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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-11-05
(45)【発行日】2024-11-13
(54)【発明の名称】製鋼スラグの処理方法および製鋼スラグの水浸膨張比の予測方法
(51)【国際特許分類】
C04B 5/00 20060101AFI20241106BHJP
G01N 33/42 20060101ALI20241106BHJP
G01N 33/24 20060101ALI20241106BHJP
【ＦＩ】
C04B5/00 C
G01N33/42
G01N33/24 A
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2023025702
(22)【出願日】2023-02-22
(65)【公開番号】P2023159861
(43)【公開日】2023-11-01
【審査請求日】2023-11-27
(31)【優先権主張番号】P 2022069430
(32)【優先日】2022-04-20
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000001258
【氏名又は名称】ＪＦＥスチール株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100152984
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 秀明
(74)【代理人】
【識別番号】100168985
【弁理士】
【氏名又は名称】蜂谷 浩久
(72)【発明者】
【氏名】矢埜 泰武
(72)【発明者】
【氏名】星野 建
【審査官】大西 美和
(56)【参考文献】
【文献】特開２０２０－１３２４５６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２２－０４５０８８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－２１３５４３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１１５３６６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－２４０３０２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６１－１１７１３８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０６－２５６０４５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－１８９６０１（ＪＰ，Ａ）
【文献】鉄鋼スラグ中のフリーＣａＯ分析方法の標準化，ふぇらむ，日本，2014年08月01日，vol.19, No.8，p. 47-53
【文献】スラグ中の遊離ライムの定量法，日本金属学会誌，1952年03月10日，16巻7号，p. 394-395，https://www.jstage.jst.go.jp/article/jinstmet1952/16/7/16_7_394/_article/-char/ja/
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ０４Ｂ ２／００－３２／０２
Ｃ０４Ｂ ４０／００－４０／０６
Ｃ２１Ｃ ５／２８
Ｆ２７Ｄ １５／００
Ｃ２２Ｂ ７／０４
Ｃ２１Ｂ ３／０６
Ｇ０１Ｎ ３３／２４
ＪＳＴＰｌｕｓ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）
ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）
ＪＳＴＣｈｉｎａ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
製鋼スラグに、溶剤と接触させる接触処理を施すことにより、前記製鋼スラグのＣａ成分を前記溶剤に抽出し、
前記溶剤が、グリコール系溶剤であり、
前記製鋼スラグの溶融状態から１０００℃までの冷却速度が、５０℃／ｈ以上であり、
前記製鋼スラグの推定ｆ－ＣａＯ量が１３．０以下である、または、前記製鋼スラグの遊離ＣａＯ含有量が１０．０質量％以下であり、
前記接触処理が、前記製鋼スラグを５０℃以上の前記溶剤と３０分以上接触させる処理である、製鋼スラグの処理方法。
【請求項2】
前記製鋼スラグの推定ｆ－ＣａＯ量および遊離ＣａＯ含有量の少なくとも一方が閾値を超える場合に、前記接触処理を施した前記製鋼スラグに、エージング処理を更に施す、請求項１に記載の製鋼スラグの処理方法。
【請求項3】
前記製鋼スラグの推定ｆ－ＣａＯ量が１２．０超の場合に、前記エージング処理を施す、請求項２に記載の製鋼スラグの処理方法。
【請求項4】
前記製鋼スラグの遊離ＣａＯ含有量が８．０質量％超の場合に、前記エージング処理を施す、請求項２に記載の製鋼スラグの処理方法。
【請求項5】
前記製鋼スラグの粒径が、５３ｍｍ以下である、請求項１～４のいずれか１項に記載の製鋼スラグの処理方法。
【請求項6】
前記グリコール系溶剤が、エチレングリコールである、請求項１～４のいずれか１項に記載の製鋼スラグの処理方法。
【請求項7】
前記接触処理によって前記溶剤に抽出された前記Ｃａ成分の量に基づいて、前記製鋼スラグの水浸膨張比を予測し、予測された前記水浸膨張比に基づいて、前記エージング処理の条件を決定する、請求項２～４のいずれか１項に記載の製鋼スラグの処理方法。
【請求項8】
製鋼スラグの水浸膨張比を予測する方法であって、請求項１～４のいずれか１項に記載の製鋼スラグの処理方法によって、前記製鋼スラグに、溶剤と接触させる接触処理を施すことにより、前記製鋼スラグのＣａ成分を前記溶剤に抽出し、
前記接触処理によって前記溶剤に抽出された前記Ｃａ成分の量に基づいて、前記製鋼スラグの水浸膨張比を予測する、製鋼スラグの水浸膨張比の予測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、製鋼スラグの処理方法および製鋼スラグの水浸膨張比の予測方法に関する。
【背景技術】
【0002】
転炉、電気炉、混銑車などで発生するスラグ（製鋼工程で発生するスラグ）を、製鋼スラグと呼ぶ。
製鋼工程では、溶銑中に含まれるリンやケイ素などを除去する目的で、多量の石灰を投入することから、製鋼スラグ中には、未溶解の石灰や冷却時に晶出する石灰が、遊離ＣａＯ（フリーライム、以下、「ｆ－ＣａＯ」とも表記する）として残留する。
ｆ－ＣａＯは、水和反応によってＣａ（ＯＨ）２となり、約２倍に体積膨張し、それに伴い粉化する。このため、製鋼スラグは、粉化の影響によって規定の粒度を外れたり、出荷後に膨張したりする懸念がある。
製鋼スラグの用途としては、路盤材やコンクリート用細骨材などがある。これらに用いられた製鋼スラグ中のｆ－ＣａＯが水和反応して膨張すると、路盤が隆起したり、コンクリートに亀裂が生じたりする可能性がある。
製鋼工程では、溶銑中に含まれるリンやケイ素などを除去する目的で、多量の石灰を投入することから、製鋼スラグ中には、未溶解の石灰や冷却時に晶出する石灰が、遊離ＣａＯ（フリーライム、以下、「ｆ－ＣａＯ」とも表記する）として残留する。
ｆ－ＣａＯは、水和反応によってＣａ（ＯＨ）２となり、約２倍に体積膨張し、それに伴い粉化する。このため、製鋼スラグは、粉化の影響によって規定の粒度を外れたり、出荷後に膨張したりする懸念がある。
製鋼スラグの用途としては、路盤材やコンクリート用細骨材などがある。これらに用いられた製鋼スラグ中のｆ－ＣａＯが水和反応して膨張すると、路盤が隆起したり、コンクリートに亀裂が生じたりする可能性がある。
【0003】
そこで、従来、製鋼スラグが出荷後に膨張したり粉化したりすることを回避するため、出荷前の製鋼スラグにエージング処理を施して、安定化させる場合がある。
エージング処理としては、例えば、製鋼スラグをスラグヤード等で長期間保管して、空気中の水分とｆ－ＣａＯとを水和反応させる大気エージング処理；水蒸気を用いて水和反応を促進させる蒸気エージング処理（特許文献１）；等が挙げられる。
エージング処理としては、例えば、製鋼スラグをスラグヤード等で長期間保管して、空気中の水分とｆ－ＣａＯとを水和反応させる大気エージング処理；水蒸気を用いて水和反応を促進させる蒸気エージング処理（特許文献１）；等が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２００９－２２７４９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
近年、製鋼スラグを安定化させる処理として、従来のエージング処理とは異なる処理の開発が望まれている。
本発明は、以上の点を鑑みてなされたものであり、従来のエージング処理とは異なる処理によって製鋼スラグを安定化させることを目的とする。
本発明は、以上の点を鑑みてなされたものであり、従来のエージング処理とは異なる処理によって製鋼スラグを安定化させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明者らは、鋭意検討した結果、下記構成を採用することにより、上記目的が達成されることを見出し、本発明を完成させた。
【0007】
すなわち、本発明は、以下の［１］～［９］を提供する。
［１］製鋼スラグに、溶剤と接触させる接触処理を施すことにより、上記製鋼スラグのＣａ成分を上記溶剤に抽出する、製鋼スラグの処理方法。
［２］上記製鋼スラグの推定ｆ－ＣａＯ量および遊離ＣａＯ含有量の少なくとも一方が閾値を超える場合に、上記接触処理を施した上記製鋼スラグに、エージング処理を更に施す、上記［１］に記載の製鋼スラグの処理方法。
［３］上記製鋼スラグの推定ｆ－ＣａＯ量が１２．０超の場合に、上記エージング処理を施す、上記［２］に記載の製鋼スラグの処理方法。
［４］上記製鋼スラグの遊離ＣａＯ含有量が８．０質量％超の場合に、上記エージング処理を施す、上記［２］または［３］に記載の製鋼スラグの処理方法。
［５］上記製鋼スラグの溶融状態から１０００℃までの冷却速度が、５０℃／ｈ以上である、上記［１］～［４］のいずれかに記載の製鋼スラグの処理方法。
［６］上記製鋼スラグの粒径が、５３ｍｍ以下である、上記［１］～［５］のいずれかに記載の製鋼スラグの処理方法。
［７］上記接触処理が、上記製鋼スラグを５０℃以上のエチレングリコールと３０分以上接触させる処理である、上記［１］～［６］のいずれかに記載の製鋼スラグの処理方法。
［８］上記接触処理によって上記溶剤に抽出された上記Ｃａ成分の量に基づいて、上記製鋼スラグの水浸膨張比を予測し、予測された上記水浸膨張比に基づいて、上記エージング処理の条件を決定する、上記［２］～［４］のいずれかに記載の製鋼スラグの処理方法。
［９］製鋼スラグの水浸膨張比を予測する方法であって、上記製鋼スラグに、溶剤と接触させる接触処理を施すことにより、上記製鋼スラグのＣａ成分を上記溶剤に抽出し、上記接触処理によって上記溶剤に抽出された上記Ｃａ成分の量に基づいて、上記製鋼スラグの水浸膨張比を予測する、製鋼スラグの水浸膨張比の予測方法。
［１］製鋼スラグに、溶剤と接触させる接触処理を施すことにより、上記製鋼スラグのＣａ成分を上記溶剤に抽出する、製鋼スラグの処理方法。
［２］上記製鋼スラグの推定ｆ－ＣａＯ量および遊離ＣａＯ含有量の少なくとも一方が閾値を超える場合に、上記接触処理を施した上記製鋼スラグに、エージング処理を更に施す、上記［１］に記載の製鋼スラグの処理方法。
［３］上記製鋼スラグの推定ｆ－ＣａＯ量が１２．０超の場合に、上記エージング処理を施す、上記［２］に記載の製鋼スラグの処理方法。
［４］上記製鋼スラグの遊離ＣａＯ含有量が８．０質量％超の場合に、上記エージング処理を施す、上記［２］または［３］に記載の製鋼スラグの処理方法。
［５］上記製鋼スラグの溶融状態から１０００℃までの冷却速度が、５０℃／ｈ以上である、上記［１］～［４］のいずれかに記載の製鋼スラグの処理方法。
［６］上記製鋼スラグの粒径が、５３ｍｍ以下である、上記［１］～［５］のいずれかに記載の製鋼スラグの処理方法。
［７］上記接触処理が、上記製鋼スラグを５０℃以上のエチレングリコールと３０分以上接触させる処理である、上記［１］～［６］のいずれかに記載の製鋼スラグの処理方法。
［８］上記接触処理によって上記溶剤に抽出された上記Ｃａ成分の量に基づいて、上記製鋼スラグの水浸膨張比を予測し、予測された上記水浸膨張比に基づいて、上記エージング処理の条件を決定する、上記［２］～［４］のいずれかに記載の製鋼スラグの処理方法。
［９］製鋼スラグの水浸膨張比を予測する方法であって、上記製鋼スラグに、溶剤と接触させる接触処理を施すことにより、上記製鋼スラグのＣａ成分を上記溶剤に抽出し、上記接触処理によって上記溶剤に抽出された上記Ｃａ成分の量に基づいて、上記製鋼スラグの水浸膨張比を予測する、製鋼スラグの水浸膨張比の予測方法。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、従来のエージング処理とは異なる処理によって製鋼スラグを安定化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】Ｃａ抽出量と水浸膨張比との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0010】
［製鋼スラグの処理方法］
本発明の製鋼スラグの処理方法は、製鋼スラグに、溶剤と接触させる接触処理を施すことにより、製鋼スラグのＣａ成分を溶剤に抽出する。
これにより、製鋼スラグ（以下、単に「スラグ」ともいう）は安定化する。
すなわち、水和反応を生じるｆ－ＣａＯを含むＣａ成分が、溶剤に抽出されて除去されるため、スラグの膨張および粉化を抑制できる。
本発明の製鋼スラグの処理方法は、製鋼スラグに、溶剤と接触させる接触処理を施すことにより、製鋼スラグのＣａ成分を溶剤に抽出する。
これにより、製鋼スラグ（以下、単に「スラグ」ともいう）は安定化する。
すなわち、水和反応を生じるｆ－ＣａＯを含むＣａ成分が、溶剤に抽出されて除去されるため、スラグの膨張および粉化を抑制できる。
【0011】
ところで、スラグから溶剤に抽出されて除去されるＣａ成分は、主に、スラグ表面（スラグが溶剤と接触する面）に存在するＣａ成分である。
もっとも、スラグの膨張は、水がスラグの表層で拡散して、スラグ表面のｆ－ＣａＯが水和および膨張することにより、亀裂の発生および進展とｆ－ＣａＯの水和とが繰り返し起こることにより進行すると推定される。
このため、スラグ表面のＣａ成分を除去するだけで、スラグの膨張を実質的に抑制でき、ひいては、粉化も抑制できる。
もっとも、スラグの膨張は、水がスラグの表層で拡散して、スラグ表面のｆ－ＣａＯが水和および膨張することにより、亀裂の発生および進展とｆ－ＣａＯの水和とが繰り返し起こることにより進行すると推定される。
このため、スラグ表面のＣａ成分を除去するだけで、スラグの膨張を実質的に抑制でき、ひいては、粉化も抑制できる。
【0012】
〈接触処理〉
接触処理は、製鋼スラグを溶剤と接触させる処理である。
スラグを溶剤と接触させる方法は、特に限定されず、例えば、スラグを溶剤に浸漬させることにより両者を接触させる方法が挙げられる。
このとき、本発明の効果（製鋼スラグを安定化させて、膨張および粉化を抑制する効果）がより優れるという理由から、溶剤に浸漬させたスラグを攪拌することが好ましい。もっとも、撹拌は必須ではない。
接触処理は、製鋼スラグを溶剤と接触させる処理である。
スラグを溶剤と接触させる方法は、特に限定されず、例えば、スラグを溶剤に浸漬させることにより両者を接触させる方法が挙げられる。
このとき、本発明の効果（製鋼スラグを安定化させて、膨張および粉化を抑制する効果）がより優れるという理由から、溶剤に浸漬させたスラグを攪拌することが好ましい。もっとも、撹拌は必須ではない。
【0013】
以下、製鋼スラグおよび溶剤、ならびに、両者を接触させる条件等について説明する。
【0014】
《製鋼スラグ》
接触処理が施される製鋼スラグは、製鋼工程で発生するスラグであり、例えば、転炉スラグ、電気炉スラグ、混銑車スラグなどが挙げられる。
上述したように、製鋼スラグは、製鋼工程で投入される石灰に由来する遊離ＣａＯ（ｆ－ＣａＯ）を含有する。
接触処理が施される製鋼スラグは、製鋼工程で発生するスラグであり、例えば、転炉スラグ、電気炉スラグ、混銑車スラグなどが挙げられる。
上述したように、製鋼スラグは、製鋼工程で投入される石灰に由来する遊離ＣａＯ（ｆ－ＣａＯ）を含有する。
【0015】
製鋼スラグは、利用有姿の状態で、接触処理に供されることが好ましい。
利用有姿の状態とは、実際に使用されるときと（ほぼ）同じ状態を意味し、例えば、用途に応じて粒度を揃える等の処理が実施された状態などが挙げられる。
利用有姿の状態とは、実際に使用されるときと（ほぼ）同じ状態を意味し、例えば、用途に応じて粒度を揃える等の処理が実施された状態などが挙げられる。
【0016】
接触処理は、いずれの製鋼スラグに対しても実施できるが、特定の要件を満たす製鋼スラグを選択し、選択された製鋼スラグに対して実施してもよい。
接触処理が施される製鋼スラグは、例えば、以下のように選択する。
接触処理が施される製鋼スラグは、例えば、以下のように選択する。
【0017】
（推定ｆ－ＣａＯ量）
接触処理を施す前に、予め、製鋼スラグの組成を、蛍光Ｘ線を用いた元素分析によって求め、下記（１）式にて定義される推定ｆ－ＣａＯ量を算出する。
推定ｆ－ＣａＯ量＝［Ｔ－ＣａＯ］－（１．８７×［ＳｉＯ２］＋０．７０×［Ｆｅ２Ｏ３］＋１．１０×［Ａｌ２Ｏ３］＋１．１８×［Ｐ２Ｏ５］）・・・（１）
ただし、上記式（１）中の［Ｘ］は、製鋼スラグにおける成分Ｘの含有量（単位：質量％）であり、Ｔ－ＣａＯは、全ＣａＯである。
接触処理を施す前に、予め、製鋼スラグの組成を、蛍光Ｘ線を用いた元素分析によって求め、下記（１）式にて定義される推定ｆ－ＣａＯ量を算出する。
推定ｆ－ＣａＯ量＝［Ｔ－ＣａＯ］－（１．８７×［ＳｉＯ２］＋０．７０×［Ｆｅ２Ｏ３］＋１．１０×［Ａｌ２Ｏ３］＋１．１８×［Ｐ２Ｏ５］）・・・（１）
ただし、上記式（１）中の［Ｘ］は、製鋼スラグにおける成分Ｘの含有量（単位：質量％）であり、Ｔ－ＣａＯは、全ＣａＯである。
【0018】
推定ｆ－ＣａＯ量が多いスラグに対して接触処理を施すと、ｆ－ＣａＯの抽出によって、スラグ内部に多くの空隙が生じる。この状態で、蒸気エージング処理（後述する）を更に実施すると、この空隙を蒸気が通り、スラグ内部に存在するｆ－ＣａＯの水和反応が促進されやすい。
すなわち、推定ｆ－ＣａＯ量が多いスラグについては、出荷前に接触処理だけを実施する場合（更に蒸気エージング処理を実施しない場合）、出荷後に、スラグ内部に存在するｆ－ＣａＯの水和反応が進行して、膨張したり粉化したりする可能性がある。
すなわち、推定ｆ－ＣａＯ量が多いスラグについては、出荷前に接触処理だけを実施する場合（更に蒸気エージング処理を実施しない場合）、出荷後に、スラグ内部に存在するｆ－ＣａＯの水和反応が進行して、膨張したり粉化したりする可能性がある。
【0019】
このため、接触処理のみが施される製鋼スラグの推定ｆ－ＣａＯ量は、１３．０以下が好ましく、１２．５以下がより好ましく、１２．０以下が更に好ましい。
推定ｆ－ＣａＯ量が上記範囲内であれば、ｆ－ＣａＯの抽出によって生じるスラグ内部の空隙が少ない。これにより、出荷前に、接触処理だけを実施する場合（更に蒸気エージング処理を実施しない場合）であっても、出荷後において、スラグ内部に存在するｆ－ＣａＯの水和反応（ならびに、それに伴う膨張および粉化）の発生を抑制できる。
推定ｆ－ＣａＯ量が上記範囲内であれば、ｆ－ＣａＯの抽出によって生じるスラグ内部の空隙が少ない。これにより、出荷前に、接触処理だけを実施する場合（更に蒸気エージング処理を実施しない場合）であっても、出荷後において、スラグ内部に存在するｆ－ＣａＯの水和反応（ならびに、それに伴う膨張および粉化）の発生を抑制できる。
【0020】
（遊離ＣａＯ含有量）
接触処理を施す前に、予め、製鋼スラグの遊離ＣａＯ含有量を、直接求めてもよい。
上記と同様の理由から、接触処理のみが施される製鋼スラグの遊離ＣａＯ含有量は、１０．０質量％以下が好ましく、９．０質量％以下がより好ましく、８．０質量％以下が更に好ましい。
接触処理を施す前に、予め、製鋼スラグの遊離ＣａＯ含有量を、直接求めてもよい。
上記と同様の理由から、接触処理のみが施される製鋼スラグの遊離ＣａＯ含有量は、１０．０質量％以下が好ましく、９．０質量％以下がより好ましく、８．０質量％以下が更に好ましい。
【0021】
製鋼スラグの遊離ＣａＯ含有量は、以下の参考文献１に記載された方法に準拠して、エチレングリコール抽出法（スラグ：０．１ｇ、エチレングリコール：２５ｍＬ、抽出温度：８０℃、抽出時間：３０分）を用いて求める。
参考文献１：「エチレングリコール抽出／ＩＣＰ発光分析法と熱重量分析法の併用による鉄鋼スラグ中のフリーＣａＯの定量」、鉄と鋼、一般社団法人日本鉄鋼協会、２０１４年、第１００巻、第３号、ｐ．３４０－３４５
参考文献１：「エチレングリコール抽出／ＩＣＰ発光分析法と熱重量分析法の併用による鉄鋼スラグ中のフリーＣａＯの定量」、鉄と鋼、一般社団法人日本鉄鋼協会、２０１４年、第１００巻、第３号、ｐ．３４０－３４５
【0022】
（溶融状態から１０００℃までの冷却速度）
接触処理が施されるスラグについて、溶融状態から１０００℃までの冷却速度（以下、単に「冷却速度」ともいう）が低い場合を考える。
この場合、ｆ－ＣａＯの結晶サイズが大きいため、接触処理後にスラグ表面に残存するｆ－ＣａＯが多い。
また、ｆ－ＣａＯの結晶サイズが大きいため、接触処理後に生じる空隙径が大きい。この状態で、蒸気エージング処理（後述する）を更に実施すると、スラグ内部において、蒸気と接触する面積が多くなり、スラグ内部に存在するｆ－ＣａＯの水和反応が促進されやすい。
すなわち、冷却速度が低いスラグについては、出荷前に接触処理だけを実施する場合（更に蒸気エージング処理を実施しない場合）、出荷後に、スラグ内部に存在するｆ－ＣａＯの水和反応が進行して、膨張したり粉化したりする可能性がある。
接触処理が施されるスラグについて、溶融状態から１０００℃までの冷却速度（以下、単に「冷却速度」ともいう）が低い場合を考える。
この場合、ｆ－ＣａＯの結晶サイズが大きいため、接触処理後にスラグ表面に残存するｆ－ＣａＯが多い。
また、ｆ－ＣａＯの結晶サイズが大きいため、接触処理後に生じる空隙径が大きい。この状態で、蒸気エージング処理（後述する）を更に実施すると、スラグ内部において、蒸気と接触する面積が多くなり、スラグ内部に存在するｆ－ＣａＯの水和反応が促進されやすい。
すなわち、冷却速度が低いスラグについては、出荷前に接触処理だけを実施する場合（更に蒸気エージング処理を実施しない場合）、出荷後に、スラグ内部に存在するｆ－ＣａＯの水和反応が進行して、膨張したり粉化したりする可能性がある。
【0023】
このため、接触処理が施されるスラグの冷却速度は、５０℃／ｈ以上が好ましく、７５℃／ｈ以上がより好ましく、１００℃／ｈ以上が更に好ましい。
冷却速度が上記範囲内であれば、接触処理後に生じる空隙径が小さい。これにより、出荷前に、接触処理だけを実施する場合（更に蒸気エージング処理を実施しない場合）であっても、出荷後において、スラグ内部に存在するｆ－ＣａＯの水和反応（ならびに、それに伴う膨張および粉化）の発生を抑制できる。
冷却速度が上記範囲内であれば、接触処理後に生じる空隙径が小さい。これにより、出荷前に、接触処理だけを実施する場合（更に蒸気エージング処理を実施しない場合）であっても、出荷後において、スラグ内部に存在するｆ－ＣａＯの水和反応（ならびに、それに伴う膨張および粉化）の発生を抑制できる。
【0024】
（粒径）
接触処理に際してのハンドリング性が優れるという理由から、接触処理が施される製鋼スラグの粒径は、７５ｍｍ以下が好ましく、６３ｍｍ以下がより好ましく、５３ｍｍ以下が更に好ましい。
一方、接触処理が施される製鋼スラグの粒径の下限は、ハンドリング性の観点からは、特に限定されない。
もっとも、製鋼スラグを、路盤材やコンクリート用細骨材として用いる場合、その粒径は、例えば１ｍｍ以上であり、２ｍｍ以上が好ましい。
粒径は、スラグを篩にかけて、篩目を通過しないスラグの質量（篩上質量）が０（ゼロ）であるときの目開き径である。
接触処理に際してのハンドリング性が優れるという理由から、接触処理が施される製鋼スラグの粒径は、７５ｍｍ以下が好ましく、６３ｍｍ以下がより好ましく、５３ｍｍ以下が更に好ましい。
一方、接触処理が施される製鋼スラグの粒径の下限は、ハンドリング性の観点からは、特に限定されない。
もっとも、製鋼スラグを、路盤材やコンクリート用細骨材として用いる場合、その粒径は、例えば１ｍｍ以上であり、２ｍｍ以上が好ましい。
粒径は、スラグを篩にかけて、篩目を通過しないスラグの質量（篩上質量）が０（ゼロ）であるときの目開き径である。
【0025】
《溶剤》
接触処理に用いる溶剤としては、製鋼スラグからＣａ成分を抽出できる溶剤であれば特に限定されず、例えば、エチレングリコールなどのグリコール系溶剤；塩酸などの酸性溶剤；水酸化ナトリウム水溶液などのアルカリ性溶剤；等が挙げられる。
これらのうち、本発明の効果がより優れるという理由から、グリコール系溶剤が好ましく、エチレングリコールがより好ましい。
接触処理に用いる溶剤としては、製鋼スラグからＣａ成分を抽出できる溶剤であれば特に限定されず、例えば、エチレングリコールなどのグリコール系溶剤；塩酸などの酸性溶剤；水酸化ナトリウム水溶液などのアルカリ性溶剤；等が挙げられる。
これらのうち、本発明の効果がより優れるという理由から、グリコール系溶剤が好ましく、エチレングリコールがより好ましい。
【0026】
溶剤としてエチレングリコールを用いる場合、スラグに接触させる溶剤の量は、スラグ１ｋｇに対して、例えば１．５Ｌ以上であり、１．８Ｌ以上が好ましく、２．０Ｌ以上がより好ましい。
上限は、特に限定されず、例えば、スラグ１ｋｇに対して、例えば３．５Ｌであり、３．０Ｌが好ましい。
上限は、特に限定されず、例えば、スラグ１ｋｇに対して、例えば３．５Ｌであり、３．０Ｌが好ましい。
【0027】
《接触温度》
溶剤としてエチレングリコールを用いる場合、本発明の効果がより優れるという理由から、スラグと接触させる溶剤の温度（接触温度）は、５０℃以上が好ましく、６０℃以上がより好ましく、７０℃以上が更に好ましく、８５℃以上が特に好ましく、９０℃以上が最も好ましい。
接触温度の上限は、特に限定されず、例えば、１００℃である。
溶剤としてエチレングリコールを用いる場合、本発明の効果がより優れるという理由から、スラグと接触させる溶剤の温度（接触温度）は、５０℃以上が好ましく、６０℃以上がより好ましく、７０℃以上が更に好ましく、８５℃以上が特に好ましく、９０℃以上が最も好ましい。
接触温度の上限は、特に限定されず、例えば、１００℃である。
【0028】
《接触時間》
溶剤としてエチレングリコールを用いる場合、本発明の効果がより優れるという理由から、スラグと溶剤とを接触させる時間（接触時間）は、３０分以上が好ましく、３５分以上がより好ましく、４０分以上が更に好ましく、４５分以上が特に好ましく、５０分以上が最も好ましい。
接触時間の上限は、特に限定されず、例えば、１００分であり、８０分が好ましい。
溶剤としてエチレングリコールを用いる場合、本発明の効果がより優れるという理由から、スラグと溶剤とを接触させる時間（接触時間）は、３０分以上が好ましく、３５分以上がより好ましく、４０分以上が更に好ましく、４５分以上が特に好ましく、５０分以上が最も好ましい。
接触時間の上限は、特に限定されず、例えば、１００分であり、８０分が好ましい。
【0029】
エチレングリコール以外の溶剤を用いる場合、接触温度および接触時間などの条件は、その溶剤に応じて、適宜調整する。
【0030】
〈エージング処理〉
接触処理を施したスラグに対しては、エージング処理を更に施してもよい。
上述したように、接触処理で除去されるスラグのＣａ成分は、主に、スラグ表面（スラグが溶剤と接触する面）に存在するＣａ成分である。
スラグの推定ｆ－ＣａＯ量および／または遊離ＣａＯ含有量が少なければ、出荷前に接触処理だけを実施する場合（更に蒸気エージング処理を実施しない場合）であっても、出荷後において、スラグ内部に存在するｆ－ＣａＯの水和反応（ならびに、それに伴う膨張および粉化）の発生を抑制できる。
一方で、スラグの推定ｆ－ＣａＯ量および／または遊離ＣａＯ含有量が多いときは、出荷前に接触処理だけを実施する場合（更に蒸気エージング処理を実施しない場合）、出荷後に、スラグ内部に存在するｆ－ＣａＯの水和反応が進行して、膨張したり粉化したりする可能性がある。
このため、スラグの推定ｆ－ＣａＯ量および遊離ＣａＯ含有量の少なくとも一方が閾値を超える場合には、接触処理を施したスラグに対して、エージング処理を更に施すことが好ましい。
ここで、推定ｆ－ＣａＯ量の閾値は、上述したように、１３．０が好ましく、１２．５がより好ましく、１２．０が更に好ましい。同様に、遊離ＣａＯ含有量の閾値は、１０．０質量％が好ましく、９．０質量％がより好ましく、８．０質量％が更に好ましい。
これにより、接触処理後のスラグ表面に僅かに残るｆ－ＣａＯが水和反応して、本発明の効果がより優れる。
なお、上記閾値は一例であり、スラグの推定ｆ－ＣａＯ量および／または遊離ＣａＯ含有量が上記閾値以下であっても、接触処理を施したスラグに対して、エージング処理を更に施してもよい。
エージング処理としては、水蒸気を用いて水和反応を促進させる蒸気エージング処理が好ましい。蒸気エージング処理の条件（温度、圧力、処理時間など）は、特に限定されず、適宜調整すればよい。
接触処理を施したスラグに対しては、エージング処理を更に施してもよい。
上述したように、接触処理で除去されるスラグのＣａ成分は、主に、スラグ表面（スラグが溶剤と接触する面）に存在するＣａ成分である。
スラグの推定ｆ－ＣａＯ量および／または遊離ＣａＯ含有量が少なければ、出荷前に接触処理だけを実施する場合（更に蒸気エージング処理を実施しない場合）であっても、出荷後において、スラグ内部に存在するｆ－ＣａＯの水和反応（ならびに、それに伴う膨張および粉化）の発生を抑制できる。
一方で、スラグの推定ｆ－ＣａＯ量および／または遊離ＣａＯ含有量が多いときは、出荷前に接触処理だけを実施する場合（更に蒸気エージング処理を実施しない場合）、出荷後に、スラグ内部に存在するｆ－ＣａＯの水和反応が進行して、膨張したり粉化したりする可能性がある。
このため、スラグの推定ｆ－ＣａＯ量および遊離ＣａＯ含有量の少なくとも一方が閾値を超える場合には、接触処理を施したスラグに対して、エージング処理を更に施すことが好ましい。
ここで、推定ｆ－ＣａＯ量の閾値は、上述したように、１３．０が好ましく、１２．５がより好ましく、１２．０が更に好ましい。同様に、遊離ＣａＯ含有量の閾値は、１０．０質量％が好ましく、９．０質量％がより好ましく、８．０質量％が更に好ましい。
これにより、接触処理後のスラグ表面に僅かに残るｆ－ＣａＯが水和反応して、本発明の効果がより優れる。
なお、上記閾値は一例であり、スラグの推定ｆ－ＣａＯ量および／または遊離ＣａＯ含有量が上記閾値以下であっても、接触処理を施したスラグに対して、エージング処理を更に施してもよい。
エージング処理としては、水蒸気を用いて水和反応を促進させる蒸気エージング処理が好ましい。蒸気エージング処理の条件（温度、圧力、処理時間など）は、特に限定されず、適宜調整すればよい。
【0031】
〈水浸膨張比の予測〉
本発明者らは、以下に説明するように、スラグから溶剤に抽出されたＣａ成分の量（Ｃａ抽出量）と、スラグの水浸膨張比との間に相関があることを見出した。
本発明者らは、以下に説明するように、スラグから溶剤に抽出されたＣａ成分の量（Ｃａ抽出量）と、スラグの水浸膨張比との間に相関があることを見出した。
【0032】
まず、本発明者らは、組成が異なる１０種類の製鋼スラグ（スラグＡ～Ｊ）を、利用有姿の状態で準備した。
次いで、スラグＡ～Ｊに対して、接触処理を同じ条件（溶剤：エチレングリコール、接触温度：７０℃、接触時間：４０分）で施して、Ｃａ抽出量（単位：ｍｇ／Ｌ）を求めた。Ｃａ抽出量は、ＩＣＰ発光分光分析計を用いた定量分析によって求めた。
更に、スラグＡ～Ｊのうち、接触処理を施したスラグＡ～Ｊとは別のスラグＡ～Ｊについて、ＪＩＳ Ａ ５０１５で規定される水浸膨張試験で実施して、水浸膨張比（単位：％）を求めた。
次いで、スラグＡ～Ｊに対して、接触処理を同じ条件（溶剤：エチレングリコール、接触温度：７０℃、接触時間：４０分）で施して、Ｃａ抽出量（単位：ｍｇ／Ｌ）を求めた。Ｃａ抽出量は、ＩＣＰ発光分光分析計を用いた定量分析によって求めた。
更に、スラグＡ～Ｊのうち、接触処理を施したスラグＡ～Ｊとは別のスラグＡ～Ｊについて、ＪＩＳ Ａ ５０１５で規定される水浸膨張試験で実施して、水浸膨張比（単位：％）を求めた。
【0033】
図１は、Ｃａ抽出量と水浸膨張比との関係を示すグラフである。
図１に示すように、Ｃａ抽出量と水浸膨張比との間には比例関係が認められる。具体的には、図１のグラフにおいては、一次近似により、ｙ＝０．０００１ｘ＋０．０１４３（ｙ：水浸膨張比、ｘ：Ｃａ抽出量）の関係式（近似式）が認められる。
図１に示すように、Ｃａ抽出量と水浸膨張比との間には比例関係が認められる。具体的には、図１のグラフにおいては、一次近似により、ｙ＝０．０００１ｘ＋０．０１４３（ｙ：水浸膨張比、ｘ：Ｃａ抽出量）の関係式（近似式）が認められる。
【0034】
そこで、予め、上記と同様にして、組成が異なる複数種類（例えば３種類以上）のスラグについて、同じ条件でＣａ抽出量および水浸膨張比を求め、両者の関係式を求める。
そのうえで、対象となるスラグについて、接触処理を実施し、得られたＣａ抽出量に基づいて、予め求めた関係式を用いて、水浸膨張比を予測する。
そのうえで、対象となるスラグについて、接触処理を実施し、得られたＣａ抽出量に基づいて、予め求めた関係式を用いて、水浸膨張比を予測する。
【0035】
その後、予測された水浸膨張比に基づいて、エージング処理の条件を決定してもよい。
例えば、予測された水浸膨張比の値が小さい場合は、エージング処理の処理時間を短くする等の決定ができる。
例えば、予測された水浸膨張比の値が小さい場合は、エージング処理の処理時間を短くする等の決定ができる。
【0036】
水浸膨張比の予測、および、エージング処理の条件の決定を実行する主体は、特に限定されない。例えば、接触処理を実施する作業者の操作に応じて、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置が実行してもよい。
【実施例】
【0037】
以下に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。ただし、本発明は、以下に説明する実施例に限定されない。
【0038】
［試験１］
〈製鋼スラグ〉
下記表１に示す製鋼スラグ（最大粒径：５３ｍｍ）を準備した。
〈製鋼スラグ〉
下記表１に示す製鋼スラグ（最大粒径：５３ｍｍ）を準備した。
【0039】
〈接触処理〉
準備した製鋼スラグを、溶剤であるエチレングリコールに浸漬して、下記表１に示す条件（接触温度および接触時間）で、接触処理を実施した。
接触処理では、製鋼スラグ１ｋｇに対して、２Ｌの溶剤を用いた。
準備した製鋼スラグを、溶剤であるエチレングリコールに浸漬して、下記表１に示す条件（接触温度および接触時間）で、接触処理を実施した。
接触処理では、製鋼スラグ１ｋｇに対して、２Ｌの溶剤を用いた。
【0040】
〈粉化率〉
スラグを目開き２．３６ｍｍの篩にかけて、篩目を通過しなかったスラグ（スラグ１）の質量を求めた。
次いで、スラグ１に、蒸気エージング処理（温度：１００℃、圧力：大気圧、処理時間：４８時間）を施し、その後、目開き２．３６ｍｍの篩にかけて、篩目を通過したスラグ（スラグ２）の質量を求めた。
スラグ１に対するスラグ２の質量比を、粉化率（単位：質量％）として求めた。
このような粉化率を、接触処理前の製鋼スラグ、および、接触処理後の製鋼スラグの両方について、求めた。
粉化率が１質量％未満であった場合は「極低」を、粉化率が１質量％以上５質量％未満であった場合は「低」を、粉化率が５質量％以上５０質量％未満であった場合は「中」を、粉化率が５０質量％以上であった場合は「高」を、下記表１に記載した。
スラグを目開き２．３６ｍｍの篩にかけて、篩目を通過しなかったスラグ（スラグ１）の質量を求めた。
次いで、スラグ１に、蒸気エージング処理（温度：１００℃、圧力：大気圧、処理時間：４８時間）を施し、その後、目開き２．３６ｍｍの篩にかけて、篩目を通過したスラグ（スラグ２）の質量を求めた。
スラグ１に対するスラグ２の質量比を、粉化率（単位：質量％）として求めた。
このような粉化率を、接触処理前の製鋼スラグ、および、接触処理後の製鋼スラグの両方について、求めた。
粉化率が１質量％未満であった場合は「極低」を、粉化率が１質量％以上５質量％未満であった場合は「低」を、粉化率が５質量％以上５０質量％未満であった場合は「中」を、粉化率が５０質量％以上であった場合は「高」を、下記表１に記載した。
【0041】
【表1】
【0042】
〈評価結果まとめ〉
上記表１に示すように、下記（１ａ）または（２ａ）を満たさない実施例１８～２３は、接触処理後の粉化率が「高」であった。
これに対して、下記（１ａ）および（２ａ）を満たす実施例１～１７は、接触処理後の粉化率が「極低」、「低」または「中」であった。
なお、実施例１～２３は、下記（３ａ）および（４ａ）を満たす。
（１ａ）スラグの推定ｆ－ＣａＯ量が１３．０以下である、または、スラグの遊離ＣａＯ含有量が１０．０質量％以下である。
（２ａ）スラグの冷却速度が５０℃／ｈ以上である。
（３ａ）接触温度が５０℃以上である。
（４ａ）接触時間が３０分以上である。
上記表１に示すように、下記（１ａ）または（２ａ）を満たさない実施例１８～２３は、接触処理後の粉化率が「高」であった。
これに対して、下記（１ａ）および（２ａ）を満たす実施例１～１７は、接触処理後の粉化率が「極低」、「低」または「中」であった。
なお、実施例１～２３は、下記（３ａ）および（４ａ）を満たす。
（１ａ）スラグの推定ｆ－ＣａＯ量が１３．０以下である、または、スラグの遊離ＣａＯ含有量が１０．０質量％以下である。
（２ａ）スラグの冷却速度が５０℃／ｈ以上である。
（３ａ）接触温度が５０℃以上である。
（４ａ）接触時間が３０分以上である。
【0043】
更に、実施例１～１７について見ると、下記（１ｂ）～（４ｂ）のいずれかを満たさない実施例１～３および１２～１６は、接触処理後の粉化率が「中」であった。
これに対して、下記（１ｂ）～（４ｂ）を全て満たす実施例４～１１および１７は、接触処理後の粉化率が「極低」または「低」であった。
（１ｂ）スラグの推定ｆ－ＣａＯ量が１２．０以下である、または、スラグの遊離ＣａＯ含有量が８．０質量％以下である。
（２ｂ）スラグの冷却速度が１００℃／ｈ以上である。
（３ｂ）接触温度が６０℃以上である。
（４ｄ）接触時間が４０分以上である。
これに対して、下記（１ｂ）～（４ｂ）を全て満たす実施例４～１１および１７は、接触処理後の粉化率が「極低」または「低」であった。
（１ｂ）スラグの推定ｆ－ＣａＯ量が１２．０以下である、または、スラグの遊離ＣａＯ含有量が８．０質量％以下である。
（２ｂ）スラグの冷却速度が１００℃／ｈ以上である。
（３ｂ）接触温度が６０℃以上である。
（４ｄ）接触時間が４０分以上である。
【0044】
実施例４～１１および１７のうち、接触温度が８５℃以上、かつ、接触時間が４０分以上である実施例１１、および、接触温度が８０℃以上、かつ、接触時間が４５分以上である実施例１７は、接触処理後の粉化率が「極低」であった。
【0045】
【0046】
具体的には、まず、複数種類の製鋼スラグを準備した。
準備したスラグについて、上記関係式を求めたときと同じ条件で接触処理を実施して、Ｃａ抽出量（単位：ｍｇ／Ｌ）を求めた。次いで、求めたＣａ抽出量に基づいて、上記関係式を用いて、水浸膨張比（単位：％）を予測した。以下、これを「水浸膨張比（予測）」とも表記する。結果を下記表２に示す。
準備したスラグについて、上記関係式を求めたときと同じ条件で接触処理を実施して、Ｃａ抽出量（単位：ｍｇ／Ｌ）を求めた。次いで、求めたＣａ抽出量に基づいて、上記関係式を用いて、水浸膨張比（単位：％）を予測した。以下、これを「水浸膨張比（予測）」とも表記する。結果を下記表２に示す。
【0047】
更に、準備したスラグについて、実際に測定される水浸膨張比（以下、「水浸膨張比（実測）」とも表記する）が一定値以下になるまで、蒸気エージング処理を実施した。
このとき、実施例２４～２６では、水浸膨張比（予測）が同程度かつ低めのスラグをまとめて、蒸気エージング処理を実施した。
一方、実施例２７～２８では、水浸膨張比（予測）が異なるスラグをまとめて、蒸気エージング処理を実施した。
このとき、実施例２４～２６では、水浸膨張比（予測）が同程度かつ低めのスラグをまとめて、蒸気エージング処理を実施した。
一方、実施例２７～２８では、水浸膨張比（予測）が異なるスラグをまとめて、蒸気エージング処理を実施した。
【0048】
また、下記表２には、実際の操業で実施される蒸気エージング処理の処理時間との時間差（下記表２では、単に「時間差」と表記）を記載した。
なお、実際の操業では、ｆ－ＣａＯが非常に多いスラグであっても安定化できるように、蒸気エージング処理の処理時間は、長めに設定している。
なお、実際の操業では、ｆ－ＣａＯが非常に多いスラグであっても安定化できるように、蒸気エージング処理の処理時間は、長めに設定している。
【0049】
【表2】
【0050】
〈評価結果まとめ〉
実施例２４～２６では、水浸膨張比（予測）が同程度かつ低めのスラグをまとめて、蒸気エージング処理を実施した。このため、「時間差」は－７２時間であり、水浸膨張比（実測）が一定値以下になるまでの時間を短縮できた。
一方、実施例２７～２８では、水浸膨張比（予測）が高めのスラグに合わせて、蒸気エージング処理を実施した。このため、「時間差」は０時間であり、水浸膨張比（実測）が一定値以下になるまでの時間を短縮できなかった。
実施例２４～２６では、水浸膨張比（予測）が同程度かつ低めのスラグをまとめて、蒸気エージング処理を実施した。このため、「時間差」は－７２時間であり、水浸膨張比（実測）が一定値以下になるまでの時間を短縮できた。
一方、実施例２７～２８では、水浸膨張比（予測）が高めのスラグに合わせて、蒸気エージング処理を実施した。このため、「時間差」は０時間であり、水浸膨張比（実測）が一定値以下になるまでの時間を短縮できなかった。
【図1】