(57)【要約】      （修正有）【課題】製鋼スラグを効率的に且つ確実に水和促進させて、路盤材などの用途に適したスラグの提供。【解決手段】製鋼スラグを破砕する破砕工程２と、破砕工程２で破砕した製鋼スラグに水を散布して、当該製鋼スラグに均一に水を付与する水付与工程４と、水付与工程４で水が付与された製鋼スラグを蒸気エージングする蒸気エージング工程３と、を有する製鋼スラグの水和促進方法。なお、水付与工程４は、集積状態とされた製鋼スラグに対して、水を付与した後で製鋼スラグを混練するか、または非集積状態とされた製鋼スラグに対して、水を付与するとよい製鋼スラグの水和促進方法。【選択図】図１
2017149637.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
製鋼スラグを破砕する破砕工程と、
前記破砕工程で破砕した製鋼スラグに水を散布して、当該製鋼スラグに均一に水を付与する水付与工程と、
前記水付与工程で水が付与された製鋼スラグを蒸気エージングする蒸気エージング工程と、
を有することを特徴とする製鋼スラグの水和促進方法。
【請求項２】
前記水付与工程は、集積状態とされた製鋼スラグに対して、水を付与した後で前記製鋼スラグを混練することを特徴とする請求項１に記載の製鋼スラグの水和促進方法。
【請求項３】
前記水付与工程は、非集積状態とされた製鋼スラグに対して、水を付与することを特徴とする請求項１に記載の製鋼スラグの水和促進方法。
【請求項４】
前記蒸気エージング工程を行うにあたって、
前記水付与工程で水を付与した後の製鋼スラグの水分量が、式（１）の関係を満足するように、前記水付与工程でスラグに付与される水分の重量Ｌを決定することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の製鋼スラグの水和促進方法。
【数１】
2017149637.tif 000009
【請求項５】
前記蒸気エージング工程を行うにあたって、
前記水付与工程で水を付与した後の製鋼スラグの水分量（Ｘ）と蒸気エージング処理時の蒸気流量（Ｙ）との関係が以下の式（３）と式（４）の関係を満足するように、均一散水後スラグの水分量（Ｘ）と蒸気流量（Ｙ）を制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の製鋼スラグの水和促進方法。
【数２】
2017149637.tif 000010
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製鋼スラグを蒸気エージングするに際し、予め水分を均一付与することで、水和促進効果を増大させる製鋼スラグの水和反応促進方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、廃棄物の低減や天然資源の枯渇等の問題から、スラグを土工用や路盤材として利用することが注目されている。路盤材などの用途には、予備処理工程、転炉、二次精錬工程などから排滓される製鋼スラグ等が利用されている。
ところで、上述した路盤材の用途で製鋼スラグを使用する際には、施工後に路盤材が膨張しないように、ＪＩＳ  Ａ  ５０１５：２０１３（道路用鉄鋼スラグ）に定められた手法で得られる膨張基準（1.5%）を遵守する製鋼スラグを用いる必要がある。加えて、土工の用途で製鋼スラグを使用する際には、例えばＪＳＴＭ  Ｈ  ８００１（土工用製鋼スラグ砕石）に定められた手法で得られる膨張基準（1.5%）を遵守する製鋼スラグを用いる必要がある。それゆえ、予め製鋼スラグの水和反応を促進させて、施工後に膨張が起きないようにする技術が、特許文献１〜特許文献５に示すように開発されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、鉄鋼スラグ肥料に対し、最大粒径を４０ｍｍ以下に調整し、蒸気エージング(4日間)および／または大気エージング処理することで、スラグの水和崩壊性（膨張）を抑制する転炉スラグ肥料の水中崩壊性抑制技術が開示されている。
また、特許文献２には、大塊の転炉スラグに対し、蒸気エージング処理を施し、小塊に粒度調整したあと、自然（大気）エージングあるいは蒸気エージング処理を実施することで、従来のエージング処理よりも大幅に蒸気使用原単位を削減して、スラグの膨張率を低減する転炉スラグの粒度調整および膨張抑制技術が開示されている。
【０００４】
また、特許文献３には、粒径２５ｍｍ以下の転炉スラグに対し、７２時間の蒸気エージング処理と炭酸溶液へ浸漬し、転炉スラグを炭酸化し土木用材料としている高炉除冷スラグおよび転炉スラグの膨張抑制の技術が開示されている。
さらに、特許文献４には、積み置きした水砕スラグに散水し、散水後に非透水性被覆材で覆い、エージング処理を実施することで、水砕スラグの膨張を抑制する技術が開示されている。
【０００５】
さらにまた、特許文献５には、製鋼スラグの蒸気エージング処理に際し、当該スラグの含水率を１０重量％以上に含水させるものであって、含水付与方法として深さ１ｍの水没用ピットに２４時間に亘ってスラグを浸漬させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２４７６６５号公報
【特許文献２】特開平６−５６４８７号公報
【特許文献３】特開２０１０−１３３１５号公報
【特許文献４】特開２０１３−２５６４１３号公報
【特許文献５】特開平８−１２３８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、製鋼スラグに対するエージングを確実なものとするためには、エージングの対象となっている製鋼スラグに予め均一且つ十分な水分を付与する必要がある。
しかしながら、特許文献１〜特許文献３の技術は、製鋼スラグにおける蒸気エージングについて、処理対象である製鋼スラグに十分な水分を均一に付与しているかは記載されていない。すなわち、蒸気エージングの促進には水分が必要であるため、これらの方法で製鋼スラグの水和を十分に促進できるかどうかは不明である。
【０００８】
一方、特許文献４の技術は、蒸気エージングの前に散水を行うものであるが、積み置きした製鋼スラグの上から直接水を散水するものであるため、散水された水が製鋼スラグに十分に含浸されず、散水にかかる時間が長大なものとなりやすい。
さらに、特許文献５の技術は、製鋼スラグに水を含浸させるのに、大がかりな水没用ピットを必要とするものであり、設備コストが高価なものとなりやすい。
【０００９】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、製鋼スラグを効率的に且つ確実に水和促進させて、路盤材などの用途に適したスラグを得ることができる製鋼スラグの水和促進方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明の製鋼スラグの水和促進方法は以下の技術的手段を講じている。
即ち、本発明の製鋼スラグの水和促進方法は、製鋼スラグを破砕する破砕工程と、前記破砕工程で破砕した製鋼スラグに水を散布して、当該製鋼スラグに均一に水を付与する水付与工程と、前記水付与工程で水が付与された製鋼スラグを蒸気エージングする蒸気エージング工程と、を有することを特徴とする。
【００１１】
なお、好ましくは、前記水付与工程は、集積状態とされた製鋼スラグに対して、水を付与した後で前記製鋼スラグを混練するとよい。
なお、好ましくは、前記水付与工程は、非集積状態とされた製鋼スラグに対して、水を付与するとよい。
なお、好ましくは、前記蒸気エージング工程を行うにあたって、前記水付与工程で水を付与したときの製鋼スラグの水分量が、式（１）の関係を満足するように、前記水付与工程でスラグに付与される水分の重量Ｌを決定するとよい。
【００１２】
【数１】
2017149637.tif 000003
【００１３】
なお、好ましくは、前記蒸気エージング工程を行うにあたって、
前記水付与工程で水を付与した後の製鋼スラグの水分量（Ｘ）と蒸気エージング処理時の蒸気流量（Ｙ）との関係が以下の式（３）と式（４）の関係を満足するように、均一散水後スラグの水分量（Ｘ）と蒸気流量（Ｙ）を制御するとよい。
【００１４】
【数４】
2017149637.tif 000004
【発明の効果】
【００１５】
本発明の製鋼スラグの水和促進方法によれば、製鋼スラグを効率的に且つ確実に水和促進させて、路盤材などの用途に適した製鋼スラグを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態にかかる製鋼スラグの水和促進方法の手順を示した図である。
【図２】添加水分量に対する製鋼スラグの最大膨張率の変化を、水分の付与の仕方で比較した図である。
【図３】添加水分量に対する製鋼スラグの最小膨張率の変化を、水分の付与の仕方で比較した図である。
【図４】水を付与した後の製鋼スラグの水分量（Ｘ）と蒸気エージング処理時の蒸気流量（Ｙ）とから成るパラメータと、最大膨張率との関係を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［第１実施形態］
以下、本発明にかかる製鋼スラグの水和促進方法の実施形態を、図を基に説明する。
なお、第１実施形態の水和促進方法は、転炉などにて精錬処理をする際に（スラグ排さい工程１で）生成される鉄鋼副産物である転炉スラグなどの製鋼スラグに対して適用されるものであり、製鋼スラグを効率的に水和可能なものとなっている。
【００１８】
製鋼スラグには、酸化カルシウム（ＣａＯ）、二酸化珪素、酸化アルミニウム、鉄などが含まれている。この製鋼スラグは、精錬処理後に外部に排滓され生成し様々な用途に用いられている。
ところで、排さい後の製鋼スラグ中には、ケイ素、リン、硫黄等の不要な成分を除去するために添加された生石灰の一部が残存している。この生石灰は、ｆｒｅｅ−ＣａＯ（遊離石灰）と呼ばれている。
【００１９】
製鋼スラグの表面、若しくは表面近くにあるｆｒｅｅ−ＣａＯは、付与された水分と反応して、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２）となる。すなわち、製鋼スラグの表面、若しくは表面近くおいては、水和反応（ＣａＯ＋Ｈ２Ｏ→Ｃａ（ＯＨ）２）が行われ、体積が約２倍に膨張する。さらに、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２）は、大気中において炭酸化して炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）となり、体積が約１．１倍に膨張する。
【００２０】
特に、ｆｒｅｅ−ＣａＯの量が多い製鋼スラグにおいては、膨張性が大きく、路盤材として用いた場合、雨水などにより膨張してアスファルトが隆起して、舗装に影響を与える可能性がある。また、製鋼スラグの粒径が大きい場合は、内部までの水和が困難であること、膨張による自己崩壊（新生面の露出）などの理由から稀に水和不良が生じる虞がある。それ故、路盤材として出荷する前に、製鋼スラグを予め膨張させておき、路盤材などとして利用した際の膨張を抑制しておく水和促進方法が行われる。
【００２１】
水和促進方法は種々存在するが、例えば、製鋼スラグを破砕する破砕工程２と、破砕された製鋼スラグに蒸気を作用させて製鋼スラグの膨張を促進させる蒸気エージング工程３と、を有するものがある。なお、本法の促進方法においては、破砕工程２で０〜４０ｍｍの粒径に破砕された製鋼スラグは、スラグ置場（仮置き場）に積み上げられた後、エージングピット（蒸気エージング処理場）に積み付けられる。
【００２２】
エージングピットに積み付けられた製鋼スラグに対しては、エージングピットの底部から蒸気が供給され、蒸気の作用で製鋼スラグの膨張が促進される。
ところで、「発明が解決しようとする課題」でも述べたように、蒸気を用いて製鋼スラグを予め膨張させようとしても、蒸気処理前のスラグの水分量が小さい値であるとエージングの効果が不十分となり、加えて、部分的にスラグの水分量が小さい値であるとエージングのされ方にもムラが生じ、製鋼スラグの膨張挙動に差が生じて、ＪＩＳ  Ａ  ５０１５  ２０１３の規格値である水浸膨張比（膨張率）を超過する恐れがあり、路盤材としての利用が困難となる可能性がある。さらには、ＪＳＴＭ  Ｈ  ８００１の規格値である水浸膨張比（膨張率）を超過する恐れもあり、土工材としての利用が困難となる可能性もある。
【００２３】
そこで、本発明では、破砕工程２で破砕した製鋼スラグに対して均一に水を散布して付与する水付与工程４を行っている。このような水付与工程４により製鋼スラグを予め均一に湿潤させておけば、蒸気エージング工程３で均一に水和促進反応が起きるため、製鋼スラグを確実に膨張させることが可能となる。
以下、本実施形態の製鋼スラグの水和促進方法について、図１〜図３を基に説明する。
【００２４】
図１に示すように、本発明の製鋼スラグの水和促進方法は、製鋼スラグを破砕する破砕工程２と、破砕工程２で破砕した製鋼スラグに水を散布することで当該製鋼スラグに均一に水を付与する水付与工程４と、水付与工程４で水が付与された製鋼スラグを蒸気エージングする蒸気エージング工程３と、を有するものである。
具体的には、本発明の水付与工程４は、「集積状態とされた製鋼スラグに対して、水を付与した後で製鋼スラグを混練する」か、「非集積状態とされた製鋼スラグに対して散布状態で水を付与する」かのいずれか一方、若しくは両方を行うものとなっている。
【００２５】
以降では、まず第１実施形態として「非集積状態とされた製鋼スラグに対して散布状態で水を付与する」例を挙げて、本発明の水和促進方法を説明する。
上述した破砕工程２は、転炉などから排滓された製鋼スラグを、破砕機を用いて連続的に破砕する工程である。一般的に、本発明の破砕工程では移動式の破砕機などが用いられ、破砕機により破砕された製鋼スラグは、０〜４０ｍｍの粒度に細粒化される。そして、細粒化された製鋼スラグはコンベアベルトによりエージングピットに送られたり、スラグ置場に山状に積み上げられたりする。このコンベアベルトによる搬送時、あるいはスラグ置場への積み上げ時に水付与工程４が行われる。
【００２６】
水付与工程４は、細粒化されると共に非積層状態とされた製鋼スラグに散布状態で水を付与するものである。この「非積層状態」とは、細粒化された製鋼スラグが多量に積み重なっていない状態、つまり薄く積み重ねられて存在している状態を示し、薄く堆積した状態で水平に運ばれる場合や薄いカーテンのような状態で垂直に落下している場合を示している。なお、この薄く体積した状態や薄いカーテンのような状態の厚さについては、好ましくは５０ｃｍ以下、より好ましくは３０ｃｍ以下、最も好ましくは１０ｃｍ以下であると良い。
【００２７】
例えば、細粒化された製鋼スラグがスラグ置場に山盛りとなって積み上げられている場合であれば、破砕された製鋼スラグは、破砕されたものから順に、スラグ置場に上から連続して落下し、積み上げられていく。つまり、このようにスラグ置場に積み山となって積み上げられていく製鋼スラグ、言い換えればカーテンのように厚みのない状態で垂直に落下している製鋼スラグが、本実施形態の「非積層状態」の製鋼スラグとなる。そして、スラグ置場などに落下してくる製鋼スラグに、側方や上方に設置されたスプレー部などから連続して水をスプレー状に与えることが、第１実施形態における「非積層状態としたまま水を付与する」の一例ということになる。
【００２８】
また、細粒化された製鋼スラグをエージングピットにコンベアベルトなどを用いて搬送する場合であれば、破砕された製鋼スラグは、破砕されたものから順に、薄く積み重ねられてコンベアベルト上を連続して搬送されていく。つまり、このようにコンベアベルト上で薄く積み重ねられて運ばれる製鋼スラグも、本実施形態の「非積層状態」の製鋼スラグとなる。そして、コンベアベルト上で水平方向に搬送される製鋼スラグに、上方から連続して散布状に水を与えることが、第１実施形態における「非積層状態とされた製鋼スラグに散布状態で水を付与する」の別の例ということになる。
【００２９】
具体的には、上述した水付与工程４では、非積層状態にある単位重量あたりの製鋼スラグに対して、０．５ｗｔ％〜１０ｗｔ％の水が付与される。このようにすれば、水を付与した後の製鋼スラグ、言い換えれば蒸気エージング工程３に供給される製鋼スラグの水分量を、山積みされた製鋼スラグに対して均一に２．５ｗｔ％以上、好ましくは５ｗｔ％以上、さらに好ましくは８ｗｔ％以上とすることができる。
【００３０】
上述したように非積層状態とした製鋼スラグに水を付与すれば、製鋼スラグの全体に均一に水が行き渡り、スラグ全体に水を含ませることが可能となる。その結果、製鋼スラグのエージング効果に積み山の部位毎でバラつきが発生し難くなり、製鋼スラグの全体で膨張率の低いスラグを生成することができるようになる。
また、このような水付与工程４は、破砕後の製鋼スラグの搬送に合わせて行われるので、水付与工程４のみを行う製造設備を新たに設ける必要がないし、水付与工程４を設けても従来の水和促進方法に比べて時間が大幅に長くなる心配もない。
【００３１】
このように水付与工程４で均一に水が付与された製鋼スラグはエージングピットに搬送され、エージングピットにおいて蒸気エージングされる。
蒸気エージング工程３は、エージングピットに積み付けられた製鋼スラグに対して、製鋼スラグの下方（エージングピットの下部）から蒸気を製鋼スラグ内に向かって供給し、製鋼スラグ内に供給された蒸気を用いて製鋼スラグを水和させる工程である。このような蒸気エージング工程３に製鋼スラグを供給すると、蒸気の作用で製鋼スラグのｆｒｅｅ−ＣａＯなどが水和反応を起こし、処理後の製鋼スラグの膨張を抑制できる。
【００３２】
具体的には、上述した蒸気エージング工程３は、操業状況によって処理時間の長短が変化するものの、２４ｈｒ〜９６ｈｒの処理時間で処理される。また、蒸気エージングの処理中には、上述した蒸気だけでなく、適宜液体の水を散布状に与える場合もある。
なお、前述したように水分付与工程４で水分を付与した時の製鋼スラグの水分量は２．５ｗｔ％以上、好ましくは５ｗｔ％以上、さらに好ましくは８ｗｔ％以上であることが望ましいため、水分付与工程４で製鋼スラグに供給される水分の重量Ｌ（ｋｇ）は、以下の式（１）を用いて以下のように決定することができる。
【００３３】
【数２】
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【００３４】
つまり、蒸気エージング工程３で処理される製鋼スラグの重量Ｗ（ｋｇ）が決まれば、水分付与工程４で製鋼スラグに供給される水分の重量Ｌ（ｋｇ）を決定することが可能となる。
また、上述したように非積層状態とした製鋼スラグに水を付与すれば、製鋼スラグの全体に均一に水が行き渡り、スラグ全体に水を含ませることが可能となる。その結果、堆積したスラグ間における通気性が良好となり、蒸気エージングにおける蒸気の使用量を削減することが出来る。なお、処理後の膨張を抑制できる製鋼スラグの水分量X（ｗｔ％）と蒸気流量Y（ｔ／ｈ・t-slag）について関係を見出しており、以下の式（３）および式（４）を用いて、最適な水分量X (ｗｔ％)と蒸気流量Y(ｔ／ｈ・t-slag)を決定することができる。
【００３５】
【数５】
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【００３６】
なお、操業状況に応じて、式（３）におけるパラメータ「６０×（（０．７×Ｘ）＋（Ｙ））」の上限は、６５０以下、好ましくは６００以下、より好ましくは５５０、さらに好ましくは５００とされるのが良い。また、パラメータ「６０×（（０．７×Ｘ）＋（Ｙ））」の下限は、１５０以上、好ましくは２００以上、より好ましくは２５０以上、更に好ましくは３００以上とされるのが良い。
【００３７】
一方、式（４）の水分量Ｘの下限値(ｗｔ％)は、２．５ｗｔ％以上、好ましくは５ｗｔ％以上、さらに好ましくは８ｗｔ％以上とされるのが良く、蒸気流量Ｙの下限値(ｔ／ｈ・t-slag)は、１．０ｔ／ｈ・t-slag以上、好ましくは１．５ｔ／ｈ・t-slag以上、さらに好ましくは２．５ｔ／ｈ・t-slag以上とするのが良い。
上述した第１実施形態の水和促進方法によれば、蒸気エージングの前に製鋼スラグ全体に予め水分を均一付与することが可能となり、製鋼スラグの水和促進効果を大きく増大させることが可能であるため、膨張率の低いスラグの製造が可能となる。
【００３８】
その結果、スラグの水和反応促進（膨張抑制）することで、スラグの利材化を促進することが可能となり、同副産物の有効利用が可能となる。
また、上述した第１実施形態の水和促進方法を行えば、蒸気エージング工程３を行った製鋼スラグの水和が十分に促進されているため、製鋼スラグの水和促進方法の１つである図１中に示す大気エージング工程５は行っても良いし、行わなくても良いようになる。つまり、第１実施形態の水和促進方法では、大気エージング工程５を必ずしも行う必要がなくなり、工程の簡素化が可能となる。
［第２実施形態］
第２実施形態の水和促進方法は、破砕工程２及び蒸気エージング工程３は第１実施形態と同じであるが、水付与工程４が第１実施形態と異なっている。
【００３９】
つまり、第２実施形態の水付与工程４は、「集積状態とされた製鋼スラグに対して、水を付与した後で製鋼スラグを混練する」ものとなっている。
具体的には、第２実施形態の水付与工程４は、エージングピットやスラグ置場などに積み付けられた製鋼スラグに水を散布し、次に水を付与した製鋼スラグをショベルなどの重機を用いて攪拌・混練するものとなっている。
【００４０】
なお、重機で製鋼スラグを攪拌・混練するのに代えて、パグミルのような混練機を用いて水を付与した製鋼スラグを混練しても良い。
このようにすれば、付与した水を製鋼スラグとともに強制的に混練することができ、付与した水を製鋼スラグの山の全体に均一に行き渡らせることが可能となり、製鋼スラグ全体に水を含ませることが可能となる。その結果、第１実施形態と同様にエージング効果にバラつきが発生し難くなり、スラグ間の通気性も改善され、蒸気流量を削減可能としかつ全体的に膨張率の低いスラグを生産することができるようになる。
【００４１】
なお、第２実施形態における水付与工程４以外の工程の構成、並びに作用効果については、第１実施形態と変わることがない。それゆえ、これらについての説明は省略する。
【実施例】
【００４２】
次に、実施例及び比較例を用いて、本発明の水和促進方法の作用効果をさらに詳しく説明する。
実施例及び比較例は、破砕機により０〜４０ｍｍの粒度に調整された製鋼スラグ（転炉スラグ）に対して、水の付与方法を変えると共に付与される水の量も変えつつ水付与工程４を行い、その後、それぞれの条件で水付与工程４が行われた製鋼スラグを同一のエージング条件で蒸気エージング処理したものである。
【００４３】
具体的には、実施例１〜実施例８が上述した第１実施形態に対応する条件で水付与工程４を行ったもの、また実施例９、１０が第２実施形態に対応する条件で水付与工程４を行ったものである。
なお、比較例１〜比較例３は、破砕後の製鋼スラグを積み上げて積み山にした後、積み山の上から直接水をかけるというものであり、表１において「山積み後の山に直接水を散布」で示されるものとなっている。
【００４４】
また、第１実施形態に対応する水付与工程４は、破砕後の製鋼スラグを破砕機から仮置き場所までコンベアベルトで搬送する際に、コンベアベルト上を搬送される製鋼スラグに対して上方から水を散布したものである。この第１実施形態に対応する水付与工程４は、表１において「破砕後から山積みまでの間で水を付与」として示されるものとなっている。
【００４５】
さらに、第２実施形態に対応する水付与工程４は、エージングピットやスラグ置場に山積みされた製鋼スラグに対してまず水を散布し、次に製鋼スラグを重機で混練したものであり、表１において「水を付与した後で製鋼スラグを混練」で示されるものとなっている。
なお、それぞれの条件で付与される水の量は、表１の「添加水分量」に記載されるようなものとなっている。つまり、水付与前の製鋼スラグに対して重量比で０．５ｗｔ％〜１０ｗｔ％の割合となる水分を、製鋼スラグに水付与工程４で与えている。
【００４６】
また、製鋼スラグに水分がどの程度含有されているかは、製鋼スラグの積み山に位置する複数の部位から製鋼スラグのサンプルを採集し、複数の部位から採集された製鋼スラグのサンプルに対して、ＪＩＳ  Ａ  １２０３「土の含水比試験に準拠した方法」に規定される水分量の計測を行った。具体的には、製鋼スラグの積み山に対して、幅方向、高さ方向、奥行き方向に積み山を３等分し、等分することで得られた２７箇の部位に対して水分量（含水率）の計測を行った。そして、２７箇所の計測結果の中で、最も水分量が高かったものを「最大含水率」、最も水分量が低くかったものを「最小含水率」、２７箇所の水分量の平均値を「平均含水率」として表１に示した。
【００４７】
また、含水率の計測については、上述したＪＩＳのように乾燥前後の重量で計測するのではなく、近赤外線式の水分計を用いて実際に計測して評価しても良い。
このようにして水の付与条件や付与量を変えた製鋼スラグを、表１の「処理条件」に示すようなエージング条件で蒸気エージング処理した。なお、実施例及び比較例の製鋼スラグの蒸気エージングは、サイズの異なるピット（製鋼スラグの処理量が異なるエージング条件）を用いて行った。
【００４８】
すなわち、製鋼スラグの処理量が０．０６ｔの蒸気エージング処理方法については、上述した実機のエージング処理条件に制御された内径４００ｍｍ、長さ７２０ｍｍの円筒容器に６０ｋｇの製鋼スラグのサンプルを収容して行ったものである。具体的には、処理温度が７５℃〜９５℃、処理時間が２４ｈｒ〜９６ｈｒで製鋼スラグを蒸気エージングした。
【００４９】
また、処理中の温度はシースＫ熱電対を用いて測定し、収容したスラグの最上部から深さ方向に５０ｍｍ装入した位置を測定し、処理温度のバラツキが±１．０℃以下となるように処理
また、製鋼スラグの処理量が１０００tの蒸気エージング処理方法については、長さ２３．５ｍ、幅８．４ｍ、高さ３．３ｍの長方形のピットに１０００tの製鋼スラグを装入し、製鋼スラグが山積みとなるピットの底部に蒸気配管を並行に複数並べて、この蒸気配管に一定間隔毎に蒸気の吹き出し口を設けたもので行ったものである。具体的には処理温度が１００℃、処理時間４８ｈｒで製鋼スラグを蒸気エージングした。
【００５０】
また、処理中の温度は熱電対を用いて測定し、収容したスラグの最上部から深さ方向に２５０ｍｍ装入した位置を測定し、処理温度のバラツキが±１．０℃以下となるように処理した。なお、０．０６ｔおよび１０００ｔの蒸気エージング処理後の製鋼スラグに対しては、ＪＩＳ  Ａ  ５０１５：２０１３「道路用鉄鋼スラグ  付属書２  鉄鋼スラグの水浸膨張試験方法」に規定される膨張率（水浸膨張比）の計測を行った。すなわち、８０℃の水に製鋼スラグを水浸させ、膨張が飽和するまで水浸を継続して行った。そして、水浸膨張後に式（２）で示される膨張率ＸをＮ＝３で計測した。
【００５１】
【数３】
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【００５２】
計測された３件の膨張率のうち、膨張率が最大のものを「最大膨張率」、膨張率が最小のものを「最小膨張率」とした。「最大膨張率」及び「最小膨張率」の結果を、表１に示す。
【００５３】
【表１】
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【００５４】
表１の「比較例１」〜「比較例３」を見ると、「山積み後の山に直接水を散布」した「比較例１」〜「比較例３」では、平均含水率は増加しているものの含水率にバラツキがあり、「最大膨張率」が４．０％〜４．３％となっており、ＪＩＳ  Ａ  ２０１５：２０１３に規定される膨張率の合格基準である１．５％を超えたものとなっているに対して、「最小膨張率」が０．４％〜１％となっており、「最大膨張率」と「最小膨張率」との値に大きな違いがある。このことから、「山積み後の山に直接水を散布」すると、蒸気エージングを行っても水和促進（膨張抑制）の効果にムラがあり均一でないことが分かる。
【００５５】
また、上述した「比較例１」〜「比較例３」では、「最大膨張率」が４．０％〜４．３％であるのに対して、「最小膨張率」が０．４％〜１％となっており、「最大膨張率」と「最小膨張率」との値に大きな違いがある。このことから、「山積み後の山に直接水を散布」にすると、製鋼スラグに対する蒸気エージングによる水和促進（膨張抑制）の効果が部分毎での大きなバラツキが生じていると判断される。
【００５６】
ところが、水の付与条件が「破砕後から山積みまでの間で水を付与」である「実施例１」〜「実施例８」、並びに水の付与条件が「水を付与した後で製鋼スラグを混練」である「実施例９」、「実施例１０」では、水分のバラツキが小さく、水分が増加していることから水和促進（膨張抑制）の効果が均一であるため、「最大膨張率」が０．５％〜１．４％となっており、膨張率の合格基準である１．５％を下回るものとなっている。このような「比較例に比して実施例の最大膨張率が低くなる」という傾向は、図２において比較例を示す白塗りの丸の水準よりも、実施例を示す黒塗りの菱形、三角、四角の水準が低くなる点からも明らかに判断される。
【００５７】
このことから、水の付与条件を「破砕後から山積みまでの間で水を付与」または「水を付与した後で製鋼スラグを混練」にすると、蒸気エージングの前の水付与工程４で製鋼スラグに均一に水が付与され、水付与工程４に続く蒸気エージング工程３で水和膨張が十分に行われていることがわかる。
また、「実施例１」〜「実施例１０」では、「最大膨張率」と「最小膨張率」との差が、多くても０．２％であり、「最大膨張率」と「最小膨張率」との差は殆どない。この傾向は、図２と図３との双方において、実施例を示す黒塗りの菱形、三角、四角の水準がほぼ同じ値を取る点からも明らかに判断される。この実施例の水準に対して、比較例を示す白塗りの丸の水準は、図２と図３とで膨張率の値が大きく異なっている。
【００５８】
このことから、本発明の水付与工程４を行えば、製鋼スラグに対する蒸気エージングによる水和促進（膨張抑制）の効果が均一になっていると判断される。
以上のことから、本発明の水付与工程４を行えば、製鋼スラグを効率的に且つ確実に水和促進させて、路盤材などの用途に適したスラグを得ることができると判断される。
一方、上述した「実施例１」〜「実施例１０」では、蒸気エージングの際の「蒸気量（蒸気流量）」はいずれも１．０（t/ht-slag）であったが、スラグの膨張率に及ぼす蒸気エージング条件の影響を調査するため、「蒸気量」を２．５（t/h.t-slag）〜９．０（t/ht-slag）の範囲で変化させると共に、散水後のスラグの水分量、言い換えればスラグの「平均含水率」を０．５ｗｔ％〜１０．５ｗｔ％の範囲で変化させて、最大膨張率や最小膨張率がどのように変化するかを評価した。
【００５９】
図４に示すように、スラグの「平均含水率」を（Ｘ）、蒸気エージング処理時の蒸気流量を（Ｙ）とした場合に、パラメータ「６０×（（０．７×Ｘ）＋（Ｙ））」と、最大膨張率との関係を求めると、パラメータが１５０以上の範囲になると最大膨張率１．５％以下となることが分かった。加えて、６５０以上の範囲では膨張率の値が一定となる、即ち、６５０以上は過剰な処理条件であることを見出した。従って、パラメータが１５０〜６５０の範囲になる場合に、効率良く最大膨張率を１．５％以下に抑制できることが分かった。
【００６０】
このことから、上述した式（３）及び式（４）を満足するように、スラグの「平均含水率」と蒸気エージング処理時の蒸気流量（Ｙ）を制御すれば、効率良く、スラグの膨張率を最大膨張率が１．５％以下となるように低下させることができることがわかる。
これは、スラグの蒸気エージング処理を実施するに当たり、蒸気エージング処理前にスラグに水を均一に付与して均一にスラグの水和を促進させると、スラグの膨張率が低下し、更には堆積したスラグ間の通気性が改善するため、スラグ間における蒸気の通気性が良好となり、スラグに対して均一に蒸気が接触してスラグの膨張率を大きく低減できたものと考えられる。
【００６１】
また、このような蒸気エージング処理により、スラグの膨張特性が安定し、製鋼スラグをより一層有効に利用することが可能となる。
なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。特に、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、運転条件や操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な値を採用している。
【符号の説明】
【００６２】
１  スラグ排さい工程
２  破砕工程
３  蒸気エージング工程
４  水付与工程
５  大気エージング工程
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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