JP2004083361A

JP2004083361A - 再生キャスタブル

Info

Publication number: JP2004083361A
Application number: JP2002249120A
Authority: JP
Inventors: Koji Saito; 齊藤　幸治
Original assignee: Toshiba Ceramics Co Ltd
Current assignee: Coorstek KK
Priority date: 2002-08-28
Filing date: 2002-08-28
Publication date: 2004-03-18

Abstract

【課題】誘導炉解体時に発生する産業廃棄物量を大幅に低減できて、産業廃棄物処理コスト及び産業廃棄物量の大きな削減が図れ誘導炉の内張り等に適する再生キャスタブルを提供する。
【解決手段】再生キャスタブルは、使用済ラミング材４０〜９０重量％と、これに結合材としてのアルミナセメント３〜１５重量％と、アルミナ超微粉３〜２０重量％と、シリカ微粉０〜５重量％と、残部として使用済ラミング材の粒度及び化学成分によってアルミナ等の中粒、微粉原料を含有し、かつ、外率で有機あるいは無機分散剤を含有するものである。
【選択図】　なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は再生キャスタブルに係わり、特に主原料として使用済ラミング材が用いられ誘導炉の内張り等に適する再生キャスタブルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
鋳物等を製造する誘導炉の内張り材には、ラミング材と呼ばれる粉体を電動ランマーやエアーランマー、自動築炉機を用いて乾式で充填築炉することが多い。ラミング材には主原料を電融シリカ及び天然珪石等で構成されたシリカ質の酸性ラミング材、アルミナ、スピネル及びマグネシア原料で構成された中性ラミング材、マグネシア原料で構成された塩基性ラミング材に大別され、これらは溶解鋼種及び溶解温度等により使い分けることで選定される。
【０００３】
誘導炉は、誘導加熱の方法により高周波、中周波及び低周波に大別されるが、その構造は類似しており、誘導コイル及び冷却用水冷パイプがコイルセメントと呼ばれるキャスタブル中に埋設された構造となっている。
【０００４】
図１に示すように、誘導炉１は、水冷パイプ２を用いて誘導コイル３を冷却する炉構造上、溶解物がコイルセメント４の亀裂を介して水冷パイプ２まで達すると水蒸気爆発を起こす大事故となるため、コイルセメント４に近いラミング材５の背面部分は、粉体（層）５ｃで残し、溶解物の浸入（湯差し）を防止した状態での操業が通常である。
【０００５】
図２に示すように、一般的に使用済ラミング材５の状態は、炉内側より焼結層（浸潤層も含む）５ａ、焼固層５ｂ、粉体層５ｃの順で適度な厚みの各層が形成され、上述したように、特に背面側の粉体層５ｃが多く残っている方が、湯洩れの防止効果が高いことから理想的な状況であると言える。
【０００６】
換言すれば、理想の状態で使用されるほど、未使用に近いきれいな材料が多量に産業廃棄物として処理されることとなる。
【０００７】
さらに、ラミング材５の築炉に際しては、湯差しの危険性を低くするために、異物の混入がないよう注意深く施工する。
【０００８】
ラミング材は粉体層が多く残っている理想の状態で使用された場合にあっても、再使用されることはなく、全て産業廃棄物として処分されていた。特にラミング材の粉体層及び焼固層については、溶解物に触れることがない状態にもかかわらず、純度の高い良質な原料が廃棄されているのが現状である。
【０００９】
しかしながら、環境問題への関心が高まり、近年、産業廃棄物の処理費用が高騰しており、この粉体層及び焼固層部分の純度の高い良質な原料の有効利用と共に、産業廃棄物の削減を図りたいという要求が高まってきた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、誘導炉解体時に発生する産業廃棄物量を大幅に低減できて、産業廃棄物処理コスト及び産業廃棄物量の大きな削減が図れ、誘導炉の内張り等に適する再生キャスタブルが要望されていた。
【００１１】
本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、誘導炉解体時に発生する産業廃棄物量を大幅に低減できて、産業廃棄物処理コスト及び産業廃棄物量の大きな削減が図れ、誘導炉の内張り等に適する再生キャスタブルを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の１つの態様によれば、使用済ラミング材４０〜９０重量％と、アルミナセメント３〜１５重量％と、アルミナ超微粉３〜２０重量％と、シリカ微粉０〜５重量％と、残部としてアルミナ中粒、微粉を含有し、かつ、外率で有機あるいは無機分散剤を含有することを特徴とする再生キャスタブルが提供される。これにより、誘導炉解体時に発生する産業廃棄物量を大幅に低減できて、産業廃棄物処理コスト及び産業廃棄物量の大きな削減が図れ、誘導炉の内張り等に適する再生キャスタブルが実現される。
【００１３】
好適な一例では、上記使用済ラミング材は、ＭｇＯの含有量が２０重量％以下の中性ラミング材である。これにより、耐食性に優れ、誘導炉の付帯設備である取鍋やタンディッシュの内張り材として十分に機能し、また用途が拡大される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係わる再生キャスタブルの実施形態について説明する。
【００１５】
本発明に係る再生キャスタブルは、使用済ラミング材４０〜９０重量％と、これに結合材としてのアルミナセメント３〜１５重量％と、アルミナ超微粉３〜２０重量％と、シリカ微粉０〜５重量％と、残部として前記使用済ラミング材の粒度及び化学成分によってアルミナ等の中粒、微粉原料を含有し、かつ、外率で有機あるいは無機分散剤を含有するものである。
【００１６】
上記再生ラミング材は、酸性、中性、塩基性、全てが対象になるが、構成原料の耐熱性等により再生キャスタブルの使用場所が限定されるため、ＭｇＯ含有量が２０重量％以下の中性ラミング材を使用することが好ましい。
【００１７】
その理由として、使用済中性ラミング材を用いた場合、必然的にアルミナ・マグネシア質の再生キャスタブルが得られ、この材質は耐食性に優れることから、一般的に取鍋の内張り材に使用されており、誘導炉の付帯設備である取鍋やタンディッシュの内張り材として十分に機能し、また用途が拡大される。
【００１８】
また、中性ラミング材を使用する再生キャスタブルは、結合材となる原料のうち、耐食性の観点からアルミナセメントを３〜７重量％、シリカ微粉を１重量％以下とすることが好ましい。ラミング材は充填施工をすることから、その粒度分布は細密充填されるよう構成されており、基本的には結合材（硬化材）としてのアルミナセメントを３〜１５重量％、流動性を付与させるアルミナ超微粉３〜２０重量％、シリカ微粉を０〜５重量％及び、有機あるいは無機分散剤を添加することにより再生キャスタブルとなる。
【００１９】
使用済ラミング材の回収方法により、適正な粒度分布が得られない場合及び再生キャスタブルの化学成分を調整したい場合は、アルミナ等の中粒、微粉原料を添加する。適正な粒度分布とは１ｍｍ以上の原料が５５〜７５重量％となることである。
【００２０】
また、ラミング材の回収方法としては、再生キャスタブルの品質を高めるために、全て解体したものを粉砕して使用するのではなく、焼結層及び焼固層部分、粉体層部分、粉体層及びラミング材とコイルセメントの境界部分に設置するマイカシート（炉材膨張代用）、雲母（絶縁）や湯洩れ検知網（安全対策）が混在する部分の３段階に分けて回収することが好ましい。少なくとも、粉体層及びラミング材とコイルセメントの境界部分に設置するマイカシート、雲母や湯洩れ検知網が混在する部分は、再生キャスタブルの品質を低下させると共に、篩等による焼結層及び焼固層部分、粉体層部分との選別が難しいことから、２段階の分別回収をすることが望ましい。
【００２１】
上述のように使用済ラミング材を主原料とする本発明に係わる再生キャスタブルを使用することにより、誘導炉解体時に発生する産業廃棄物量を大幅に低減できて、産業廃棄物処理コスト及び産業廃棄物量の大きな削減が図れる。
【００２２】
【実施例】
試験１：
表１に示す配合割合の本発明に係わる再生キャスタブル（実施例１〜６）及び比較例（１、２）のテストピース（４０ｍｍ×４０ｍｍ×１６０ｍｍ）を成形し、表１に示す温度条件で熱処理した後、曲げ強さを測定した。
【００２３】
結果を表１に示す。
【００２４】
【表１】

【００２５】
表１からもわかるように、ＭｇＯを１３重量％含む使用済中性ラミング材を４０〜９０重量％含有する実施例１〜３及び、ＭｇＯを２０重量％含む使用済中性ラミング材を４０〜９０重量％含有する実施例４〜６は、いずれも１１０℃乾燥品及び１３００℃焼成品とも強度特性に異常は認められなかった。
【００２６】
これに対して、ＭｇＯを１３重量％含む使用済中性ラミング材を範囲外の９４重量％含有する比較例１及び、ＭｇＯを２０重量％含む使用済中性ラミング材を範囲外の９４重量％含有する比較例２は、十分に水分を添加したにもかかわらず流動性が得られず、鋳込みは不可能であった。
【００２７】
試験２：
実施例１〜３を誘導炉で溶解した鋳鉄を受鋼する取鍋に、実施例４〜６をタンディッシュ内張り材として使用し、耐用を調べた。
【００２８】
結果：実施例１〜３を用いた取鍋は、アルミナ７０重量％含有のアルミナ質キャスタブルを内張りとした従来例１に比べて約２〜３倍の耐用が得られた。
【００２９】
また、実施例４〜６を用いたタンディッシュは、アルミナ９０重量％含有のアルミナ質キャスタブルを内張りとした従来例２に比べて約１．５〜２倍の耐用が得られた。
【００３０】
【発明の効果】
本発明に係わる再生キャスタブルによれば、誘導炉解体時に発生する産業廃棄物量を大幅に低減できて、産業廃棄物処理コスト及び産業廃棄物量の大きな削減が図れ誘導炉の内張り等に適する再生キャスタブルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的な誘導炉の概念図。
【図２】一般的な誘導炉の使用済内張りラミング材の概念図。

Claims

使用済ラミング材４０〜９０重量％と、アルミナセメント３〜１５重量％と、アルミナ超微粉３〜２０重量％と、シリカ微粉０〜５重量％と、残部としてアルミナ中粒、微粉を含有し、かつ、外率で有機あるいは無機分散剤を含有することを特徴とする再生キャスタブル。
上記使用済ラミング材は、ＭｇＯの含有量が２０重量％以下の中性ラミング材であることを特徴とする請求項１に記載の再生キャスタブル。