JP4264288B2

JP4264288B2 - Production method of asphalt aggregate

Info

Publication number: JP4264288B2
Application number: JP2003115636A
Authority: JP
Inventors: 敏隆湯木; 英二池崎; 正義横尾
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2003-04-21
Filing date: 2003-04-21
Publication date: 2009-05-13
Anticipated expiration: 2023-04-21
Also published as: JP2004323244A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、転炉スラグを用いて製造するアスファルト骨材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、転炉スラグ（以下、単にスラグとも言う）を骨材として利用する方法として、特許文献１には、転炉スラグ（転炉製鋼滓）を乾式粉砕して所定粒度範囲に分級したものを主骨材として使用し、これにフィラー、細骨材、及びアスファルトを混合してアスファルト舗装を行う方法が提案されている。
また、特許文献２には、高炉溶融スラグを所定の粒度に粉砕して、球状もしくはそれに近い形状とした粒滓を、アスファルト骨材として利用することが提案されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭５２−３７９２２号公報
【特許文献２】
特開昭５３−１４１３２３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した発明には以下の問題がある。
特許文献１に記載された発明では、製造された主骨材に角張りが生じているため、前記した原料の混合時において主骨材の流動性が悪くなり、主骨材をアスファルト内で均一に分布できず、アスファルト舗装部分が所定の強度を達成できない恐れがある。
また、主骨材に角張りが生じていることで、主骨材の実績率（充填率）が低下し、やはりアスファルト舗装部分が所定の強度を達成できない恐れがある。
【０００５】
そして、この発明では、転炉スラグに特有の課題、即ちスラグの膨張、粉化に対する解決策も開示されていない。
一般に転炉スラグを骨材として使用する場合、スラグの含有成分であるＣａＯやＭｇＯ等の水和反応によって、スラグに約２倍程度の体積膨張が生じるため、通常骨材などの製品として出荷する前に、大気圧下において山積みしたスラグ中に蒸気を３〜４日間吹き込む、いわゆるエージング処理が実施されている。しかし、この方法では、処理後のスラグの膨張、粉化が抑制できる反面、蒸気、処理場確保等のコストがかかるという問題や、処理時間が長時間必要になる等の問題があった。
また、スラグの含有成分であるダイカルシウムシリケート（２ＣａＯ・ＳｉＯ₂ ）は、徐冷時にγ相へ変態することで１０〜１５％の体積膨張を生じるため、この体積膨張によりスラグの粉化が発生し、粉化したスラグを骨材として使用できない問題もあった。
【０００６】
また、特許文献２に記載された発明についても、転炉スラグを用いる際の前記した課題、即ちスラグの膨張、粉化の解決がなされておらず、また破砕された溶融スラグの具体的な冷却手段も開示されていない。なお、溶融スラグに対して適切な冷却が実施できなければ、粒滓が変形したり、また破砕した高温スラグ同士が再度結合するため、製造した骨材に角張りが生じ、骨材の実績率が低下して、前記した問題が生じる恐れがある。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、転炉スラグから製造され、アスファルト内で均一に分散可能な形状、及びアスファルト骨材として適した粒径を備えたアスファルト骨材の製造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】
【０００９】
前記目的に沿う第１の発明に係るアスファルト骨材の製造方法は、塩基度が１．１〜３．０の溶融転炉スラグを、溶融状態で機械粉砕し、散水処理して急速凝固させて粒化物を形成し、更に水に浸漬処理して、実績率が６０％以上となった膨張崩壊のない粒状スラグを主体とするアスファルト骨材を造るアスファルト骨材の製造方法であって、
前記機械粉砕には、周囲に複数の羽根を取付けた回転ドラムが使用され、該羽根の外側の接線方向速度が１５〜４５ｍ／秒であり、前記回転ドラムと前記溶融転炉スラグが接触する期間は、前記回転ドラムの外周に水を接触させており、前記散水処理に使用する水の量は、前記粒化物の量の０．４３〜３倍であり、前記粒化物の水への浸漬処理には、温度が６０℃以上の水を使用する。ここで、前記散水処理に使用する水の量の単位及び前記粒化物の量の単位は、リットル及びｋｇ又は立方メートル及びトンである。
このように、低塩基度の溶融転炉スラグを、溶融状態で機械粉砕するので、飛散する溶融スラグをその表面張力で略球形状にできる。
また、溶融転炉スラグを機械粉砕するので、その表面積を破砕された溶融転炉スラグより大きくでき、冷却効率を高めることができる。続いて、散水処理して急速凝固させて粒化物を形成することで、落下するまでに変形せず、かつ隣接する粒化物が溶着しない程度までに急冷でき、しかも溶融転炉スラグの含有成分であるダイカルシウムシリケートを膨張が極めて少ないβ相へ変態できる。
そして、急速凝固させた粒化物を水に浸漬処理するので、粒化物の内部に残留する高温核部分の急冷処理、即ち粉化防止処理を完了することができる。また、このとき、粒化物の含有成分であるＣａＯやＭｇＯ等と水との水和反応を、残存膨張代が殆ど無い状態までに完了させることができる。
【００１０】
ここで、羽根の外側とは、羽根の基端（付け根）から先端へかけてのいずれかの部分を意味する。
このように、機械粉砕に回転ドラムを使用し、この回転ドラムの羽根の接線方向速度を１５〜４５ｍ／秒に設定することで、粒状スラグの実績率が６０％以上を実現可能な剪断力を与えることができる。
【００１１】
ここで、複数の羽根が取付けられた回転ドラムを用いて溶融転炉スラグを粉砕する場合、羽根やドラムに溶融転炉スラグが固着するため、溶融転炉スラグに剪断力を与える面積が減り、粉砕する効果が著しく損なわれることがある。
このため、回転ドラムと溶融転炉スラグが接触する期間は、回転ドラムの外周に水を接触させることで、羽根やドラム上に水膜（沸騰）を存在させ、羽根やドラムへの溶融転炉スラグの固着を防止し、機械粉砕の効果を持続させる。
【００１２】
前記目的に沿う第２の発明に係るアスファルト骨材の製造方法は、塩基度が１．１〜３．０の溶融転炉スラグを、溶融状態で風力粉砕し、散水処理して急速凝固させて粒化物を形成し、更に水に浸漬処理して、実績率が６０％以上となった膨張崩壊のない粒状スラグを主体とするアスファルト骨材を造るアスファルト骨材の製造方法であって、
前記風力粉砕に使用する気流の噴射速度が６０〜２５０ｍ／秒であり、前記散水処理に使用する水の量は、前記粒化物の量の０．４３〜３倍であり、前記粒化物の水への浸漬処理には、温度が６０℃以上の水を使用する。ここで、前記散水処理に使用する水の量の単位及び前記粒化物の量の単位は、リットル及びｋｇ又は立方メートル及びトンである。
このように、低塩基度の溶融転炉スラグを、溶融状態で風力粉砕するので、飛散する溶融スラグをその表面張力で略球形状にできる。
また、溶融転炉スラグを風力粉砕するので、その表面積を破砕された溶融転炉スラグより大きくでき、冷却効率を高めることができる。続いて、散水処理して急速凝固させて粒化物を形成することで、落下するまでに変形せず、かつ隣接する粒化物が溶着しない程度までに急冷でき、しかも溶融転炉スラグの含有成分であるダイカルシウムシリケートを膨張が極めて少ないβ相へ変態できる。
そして、急速凝固させた粒化物を水に浸漬処理するので、粒化物の内部に残留する高温核部分の急冷処理、即ち粉化防止処理を完了することができる。また、このとき、粒化物の含有成分であるＣａＯやＭｇＯ等と水との水和反応を、残存膨張代が殆ど無い状態までに完了させることができる。
【００１３】
風力粉砕に使用する気流の噴射速度を６０〜２５０ｍ／秒に設定するので、粒状スラグの実績率が６０％以上を実現可能な剪断力を与えることができる。
【００１４】
第１、第２の発明に係るアスファルト骨材の製造方法において、散水処理に使用する水の量を、粒化物の量の０．４３〜３倍に設定するので、粉砕された溶融状態の溶融転炉スラグを、落下するまでに変形させることなく、かつ隣接する粒化物が溶着しない程度までに急冷でき、しかも転炉スラグの含有成分であるダイカルシウムシリケートを確実にβ相へ変態できる。
【００１５】
第１、第２の発明に係るアスファルト骨材の製造方法において、浸漬処理には、温度が６０℃以上の水を使用するので、転炉スラグの特有の課題であった粒化物の粉化防止処理を確実に実施でき、しかも水和膨張反応を従来よりも短時間で完了させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図１は本発明の第１の実施の形態に係るアスファルト骨材の製造方法の説明図、図２は同アスファルト骨材の製造方法で使用する回転ドラムの操業範囲の説明図、図３は同アスファルト骨材の製造方法の散水処理条件の説明図、図４は同アスファルト骨材の製造方法の浸漬処理条件の説明図、図５は本発明の第２の実施の形態に係るアスファルト骨材の製造方法の説明図、図６は同アスファルト骨材の製造方法で使用する噴出ノズルの操業範囲の説明図である。
【００１７】
図１に示すように、本発明の第１の実施の形態に係るアスファルト骨材の製造方法は、塩基度が１．１〜４．０（本実施の形態では１．２〜１．７）の低塩基度の溶融転炉スラグ（以下、溶融スラグとも言う）１０を、周囲に複数の羽根１１を取付けた回転ドラム１２を使用して溶融状態で機械粉砕し、散水処理して急速凝固させて粒化物１３を形成し、更に水１４に浸漬処理して、実績率が６０％以上となった膨張崩壊のない粒状スラグ１５からなるアスファルト骨材を造る方法である。以下、詳しく説明する。
【００１８】
転炉で生成する溶融スラグの塩基度は、概ね１．１〜５．０の範囲であるが、例えば、ＣａＯ、ＳｉＯ₂ や金属、金属酸化物等を予め添加することにより、塩基度を１．１〜４．０に調整する。
ここで、溶融スラグの塩基度が１．２を下回る場合、急速凝固させた粒化物に繊維状のスラグが発生し易くなり、更に塩基度が１．１を下回る場合、その傾向が顕著になるので、実績率が低下し、この溶融スラグから製造した粒状スラグをアスファルト骨材として使用できない。なお、機械粉砕時の剪断力の与え方によらず、この傾向は見られる。
【００１９】
一方、塩基度が１．７を超える場合、粒状スラグのサイズの増大を招き始め、塩基度３．０、更には４．０を超える場合、この傾向が特に顕著となる。このため、最終的に得られた粒状スラグに対して、粒度調整のための粉砕処理や分級処理を行わなければ、この粒状スラグをアスファルト骨材として使用することができない。なお、機械粉砕時の剪断力の与え方によらず、この傾向は見られる。
また、塩基度の増加に伴い、溶融スラグと接触する各装置に対して、溶融スラグが固着し易くなる。このため、例えば、溶融スラグを貯蔵する容器内壁、注入する際に使用する樋、及び回転ドラム等において固着が起こり易く、粒状スラグの生産量の低減、回転ドラムへの溶融スラグの円滑な注入の阻害、回転ドラムによる粒化処理の阻害などの原因となる。
従って、余分な処理を行うことなく、粒状スラグをアスファルト骨材として使用し、しかも各装置の操業を安定に行うためには、溶融スラグの塩基度を、１．１〜３．０に調整することが好ましく、更には１．２〜１．７に調整することが好ましい。
【００２０】
図１に示すように、上記した１５〜２０トンの溶融スラグ１０を転炉から排出し排滓鍋１６で受滓し、回転ドラム１２への注滓シュート１７上で排滓鍋１６を傾動させて注滓を開始する。注滓シュート１７は、回転ドラム１２上に溶融スラグ１０を導き、羽根１１の外側の接線方向速度が１５〜４５ｍ／秒となった高速回転する回転ドラム１２上に流下させる。流下した溶融スラグ１０は、回転ドラム１２の周囲に取付けられた羽根１１により剪断粉砕され、例えば３〜５ｒｐｍで回転している回転式の捕集フード１８内に飛散する。なお、回転ドラム１２は２台設けられており、しかも回転ドラム１２と溶融スラグ１０が接触する期間は、例えば散水手段等を用いて、回転ドラム１２の外周に水を連続的に散布（供給）して接触させている。これにより、回転ドラム１２への溶融スラグ１０の付着を抑制、更には防止できる。なお、回転ドラム１２の上方には、飛散防止板１９が設けられ、回転ドラム１２を使用した機械粉砕時における飛散スラグ２０の飛び散りを防止している。
【００２１】
ここで、羽根１１の接線方向の速度を１５〜４５ｍ／秒に設定した理由について説明する。
実績率が６０％以上ある粒状スラグ１５を主体としたアスファルト骨材を得るためには、製造する粒状スラグ１５の平均粒径を約１．２ｍｍ程度にする必要がある。そこで、ラボ試験（○：実験室レベル）と実機試験（●）とを行って、粒状スラグの平均粒径と羽根１１の接線方向速度との関係について検討した。
図２に示すように、粒状スラグの平均粒径が１．２ｍｍを得ることが可能な羽根１１の接線方向速度は、１５〜４５ｍ／秒の範囲である。なお、粒状スラグの平均粒径を、より確実に１．２ｍｍにするには、羽根１１の接線方向速度を１５〜３０ｍ／秒にすることが好ましく、更には２０〜３０ｍ／秒にすることが好ましい。
【００２２】
次に、図１に示すように、回転式の捕集フード１８内の飛散スラグ２０は、散水管２１から吐出される冷却水２２によって散水処理され、急冷されて急速に凝固し粒化物１３となり、回転式の捕集フード１８内壁に衝突して下部に落下し、下部を流下している蒸発残り散水の流れの中で急冷されながら水（熱水）１４との混合物２３として、貯滓槽２４中に排出される。なお、散水処理に使用する冷却水２２の量は、粒化物１３の量の０．４３〜３倍であり、その冷却速度は例えば３０〜４０℃／秒である。この混合物２３中の粒化物１３の温度は例えば３００〜６００℃であり、また水１４の温度は６０℃以上、例えば９８〜１００℃である。
【００２３】
ここで、散水処理に使用する冷却水２２の量を、粒化物１３の量の０．４３〜３倍に設定した理由について説明する。この冷却水２２の量は、機械粉砕された溶融状態の飛散スラグ２０を落下するまで変形させることなく、かつ隣接する粒化物１３が溶着しない程度までに急冷でき、しかも溶融スラグ１０の含有成分であるダイカルシウムシリケートを、α′相から膨張崩壊するγ相に変態させることなく、膨張が極めて少ないβ相へ変態、即ち６７５℃以下まで急冷させることを考慮して決定している。
なお、上限値は、回転式の捕集フード１８内壁に衝突して下部に落下した粒化物１３を回収し、粒化物１３のみの温度を測定して、その温度（出側スラグ平均温度）と水／滓（スラグ）比との関係に基づいて求め、一方下限値は、飛散スラグ２０から奪う必要がある熱量を用いて理論的に求めた。
【００２４】
図３に示すように、冷却水２２の量が粒化物１３の量の３倍を超える場合、使用後の冷却水２２の後処理が必要となり、作業性が悪くなる。また、この冷却水２２は、粒化物１３と共に貯滓槽２４中に排出され、この貯滓槽２４中で粒化物１３の浸漬処理、即ち水和膨張反応を促進するために使用されるので、大量に供給されれば、粒化物１３の温度が常温まで低下し、十分な水和膨張反応を促進できない問題が生じる。
一方、冷却水２２の量が粒化物１３の量の０．４３倍未満の場合、散水処理前の例えば１５００℃の温度を備えた飛散スラグ２０を、６７５℃まで急冷させることが理論的に不可能になる。
【００２５】
ここで、その理由について理論的に説明する。
１５００℃での飛散スラグ２０の含有熱量は、４０７Ｋｃａｌ／Ｋｇである。
また、６７５℃での粒化物１３の含有熱量は、１４６Ｋｃａｌ／Ｋｇである。
ここで、１５００℃の飛散スラグ２０を６７５℃まで冷却する場合に必要な（水）／（滓）比をＱ（Ｌ／Ｋｇ）とすると、以下の式が成り立つ。
（４０７−１４６）（Ｋｃａｌ／Ｋｇ）
＝Ｑ（Ｌ／Ｋｇ）×（５３９＋１００−３０）（Ｋｃａｌ／Ｌ）
なお、前記した式中の「５３９」は水の気化熱量、「１００」は水の沸点、「３０」は水の初期温度である。
前記した式からＱ（Ｌ／Ｋｇ）を求めると、
（水）／（滓）比＝Ｑ＝０．４３（Ｌ／Ｋｇ）＝０．４３（ｍ³ ／トン）
となる。
【００２６】
これにより、冷却水２２の量が、粒化物１３の量の少なくとも０．４３倍あれば、ダイカルシウムシリケートをα′相からγ相に変態させることなくβ相へ変態できるので、粒化物１３の膨張崩壊を防止できる。
なお、飛散スラグ２０の変形や固着を防ぎ、粒化物１３の膨張崩壊を確実に防止し、しかも冷却水２２の処理作業を容易にするためには、冷却水２２の量を粒化物１３の量の０．５〜２．５倍にすることが好ましく、更には０．５〜２倍にすることが好ましい。
【００２７】
続いて、図１に示すように、貯滓槽２４に排出された粒化物１３は、貯滓槽２４中で水１４によって浸漬処理が施されるので、従来のような蒸気、処理場確保等のコストが不要になる。
ここで、図４に、貯滓槽２４中における粒化物１３の膨張発現率（実線）及び冷却水の温度（点線）と経過時間との関係について説明する。なお、試験は、膨張発現率（●、▲、■）及び冷却水の温度（○、△、□）について、それぞれ３回ずつ行っている。ここで、膨張発現率１００％とは、水和膨張反応が終了した時点での状態を意味し、膨張発現率が９８％を超えれば、アスファルト骨材として使用可能な状態となる。
【００２８】
図４に示すように、粒化物１３は６０時間程度で、膨張発現率９８％を達成している。これにより、従来は粒化物１３を山積みして蒸気を吹き込み、３〜４日程度かかっていた水和膨張反応に要する期間を短縮できるうえ、蒸気を吹き込む必要もないため、蒸気コストが不要であり、製造作業が容易である。
また、水１４は、散水処理に使用された冷却水２２が貯滓槽２４に流れ込んだものであるため、水１４の初期温度は高く、１０時間程度まで９０℃以上の温度を維持し、２４時間程度まで６０℃以上の温度を維持しているので、粒化物１３の膨張崩壊を防止し、かつ水和膨張反応を促進できる。
【００２９】
粒化物１３を貯滓槽２４中で浸漬処理して製造された粒状スラグ１５は、バケットコンベアー２５に設けられた複数のバケット２６で水１４と共に掻き出され、複数の貯留ホッパー２７にコンベア２８を用いて投入される。粒状スラグ１５と共に貯留ホッパー２７に投入された水１４は、各貯留ホッパー２７の下方から抜き出される。
なお、各貯留ホッパー２７に貯留された粒状スラグ１５には、貯滓槽２４中の水１４をポンプ２９を用いて粒状スラグ１５に噴射し、更に水和膨張反応を促進させることも可能である。また、粒状スラグ１５は、各貯留ホッパー２７に貯留されているので、この間に、粒状スラグ１５の表面に付着残留した水分等により、水和膨張反応を促進させることも可能である。
これにより、実績率が６０％以上となった膨張崩壊のない粒状スラグ１５を製造できる。そして、この粒状スラグ１５を単独で、又は粒状スラグ１５を主体としたもの、例えば８０質量％以上の粒状スラグ１５に砕砂（天然石を粉砕、分級したもの）を添加したものをアスファルト骨材として使用する。
【００３０】
次に、本発明の第２の実施の形態に係るアスファルト骨材の製造方法について説明するが、これは前記した本発明の第１の実施の形態に係るアスファルト骨材の製造方法の機械粉砕を風力粉砕にしたものであり、他の部分は略同一であるため、同一部材には同一の番号を付し、詳しい説明を省略する。
【００３１】
図５に示すように、前記した１５〜２０トンの溶融スラグ１０を転炉から排出し排滓鍋１６で受滓して、注滓シュート１７上で排滓鍋１６を傾動させ注滓を開始する。注滓シュート１７は、溶融スラグ１０を噴出ノズル３１上に導き、噴出される圧縮空気の気流の噴射速度が、例えば６０〜２５０ｍ／秒に設定された噴出ノズル３１の前方に流下させる。流下した溶融スラグ１０は、噴出ノズル３１から噴出する圧縮空気の気流により剪断粉砕され、例えば３〜５ｒｐｍで回転している回転式の捕集フード１８内に飛散する。
【００３２】
ここで、風力粉砕に使用する気流の噴射速度を６０〜２５０ｍ／秒に設定した理由について説明する。
実績率が６０％以上ある粒状スラグ３２を主体としたアスファルト骨材を得るためには、製造する粒状スラグの平均粒径を約１．２ｍｍ程度にする必要がある。そこで、ラボ試験（○：実験室レベル）と実機試験（●）とを行って、平均粒径と気流の噴射速度（造粒風速）との関係について検討した。
図６に示すように、粒状スラグの平均粒径が１．２ｍｍを得ることが可能な気流の噴射速度は、６０〜２５０ｍ／秒である。なお、粒状スラグの平均粒径を、より確実に１．２ｍｍにするには、気流の噴射速度を８０〜２００ｍ／秒にすることが好ましく、更には１００〜１５０ｍ／秒にすることが好ましい。
【００３３】
そして、図５に示すように、回転式の捕集フード１８内の飛散スラグ３３は、前記した方法と同様の方法で、散水管２１から吐出される冷却水２２によって散水処理され、急冷されて粒化物３４となる。そして、粒化物３４は、冷却水２２に使用した後の水（熱水）１４との混合物３５となって、貯滓槽２４中で水１４により浸漬処理される。これにより、実績率が６０％以上となった膨張崩壊のない粒状スラグ３２を主体とするアスファルト骨材を製造できる。
【００３４】
【実施例】
本発明に係るアスファルト骨材の製造方法を適用し、試験を行った結果について説明する。なお、溶融スラグの粉砕には、周囲に複数の羽根１１を取付けた回転ドラム１２を使用し、溶融スラグの塩基度（塩基度）、回転ドラム１２の羽根１１の接線方向速度（羽根の接線方向速度）、及び散水処理に使用する冷却水の量と粒化物の量との比（（水）／（滓）比）を適宜変更し、製造した粒状スラグの実績率を検討した。その結果を表１に示す。
【００３５】
【表１】

【００３６】
実施例１、３は、塩基度、羽根の接線方向速度、及び（水）／（滓）比の各条件を、前記した最も好ましい範囲に設定したものであり、この場合、得られた粒状スラグの実績率が６３％を超え、略球形状となった粒状スラグが得られ、アスファルト骨材の使用に適したものが得られることを確認できた。
また、実施例２は、実施例１に比べて塩基度を下げたものであり、これにより粒状スラグに繊維状の突起物が散見されるようになったが、このとき羽根の接線方向速度を実施例１よりも落とすことで、粒状スラグの実績率６０％以上を確保でき、やはりアスファルト骨材として使用可能なものが得られることを確認できた。
【００３７】
なお、比較例１は、実施例１、２と比較するため、塩基度を１．０まで下げたものであるが、塩基度が実施例１、２と比較して低くなり過ぎ、繊維状の凝固スラグの生成が顕著になり、その実績率が低下し、アスファルト骨材として使用可能なものではなかった。
また、比較例２は、実施例１と比較するため、（水）／（滓）比を本発明の範囲外まで下げたものであるが、散水処理に使用する冷却水量が少ないため、変形や扁平化したスラグが目立ち、実績率が低下し、やはりアスファルト骨材として使用可能なものではなかった。
【００３８】
実施例４は、実施例１に比べて塩基度を上昇させ、スラグ粒径が増大する傾向に設定した条件だが、接線方向速度及び（水）／（滓）比の各条件を最適化することで、粒状スラグの実績率６０％以上を確保でき、アスファルト骨材として使用可能なものが得られることを確認できた。
参考例は、実施例３、４に比べて塩基度を上昇させ、スラグ粒径が更に増大する傾向に設定した条件であるが、やはり接線方向速度及び（水）／（滓）比の各条件を最適化することで、粒状スラグの実績率６０％以上を確保でき、アスファルト骨材として使用可能なものが得られることを確認できた。
【００３９】
比較例３は、実施例３、４、参考例に比べて更に塩基度を上昇させ、本発明の範囲外に設定した条件である。このとき、スラグ粒径が更に増大する傾向があるため、冷却水の量を増加しても、スラグの内部まで冷却できず、スラグの扁平化が顕著に確認された。また、塩基度が高すぎるため、溶融スラグの表面張力によって略球形化するという効果が無くなる傾向、即ち実績率を高めるための丸いスラグが減少するという傾向を確認できた。
なお、徐冷スラグをエージング処理した後、粉砕分級した製鋼スラグの実績率は６３．０％であった。また天然石を粉砕、分級した砕砂の実績率は５８．９％であった。
しかし、前記した条件で製造した粒状スラグは、この製鋼スラグの実績率を上回るものを製造することも可能であり、またアスファルト骨材として適した形状（略球形状）を備える粒状スラグを製造できることを確認できた。
【００４０】
以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組合せて本発明のアスファルト骨材の製造方法を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
【００４１】
【発明の効果】
【００４２】
請求項１及び２記載のアスファルト骨材の製造方法においては、低塩基度の溶融転炉スラグを、溶融状態で粉砕するので、飛散する溶融スラグをその表面張力で略球形状にでき、アスファルト内で均一に分散可能な形状を備えた粒状スラグを容易に製造できる。
また、溶融転炉スラグを粉砕し、冷却効率を高めることができるので、落下するまでに変形せず、かつ隣接する粒化物が溶着しない程度までに急冷でき、しかも溶融転炉スラグの含有成分であるダイカルシウムシリケートを膨張が極めて少ないβ相へ変態できる。従って、アスファルト内で均一に分散可能な形状を備え、かつスラグの粉化を防止した粒状スラグを容易に製造できる。
そして、急速凝固させた粒化物を水に浸漬処理するので、粒化物の内部に残留する高温核部分の急冷処理、即ち粉化防止処理を完了することができる。また、このとき、粒化物の含有成分であるＣａＯやＭｇＯ等と水との水和反応を、残存膨張代が殆ど無い状態までに完了させることができる。従って、転炉スラグに特有の課題の１つであるスラグの膨張も短時間で処理できる。
【００４３】
特に、請求項１記載のアスファルト骨材の製造方法においては、機械粉砕に回転ドラムを使用し、この回転ドラムの羽根の接線方向速度を１５〜４５ｍ／秒に設定することで、粒状スラグの実績率が６０％以上を実現可能な剪断力を与えることができ、アスファルト骨材として適した粒状スラグを製造できる。
また、回転ドラムの外周に水を接触させ、羽根やドラム上に水膜（沸騰）を存在させて、羽根やドラムへの溶融転炉スラグの固着を防止し、機械粉砕の効果を持続させることができるので、安定した品質を備える粒状スラグを効率的にかつ容易に製造できる。
【００４４】
請求項２記載のアスファルト骨材の製造方法においては、風力粉砕に使用する気流の噴射速度を６０〜２５０ｍ／秒に設定するので、粒状スラグの実績率が６０％以上を実現可能な剪断力を与えることができ、アスファルト骨材として適した粒状スラグを製造できる。
請求項１、２記載のアスファルト骨材の製造方法においては、散水処理に使用する水の量を、粒化物の量の０．４３〜３倍に設定するので、アスファルト内で更に均一に分散可能な形状を備え、かつスラグの粉化を更に防止した粒状スラグを容易に製造できる。
請求項１、２記載のアスファルト骨材の製造方法においては、粒化物の水への浸漬処理には、温度が６０℃以上の水を使用するので、粒化物の粉化防止処理を確実に実施でき、しかも水和膨張反応を従来よりも短時間で完了させることができるので、従来のような、蒸気、処理場確保等のコストが不要になり、しかも処理時間を短縮でき経済的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るアスファルト骨材の製造方法の説明図である。
【図２】同アスファルト骨材の製造方法で使用する回転ドラムの操業範囲の説明図である。
【図３】同アスファルト骨材の製造方法の散水処理条件の説明図である。
【図４】同アスファルト骨材の製造方法の浸漬処理条件の説明図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係るアスファルト骨材の製造方法の説明図である。
【図６】同アスファルト骨材の製造方法で使用する噴出ノズルの操業範囲の説明図である。
【符号の説明】
１０：溶融転炉スラグ、１１：羽根、１２：回転ドラム、１３：粒化物、１４：水、１５：粒状スラグ、１６：排滓鍋、１７：注滓シュート、１８：回転式の捕集フード、１９：飛散防止板、２０：飛散スラグ、２１：散水管、２２：冷却水、２３：混合物、２４：貯滓槽、２５：バケットコンベアー、２６：バケット、２７：貯留ホッパー、２８：コンベア、２９：ポンプ、３１：噴出ノズル、３２：粒状スラグ、３３：飛散スラグ、３４：粒化物、３５：混合物[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an asphalt aggregate produced using converter slag.Manufacturing methodAbout.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a method of using converter slag (hereinafter also simply referred to as slag) as an aggregate, Patent Document 1 discloses a method in which converter slag (converter steel slag) is dry-ground and classified into a predetermined particle size range. There has been proposed a method of using as a main aggregate and mixing asphalt pavement with a filler, fine aggregate and asphalt.
Further, Patent Document 2 proposes to use a granule crushed into a spherical shape or a shape close thereto by pulverizing blast furnace molten slag to a predetermined particle size as an asphalt aggregate.
[0003]
[Patent Document 1]
JP 52-37922 A
[Patent Document 2]
JP-A-53-141323
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described invention has the following problems.
In the invention described in Patent Document 1, since the produced main aggregate is squared, the fluidity of the main aggregate deteriorates during mixing of the raw materials described above, and the main aggregate is uniformly distributed in the asphalt. The asphalt pavement may not be able to achieve a predetermined strength.
Further, since the main aggregate is squared, the performance rate (filling rate) of the main aggregate is lowered, and the asphalt pavement part may not be able to achieve a predetermined strength.
[0005]
And in this invention, the problem peculiar to converter slag, ie, the solution to expansion of slag and pulverization, is not indicated.
In general, when converter slag is used as an aggregate, the slag undergoes a hydration reaction of CaO or MgO, which is a component of the slag, and the slag undergoes a volume expansion of about twice, so it is usually shipped as a product such as aggregate. Previously, a so-called aging treatment has been performed in which steam is blown into slag piled up under atmospheric pressure for 3 to 4 days. However, this method can suppress the expansion and pulverization of the slag after the treatment, but has a problem that costs such as steam and securing a treatment plant are required, and a treatment time is required for a long time.
In addition, dicalcium silicate (2CaO · SiO), which is a component of slag₂ ) Causes a volume expansion of 10 to 15% by transformation into a γ phase during slow cooling, so that there is a problem that pulverization of slag occurs due to this volume expansion and the pulverized slag cannot be used as an aggregate. .
[0006]
In addition, regarding the invention described in Patent Document 2, the above-described problems when using converter slag, that is, the expansion of slag and pulverization are not solved, and concrete cooling of crushed molten slag No means are disclosed. If proper cooling cannot be performed on the molten slag, the granule is deformed or the crushed high-temperature slag is recombined with each other. As a result, the above-described problems may occur.
The present invention has been made in view of such circumstances, and is manufactured from converter slag, and has a shape that can be uniformly dispersed in asphalt, and an asphalt aggregate having a particle size suitable as an asphalt aggregate.Manufacturing methodThe purpose is to provide.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
[0009]
In line with the purpose1Asphalt aggregate manufacturing method according to the invention ofBasicity 1.1-3.0The melted converter slag was mechanically pulverized in the molten state, sprinkled and rapidly solidified to form a granulated product, and further immersed in water to achieve a granule free from expansion and collapse. Building asphalt aggregate mainly composed of slagA method for producing asphalt aggregate,
For the mechanical pulverization, a rotating drum having a plurality of blades attached to the periphery is used, the tangential speed outside the blade is 15 to 45 m / sec, and the rotating drum and the molten converter slag are in contact with each other. Is in contact with the outer periphery of the rotating drum, and the amount of water used for the watering treatment is 0.43 to 3 times the amount of the granulated product, and the granulated product is immersed in water. Use water with a temperature of 60 ° C or higher.Here, the unit of the amount of water used for the watering treatment and the unit of the amount of the granulated material are liters and kg, cubic meters and tons.
Thus, since the low basicity melting converter slag is mechanically pulverized in a molten state, the scattered molten slag can be formed into a substantially spherical shape by its surface tension.
Moreover, since the molten converter slag is mechanically pulverized, the surface area of the molten converter slag can be made larger than that of the crushed molten converter slag, and the cooling efficiency can be increased. Subsequently, by sprinkling and rapidly solidifying to form a granulated product, it can be rapidly cooled to the extent that it does not deform until it falls and the adjacent granulated product does not weld, and with the components contained in the molten converter slag A certain dicalcium silicate can be transformed into a β phase with very little expansion.
Then, since the rapidly solidified granulated material is immersed in water, the rapid cooling treatment of the high-temperature core portion remaining inside the granulated material, that is, the powdering prevention treatment can be completed. At this time, the hydration reaction of CaO, MgO, etc., which are the components of the granulated material, and water can be completed to a state where there is almost no residual expansion allowance.
[0010]
Here, the outside of the blade means any portion from the base end (base) to the tip of the blade.
In this way, by using a rotating drum for mechanical crushing and setting the tangential speed of the rotating drum blades to 15 to 45 m / sec, a shearing force capable of achieving a granular slag performance rate of 60% or more is achieved. Can be given.
[0011]
Here, when the molten converter slag is pulverized using a rotating drum to which a plurality of blades are attached, because the molten converter slag adheres to the blades and the drum, the area for applying a shearing force to the molten converter slag is reduced. The effect of grinding may be significantly impaired.
For this reason, during the period when the rotating drum and the melting converter slag are in contact with each other, water is brought into contact with the outer periphery of the rotating drum so that a water film (boiling) exists on the blades and the drum, and the melting converter to the blades and the drum Prevents slag from sticking and maintains the effect of mechanical grinding.
[0012]
In line with the purpose2Asphalt aggregate manufacturing method according to the invention ofBasicity 1.1-3.0The melted converter slag is wind-pulverized in the molten state, sprinkled and rapidly solidified to form a granulated product, and further immersed in water, resulting in an expansion / collapse-free granularity with a performance rate of 60% or more. Building asphalt aggregate mainly composed of slagA method for producing asphalt aggregate,
The jet velocity of the airflow used for the wind pulverization is 60 to 250 m / sec, the amount of water used for the watering treatment is 0.43 to 3 times the amount of the granulated material, and the water of the granulated material Use water with a temperature of 60 ° C or higher for the soaking treatment.Here, the unit of the amount of water used for the watering treatment and the unit of the amount of the granulated material are liters and kg, cubic meters and tons.
Thus, since the low-basic melting converter slag is wind-pulverized in a molten state, the scattered molten slag can be formed into a substantially spherical shape with its surface tension.
Moreover, since the molten converter slag is wind-pulverized, the surface area of the molten converter slag can be made larger than that of the crushed molten converter slag, and the cooling efficiency can be increased. Subsequently, by sprinkling and rapidly solidifying to form a granulated product, it can be rapidly cooled to the extent that it does not deform until it falls and the adjacent granulated product does not weld, and with the components contained in the molten converter slag A certain dicalcium silicate can be transformed into a β phase with very little expansion.
Then, since the rapidly solidified granulated material is immersed in water, the rapid cooling treatment of the high-temperature core portion remaining inside the granulated material, that is, the powdering prevention treatment can be completed. At this time, the hydration reaction of CaO, MgO, etc., which are the components of the granulated material, and water can be completed to a state where there is almost no residual expansion allowance.
[0013]
Since the jet velocity of the airflow used for wind power crushing is set to 60 to 250 m / sec, a shearing force capable of realizing a granular slag performance rate of 60% or more can be applied.
[0014]
First1,First2In the asphalt aggregate manufacturing method according to the invention, the amount of water used for the watering treatment is set to 0.43 to 3 times the amount of the granulated material, so that the melted molten converter slag in the molten state, Without being deformed before dropping, it can be rapidly cooled to the extent that adjacent granulated materials are not welded, and the dicalcium silicate, which is a component of the converter slag, can be reliably transformed into the β phase.
[0015]
First1,First2In the asphalt aggregate manufacturing method according to the invention of the present invention, water having a temperature of 60 ° C. or higher is used for the dipping treatment, so that the granulation product pulverization prevention treatment, which is a particular problem of the converter slag, is reliably performed. Moreover, the hydration expansion reaction can be completed in a shorter time than before.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings for understanding of the present invention.
Here, FIG. 1 is an explanatory view of a manufacturing method of asphalt aggregate according to the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory view of an operating range of a rotary drum used in the manufacturing method of the asphalt aggregate, FIG. 3 is an explanatory view of watering treatment conditions of the asphalt aggregate manufacturing method, FIG. 4 is an explanatory view of immersion treatment conditions of the asphalt aggregate manufacturing method, and FIG. 5 is an asphalt according to the second embodiment of the present invention. FIG. 6 is an explanatory view of the operating range of the ejection nozzle used in the manufacturing method of the asphalt aggregate.
[0017]
As shown in FIG. 1, the basicity of the method for producing asphalt aggregate according to the first embodiment of the present invention is 1.1 to 4.0 (1.2 to 1.7 in the present embodiment). The low-basic melting converter slag (hereinafter also referred to as molten slag) 10 is mechanically pulverized in a molten state using a rotating drum 12 having a plurality of blades 11 attached to the periphery, and is sprinkled and rapidly solidified. In this method, the granulated material 13 is formed and further immersed in water 14 to produce an asphalt aggregate made up of granular slag 15 having no expansion / collapse and having a performance ratio of 60% or more. This will be described in detail below.
[0018]
The basicity of the molten slag produced in the converter is generally in the range of 1.1 to 5.0. For example, CaO, SiO₂ The basicity is adjusted to 1.1 to 4.0 by previously adding metal, metal oxide, or the like.
Here, when the basicity of the molten slag is lower than 1.2, fibrous slag is likely to be generated in the rapidly solidified granulated material, and when the basicity is lower than 1.1, the tendency becomes remarkable. Therefore, a performance rate falls and the granular slag manufactured from this molten slag cannot be used as an asphalt aggregate. In addition, this tendency is seen irrespective of how to give the shearing force at the time of mechanical grinding.
[0019]
On the other hand, when the basicity exceeds 1.7, the size of the granular slag starts to increase, and when the basicity exceeds 3.0 and further 4.0, this tendency becomes particularly remarkable. For this reason, this granular slag cannot be used as an asphalt aggregate unless the finally obtained granular slag is subjected to pulverization or classification for adjusting the particle size. In addition, this tendency is seen irrespective of how to give the shearing force at the time of mechanical grinding.
In addition, as the basicity increases, the molten slag is easily fixed to each device in contact with the molten slag. For this reason, for example, the inner wall of the container for storing the molten slag, the soot used for pouring, and the rotating drum are likely to be fixed, reducing the production of granular slag, and smoothly injecting the molten slag into the rotating drum. It becomes a cause of obstruction, obstruction of the granulation treatment by the rotating drum.
Therefore, in order to use granular slag as asphalt aggregate without performing extra processing and to stably operate each apparatus, the basicity of the molten slag is adjusted to 1.1 to 3.0. It is preferable to adjust to 1.2 to 1.7.
[0020]
As shown in FIG. 1, the 15 to 20 tons of molten slag 10 is discharged from the converter and received by the discharge pan 16, and the discharge pan 16 is tilted on the pouring chute 17 to the rotating drum 12. Start pouring. The pouring chute 17 guides the molten slag 10 onto the rotating drum 12 and causes the molten slag 10 to flow down onto the rotating drum 12 rotating at a high speed with the tangential speed outside the blades 11 of 15 to 45 m / sec. The molten slag 10 that has flowed down is sheared and pulverized by blades 11 attached to the periphery of the rotary drum 12 and scattered in a rotary collection hood 18 rotating at, for example, 3 to 5 rpm. Two rotating drums 12 are provided, and during the period in which the rotating drum 12 and the molten slag 10 are in contact, water is continuously sprayed (supplied) to the outer periphery of the rotating drum 12 using, for example, watering means. To make contact. Thereby, adhesion of the molten slag 10 to the rotating drum 12 can be suppressed and further prevented. Note that a scattering prevention plate 19 is provided above the rotating drum 12 to prevent the scattering slag 20 from being scattered during mechanical crushing using the rotating drum 12.
[0021]
Here, the reason why the tangential speed of the blade 11 is set to 15 to 45 m / second will be described.
In order to obtain asphalt aggregate mainly composed of granular slag 15 having a performance rate of 60% or more, it is necessary to make the average particle diameter of the granular slag 15 to be manufactured about 1.2 mm. Therefore, a laboratory test (◯: laboratory level) and an actual machine test (●) were conducted to examine the relationship between the average particle size of the granular slag and the tangential speed of the blades 11.
As shown in FIG. 2, the tangential speed of the blade 11 capable of obtaining an average particle diameter of granular slag of 1.2 mm is in the range of 15 to 45 m / sec. In order to make the average particle diameter of the granular slag 1.2 mm more reliably, the tangential speed of the blade 11 is preferably 15 to 30 m / second, and more preferably 20 to 30 m / second. preferable.
[0022]
Next, as shown in FIG. 1, the scattered slag 20 in the rotary collection hood 18 is sprinkled with cooling water 22 discharged from a sprinkler pipe 21, rapidly cooled, and rapidly solidified to become a granulated material 13. A storage tank as a mixture 23 with water (hot water) 14 while colliding with the inner wall of the rotary collection hood 18 and falling to the lower part and being rapidly cooled in the flow of the remaining evaporation sprinkling flowing down the lower part 24 is discharged. In addition, the quantity of the cooling water 22 used for a sprinkling process is 0.43 to 3 times the quantity of the granulated material 13, and the cooling rate is 30-40 degreeC / second, for example. The temperature of the granulated material 13 in this mixture 23 is 300-600 degreeC, for example, and the temperature of the water 14 is 60 degreeC or more, for example, 98-100 degreeC.
[0023]
Here, the reason why the amount of the cooling water 22 used for the watering treatment is set to 0.43 to 3 times the amount of the granulated material 13 will be described. The amount of the cooling water 22 can be rapidly cooled to the extent that the adjacent granulated material 13 is not welded without being deformed until the scattered slag 20 in the molten state, which has been mechanically pulverized, is dropped, and it is a component contained in the molten slag 10. It is determined in consideration of transformation of a certain dicalcium silicate from the α ′ phase to the γ phase that expands and collapses to the β phase with very little expansion, that is, rapid cooling to 675 ° C. or lower.
Note that the upper limit value is that the granulated material 13 that collides with the inner wall of the rotary collection hood 18 and falls to the lower part is collected, the temperature of only the granulated material 13 is measured, and the temperature (outside slag average temperature) The lower limit was determined theoretically using the amount of heat that needs to be taken away from the scattered slag 20, based on the relationship with the water / soot (slag) ratio.
[0024]
As shown in FIG. 3, when the amount of the cooling water 22 exceeds three times the amount of the granulated material 13, post-treatment of the cooling water 22 after use is necessary, and workability is deteriorated. Further, the cooling water 22 is discharged into the storage tank 24 together with the granulated material 13, and is used to promote the immersion treatment of the granulated material 13, that is, the hydration expansion reaction in the storage tank 24. If supplied in large quantities, the temperature of the granulated material 13 will fall to normal temperature, and the problem which cannot fully promote a hydration expansion reaction will arise.
On the other hand, when the amount of the cooling water 22 is less than 0.43 times the amount of the granulated material 13, it is theoretically not possible to rapidly cool the scattered slag 20 having a temperature of, for example, 1500 ° C. before watering treatment to 675 ° C. It becomes possible.
[0025]
Here, the reason will be explained theoretically.
The amount of heat contained in the scattered slag 20 at 1500 ° C. is 407 Kcal / Kg.
The amount of heat contained in the granulated product 13 at 675 ° C. is 146 Kcal / Kg.
Here, when the (water) / (滓) ratio required for cooling the scattering slag 20 at 1500 ° C. to 675 ° C. is Q (L / Kg), the following equation is established.
(407-146) (Kcal / Kg)
= Q (L / Kg) × (539 + 100−30) (Kcal / L)
In the above formula, “539” is the heat of vaporization of water, “100” is the boiling point of water, and “30” is the initial temperature of water.
When Q (L / Kg) is obtained from the above equation,
(Water) / (滓) ratio = Q = 0.43 (L / Kg) = 0.43 (m^Three / Ton)
It becomes.
[0026]
Thus, if the amount of the cooling water 22 is at least 0.43 times the amount of the granulated material 13, the dicalcium silicate can be transformed into the β phase without transforming from the α ′ phase to the γ phase. Expansion and collapse can be prevented.
In order to prevent the scattering slag 20 from being deformed and fixed, to surely prevent the granulated material 13 from expanding and collapsing, and to facilitate the processing of the cooling water 22, the amount of the cooling water 22 is changed to the amount of the granulated material 13. Is preferably 0.5 to 2.5 times, more preferably 0.5 to 2 times.
[0027]
Subsequently, as shown in FIG. 1, the granulated material 13 discharged to the storage tank 24 is immersed in the storage tank 24 by the water 14, so that steam, a treatment site, etc. are secured as in the prior art. Costs are no longer required.
Here, FIG. 4 explains the relationship between the expansion rate (solid line) and the temperature of the cooling water (dotted line) of the granulated material 13 in the storage tank 24 and the elapsed time. The test was performed three times for each of the expansion rate (●, ▲, ■) and the temperature of the cooling water (◯, Δ, □). Here, the expansion expression rate of 100% means a state at the time when the hydration expansion reaction is completed, and if the expansion expression rate exceeds 98%, it can be used as an asphalt aggregate.
[0028]
As shown in FIG. 4, the granulated material 13 achieves an expansion rate of 98% in about 60 hours. As a result, it is possible to reduce the time required for the hydration expansion reaction, which conventionally takes about 3 to 4 days, by piling up the granulated material 13 and blowing in steam, and it is not necessary to blow in steam. The manufacturing work is easy.
Moreover, since the cooling water 22 used for watering treatment flowed into the storage tank 24, the initial temperature of the water 14 is high, and the water 14 is maintained at a temperature of 90 ° C. or more until about 10 hours. Since the temperature of 60 ° C. or more is maintained until about time, it is possible to prevent the granulated material 13 from expanding and collapsing and to promote the hydration expansion reaction.
[0029]
The granular slag 15 produced by immersing the granulated material 13 in the storage tank 24 is scraped together with the water 14 by a plurality of buckets 26 provided on the bucket conveyor 25, and the conveyor 28 is passed to the plurality of storage hoppers 27. Used. The water 14 introduced into the storage hopper 27 together with the granular slag 15 is extracted from below each storage hopper 27.
In addition, it is also possible to inject the water 14 in the storage tank 24 into the granular slag 15 using the pump 29 to the granular slag 15 stored in each storage hopper 27, and further promote the hydration expansion reaction. . Moreover, since the granular slag 15 is stored in each storage hopper 27, it is also possible to promote a hydration expansion reaction by the water | moisture content adhering and remaining on the surface of the granular slag 15 in the meantime.
Thereby, the granular slag 15 without the expansion | swelling collapse which the performance rate became 60% or more can be manufactured. And this granular slag 15 is used as an asphalt aggregate alone or with the granular slag 15 as a main component, for example, 80% by mass or more of granular slag 15 added with crushed sand (crushed and classified natural stone). To do.
[0030]
Next, an asphalt aggregate manufacturing method according to the second embodiment of the present invention will be described. This is a mechanical pulverization of the asphalt aggregate manufacturing method according to the above-described first embodiment of the present invention. Since the other parts are substantially the same, the same members are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0031]
As shown in FIG. 5, the above-described 15 to 20 tons of molten slag 10 is discharged from the converter and received by the discharge pan 16, and the discharge pan 16 is tilted on the injection chute 17 to start pouring. To do. The pouring chute 17 guides the molten slag 10 onto the ejection nozzle 31 and causes it to flow down in front of the ejection nozzle 31 in which the jet velocity of the jetted compressed air is set to, for example, 60 to 250 m / sec. The molten slag 10 that has flowed down is sheared and pulverized by the airflow of compressed air ejected from the ejection nozzle 31 and is scattered, for example, in the rotary collection hood 18 that is rotating at 3 to 5 rpm.
[0032]
Here, the reason why the jet velocity of the airflow used for wind power crushing is set to 60 to 250 m / sec will be described.
In order to obtain asphalt aggregate mainly composed of granular slag 32 having a performance rate of 60% or more, it is necessary to make the average particle diameter of the granular slag to be manufactured about 1.2 mm. Therefore, a laboratory test (○: laboratory level) and an actual machine test (●) were conducted to examine the relationship between the average particle size and the jet velocity of the airflow (granulation wind velocity).
As shown in FIG. 6, the jet velocity of the airflow that can obtain an average particle size of the granular slag of 1.2 mm is 60 to 250 m / sec. In order to make the average particle diameter of the granular slag more surely 1.2 mm, it is preferable to set the jet velocity of the airflow to 80 to 200 m / second, and more preferably 100 to 150 m / second.
[0033]
Then, as shown in FIG. 5, the scattering slag 33 in the rotary collection hood 18 is sprinkled with the cooling water 22 discharged from the sprinkling pipe 21 and rapidly cooled in the same manner as described above. Granulated material 34 is obtained. And the granulated material 34 becomes the mixture 35 with the water (hot water) 14 after using it for the cooling water 22, and is immersed in the storage tank 24 by the water 14. Thereby, the asphalt aggregate which mainly has the granular slag 32 without the expansion | swelling collapse | decrease whose performance rate became 60% or more can be manufactured.
[0034]
【Example】
The result of having applied and tested the manufacturing method of the asphalt aggregate which concerns on this invention is demonstrated. The molten slag is pulverized by using a rotating drum 12 having a plurality of blades 11 attached around it. The basicity (basicity) of the molten slag, the tangential speed of the blades 11 of the rotating drum 12 (the tangential direction of the blades) Speed) and the ratio of the amount of cooling water used for watering treatment and the amount of granulated material ((water) / (に) ratio) were appropriately changed, and the actual rate of the produced granular slag was examined. The results are shown in Table 1.
[0035]
[Table 1]

[0036]
In Examples 1 and 3, the basicity, the tangential speed of the blade, and the (water) / (滓) ratio were set to the most preferable ranges described above. In this case, the obtained granular slag It was confirmed that a granular slag having a substantially spherical shape exceeding 63% was obtained, and a granule slag having a substantially spherical shape was obtained, which was suitable for use asphalt aggregate.
Further, in Example 2, the basicity was lowered as compared with Example 1, and as a result, fibrous protrusions were scattered on the granular slag. At this time, the tangential speed of the blade was increased. By dropping from Example 1, it was confirmed that a granular slag performance rate of 60% or more could be secured, and that an asphalt aggregate could be obtained.
[0037]
In addition, in Comparative Example 1, the basicity was lowered to 1.0 for comparison with Examples 1 and 2, but the basicity was too low compared to Examples 1 and 2, The generation of solidified slag became prominent, the performance rate decreased, and it was not usable as asphalt aggregate.
Further, in Comparative Example 2, the (water) / (滓) ratio was lowered to the outside of the scope of the present invention for comparison with Example 1, but the amount of cooling water used for watering treatment is small, Flattened slag was conspicuous, the performance rate declined, and it was still not usable as asphalt aggregate.
[0038]
Example 4 is a condition in which the basicity is increased and the slag particle size tends to increase as compared with Example 1, but the conditions of the tangential speed and the (water) / (滓) ratio are optimized. Thus, it was confirmed that a granular slag performance rate of 60% or more could be secured and that usable as asphalt aggregate could be obtained.
referenceThe example is a condition in which the basicity is increased and the slag particle size is set to further increase as compared with Examples 3 and 4, but each condition of tangential speed and (water) / (滓) ratio is also set. By optimizing, it was confirmed that a granular slag performance rate of 60% or more could be secured, and that usable as asphalt aggregate could be obtained.
[0039]
Comparative Example 3 is the same as in Examples 3, 4,Reference exampleThe basicity is further increased as compared with the above, and the conditions are set outside the scope of the present invention. At this time, since the slag particle size tends to further increase, even if the amount of the cooling water is increased, the inside of the slag cannot be cooled, and the flattening of the slag was remarkably confirmed. Moreover, since the basicity was too high, the tendency that the effect of making it substantially spherical by the surface tension of the molten slag disappeared, that is, the tendency that round slag for increasing the performance rate decreased was confirmed.
In addition, the performance rate of the steelmaking slag which carried out the aging process of the slow cooling slag and was pulverized and classified was 63.0%. The actual rate of crushed sand obtained by pulverizing and classifying natural stone was 58.9%.
However, the granular slag manufactured under the above-described conditions can be manufactured to exceed the actual rate of steelmaking slag, and granular slag having a shape suitable for asphalt aggregate (substantially spherical shape) can be manufactured. Was confirmed.
[0040]
As described above, the present invention has been described with reference to the embodiment. However, the present invention is not limited to the configuration described in the above embodiment, and the matters described in the scope of claims. Other embodiments and modifications conceivable within the scope are also included. For example, the asphalt aggregate of the present invention is combined with a part or all of the above-described embodiments and modifications.Manufacturing methodIs also included in the scope of rights of the present invention.
[0041]
【The invention's effect】
[0042]
Claim1 and 2In the described asphalt aggregate manufacturing method, the low-basic melting converter slag is pulverized in a molten state, so that the scattered slag can be formed into a substantially spherical shape with its surface tension and can be uniformly dispersed in the asphalt. A granular slag having a simple shape can be easily produced.
In addition, since the molten converter slag can be pulverized and the cooling efficiency can be increased, the molten converter slag can be rapidly cooled to such an extent that it does not deform before dropping, and the adjacent granulated material does not weld. A certain dicalcium silicate can be transformed into a β phase with very little expansion. Therefore, it is possible to easily produce a granular slag having a shape that can be uniformly dispersed in asphalt and preventing slag from being powdered.
Then, since the rapidly solidified granulated material is immersed in water, the rapid cooling treatment of the high-temperature core portion remaining inside the granulated material, that is, the powdering prevention treatment can be completed. At this time, the hydration reaction of CaO, MgO, etc., which are the components of the granulated material, and water can be completed to a state where there is almost no residual expansion allowance. Therefore, expansion of slag, which is one of the problems specific to converter slag, can be processed in a short time.
[0043]
In particular, the claims1In the described asphalt aggregate manufacturing method, a rotating drum is used for mechanical crushing, and the tangential speed of blades of this rotating drum is set to 15 to 45 m / sec, so that the actual rate of granular slag is 60% or more. A granular slag suitable as an asphalt aggregate can be produced.
In addition, water is brought into contact with the outer periphery of the rotating drum, and a water film (boiling) is present on the blades and the drum to prevent the melting converter slag from adhering to the blades and the drum, thereby maintaining the effect of mechanical grinding. Therefore, it is possible to efficiently and easily manufacture granular slag having stable quality.
[0044]
Claim2In the described asphalt aggregate manufacturing method, since the jet velocity of the airflow used for wind power crushing is set to 60 to 250 m / sec, it is possible to give a shearing force capable of realizing a granular slag performance rate of 60% or more. It is possible to produce a granular slag suitable as an asphalt aggregate.
Claim1, 2In the manufacturing method of the asphalt aggregate described, since the amount of water used for watering treatment is set to 0.43 to 3 times the amount of granulated material, it has a shape that can be more uniformly dispersed in the asphalt, And granular slag which prevented powdering of slag further can be manufactured easily.
Claim1, 2In the manufacturing method of the asphalt aggregate described,Since water with a temperature of 60 ° C or higher is used for the immersion treatment of granulated material in waterIn addition, it is possible to reliably carry out the pulverization prevention treatment of the granulated material, and to complete the hydration expansion reaction in a shorter time than before, thus eliminating the need for costs such as securing steam and a treatment plant as in the past. Moreover, the processing time can be shortened and it is economical.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of a method for producing asphalt aggregates according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of an operating range of a rotating drum used in the method for producing the asphalt aggregate.
FIG. 3 is an explanatory diagram of watering conditions of the asphalt aggregate manufacturing method.
FIG. 4 is an explanatory diagram of immersion treatment conditions of the method for producing the asphalt aggregate.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a method for producing asphalt aggregates according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram of an operating range of a jet nozzle used in the method for producing the asphalt aggregate.
[Explanation of symbols]
10: Melting converter slag, 11: Blade, 12: Rotating drum, 13: Granulated material, 14: Water, 15: Granular slag, 16: Discharge pan, 17: Pouring chute, 18: Rotary collection hood 19: Spattering prevention plate, 20: Spattering slag, 21: Sprinkling pipe, 22: Cooling water, 23: Mixture, 24: Storage tank, 25: Bucket conveyor, 26: Bucket, 27: Storage hopper, 28: Conveyor, 29: Pump, 31: Jet nozzle, 32: Granular slag, 33: Spattered slag, 34: Granulated material, 35: Mixture

Claims

A melt converter slag having a basicity of 1.1 to 3.0 is mechanically pulverized in a melted state, sprayed and rapidly solidified to form a granulated product, and further immersed in water. % Asphalt aggregate manufacturing method for producing asphalt aggregate mainly composed of granular slag without expansion and collapse ,
For the mechanical pulverization, a rotating drum having a plurality of blades attached to the periphery is used, the tangential speed outside the blade is 15 to 45 m / sec, and the rotating drum and the molten converter slag are in contact with each other. Is in contact with the outer periphery of the rotating drum, and the amount of water used for the watering treatment is 0.43 to 3 times the amount of the granulated product, and the granulated product is immersed in water. The method for producing asphalt aggregate, characterized in that water having a temperature of 60 ° C. or higher is used .
Here, the unit of the amount of water used for the watering treatment and the unit of the amount of the granulated material are liters and kg, cubic meters and tons.

Melt converter slag having a basicity of 1.1 to 3.0 is wind-pulverized in a molten state, sprinkled and rapidly solidified to form a granulated product, and further immersed in water to achieve a proven rate of 60 % Asphalt aggregate manufacturing method for producing asphalt aggregate mainly composed of granular slag without expansion and collapse ,
The jet velocity of the airflow used for the wind pulverization is 60 to 250 m / sec, the amount of water used for the watering treatment is 0.43 to 3 times the amount of the granulated material, and the water of the granulated material A method for producing an asphalt aggregate, wherein water having a temperature of 60 ° C. or higher is used for the dipping treatment . Here, the unit of the amount of water used for the watering treatment and the unit of the amount of the granulated material are liters and kg, cubic meters and tons.