JP2002263606A - 使用済耐火物の処理方法 - Google Patents
使用済耐火物の処理方法Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 処理過程で鉄等の不純物を除去して耐火物材
料の品質を高め、使用済耐火物の大量処理を可能にし、
廃棄物となる耐火物を最小にすることのできる使用済耐
火物の処理方法を提供する。 【解決手段】 製鉄工場で使用された後の耐火物を一次
破砕２し、この破砕物を磁選して得た非磁性の破砕物
に、炭材を添加して溶融還元処理８を行い、溶融還元処
理８で溶融した溶融部３９を凝固させ、更に、二次破砕
９してから磁選処理１０を行って良質の耐火物材料を製
造する。
料の品質を高め、使用済耐火物の大量処理を可能にし、
廃棄物となる耐火物を最小にすることのできる使用済耐
火物の処理方法を提供する。 【解決手段】 製鉄工場で使用された後の耐火物を一次
破砕２し、この破砕物を磁選して得た非磁性の破砕物
に、炭材を添加して溶融還元処理８を行い、溶融還元処
理８で溶融した溶融部３９を凝固させ、更に、二次破砕
９してから磁選処理１０を行って良質の耐火物材料を製
造する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、製鉄工場で発生す
る使用済の耐火物を回収して、耐火物の材料として再使
用する使用済耐火物の処理方法に関する。
る使用済の耐火物を回収して、耐火物の材料として再使
用する使用済耐火物の処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、製鉄工場等では、転炉や電気炉等
の精錬炉及び取鍋、樋等の搬送や付帯設備に、耐火煉瓦
あるいは不定形耐火物等の耐火物を内張りしており、こ
れ等の耐火物は、溶鋼やスラグ等による溶損によって損
耗し、残存厚みが薄くなった時点で、新しい耐火物に張
り替えられている。この張り替えによって発生する使用
済の耐火物には、耐火物の表面に地金が付着したり、耐
火物内に地金や酸化鉄、スラグ等が浸潤し、浸潤層（変
質部）が形成されている。この張り替えによって発生し
た耐火物は、新しい耐火物と比較して、耐溶損、強度等
が低く、再使用時の障害となるため、その殆どが廃棄耐
火物として処理されている。しかし、近年、これ等廃棄
耐火物の廃棄場所が制約されたり、廃棄するための回収
や運搬費等から廃棄処理コストが高くなる等の問題があ
る。この対策として、特開平８−１８８４７５号公報に
記載されているように、製鋼工場で使用したポーラスプ
ラグや取鍋の内張りに使用した耐火物の内、比較的状態
が良好なものを回収し、この耐火物が地金やスラグ等と
接触した部分である浸潤層を除去し、良質な部分のみを
破砕して粒度を調整したものに、新しい粉末の耐火成分
を配合して再使用する方法が行われている。
の精錬炉及び取鍋、樋等の搬送や付帯設備に、耐火煉瓦
あるいは不定形耐火物等の耐火物を内張りしており、こ
れ等の耐火物は、溶鋼やスラグ等による溶損によって損
耗し、残存厚みが薄くなった時点で、新しい耐火物に張
り替えられている。この張り替えによって発生する使用
済の耐火物には、耐火物の表面に地金が付着したり、耐
火物内に地金や酸化鉄、スラグ等が浸潤し、浸潤層（変
質部）が形成されている。この張り替えによって発生し
た耐火物は、新しい耐火物と比較して、耐溶損、強度等
が低く、再使用時の障害となるため、その殆どが廃棄耐
火物として処理されている。しかし、近年、これ等廃棄
耐火物の廃棄場所が制約されたり、廃棄するための回収
や運搬費等から廃棄処理コストが高くなる等の問題があ
る。この対策として、特開平８−１８８４７５号公報に
記載されているように、製鋼工場で使用したポーラスプ
ラグや取鍋の内張りに使用した耐火物の内、比較的状態
が良好なものを回収し、この耐火物が地金やスラグ等と
接触した部分である浸潤層を除去し、良質な部分のみを
破砕して粒度を調整したものに、新しい粉末の耐火成分
を配合して再使用する方法が行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
８−１８８４７５号公報に記載された方法では、使用済
の耐火物の中から地金やスラグ等と接触した部分である
浸潤層の少ない物を選択して回収する必要があり、回収
作業や分別管理に手間を要し、しかも、回収の対象とな
る耐火物がポーラスプラグや取鍋、タンディッシュ等の
特殊な内張り耐火物に制限される。また、廃棄耐火物と
地金やスラグ等とが接触した部分である浸潤層を、廃棄
耐火物一個毎に境界を見極めながら除去する必要があ
り、浸潤層の除去に手間を要し、製鉄工場で大量に発生
する耐火物を処理することが困難である。更に、耐火物
の浸潤層を取除くため、再利用できる耐火物が少なくな
ると共に、耐火物の廃棄量を少なくすることができな
い。このように、従来行われている廃棄耐火物の再使用
の方法では、処理コストが高く、且つ大量処理が不可能
であり、しかも、廃棄物となる耐火物を最小にすること
が困難であるという問題がある。
８−１８８４７５号公報に記載された方法では、使用済
の耐火物の中から地金やスラグ等と接触した部分である
浸潤層の少ない物を選択して回収する必要があり、回収
作業や分別管理に手間を要し、しかも、回収の対象とな
る耐火物がポーラスプラグや取鍋、タンディッシュ等の
特殊な内張り耐火物に制限される。また、廃棄耐火物と
地金やスラグ等とが接触した部分である浸潤層を、廃棄
耐火物一個毎に境界を見極めながら除去する必要があ
り、浸潤層の除去に手間を要し、製鉄工場で大量に発生
する耐火物を処理することが困難である。更に、耐火物
の浸潤層を取除くため、再利用できる耐火物が少なくな
ると共に、耐火物の廃棄量を少なくすることができな
い。このように、従来行われている廃棄耐火物の再使用
の方法では、処理コストが高く、且つ大量処理が不可能
であり、しかも、廃棄物となる耐火物を最小にすること
が困難であるという問題がある。
【０００４】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
で、処理過程で鉄等の不純物を除去して再生された耐火
物材料の品質を高め、使用済耐火物の大量処理を可能に
し、廃棄物となる耐火物を最小にすることのできる使用
済耐火物の処理方法を提供することを目的とする。
で、処理過程で鉄等の不純物を除去して再生された耐火
物材料の品質を高め、使用済耐火物の大量処理を可能に
し、廃棄物となる耐火物を最小にすることのできる使用
済耐火物の処理方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記目的に沿う本発明に
係る使用済耐火物の処理方法は、製鉄工場で使用された
後の耐火物を一次破砕し、この破砕物を磁選して得た非
磁性の破砕物に、炭材を添加して溶融還元処理を行い、
該溶融還元処理で溶融した溶融部を凝固させ、更に、二
次破砕してから磁選処理を行って良質の耐火物材料を製
造する。この方法により、スラグの浸潤層等に含まれる
酸化鉄を還元し、溶鋼等の地金と共に溶融した溶融部の
下層に鉄及び／又は鉄を含む化合物として沈降させ分離
することができる。更に、溶融還元処理を行うことで、
破砕物中の鉄分を磁性の強い鉄、あるいはＦｅ−Ｓｉ等
の鉄合金にしているので、耐火物に残存しても磁選処理
によって容易に除去でき、再生された耐火物材料の品質
を高めることができる。しかも、鉄地金の付着あるいは
溶鋼やスラグの浸潤層を含めた状態で処理することがで
き、一度に大量の処理を行うことができる。
係る使用済耐火物の処理方法は、製鉄工場で使用された
後の耐火物を一次破砕し、この破砕物を磁選して得た非
磁性の破砕物に、炭材を添加して溶融還元処理を行い、
該溶融還元処理で溶融した溶融部を凝固させ、更に、二
次破砕してから磁選処理を行って良質の耐火物材料を製
造する。この方法により、スラグの浸潤層等に含まれる
酸化鉄を還元し、溶鋼等の地金と共に溶融した溶融部の
下層に鉄及び／又は鉄を含む化合物として沈降させ分離
することができる。更に、溶融還元処理を行うことで、
破砕物中の鉄分を磁性の強い鉄、あるいはＦｅ−Ｓｉ等
の鉄合金にしているので、耐火物に残存しても磁選処理
によって容易に除去でき、再生された耐火物材料の品質
を高めることができる。しかも、鉄地金の付着あるいは
溶鋼やスラグの浸潤層を含めた状態で処理することがで
き、一度に大量の処理を行うことができる。
【０００６】ここで、前記溶融還元処理にアーク式溶融
炉を用いると良い。これにより、酸化鉄等の還元が促進
され、炭材と反応して生成した鉄や非磁性の破砕物に付
着した地金等を下層に分離沈降させることができる。
炉を用いると良い。これにより、酸化鉄等の還元が促進
され、炭材と反応して生成した鉄や非磁性の破砕物に付
着した地金等を下層に分離沈降させることができる。
【０００７】更に、前記アーク式溶融炉のアーク温度を
３０００〜４０００℃にすると良い。これにより、廃棄
耐火物の溶融を促進し、混入したＳｉ（珪素）やアルカ
リ（Ｎａ、Ｋ）等の不純物を気化して除去することがで
きる。
３０００〜４０００℃にすると良い。これにより、廃棄
耐火物の溶融を促進し、混入したＳｉ（珪素）やアルカ
リ（Ｎａ、Ｋ）等の不純物を気化して除去することがで
きる。
【０００８】また、前記炭材は、前記製鉄工場で発生す
る炭素含有耐火物を用いると良い。これにより、黒鉛や
ＳｉＯ2 −Ｃ、ＭｇＯ−Ｃ、ＳｉＯ2 −Ｃ−Ａｌ2 Ｏ
3 、Ａｌ2 Ｏ3 −Ｃ等の炭素を含むノズル、あるいは転
炉の内張り煉瓦、不定形耐火物等の耐火物（炭素含有耐
火物）が使用できるので、還元剤が節減され、同時に炭
素含有耐火物中に含まれるＡｌ2 Ｏ3 やＭｇＯ等の有効
成分を耐火物材料として回収することができる。
る炭素含有耐火物を用いると良い。これにより、黒鉛や
ＳｉＯ2 −Ｃ、ＭｇＯ−Ｃ、ＳｉＯ2 −Ｃ−Ａｌ2 Ｏ
3 、Ａｌ2 Ｏ3 −Ｃ等の炭素を含むノズル、あるいは転
炉の内張り煉瓦、不定形耐火物等の耐火物（炭素含有耐
火物）が使用できるので、還元剤が節減され、同時に炭
素含有耐火物中に含まれるＡｌ2 Ｏ3 やＭｇＯ等の有効
成分を耐火物材料として回収することができる。
【０００９】更に、前記非磁性の破砕物は、浸潤層の有
無を判別し、該浸潤層が存在する破砕物に前記炭材を添
加して前記溶融還元処理を行うことが好ましい。これに
より、一次破砕して磁選した非磁性の破砕物から、浸潤
層の存在しない良質の耐火物材料の回収率を高めること
ができるため、この耐火物材料の有効利用を図ることが
でき、しかも、溶融還元処理が必要な浸潤層の存在する
耐火物の量を最少限にでき、廃棄耐火物の再生の処理コ
ストを低減することができる。
無を判別し、該浸潤層が存在する破砕物に前記炭材を添
加して前記溶融還元処理を行うことが好ましい。これに
より、一次破砕して磁選した非磁性の破砕物から、浸潤
層の存在しない良質の耐火物材料の回収率を高めること
ができるため、この耐火物材料の有効利用を図ることが
でき、しかも、溶融還元処理が必要な浸潤層の存在する
耐火物の量を最少限にでき、廃棄耐火物の再生の処理コ
ストを低減することができる。
【００１０】また、前記非磁性の破砕物に粒度は、５ｍ
ｍ未満であると良い。これにより、一次破砕して磁選し
た非磁性の破砕物から、選別することが困難な浸潤層の
存在しない粒径の大きい良質な耐火物材料や、粒径が細
か過ぎて負荷価値の低い耐火物材料を、有効な耐火材料
として再生することができ、しかも、溶融することによ
って、鉄や鉄の酸化物を分離して高品質の耐火物材料を
得ることができる。
ｍ未満であると良い。これにより、一次破砕して磁選し
た非磁性の破砕物から、選別することが困難な浸潤層の
存在しない粒径の大きい良質な耐火物材料や、粒径が細
か過ぎて負荷価値の低い耐火物材料を、有効な耐火材料
として再生することができ、しかも、溶融することによ
って、鉄や鉄の酸化物を分離して高品質の耐火物材料を
得ることができる。
【００１１】更に、前記溶融還元処理で前記溶融部の底
部に沈殿した鉄及び／又は鉄を含む化合物を前記溶融部
から排出し、前記溶融還元処理で溶融した前記溶融部を
高純度にすることが好ましい。これにより、炭素含有耐
火物に含まれる炭素を利用して酸化鉄やＳｉＯ2 等を還
元し、還元された鉄、珪素（Ｓｉ）等を溶融部の下層の
溜まり部に濃縮し、溶融部から溶融部の系外に鉄、珪素
（Ｓｉ）等を排出するので、溶融部中に含まれる不純物
を低減し、溶融部を高純度にすることができ、しかも、
溶融還元処理を連続して行うことが可能になり、省電
力、高生産性が可能になる。
部に沈殿した鉄及び／又は鉄を含む化合物を前記溶融部
から排出し、前記溶融還元処理で溶融した前記溶融部を
高純度にすることが好ましい。これにより、炭素含有耐
火物に含まれる炭素を利用して酸化鉄やＳｉＯ2 等を還
元し、還元された鉄、珪素（Ｓｉ）等を溶融部の下層の
溜まり部に濃縮し、溶融部から溶融部の系外に鉄、珪素
（Ｓｉ）等を排出するので、溶融部中に含まれる不純物
を低減し、溶融部を高純度にすることができ、しかも、
溶融還元処理を連続して行うことが可能になり、省電
力、高生産性が可能になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。図１は本発明の一実施の形態に係る
使用済耐火物の処理方法の処理フローの説明図、図２は
同使用済耐火物の処理方法に適用される選別処理装置の
概要図、図３は同使用済耐火物の処理方法に適用される
アーク式溶融装置の全体図である。従来、製鉄工場で使
用される転炉や電気炉等の精錬炉及び取鍋、樋等の搬送
や付帯設備等に内張りした耐火物は、溶鋼やスラグ等に
よって溶損及び磨耗し、その残存厚みが薄くなった時点
で張り替えられている。この張り替えによって発生した
使用済耐火物（廃棄耐火物）には、耐火物の表面に地金
が付着したり、耐火物内に地金やスラグ等と接触や反応
した浸潤層が存在し、再使用（リサイクル）を阻害して
いる。本発明者等は、この浸潤層が存在する廃棄耐火物
の処理について鋭意研究を重ねた結果、まず、使用済耐
火物（廃棄耐火物）を一次破砕して所定の大きさにし、
磁選を行った後、良質部と浸潤層を含む破砕物を色彩選
別することで、浸潤層の存在しない良質の耐火物材料
（以下耐火物原料とも言う）をかなりの量の分離回収で
きること、更に、アーク式溶融炉を用いて、浸潤層を含
む破砕物に炭材を添加して溶融還元処理することで、浸
潤層に存在する酸化鉄を還元して鉄にし、この鉄を地金
等と共に溶融部の下層に沈降させて濃縮させることで、
溶融部からの分離を容易にし、高純度の耐火物材料の再
生が可能になり、廃棄耐火物の殆どを再使用できること
を知見し、本発明の完成に至った。
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。図１は本発明の一実施の形態に係る
使用済耐火物の処理方法の処理フローの説明図、図２は
同使用済耐火物の処理方法に適用される選別処理装置の
概要図、図３は同使用済耐火物の処理方法に適用される
アーク式溶融装置の全体図である。従来、製鉄工場で使
用される転炉や電気炉等の精錬炉及び取鍋、樋等の搬送
や付帯設備等に内張りした耐火物は、溶鋼やスラグ等に
よって溶損及び磨耗し、その残存厚みが薄くなった時点
で張り替えられている。この張り替えによって発生した
使用済耐火物（廃棄耐火物）には、耐火物の表面に地金
が付着したり、耐火物内に地金やスラグ等と接触や反応
した浸潤層が存在し、再使用（リサイクル）を阻害して
いる。本発明者等は、この浸潤層が存在する廃棄耐火物
の処理について鋭意研究を重ねた結果、まず、使用済耐
火物（廃棄耐火物）を一次破砕して所定の大きさにし、
磁選を行った後、良質部と浸潤層を含む破砕物を色彩選
別することで、浸潤層の存在しない良質の耐火物材料
（以下耐火物原料とも言う）をかなりの量の分離回収で
きること、更に、アーク式溶融炉を用いて、浸潤層を含
む破砕物に炭材を添加して溶融還元処理することで、浸
潤層に存在する酸化鉄を還元して鉄にし、この鉄を地金
等と共に溶融部の下層に沈降させて濃縮させることで、
溶融部からの分離を容易にし、高純度の耐火物材料の再
生が可能になり、廃棄耐火物の殆どを再使用できること
を知見し、本発明の完成に至った。
【００１３】以下、本発明の一実施の形態に係る使用済
耐火物の処理方法と、これに適用する選別処理装置、ア
ーク式溶融装置について説明する。図１に示すように、
本発明の一実施の形態に係る使用済耐火物の処理方法
は、廃棄耐火物が廃棄耐火物中のＡｌ2 Ｏ3 やＭｇＯ等
の主成分、炭素含有量等の種類毎に分別され、回収され
る使用済耐火物（廃棄耐火物）の回収工程１と、炭素含
有量毎の廃棄耐火物を回収する炭素含有耐火物の回収工
程５とを備え、それぞれ回収された廃棄耐火物は、その
含有された主成分が同じ系統のものを集めて、一般に用
いられているジョウクラッシャー等を用いて、６０ｍｍ
以下の大きさに破砕される一次破砕処理工程２及び一次
破砕処理工程６と、一次破砕処理された廃棄耐火物（破
砕物）のそれぞれを、地金付着や地金差し込み等の磁性
を有する破砕物と非磁性の破砕物とに分別する一次磁選
処理工程３及び一次磁選処理工程７と、一次磁選処理工
程３で処理された非磁性の破砕物を、浸潤層が存在する
破砕物と浸潤層が無い良質な破砕物とに選別し、非磁性
の良質な破砕物を回収する選別処理工程４とを有してい
る。更に、選別処理工程４で選別された浸潤層を含む破
砕物に、外分で、一次磁選処理工程７で処理された炭材
の一例である非磁性の炭素含有物を２〜３０重量％配合
し、還元処理する溶融還元処理工程８と、溶融還元処理
工程８で生成した溶融部を凝固させて取り出して破砕す
る二次破砕工程９と、二次破砕されたものを磁選し、再
生に使用する耐火物原料と鉄等の金属を含む不良品とに
選別する二次磁選工程１０を備えており、二次磁選工程
１０によって、高品質の耐火物材料１１と不良品１２に
分離される。
耐火物の処理方法と、これに適用する選別処理装置、ア
ーク式溶融装置について説明する。図１に示すように、
本発明の一実施の形態に係る使用済耐火物の処理方法
は、廃棄耐火物が廃棄耐火物中のＡｌ2 Ｏ3 やＭｇＯ等
の主成分、炭素含有量等の種類毎に分別され、回収され
る使用済耐火物（廃棄耐火物）の回収工程１と、炭素含
有量毎の廃棄耐火物を回収する炭素含有耐火物の回収工
程５とを備え、それぞれ回収された廃棄耐火物は、その
含有された主成分が同じ系統のものを集めて、一般に用
いられているジョウクラッシャー等を用いて、６０ｍｍ
以下の大きさに破砕される一次破砕処理工程２及び一次
破砕処理工程６と、一次破砕処理された廃棄耐火物（破
砕物）のそれぞれを、地金付着や地金差し込み等の磁性
を有する破砕物と非磁性の破砕物とに分別する一次磁選
処理工程３及び一次磁選処理工程７と、一次磁選処理工
程３で処理された非磁性の破砕物を、浸潤層が存在する
破砕物と浸潤層が無い良質な破砕物とに選別し、非磁性
の良質な破砕物を回収する選別処理工程４とを有してい
る。更に、選別処理工程４で選別された浸潤層を含む破
砕物に、外分で、一次磁選処理工程７で処理された炭材
の一例である非磁性の炭素含有物を２〜３０重量％配合
し、還元処理する溶融還元処理工程８と、溶融還元処理
工程８で生成した溶融部を凝固させて取り出して破砕す
る二次破砕工程９と、二次破砕されたものを磁選し、再
生に使用する耐火物原料と鉄等の金属を含む不良品とに
選別する二次磁選工程１０を備えており、二次磁選工程
１０によって、高品質の耐火物材料１１と不良品１２に
分離される。
【００１４】選別処理工程４に用いる選別処理装置２０
は、図２に示すように、一次磁選された廃棄耐火物を搬
送するベルトコンベア２１と、ベルトコンベア２１によ
って搬送され、ベルトコンベア２１上から落下する非磁
性の破砕物の落下点近傍を照らす二つのランプ２２と、
ランプ２２に照らされた非磁性の破砕物を撮像するカメ
ラ２３と、カメラ２３で撮像された非磁性の破砕物の表
面の色を図示しないコンピュータで判別処理し、浸潤層
が存在する破砕物を打ち落とすエアーガン２４と、エア
ーガン２４の下方に配置され、ベルトコンベア２１から
の落下物を浸潤層が無い良質な破砕物として回収するシ
ュート２５、及び浸潤層が存在する破砕物を回収するシ
ュート２６を備えている。また、図３に示すように、溶
融還元処理工程８に用いるアーク式溶融装置（アーク式
溶融炉）３０は、非磁性の炭素含有破砕物と浸潤層が存
在する破砕物の混合物を入れるための底板３１と側壁３
２からなる容器３３を有し、この容器３３を覆う蓋３４
に電極３５と、前記した混合物を添加するシュート３６
を備えている。なお、符号３７は混合物の未溶解部であ
り、符号３８は混合物の半溶融部であり、符号３９は混
合物の溶融部、符号４０は沈降した鉄を表す。
は、図２に示すように、一次磁選された廃棄耐火物を搬
送するベルトコンベア２１と、ベルトコンベア２１によ
って搬送され、ベルトコンベア２１上から落下する非磁
性の破砕物の落下点近傍を照らす二つのランプ２２と、
ランプ２２に照らされた非磁性の破砕物を撮像するカメ
ラ２３と、カメラ２３で撮像された非磁性の破砕物の表
面の色を図示しないコンピュータで判別処理し、浸潤層
が存在する破砕物を打ち落とすエアーガン２４と、エア
ーガン２４の下方に配置され、ベルトコンベア２１から
の落下物を浸潤層が無い良質な破砕物として回収するシ
ュート２５、及び浸潤層が存在する破砕物を回収するシ
ュート２６を備えている。また、図３に示すように、溶
融還元処理工程８に用いるアーク式溶融装置（アーク式
溶融炉）３０は、非磁性の炭素含有破砕物と浸潤層が存
在する破砕物の混合物を入れるための底板３１と側壁３
２からなる容器３３を有し、この容器３３を覆う蓋３４
に電極３５と、前記した混合物を添加するシュート３６
を備えている。なお、符号３７は混合物の未溶解部であ
り、符号３８は混合物の半溶融部であり、符号３９は混
合物の溶融部、符号４０は沈降した鉄を表す。
【００１５】次に、本発明の一実施の形態に係る使用済
耐火物の処理方法について図を参照しながら、前記した
選別処理装置２０、アーク式溶融装置３０を用いて詳細
に説明する。製鉄工場の転炉や電気炉等の精錬炉及び取
鍋、樋等に内張りに使用された耐火煉瓦あるいは不定形
耐火物等の廃棄耐火物（耐火物の一例）は、その主成分
あるいは炭素含有量等に応じて、例えば、アルミナ系、
マグネシア系、ジルコニア系等に分別され、一般の使用
済耐火物の回収工程１で回収され、また、マグネシア・
炭素系、アルミナ・炭素系等の使用済耐火物は、炭素含
有耐火物の回収工程（回収工程）５で回収される。な
お、両方の総量は、１０〜３００トンになる。この使用
済耐火物の回収工程１で回収された使用済耐火物は、そ
の含有された主成分が同じ系統のものを集めて、一般に
用いられているジョウクラッシャーを用いた一次破砕処
理工程２へ、また、回収工程５で回収した炭材の一例で
ある製鉄工場で発生する炭素含有耐火物は、一次破砕処
理工程６へ、それぞれ供給され、６０ｍｍ以下の大きさ
に破砕される。一次破砕処理工程２、６でそれぞれ一次
破砕処理された破砕物は一次磁選処理工程３、７で、い
ずれも３０００〜５０００ガウスの磁力にさらされ、付
着地金や地金差し込み等の磁性を有する破砕物と非磁性
の破砕物とに分別され、付着した地金や差し込み地金の
除去、あるいはこれ等の地金の付着、地金の差し込みを
生じたものが除去される。ここで、一次破砕後の粒径が
６０ｍｍを超えると、破砕された非磁性の破砕物中に含
まれる浸潤層の混入が多くなるため、酸化鉄やスラグが
混入し易くなり、選別処理工程４で回収する浸潤層が無
い良質な破砕物の回収効率が悪くなる。更に、炭素含有
耐火物の場合では、一次磁選処理工程７での地金や浸潤
層が無い良質な炭素含有破砕物の分離回収効率が低下す
る。
耐火物の処理方法について図を参照しながら、前記した
選別処理装置２０、アーク式溶融装置３０を用いて詳細
に説明する。製鉄工場の転炉や電気炉等の精錬炉及び取
鍋、樋等に内張りに使用された耐火煉瓦あるいは不定形
耐火物等の廃棄耐火物（耐火物の一例）は、その主成分
あるいは炭素含有量等に応じて、例えば、アルミナ系、
マグネシア系、ジルコニア系等に分別され、一般の使用
済耐火物の回収工程１で回収され、また、マグネシア・
炭素系、アルミナ・炭素系等の使用済耐火物は、炭素含
有耐火物の回収工程（回収工程）５で回収される。な
お、両方の総量は、１０〜３００トンになる。この使用
済耐火物の回収工程１で回収された使用済耐火物は、そ
の含有された主成分が同じ系統のものを集めて、一般に
用いられているジョウクラッシャーを用いた一次破砕処
理工程２へ、また、回収工程５で回収した炭材の一例で
ある製鉄工場で発生する炭素含有耐火物は、一次破砕処
理工程６へ、それぞれ供給され、６０ｍｍ以下の大きさ
に破砕される。一次破砕処理工程２、６でそれぞれ一次
破砕処理された破砕物は一次磁選処理工程３、７で、い
ずれも３０００〜５０００ガウスの磁力にさらされ、付
着地金や地金差し込み等の磁性を有する破砕物と非磁性
の破砕物とに分別され、付着した地金や差し込み地金の
除去、あるいはこれ等の地金の付着、地金の差し込みを
生じたものが除去される。ここで、一次破砕後の粒径が
６０ｍｍを超えると、破砕された非磁性の破砕物中に含
まれる浸潤層の混入が多くなるため、酸化鉄やスラグが
混入し易くなり、選別処理工程４で回収する浸潤層が無
い良質な破砕物の回収効率が悪くなる。更に、炭素含有
耐火物の場合では、一次磁選処理工程７での地金や浸潤
層が無い良質な炭素含有破砕物の分離回収効率が低下す
る。
【００１６】選別処理工程４では、一次磁選して得た非
磁性の破砕物を篩分し、５〜６０ｍｍの大きさに調整し
た後、選別処理装置２０のベルトコンベア２１上を搬送
させ、ベルトコンベア２１からの落下点近傍の非磁性の
破砕物をランプ２２で照らすと共に、カメラ２３で撮像
し、非磁性の破砕物の表面の色をコンピンュータで処理
し、浸潤層の有無を判別処理する。同時に、エアーガン
２４の作動を指令して、エアーガン２４からの圧縮空気
を噴射することで、浸潤層の存在する破砕物を打ち落と
してシュート２６に回収する。浸潤層が存在しない破砕
物は、落下点近傍でエアーガン２４により打ち落とされ
ることなく、シュート２５に浸潤層が無い良質の破砕物
として回収される。選別処理工程４で選別された非磁性
の破砕物のうち、スラグの浸潤層が存在しない良質な破
砕物は、不定形耐火物の骨材、吹き付け施工用耐火材、
耐火煉瓦等の耐火物の原料（材料）に使用される。選別
処理工程４で選別された浸潤層が存在する破砕物には、
一次破砕処理工程６で破砕され、更に、一次磁選処理工
程７で、付着地金や差し込み地金の除去、あるいは地金
の付着、地金の差し込みを生じた部分が除去され炭素
（Ｃ）を５〜３０重量％含む使用済浸漬ノズルから回収
された非磁性の炭素含有破砕物が、外分で２〜５０重量
％配合（添加）されこの混合物を溶融還元処理工程８
で、アーク式溶融装置（アーク式溶融炉）３０内にシュ
ート３６を介して装入する。
磁性の破砕物を篩分し、５〜６０ｍｍの大きさに調整し
た後、選別処理装置２０のベルトコンベア２１上を搬送
させ、ベルトコンベア２１からの落下点近傍の非磁性の
破砕物をランプ２２で照らすと共に、カメラ２３で撮像
し、非磁性の破砕物の表面の色をコンピンュータで処理
し、浸潤層の有無を判別処理する。同時に、エアーガン
２４の作動を指令して、エアーガン２４からの圧縮空気
を噴射することで、浸潤層の存在する破砕物を打ち落と
してシュート２６に回収する。浸潤層が存在しない破砕
物は、落下点近傍でエアーガン２４により打ち落とされ
ることなく、シュート２５に浸潤層が無い良質の破砕物
として回収される。選別処理工程４で選別された非磁性
の破砕物のうち、スラグの浸潤層が存在しない良質な破
砕物は、不定形耐火物の骨材、吹き付け施工用耐火材、
耐火煉瓦等の耐火物の原料（材料）に使用される。選別
処理工程４で選別された浸潤層が存在する破砕物には、
一次破砕処理工程６で破砕され、更に、一次磁選処理工
程７で、付着地金や差し込み地金の除去、あるいは地金
の付着、地金の差し込みを生じた部分が除去され炭素
（Ｃ）を５〜３０重量％含む使用済浸漬ノズルから回収
された非磁性の炭素含有破砕物が、外分で２〜５０重量
％配合（添加）されこの混合物を溶融還元処理工程８
で、アーク式溶融装置（アーク式溶融炉）３０内にシュ
ート３６を介して装入する。
【００１７】アーク式溶融装置３０の電極３５からアー
ク温度が３０００〜４０００℃のアークを飛ばして装入
物を加熱する。この溶融還元処理によって、容器３３内
に、装入された混合物に半溶融部３８が形成され、その
内部に混合物が溶融した溶融部３９が形成される。この
溶融部３９では、下式の反応により、炭素が浸潤層の酸
化物を還元し、浸潤層に含まれる有害な酸化鉄、ＳｉＯ
2 等を鉄４０あるいは鉄４０の化合物（例えばＦｅ−Ｓ
ｉ）等として下層に集積する。 Ｆｅ2 Ｏ3 ＋３Ｃ→２Ｆｅ＋３ＣＯ ・・・・・（１） ＳｉＯ2 ＋２Ｃ→Ｓｉ＋２ＣＯ↑ ・・・・・（２） 溶融が進み、未溶融部３７の領域が小さくなったら、混
合物の加熱を停止し溶融部３９を凝固させ、蓋３４及び
容器３３の側壁３２を外し、溶融部３９を取り出す。
ク温度が３０００〜４０００℃のアークを飛ばして装入
物を加熱する。この溶融還元処理によって、容器３３内
に、装入された混合物に半溶融部３８が形成され、その
内部に混合物が溶融した溶融部３９が形成される。この
溶融部３９では、下式の反応により、炭素が浸潤層の酸
化物を還元し、浸潤層に含まれる有害な酸化鉄、ＳｉＯ
2 等を鉄４０あるいは鉄４０の化合物（例えばＦｅ−Ｓ
ｉ）等として下層に集積する。 Ｆｅ2 Ｏ3 ＋３Ｃ→２Ｆｅ＋３ＣＯ ・・・・・（１） ＳｉＯ2 ＋２Ｃ→Ｓｉ＋２ＣＯ↑ ・・・・・（２） 溶融が進み、未溶融部３７の領域が小さくなったら、混
合物の加熱を停止し溶融部３９を凝固させ、蓋３４及び
容器３３の側壁３２を外し、溶融部３９を取り出す。
【００１８】溶融部３９を冷却してから二次破砕処理工
程９で二次破砕し、更に、二次磁選処理工程１０で磁選
処理を行う。この二次磁選処理によって、前述した溶融
部３９の底部に集積（沈殿）した鉄４０及び／又は鉄４
０を含む化合物を、溶融部３９から容易に分離すること
ができ、良質の耐火物材料１１が製造できると共に、不
良品１２が発生する。溶融部３９に含まれる不純物であ
るＳｉＯ2 やＮａ2 Ｏ、Ｋ（カリウム）等は、前記した
アーク加熱によって気化するため、溶融部３９から除去
することができ、溶融部３９の組成をより高純度の耐火
物材料１１にすることができる。この耐火物材料１１
は、通常使用されている耐火物の材料として用いたり、
プレキャストブロック等の不定形耐火物の粗骨材、圧入
流し込み用の充填材、吹き付け用耐火物等として再使用
される。
程９で二次破砕し、更に、二次磁選処理工程１０で磁選
処理を行う。この二次磁選処理によって、前述した溶融
部３９の底部に集積（沈殿）した鉄４０及び／又は鉄４
０を含む化合物を、溶融部３９から容易に分離すること
ができ、良質の耐火物材料１１が製造できると共に、不
良品１２が発生する。溶融部３９に含まれる不純物であ
るＳｉＯ2 やＮａ2 Ｏ、Ｋ（カリウム）等は、前記した
アーク加熱によって気化するため、溶融部３９から除去
することができ、溶融部３９の組成をより高純度の耐火
物材料１１にすることができる。この耐火物材料１１
は、通常使用されている耐火物の材料として用いたり、
プレキャストブロック等の不定形耐火物の粗骨材、圧入
流し込み用の充填材、吹き付け用耐火物等として再使用
される。
【００１９】更に、溶融部３９の底部の近傍に、容器３
３の側壁３２を貫通させた耐火物からなる図示しないパ
イプを設けることで、混合物の溶融に伴って溶融部３９
の底部に沈殿した鉄４０及び／又は鉄４０を含む化合物
を、溶融部３９から連続、あるいは間欠的に排出するこ
とができ、これにより、溶融部３９の下部に沈殿して集
積する鉄４０及び／又は鉄４０を含む化合物を少なくす
ることができ、好ましい結果が得られる。
３の側壁３２を貫通させた耐火物からなる図示しないパ
イプを設けることで、混合物の溶融に伴って溶融部３９
の底部に沈殿した鉄４０及び／又は鉄４０を含む化合物
を、溶融部３９から連続、あるいは間欠的に排出するこ
とができ、これにより、溶融部３９の下部に沈殿して集
積する鉄４０及び／又は鉄４０を含む化合物を少なくす
ることができ、好ましい結果が得られる。
【００２０】また、一次破砕処理工程２で破砕してか
ら、一次磁選処理工程３によって選別された非磁性の破
砕物の粒径が５ｍｍ未満の非磁性の破砕物を用いること
で、高純度の耐火物原料を製造することができる。この
場合、粒径が５ｍｍ未満の非磁性の破砕物に、一次磁選
処理工程７で処理した炭素（Ｃ）を５〜３０重量％を含
む使用済浸漬ノズルから回収された非磁性の炭素含有破
砕物を、粒を外分で２〜５０重量％添加し、混合して、
溶融還元処理工程８のアーク式溶融装置３０内に装入し
て溶融し、浸潤層の酸化鉄等を還元して鉄４０等を沈降
分離することにより、負荷価値の極めて低いものを塊状
の良質な耐火物原料にすることができ、廃棄耐火物を減
少することができる。このように廃棄耐火物をリサイク
ルすることで、廃棄耐火物の大量処理と処理費用の低減
が可能になり、しかも、廃棄耐火物からアルミナ、マグ
ネシア、ジルコニア等を主成分とする有効な高純度の耐
火物原料を回収できる。しかも、これ等の耐火物原料を
骨材として用いた場合、骨材が熱負荷を繰返し受け、骨
材の鉱物組成が安定化するため、添加した他の耐火物原
料との反応が抑制され、施工体の膨張や収縮を防止でき
る。しかも、再リサイクル時に破砕した際、鉱物組成の
安定した高強度の骨材を境に割れるため、所定のサイズ
の骨材を繰返し使用することができ、同時に、廃棄する
耐火物を最小限にして埋め立て等の環境上の問題を回避
することができる。
ら、一次磁選処理工程３によって選別された非磁性の破
砕物の粒径が５ｍｍ未満の非磁性の破砕物を用いること
で、高純度の耐火物原料を製造することができる。この
場合、粒径が５ｍｍ未満の非磁性の破砕物に、一次磁選
処理工程７で処理した炭素（Ｃ）を５〜３０重量％を含
む使用済浸漬ノズルから回収された非磁性の炭素含有破
砕物を、粒を外分で２〜５０重量％添加し、混合して、
溶融還元処理工程８のアーク式溶融装置３０内に装入し
て溶融し、浸潤層の酸化鉄等を還元して鉄４０等を沈降
分離することにより、負荷価値の極めて低いものを塊状
の良質な耐火物原料にすることができ、廃棄耐火物を減
少することができる。このように廃棄耐火物をリサイク
ルすることで、廃棄耐火物の大量処理と処理費用の低減
が可能になり、しかも、廃棄耐火物からアルミナ、マグ
ネシア、ジルコニア等を主成分とする有効な高純度の耐
火物原料を回収できる。しかも、これ等の耐火物原料を
骨材として用いた場合、骨材が熱負荷を繰返し受け、骨
材の鉱物組成が安定化するため、添加した他の耐火物原
料との反応が抑制され、施工体の膨張や収縮を防止でき
る。しかも、再リサイクル時に破砕した際、鉱物組成の
安定した高強度の骨材を境に割れるため、所定のサイズ
の骨材を繰返し使用することができ、同時に、廃棄する
耐火物を最小限にして埋め立て等の環境上の問題を回避
することができる。
【００２１】
【実施例】次に、本発明に係る使用済耐火物の処理方法
の実施例について説明する。表１に示すように、溶鋼の
鋳造に用いるタンディッシュの内張りに使用され、Ａｌ
2 Ｏ3 が５２．３重量％、ＳｉＯ2 が４５．２重量％、
Ｆｅ2 Ｏ3 が２．１重量％、ＣａＯが０．４重量％の組
成を有し浸潤層を含む廃棄耐火物（タンディッシュ使用
後の耐火物）４３重量％に、新しい耐火物原料を４７重
量％配合して、破砕、磁選処理を行って、溶融還元処理
前の配合原料の混合物の組成を、Ａｌ2Ｏ3 を７２．０
重量％、ＳｉＯ2 を２６．５重量％、Ｆｅ2 Ｏ3 を１．
３重量％にしたものに、Ａｌ2 Ｏ3 を７１．２重量％
と、炭素（Ｃ）を２５重量％を主成分にした浸漬ノズル
（ＡＧ屑）を処理した非磁性の炭素含有破砕物を外分で
５重量％添加したもの１００ｋｇを、アーク式溶融炉に
入れてアーク加熱を行った。そして、原料を加熱し、溶
融させて冷却を行い、溶融部（インゴット）を取り出
し、破砕してから磁選を行って鉄等の不純物を除去し
た。その結果、インゴットから製造された耐火物原料
（電融後の耐火原料）は、Ａｌ 2 Ｏ3 が８４．０重量
％、ＳｉＯ2 が１５．７重量％、Ｆｅ2 Ｏ3 が０．２重
量％、ＣａＯが０．１重量％となり、高純度のものを得
ることができた。
の実施例について説明する。表１に示すように、溶鋼の
鋳造に用いるタンディッシュの内張りに使用され、Ａｌ
2 Ｏ3 が５２．３重量％、ＳｉＯ2 が４５．２重量％、
Ｆｅ2 Ｏ3 が２．１重量％、ＣａＯが０．４重量％の組
成を有し浸潤層を含む廃棄耐火物（タンディッシュ使用
後の耐火物）４３重量％に、新しい耐火物原料を４７重
量％配合して、破砕、磁選処理を行って、溶融還元処理
前の配合原料の混合物の組成を、Ａｌ2Ｏ3 を７２．０
重量％、ＳｉＯ2 を２６．５重量％、Ｆｅ2 Ｏ3 を１．
３重量％にしたものに、Ａｌ2 Ｏ3 を７１．２重量％
と、炭素（Ｃ）を２５重量％を主成分にした浸漬ノズル
（ＡＧ屑）を処理した非磁性の炭素含有破砕物を外分で
５重量％添加したもの１００ｋｇを、アーク式溶融炉に
入れてアーク加熱を行った。そして、原料を加熱し、溶
融させて冷却を行い、溶融部（インゴット）を取り出
し、破砕してから磁選を行って鉄等の不純物を除去し
た。その結果、インゴットから製造された耐火物原料
（電融後の耐火原料）は、Ａｌ 2 Ｏ3 が８４．０重量
％、ＳｉＯ2 が１５．７重量％、Ｆｅ2 Ｏ3 が０．２重
量％、ＣａＯが０．１重量％となり、高純度のものを得
ることができた。
【００２２】
【表１】
【００２３】更に、溶鋼の取鍋の内張りに使用されＡｌ
2 Ｏ3 を６７．６重量％、ＭｇＯを１２．８重量％、Ｓ
ｉＯ2 を１０．７重量％、Ｆｅ2 Ｏ3 を８．０重量％を
主成分とし浸潤層を含む廃棄耐火物（溶鋼鍋屑）を、破
砕、磁選処理して得た非磁性の破砕物に、Ａｌ2 Ｏ3 を
７１．２重量％と、炭素（Ｃ）を２５重量％を主成分に
した浸漬ノズル（ＡＧ屑）を処理した非磁性の炭素含有
破砕物を外分で１５重量％添加した混合物８０ｋｇを、
アーク式溶融炉に入れてアーク加熱を行った。そして、
原料を溶融してから冷却を行い、溶融部（インゴット）
を中央部、底部に分け、それぞれを取り出し、破砕して
から分析を行った。その結果、表２に示すように、イン
ゴットの中央部では、Ａｌ2 Ｏ3 が９０．１重量％、Ｍ
ｇＯが７．１９重量％、ＳｉＯ2 が２．０重量％、Ｆｅ
2 Ｏ3 が０．８重量％を主成分にした高純度の耐火物材
料が得られた。一方、インゴットの底部では、Ａｌ2 Ｏ
3 が１１．８重量％、ＭｇＯが１．６重量％と低く、Ｓ
ｉＯ2 やＭ−Ｆｅがそれぞれ２２．６重量％、６４．０
重量％と多くなった。これは、酸化鉄やＳｉＯ2 が炭素
によって還元され、インゴットの底部に、鉄、あるいは
鉄合金として沈降して濃縮されたことを示しており、ま
た、このインゴットの底部の耐火物は、磁性が強いた
め、磁選によって容易にインゴットの中央部や上層の良
質耐火物材料から分離することができた。
2 Ｏ3 を６７．６重量％、ＭｇＯを１２．８重量％、Ｓ
ｉＯ2 を１０．７重量％、Ｆｅ2 Ｏ3 を８．０重量％を
主成分とし浸潤層を含む廃棄耐火物（溶鋼鍋屑）を、破
砕、磁選処理して得た非磁性の破砕物に、Ａｌ2 Ｏ3 を
７１．２重量％と、炭素（Ｃ）を２５重量％を主成分に
した浸漬ノズル（ＡＧ屑）を処理した非磁性の炭素含有
破砕物を外分で１５重量％添加した混合物８０ｋｇを、
アーク式溶融炉に入れてアーク加熱を行った。そして、
原料を溶融してから冷却を行い、溶融部（インゴット）
を中央部、底部に分け、それぞれを取り出し、破砕して
から分析を行った。その結果、表２に示すように、イン
ゴットの中央部では、Ａｌ2 Ｏ3 が９０．１重量％、Ｍ
ｇＯが７．１９重量％、ＳｉＯ2 が２．０重量％、Ｆｅ
2 Ｏ3 が０．８重量％を主成分にした高純度の耐火物材
料が得られた。一方、インゴットの底部では、Ａｌ2 Ｏ
3 が１１．８重量％、ＭｇＯが１．６重量％と低く、Ｓ
ｉＯ2 やＭ−Ｆｅがそれぞれ２２．６重量％、６４．０
重量％と多くなった。これは、酸化鉄やＳｉＯ2 が炭素
によって還元され、インゴットの底部に、鉄、あるいは
鉄合金として沈降して濃縮されたことを示しており、ま
た、このインゴットの底部の耐火物は、磁性が強いた
め、磁選によって容易にインゴットの中央部や上層の良
質耐火物材料から分離することができた。
【００２４】
【表２】
【００２５】また、溶鋼の取鍋に内張りされたＡｌ2 Ｏ
3 が６７．６重量％、ＭｇＯが１２．８重量％、ＳｉＯ
2 が１０．７重量％、Ｆｅ2 Ｏ3 が８．０重量％を主成
分にした浸潤層を含む廃棄耐火物（溶鋼鍋屑）を処理し
た非磁性の破砕物に、外分で、Ａｌ2 Ｏ3 を７１．２重
量％と、炭素（Ｃ）を２５重量％を主成分にした浸漬ノ
ズル（ＡＧ屑）を処理した非磁性の炭素含有破砕物を１
５重量％を添加した混合物２００ｋｇを、アーク式溶融
炉に入れてアーク加熱を行い、溶融部の下部近傍に耐火
物のパイプを設けて沈殿する鉄等を、連続的に溶融部の
系外に排出しながら行った。そして、混合物を十分に溶
融させてから冷却を行い、溶融部（インゴット）を中央
部、底部に分けて取り出し、それぞれを破砕してから分
析を行った。その結果、中央部や上層の良質な耐火物材
料の回収率を前記した結果より１５重量％程度高めるこ
とができ、また、連続処理を行ったため、電力原単位を
２０％程度節減できた。
3 が６７．６重量％、ＭｇＯが１２．８重量％、ＳｉＯ
2 が１０．７重量％、Ｆｅ2 Ｏ3 が８．０重量％を主成
分にした浸潤層を含む廃棄耐火物（溶鋼鍋屑）を処理し
た非磁性の破砕物に、外分で、Ａｌ2 Ｏ3 を７１．２重
量％と、炭素（Ｃ）を２５重量％を主成分にした浸漬ノ
ズル（ＡＧ屑）を処理した非磁性の炭素含有破砕物を１
５重量％を添加した混合物２００ｋｇを、アーク式溶融
炉に入れてアーク加熱を行い、溶融部の下部近傍に耐火
物のパイプを設けて沈殿する鉄等を、連続的に溶融部の
系外に排出しながら行った。そして、混合物を十分に溶
融させてから冷却を行い、溶融部（インゴット）を中央
部、底部に分けて取り出し、それぞれを破砕してから分
析を行った。その結果、中央部や上層の良質な耐火物材
料の回収率を前記した結果より１５重量％程度高めるこ
とができ、また、連続処理を行ったため、電力原単位を
２０％程度節減できた。
【００２６】更に、溶鋼の鋳造に用いたタンディッシュ
の内張りに使用され後の耐火物を破砕してから磁選して
得られた良質部及び浸潤層を含む５ｍｍ未満の非磁性の
破砕物４３重量％に、新しい耐火物原料を４７重量％配
合して、溶融還元処理前の配合原料の混合物の組成を、
Ａｌ2 Ｏ3 を７２．０重量％、ＳｉＯ2 を２６．５重量
％、Ｆｅ2 Ｏ3 を１．３重量％にし、外分でＡｌ2 Ｏ3
を７１．２重量％と、炭素（Ｃ）を２５重量％を主成分
にした浸漬ノズル（ＡＧ屑）を処理した非磁性の炭素含
有破砕物を５重量％添加したもの１００ｋｇを、アーク
式溶融炉に入れてアーク加熱を行った。そして、原料を
溶融させてから冷却を行い、溶融部（インゴット）を取
り出し、破砕してから磁選を行って鉄等の不純物を除去
した。その結果、インゴットから製造された耐火物原料
（電融後の耐火原料）は、Ａｌ2 Ｏ3 を８４．０重量
％、ＳｉＯ2 を１５．７重量％有する高純度の耐火物原
料となり、５ｍｍ未満の負荷価値の低い材料から骨材や
有効な耐火物原料として使用できるものを得ることがで
きた。
の内張りに使用され後の耐火物を破砕してから磁選して
得られた良質部及び浸潤層を含む５ｍｍ未満の非磁性の
破砕物４３重量％に、新しい耐火物原料を４７重量％配
合して、溶融還元処理前の配合原料の混合物の組成を、
Ａｌ2 Ｏ3 を７２．０重量％、ＳｉＯ2 を２６．５重量
％、Ｆｅ2 Ｏ3 を１．３重量％にし、外分でＡｌ2 Ｏ3
を７１．２重量％と、炭素（Ｃ）を２５重量％を主成分
にした浸漬ノズル（ＡＧ屑）を処理した非磁性の炭素含
有破砕物を５重量％添加したもの１００ｋｇを、アーク
式溶融炉に入れてアーク加熱を行った。そして、原料を
溶融させてから冷却を行い、溶融部（インゴット）を取
り出し、破砕してから磁選を行って鉄等の不純物を除去
した。その結果、インゴットから製造された耐火物原料
（電融後の耐火原料）は、Ａｌ2 Ｏ3 を８４．０重量
％、ＳｉＯ2 を１５．７重量％有する高純度の耐火物原
料となり、５ｍｍ未満の負荷価値の低い材料から骨材や
有効な耐火物原料として使用できるものを得ることがで
きた。
【００２７】以上、本発明の実施の形態を説明したが、
本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、要旨
を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲であ
る。例えば、炭材として炭素含有耐火物である浸漬ノズ
ルを用いたが、石炭、コークス、ピッチコークス、黒鉛
等の炭素含有物を用いることができ、又はＣＯガス等の
還元ガスを用いることができる。更に、アーク式溶融炉
としては、一般に用いられている電気炉、サブマジドア
ーク炉等を用い、通電方式も直流、交流式のいずれかを
用いることができる。
本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、要旨
を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲であ
る。例えば、炭材として炭素含有耐火物である浸漬ノズ
ルを用いたが、石炭、コークス、ピッチコークス、黒鉛
等の炭素含有物を用いることができ、又はＣＯガス等の
還元ガスを用いることができる。更に、アーク式溶融炉
としては、一般に用いられている電気炉、サブマジドア
ーク炉等を用い、通電方式も直流、交流式のいずれかを
用いることができる。
【００２８】
【発明の効果】請求項１〜７記載の使用済耐火物の処理
方法においては、製鉄工場で使用された後の耐火物を一
次破砕し、この破砕物を磁選して得た非磁性の破砕物
に、炭材を添加して溶融還元処理を行い、溶融還元処理
で溶融した溶融部を凝固させ、更に、二次破砕してから
磁選処理を行って良質の耐火物材料を製造するので、廃
棄耐火物に含まれる鉄等の不純物を除去して耐火物材料
の品質を高めて再使用でき、大量処理を可能にして廃棄
耐火物の処理コストを低減でき、しかも、再使用した際
の精錬炉、取鍋、樋等の寿命を大幅に向上することがで
きる。
方法においては、製鉄工場で使用された後の耐火物を一
次破砕し、この破砕物を磁選して得た非磁性の破砕物
に、炭材を添加して溶融還元処理を行い、溶融還元処理
で溶融した溶融部を凝固させ、更に、二次破砕してから
磁選処理を行って良質の耐火物材料を製造するので、廃
棄耐火物に含まれる鉄等の不純物を除去して耐火物材料
の品質を高めて再使用でき、大量処理を可能にして廃棄
耐火物の処理コストを低減でき、しかも、再使用した際
の精錬炉、取鍋、樋等の寿命を大幅に向上することがで
きる。
【００２９】特に、請求項２記載の使用済耐火物の処理
方法においては、溶融還元処理にアーク式溶融炉を用い
るので、浸潤層の存在する廃棄耐火物を迅速に溶解する
ことができ、鉄等の不純物を沈降させて耐火物原料の溶
融部から容易に分離して高純度の耐火物材料にすること
ができる。
方法においては、溶融還元処理にアーク式溶融炉を用い
るので、浸潤層の存在する廃棄耐火物を迅速に溶解する
ことができ、鉄等の不純物を沈降させて耐火物原料の溶
融部から容易に分離して高純度の耐火物材料にすること
ができる。
【００３０】請求項３記載の使用済耐火物の処理方法に
おいては、アーク式溶融炉のアーク温度を３０００〜４
０００℃にするので、混入しているＳｉ（珪素）Ｎａ等
の不純物を除去してより高純度の再生耐火物材料を製造
することができる。
おいては、アーク式溶融炉のアーク温度を３０００〜４
０００℃にするので、混入しているＳｉ（珪素）Ｎａ等
の不純物を除去してより高純度の再生耐火物材料を製造
することができる。
【００３１】請求項４記載の使用済耐火物の処理方法に
おいては、炭材は、製鉄工場で発生する炭素含有耐火物
であるので、製鉄工場で発生する廃棄耐火物を還元剤と
して活用し、同時に、廃棄耐火物中に含まれるＡｌ2 Ｏ
3 、ＭｇＯ等の有効成分を回収し、廃棄する耐火物を減
少することができる。
おいては、炭材は、製鉄工場で発生する炭素含有耐火物
であるので、製鉄工場で発生する廃棄耐火物を還元剤と
して活用し、同時に、廃棄耐火物中に含まれるＡｌ2 Ｏ
3 、ＭｇＯ等の有効成分を回収し、廃棄する耐火物を減
少することができる。
【００３２】請求項５記載の使用済耐火物の処理方法に
おいては、非磁性の破砕物は、浸潤層の有無を判別し、
浸潤層が存在する破砕物に炭材を添加して溶融還元処理
を行うので、浸潤層の存在しない良質耐火物の回収効率
を高め、浸潤層の存在する溶融に必要な耐火物を最小に
し、耐火物の総合的な再生処理コストを低減することが
できる。
おいては、非磁性の破砕物は、浸潤層の有無を判別し、
浸潤層が存在する破砕物に炭材を添加して溶融還元処理
を行うので、浸潤層の存在しない良質耐火物の回収効率
を高め、浸潤層の存在する溶融に必要な耐火物を最小に
し、耐火物の総合的な再生処理コストを低減することが
できる。
【００３３】請求項６記載の使用済耐火物の処理方法に
おいては、非磁性の破砕物の粒径は、５ｍｍ未満である
ので、浸潤層の有無を識別し難く、しかも、負荷価値の
無い５ｍｍ未満の耐火物を高品質の骨材や流し込み、吹
き付け用等の耐火物原料として使用でき、廃棄耐火物を
減少することができる。
おいては、非磁性の破砕物の粒径は、５ｍｍ未満である
ので、浸潤層の有無を識別し難く、しかも、負荷価値の
無い５ｍｍ未満の耐火物を高品質の骨材や流し込み、吹
き付け用等の耐火物原料として使用でき、廃棄耐火物を
減少することができる。
【００３４】請求項７記載の使用済耐火物の処理方法に
おいては、溶融還元処理で溶融部の底部に沈殿した鉄及
び／又は鉄を含む化合物を溶融部から排出し、溶融還元
処理で溶融した溶融部を高純度にするので、還元された
鉄、Ｓｉ等が濃縮した溜まり部を溶融部の系外に排出で
き、溶融還元処理の連続処理が可能になり、一層の処理
効率の向上と処理コストの低減を行うことができる。
おいては、溶融還元処理で溶融部の底部に沈殿した鉄及
び／又は鉄を含む化合物を溶融部から排出し、溶融還元
処理で溶融した溶融部を高純度にするので、還元された
鉄、Ｓｉ等が濃縮した溜まり部を溶融部の系外に排出で
き、溶融還元処理の連続処理が可能になり、一層の処理
効率の向上と処理コストの低減を行うことができる。
【図１】本発明の一実施の形態に係る使用済耐火物の処
理方法の処理フローの説明図である。
理方法の処理フローの説明図である。
【図２】同使用済耐火物の処理方法に適用される選別処
理装置の概要図である。
理装置の概要図である。
【図３】同使用済耐火物の処理方法に適用されるアーク
式溶融装置の全体図である。
式溶融装置の全体図である。
１：使用済耐火物の回収工程、２：一次破砕処理工程、
３：一次磁選処理工程、４：選別処理工程、５：炭素含
有耐火物の回収工程、６：一次破砕処理工程、７：一次
磁選処理工程、８：溶融還元処理工程、９：二次破砕処
理工程、１０：二次磁選処理工程、１１：耐火物材料、
１２：不良品、２０：選別処理装置、２１：ベルトコン
ベア、２２：ランプ、２３：カメラ、２４：エアーガ
ン、２５：シュート、２６：シュート、３０：アーク式
溶融装置、３１：底板、３２：側壁、３３：容器、３
４：蓋、３５：電極、３６：シュート、３７：未溶解
部、３８：半溶融部、３９：溶融部、４０：鉄
３：一次磁選処理工程、４：選別処理工程、５：炭素含
有耐火物の回収工程、６：一次破砕処理工程、７：一次
磁選処理工程、８：溶融還元処理工程、９：二次破砕処
理工程、１０：二次磁選処理工程、１１：耐火物材料、
１２：不良品、２０：選別処理装置、２１：ベルトコン
ベア、２２：ランプ、２３：カメラ、２４：エアーガ
ン、２５：シュート、２６：シュート、３０：アーク式
溶融装置、３１：底板、３２：側壁、３３：容器、３
４：蓋、３５：電極、３６：シュート、３７：未溶解
部、３８：半溶融部、３９：溶融部、４０：鉄
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０４Ｂ 35/00 Ｂ０９Ｂ 3/00 ３０３Ａ Ｃ２１Ｂ 13/12 ＺＡＢＺ Ｃ２２Ｂ 1/00 ６０１ ３０４Ｊ 5/10 5/00 Ｚ 7/00 Ｃ０４Ｂ 35/00 Ａ Ｖ (72)発明者 筒井 康志 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 Ｆターム(参考） 4D004 AA16 BA10 CA04 CA09 CA29 CB13 CB46 CB50 CC11 DA03 DA06 DA20 4G030 AA08 AA27 AA36 AA37 BA25 GA01 GA03 4K001 AA10 BA22 CA01 CA04 DA01 FA10 GA16 HA01
Claims (7)
- 【請求項１】 製鉄工場で使用された後の耐火物を一次
破砕し、この破砕物を磁選して得た非磁性の破砕物に、
炭材を添加して溶融還元処理を行い、該溶融還元処理で
溶融した溶融部を凝固させ、更に、二次破砕してから磁
選処理を行って良質の耐火物材料を製造することを特徴
とする使用済耐火物の処理方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の使用済耐火物の処理方法
において、前記溶融還元処理にアーク式溶融炉を用いる
ことを特徴とする使用済耐火物の処理方法。 - 【請求項３】 請求項２記載の使用済耐火物の処理方法
において、前記アーク式溶融炉のアーク温度を３０００
〜４０００℃にすることを特徴とする使用済耐火物の処
理方法。 - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１項に記載の使
用済耐火物の処理方法において、前記炭材は、前記製鉄
工場で発生する炭素含有耐火物であることを特徴とする
使用済耐火物の処理方法。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか１項に記載の使
用済耐火物の処理方法において、前記非磁性の破砕物
は、浸潤層の有無を判別し、該浸潤層が存在する破砕物
に前記炭材を添加して前記溶融還元処理を行うことを特
徴とする使用済耐火物の処理方法。 - 【請求項６】 請求項１〜５のいずれか１項に記載の使
用済耐火物の処理方法において、前記非磁性の破砕物の
粒径は、５ｍｍ未満であることを特徴とする使用済耐火
物の処理方法。 - 【請求項７】 請求項１〜６のいずれか１項に記載の使
用済耐火物の処理方法において、前記溶融還元処理で前
記溶融部の底部に沈殿した鉄及び／又は鉄を含む化合物
を前記溶融部から排出し、前記溶融還元処理で溶融した
前記溶融部を高純度にすることを特徴とする使用済耐火
物の処理方法。
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|---|---|---|---|
| JP2001060231A JP4499940B2 (ja) | 2001-03-05 | 2001-03-05 | 使用済耐火物の処理方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| JP2002263606A true JP2002263606A (ja) | 2002-09-17 |
| JP4499940B2 JP4499940B2 (ja) | 2010-07-14 |
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| JP2001060231A Expired - Fee Related JP4499940B2 (ja) | 2001-03-05 | 2001-03-05 | 使用済耐火物の処理方法 |
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| JP (1) | JP4499940B2 (ja) |
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-
2001
- 2001-03-05 JP JP2001060231A patent/JP4499940B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP7150026B2 (ja) | 2018-08-08 | 2022-10-07 | 京セラ株式会社 | 基板 |
| JP7150025B2 (ja) | 2018-08-08 | 2022-10-07 | 京セラ株式会社 | 遮光部材 |
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