JP2013216559A - 遠赤外線放射性材料及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、遠赤外線放射性材料及びその製造方法を開示する。
【解決手段】転炉外で溶鋼スラグを大量に集めた後、添加剤を酸素含有キャリヤガスによって直接に高温の溶鋼スラグに吹き込みながら攪拌することで、短時間で改質吹込みステップを行い、これにより遠赤外線放射性を有する多結晶ケイ酸塩及びフェライト化合物を形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、遠赤外線放射性材料及びその製造方法に関し、特に、溶鋼スラグから改質された遠赤外線放射性材料及びその製造方法に関する。

近代工業において、製鋼工程は重要な一環である。製鋼工程によって、工業上に不可欠な様々な原料又は器具を生産することができる。しかしながら、鉄鋼原料は、不純物を大量に含有し、製鋼工程によってスラグ形成剤及びフラックスを加えた後、鋼スラグを大量に形成する。

かつては、これらの鋼スラグを埋める方法によって処理するが、時間が経つにつれて、埋められた鋼スラグが遊離酸化カルシウムを含有するため、体積膨張及びｐＨ値上昇という問題が生じる。近代、工業技術の発展に伴い、鋼スラグは、例えば、安定化、水焼入れ、風力粉砕による粒化等の再処理をされた後、建築材料（例えば、アスファルトと混合して道路舗装に応用し、又はセメントと混合してコンクリートに適用する）、製鋼工程（例えば、溶練融剤とする）、ガラスセラミック材料、リチウム電池陽極材料、水処理剤等を含む各方面に応用されることができる。

しかしながら、上記鋼スラグの処理工程には、依然として下記のような問題がある。例えば、転炉内でスラグ形成して製錬された鋼スラグは、塩基度が大幅低下し、転炉にライニングされた耐火煉瓦をひどく腐食する。また、溶鋼スラグが冷却されてコールドスラグを形成すれば、更なる処理に先立って再加熱しなければならないため、相当にエネルギーを消費し、環境にも優しくない。更に、溶鋼スラグは、遊離酸化カルシウムを含有し、その後鋼スラグを応用する時に、鋼スラグに含まれる遊離酸化カルシウムは、水和膨張の問題を生じやすい。以上について、台湾特許公告番号第Ｉ２２５０９８号特許、中国特許公開番号第ＣＮ１０１６３８７０８Ａ号及び第ＣＮ１３０２３３８Ａ号等の出願を参照することができる。

以上をまとめて言えば、従来の鋼スラグの改質方法は、コストが高く、また、処理時間が長くてエネルギーを消費すると共に、処理された鋼スラグは、安定性が悪く、一旦吸水し、又は空気中の水気と接触すれば、水和膨張によって破裂又はｐＨ値上昇という様々な問題が生じやすく、さらに鋼スラグの再利用範囲が制限される。

このため、従来の技術における鋼スラグ処理の欠点を徹底的に解決し、その産業利用性を向上させ、その経済価値を増やした鋼スラグの処理方法を提供することが望まれている。

このため、本発明の一態様は、遠赤外線放射性材料の製造方法を提供する。転炉外で溶鋼スラグを大量に集めた後、添加剤を酸素含有キャリヤガスによって直接に高温の溶鋼スラグに吹き込みながら攪拌することで、短時間で改質吹込みステップ（ｍｏｄｉｆｙｉｎｇ ａｎｄ ｂｌｏｗｉｎｇ）を行い、これにより遠赤外線放射性を有する多結晶ケイ酸塩及びフェライト材料を形成する。

その次、本発明の別の態様は、上記方法を用いて製造された遠赤外線放射性材料を提供する。得られた多結晶ケイ酸塩及びフェライト材料は、遠赤外線平均放射率が７５％〜９０％である。

本発明の上記態様によると、遠赤外線放射性材料の製造方法を提供する。一実施例において、この遠赤外線放射性材料の製造方法としては、収集ステップを先に行った後、直接に改質吹込みステップを行う。

上記実施例において、上記収集ステップでは、転炉外で溶鋼スラグを集める。溶鋼スラグは、少なくとも、遊離酸化カルシウム（ｆｒｅｅ ＣａＯ）、遊離酸化マグネシウム（ｆｒｅｅ ＭｇＯ）、ケイ酸塩（ｓｉｌｉｃａｔｅ）化合物、フェライト（ｆｅｒｒｉｔｅ）類化合物等を含む。

上記実施例において、上記改質吹込みステップでは、添加剤を酸素含有キャリヤガスによって直接に高温の溶鋼スラグに吹き込みながら添加剤及び溶鋼スラグを１０分間〜６０分間攪拌して混合させることで、遠赤外線放射性材料を形成する。一例において、上記添加剤は、シリカ材料からなり、溶鋼スラグ１００重量％に対し、使用量が１０重量％〜３０重量％である。これによって得られた遠赤外線放射性材料は、多結晶ケイ酸塩及びフェライト化合物である。その内、この多結晶ケイ酸塩材料は、少なくとも、赤鉄鉱（Ｆｅ_２Ｏ_３）等のフェライト類を含むが、遊離酸化カルシウム及び酸化マグネシウムを有さず、そして遠赤外線平均放射率が７５％〜９０％である。

本発明の一実施例によると、前記酸素含有キャリヤガスは、空気、酸素又は上記の組み合わせを含む。

本発明の一実施例によると、前記シリカ材料は、フライアッシュ、廃ガラス材料、廃陶土、廃鋳物砂、廃サンドブラスト、高炉石材又はケイ砂原料を含む。

本発明の別の態様によると、前記遠赤外線放射性材料の製造方法を用いて製造された遠赤外線放射性材料を提供する。

本発明の遠赤外線放射性材料及びその製造方法を応用する際に、転炉外で溶鋼スラグを大量に集めた後、添加剤を酸素含有キャリヤガスによって直接に高温の溶鋼スラグに吹き込みながら攪拌することで、短時間で改質吹込みステップを行い、これにより遠赤外線放射性材料を形成する。環境に優しくて省エネルギーであるだけでなく、得られた遠赤外線放射性材料は、さらに溶鋼スラグの産業応用範囲を広げ、その経済価値を向上させることができる。

下記図面の説明は、本発明の前記または他の目的、特徴、メリット、実施例をより分かりやすくするためのものである。

本発明の一実施例による遠赤外線放射性材料の製造方法の一部を示すフロー図である。 本発明の実施例１による溶鋼スラグの改質吹込みステップの前のＸＲＤ分析結果を示す。 本発明の実施例１による溶鋼スラグの改質吹込みステップの後のＸＲＤ分析結果を示す。 本発明の実施例１〜３及び参照物による遠赤外線放射率を示す。

以下に、本発明の実施例の製造及び使用を詳しく述べる。ただし、実施例の提供する数多くの適用可能な発明概念は、様々な特定の内容に実施可能であることは理解すべきである。述べられた特定の実施例は、説明するためのものだけであり、本発明の範囲を限定するためのものではない。

本発明において、ここで述べられた「遠赤外線放射性材料」とは、製鋼過程の後、溶鋼スラグから改質されて得られた、波長４μｍ〜１４μｍでの遠赤外線平均放射率が７５％〜９０％である材料である。

上記遠赤外線放射性材料は、下記方法によって製造することができる。図１は、本発明の一実施例による遠赤外線放射性材料の製造方法の一部を示すフロー図である。一実施例において、製鋼過程の後、ステップ１０１に示すように、転炉外で溶鋼スラグを大量（例えば、２０トン又はそれ以上）に集める溶鋼スラグの収集ステップを行ってよい。この溶鋼スラグは、少なくとも、遊離酸化カルシウム（ｆｒｅｅ ＣａＯ）、遊離酸化マグネシウム（ｆｒｅｅ ＭｇＯ）、ケイ酸塩（ｓｉｌｉｃａｔｅ）化合物、フェライト（ｆｅｒｒｉｔｅ）化合物を含む。

一例において、上記溶鋼スラグの主な結晶相は、石灰（ｌｉｍｅ；ＣａＯ）、酸化鉄（ＦｅＯ）、ブラウンミラー石（ｂｒｏｗｎｍｉｌｌｅｒｉｔｅ；Ｃａ_２（Ａｌ，Ｆｅ）_２Ｏ_５）、磁鉄鉱（Ｆｅ_３Ｏ_４）、β‐ケイ酸カルシウム（β‐ｌａｍｉｔｅ；β‐Ｃａ_２ＳｉＯ_４）等を含む。

ステップ１０３に示すように、溶鋼スラグの収集ステップ１０１の後、直接に改質吹込みステップを行う。ここで述べた改質吹込みステップは、収集された溶鋼スラグに対して特別に加熱する必要がないと共に、従来技術の、収集された溶鋼スラグを冷却してから再び１５００℃に昇温させるという処理も取り除かれる。一実施例において、改質吹込みステップ１０３は、添加剤を酸素含有キャリヤガスによって温度１３５０℃〜１６００℃の溶鋼スラグに吹き込むことを含む。

一例において、前記酸素含有キャリヤガスは、空気、酸素ガス又は上記の組み合わせを含み、これによって、溶鋼スラグの酸化鉄（ＦｅＯ）等のフェライト又は残留溶鋼と反応して余分な熱エネルギーを発生し、さらに添加剤が溶鋼スラグに完全に溶解することを促すことで、所望の多結晶ケイ酸塩又はフェライト材料を生成することができる。酸素含有キャリヤガスを使用しなければ、余分な熱エネルギーを発生して溶鋼スラグを１３５０℃〜１６００℃に維持することができず、さらに添加剤が溶鋼スラグに完全に溶解できなくなるように影響する。他の例示において、前記溶鋼スラグの温度が１５００℃〜１６００℃に維持されることで、得られた遠赤外線放射性材料は、遠赤外線平均放射率が一層高い。

別の一例において、前記添加剤は、例えば、フライアッシュ、廃ガラス材料、廃陶土、廃鋳物砂、廃サンドブラスト又はケイ砂原料、他の好適な材料又は上記材料の組み合わせなどのシリカ材料からなる。上記材料は、何れも他の工業で生じた廃棄物であり、上記シリカ材料以外の材料を含まない。本発明の遠赤外線放射性材料の製造方法によって、上記廃棄物の処分問題を解決し、その再利用性を向上させ、経済価値を増やすことができる。

溶鋼スラグ１００重量％に対し、上記添加剤は、使用量が１０重量％〜３０重量％である。ただし、説明すべきなのは、改質吹込みステップ１０３において、添加剤は、溶鋼スラグに吹き込まれる時に、溶鋼スラグの温度が１３５０℃未満であれば、溶鋼スラグに完全に溶解できなくなる。また、添加剤が溶鋼スラグに吹き込まれる時の使用量が１０重量％未満であれば、遊離酸化カルシウム又は酸化マグネシウムがまだ存在することがあり、室温に冷却した後、水気と水和反応して、体積が膨張して崩壊となる可能性がさらに高まる。添加剤の使用量が３０重量％を超えれば、溶鋼スラグの粘度が低すぎるとなり、添加剤と溶鋼スラグとの反応性が好ましくないことになる。

また、上記改質吹込みステップ１０３において、添加剤を吹き込みながら添加剤及び溶鋼スラグを攪拌して混合させることができ、それによって添加剤が溶鋼スラグに完全に溶解することを促すことで、当該遠赤外線放射性材料を形成する。一例において、流量１０立方メートル／分（Ｎｍ^３／ｍｉｎ）〜３０Ｎｍ^３／ｍｉｎの酸素含有キャリヤガスによって添加剤及び溶鋼スラグを攪拌して混合させることができる。別の一例において、添加剤及び溶鋼スラグを１０分間〜６０分間、特には好ましくは、１６分間〜２０分間攪拌して混合させてよい。

一実施例において、得られた遠赤外線放射性材料は、多結晶ケイ酸塩及びフェライト材料化合物である。この多結晶ケイ酸塩及びフェライト材料は、少なくとも、赤鉄鉱（Ｆｅ_２Ｏ_３）等のフェライト類化合物を含むが、遊離酸化カルシウム及び／又は遊離酸化マグネシウムを有しない。一例示において、上記遠赤外線放射性材料の主な結晶相は、ブラウンミラー石（ｂｒｏｗｎｍｉｌｌｅｒｉｔｅ；Ｃａ_２（Ａｌ，Ｆｅ）_２Ｏ_５）、磁鉄鉱（Ｆｅ_３Ｏ_４）、β‐ケイ酸カルシウム（β‐ｌａｍｉｔｅ；β‐Ｃａ_２ＳｉＯ_４）、ウスタイト（ｗｕｓｔｉｔｅ；ＦｅＯ）、赤鉄鉱（ｈｅｍａｔｉｔｅ；Ｆｅ_２Ｏ_３）等を含む。上記得られた多結晶ケイ酸塩及びフェライト化合物材料の結晶鉱物相には、石灰（ｌｉｍｅ；ＣａＯ）又はペリクレース（ｐｅｒｉｃｌａｓｅ；ＭｇＯ）がないため、実質的には既に完全に安定化されていることを表し、その後の水和膨張による様々な問題を避けることができる。

注意すべきなのは、本発明の遠赤外線放射性材料の製造方法によれば、収集された溶鋼スラグに対して特別に加熱せずに、転炉外で直接に改質吹込みステップを行うことで、短時間（１０分間〜６０分間、好ましくは１６分間〜２０分間）で溶鋼スラグを大量（２０トン又はそれ以上）に処理する。本発明の遠赤外線放射性材料の製造方法は、環境に優しくて省エネルギーであるだけでなく、それによって得られた多結晶化合物は、安定性も良く（即ち、遊離酸化カルシウム及び遊離酸化マグネシウムを有しない）、遠赤外線平均放射率が７５％〜９０％であり、その産業利用の範囲がさらに拡大されて、経済価値が増される。

以下、実施例により本発明の応用を説明するが、それは本発明を限定するものではなく、当業者であれば、本発明の精神と領域から逸脱しない限り、種々の変更や修正を加えることができる。

遠赤外線放射性材料の調製
実施例１
まず、製鋼過程の後、収集ステップを行った。それは、溶鋼を転炉から残らずに取り除いて、転炉内残留の溶鋼スラグをスラグポットに注入した。このステップにおいて、スラグポットに幾つかの転炉の溶鋼スラグを連続して注入することができ、各スラグポットは、溶鋼スラグを約２０トン又はそれ以上収容することができる。溶鋼スラグは、少なくとも、遊離酸化カルシウム（ｆｒｅｅ ＣａＯ）、遊離酸化マグネシウム（ｆｒｅｅ ＭｇＯ）、ケイ酸塩（ｓｉｌｉｃａｔｅ）又はフェライト（ｆｅｒｒｉｔｅ）類化合物を含む。

続いて、直接に改質吹込みステップを行った。それは、酸素含有キャリヤガスとして平均流量が約２．０Ｎｍ^３／ｍｉｎ、圧力が約６．０ｋｇ／ｃｍ^２の空気を用いて、パネルガラス用の一般的な市販のケイ砂原料（ｓｉｌｉｃａ ｓａｎｄ；ＳｉＯ_２含有量＞８５％、粒度＜０．７ｍｍ％、水分＜０．５％）の添加剤を温度１５００℃〜１６００℃の溶鋼スラグに吹き込み、そしてケイ砂及び溶鋼スラグを１Ｎｍ^３／ｍｉｎ〜４Ｎｍ^３／ｍｉｎ、又は平均で約２Ｎｍ^３／ｍｉｎの攪拌速度で２０分間攪拌して混合させた。添加剤の供給速度は、約５０ｋｇ／ｍｉｎ〜３００ｋｇ／ｍｉｎで、平均で約１８０ｋｇ／ｍｉｎであった。溶鋼スラグ１００重量％に対し、上記市販のケイ砂は、使用量が１５重量％であった。

改質吹込みステップの中期段階において、例えば、改質吹込みステップが５分間〜１５分間行われた時に、平均で約０．９２Ｎｍ^３／ｍｉｎの平均流量、１４Ｎｍ^３の総吹き込み量で酸素を選択的に吹き込むことができ、これによって、溶鋼スラグの酸化鉄（ＦｅＯ）又は残留溶鋼との反応を増加して余分な熱エネルギーを発生し、ケイ砂と溶鋼スラグを十分に反応させた。上記改質吹込みステップは、約１６分間かかった。自然に冷却した後、多結晶化合物が得られ、その化学組成、結晶相組成及び遠赤外線放射率を更に測定した。その測定に関する方法の詳細は、下記の通りである。

実施例２
実施例２は、実施例１と同じ方法及び温度条件で、収集ステップ及び改質吹込みステップを行った。ただし、実施例１と異なり、実施例２は、粒状の廃ガラス材料（平均直径＜０．７ｍｍ；ＳｉＯ_２＞６６％、Ａｌ_２Ｏ_３＜１８％、ＣａＯ＜８％、水分＜０．５％）を添加剤として、温度１３５０℃〜１５００℃の溶鋼スラグに吹き込んだ。添加剤の供給速度は、約６０〜３００ｋｇ／ｍｉｎであった。溶鋼スラグ１００重量％に対し、上記市販のケイ砂と塊状の廃ガラスの使用量は２０重量％であった。実施例２の改質吹込みステップにおいても、酸素含有キャリヤガスとして、平均流量２．０Ｎｍ^３／ｍｉｎ、圧力５．５〜７．３ｋｇ／ｃｍ^２の空気を用いたが、改質吹込みステップの中期段階において、例えば、改質吹込みステップが５分間〜１５分間行なわれた時に、平均で約２．５〜４．０Ｎｍ^３／ｍｉｎの平均流量、１４〜２２Ｎｍ^３の総吹き込み量で酸素ガスを選択的に吹き込むことができる。上記改質吹込みステップは約１６〜２０分間かかった。自然に冷却した後、多結晶ケイ酸塩及びフェライト化合物が得られ、そしてその化学組成、結晶相組成及び遠赤外線放射率を測定した。

実施例３
実施例３は、実施例１と同じ方法及び温度条件で、収集ステップ及び改質吹込みステップを行った。ただし、実施例１と異なり、実施例３は、ケイ砂粉末（例えば、商品名：石英粉末 高Ａ、金晶ケイ砂会社（Ｃｈｉｎ Ｃｈｉｎｇ Ｓｉｌｉｃａ Ｓａｎｄ Ｃｏ．， Ｌｔｄ． ）；粒度＜０．１ｍｍ；ＳｉＯ_２＞９５％、Ａｌ_２Ｏ_３＜３％、水分＜０．５％）を添加剤として、温度１３５０℃〜１５００℃の溶鋼スラグに吹き込んだ。添加剤の供給速度は約７０ｋｇ／ｍｉｎ〜２５０ｋｇ／ｍｉｎであった。溶鋼スラグ１００重量％に対し、上記市販のケイ砂及び塊状の廃ガラスの使用量は１５重量％であった。実施例３の改質吹込みステップにおいても、酸素含有キャリヤガスとして、平均流量２．０Ｎｍ^３／ｍｉｎ、圧力５．５ｋｇ／ｃｍ^２〜７．３ｋｇ／ｃｍ^２の空気を用いたが、改質吹込みステップの中期段階において、例えば、改質吹込みステップが５分間〜１５分間行なわれた時に、平均で約２．５〜４．０Ｎｍ^３／ｍｉｎの平均流量、１４〜２２Ｎｍ^３の総吹き込み量で酸素を選択的に吹き込むことができる。上記改質吹込みステップは約１６〜２０分間かかった。自然に冷却した後、多結晶化合物が得られた。

遠赤外線放射性材料の効能評価
１．化学組成
実施例１で得られた多結晶化合物について、例えば、蛍光Ｘ線分光器（Ｘ‐ｒａｙ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）（ＳＲＳ ３４００；Ｂｒｕｋｅｒ‐ＡＸＳ ＧｍｂＨ）のような市販の蛍光Ｘ線（Ｘ‐ｒａｙ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ；ＸＲＦ）分光装置、及び湿式分析法（ｗｅｔ ｍｅｔｈｏｄ）を用いて、その化学組成を同定した。その結果を表１に示す。

表１から、改質吹込みステップ前に、実施例１の溶鋼スラグは、少なくとも、遊離酸化カルシウム（ｆｒｅｅ ＣａＯ）、遊離酸化マグネシウム（ｆｒｅｅ ＭｇＯ）、ケイ酸塩（ｓｉｌｉｃａｔｅ）又はフェライト（ｆｅｒｒｉｔｅ）類化合物を含むことが判明した。しかしながら、実施例１の溶鋼スラグの改質吹込みステップの後に得られた多結晶化合物は、少なくとも、赤鉄鉱（ｈｅｍａｔｉｔｅ；Ｆｅ_２Ｏ_３）等のフェライト化合物を含むが、遊離酸化カルシウム及び遊離酸化マグネシウムを有しない。

２．結晶相組成
次に、実施例１で得られた多結晶化合物について、例えば、Ｘ線回折計（Ｘ‐ｒａｙ ｄｉｆｆｒａｃｔｏｍｅｔｅｒ）（Ｄ８ Ａｄｖａｎｃｅ、Ｂｒｕｋｅｒ‐ＡＸＳ ＧｍｂＨ、ドイツ）のような市販のＸ線回折（Ｘ‐ｒａｙ ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ；ＸＲＤ）装置を用いて、その結晶相（ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ ｐｈａｓｅｓ）組成を同定した。

図２は、本発明の実施例１による溶鋼スラグの改質吹込みステップの前のＸＲＤ分析結果を示す。図３は、本発明の実施例１による溶鋼スラグの改質吹込みステップの後のＸＲＤ分析結果を示す。図２及び図３において、横軸は走査角度（２θ°）であり、縦軸は強度（秒当たりカウント；ｃｏｕｎｔｓ ｐｅｒ ｓｅｃｏｎｄ；ｃｐｓ）である。ＣａＯは石灰（ｌｉｍｅ；ＣａＯ）のピーク値、ＦｅＯは酸化鉄（ＦｅＯ）のピーク値、Ｂはブラウンミラー石（ｂｒｏｗｎｍｉｌｌｅｒｉｔｅ；Ｃａ_２（Ａｌ，Ｆｅ）_２Ｏ_５）のピーク値、Ｆｅ_３Ｏ_４は磁鉄鉱（Ｆｅ_３Ｏ_４）のピーク値、Ｌはβ‐ケイ酸カルシウム（β‐ｌａｍｉｔｅ；β‐Ｃａ_２ＳｉＯ_４）のピーク値、ＦｅＯはウスタイト（ｗｕｓｔｉｔｅ；ＦｅＯ）のピーク値、そしてＦｅ_２Ｏ_３は赤鉄鉱（ｈｅｍａｔｉｔｅ；Ｆｅ_２Ｏ_３）のピーク値を表す。

図２のＸＲＤ分析結果が示すように、溶鋼スラグの改質吹込みステップの前の主な結晶相は、石灰（ｌｉｍｅ；ＣａＯ）、酸化鉄（ＦｅＯ）、ブラウンミラー石（ｂｒｏｗｎｍｉｌｌｅｒｉｔｅ；Ｃａ_２（Ａｌ，Ｆｅ）_２Ｏ_５）、磁鉄鉱（Ｆｅ_３Ｏ_４）、β‐ケイ酸カルシウム（β‐ｌａｍｉｔｅ；β‐Ｃａ_２ＳｉＯ_４）等を含む。しかしながら、溶鋼スラグが実施例１の改質吹込みステップを経た後、図３のＸ線回折計分析の結果が示すように、改質吹込みステップを経た後の溶鋼スラグは、多結晶ケイ酸塩及びフェライト化合物であり、その主な結晶相は、ブラウンミラー石（ｂｒｏｗｎｍｉｌｌｅｒｉｔｅ；Ｃａ_２（Ａｌ，Ｆｅ）_２Ｏ_５）、磁鉄鉱（Ｆｅ_３Ｏ_４）、β‐ケイ酸カルシウム（β‐ｌａｍｉｔｅ；β‐Ｃａ_２ＳｉＯ_４）、ウスタイト（ｗｕｓｔｉｔｅ；ＦｅＯ）、赤鉄鉱（ｈｅｍａｔｉｔｅ；Ｆｅ_２Ｏ_３）等を含むが、石灰（ｌｉｍｅ；ＣａＯ）及びペリクレース（ｐｅｒｉｃｌａｓｅ；ＭｇＯ）を有しない。図２と図３を比較すれば、溶鋼スラグが改質吹込みステップを経た後、既に石灰（ｌｉｍｅ；ＣａＯ）（即ち、遊離酸化カルシウム）及びペリクレース（即ち、遊離酸化マグネシウム）を有しなくなることが容易に理解できる。

３．遠赤外線放射率
なお、実施例１〜実施例３で得られた多結晶化合物について、例えば、ＶＥＲＴＥＸ ７０ ＦＴ‐ＩＲ（Ｂｒｕｋｅｒ Ｏｐｔｉｋ ＧｍｂＨ、ドイツ）のようなフーリエ変換赤外分光器（Ｆｏｕｒｉｅｒ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ ｉｎｆｒａｒｅｄ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ；ＦＴ‐ＩＲ）により、その遠赤外線放射率を同定した。その結果を、図４及び表２に示す。

図４は、本発明による実施例１〜３及び参照物の遠赤外線放射率を表示する。図４において、横軸は遠赤外線の波長（μｍ）であり、縦軸は遠赤外線放射率である。一般的に、遠赤外線放射率（ε）はサンプル試験片と黒体標準片との比率に定義され、実際の単位で表すことができず、通常は０〜１の間にあり、下式（Ｉ）によって計算することができる。

その内、Ｍ（Ｔ）はサンプル試験片が３０℃及び４０℃での遠赤外線放射量であり、Ｍ_ｂ（Ｔ）は黒体標準片が３０℃及び４０℃での遠赤外線放射量である。

表２は、本発明の実施例１〜３及び参照物が特定温度での遠赤外線放射率である。参照物は、ＢＢＣＨ経穴気場黒色円盤状の製品（中国東莞市柏弼禅宏貿易会社（Ｄｏｎｇｇｕａｎ ＢＢＣＨ Ｔｒａｄｅ Ｃｏ．， Ｌｔｄ． ）、中華民国佳美貿易会社（Ｃｈｉ Ｍｅｉ Ｔｒａｄｉｎｇ Ｃｏ．， Ｌｔｄ． ）から輸入）である。

図４及び表２をまとめると、実施例１〜３の溶鋼スラグが改質吹込みステップを経た後、得られた多結晶ケイ酸塩及びフェライト化合物は、波長４μｍ〜１４μｍでの遠赤外線平均放射率が７５％〜９０％であり、本発明の目的を確実に達成できることが判明した。

ただし、ここで補充すべきなのは、本発明の遠赤外線放射性材料及びその製造方法は、他の溶鋼スラグ、酸素含有キャリヤガス、他の添加剤、他の反応条件等により行うこともできる。これは当業者であれば分かるため、ここで詳しく述べない。

つまり、上記本発明の実施形態から、本発明の遠赤外線放射性材料及びその製造方法を応用する場合、下記メリットがあることが判明した。即ち、転炉外で溶鋼スラグを先に大量に集めた後、添加剤を酸素含有キャリヤガスによって直接に高温の溶鋼スラグに吹き込みながら攪拌することで、短時間で改質吹込みステップを行い、これにより遠赤外線放射性を有する多結晶ケイ酸塩及びフェライト化合物を形成することができる。また、特別に加熱したり、冷却してから再び昇温させたりしなくても、不安定な溶鋼スラグを安定な多結晶ケイ酸塩材料に形成させることができる。環境に優しくて省エネルギーで、従来の鋼スラグの水和膨張による様々な問題を克服するだけでなく、得られた多結晶ケイ酸塩及びフェライト化合物が良好な遠赤外線放射率を有し、さらに、遠赤外線放射性材料として、その産業応用範囲を増加し、その経済価値を向上させることもできる。

本発明では、実施形態を前述の通りに開示したが、これは本発明を限定するものではなく、当業者であれば、本発明の精神と領域から逸脱しない限り、多様の変更や修正を加えることができる。従って本発明の保護範囲は、下記特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。

１００ 方法
１０１ 溶鋼スラグの収集ステップ
１０３ 改質吹込みステップ
１０５ 遠赤外線放射性材料の形成
４０１、４０３、４０５、４０７ 曲線

Claims (8)

1. 転炉外で、少なくとも、遊離酸化カルシウム（ｆｒｅｅ ＣａＯ）、遊離酸化マグネシウム（ｆｒｅｅ ＭｇＯ）、ケイ酸塩（ｓｉｌｉｃａｔｅ）化合物又はフェライト（ｆｅｒｒｉｔｅ）化合物を含む溶鋼スラグを集める収集ステップと、
   シリカ材料からなり、溶鋼スラグ１００重量％に対し、使用量が１０重量％〜３０重量％である添加剤を、酸素含有キャリヤガスによって温度１３５０℃〜１６００℃の前記溶鋼スラグに吹き込むことと、前記添加剤を吹き込みながら、前記添加剤及び前記溶鋼スラグを１０分間〜６０分間攪拌して混合させることで、多結晶ケイ酸塩及びフェライト化合物である前記遠赤外線放射性材料を形成し、前記多結晶化合物は、少なくとも、赤鉄鉱（ｈｅｍａｔｉｔｅ；Ｆｅ_２Ｏ_３）を含むが、遊離酸化カルシウム及び游離酸化マグネシウムを有さず、遠赤外線平均放射率が７５％〜９０％であることと、を含む、前記収集ステップの後で直接に行って遠赤外線放射性材料を形成する改質吹込みステップと、
   を備える遠赤外線放射性材料の製造方法。
2. 前記酸素含有キャリヤガスは、空気、酸素又は上記の組み合わせを含む請求項１に記載の遠赤外線放射性材料の製造方法。
3. 前記シリカ材料は、フライアッシュ、廃ガラス材料、廃陶土、廃鋳物砂、廃サンドブラスト、高炉石材又はケイ砂原料を含む請求項１又は請求項２に記載の遠赤外線放射性材料の製造方法。
4. 前記添加剤を酸素含有キャリヤガスによって温度１５００℃〜１６００℃の溶鋼スラグに吹き込む請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の遠赤外線放射性材料の製造方法。
5. 前記改質吹込みステップは、前記添加剤及び前記溶鋼スラグを１立方メートル／分（Ｎｍ^３／ｍｉｎ）〜４Ｎｍ^３／ｍｉｎの攪拌速度で攪拌して混合させる請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の遠赤外線放射性材料の製造方法。
6. 前記改質吹込みステップは、前記添加剤及び前記溶鋼スラグを２Ｎｍ^３／ｍｉｎの攪拌速度で攪拌して混合させる請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の遠赤外線放射性材料の製造方法。
7. 前記添加剤及び前記溶鋼スラグを、１０分間〜３０分間攪拌して混合させる請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の遠赤外線放射性材料の製造方法。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の遠赤外線放射性材料の製造方法によって製造された遠赤外線放射性材料。

Images