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觀看簡介

歐美日爐石利用 水泥、鋪路綠建材

   先進歐美日本國家到底如何處理爐石(碴)? 依據歐洲爐碴協會調查,歐盟每年因鋼鐵產業產出之爐石約4500萬噸,主要用在產製水泥約佔37%及道路方面約佔42%,日本煉鋼產出之爐石用在土木工程 約44%,道路約23%,美國地質調查局報告分析,美國煉鋼產出之爐石用在路基或舖面約佔52%,用在瀝青混凝土約14%。美國、歐盟、荷蘭、日本均訂有 法令政策,視爐石為有用之資源物質,更視為綠色建材,大量使用於各種土木營建工程領域,已有百餘年歷史。爐石可應用於瀝青混凝土骨材、施工便道、工程級配 材料,減少河川砂石開採對環境造成之破壞,對環境保育與資源永續利用均有正面助益。

  鋼 鐵產業產出之爐石大致可分為高爐石、轉爐石及電爐石三種。高爐石為一貫作業煉鋼廠在煉鐵過程之副產物,高爐石經急速水冷卻即形成所謂之水淬高爐石,中鋼 95%高爐石係以水淬高爐石型態產出 ,此水淬高爐石經研磨成粉即為爐石粉,爐石粉與水泥摻配成為高爐水泥,取代一般水泥應用於營建工程,生產每噸爐石粉較生產每噸水泥可減少0.76噸二氧化 碳排放量,可節能減碳。中鋼其餘約5%高爐石則以空氣自然空氣冷卻方式產出,此部分氣冷高爐石大都用於道路級配使用。爐石產業上、中、下游之關聯性如下 圖:

slag chain
 

  一貫作業轉爐煉鋼過程中自鐵水吹煉成鋼時亦須加入石灰石及白雲石等石材當助熔劑,以除去鐵水中的雜質,其所形成的爐碴即為轉爐石。

  電爐業者回收廢鐵、廢鋼經電爐高溫熔煉後,製成鋼材,殘留物為電爐石,於電爐煉製過程排放的懸浮微粒及氣體,收集後稱為「集塵灰」,電爐集塵灰含戴奧辛及鋅、鉛等重金屬,為有害事業廢棄物。

   台灣早期發展鋼鐵業產出大量電爐碴及集塵灰,當時業者環保觀念薄弱及法令缺乏,常將電爐碴混合電爐集塵灰處理,造成環境污染,環保署官員常說,這是「歷 史共業」。目前所發生之爐碴污染環境事件,其實根源就是早期電爐集塵灰未妥善處理所致,與爐石無關,爐石經環保署檢驗為無毒害不含戴奧辛之物質。

 
轉爐石舖面新材料 優於天然粒料

   中聯資源公司近年來為提升中鋼轉爐石之價值,投資1億多元設立專業工廠,產製瀝青混凝土所需之粒料。中華鋪面工程學會表示,轉爐石因粒料形狀方正、密度 大、耐磨性佳及親油性等特性,作為瀝青混凝土材料具有磨損低、穩定值高、抗滑性佳、抗車轍能力強、抗剝脫能力佳等優點,材料性能優於天然粒料,為多雨地區 提高行車安全之優先選擇材料,使用轉爐石取代天然粒料減少天然砂石開採,可節能減碳達10%。轉爐石瀝青混凝土已於中鋼集團公司廠內多條道路試舖三年以 上,在高雄縣政府及舖面學會大力支持下,於高雄縣澄清路試舖轉爐石瀝青混凝土已一年多,成效良好,今年8月將進行另一縣道道路試鋪排水瀝青混凝土及密級配 瀝青混凝土,目前更研究應用於磨擦層鋪設,希望將來能推廣鋪設於高速公路,可有效解決台灣多雨濕滑路面,增進行車安全,兼減輕路面造成損害。另中國大陸亦 利用轉爐石作成各種舖面材料,已被廣泛應用於世博中心、世博主題公園、世博廣場等工程,佔世博舖面總量60%以上。

 
國家CNS 標準 引領爐石生生不息 永續發展

   國外先進國家廣泛使用煉鋼爐碴於道路工程(瀝青混凝土骨材、基底層級配料等),除材料特性優良外,主因國家規範完善,使用者有法令可循。而國內CNS國 家標準及施工綱要均未完善規範,使用者不清楚材料特性及使用方法,產生對煉鋼爐碴材料的排斥,及衍生出爐碴利用的問題。

  中鋼集團為促進資源再利用,自2007年陸續參考美國國家標準ASTM,協助經濟部標準檢驗局推動建立34篇有關爐石之CNS國家標準增修訂(如下表),在標準 檢驗局大力推動下,首批標準已於2009年5月公告,其餘規範也將陸續公告。未來將請行政院公共工程委員會編印發行「公共工程轉爐石瀝青混凝土使用手 冊」,使公共工程對使用此種資源再利用材料能更有所依循,將爐石使用導入正途。目前環保署、工業局正在修訂電弧爐煉鋼爐石再利用管理方式,期能參考國外爐 石視為綠色建材作法,引領爐石生生不息永續發展。

 
序號 CNS
標準總號
CNS
標準類號
CNS標準中文名稱 應用屬性
1 1240 A2029 混凝土粒料 水淬爐石應用於水泥混凝土
2 3036 A2040 混凝土用飛灰及天然或煆燒卜作嵐攙和物 水淬爐石應用於水泥混凝土
3 10896 A3207 卜特蘭水泥混凝土用飛灰或天然卜作嵐礦物攙料之取樣及檢驗法 水淬爐石應用於水泥混凝土
4 12549 A2233 混凝土及水泥砂漿用水淬高爐爐碴粉 水淬爐石應用於水泥混凝土
5 14793 A3393 卜作嵐材料或高爐爐碴粉對防止鹼質與二氧化矽反應所致混凝土過度膨脹之有效性試驗法 水淬爐石應用於水泥混凝土
6 15268 A2290 水硬性混合水泥 水淬爐石應用於水泥混凝土
7 15287 A3416 水淬高爐爐碴粉與鹼反應之水硬活性試驗法 水淬爐石應用於水泥混凝土
8 485 A3004 粒料取樣法 鋼爐碴應用於基底層
9 490 A3009 粗粒料(37.5mm以下)洛杉磯磨損試驗法 鋼爐碴應用於基底層
10 5086 A3085 土壤顆粒分析及常數測定之氣乾土樣準備法 鋼爐碴應用於基底層
11 5088 A3087 土壤液性限度試驗、塑性限度試驗及塑性指數決定法 鋼爐碴應用於基底層
12 15305 A2291 級配粒料基層、底層及面層用材料 鋼爐碴應用於基底層
13 15311 A3419 粒料受水合作用之潛在膨脹試驗法 鋼爐碴應用於基底層
14 15358 A1080 公路或機場底層、基層用碎石級配粒料 鋼爐碴應用於基底層
15 5265 A3094 瀝青鋪面混合料用礦物填縫料篩分析試驗法 鋼爐碴應用於瀝青混凝土
16 11776 A3251 土壤粒徑分析試驗法 鋼爐碴應用於瀝青混凝土
17 12388 A3286 瀝青鋪面混合料取樣法 鋼爐碴應用於瀝青混凝土
18 15306 A3418 瀝青混凝土鋪面混合料受水分影響試驗法 鋼爐碴應用於瀝青混凝土
19 15307 A2292 熱拌、熱鋪瀝青鋪面混合料 鋼爐碴應用於瀝青混凝土
20 15308 A2293 瀝青鋪面混合料用粗粒料 鋼爐碴應用於瀝青混凝土
21 15309 A2294 瀝青鋪面混合料用細粒料 鋼爐碴應用於瀝青混凝土
22 15310 A2295 瀝青鋪面混合料用鋼爐碴粒料 鋼爐碴應用於瀝青混凝土
23 15312 A3420 粗粒料中破碎顆粒含量試驗法 鋼爐碴應用於瀝青混凝土
24 15313 A3421 測定粗粒料附著層之試驗法 鋼爐碴應用於瀝青混凝土
25 15314 A1079 道路及橋樑施工用粒料尺度分類 鋼爐碴應用於瀝青混凝土
26 15315 A3422 營建用材料隨機抽樣法 鋼爐碴應用於瀝青混凝土
27 15346 A3424 土壤及細粒料之含砂當量試驗法 鋼爐碴應用於瀝青混凝土
28 15359 A1081 熱拌再生瀝青混凝土用再生劑分類法 鋼爐碴應用於瀝青混凝土
29 15360 A2296 瀝青鋪面混合料用礦物填縫料 鋼爐碴應用於瀝青混凝土
30 15463 A3427 自瀝青溶液中回收瀝青試驗法(亞伯森法) 鋼爐碴應用於瀝青混凝土
31 15475 A3428 萃取粒料篩分析試驗法 鋼爐碴應用於瀝青混凝土
32 15476 A3429 半固態瀝青材料密度試驗法(比重瓶法) 鋼爐碴應用於瀝青混凝土
33 15477 A3430 瀝青鋪面混合料中水分或揮發性蒸餾液試驗法 鋼爐碴應用於瀝青混凝土
34 15478 A3431 自瀝青鋪面混合料中定量萃取瀝青試驗法 鋼爐碴應用於瀝青混凝土