JP2000351656A

JP2000351656A - スラグ再生材とその製造方法および用途

Info

Publication number: JP2000351656A
Application number: JP11166034A
Authority: JP
Inventors: Katsunobu Nishioka; 克展西岡; Naomichi Kawasawa; 直通川澤
Original assignee: UJIDEN KAGAKU KOGYO KK
Current assignee: UJIDEN KAGAKU KOGYO KK
Priority date: 1999-06-11
Filing date: 1999-06-11
Publication date: 2000-12-19

Abstract

(57)【要約】【課題】水砕スラグの再資源化を図る。【解決手段】スラグ再生材は水砕スラグの溶融固化物
からなる。その製造方法は、水砕スラグを再溶融して溶
融スラグを得る工程と、溶融スラグを空冷により固化し
て固化スラグを得る工程を含む。セメント製品は上記ス
ラグ再生材を含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スラグ再生材、その製
造方法および用途に関し、詳しくは、ゴミ等の廃棄物の
溶融処理炉などから大量に発生する水砕スラグを再資源
化してなるスラグ再生材と、この再資源化方法と、前記
スラグ再生材を利用したコンクリート製品とに関する。

【０００２】

【従来の技術】家庭のゴミや産業廃棄物の焼却灰を溶融
したとき、溶融炉で大量のスラグが発生する。このスラ
グは、最初は、溶融した状態で溶融炉内に得られる。こ
の溶融スラグは、空気中に放置する、いわゆる放冷によ
り冷却することも出来るが、炉のスラグ排出口から出て
くる溶融スラグを放冷により冷却するのは時間がかか
り、能率的でない。しかも、冷却したスラグがスラグ排
出口にこびり付くので、ときどき溶融炉の運転を止めて
除去する作業も必要となる。そのため、一般には、スラ
グ排出口から出てくる溶融スラグを高圧水で吹き飛ばし
て急冷するようにしている。このようにして得られるの
が、いわゆる水砕スラグである。

【０００３】この毎日大量に発生する水砕スラグの処分
が、従来、問題になっている。水砕スラグは、微細粉末
状で得られるので、そのまま埋め立てなどに利用するこ
とも出来るが、このような用途は限られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の課題
は、この水砕スラグの再資源化を図ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する、本
発明のスラグ再生材、その製造方法および用途は、以下
のとおりである。スラグ再生材は水砕スラグの溶融固化
物からなる。スラグ再生材の製造方法は、下記工程(a)
、(b) を含む。

【０００６】(a) 水砕スラグを再溶融して溶融スラグを
得る溶融工程。 (b) 溶融スラグを空冷により固化して固化スラグを得る
固化工程。本発明にかかるスラグ再生材の製造方法において、前記
溶融工程は、融液の表面温度が１４５０〜１６５０℃に
なるように水砕スラグを加熱する工程であることが出来
る。前記固化工程は、溶融スラグに結晶核を入れて固化
する工程であることが出来る。前記空冷は放冷であるこ
とが出来る。前記固化工程は、溶融スラグを型に入れて
固化する工程であることが出来る。本発明にかかるスラ
グ再生材の製造方法は、下記工程(c) をさらに含むこと
が出来る。

【０００７】(c) 固化スラグを粉砕し整粒してスラグ粒
子を得る粒子化工程。本発明の用途である、コンクリート製品は、前記スラグ
再生材を骨材や化粧材などとして含む。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下では、本発明にかかるスラグ
再生材の製造方法の好ましい実施形態の一例を、図１に
基づいて具体的に説明する。水砕スラグは、前述したと
おりの、従来得られているスラグである。水砕スラグ
は、少し混ざっている粗大粒子や塊を除くと、一般に、
粒径０．５mm以上、２．５mm以下の粒子が全体の９０重
量％以上を占める微細粒子であり、このままでは、土砂
がわりに埋め立てに利用するしかなかった。

【０００９】本発明の方法では、まず、この水砕スラグ
を再溶融して溶融スラグを得る（工程(a) ）。原料であ
る水砕スラグは天日等で乾燥しておいて使用することが
好ましい。水分が多いと溶融の際に水蒸気爆発を起こす
危険性があるからである。この再溶融は、例えば、２．
５〜３．５トンの水砕スラグを、アーク式電気溶融炉等
の溶融炉に投入し、２０００〜４０００ワットの電力で
１〜４時間掛けて、行う。この溶融工程は、バッチ式で
も良いし連続式でも良いが、限定する訳ではないが、炉
内に生じた融液の表面温度を目安にして進めることが好
ましい。例えば、融液の表面温度が１４５０〜１６５０
℃になるように水砕スラグを加熱するのである。融液状
態での滞留時間を長くしておくと、スラグとメタル（鉄
など）の分離が進むので、磁石を利用する等の方法で、
メタルを除くことが出来る。このようにしておけば、ス
ラグ再生材やその利用品（二次加工品）に錆が発生しに
くくなる。

【００１０】次に、上のようにして得られた溶融スラグ
を空冷により固化して固化スラグを得る（工程(b) ）。
固化を単純に行った場合には、得られた固化スラグはガ
ラス質であるが、溶融スラグにボーキサイト、バン土頁
岩、電融アルミナ等の鉱石（例えば、粒径３０mm以下の
粒子）を入れておくと、結晶質となる。結晶核は融液の
突沸を防ぐため、炉内に予め入れておくのが好ましい
が、限定する訳ではない。この固化工程では、炉内に溶
融スラグがある量溜まった段階で、電気炉から電極を外
し炉を傾ける等して、溶融スラグを受鍋に流し込み、受
鍋を空気中に例えば２〜２．５時間放置するか、風を当
てて強制的に冷却したあと、インゴットを受鍋から取り
出し、さらに放冷する等する。受鍋を所望の形面を持つ
型に変えると、固化スラグ成形品（再生材１）を得るこ
とが出来る。

【００１１】上記インゴットを、例えば、粉砕し、整粒
すると、セメントコンクリートの骨材や化粧材など（再
生材２）にすることが出来る（粒子化工程(c) ）。粉砕
は、例えばジョークラッシャーなどを用いて行う。コン
クリート製品としては、例えば舗装用カラー平板、車道
境界縁石、ベンチなどがある。粒子化工程でのコンクリ
ートカラー平板の表面化粧骨材材に用いる場合は、例え
ば平均粒径を１〜５mmに揃える。アルファルトコンクリ
ートの骨材に用いる場合は、例えば粒径を１０mm以下に
揃える。コンクリートブロックの骨材に用いる場合は、
例えば平均粒径を５〜２０mmに揃える。セメントに対す
るスラグ再生材の配合割合は用途に応じて異なるが、ア
ルファルトコンクリートの場合は、例えば、アルファル
ト５〜６重量％、スラグ再生材５〜４０重量％、砕石そ
の他が残部である。

【００１２】本発明にかかるスラグ再生材は、すり減り
減量が空冷再溶融スラグで３４．３重量％、結晶質再溶
融スラグで１９．４重量％程度であり、すり減り減量が
少なくて、アルファルト舗装の骨材に適している。本発
明にかかるスラグ再生材は、水砕スラグでは得られない
黒御影石風の色と光沢を持ち、化粧材としても適してい
る。

【００１３】

【実施例】以下に、本発明の実施例を説明する。 −実施例１− 天日乾燥した水砕スラグ３．０トンを、最初に１．０ト
ンを一度に、その後は溶融状態を見ながら少しずつと言
うようにして、２．５時間を掛けて、宇治電化学工業
（株）製の電気溶融炉（アーク式）に投入し、合計３０
００ワットの電力で溶融した。その間、炉内に挿入した
熱電対で水砕スラグの表面温度を測定し、融液の表面温
度が１５５０±５０℃を保つように制御した。得られた
溶融スラグを内容積２．５m³の受鍋に移し、放冷により
固化して、固化スラグのインゴット（１個当たり平均重
量３，０００kg）を得た。得られた固化スラグは、分析
結果では、カドミウム（Ｃｄ）０．００１mg／リットル
以下、鉛（Ｐｂ）０．０１mg／リットル以下、砒素（Ａ
ｓ）０．０１mg／リットル以下、クロム（Ｔ−Ｃｒ）
０．０１mg／リットル以下、水銀（Ｔ−Ｈｇ）０．００
０５mg／リットル以下、セレン（Ｓｅ）０．０１mg／リ
ットル以下を含んでいた（これらの数値は１９９８年３
月厚生省指針に示された目標値を満たしている。）。

【００１４】このスラグ・インゴットをジョークラッシ
ャー（１次クラッシャー：川崎重工業社製、型式番号Ｙ
Ｓ３０１８Ｐ／２次クラッシャー：川崎重工業社製、型
式番号ＹＳ３００８Ｈ）で粉砕し、篩分けすることによ
って、平均粒径３mm（スラグ再生品Ａ）、粒径１０mm以
下（スラグ再生品Ｂ）、平均粒径１０mm（スラグ再生品
Ｃ）の各スラグ粒子を得た。

【００１５】得られたスラグ粒子（空冷再溶融スラグ）
は、洗い減量０．１重量％、絶乾比重２．７７、表乾比
重２．７８、吸水率０．４１％、すり減り減量３４．３
重量％、安定性１．６重量％（これらの数値は、ＪＩＳ
Ａ１１０３，Ａ１１１０，Ａ１１２２に基づく測定値
である）であり、コンクリート骨材規格値を満たしてい
た。

【００１６】スラグ再生品Ａの２５８kgをセメント６４
５kg、化粧用骨材１０３２kg、砂１０３２kg、水１１７
kgに配合して表層のセメントスラリーを作り、砂１６１
１kg、砂利２８８kg、セメント４５０kgで基層のセメン
トスラリーを作り、プレス成形して舗装用コンクリート
カラー平板を得た。スラグ再生品Ｂの５６７kgを６号砕
石３８２．５kg、７号砕石１４２．５kg、粗砂１２７．
５kg、細砂１２７．５kg、石粉７０．５kg、をアスファ
ルト８２．５kgに配合してアスファルト合材を作り、道
路舗装用アスファルト合材を得た。

【００１７】−実施例２〜４− 溶融炉に予めボーキサイト（実施例２）、バン土頁岩
（実施例３）、電融アルミナ（実施例４）（いずれも粒
径３０mm以下の粒子）を入れておくようにしたほかは実
施例１と同じようにして、スラグ・インゴットを得た。
このインゴットは、結晶質であった。このインゴットを
実施例１と同様にして各スラグ粒子を得た。

【００１８】得られたスラグ粒子（結晶質再溶融スラ
グ）は、洗い減量０．０７重量％、絶乾比重２．７２、
表乾比重２．７５、吸水率１．０８％、すり減り減量１
９．４重量％、安定性１．８重量％（これらの数値は、
ＪＩＳＡ１１０３，Ａ１１１０，Ａ１１２２に基づく
測定値である）であり、コンクリート骨材規格値を満た
していた。

【００１９】−実施例５− 炉で得られた溶融スラグを半球の楕円形の形を有する型
内に移して、成形品を得るようにするほかは、実施例１
と同じにした。

【００２０】

【発明の効果】本発明にかかるスラグ再生材は、粒度や
形を整えてあるため、利用し易く、しかも、水砕スラグ
を有用に再資源化してなるため、安価である。本発明に
かかるスラグ再生材の製造方法は、一般に使用されてい
る溶融炉や粉砕機や整粒機などを用いて簡単に実施で
き、スラグ再生材を迅速安価に製造できる。

【００２１】本発明にかかるセメント製品は、本発明に
かかるスラグ再生材を骨材等として含む場合は安価であ
り、化粧材等として含む場合は安価で美しい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるスラグ再生材の製造方法の実
施形態を表すフローチャート。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4D004 AA43 AB01 BA02 CA04 CA29 CA32 CA42 CB13 CB31 CB32 DA02 DA03 DA06 4G012 JK01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水砕スラグの溶融固化物からなる、スラグ
再生材。
【請求項２】下記工程(a) 、(b) を含む、スラグ再生材
の製造方法。 (a) 水砕スラグを再溶融して溶融スラグを得る溶融工
程。 (b) 溶融スラグを空冷により固化して固化スラグを得る
固化工程。
【請求項３】前記溶融工程は、融液の表面温度が１４５
０〜１６５０℃になるように水砕スラグを加熱する工程
である、請求項２に記載のスラグ再生材の製造方法。
【請求項４】前記固化工程が、溶融スラグに結晶核を入
れて固化する工程である、請求項２または３に記載のス
ラグ再生材の製造方法。
【請求項５】前記空冷が放冷である、請求項２から４ま
でのいずれかに記載のスラグ再生材の製造方法。
【請求項６】前記固化工程が、溶融スラグを型に入れて
固化する工程である、請求項２から５までのいずれかに
記載のスラグ再生材の製造方法。
【請求項７】下記工程(c) をさらに含む、請求項２から
５までのいずれかに記載のスラグ再生材の製造方法。 (c) 固化スラグを粉砕し整粒してスラグ粒子を得る粒子
化工程。
【請求項８】請求項１に記載のスラグ再生材を含む、コ
ンクリート製品。