JFE 申請鋼渣蒸氣養生專利,提升再生利用穩定性

JFE 申請鋼渣蒸氣養生專利,提升再生利用穩定性鋼渣為鋼鐵生產過程中產生的副產品,若作為建築或道路工程的再生骨材,是實現循環經濟的重要一環。然而,鋼渣中常含有游離氧化鈣 free CaO 等成分,遇水會發生水化反應,體積膨脹,導致鋪面材料開裂等問題,限制了其應用。為解決此問題,通常會採用「養生」Aging 處理,利用水或蒸汽促進水化反應,使其在使用前達到安定狀態。
傳統的蒸氣養生是將鋼渣堆積在處理坑內,由底部通入蒸汽。但此法的挑戰在於,當卡車等機具將爐渣倒入坑中時,較粗的顆粒會滾落至堆體 的兩側,而較細的粉末則會集中在中央區域,形成「粒度偏析」 Particle Segregation 現象。這將導致蒸汽的滲透路徑與效率不均,細顆粒區因孔隙率低、阻力大,蒸汽難以穿透,造成養生不完全;而粗顆粒區則可能發生蒸汽「短路」 Short circuiting現象,浪費能源。
JFE 提出的此項專利, 可 解決上述因粒度偏析造成的養生不均問題,提升鋼渣養生處理 的效率與品質均一性,產出性質穩定的高品質再生骨材,有助於擴大鋼 廠副產品的再利用價值。其核心技術在於控制爐渣堆積的方式以及蒸汽的供給,確保整個渣堆都能均 勻、高效地完成養生。本技術說明如下,並配合圖 1
(1) 優化堆積方式:透過特定的堆料程序,控制渣堆的剖面形狀,以幾何限制(dd≤0.2D,hh≤0.5H)規範其形狀 使其具有特定的斜面角度與頂部寬度以改善蒸汽在內部流動的均勻性。
(2) 監控養生進程:在渣堆內部的不同位置設置溫度感測器。透過監控各點溫度上升至 100°C 所需的時間,判斷蒸汽前緣的推進速度與範圍,確保渣堆中心與邊緣、頂部與底部都能被充分加熱,達到完全養生的目標 。
(3) 處理坑設計:處理坑(10)的結構設計,包括側壁(14A、14B)與底部的蒸汽注入管(18、20),皆為實現均勻養生而優化 。

jfe-patent.png

圖1 、養生處理坑剖面圖


(摘自:日本專利 JP2025-125265 2025-08-27)