TWI573877B

TWI573877B - 一貫作業煉鋼之轉爐石骨材的製造方法

Info

Publication number: TWI573877B
Application number: TW105112698A
Authority: TW
Inventors: 王金鐘; 鄭志強
Original assignee: 大地亮環保服務有限公司
Priority date: 2016-04-22
Filing date: 2016-04-22
Publication date: 2017-03-11
Also published as: TW201809287A

Description

一貫作業煉鋼之轉爐石骨材的製造方法

本發明係有關於一種一貫作業煉鋼之轉爐石骨材的製造方法，(1)經50℃熱水水洗篩分、磁選後石磨破碎再磁選、再熱水水洗篩分、熱水沉澱、水洗沖洗，預先使轉爐石在熱水中膨脹崩解轉變成安定化轉爐石水洗泥，(2)再利用安定化轉爐石水洗泥料和水泥、飛灰、爐石等粉末調配，再予以滾動、造粒形成大小不等球狀骨材，主要藉由中空圓球結構的電廠飛灰或者角粒狀結構的水淬爐石粉，兩者在球狀骨材中分佈較多孔隙，讓尚未完全膨脹的轉爐石水洗泥有回脹空間，確切有效的解決轉爐石水洗泥料回脹的問題，並且達到資源再利用的目的。尤其是指一種於整體施行使用上，不僅不會對環境造成污染危害，且令該骨材具有極佳的抗壓強度，以能廣泛的適用於道路工程或需高承載重量的建築工程上，而在其整體施行使用上更增實用功效特性之一貫作業煉鋼之轉爐石骨材的製造方法創新設計者。

爐石是冶煉鋼鐵一貫作業過程中之副產品，俗稱爐渣，而自轉爐用鐵水吹煉一噸鋼時，大約產生130公斤之冷卻固體物，稱為轉爐石，由於煉鋼溶渣倒出時無法完全與鋼液分離乾淨，故轉爐石中常含有鐵份；另為了保證能去除鋼液中的雜質，常加入過量的石灰，因此轉爐石常含有相當高的未反應石灰，又因為石灰含有豐富的碳酸鹽類、氧化鈣及氧化鎂等化合物，在強鹼環境下可能發生鹼-碳酸鹽反應。此反應將產生有害之回脹作用，使骨材分解，然而此反應則持續不斷，直到CaO水化完畢或碳酸鹽類耗盡為止。轉爐石其化學組成主要成分包括CaO、SiO ₂及FeO，然而轉爐石為煉鋼爐渣，煉鋼爐渣因含有未反應石灰再經水化反應而形成Ca(OH) ₂及CaCO ₃而導致其體積膨脹，致使在營運應用上多所限制，目前再利用的方式均以固化爐渣製作成人工魚礁、爐渣磨成細粉撒到當營養鹽、一般填土整地處理、廠內製程回收、鐵路碎石級配、水泥粒料及掩埋場使用。

爐渣類副產品—轉爐石為煉鋼過程中的副產品其粒徑大吸水率低、磨損率低、硫酸鹽健性低、加州承載比高、硬度大、內摩擦角高，其物理及力學特性與河床粒料相類似，同屬於主要的構築骨材，惟因轉爐石具回脹性，轉爐石由於膨脹問題尚未能有效解決，其使用性多所限制。

參照表一及表三以環境品質觀點將轉爐石樣品依「有害事業廢棄物認定標準」中之「溶出毒性事業廢棄物」分析方法對其重金屬作有害特性判定並深入研究，其分析結果如表三所示，根據溶出結果得知除鉻、鎘及鉛等重金屬略有溶出外，但是整體而言其溶出量仍遠低於管制標準，應可歸屬於一般事業廢棄物。參照表三，轉爐石中仍含有微量重金屬，雖然可以符合毒性特性溶出標準，不具溶出毒性，但是其具有微量重金屬、溶解性鹽類及高鹼性等特性，對於敏感性國家生態保護區或水源地可能造成環境衝擊。表一：中鋼爐渣及河床粒料化學組成表三：轉爐石與河床粒料毒性特性溶出(TCLP)結果

參照表二，其比重大，單位重高，吸水性低、磨損率低、硫酸鎂健性低、承載比大、硬度高、內摩擦角高，充分顯示轉爐石具有高度結構穩定性，應可作為道路基底層級配及工程土方使用。表二：中鋼爐渣及河床粒料之物理特性

就該高爐石的應用上，請參閱公告於100年11月1日之第I351391號「底渣骨材的製造方法」，包含：一準備步驟，蒐集爐內燃燒後所餘留的底渣，以形成一底渣核心層；一第一濕裹步驟，將水泥與水玻璃予以加水攪拌成一包覆料，再將該包覆料濕裹於該底渣核心層外；一第二濕裹步驟，將一膠結料濕裹於該包覆料外，該膠結料是選自於下列物：水泥、飛灰、水淬爐石粉，以及此等之組合，其中，水泥的重量配比為25~75%；及一成型步驟，將上述第二濕裹步驟結束後之半成品，予以成型得底渣骨材。

而於該「底渣骨材的製造方法」中，其所蒐集爐內燃燒後餘留的底渣係為質輕蜂巢狀的顆粒，含有高濃度重金屬，為防止水分侵入產生重金屬溶出、避免對生態造成傷害，使得於其製作過程中，需添加有水玻璃對底渣進行包覆，以能防止重金屬釋出；但卻會造成該底渣骨材密度低、質量輕，相對亦會令其強度有所限制，並不適合使用於道路工程或需高承載重量的建築工程上。

另，請再一併參閱公告於102年7月1日之第I400335號「水洗式爐渣處理方法」，係一種水洗式爐渣處理方法，其爐渣經原料收料斗落至水洗篩分機分選出不同規格爐渣，各種規格爐渣經磁選機選出殘鋼後，最大規格爐渣再擊碎、磁選，又由二次原料收料斗落入石磨機磨碎及磁選機磁選，並循環回原料收料斗再處理，於水洗篩分機內有可洗去爐渣上之石灰粉的灑水系統，且最小規格爐渣磁選後又經水洗過濾出砂，及經由強力幫浦打入泥水分離設備中沉澱出細料、精細料，其後水導入蓄水池中，且循環至水洗篩分機中的灑水系統進行沖洗爐渣之再利用，因此，本發明方法不僅沒有石灰粉飛揚的問題，亦可避免石灰污染土壤及地下水源，而能解決傳統方法處理後爐渣非法回填之嚴重問題。

緣是，第I400335號「水洗式爐渣處理方法」發明人有鑑於此，秉持多年該相關行業之豐富設計開發及實際製作經驗，針對現有之結構及缺失再予以研究改良，提供一種一貫作業煉鋼之轉爐石骨材的製造方法，首先以50℃熱水水洗、沖洗方法將爐渣變成安定化轉爐石水洗泥料，爾後藉由中空圓球結構的電廠飛灰或者角粒狀結構的水淬爐石粉，兩者在球狀骨材中還分佈較多孔隙，讓尚未完全膨脹的安定化轉爐石水洗泥料有回脹空間，確切有效的解決轉爐石水洗泥料回脹的問題，其次將轉爐石水洗泥料粉末和水泥、飛灰、水淬爐石粉予以混拌調製、滾動、造粒形成大小不等球狀骨材，再經回脹率與加州承載比(CBR)檢測合格，以期達到更佳實用價值性之目的者。

本發明之主要目的在於提供一種一貫作業煉鋼之轉爐石骨材的製造方法，經50℃熱水水洗篩分、磁選後石磨破碎再磁選、再熱水水洗篩分、沉澱水洗沖洗使爐渣變成安定化轉爐石水洗泥料，再利用安定化轉爐石水洗泥料和水泥、飛灰、爐石等粉末調配，再予以滾動、造粒形成大小不等球狀骨材，主要確切有效的解決轉爐石水洗泥料回脹的問題，並且達到資源再利用的目的，其主要係於整體施行使用上，不僅不會對環境造成污染危害，且令該骨材具有極佳的強度，以能廣泛的適用於道路工程或需高承載重量的建築工程上，而在其整體施行使用上更增實用功效特性者。

本發明一貫作業煉鋼之轉爐石骨材的製造方法之主要目的與功效，係由以下具體技術手段所達成：

其主要係依序包含下列步驟：

（a）先使轉爐石經50℃熱水水洗式爐渣處理方法成為安定化轉爐石水洗泥，再予進行烘乾、晾乾；

（b）該安定化轉爐石水洗泥予以研磨成為粉末狀，目的此等材料將與水泥水化產物氫氧化鈣等進行緩慢波索蘭反應，消耗鹼離子，降低f-CaO的含量，使轉爐石水洗泥製作成的粗細骨材更趨穩定；

（c）是依據預定配比用量以將該安定化轉爐石水洗泥粉(Stabilization Basic Oxygen Furnace Slag Powder，簡稱SBOFS)與一膠結料等加水混拌調配滾動造粒成大小不等的球狀骨材；

（d）是使所製得轉爐石骨材進一步進行浸水養治，以強化骨材的工程特性；

（e）是使該轉爐石骨材經養治28天後作回脹及CBR值檢測，回脹方法根據ASTM 4792-00規範進行，回脹率限制根據CNS 15311、JIS A50151規範回脹率＜0.5%，加州承載比(CBR) 根據AASHTO M147規範規定，道路基層CBR≧20%，道路底層CBR≧80%，必需回脹和CBR值同時符合規定，才算合格；以及

（ｆ）是檢核回脹率及CBR值，若不合格，重新將骨材進行調配製作。

本發明一貫作業煉鋼之轉爐石骨材的製造方法之較佳實施例，其中，於步驟（a），是使經50℃熱水水洗篩分、磁選擊碎再磁選、磨碎磁選後回料斗、再經50℃熱水水洗篩分過濾出砂、經50℃熱水沉澱出細料精細料水洗沖洗爐渣變成轉爐石水洗泥料。

本發明一貫作業煉鋼之轉爐石骨材的製造方法之較佳實施例，其中，於步驟（b），是使曬乾後的安定化轉爐石水洗泥研磨成為粉末狀，目的在增加和拌合水和水泥、飛灰、爐石粉等波所蘭材料接觸面積，並且與水泥、飛灰、爐石粉等材料的水化產物氫氧化鈣進行緩慢波索蘭反應，消耗鹼離子，降低f-CaO的含量，使轉爐石水洗泥製作成的粗細骨材更趨穩定進行安定化處理。

本發明一貫作業煉鋼之轉爐石骨材的製造方法之較佳實施例，其中，於步驟（c），是使轉爐石水洗泥粉與一膠結料加水混拌調配滾動造粒成大小不等的球狀骨材。

本發明一貫作業煉鋼之轉爐石骨材的製造方法之較佳實施例，其中，更包含一步驟（d），進一步使球狀骨材進行浸水養治。

本發明一貫作業煉鋼之轉爐石骨材的製造方法之較佳實施例，其中，更包含一步驟（e），是使該轉爐石骨材經養治28天後作回脹及CBR值檢測，回脹方法根據ASTM 4792-00規範進行，回脹率限制根據CNS 15311、JIS A50151規範回脹率＜0.5%，加州承載比(CBR)根據AASHTO M147規範規定，道路基層CBR≧20%，道路底層CBR≧80%，必需回脹和CBR值同時符合規定，才算合格。

本發明一貫作業煉鋼之轉爐石骨材的製造方法之較佳實施例，其中，更包含一步驟（f），是檢核回脹率及CBR值，若不合格，重新將骨材進行調配製作。

本發明一貫作業煉鋼之轉爐石骨材的製造方法之較佳實施例，其中，於步驟（c），轉爐石水洗泥粉、水泥、飛灰間的重量配比為30%：30%：40%。

本發明一貫作業煉鋼之轉爐石骨材的製造方法之較佳實施例，其中，於步驟（c），轉爐石水洗泥粉、水泥、水淬爐石粉間的重量配比為40%：30%：30%。

本發明一貫作業煉鋼之轉爐石骨材的製造方法之較佳實施例，其中，於步驟（c），該膠結料是由水泥與水淬爐石粉、水泥與飛灰所組成，而拌合水量與膠結料的重量比值 (水膠比W/B )為0.7。

為令本發明所運用之技術內容、發明目的及其達成之功效有更完整且清楚的揭露，茲於下詳細說明之，並請一併參閱所揭之圖式及圖號：

請參閱第一圖本發明之製作流程示意圖(一)、第二圖本發明之製作流程示意圖(二)及第三圖本發明之製作流程示意圖(三)所示，其係為本發明之一較佳實施例，是搜集一貫作業煉鋼廠在以轉爐煉鋼過程中所產生的轉爐石，用以將一轉爐石製造成能回收應用的冷結型球狀骨材，並依序包含步驟（a）~（f）。

首先，於步驟（a）中有兩種方法，一種是先使該轉爐石經50℃熱水水洗式爐渣處理方法成為安定化轉爐石水洗泥料；另一種是使該轉爐石經水洗式爐渣處理方法成為轉爐石水洗泥料，再予進行烘乾、晾乾；

於後，進行步驟(b)安定化轉爐石水洗泥料和轉爐石水洗泥料個別予以研磨成為粉末狀，目的此等材料將與水泥水化產物氫氧化鈣等進行緩慢波索蘭反應，消耗鹼離子，降低f-CaO的含量，使轉爐石水洗泥製作成的粗細骨材更趨穩定；

於後，進行步驟（c），是依據預定配比用量以將安定化轉爐石水洗泥粉(Stabilization Basic Oxygen Furnace Slag Powder，簡稱SBOFS)或者轉爐石水洗泥粉(Basic Oxygen Furnace Slag Powder，簡稱BOFS)兩者分開並個別與一膠結料等加水混拌；其中，該膠結料是選自於下列物：水泥（cement，以下簡稱C）、電廠飛灰（fly ash，以下簡稱F）、水淬爐石粉（slag，以下簡稱S），以及此等之組合，而電廠飛灰與水淬爐石粉便是最常用的波索蘭材料（pozzolanic materials），通常是用以置換所使用之水泥量；特別是，安定化轉爐石水洗泥粉末(SBOFS)或轉爐石水洗泥粉末(BOFS)、水泥（C）、電廠飛灰（F）或水淬爐石粉（S）間的重量配比為20﹪~60﹪：20﹪~70﹪：10﹪~50﹪：10﹪~50﹪，而其比例以轉爐石水洗泥粉、水泥、飛灰間的重量配比為30%：30%：40%，或以轉爐石水洗泥粉、水泥、水淬爐石粉間的重量配比為40%：30%：30%為佳，且拌水量與膠結料的重量比值為0.7，亦即，於混拌時，可以只用水泥作為膠結料，或是以電廠飛灰或水淬爐石粉來取代、調整水泥用量；本實施例中，混拌配料是水泥＋電廠飛灰＋轉爐石水洗泥粉＋水，而所使用配比重量為C：F：SBOFS＝20%：30%：50%(編號為C20-F30-SBOFS50)。然後，經調製混拌、滾動、造粒等處理成大小不等球狀土坏；

於後，步驟（d）中，是使安定化轉爐石水洗泥料或轉爐石水洗泥料所製得轉爐石骨材進一步進行浸水養治，以強化骨材的工程特性(如抗壓強度)；本實施例中，浸水養治時間為28天，當然，骨材的工程特性會隨著浸水養治時間增加而增加；

再來，是進行步驟（e），使安定化轉爐石水洗泥料或轉爐石水洗泥料所製得轉爐石骨材經養治28天後作回脹及CBR值檢測，回脹方法根據ASTM 4792-00規範進行，試體經夯實後加載以限制回脹方式浸置於70±3℃熱水中，持續養治7天每天測其回脹量，再進行貫入試驗。回脹率限制根據CNS 15311、JIS A50151規範回脹率＜0.5%，加州承載比(CBR)根據AASHTO M147規範規定，道路基層CBR≧20%，道路底層CBR≧80%，必需回脹和CBR值同時符合規定，才算合格；

再來，是進行步驟（f），檢核回脹率及CBR值，若不合格，重新將骨材進行調配製作，直到同時符合規範規定為止，再進行基底層級配製作，以供用來進行道路工程的施工使用。

轉爐石經50℃熱水水洗篩分、磁選後石磨破碎再磁選、再熱水水洗篩分、沉澱水洗、沖洗使爐渣變成安定化轉爐石水洗泥料；

令該轉爐石進行粗細骨材製作，將安定化轉爐石水洗泥料或轉爐石水洗泥料進行粉碎處理成粉末狀，令轉爐石水洗泥料粉末重量比為20％～60％、水泥重量比為20％～70％、飛灰重量比為10％～50％、水淬爐石粉重量比為10％～50％予以混拌調製，再予以滾動、造粒形成球狀之骨材；其中選用水泥作為膠結材並兼具固化劑功能，其次選用水淬爐石粉、飛灰等波索蘭材料作為膠結材兼具稀釋劑使用，此等材料將與水泥水化產物氫氧化鈣等進行緩慢波索蘭反應，消耗鹼離子，降低f-CaO的含量，使轉爐石粗細骨材更趨穩定［請再一併參閱第四圖本發明之粗顆粒骨材圖及第五圖本發明之細顆粒骨材圖所示］；

再以掃描式電子顯微鏡(SEM)觀察轉爐石水洗泥料、水泥、飛灰及水淬爐石粉料等材料養治7天後晶相變化，(1)轉爐石水洗泥外觀以片狀結構堆疊成土團狀，中間分布大小不等孔隙［請再一併參閱第六圖本發明之轉爐石水洗泥熟化前晶相圖所示］；(2)水泥：外觀以針刺狀的C-S-H膠體與六角片狀的氫氧化鈣結合［請再一併參閱第七圖本發明之水泥養治7天後SEM晶相圖所示］；(3)電廠飛灰：外觀均以大小不等球狀結構交錯組合，其球狀顆粒粒徑較大，中間分佈著大小不等孔隙［請再一併參閱第八圖本發明之電廠飛灰養治7天後SEM晶相圖所示］；(4)水淬爐石粉：外觀則以多邊行角粒狀結構及片狀結構組合，組成架構參差不齊，中間分佈著大小不等孔隙［請再一併參閱第九圖本發明之水淬爐石粉養治7天後SEM晶相圖所示］；

再以安定化轉爐石水洗泥所製作轉爐石水洗泥粗細骨材配比如表四所述26種配比而言，以掃描式電子顯微鏡(SEM)觀察，轉爐石水洗泥料和水泥、水淬爐石粉混合骨材配比，外觀以角粒狀結構和片狀、針刺狀C-S-H膠體交錯組合中間還分佈較多孔隙讓轉爐石水洗泥有回脹空間，不至於讓轉爐石骨材膨脹崩解［請再一併參閱第十圖本發明之轉爐石水洗泥和水泥、水淬爐石粉混合骨材配比養治7天晶相圖所示］；表四：安定化轉爐石水洗泥粗細骨材抗壓強度試驗結果

再以安定化轉爐石水洗泥料和水泥、飛灰混合骨材配比，外觀以大小不等中空圓球結構和片狀、針刺狀C-S-H膠體交錯組合，中間還分佈較多孔隙讓轉爐石水洗泥有回脹空間，不至於讓轉爐石骨材膨脹崩解［請再一併參閱第十一圖本發明之轉爐石水洗泥料和水泥、電廠飛灰混合骨材配比養治7天晶相圖所示］；

參照表四所示，為本發明之安定化轉爐石水洗泥料所製作轉爐石骨材的製造方法的配比(1)～配比(26)實施例，如表四所示，安定化轉爐石水洗泥料所製作的轉爐石冷結骨材中抗壓強度隨養治時間增加而增加，以養治7天至28天時強度上升斜率最為明顯，配比(11)抗壓強度最高，其次配比(17)。

參照表五所示，為本發明之轉爐石水洗泥料所製作轉爐石骨材的製造方法的配比(1)～配比(5)實施例，如表五所示，轉爐石水洗泥料所製作的轉爐石冷結骨材中抗壓強度隨養治時間增加而增加，以養治7天至28天時強度上升斜率最為明顯，配比(2)抗壓強度最高，其次配比(1)。表五：轉爐石水洗泥粗細骨材抗壓強度試驗結果

參照表四所示，安定化轉爐石水洗泥料所製作的轉爐石冷結骨材中在相同配比、相同養治時間、相同添加量情況下，添加水淬爐石粉比添加火力電廠飛灰有較高抗壓強度。

對該骨材進行回脹與加州承載比［ＣＢＲ］檢測；

檢測該骨材之回脹率與加州承載比［ＣＢＲ］值是否合格，回脹率＜0.5%(根據CNS 15311、JIS A50151規範)，加州承載比［ＣＢＲ］道路基層CBR≧20%，道路底層CBR≧80%(根據AASHTO M147規範)，若不合格，重新將骨材進行調配製作，而若合格則進行基底層級配製作，以供用來進行道路工程的施工使用。

參照表六～及表九所示，回脹及CBR值檢測，本發明共製作31組配比［其中安定化轉爐石水洗泥料所製作骨材為26組、轉爐石水洗泥料所製作骨材為5組］，並依照ASTM D4792-00試驗方法，試料準備ASTM D2940-03，在試料中允許將1”以上粗粒料以2.5﹪量加入使用，製作3個試體，試料分五層放入，每層分別夯實10下、25下及56下後進行回脹試驗，試體加載以限制回脹方式浸置於70±3℃熱水中，持續養治7天每天測其回脹量，再進行貫入試驗，其CBR值和回脹率試驗結果。

基底層粒料包括道路及機場基底層級配料，依據美國材料試驗協會（ASTM D2940-03）、美國公路官員協會（AASHTO M147及M145）、公路工程施工說明書、中國國家標準(CNS 15311)、日本國家標準（JIS A5015）基層粒料規範，作為路底、路基等之粒料須滿足其品質要求，其中路底材料其CBR值需大於80%；路基材料則CBR值需大於20%，浸水回脹率(%)0.5%以下。表六：安定化轉爐石水洗粗細骨材加州承載比試驗CBR值試驗結果表七：轉爐石水洗粗細骨材加州承載比試驗CBR值試驗結果 <TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> 配比 </td><td> 編號 </td><td> 回脹率(%) </td></tr><tr><td> 夯打10下 </td><td> 夯打25下 </td><td> 夯打56下 </td></tr><tr><td> 1 </td><td> C50-SBOFS50 </td><td>0.38</td><td>0.41</td><td>0.30</td></tr><tr><td> 2 </td><td> C70-SBOFS30 </td><td>0.48</td><td>0.48</td><td>0.33</td></tr><tr><td> 3 </td><td> C50-S10-SBOFS40 </td><td>0.48</td><td>0.48</td><td>0.35</td></tr><tr><td> 4 </td><td> C50-S20-SBOFS 30 </td><td>0.48</td><td>0.47</td><td>0.28</td></tr><tr><td> 5 </td><td> C50-F10- SBOFS 40 </td><td>0.32</td><td>0.38</td><td>0.48</td></tr><tr><td> 6 </td><td> C50-F20- SBOFS 30 </td><td>0.35</td><td>0.43</td><td>0.46</td></tr><tr><td> 7 </td><td> C50-F30- SBOFS 20 </td><td>0.43</td><td>0.49</td><td>0.47</td></tr><tr><td> 8 </td><td> C40-S10- SBOFS 50 </td><td>0.42</td><td>0.49</td><td>0.37</td></tr><tr><td> 9 </td><td> C40-S20- SBOFS 40 </td><td>0.42</td><td>0.49</td><td>0.49</td></tr><tr><td> 10 </td><td> C40-S30- SBOFS 30 </td><td>0.45</td><td>0.47</td><td>0.37</td></tr><tr><td> 11 </td><td> C40-S40- SBOFS 20 </td><td>0.32</td><td>0.40</td><td>0.45</td></tr><tr><td> 12 </td><td> C40-F10- SBOFS 50 </td><td>0.42</td><td>0.48</td><td>0.49</td></tr><tr><td> 13 </td><td> C40-F30- SBOFS 30 </td><td>0.49</td><td>0.48</td><td>0.46</td></tr><tr><td> 14 </td><td> C40-F40- SBOFS 20 </td><td>0.29</td><td>0.46</td><td>0.38</td></tr><tr><td> 15 </td><td> C30-S10- SBOFS 60 </td><td>0.40</td><td>0.47</td><td>0.49</td></tr><tr><td> 16 </td><td> C30-S20- SBOFS 50 </td><td>0.49</td><td>0.49</td><td>0.41</td></tr><tr><td> 17 </td><td> C30-S30- SBOFS 40 </td><td>0.34</td><td>0.38</td><td>0.33</td></tr><tr><td> 18 </td><td> C30-S40- SBOFS 30 </td><td>0.37</td><td>0.36</td><td>0.27</td></tr><tr><td> 19 </td><td> C30-F20- SBOFS 50 </td><td>0.49</td><td>0.33</td><td>0.26</td></tr><tr><td> 20 </td><td> C30-F40- SBOFS 30 </td><td>0.49</td><td>0.48</td><td>0.38</td></tr><tr><td> 21 </td><td> C20-S30- SBOFS 50 </td><td>0.41</td><td>0.39</td><td>0.39</td></tr><tr><td> 22 </td><td> C20-S40- SBOFS 40 </td><td>0.39</td><td>0.40</td><td>0.30</td></tr><tr><td> 23 </td><td> C20-S50- SBOFS 30 </td><td>0.41</td><td>0.40</td><td>0.30</td></tr><tr><td> 24 </td><td> C20-F30- SBOFS 50 </td><td>0.49</td><td>0.41</td><td>0.38</td></tr><tr><td> 25 </td><td> C20-F40- SBOFS 40 </td><td>0.49</td><td>0.48</td><td>0.30</td></tr><tr><td> 26 </td><td> C20-F50- SBOFS 30 </td><td>0.38</td><td>0.40</td><td>0.29</td></tr></TBODY></TABLE>表八：安定化轉爐石水洗粗細骨材CBR試驗回脹量測試結果 <TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> 配比 </td><td> 編號 </td><td> 回脹率(%) </td></tr><tr><td> 夯打10下 </td><td> 夯打25下 </td><td> 夯打56下 </td></tr><tr><td> 1 </td><td> C60-BOFS 40 </td><td>0.38</td><td>0.50</td><td>0.32</td></tr><tr><td> 2 </td><td> C50-S30-BOFS 20 </td><td>0.44</td><td>0.68</td><td>0.66</td></tr><tr><td> 3 </td><td> C40-F20- BOFS 40 </td><td>0.44</td><td>0.50</td><td>0.50</td></tr><tr><td> 4 </td><td> C30-F10- BOFS 60 </td><td>0.54</td><td>0.62</td><td>0.48</td></tr><tr><td> 5 </td><td> C30-F30- BOFS 40 </td><td>0.53</td><td>0.59</td><td>0.50</td></tr></TBODY></TABLE>表九：轉爐石水洗粗細骨材CBR試驗回脹量測試結果

參照表六及表八所示，以安定化轉爐石水洗泥料所製作的冷結轉爐石骨材經過浸水回脹和CBR值試驗結果顯示，在路基材料方面，以浸水回脹率和CBR值同時考量，在這26組配比中全部同時滿足CBR值大於20%、浸水回脹率小於0.5%的路基粒料規範要求。

參照表七及表九所示，以轉爐石水洗泥料所製作的冷結轉爐石骨材經過浸水回脹和CBR值試驗結果顯示，在路基材料方面，以浸水回脹率和CBR值同時考量，在這5組配比中雖然滿足CBR值大於20%要求，但是無法滿足浸水回脹率小於0.5%的路基粒料規範要求。

參照表六、表八、第十二圖本發明之轉爐石骨材配比表四(13)養治時間與回脹率關係圖及第十三圖本發明之轉爐石骨材配比表四(13)γd乾密度與CBR值關係圖所示，以安定化轉爐石水洗泥料所製作的冷結轉爐石骨材經過浸水回脹和CBR值試驗結果顯示，在路底材料方面，以浸水回脹率和CBR值同時考量，在這26組配比中除配比(3)、配比(5)、配比(6)、配比(8)、配比(13)、配比(14)、配比(19)、配比(21)、配比(25)等9種配比，雖然無法滿足CBR值大於80%的要求，但是浸水回脹率全部配比皆滿足小於0.5%的路底粒料規範要求。

參照表六及表八所示，以轉爐石水洗泥料所製作的冷結轉爐石骨材經過浸水回脹和CBR值試驗結果顯示，在路底材料方面，以浸水回脹率和CBR值同時考量，在這5組配比中完全無法滿足CBR值大於80%、浸水回脹率小於0.5%的路底粒料規範要求。充分證實以安定化轉爐石水洗泥料所製作的冷結轉爐石骨材可預先使轉爐石在熱水中膨脹崩解轉變成安定化轉爐石水洗泥，也可藉由中空圓球結構的電廠飛灰或者角粒狀結構的水淬爐石粉兩者在圓球狀骨材中分佈較多孔隙，讓尚未完全膨脹的轉爐石水洗泥有回脹空間，確切有效的解決轉爐石水洗泥料回脹的問題。

產業優點：

1.本發明第一階段以50℃熱水水洗篩分、磁選後石磨破碎再磁選、再熱水水洗篩分、熱水沉澱水洗沖洗，在熱水中加速轉爐石膨脹崩解轉變成安定化轉爐石水洗泥；第二階段以滾動、造粒形成大小不等球狀骨材，藉由中空圓球結構的電廠飛灰或者角粒狀結構的水淬爐石粉，兩者在球狀骨材中分佈較多孔隙，讓尚未完全膨脹的安定化轉爐石水洗泥有回脹空間，確切有效的解決轉爐石水洗泥料回脹的問題，也不會對環境造成污染危害，本發明與現有實施方式相較之下，且令該骨材具有極佳的抗壓強度，並能廣泛的適用於道路工程或需高承載重量的建築工程上。

2.本發明之使用實施運用在加入飛灰成份時，重新將骨材進行調配製作C30:水泥 30％;F40: 飛灰40％;SBOFS40:轉爐石粉末30％，在回脹率1.16％最小且小於2％又屬於合格於抗壓強度則進行基底層級配製作，以供用來進行道路工程的施工使用。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內

綜上所述，本發明實施例確能達到所預期之使用功效，又其所揭露之具體構造，不僅未曾見諸於同類產品中，亦未曾公開於申請前，誠已完全符合專利法之規定與要求，爰依法提出發明專利之申請，懇請惠予審查，並賜准專利，則實感德便。

無

第一圖：本發明之製作流程示意圖(一)

第二圖：本發明之製作流程示意圖(二)

第三圖：本發明之製作流程示意圖(三)

第四圖：本發明之粗顆粒骨材圖

第五圖：本發明之細顆粒骨材圖

第六圖：本發明之轉爐石水洗泥熟化前晶相圖

第七圖：本發明之水泥養治7天後SEM晶相圖

第八圖：本發明之電廠飛灰養治7天後SEM晶相圖

第九圖：本發明之水淬爐石粉養治7天後SEM晶相圖

第十圖：本發明之轉爐石水洗泥和水泥、水淬爐石粉混合骨材配比養治7天晶相圖

第十一圖：本發明之轉爐石水洗泥料和水泥、電廠飛灰混合骨材配比養治7天晶相圖

第十二圖：本發明之轉爐石骨材配比表四(13)養治時間與回脹率關係圖

第十三圖：本發明之轉爐石骨材配比表四(13)γ _d乾密度與CBR值關係圖

Claims

一種一貫作業煉鋼之轉爐石骨材的製造方法，其主要係依序包含下列步驟：(a)先使轉爐石經50℃熱水水洗式爐渣處理方法成為安定化轉爐石水洗泥，再予進行烘乾、晾乾；(b)該安定化轉爐石水洗泥予以研磨成為粉末狀，目的此等材料將與水泥水化產物氫氧化鈣等進行緩慢波索蘭反應，消耗鹼離子，降低f-CaO的含量，使轉爐石水洗泥製作成的粗細骨材更趨穩定；(c)是依據預定配比用量以將該安定化轉爐石水洗泥粉(Stabilization Basic Oxygen Furnace Slag Powder，簡稱SBOFS)與一膠結料等加水混拌調配滾動造粒成大小不等的球狀骨材；(d)是使所製得轉爐石骨材進一步進行浸水養治，以強化骨材的工程特性(如抗壓強度)；(e)是使該轉爐石骨材經養治28天後作回脹及CBR值檢測，回脹方法根據ASTM 4792-00規範進行，回脹率限制根據CNS 15311、JIS A50151規範回脹率<0.5%，加州承載比(CBR)根據AASHTO M147規範規定，道路基層CBR≧20%，道路底層CBR≧80%，必需回脹和CBR值同時符合規定，才算合格；以及(f)是檢核回脹率及CBR值，若不合格，重新將骨材進行調配製作。
如申請專利範圍第1項所述一貫作業煉鋼之轉爐石骨材的製造方法，其中，於步驟(a)，是使經50℃熱水水洗篩分、磁選擊碎再磁選、磨碎磁選後回料斗、再經50℃熱水水洗篩分過濾出砂、經50℃熱水沉澱出細料精細料水洗沖洗爐渣變成轉爐石水洗泥料。
如申請專利範圍第1項所述一貫作業煉鋼之轉爐石骨材的製造方法，其中，於步驟(b)，是使曬乾後的安定化轉爐石水洗泥研磨成為粉末狀，目的在增加和拌合水和水泥、飛灰、爐石粉等波所蘭材料接觸面積，並且與水泥、飛灰、爐石粉等材料的水化產物氫氧化鈣進行緩慢波索蘭反應，消耗鹼離子，降低f-CaO的含量，使轉爐石水洗泥製作成的粗細骨材更趨穩定進行安定化處理。
如申請專利範圍第1項所述一貫作業煉鋼之轉爐石骨材的製造方法，其中，於步驟(c)，轉爐石水洗泥粉、水泥、飛灰間的重量配比為30%：30%：40%。
如申請專利範圍第1項所述一貫作業煉鋼之轉爐石骨材的製造方法，其中，於步驟(c)，轉爐石水洗泥粉、水泥、水淬爐石粉間的重量配比為40%：30%：30%。
如申請專利範圍第2至3項中任一項所述一貫作業煉鋼之轉爐石骨材的製造方法，其中，於步驟(c)，該膠結料是由水泥與水淬爐石粉、水泥與飛灰所組成，而拌合水量與膠結料的重量比值(水膠比W/B)為0.7。