WO2009014255A1

WO2009014255A1 - 鉱石粉の熱間強度増進固化材、それを用いたペレット、及びその製造方法

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Publication number: WO2009014255A1
Application number: PCT/JP2008/063709
Authority: WO
Inventors: Taiichiro Mori; Ryoetsu Yoshino; Atsumu Ishida; Tetsuya Ando
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 2007-07-25
Filing date: 2008-07-24
Publication date: 2009-01-29
Anticipated expiration: 2010-01-25
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Abstract

冷間強度が従来の固化材と同等以上であり、かつ、熱間強度の発現性に優れる、鉱石粉のペレタイジングに使用する鉱石粉の熱間強度増進固化材、それを用いたペレット、及びその製造方法を提供する。　セメント若しくは石灰のいずれか一種または二種と、スラグ、及び珪酸質物質を配合してなり、化学組成が、CaO、Al2O3及びSiO2の合計中、CaOが３～56％、Al2O3が３～40％、及びSiO2が30～86％である、鉱石粉の熱間強度増進固化材、セメント若しくは石灰のいずれか一種又は二種、スラグ、及び珪酸質物質の配合割合が、セメント若しくは石灰のいずれか一種又は二種１～76部、スラグ２～95部、及び珪酸質物質２～95部である該固化材、さらに、石膏を含有してなる該固化材、鉱石粉、該固化材、及び水を含有してなるペレット、該固化材が、鉱石粉100部に対して、３～20部である該ペレットであり、水／（鉱石粉＋該固化材）比が0.03～0.3である該ペレット、並びに該ペレットの製造方法を構成とする。

Description

明細書鉱石粉の熱間強度増進固化材、それを用いたペレット、及びその製造方法技分野

本発明は、製鉄所、製鋼工場、及び非鉄精鍊所等で発生する鉱石粉のペレタイジングに使用する鉱石粉の熱間強度増進固化材、それを用いたペレット、及びその製造方法に関する。背景技術

従来、製鉄所、製鋼工場、及び非鉄精鍊所等の工場内で発生するダストなどの鉱石粉の有効利用や、良質な鉱物資源の枯渴を背景として、鉱石粉のペレタイジングが行なわれている。鉱石粉のペレタイジング法として、ドラム型やパン型の造粒機を使用して造粒後に焼成する焼成ペレツト法や、省エネルギー化を目的として焼成工程を省略したコールドペレツト法が知られている。これら鉱石粉のペレタイジング法で使用する鉱石粉の固化材としては、普通ポルトランドセメントからなる固化材、生石灰と高炉スラグからなる固化材、アルミン酸カルシゥム系化合物と微粉末無機質材料からなる固化材、普通ポルトランドセメントとカルシウムアルミネートからなる固化材が知られている（非特許文献 1、非特許文献 2、特許文献 1、特許文献 2参照）。

しかしながら、これら固化材を用いた場合には、熱間強度が焼結鉱に比べて小さく、高炉投入後に粉化による通気性の不良が生じ、そのため投入量が制限されるといった課題があった。ここで、熱間強度とは、例えば、鉱石粉とその熱間強度増進固化材を用いたぺレットを高炉へ投入後、 600〜1，000°Cで焼成後の圧縮強度を指し、従来の、普通ポルトランドセメントを使用した固化材では約 3〜5 N/mm²とされている。一方、冷間強度とは、屋外で養生した後、高炉へ投入する直前の圧縮強度を指し、通常、約 3〜10N/mm²が必要とされている。非特許文献 1 ：天野繁、阿部幸弘、山ロー成、松岡裕直、高野正市、相田実生、守田和之、セメントレスコールドペレツトの開発、鉄と鋼、第 77年（1991)第 6号、 pp. 45〜52

非特許文 2 ： Masanori Nakano, Masaaki Naito, Kenichi Higuchi and Ko j i Morimoto, Non-spherical Carbon Composite Agglomerates： Lab-scale Manuf ac ture and Qual ity Assessment, ISIJ International, Vol. 44, No. 12, pp. 2079 〜2085 (2004)

特許文献 1 ：特開平 0 5— 1 7 1 3 0 3号公報

特許文献 2 ：特公平 0 5— 0 7 3 7 0 7号公報発明の開示

発明が解決しようとする課題

本発明の目的は、冷間強度が従来の鉱石粉の固化材と同等以上であり、かつ、熱間強度の発現性に優れる、鉱石粉の熱間強度増進固化材、それを用いたペレツト、及びその製造方法を提供することである。課題を解決するための手段

本発明は、セメント若しくは石灰のいずれか一種又は二種と、スラグ、及ぴ珪酸質物質を配合してなり、化学組成が、 Ca0、 AI2O3, 及ぴ Si0₂の合計中、 CaOが 3 〜56%、 A1₂0₃が 3〜40%、及び Si0₂が 31〜86%である、鉱石粉の熱間強度増進固化材であり、セメント若しくは石灰のいずれか一種又は二種と、スラグ、及び珪酸質物質の配合割合が、セメント若しくは石灰のいずれか一種又は二種 1〜76部、スラグ 2〜76部、及び珪酸質物質 2〜95部である該固化材であり、珪酸質物質の Si0₂成分が 45%以上である該固化材であり、さらに、石膏を含有してなる該固化材であり、石膏が該固化材 100部中、 5部未満である該固化材であり、さらに、減水剤を含有してなる該固化材であり、減水剤が該固化材 100部に対して、 0 . ' 5〜 8部である該固化材であり、減水剤が R10 (A10) mR2 [ただし、 A10は炭素数 2 〜3のォキシアルキレン基の 1種又は 2種以上の混合物であり、 2種以上のときはブ口ック状に付加していてもランダム状に付加していてもよく、 R1は炭素数 2〜5のアルケニル基、 R2は炭素数 1〜4のアルキル基、 mはォキシアルキレン基の平均付加モル数で 20〜150である] で示されるアルケニルエーテル、及び Z [0 (A20) nR3] a [ただし、 Zは 2〜8の水酸基を含有する化合物の残基であり、 A20は、炭素数 2〜3 のォキシアルキレン基の 1種または 2種以上の混合物で、 2種以上のときはプロック状に付加していてもランダム状に付加していてもよく、 R3は炭素数 2〜5のァルケニル基、 nはォキシアルキレン基の平均付加'モル数で 0または 1以上の数であり、 aは 2〜8である] で示されるポリアルケニルエーテルと、無水マレイン酸との共重合体からなる該固化材であり、鉱石粉、該固化材、及び水を含有してなるペレツトであり、該固化材が、鉱石粉 100部に対して、 3〜20部である該ペレツトであり、水 Z (鉱石粉 +該固化材) 比が 0· 03〜0. 3である該ペレツトであり、該ペレツトの製造方法である。発明の効果

本発明によれば、冷間強度が従来の固化材と同等以上であり、かつ、熱間強度の発現性に優れる、鉱石粉の熱間強度増進固化材、それを用いたペレット、及びその製造方法を提供できる。図面の簡単な説明

図 1は、室温強度と徐冷強度（熱間強度）に与える減水剤の影響をに示す図である。

図 2は、室温強度と徐冷強度（熱間強度）に与える石膏の影響（減水剤を添加した場合）を示す図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明を詳細に説明する。

なお、本発明における部ゃ％は特に規定しない限り質量基準で示す。本発明は、セメント、スラグ、及び珪酸質物質を配合した、特定の化学組成を有する、鉱石粉の熱間強度増進固化材に関する。

本発明でいう鉱石粉とは、例えば、金鉱、銀鉱、銅鉱、鉛鉱、そう鉛鉱、すず鉱、亜鉛鉱、鉄鉱、硫化鉄鉱、クローム鉄鉱、マンガン鉱、タングステン鉱、モリブデン鉱、ニッケル鉱、及びコバルト鉱等を発生源とするダストを指し、これらのうちの一種又は二種以上が使用可能である。本発明で使用するセメントは特に限定されるものではなく、通常のセメントが使用可能である。具体的には、普通、早強、超早強、中庸熱、及び低熱等の各種ポルトランドセメント、これらのポルトランドセメントに、石灰石微粉末等を混合したフィラーセメント、廃棄物利用型セメント、いわゆるェコセメントなどが挙げられ、これらのうちの一種又は二種以上が併用可能である。本発明で使用する石灰とは、化学式が CaOで表わされる生石灰や、化学式が Ca (0 H) ₂で表わされる消石灰を指す。

生石灰は特に限定されるものではないが、通常、酸化カルシウム（CaO) が 90 %以上の工業製品を用いることができ、また、消石灰とは特に限定されるものではないが、酸化カルシウム（CaO) が 65 %以上の工業製品を用いることができる。これらを併用することも可能である。

石灰の粒度は、ブレーン比表面積値（以下、ブレーン値という）で、 2， 000cm² /g以上が好ましく、 3，000cm²/g以上がより好ましい。この範囲外では、冷間強度や熱間強度の発現性が低下するおそれがある。本発明で使用するスラグとしては、高炉で銑鉄を製造する際に副産物として発生する高炉水碎スラグゃ高炉徐冷スラグ、製鋼工程で発生する転炉スラグゃ電気炉スラグなどの製鋼スラグが挙げられ、これらのうちの一種又は二種以上が使用可能であり、経済性や入手しやすさから高炉水砕スラグの使用が好ましい。

スラグの粒度は、ブレーン値で、 2， 000cm²/g以上が好ましく、 3， 000cm²/g以上がより好ましい。この範囲外では、冷間強度や熱間強度の発現性が低下するおそれがある。本発明で使用する珪酸質物質としては、化学成分として Si0₂成分を 45%以上含む材料を指し、例えば、シリカフューム、フライアッシュ、粗粒アッシュ（石炭灰）、火山灰、けいそう土、珪酸白土、溶融シリカ、シラスバルーン、珪砂、及ぴライスハスクアッシュ（もみ殻灰）などが挙げられ、これらのうちの一種又は二種以上が使用可能である。このうち、経済性からもフライアッシュの使用が好ましい。，

珪酸質物質の粒子形状は.、粒子の充填性や焼結反応時のネック成長のしゃすさからも球状であることが好ましい。

また、高炉操業時に支障となるナトリウム、カリウム、及びリン成分をなるベく含まない珪酸質物質の使用が好ましい。

珪酸質物質の粒度は、ブレーン値で、 2, OOOcmVg以上が好ましく、 3, 000cmVg 以上がより好ましい。この範囲外では、冷間強度や熱間強度の発現性が低下するおそれがある。セメント若しくは石灰のいずれか一種又は二種と、スラグ、及び珪酸質物質の配合割合は特に限定されるものではないが、セメント若しくは石灰のいずれか一種又は二種 1〜76部、スラグ 2〜95部、及ぴ珪酸質物質 2 ~95部が好ましい。セメントを使用する場合には、セメント 1〜76部、スラグ 2〜76部、及び珪酸質物質 2〜95部がより好ましく、セメント 3〜75部、スラグ 4〜74部、及び珪酸質物質 4〜85部が特に好ましい。石灰を使用する場合には、石灰 1〜50部、スラグ 2 〜95部、及び珪酸質物質 3〜95部がより好ましく、石灰 2〜48部、スラグ 4〜93 部、及び珪酸質物質 5〜93部が特に好ましい。この範囲外では、冷間強度や熱間強度が充分に得られなくなるおそれがある。本発明では、冷間強度の向上を目的として、セメント若しくは石灰のいずれか一種又は二種と、スラグ、及ぴ珪酸質物質を配合してなり、化学組成が、 Ca0、 A 1₂0₃ 及ぴ Si0₂の合計中、 CaO力 S 3〜56%、 A1₂0₃が 3〜40%、及び Si0₂が 30〜86% である、鉱石粉の熱間強度増進固化材（以下、本固化材という）に石膏を含有させることが可能である。

ここで石膏としては、二水石膏、半水石膏、 II型無水石膏、又は I II型無水石膏が挙げられ、そのうち、 II型無水石膏、 III型無水石膏が好ましい。

石膏の含有量は、 ₅部未満が好ましく、 3部未満がより好ましい。石膏の含有量がこの範囲以上になると、熱間強度の低下が生じるおそれがある。

石膏の粒度は、ブレーン値で、 2， OOOcmVg以上が好ましく、 3， OOOcmVg以上がより好ましい。この範囲外では、冷間強度や熱間強度の発現性が低下するおそれカある。本発明では、熱間強度をさらに向上するために減水剤をさらに使用することが好ましい。減水剤の種類としては、アルキルァリルスルホン酸塩、ナフタレンスルホン酸塩、メラミンスルホン酸塩のホルマリン縮合物、ポリカルボンサン系高分子化合物等が挙げられ、これらの 1種又は 2種以上の減水剤を使用するものであり、液状、粉状のいずれも使用できる。なかでも R10 (A10) mR2 [ただし、 A10は炭素数 2〜3のォキシアルキレン基の 1種または 2種以上の混合物であり、 2種以上のときはブロック状に付加していてもランダム状に付加していてもよく、 R1は炭素数 2〜5のアルケニル基、 R2は炭素数 1〜4のアルキル基、 mはォキシアルキレン基の平均付加モル数で 20〜150である] で示されるアルケニルエーテル、及び Z [0 (A20) nR3] a [ただし、 Zは 2〜8の水酸基を含有する化合物の残基であり、 A20は、炭素数 2〜3のォキシアルキレン基の 1種または 2種以上の混合物で、 2種以上のときはプロック状に付加していてもランダム状に付加していてもよく、 R3は炭素数 2〜5のアルケニル基、 nはォキシアルキレン基の平均付加モル数で 0または 1以上の数であり、 aは 2〜8である] で示されるポリアルケニルエーテルと、無水マレイン酸との共重合体からなる減水剤の使用が好ましい。減水剤の使用量は、固化材 100部に対して、 0. 5〜8部が好ましく、 1〜6部がより好ましい。 0. 5部未満では効果がなく、 8部を超えると熱間強度の向上が認められなかったり、不経済となったりするため好ましくない。

本発明では、セメントとスラグとして高炉セメントを、また、セメントと珪酸質物質としてシリカセメントやフライアッシュセメントの混合セメントを使用することも可能である。本固化材の化学組成は、 Ca0、 A1₂0₃、及び Si0₂の合計中、 CaO 3 〜56%、 A1₂0₃ 3〜40%、 Si0₂ 30〜86%であり、 CaO 7〜45%、 AI2O3 5〜35%、 S1O2 32〜76% が好ましい。この範囲外では充分な熱間強度が得られなくなるおそれがある。これら使用材料を混合する方法は特に限定されるものではなく、ペレタイジングする前にあらかじめ混合したり、あるいはペレタライジング中に各使用材料を混合したりすることも可能である。本固化材の粒度は、ブレーン値で、 2， OOOcmVg以上が好ましく、 4， 000cm²/g以上がより好ましい。この範囲外では、冷間強度が低下するおそれがある。本固化材の使用量は、鉱石粉 100部に対して、 3 〜20部が好ましく、 5〜； 15部がより好ましい。この範囲未満では冷間強度と熱間強度の発現性が不良となるおそれがあり、この範囲より多くなると不経済となるため好ましくない。水（鉱石粉 +本固化材）比は特に限定されるものではないが 0. 03〜0. 3が好ましく、 0. 05〜0. 2がより好ましい。この範囲未満では冷間強度が不良となるおそれがあり、高炉投入後の還元反応が不良となるおそれがある。また、この範囲を超えると、焼成後に熱収縮によるひび割れが生じて熱間強度が低下するおそれがある。本固化材を用いたペレツトの製造には、高炉に投入後のペレツトの還元性の向上のために、コータス粉を加えることが可能である。

また、減水剤、高性能減水剤、 A E.減水剤、流動化剤、増粘剤、収縮低減剤、及ぴ凝結調整剤等のうちの一種又は二種以上を、本発明の目的を阻害しない範囲で使用することが可能である。

本固化材を用いたペレツトの製造方法は特に限定されるものではなく、例えば、ドラム型やパン型の造粒機を使用した造粒のほか、加圧成形法、湿式加圧成形法、及び押出成形法等が挙げられる。また、製造したペレットの養生方法は特に限定されるものではなく、常温常圧養生のほか、オートクレープ養生、蒸気養生、湿空養生、又は加熱養生等が挙げられる。実施例

以下、実験例に基づいて、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

(実験例 1 )

表 1に示すセメント、スラグ、及ぴ珪酸質物質を配合して、表 1に示す Ca0、 A I2O3, 及び Si0₂の化学組成を有する固化材を調製した。

鉱石粉 100部に対して、調製した固化材 13部を混合し、鉱石粉と調製した固化材の合計 100部に対して、水を 15部配合して混練物を調製した。

調製した混練物の 50 gを φ 40mmの金型成形ダイスに詰め、島津製作所社製、 S 3 ?— 1 0八型、 F T— I R用プレス機を用い、成形圧力 7. 8MPaの荷重をかけて 30秒保持し、保持後、脱型して ψ 40 Χ 16ΐΜΐのペレットを作製した。

作製したペレツトを常温常圧養生で養生し、ペレツトの冷間強度と熱間強度を測定した。結果を表 1に併記する。

<使用材料 >

セメント a ：電気化学工業社製、商品名「普通ポルトランドセメント」、ブレーン値 3, 150cm²/g、比重 3. 13、 CaO 72%、 AI2O3 6 %、 S 1O2 22%

スラグ：高炉スラグ、新日鐡高炉セメント社製、商品名「エスメントスーパ一 6 0 P」、ブレーン値 6， 000cm²/g、比重 2. 91、 CaO 49%、 AI2O3 16%、 S1O2 35% 珪酸質物質 A ：フライアッシュ、石炭火力発電所産、 JIS II種適合品、ブレーン値 3，700cm²/g、比重 2. 35、 CaO 6 %、 A1₂0₃ 27%、 S1O2 67%

珪酸質物質 B ：フライアッシュ、石炭火力発電所産、 JIS II種適合品、ブレーン値 3，700cm²/g、比重 2. 35、 CaO 0 %、 AI2O3 32%、 S1O2 68%

珪酸質物質 C ：フライアッシュ、石炭火力発電所産、 JIS II種適合品、ブレーン値 3，700cm²/g、比重 2， 37、 CaO 0 %、 A1₂0₃ 46%、 S1O2 54%

珪酸質物質 D ：溶融シリカ、電気化学工業社製、商品名「デン力溶融シリカ」、 B E T比表面積値 11. 3m²/g、比重 2. 26、 CaO 0 %、 AI2O3 0 %、 Si0₂ 100% 珪酸質物質 E ：真砂土粉、泉工業株式会社製、ブレーン値 10，400cm²/g、比重 3. 6 3、 CaO 3 %、 A1₂0₃ 34%、 Si0₂ 63%

珪酸質物質 F ： γ - 2Ca0 - SiOs, 試薬炭酸カルシウムと試薬シリカを、 CaOZSi0₂ モル比が 2. 0となるように配合し、電気炉中で温度 1, 500°Cの条件で焼成して合成した。得られた焼成物を冷却後にブレーン値で 6， 000cm²/gとした。比重 3. 01、 Ca 0 63%、 AI2O3 2 %、 Si0₂ 35%

鉱石粉：鉄鉱石粉、へマタイト鉱、比重 4. 95、篩下 3讓品

水：水道水

<養生方法 >

常温常圧養生：ペレツトを作製後、ビニール袋に入れて口を輪ゴムで縛って封緘し、 20°Cの大気圧環境下で 14日間養生した。ぐ測定方法 >

冷間強度：作製したペレットを 20°C室温環境下で常温常圧養生し、材齢 14日の圧縮強度を測定した。

熱間強度：作製したペレツトを 20°C室温環境下で常温常圧養生し、材齢 14日に、窒素雰囲気下、昇温速度 10°C /分、最高温度 860°Cで焼成し、最高温度に到達後、炉外へ取り出し、圧縮強度を測定した。表 1

セメント、スラグ、及び珪酸質物質は（部) 表 1の結果から、本発明の鉱石粉の熱間強度増進固化材（本固化材）は、熱間強度の向上に優れていることがわかる。

即ち、本固化材は、セメント、スラグ、及び珪酸質物質を適切に配合することにより、比較例と同等以上の冷間強度を示し、かつ、熱間強度の発現性が優れていることがわかる。

化学組成が本発明の範囲内の「CaO、 AI2O3, 及び Si0₂の合計中、 CaOが 3〜56%、 A1₂0₃が 3〜40%、及び S i0₂が 30〜86%」にある固化材を用いたペレットは、冷間強度及ぴ熱間強度が共に優れている（実験 No. 1- 2〜1- 6、 No. 1- 9〜1- 13、 No. 1 - 15 〜1- 20、 1 - 22、 1-23)。 CaOが 3 %未満であると、熱間強度は高いが冷間強度が極端に低下し（実験 No. 1-1)、 CaOが 56%を超えると、冷間強度は高いが熱間強度の発現性が十分でなく（実験 No. 1-7)、 A1₂0₃が 3 %未満であると、熱間強度は高いが冷間強度が低下し（実験 No. l- 8)、 A1₂0₃が 40%を超えると、冷間強度、熱間強度が共に低下し（実験 No. 1-14)、 Si0₂が 30%未満であると、冷間強度は高いが熱間強度の発現性が十分でなく、 Si0₂が 86%を超えると、冷間強度、熱間強度が共に低下する（実験 No. 1-21) ので、固化材の化学組成は、上記の範囲が好ましい。

(実験例 2 )

表 2に示すセメント、スラグ、及び珪酸質物質を配合したこと以外は実験例 1 と同様に行った。結果を表 2に併記する。

表 2

セメント、スラグ、及び珪酸質物質は（部) 表 2の結果から、本固化材は、熱間強度の向上に優れていることがわかる。即ち、本固化材は、セメント、スラグ、及ぴ珪酸質物質を適切に配合することにより、比較例と同等以上の冷間強度を示し、かつ、熱間強度の発現性が優れていることがわかる。

(実験例 3 )

表 3に示すセメント、スラグ、及ぴ珪酸質物質を使用したこと以外は実験例 1 と同様に行った。結果を表 3に併記する。

<使用材料 >

セメント b ：中庸熱ポルトランドセメント、電気化学工業社製、商品名「デン力中庸熱ポルトランドセメント」、ブレーン値 3， 050cmVg、比重 3. 20、 CaO 70%、 A 1₂。₃ 4 %、 Si0₂ 26%

セメント c ：低熱ポルトランドセメント、太平洋セメント社製、商品名「低熱ポルトランドセメント」、ブレーン値 3，470cm²/g、比重 3. 21、 CaO 69%、 A1₂0₃ 3 %、 Si0₂ 28%

高炉セメント：電気化学工業社製、商品名「デン力高炉セメント」、ブレーン値 3. 970cm²/g、比重 3, 05、 CaO 63%、 A1₂0₃ 9 %、 S 1O2 28%

フライアッシュセメント：電気化学工業社製、商品名「デンカフライアッシュセメント（B種）」、ブレーン値 3， 500cm²/g、比重 2. 96、 CaO 71%、 AI2O3 5 %、 Si0₂ 24%

表 3

セメント、スラグ、及び珪酸質物質は（部）、 * 1は高炉セメント 75

部と珪酸質物質 25部の混合物、 * 2はフライアッシュセメント 10部と

スラグ 90部の混合物使用

表 3の結果から、本発明の熱間強度増進固化材は、セメントの種類に関わらず、熱間強度の向上に優れていることがわかる。また、高炉セメントと珪酸質物質、フライアッシュセメントとスラグを適切に配合することによって、本発明の機能が発現できることがわかる。

(実験例 4 )

表 4に示すセメント、スラグ、珪酸質物質、及び石膏を配合したこと以外は実験例 1と同様に行った。結果を表 4に併記する。

<使用材料 >

無水石膏：タイ産、 II型天然無水石膏、ブレーン値 8， 100cm²/g、比重 2. 94、 Ca 0 95%、 A1₂0₃ 2 %、 Si0₂ 3 % 表 4

セメント、スラグ、珪酸質物質、及び石膏は（部)

表 4の結果から、本固化材は、石膏を適切な量含有することで冷間強度の向上が図れることがわかる。

即ち、本発明の熱間強度増進固化材は、セメント、スラグ、珪酸質物質、及び石膏を適切に配合することによって、比較例と比べると冷間強度の向上が図れ、かつ、熱間強度の発現性が優れていることがわかる。

(実験例 5 )

セメント a 32部、スラグ 44部、及ぴ珪酸質物質 A24部使用して固化材を調製し、鉄鉱石粉 100部に対して、表 5に示す量混合したこと以外は実験例 1 と同様に行つた。結果を表 5に併記する。

表 5

固化材は鉱石粉 100部に対する

表 5の結果から、本固化材は、鉱石粉への適切な量を配合することで、比較例と同等以上の冷間強度を示し、かつ、熱間強度の発現性が優れていることがわかる。

(実験例 6 )

セメント a 32部、スラグ 44部、及ぴ珪酸質物質 A 24部使用して固化材を調製し、鉱石粉 100部に対して、調製した固化材 13部を混合し、鉱石粉と調製した固化材の合計 100部に対して、表 6に示す水を配合したこと以外は実験例 1 と同様に行つた。結果を表 6に併記する。

表 6

水は、鉱石粉と本固化材の合計に対する（質量 °/₀)

表 6の結果から、本固化材は、水 Z (鉱石粉 +本固化材）比を適切な範囲にすることで熱間強度の向上が図れることがわかる。

即ち、本発明の熱間強度増進固化材は、セメント、スラグ、珪酸質物質を配合し、適切な水ノ（鉱石粉 +本固化材）比とすることによって、比較例と同等以上の冷間強度を示し、かつ、熱間強度の発現性が優れていることがわかる。

(実験例 7 )

セメント a 32部、スラグ 44部、及び珪酸質物質 A24部使用して固化材を調製し、鉄鉱石粉 100部に対して、調製した固化材 13部を混合し、鉄鉱石と調製した固化材の合計 100部に対して、水を 15部を配合してペレツトを作製した。

作製したペレツトの造粒後の養生方法を表 7に示すとおり変えたこと以外は、実験例 1と同様に行なった。結果を表 7に併記する。ぐ養生方法 >

蒸気養生：ペレットを作製後、 2時間前置きした後、昇温 15°C/分、最高温度 70°Cで 3時間保持の条件で蒸気養生した。翌日、養生槽から取り出し、 20°C環境下で 13日間養生した。

一- .. .オートクレープ養生：ペレットを作製後、気圧窯へ投入し、蒸気圧 10気圧、温度 170°Cの環境下で 6時間養生した。養生後、 20°Cの室温環境下で 14日まで養生した。

湿空養生：ペレットを作製後、湿度 100%、 20°Cの室温環境下で 14日間養生した。

加熱養生：ペレットを作製後、封かんして 20°C室温環境下で 1 日養生した。 20 °C環境下で 1 日養生後、 40°Cの乾燥機中で 13日間養生した。

表 7

表 7の結果から、本固化材は、養生方法に関わらず熱間強度に優れていることがわかる。

(実験例 8 )

セメント a 50部、スラグ 40部、珪酸質物質 A 10部、及び無水石膏 1部を配合し、減水剤の添加量を固形分で 0、 0. 6、 1. 2、 3. 0質量部（水溶液での添加率は、それぞれ 0、 1. 0、 2. 0、 5. 0質量部）と変えたこと以外は実験例 4と同様に行った。強度の測定結果を表 8に示す。また、冷間強度と熱間強度に与える減水剤の影響を図 1に示す。

<使用材料 >

減水剤：市販品、ポリアルケニルエーテルと無水マレイン酸との共重合体、 6 0 %水溶液表 8

減水剤は固化材 100部に対する（部)

表 8及ぴ図 1から、本固化材は、減水剤を添加すると、添加率に比例して冷間強度、熱間強度ともに向上することがわかる。即ち、本発明の熱間強度増進固化材は、セメント、スラグ、珪酸質物質、石膏、及び減水剤を適切に配合することによって、比較例と比べると冷間強度の向上が図れ、かつ、熱間強度の発現性が優れていることがわかる。

(実験例 9 )

セメント a 50部、スラグ 40部、珪酸質物質 A 10部、及ぴ減水剤 1部（固形分）を配合し、無水石膏の配合量を 0 1 2 3部と変えたこと以外は実験例 8と同様に行った。強度の測定結果を表 9に示す。また、冷間強度と熱間強度に与える石膏の影響（減水剤を添加した場合）を図 2に示す。

表 9

石膏は固化材 100部に対する（部)

表 9及び図 2から、減水剤を添加した場合、熱間強度は、無水石膏の配合量が 2部までは向上するが、 3部以上では、効果がないないことがわかる。

(実験例 1 0 )

表 1 0に示す石灰、スラグ、及び珪酸質物質を配合して、表 1 0に示す Ca0 A 1₂0₃、及ぴ Si0₂の化学組成を有する固化材を調製したこと以外には実験例 1 と同様に行った。結果を表 1 0に併記する。 <使用材料 >

石灰 a ：生石灰、和光純薬工業社製、試薬特級、粉砕品、プレーン値 6，000c m²/g、比重 3. 31、 CaO 100%、 AI2O3 0 %、 Si0₂ 0 %

表 1 0

石灰、スラグ、及ぴ珪酸質物質は（部) 表 1 0の結果から、本固化材は、熱間強度の向上に優れていることがわかる。即ち、本固化材は、石灰、スラグ、及び珪酸質物質を適切に配合することにより、比較例と同等以上の冷間強度を示し、かつ、熱間強度の発現性が優れていることがわかる。

化学組成が本発明の範囲内の「CaO、 AI2O3, 及ぴ Si0₂の合計中、 CaOが 3〜56%、 A1₂0₃が 3〜40%、及ぴ Si0₂が 30〜86%」にある固化材を用いたペレットは、冷間強度及び熱間強度が共に優れている（実験 No. 10- 2〜10- 6、 No. 10- 9〜10- 13、 No. 10 - 16〜10- 20、 10-22、 10-23)。これに対して、 CaOが 3 %未満であると、熱間強度は高いが冷間強度が極端に低下し（実験 No. 10- 1)、 CaOが 56%を超えると、冷間強度は高いが熱間強度の発現性が十分でなく（実験 No. 10- 7)、 A1₂0₃が 3 %未満であったり A1₂0₃が 40%を超えると、熱間強度は高いが冷間強度が低下し（実験 No. 10-8, 実験 No. 10- 14)、 Si0₂が 30%未満であると、冷間強度は高いが熱間強度の発現性が十分でなく（実験 No. 10 - 15)、 Si0₂が 86%を超えると、熱間強度は高いが冷間強度が極端に低下する（実験 No. 10- 21) ので、固化材の化学組成は、上記の範囲が好ましい。

(実験例 1 1 )

表 1 1に示す石灰、スラグ、及び珪酸質物質を配合したこと以外は実験例 1 0 と同様に行った。結果を表 1 1に併記する。

<使用材料 >

石灰 b ：消石灰、和光純薬工業社製、試薬特級、粉碎品、ブレーン値 6，000c m²/g、比重 2. 08、 CaO 100%、 Al₂0a 0 %、 Si0₂ 0 %

表 1 1

石灰、スラグ、及ぴ珪酸質物質は（部)

表 1 1の結果から、本固化材は、熱間強度の向上に優れていることがわかる。即ち、本固化材は、石灰、スラグ、及び珪酸質物質を適切に配合することにより、比較例と同等以上の冷間強度を示し、かつ、熱間強度の発現性が優れていることがわかる。

(実験例 1 2 )

表 1 2に示す石灰、スラグ、及び珪酸質物質を配合したこと以外は実験例 1 0 と同様に行った。結果を表 1 2に併記する。表 1 2

石灰、スラグ、及び珪酸質物質は（部)

表 1 2の結果から、本固化材は、熱間強度の向上に優れていることがわかる。即ち、本固化材は、石灰、スラグ、及ぴ珪酸質物質を適切に配合することにより、比較例と同等以上の冷間強度を示し、かつ、熱間強度の発現性が優れていることがわかる。

(実験例 1 3 )

表 1 3に示す石灰、スラグ、及び珪酸質物質を配合したこと以外は実験例 1 0 と同様に行った。結果を表 1 3に併記する。

表 1 3

石灰、スラグ、及び珪酸質物質は（部)

表 1 3の結果から、本固化材は、熱間強度の向上に優れていることがわかる。即ち、本固化材は、石灰、スラグ、及ぴ珪酸質物質を適切に配合することにより、比較例と同等以上の冷間強度を示し、かつ、熱間強度の発現性が優れていることがわ力る。

(実験例 1 4 )

表 1 4に示す石灰、スラグ、珪酸質物質、及び石膏を配合したこと以外は実験例 1 0と同様に行った。結果を表 1 4に併記する。く使用材料 >

無水石膏：タイ産、 II型天然無水石膏、ブレーン値 8， 100cm²/g、比重 2. 94、 Ca 0 95%、 AI2O3 2 %、 Si0₂ 3 % 表 1 4

石灰、スラグ、珪酸質物質、及び石膏は（部)

表 1 4の結果から、本固化材は、石膏を適切な量含有することで、冷間強度の向上が図れることがわかる。

即ち、本固化材は、石灰、スラグ、珪酸質物質、及び石膏を適切に配合することにより、比較例と比べると冷間強度の向上が図れ、かつ、熱間強度の発現性が優れていることがわかる。

(実験例 1 5 )

石灰 a 3部、スラグ 27部、及び珪酸質物質 A 70部使用して固化材を調製し、鉱石粉 100部に対して、表 1 5に示す量混合したこと以外は実験例 1 0と同様に行つた。結果を表 1 5に併記する。

表 1 5

固化材は鉱石粉 100部に対する表 1 5の結果から、本固化材は、鉱石粉への適切な量を配合することで、比較例と同等以上の冷間強度を示し、かつ、熱間強度の発現性が優れていることがわかる。

(実験例 1 6 )

石灰 a 3部、スラグ 27部、及び珪酸質物質 A 70部使用して固化材を調製し、鉱石粉 100部に対して、調製した固化材 13部を混合し、鉱石粉と調製した固化材の合計 100部に対して、表 1 6に示す水を配合したこと以外は実験例 1 0と同様に行った。結果を表 1 6に併記する。

表 1 6

水は、鉱石粉と本固化材の合計に対する（％)

表 1 6の結果から、本固化材は、水（鉱石粉 +本固化材）比を適切な範囲にすることで熱間強度の向上が図れることがわかる。

即ち、本固化材は、石灰、スラグ、及び珪酸質物質を配合し、適切な水ノ（鉱石粉 +本固化材）比とすることにより、比較例と同等以上の冷間強度を示し、かつ、熱間強度の発現性が優れていることがわかる。

(実験例 1 7 )

石灰 a 3部、スラグ 27部、及び珪酸質物質 A 70部使用して固化材を調製し、鉱石粉 L0IL部に対して、調製した固化材 13部を混合し、鉱石粉と調製した固化材の合計 100部に対して、水を 15部を配合してペレツトを作製した。

作製したペレツトの造粒後の養生方法を表 1 7に示すとおり変えたこと（蒸気養生、オートクレープ養生、湿空養生、加熱養生の各条件は、実施例 7と同じ）以外は、実験例 1 0と同様に行なった。結果を表 1 7 'に併記する。

表 1 7

表 1 7の結果から、本固化材を使用すると、養生方法にかかわらず熱間強度に優れていることがわかる。産業上の利用可能性

本発明の鉱石粉の熱間強度増進固化材は、 '従来の固化材と同等以上の冷間強度を発現するのみならず、良好な熱間強度の発現性を得ることができ、製鉄所、製鋼工場、及び非鉄精鍊所等で発生する集じんダストのペレタイジングに好適に使用できる。

Claims

請求の範囲

1 . セメント若しくは石灰のいずれか一種又は二種と、スラグ、及び珪酸質物質を配合してなり、化学組成が、 Ca0、 AI2O3, 及び Si0₂の合計中、 CaOが 3〜56%、 A1₂0₃が 3〜40%、及び Si0₂が 30〜86%であることを特徴とする、鉱石粉の熱間強度増進固化材。

2 . セメント若しくは石灰のいずれか一種又は二種と、スラグ、及ぴ珪酸質物質の配合割合が、セメント若しくは石灰のいずれか一種又は二種 1〜76部、スラグ 2〜95部、及び珪酸質物質 2〜95部である請求項 1に記載の鉱石粉の熱間強度増進固化材。

3 . 前記珪酸質物質の Si0₂成分が 45%以上である請求項 1に記載の鉱石粉の熱間強度増進固化材。

4 . さらに、石膏を含有してなる請求項 1に記載の鉱石粉の熱間強度増進固化材。

5 . 前記石膏が前記固化材 100部中、 5部未満である請求項 4に記載の鉱石粉の熱間強度増進固化材。

6 . さらに、減水剤を含有してなる請求項 1に記載の鉱石粉の熱間強度増進固化材。

7 . 前記減水剤が前記固化材 100部に対して、 0. 5〜 8部である請求項 6に記載の鉱石粉の熱間強度増進固化材。

8 . 前記減水剤が R10 (A10) mR2 [ただし、 A10は炭素数 2〜3のォキシアルキレン基の 1種又は 2種以上の混合物であり、 2種以上のときはプロック状に付加していてもランダム状に付加していてもよく、 R1は炭素数 2〜5のアルケニル基、 R2は炭素数 1〜4のアルキル基、 mはォキシアルキレン基の平均付加モル数で 20〜150である] で示されるアルケニルエーテル、及び Z[0(A20)nR3]a [ただし、 Zは 2〜8の水酸基を含有する化合物の残基であり、 A20は、炭素数 2〜3のォキシアルキレン基の 1 種または 2種以上の混合物で、 2種以上のときはブロック状に付加していてもランダム状に付加していてもよく、 R3は炭素数 2〜5のアルケニル基、 nはォキシァルキレン基の平均付加モル数で 0または 1以上の数であり、 aは 2〜8である] で示されるポリァルケ-ルエーテルと、無水マレイン酸との共重合体からなる請求項 6に記載の鉱石粉の熱間強度増進固化材。

9. 鉱石粉、請求項 1〜請求項 8のうちのいずれか一項に記載の鉱石粉の熱間強度増進固化材、及び水を含有してなることを特徴とするペレツト。

1 0. 前記固化材が、鉱石粉 100部に対して、 3〜20部である請求項 9に記載のへレツト

1 1. 水 Z (鉱石粉 +前記固化材）比が 0.03〜0.3である請求項 9に記載のペレッ卜。

1 2. 鉱石粉、請求項 1〜請求項 8のうちのいずれか一項に記載の鉱石粉の熱間強度増進固化材、及び水を混合したものをペレットに成形し、養生することを特徴とするペレツトの製造方法。

1 3. 前記固化材を、鉱石粉 100部に対して、 3〜20部混合する請求項 1 2に記载のペレツトの製造方法。

1 4. 水/ (鉱石粉 +前記固化材）比が 0.03〜0.3である請求項 1 2に記載のぺレットの製造方法。