した性状のエージング処理製品が要求されている。
【００１８】
上記のような要求に対して、従来技術４により、製鋼スラグ８の粒径を２５ｍｍ以下に調整して、６０〜９５℃の温排水９中に１２〜４８時間浸漬しただけでは、前述した極めて低い膨張率で、安定した性状のエージング処理製品を均一に得ることが困難である。
【００１９】
従来技術４では、浸漬時間が４８時間を超えた場合には、水和反応が飽和状態となることを挙げている。２５ｍｍ以下の粒度では細かい粒子は瞬時に水和反応が完了するが、一方粗い粒子は時間を要するものであり、４８時間以内では粗い粒子に均一に温排水を浸透させて、内蔵されているフリーライムを充分に水和反応させることが困難である。
【００２０】
即ち、粗い粒子内の高濃度水酸化カルシウム液を濃度差による吸引効果により粒子外部に溶出し、温排水９を入れ替えて完全に反応を終了させることは困難である。
【００２１】
従来技術５では、温水エージング処理方法において、エージング処理時間の短縮を図るために、ボールミルで製鋼スラグを粉砕し、ベルトコンベアの搬送・排出手段で粉砕した製鋼スラグを移動させながら、温水浴中に浸漬させる。
【００２２】
しかし、以下の問題がある。
従来技術５では、温水浴中に搬送手段を設置する等のことが必要であり、また、その操業において、例示しているボールミルでの製鋼スラグの粉砕は、所謂、摩砕が主体であり、微粉の発生が多くなる。そのために、微粉に起因した搬送手段、循環水系設備等での問題が生じ易く、安定運転に不安が残る。
【００２３】
また、ボールミルによる粉砕はエージング処理時間の短縮に効果が期待される反面、微粉砕され易いので、粒度範囲の規定されている一般路盤材等に活用するためには、微粉過ぎて、その使用範囲が狭い。
【００２４】
また、ボールミルによる粉砕が湿式による場合は、粉砕時に発生した微粉が直ぐに温水と接触して含有するフリーライムが瞬時に反応して水酸化カルシウムを生成する。一方、ボールミルによる粉砕が乾式による場合は、微粉を温水エージング槽の浴中のベルトコンベアに投下させた時に、微粉は温水と瞬時に反応して水酸化カルシウムを生成する。
【００２５】
しかし、微粉と温水とが瞬時に反応するので、温水浴では水和反応が飽和状態になり易く、ボールミルの粉砕で発生した粗粒は飽和状態の温水と接触するようになり、粗粒内のフリーライムの反応が抑制され、水酸化カルシウムが生成しても、粗粒内では濃度差がなくなり、粒子外部に溶出しにくく、しかもフレッシュ温水の内部への浸透が妨げられ、ベルトコンベアに投下された製鋼スラグは短時間で移動させられるために、飽和した温水での粗粒部分のフリーライムの反応は益々不十分になり易い。
【００２６】
そのために、エージング処理製品は性状が不均一になり易く、製品品質保証の厳しい、路盤材、ケーソン中埋め材等に活用するには不安が残る。
本発明は上記のような問題点を解決するために為されたものであり、製品品質保証の厳しい路盤材、ケーソン中埋め材等にも活用できる水浸膨張率０．５％以下の極めて低く、安定した性状のエージング処理製品を、簡単な設備で簡単な方法により得ることのできる転炉滓のエージング処理方法を提供することを目的とする。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明はエージング槽に、底面との間に開口部を形成させた仕切板を設け、該仕切板により、転炉滓を堆積させる部分と、該部分と前記開口部により連通させた複数の独立の排水溜を有する排水溜部分を設け、前記仕切板と対向するエージング槽内壁との間に、１０ｍｍ以下に破砕して０．４ｍｍ以下の粒度を１０％以内に調整した転炉滓を堆積させて転炉滓層を形成し、前記仕切板と対向するエージング槽内壁側から温水を供給して水没させ、引続き供給された温水を該内壁の水浸側全体から転炉滓層内に連続的に流水させ、仕切板の開口部を通過させて前記排水溜に排水し、常に、飽和していない温水で転炉滓層をエージング処理することを特徴とする転炉滓のエージング処理方法である。
【００２８】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、仕切板と対向するエージング槽内壁との間に堆積させた転炉滓を山形状の転炉滓層に形成し、前記仕切板と対向するエージング槽内壁側から温水を供給して水没させ、引続き温水の入側で略底面まで供給されたフレッシュな温水で該内壁の水浸側全体から転炉滓層内を連続的に流水させることを特徴とする。
【００２９】
請求項１に係る発明では、エージング槽に、底面との間に開口部を形成させた仕切板を設け、複数の独立の排水溜を設けているので、転炉滓層に温水を供給して水没させ、仕切板と対向するエージング槽内壁の水浸側全体から温水を転炉滓層内に流水させると、温水は転炉滓層内を直線的に万遍なく連続的に流水して仕切板の開口部を通過して排水溜に排水するので、転炉滓層は常に飽和していない温水でエージング処理される。
【００３０】
本発明では、転炉滓を１０ｍｍ以下に破砕し、且つ０．４ｍｍ以下の粒度を１０％以内に調整する。その限定理由は以下の通りである。
後述する実験結果に基づくものであるが、限定範囲内では、膨張率の極めて低く、安定した性状のエージング処理製品を確実に得ることができる。
【００３１】
即ち、エージング処理において、転炉滓が通常処理されている３０ｍｍ以下の破砕粒度に対して、はるかに細かい１０ｍｍ以下の破砕粒度にされるので、塊内に包蔵されているフリーライムが表面に引出され、また、全体として接触面積を大きくして水没されているので、転炉滓層内に均一に温水が浸透し、転炉滓に含有するフリーライムの反応が促進される。
【００３２】
また、転炉滓の一つの粒子塊を考えた場合にも、転炉滓の粒子は細破砕によりヘヤクラックができて塊内中心部への温水の浸透も容易になり、反応後温水の外部への溶出も容易となり、一層の効果が期待できる。
【００３３】
しかし、１０ｍｍを超えた場合には粒度範囲が広すぎて、粗い粒子のフリーライムの水和反応に時間を要して、円滑なエージング処理ができない。
また、０．４ｍｍ以下の粒度を１０％以内に限定したのは、０．４ｍｍ以下の粒度が１０％を超えた場合には、細かい粒子部分が多すぎて、フレッシュな温水の均一な流水の確保が困難となり、逆に、その部分に混入している粗い粒子部分の水和反応が阻害される。そのために、安定したエージング処理ができないことによる。
【００３４】
請求項２に係る発明では、上述の堆積した転炉滓を山形状の転炉滓層に形成して、温水入側で略底面までフレッシュな温水を供給させで、仕切板と対向するエージング槽内壁の水浸側全体から転炉滓層内に流水させるので、容易に、転炉滓層は常に飽和していない温水でエージング処理される。また、温水出側では山形状の転炉滓層により、転炉滓層内で水酸化カルシウムの濃度の高くなった温水がフレッシュな温水との濃度差によって、すみやかに転炉滓層の外側に流出拡散させることができる。この場合、フレッシュな温水がそのまま排水にならないようにするために、山形状の転炉滓層の裾の高さは開口部を露出しない位置にする。
【００３５】
請求項１、請求項２に係る発明によれば、上述したように、特定のエージング槽に転炉滓を堆積させて転炉滓層を形成し、または山形状の転炉滓層を形成して、転炉滓層内に温水を流水してエージング処理することにより、転炉滓粒子の表面は飽和していない温水と接触して、粒子表面のフリーライムは勿論のこと、粒子内部のフリーライムも完全に反応し、水酸化カルシウムが生成される。
【００３６】
そして、温水が転炉滓内で滞留することなく流水しているので、生成した水酸化カルシウムは平衡被膜を形成することなく、または形成しても直ぐに破壊される。
【００３７】
また、転炉滓の一つの粒子塊を考えた場合にも、フレッシュな温水による流水であることにより、粒子内の高濃度水酸化カルシウム液も濃度差の効果及び流水による吸引効果により容易に粒子外部に溶出し、一方フレッシュな温水が内部に浸透し、入れ替わって完全に反応が終了する。
【００３８】
エージング排水も高濃度になることなく、排水溜から自然にオーバフローさせるか、またはポンプ吸引等によって系外に排出させる。
また、エージング槽内の流水は排水中に混合した微粉が舞い上がらない程度の流速が好ましい。
【００３９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図によって説明する。
図１は請求項１に係る発明の一実施の形態を示す製造工程図である。図１において、ヤードＰから搬送された転炉滓１１ａはクラッシャ−１２によつて破砕され、磁性物を除去した後、篩１３により１０ｍｍ以下に粒度調整を行う。また、上記破砕では０．４ｍｍ以下のものが１０％以内になるように調整して行われる。
【００４０】
粒度調整された転炉滓１１ｂは図示しないダンプカーやシャベルカー等によってエージング槽１４に装入されて所定の高さに堆積される。
エージング槽１４には、底面との間に開口部（図１では隠れて見えない）を形成させた仕切板１６を設け、仕切板１６により、転炉滓１１ｂを堆積させる部分１４ａと、その部分１４ａと開口部により連通させた複数の独立の排水溜２８ａ〜２８ｅを有する排水溜部分１４ｂを設けている。
【００４１】
請求項１に係る発明ではエージング槽１４に装入された転炉滓１１ｂにより転炉滓層１１ｃを形成して、エージング槽１４の内壁２４ａの水浸側全体から温水１７ａを転炉滓層１１ｃ内に連続的に流水させて、飽和していない温水１７ａで常に転炉滓層１１ｃをエージング処理できるようにする。
【００４２】
エージング槽１４には、内壁２４ａの水浸側全体から温水１７ａを転炉滓層１１ｃ内に流水させるために、仕切板１６と対向する内壁２４ａ上端部に温水１７ａを供給するノズル１５ａ〜１５ｅを配設して、エージング槽１４内に温水１７ａを供給する。温水１７ａは転炉滓１１ｂに含有されるフリーライムとの反応を促進させるために、高い温度が望ましいので、一般に３０〜１００℃のものが使用される。
【００４３】
請求項１に係る発明では、内壁２４ａの水浸側全体から転炉滓層内を直線的に万遍なく連続的に流水させることができればよく、ノズル１５ａ〜１５ｅの数、独立の排水溜２８ａ〜２８ｅの数はエージング槽１４の大きさ等によって適宜選定することができる。
【００４４】
また、図１では内壁２４ａの上端部にノズル１５ａ〜１５ｅを配設したが、これに限定されるものではなく、必要に応じて、内壁２４ａの中、下部等に設けることもできる。また、ノズルに代えて、内壁２４ａの上部に広幅凹部を形成して広幅凹部を介してエージング槽１４内に流水することもできる。
【００４５】
温水１７ａは転炉滓層１１ｃを水没させ、引続き内壁２４ａの水浸側全体から転炉滓層１１ｃ内を流水して仕切板１６の開口部を通過して、排水溜２８ａ〜２８ｅに排水される。
【００４６】
排水溜２８ａ〜２８ｅには各々オーバフロー口１８ａ〜１８ｅを設けて、排水１７ｂがオーバフローするようにしている。オーバフロー口１８ａ〜１８ｅの高さはエージング槽１４の転炉滓層１１ｃが温水１７ａにより完全に水没されるように調整される。
【００４７】
上記製造工程において、請求項１に係る発明では転炉滓１１ａの粒度を１０ｍｍ以下に破砕して０．４ｍｍ以下の粒度を１０％以内に調整する。
後述する実験結果に基づくものであるが、上記範囲内では、膨張率の極めて低く、安定した性状のエージング処理製品を確実に得ることができる。
【００４８】
即ち、エージング処理において、転炉滓１１ａが通常処理されている３０ｍｍ以下の破砕粒度に対して、はるかに細かい１０ｍｍ以下の破砕粒度にされているので、塊内に包蔵されているフリーライムが表面に引出され、また、全体として接触面積を大きくして水没されているので、転炉滓層１１ｃ内に均一に温水１７ａが浸透し、転炉滓１１ｂに含有するフリーライムの反応が促進される。
【００４９】
また、転炉滓１１ｂの一つの粒子塊を考えた場合にも、転炉滓１１ｂの粒子は細破砕によりヘヤクラックができて塊内中心部への温水１７ａの浸透も容易になり、反応後温水の外部への溶出も容易となり、一層の効果が期待できる。
【００５０】
しかし、１０ｍｍを超えた場合には粒度範囲が広すぎて、粗い粒子のフリーライムの水和反応に時間を要して、円滑なエージング処理ができない。
また、０．４ｍｍ以下の粒度が１０％を超えた場合には、細かい粒子部分が多すぎて、フレッシュな温水１７ａの均一な流水の確保が困難となり、逆に、その部分に混入している粗い粒子部分の水和反応が阻害される。そのために、安定したエージング処理ができない。
【００５１】
また、請求項１に係る発明では、エージング処理した製品を一般路盤材等に活用することを前提としているので、１０ｍｍ以下に破砕する場合、過粉砕にならないように配慮することが必要である。そのためにはインパクトクラッシャ（反撥式）、コーンクラッシャ等で破砕する。ボールミル等では摩砕が主体になるために微粉砕過ぎて、エージング処理した製品は一般路盤材等への活用範囲が狭くなる。
【００５２】
表１は請求項１に係る発明のエージング処理に用いる転炉滓の１０ｍｍ以下に破砕した場合の粒度分布の一例を示す。
【００５３】
【表１】
0003909478.tif 000002
【００５４】
表１に示すように、０．４ｍｍ以下のものを１０％以下に押さえて、特に０．０７５ｍｍ以下の値にも注意して、過粉砕にならないようにしている。
図１において、請求項２に係る発明で転炉滓のエージング処理を行う場合には、仕切板１６と対向するエージング槽内壁２４ａとの間に、転炉滓１１ｂを堆積させて、後述する図３に示す山形状の転炉滓層１１ｃを形成させる。
【００５５】
即ち、山形状の転炉滓層１１ｃにより、温水入側では略底面までフレッシュな温水１７ａが入り、容易に、内壁２４ａの水浸側全体から転炉滓層１１ｃ内に流水できる。一方、温水１７ａの出側では転炉滓層１１ｃ内で水酸化カルシウムの濃度の高くなった温水がフレッシュな温水１７ａとの濃度差によって、すみやかに転炉滓層１１ｃの外側に流出拡散することができる。この場合、温水出側ではフレッシュな温水１７ａがそのまま排水１７ｂにならないようにするために、山形状の転炉滓層１１ｃの裾の高さを開口部の露出しない位置にする。
【００５６】
請求項１、請求項２に係る発明では、エージング槽１４に、底面との間に開口部を形成させた仕切板１６を設け、複数の独立の排水溜２８ａ〜２８ｅを設けているので、内壁２４ａの水浸側全体から温水１７ａが転炉滓層１１ｃ内を直線的に万遍なく連続的に流水して仕切板１６の開口部から排水溜２８ａ〜２８ｅに排水して、転炉滓層１１ｃは常に飽和していない温水１７ａでエージング処理される。
【００５７】
山形状の転炉滓層１１ｃを形成した場合には、温水入側でフレッシュな温水１７ａを底面まで容易に供給できるので、その相乗効果によって、一層、転炉滓層１１ｃは常に飽和していない温水１７ａでエージング処理することができる。
【００５８】
以上のことから、転炉滓１１ｂを構成する粒子の表面は常に、飽和していない温水１７ａと接触して、粒子表面のフリーライム、粒子内部のフリーライムが反応し、水酸化カルシウムが生成される。
【００５９】
そして、温水１７ａが滞留することなく流水しているので、生成した水酸化カルシウムは平衡被膜を形成することなく、または形成しても直ぐに破壊される。上記した１０ｍｍ以下の転炉滓と温水１７ａの流水について、転炉滓の一つの粒子を考えた場合にも、以下の作用効果がある。
【００６０】
破砕形式の選択により転炉滓の粒子は１０ｍｍ以下の粗粒破砕物にヘヤクラックができ、粒子内中心部への温水１７ａの浸透も容易になり、反応後温水の外部への溶出も容易となり、一層の効果が期待できる。
【００６１】
即ち、流水であることにより、粒子内の高濃度水酸化カルシウム液も濃度差の効果及び吸引効果により容易に外部に溶出してくる。
上記した温水１７ａを流水させなかった場合には以下の問題が生じる。
流水しないで転炉滓層１１ｃが温水１７ａに水没している場合、粒子表面では初期の反応により高濃度の温水１７ａが滞留し、飽和反応物の膜が形成されて、粒子内部への飽和していない温水１７ａの浸透ができなくなり、内部の高濃度溶液も外部へ流出することができない。そのために、転炉滓１１ｂに含有するフリーライムを充分に反応させて皆無にすることが困難である。
１０ｍｍ以下の破砕粒度において、含有する０．４ｍｍ以下の粒度が１０％を超えた場合には、細かい粒子部分が多すぎて、フレッシュな温水１７ａの均一な流水の確保が困難となり、逆に、その部分に混入している粗い粒子部分の水和反応が阻害される。そのために、安定したエージング処理ができない。
【００６２】
以上のように、請求項１、請求項２に係る発明によって、１０ｍｍ以下に破砕して且つ０．４ｍｍ以下の粒度を１０％以内に調整した転炉滓１１ｂを特定のエージング槽１４内に堆積させて転炉滓層１１ｃを形成させ、又は山形状の転炉滓層１１ｃを形成させて温水１７ａに水没させ、温水１７ａを内壁２４ａの水浸側全体から転炉滓層内１１ｃに万遍なく直線的に流水させることができるので、転炉滓粒子が常に飽和していない温水１７ａと接触し、粒子内に温水１７ａが容易に浸透して、フリーライムが水と反応して遂には皆無になり、製品転炉滓１１ｅの膨張機能が皆無になる。
【００６３】
即ち、水浸膨張率が０．５（％）以下の極めて低い、安定したエージング処理製品を得ることができる。
図１に示す製造工程でエージング処理している転炉滓１１ｂは適宜にサンプリングして、エージング処理品の水浸膨張率の進捗状態がチェックされる。ここでは予め作成したエージング時間と水浸膨張率の関係を参考にして、エージング処理の完了時間を推定することも可能である。
【００６４】
エージング槽１４の転炉滓層１１ｃ全体のフリーライムと温水１７ａとの反応が終了した時点で、温水１７ａの注入を停止して、エージング処理された転炉滓１１ｄは図示しないダンプカーまたはシャベルカー等によってエージング槽１４から水切場１９に移される。
【００６５】
水切場１９で所定時間放置して水切りされた転炉滓１１ｅは、１０ｍｍ以下の粒度破砕のもので、且つ、０．４ｍｍ以下の粒度を１０％以内に調整されているので、所定の用途に供される。
即ち、粒度条件が規定されている路盤材に使用する場合には、エージング処理した転炉滓１１ｅを用い、粗い粒度部分には高炉滓等で補完させる。これにより複合路盤材の膨張皆無が保証される。
【００６６】
一方、一般に排水１７ｂは集水されて排水ピット２０に送られ、ポンプ２１により吸引されて、循環中にｐＨ調整剤２２が添加されて、排水１７ｂのｐＨが調整され、加熱装置２３により所定の温度に調整されて温水１７ａとして循環して再使用される。微粉部分が堆積された場合には必要に応じて外部にブローされ水質が維持される。
【００６７】
上記のように、作業面で、単純なシステムである温水循環を基本にすることによって、作業自体を容易にし、安全性を保持するとともに、人手がかからず経済的である。
【００６８】
図２は請求項１、請求項２に係る発明に用いるエージング槽の一実施の形態を示す平面図である。
また、図３は図２のＢ−Ｂ線矢視による縦断面図であり、図４は図２の排水溜の要部拡大図である。図１と同じ個所は同一符号を用いた。
【００６９】
図３、図４では請求項２に係る発明の山形状の転炉滓層の状態を示している。図２、図３、図４において、エージング槽１４は三方コンクリート壁２４とコンクリート底面２５と、扉２６からなっている。エージング槽１４内にはコンクリート底面２５との間に開口部１６ｂを形成させたコンクリート製の仕切板１６を設け、図１で示した転炉滓１１ｂを堆積させる部分１４ａと、その部分１４ａと開口部１６ｂにより連通させた複数の独立の排水溜２８ａ〜２８ｊを有する排水溜部分１４ｂを設けている。
【００７０】
排水溜２８ａ〜２８ｊには一定の高さから排水１７ｂが自然にオーバーフローできるようにオーバーフロー口１８ａ〜１８ｊを設けている。
ここでは、仕切板１６と対向する内壁２４ａの上端部に複数の温水供給用のノズル１５ａ〜１５ｅを配設して、転炉滓１１ｂを堆積させる部分１４ａに温水１７ａを供給できるようにしている。
【００７１】
排水溜部分１４ｂには、転炉滓１１ｂを堆積させる部分１４ａ側と開口部１６ｂで連通させた複数の完全独立した排水溜２８ａ〜２８ｊを設け、排水溜２８ａ〜２８ｊの一壁を構成するコンクリート壁２４に各々オーバフロー口１８ａ〜１８ｊを設けている。
【００７２】
上記のように複数の温水供給用のノズル１５ａ〜１５ｅと排水溜２８ａ〜２８ｊを設けることによって、仕切板１６と対向するエージング槽内壁２４ａとの間に堆積させた転炉滓は山形状の転炉滓層１１ｃに形成させて、温水の入側で略コンクリート底面２５まで供給させたフレッシュな温水１７ａを内壁２４ａの水浸側全体から転炉滓層１１ｃ内を直線的に万遍なく流水させ、仕切板１６の開口部１６ｂを通過させて排水溜２８ａ〜２８ｊに連続的に排水する。また、転炉滓層１１ｃ内で水酸化カルシウムの濃度の高くなった温水はフレッシュな温水１７ａとの濃度差によって、すみやかに転炉滓層１１ｃの外側に流出拡散する。その結果、転炉滓層１１ｃは均一にエージング処理ができる。
【００７３】
また、図４に示すように、排水溜２８ｄではエージング槽１４の転炉滓層１１ｃ内を流水した排水１７ｂは矢印に示すように仕切板１６の下端の開口部１６ｂを通過し、排水溜２８ｄに入り、そこを上昇して、コンクリート壁２４の上部に設けたオーバーフロー口１８ｄからオーバーフローする。オーバーフロー口１８ｄの出側にはオーバーフロー受管２７を設けて、排水１７ｂを集水して所定の個所に送る。
【００７４】
上記において、仕切板１６の下端の開口部１６ｂから排水溜２８ａ〜２８ｊに直線的に排水が吸込まれ易くし、且つ、死角部分での高濃度排水の滞留を防止する様に、開口部１６ｂの入側に傾斜部１６ａを設けている。
【００７５】
請求項１、請求項２に係る発明ではノズル１５ａ〜１５ｅに設けた流量調節弁２９ａ〜２９ｅにより全体的に温水１７ａの水量を調節し、オーバーフロー口１８の高さをゲイト３０によって調節して、エージング前の転炉滓１１ｂの組成条件、エージング中の進捗状態に応じて、適切な排出水量調整によるエージング処理を行うことができる。
【００７６】
上記は自然に流水させる場合であるが、必要に応じて均一に流水させるために、ポンプ等によって強制的に吸引させる方式を採用することもできる。
以下に上記エージング槽の作用を説明する。
エージング槽１４の扉２６を開けて図示しないダンプカーまたはシャベルカー等によって１０ｍｍ以下に破砕し、０．４ｍｍ以下の粒度を１０％以内に調整した転炉滓１１ｂを堆積させて山形状の転炉滓層１１ｃを形成して扉２６を閉める。オーバーフロー口１８の高さを調節して、ノズル１５ａ〜１５ｅを開いて、転炉滓層１１ｃに所定の水量を供給して温水１７ａで完全に水没させる。
【００７７】
温水１７ａは内壁２４ａの水浸側全体から転炉滓層１１ｃ内に流水して転炉滓粒子に接触し、更に浸透して、転炉滓１１ｂの含有フリーライムと反応して、水酸化カルシウムを生成しながら、排水１７ｂとして仕切板１６の下端の開口部１６ａを通過して、排水溜２８ａ〜２８ｊに入り、そこを上昇して、対応するオーバフロー口１８ａ〜１８ｊからオーバーフローする。
【００７８】
オーバーフローした排水１７ｂは出側のオーバーフロー受管２７で集水されて循環排水ピット等の所定の個所に送られる。
請求項１、請求項２に係る発明によれば、エネルギー削減の面で、温水１７ａを循環させて使用しているが、温水源としては、実用上、製鉄所内では、製銑工場が挙げられ、工場内で発生する高炉水砕製造時に発生する６０〜１００℃の循環排水や、高炉徐冷滓の製造時に発生するドライピットの６０〜１００℃の冷却循環排水等を利用することができ、経済的である。
【００７９】
その他製鉄所内で発生する温水源は無数にあり、活用することが可能である。また、上記温水使用に限らず、上記のような工場排水使用以外の例えば塩酸添加による酸性制御したｐＨ５．０〜６．８等の加工温水も使用することができる。
【００８０】
【実施例】
請求項１に係る発明において、流水方法の効果を確認するために、エージング槽の転炉滓層内の各個所の流水によるエージング処理製品のエージング率と、そのバラツキの調査の試験を行った。また、更に請求項１、請求項２に係る発明の転炉滓の粒度によるエージング効果を確認するための試験を行った。
【００８１】
以下に、これらの試験結果を説明する。これらの試験は規模として転炉滓１トン／回のエージング槽による小型実験装置を用いた。温水は水砕温水を用い、温度は６０〜１００℃とした。水浸膨張率の測定はＪＩＳＡ  ５０１５−（１９９２）の「鉄鋼スラグの水浸膨張試験方法」に基づく。
［実施例１］
ここではエージング槽の転炉滓層内の各個所の流水によるエージング処理製品のエージング率と、そのバラツキを調べた。
【００８２】
図５は請求項１に係る発明による転炉滓層内の流水の状態を示す概略平面図であり、図６は図５のＣ−Ｃ線矢視による断面図である。図５において、図１に示した転炉滓１１ｂを堆積させて転炉滓層１１ｃを形成し、転炉滓層１１ｃの円で囲んだＳ１〜Ｓ４をサンプリング個所とした。転炉滓１１ｂは所定の粒度に調整したものを用いた。
【００８３】
エージング槽１４は、三方コンクリート壁２４とコンクリート底面２５と、扉２６からなっている。エージング槽１４には、コンクリート底面２５との間に開口部（図５では隠れて見えない）を形成させた仕切板１６を設け、仕切板１６により、転炉滓を堆積させる部分１４ａと、部分１４ａと開口部により連通させた６個の独立の排水溜２８ａ〜２８ｆを有する排水溜部分１４ｂを設けている。
【００８４】
部分１４ａには所定の転炉滓を堆積させて、転炉滓層１１ｃを形成させ、３個のノズル１５ａ〜１５ｃにより温水１７ａを供給し、水没させて、転炉滓層１１ｃ内を流水させている。温水１７ａは開口部の方向に直線的に矢印に示すように流水して、それぞれ開口部に連通させた６個の独立の排水溜２８ａ〜２８ｆに排出される。排水１７ｂは排水溜２８ａ〜２８ｆのオーバ−フロー口１８ａ〜１８ｆからオーバ−フローし、受管２７を介して矢印の方向に排出する。
【００８５】
また、図６に示すように、３個のノズル１５ａ〜１５ｃにより温水１７ａを転炉滓層１１ｃに供給して水没させて、引続き温水１７ａを供給した場合に、ノズル１５ａ〜１５ｃからの温水１７ａはそれぞれ矢印の方向に流水する。
【００８６】
次に図７、図８によって比較例を説明する。
図７は比較例による転炉滓層内の流水の状態を示す概略平面図であり、図８は図７のＤ−Ｄ線矢視による断面図である。図５、図６と共通する個所は同じ符号で示し、説明を省略する。
ここでは、１個のノズル１５ａを用いたこと、一個の排水溜２８ａを用いたこと以外は請求項１に係る発明の場合と条件を同じにした。
【００８７】
図７において、転炉滓層１１ｃの円で囲んだＳ１〜Ｓ４はサンプリング個所である。
エージング槽１４には、コンクリート底面２５との間に一部開口部を形成させた仕切板１６を設け、仕切板１６により、転炉滓を堆積させる部分１４ａと、部分１４ａと一部開口部（図７では隠れて見えない）により連通させた一つの排水溜２８ａを有する排水溜部分１４ｂを設けている。
【００８８】
ここでは図５のエージング槽１４と同じものを用いたので、排水溜２８ａに連通する一部開口部のみを活かして、他の開口部を閉塞させたものである。
部分１４ａには所定の転炉滓を堆積して、転炉滓層１１ｃを形成させ、１個のノズル１５ａにより温水１７ａを供給し、水没させて、転炉滓層１１ｃ内を流水させている。温水１７ａは一部開口部の方向に矢印に示すように流水して、一部開口部に連通させた１個の排水溜２８ａに排出される。排水１７ｂは排水溜２８ａのオーバ−フロー口１８ａからオーバ−フローし受管２７を介して矢印の方向に排出する。
【００８９】
一個のノズル１５ａによる温水の供給では、転炉滓１１ｃ内の流水は実線による矢印の主流と点線による矢印の付随流が生じる。
また、図８に示すように、１個のノズル１５ａにより温水１７ａを転炉滓層１１ｃに供給して水没させて、引続き温水１７ａを供給した場合に、ノズル１５ａからの温水１７ａはそれぞれ矢印の方向に分かれて流水し、実線による矢印の主流と点線による矢印の付随流が生じる。
【００９０】
図５〜図８による試験結果を図９に示す。図９は請求項１に係る発明によるサンプリング個所とエージング率の関係を示す図である。
図９から明らかなように、請求項１に係る発明による場合ではＳ１〜Ｓ４のサンプリングによるエージング率（％）（６日間エージング処理）は平均値７０．３％でバラツキ（Ｒ）は  ７．２％（ｎ＝４）であったのに対して、比較例による場合ではＳ１〜Ｓ４のサンプリングによるエージング率（％）（６日間エージング処理）は平均値６１．０％でバラツキ（Ｒ）は１９．２％（ｎ＝４）であった。
【００９１】
以上の試験結果から明らかなように、請求項１に係る発明では複数のノズルと、複数の排水溜を設けることによって、フレッシュな温水を内壁の水浸側全体から転炉滓層内に万遍なく直線的に連続して流水することができるので、均一なエージング処理製品を効率的に得ることができる。
【００９２】
［実施例２］
次に請求項１、請求項２に係る発明の転炉滓の粒度によるエージング効果を確認するための試験結果を述べる。表２に供試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６のエージング前の粒度と水浸膨張率（％）と、そのバラツキ（Ｒ）（％）を示し、表３にエージング後の水浸膨張率（％）とバラツキ（Ｒ）（％）の試験結果を示す。
【００９３】
表２に示すように、供試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５はエージング処理前の水浸膨張率（％）が略同一（１．３４〜１．４４％）の転炉滓を用い、供試料Ｎｏ．６のみをそれらよりも高い水浸膨張率（％）（２．４９％）の転炉滓を用いた。  この場合、供試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６の０．４ｍｍ以下の粒度はいずれも１０％以内に調整した。また、転炉滓層の形状は供試料Ｎｏ．４とＮｏ．６のみを山形状にした。
【００９４】
なお、０．４ｍｍ以下の粒度が１０％を超えた供試料については、予備試験において、均一な流水の調節が困難であり、そのために粗粒子部分のエージング処理が不完全で品質のバラツキが大きいかったので、本試験から外した。
【００９５】
また、表３はエージング処理時間が１４４時間（６日）の時点の試験結果である。
【００９６】
【表２】
0003909478.tif 000003
【００９７】
【表３】
0003909478.tif 000004
【００９８】
表３から明らかなように、エージング処理前の水浸膨張率（％）が略同一の転炉滓を用いた供試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５の場合は、供試料Ｎｏ．２〜Ｎｏ．５が目標の水浸膨張率（％）０．５％のラインを超え、また、そのバラツキ（Ｒ）が０．１（％）以下の低い値を得たが、供試料Ｎｏ．１のみが目標の水浸膨張率（％）０．５％のラインに到達せず、バラツキ（Ｒ）が０．３４（％）と非常に高い値であった。これは供試料Ｎｏ．１が粒度構成が３０ｍｍ以下で、大きい粒子が混在していることに起因したものである。
【００９９】
また、エージング処理前の水浸膨張率（％）の高い転炉滓を用いた供試料Ｎｏ．６の場合は、水浸膨張率（％）１．０％のラインを超えたが、目標の水浸膨張率（％）０．５％のラインには未だ到達てきなかった。しかし、バラツキ（Ｒ）が０．０２（％）と非常に低い値であった。
【０１００】
これは、エージング処理前の水浸膨張率（％）の高い転炉滓を用いたために、エージング処理が未だ途中の段階であると考えられた。
また、供試料Ｎｏ．４、Ｎｏ．６の場合に、山形状の転炉滓層を形成して試験を行ったが、これらの場合は特にエージング処理製品の水浸膨張率（％）のバラツキ（Ｒ）（％）が小さく、好ましい結果を得た。
【０１０１】
図１０は上記試験を基にした供試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６による水浸膨張率（％）とエージング時間（ｈｒ）の関係を示す図である。
図１０から明らかなように、供試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６は、いずれも、エージング時間の経過にともない、水浸膨張率が低下した。しかし、エージング処理前の水浸膨張率（％）が略同一の転炉滓を用いた供試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５の場合は、供試料Ｎｏ．１が、水浸膨張率は０．５％のラインを超えるのに、約７日を要したのに対して、供試料Ｎｏ．２〜Ｎｏ．５は転炉滓の粒度を１０ｍｍ以下に調整したので、約４日で目標とする水浸膨張率の０．５％のラインを超えた。
一方、供試料No.6では、エージング処理前の水浸膨張率の高いものを用いたために、約７日強程度を要したが、最終製品のバラツキ（Ｒ）は前記したと同様に、非常に低い値であった。
図１１はエージング前水浸膨張率と製品エージング率の関係を示す図である。図１１において、実線は粒度範囲が３０ｍｍ以下の転炉滓のエージング前水浸膨張率と６日間エージング率との関係を●印でプロットして作成したものである。本発明によるエージング処理製品は○印でプロットした。
図１１から明らかなように、本発明によるエージング処理製品はすべて曲線の右側に位置し、エージング率が高い。特にエージング前転炉滓の水浸膨張率が４．０％と大きなものについては比較例の３０ｍｍ以下の転炉滓の場合のプロットした●印に比べて、太矢印に示す方向のプロットした○印に見られるように顕著な効果が認められる。
【０１０２】
以上のように、本発明によれば１０ｍｍ以下に破砕して、０．４ｍｍ以下の粒度が１０％以内に調整した転炉滓を特定のエージング槽に堆積させ、温水に完全に水没させて連続的に流水させるという、簡単な設備と簡単な方法により水浸膨張率０．５（％）以下の極めて低い、安定したエージング処理製品を得ることができた。
【０１０３】
【発明の効果】
本発明は簡単な設備と簡単な方法により転炉滓をエージング処理して、安定して水浸膨張率０．５（％）以下の極めて低い、安定したエージング処理製品を容易に得ることができるので、製品保証の厳しい路盤材、ケーソン中埋め材等に広く利用できる。
【０１０４】
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】請求項１に係る発明の一実施の形態を示す製造工程図である。
【０１０６】
【図２】請求項１、請求項２に係る発明に用いるエージング槽の一実施の形態を示す平面図である。
【０１０７】
【図３】図２のＢ−Ｂ線矢視による縦断面図である。
【０１０８】
【図４】図２の排水溜の要部拡大図である。
【０１０９】
【図５】請求項１に係る発明による転炉滓層内の流水の状態を示す概略平面図である。
【０１１０】
【図６】図５のＣ−Ｃ線矢視による断面図である。
【０１１１】
【図７】比較例による転炉滓層内の流水の状態を示す概略平面図である。
【０１１２】
【図８】図７のＤ−Ｄ線矢視による断面図である。
【０１１３】
【図９】請求項１に係る発明によるサンプリング個所とエージング率の関係を示す図である。
【０１１４】
【図１０】請求項１、請求項２に係る発明によるエージング前水浸膨張率と製品エージング率の関係を示す図である。
【０１１５】
【図１１】請求項１、請求項２に係る発明によるエージング前水浸膨張率と製品エージング率の関係を示す図である。
【０１１６】
【図１２】従来の蒸気エージング処理設備の一例を示す概略平面図である。
【０１１７】
【図１３】図１２のＡ−Ａ線矢視による縦断面図である。
【０１１８】
【図１４】従来の温水エージング処理設備の一例を示す概略縦断面図である。
【０１１９】
【符号の説明】
１１ａ、１１ｂ、１１ｄ、１１ｅ  転炉滓
１１ｃ  転炉滓層
１２  クラッシャ
１３  篩
１４  エージング槽
１４ａ  転炉滓を堆積する部分
１４ｂ  排水溜を有する排水溜部分
１５、１５ａ〜１５ｅ  ノズル
１６  仕切板
１６ａ  傾斜部
１６ｂ  開口部
１７ａ  温水
１７ｂ  排水（オーバーフロー）
１８ａ〜１８ｊ  オーバーフロー口
１９  水切場
２０  循環排水ピット
２１  ポンプ
２２  ｐＨ調整剤
２３  加熱手段
２４  コンクリート壁
２４ａ  内壁
２５  コンクリート底面
２６  扉
２７  受管
２８ａ〜２８ｊ  排水溜
２９ａ〜２９ｅ  水量調節弁
３０  ゲイト
Ｐ  ヤード
【図１】
0003909478.tif 000005
【図２】
0003909478.tif 000006
【図３】
0003909478.tif 000007
【図４】
0003909478.tif 000008
【図５】
0003909478.tif 000009
【図６】
0003909478.tif 000010
【図７】
0003909478.tif 000011
【図８】
0003909478.tif 000012
【図９】
0003909478.tif 000013
【図１０】
0003909478.tif 000014
【図１１】
0003909478.tif 000015
【図１２】
0003909478.tif 000016
【図１３】
0003909478.tif 000017
【図１４】
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