JP2004307277A

JP2004307277A - Castable molded article and method of manufacturing the same

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Publication number: JP2004307277A
Application number: JP2003103867A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Ishikawa; 豊石川; Yoshiki Tsuchiya; 芳樹土屋; Ichiro Kawaguchi; 一郎河口; Minoru Yokozawa; 実横沢; Tetsuo Kato; 哲郎加藤
Original assignee: JGC Corp; Kawasaki Heavy Industries Ltd; Mino Ceramic Co Ltd
Current assignee: JGC Corp; Kawasaki Heavy Industries Ltd; Mino Ceramic Co Ltd
Priority date: 2003-04-08
Filing date: 2003-04-08
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2023-04-08
Also published as: JP4399579B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a castable molded article such as a low cost crucible for a high frequency induction furnace which is suitably used particularly in melting low level radioactive waste from an atomic power plant in a high frequency induction furnace and solidifying to reduce the volume and dispose, capable of melting the waste and having corrosion resistance and oxidation resistance sufficiently durable to the melting and method of manufacturing the same. <P>SOLUTION: The castable molded article is formed by adding water into a castable composition containing at least 45-65 mass% alumina raw material, 10-30 mass% alumina-magnesia based spinel raw material, 2-10 mass% carbonaceous material and a binder, kneading and molding the kneaded material and a method of manufacturing the castable molded article is provided. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、キャスタブル成形品、及びその製造方法に関し、特に、低レベル放射性廃棄物を高周波誘導炉で溶融固化する際に好適に利用できるキャスタブル成形品である高周波誘導炉用るつぼ、及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、原子力発電所から発生する低レベル放射性廃棄物を、高周波誘導炉にて溶融させて減容し、そのまま、るつぼ内で固化させて廃棄する設備が稼働しつつある。高周波誘導炉には、一般的に黒鉛るつぼが使用されているが、黒鉛るつぼは、高温での耐酸化性に劣り、又、黒鉛自体が誘導発熱するため、上記廃棄物が高温で溶融される前に黒鉛るつぼ自体が高温となってしまい、充分な耐食性が得られない場合がある。
【０００３】
又、従来より、溶鋼容器内張り材として使用されているアルミナ・スピネル質キャスタブルは、熱膨張係数が小さく、スラグ浸潤抵抗性が大きく、耐食性、耐スポーリング性及び容積安定性に優れていることが知られている。しかし、本発明者らの検討によれば、このようなアルミナ・スピネル質キャスタブルを用い、振動法で成形したるつぼを、原子力発電所から発生する低レベル放射性廃棄物の高周波誘導炉での溶融処理に用いた場合においては、該溶融処理する場合に必要となる耐食性を充分に満足できるものが得られないことがわかった。
【０００４】
これに対して、上記した低レベル放射性廃棄物の処理に適したるつぼを得る方法として、高アルミナ質、炭素質及び炭化珪素質を主原料とした高周波誘導炉用るつぼの製造方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。そして、かかる方法によれば、高周波誘導炉に適した電気比抵抗値を有する、高温での耐用時間が長いるつぼが得られるとされている。
【０００５】
しかしながら、上記した特許文献１に記載されているるつぼの製造方法では、その成形に冷間静圧プレス（ＣＩＰ）が用いられている。かかるＣＩＰでは、上記したような原料に結合材を加えて混練した混練物を、型のキャビティ空間に投入し、常温で圧をかけて成形し、その後、還元焼成することでキャスタブル成形品である高周波誘導炉用るつぼを得ている。このように、ＣＩＰでは、常温で圧をかけて成形するため、原料組成や結合材の種類によらず成形が容易であるという利点がある。しかしながら、型全体に圧をかける必要があるため、大型の設備が必要となり、設備のイニシャルコストが高く、更に、特許文献１に記載の方法では、型への充填、加圧、還元焼成と製造工程が煩雑であり、この点でも製造コストが高くなるという問題がある。
【０００６】
これに対して、上記した原子力発電所から発生する低レベル放射性廃棄物の処理に用いるるつぼは、高周波誘導炉にて該廃棄物を溶融し、そのまま、るつぼ内で溶融物を固化させて廃棄するものであるため、低レベル放射性廃棄物の溶融処理を効率よくすることができ、該溶融処理に充分に耐え得るだけの耐食性及び耐酸化性を有し、且つ、できるだけ簡便な方法で安価に製造できる高周波誘導炉用るつぼの開発が望まれている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平７−２６７７２１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、特に、原子力発電所で発生する低レベル放射性廃棄物を高周波誘導炉で溶融固化して減容する際に好適に使用することのできる、上記廃棄物の溶融が可能で、該溶融に充分に耐え得るだけの耐食性及び耐酸化性を有し、且つ安価な高周波誘導炉用るつぼ等のキャスタブル成形品、かかるキャスタブル成形品を簡便に製造することのできるキャスタブル成形品の製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、下記の本発明によって達成される。即ち、本発明は、少なくとも４５〜６５質量％のアルミナ原料と、１０〜３０質量％のアルミナ・マグネシア系スピネル原料と、２〜１０質量％の炭素質原料と、結合材とを含むキャスタブルに水を添加して混練し、該混練物を成形してなることを特徴とするキャスタブル成形品である。その好ましい実施形態は、上記キャスタブル成形品が、高周波誘導炉用るつぼであるものが挙げられる。
【００１０】
更に、本発明の別の形態は、上記のキャスタブル成形品の製造方法であって、少なくとも、平均粒度が８ｍｍ以下に調整されてなる４５〜６５質量％のアルミナ原料、平均粒度が１ｍｍ以下に調整されてなる１０〜３０質量％のアルミナ・マグネシア系スピネル原料、２〜１０質量％の炭素質原料、酸化防止剤、分散剤及び結合材を含むキャスタブルを用い、該キャスタブルに対して４〜１０質量％の水を加えて混練し、得られた混練物を型枠に入れて振動成形することを特徴とするキャスタブル成形品の製造方法である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、好ましい実施の形態を挙げて本発明を更に詳細に説明する。本発明者らは、前記した従来技術の課題を解決すべく鋭意検討の結果、キャスタブルの原料組成を特定のものとし、更には、該キャスタブルに適宜に水を加えて混練して得られた混練物を型枠に入れて振動成形することによって、例えば、先に説明した原子力発電所で発生する低レベル放射性廃棄物を、高周波誘導炉で溶融した場合に充分に耐え得る耐食性及び耐酸化性を有し、しかも安価な高周波誘導炉用るつぼ等のキャスタブル成形品が得られることを見いだして本発明に至った。
【００１２】
高周波誘導炉で、原子力発電所で発生する低レベル放射性廃棄物を溶融処理した場合には、廃棄物中の導電性金属が誘導発熱することによって廃棄物が溶融する。通常、廃棄物が溶融する温度は１５００℃前後の高温である。従って、高周波誘導炉で低レベル放射性廃棄物を処理する際に用いられるるつぼの特性としては、先ず、１５００℃前後の高温での溶融物に対して充分な耐食性を有することが必要となる。
【００１３】
更に、高周波誘導炉にて低レベル放射性廃棄物を溶融し、そのまま、るつぼ内で溶融物を固化させて廃棄するものであるための、特開平７−２６７７２１号公報に記載されている冷間静圧プレス（ＣＩＰ）のような、大規模な設備や、煩雑な製造工程を必要とせずに、簡便な方法で安価に製造できる、という経済的な特性が要求される。
【００１４】
本発明者らは、上記要求特性を満足し得る高周波誘導炉用るつぼを得るべく鋭意検討の結果、先ず、キャスタブルの原料組成を、４５〜６５質量％のアルミナ原料と、１０〜３０質量％のアルミナ・マグネシア系スピネル原料と、２〜１０質量％の炭素質原料と、適量のアルミナセメント等の結合材、より好ましくは、これに酸化防止剤と微量の分散剤を加えたものとし、このような組成のキャスタブルに水を加えて混練して、該混練物を成形してキャスタブル成形品とすれば、該キャスタブル成形品であるるつぼが、１５００℃前後の高温での溶融物に対して充分な耐食性を有するものとなることを見いだした。
【００１５】
上記で使用するアルミナ原料としては、電融、焼結若しくは仮焼のいずれのものも使用できるが、平均粒度が８ｍｍ以下のものを使用するのが、耐スポーリング性においてより好ましい。又、本発明においては、使用するキャスタブルの組成原料中に、上記したアルミナ原料と共にアルミナ・マグネシア系スピネル原料を併用させるが、このようにすることで、キャスタブル成形品とした場合に、耐食性を向上できる。アルミナ・マグネシア系スピネル原料としては、電融若しくは焼結のいずれのものも使用できるが、特に、平均粒度が１ｍｍ以下のものを使用することにより、耐食性向上に好ましいことがわかった。
【００１６】
又、炭素質原料としては、例えば、ピッチ類、コークス類、黒鉛類から選択したものを、単独で若しくは２種類以上の混合物で用いることができる。本発明者らの検討によれば、これらの炭素質原料を含有させることによって、形成するキャスタブル成形品の、耐食性及び耐酸化性を向上でき、更には、その熱伝導率の向上が達成される。炭素質原料の使用量としては、形成するキャスタブル成形品の種類にもよるが、本発明においては、２〜１０質量％、より好ましくは、５〜１０質量％とする。２質量％よりも少ないと、炭素質原料を含有させることによって得られる耐食性の向上効果が充分でなく、１０質量％よりも多いと、炭素質原料の酸化により成形体の組織劣化を生じる。
【００１７】
本発明で使用することのできる酸化防止剤としては、従来より使用されているものをいずれも使用でき、例えば、金属アルミニウムや金属けい素、炭化けい素及び炭化ホウ素等の非酸化物を、単独で若しくは２種類以上の混合物で用いることができる。酸化防止剤の添加量としては、例えば、５〜１０質量％とすることが好ましい。又、結合材も、従来知られているものをいずれも用いることができるが、例えば、アルミナセメントを使用することが好ましく、その添加量としては５〜１５質量％とすることが好ましい。
【００１８】
更に、本発明で使用するキャスタブル中には、従来より使用されている分散剤を含有させることができる。該分散剤としては、例えば、ピロ燐酸ソーダ、トリポリ燐酸ソーダ、ウルトラピロ燐酸ソーダ、クエン酸ソーダ、グルコン酸ソーダ、ポリアクリル酸ソーダ、ポリアクリル酸エステル等が挙げられ、これらを単独で若しくは２種類以上の混合物で用いることができる。これらの分散剤の添加量は、例えば、０．０５〜１質量％とすることができるが、分散剤の添加量は、後述するキャスタブルの混練の際に用いる水の使用量との兼ね合いで、適宜に決定すればよい。
【００１９】
本発明にかかるキャスタブル成形品は、上記したような原料組成からなるキャスタブルを使用し、これらの原料に適当量の水を加えて混練し、該混練物を成形することによって得られる。例えば、高周波誘導炉用るつぼを成形する場合には、キャスタブルに対して、４〜１０質量％の水を加えて混練し、得られた混練物を、るつぼを成形し得る型枠内に注入し、振動成形することによって得られる。キャスタブルの混練には、従来より用いられているモルタルミキサー、オムニミキサー、パドルミキサー等の混練機を使用すればよい。又、振動成形する場合には、型枠全体を加振することが可能な装置を用い、混練物がチクソトロピックな流動性を発揮し、良好な状態で最密充填がされる条件で行なえばよい。
【００２０】
【実施例】
次に、実施例を挙げて、本発明を更に詳細に説明する。尚、文中に部とあるのは、特に断りのない限り質量基準である。
【００２１】
＜実施例１〜５、及び比較例１〜３＞
（キャスタブルの作製）
表１に示した原料組成の異なる実施例１〜５、及び比較例１〜３で使用するキャスタブルを作製した。アルミナ原料としては、平均粒度が８ｍｍ以下に調整されている焼結アルミナを用いた。アルミナ・マグネシア系スピネル原料としては、平均粒度が１ｍｍ以下に調整されている電融アルミナ・マグネシア系スピネル（表中には電融スピネルと表示）を用いた。又、炭素質原料には、黒鉛類を用い、酸化防止剤には、金属アルミニウム及び炭化ホウ素を４：６の割合で混合したものを用いた。分散剤には、ポリアクリル酸ソーダ（和光純薬工業（株）製）を用いた。
【００２２】

【００２３】
（キャスタブル成形品の作製）
表１に示した各原料組成のキャスタブルに、表１に示した量の水を加えて混練し、混練物を得た。混練する際には、オムニミキサーを用い、混練した。るつぼ型のキャビティ空間を有する型枠を用いて、該空間に、上記で得られた混練物を流し込み、その後、混練物が充填された型枠を振動器に乗せて振動させて、型内にキャスタブルを最密充填し、成形した。その後、４０℃で２４時間養生した後、脱型した。更に、これを４００℃で７２時間乾燥して、実施例１〜５及び比較例１〜３のキャスタブル成形品を得た。得られたるつぼは、図１に示したような形状を有し、開口径がφ３６０ｍｍ、高さが６００ｍｍで厚みが約２５ｍｍあった。
【００２４】
（侵食試験）
上記の実施例１〜５及び比較例１〜３で得られた、各るつぼを用い、炉容量５００ｋｇ、炉入力３００ｋＷの高周波誘導炉を使用して侵食試験を実施した。侵食試験は、金属：スラグ＝３：５に調整したものを侵食材として用いた。この結果、実施例１〜５及び比較例１〜３のいずれのるつぼでも、侵食材を溶融することができた。そして、試験後の各るつぼを冷却した後、各るつぼを切断し、切断面で侵食量を測定した。表１にその結果を示したが、最も侵食されている部分の減肉量を測定し、これを侵食量（ｍｍ）として表した。
【００２５】
その結果、従来の振動法を用いて得られたアルミナ・スピネル質キャスタブル成形品である比較例１〜３のるつぼと比較して、実施例１〜５の高周波誘導炉用るつぼは、いずれも、高い耐食性と耐スポーリング性を兼ね備えたものとなることが確認できた。更に、各組成の比較から、簡便な振動成形によって得られる高周波誘導炉用るつぼとしては、キャスタブルの原料組成が重要であり、少なくとも４５〜６５質量％のアルミナ原料、１０〜３０質量％のアルミナ・マグネシア系スピネル原料、２〜１０質量％の炭素質原料の組み合わせが有効であり、これらの特定の組成を有する原料と、結合材を含むキャスタブルを用いることで、成形が簡便であるにもかかわらず、例えば、低レベル放射性廃棄物を、高周波誘導炉で減容処理する際に必要となる耐食性を充分に満足し得るつぼが容易に得られることがわかった。
【００２６】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、キャスタブルに水を加えて振動成形するという簡便な、経済的な方法で得られたキャスタブル成形品であるにもかかわらず、例えば、高周波誘導炉で低レベル放射性廃棄物を減容処理する場合に用いられる高周波誘導炉用るつぼのように、その内部で、廃棄物中の導電性金属が誘導発熱することで廃棄物が溶融される、といった使用目的に対して充分に満足できる耐食性と耐スポーリング性を兼ね備えたキャスタブル成形品、及びその製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例及び比較例で作製したるつぼの概略斜視図である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
More particularly, the present invention relates to a crucible for a high-frequency induction furnace, which is a castable molded article that can be suitably used for melting and solidifying low-level radioactive waste in a high-frequency induction furnace, and a method for manufacturing the same. About.
[0002]
[Prior art]
In recent years, low-level radioactive waste generated from nuclear power plants is melted and reduced in a high-frequency induction furnace, and solidified in a crucible and discarded. In general, a graphite crucible is used in a high-frequency induction furnace. However, the graphite crucible is inferior in oxidation resistance at high temperature, and the graphite itself generates induction heat, so that the waste is melted at high temperature. Before, the graphite crucible itself becomes high temperature, and sufficient corrosion resistance may not be obtained.
[0003]
Conventionally, the alumina spinel castable that is used as the lining material for molten steel containers has a low coefficient of thermal expansion, high resistance to slag infiltration, and excellent corrosion resistance, spalling resistance, and volume stability. Are known. However, according to the study by the present inventors, the melting process of the low-level radioactive waste generated from the nuclear power plant in the high-frequency induction furnace using the alumina spinel castable and the crucible formed by the vibration method. In the case of using for the above, it has been found that a product that sufficiently satisfies the corrosion resistance required for the melting treatment cannot be obtained.
[0004]
On the other hand, as a method for obtaining a crucible suitable for the treatment of the above-mentioned low-level radioactive waste, a method for producing a crucible for a high-frequency induction furnace using high alumina, carbon and silicon carbide as main raw materials has been proposed. (For example, refer to Patent Document 1). According to such a method, it is said that a crucible having an electrical specific resistance value suitable for a high frequency induction furnace and having a long service life at a high temperature can be obtained.
[0005]
However, in the crucible manufacturing method described in Patent Document 1 described above, a cold static pressure press (CIP) is used for the molding. In such a CIP, a kneaded product obtained by adding a binder to a raw material as described above and kneading the mixture is put into a cavity space of a mold, molded by applying pressure at room temperature, and then reduced and fired to form a castable molded product. A crucible for a high-frequency induction furnace has been obtained. Thus, since CIP is molded by applying pressure at normal temperature, there is an advantage that molding is easy regardless of the raw material composition and the type of binder. However, since it is necessary to apply pressure to the entire mold, a large-scale facility is required, and the initial cost of the facility is high. Further, in the method described in Patent Document 1, filling into the mold, pressurization, reduction firing and manufacturing are performed. There is a problem that the process is complicated and the manufacturing cost is high in this respect as well.
[0006]
On the other hand, the crucible used for the treatment of the low-level radioactive waste generated from the nuclear power plant described above melts the waste in a high-frequency induction furnace, and solidifies and discards the melt in the crucible as it is. Therefore, it is possible to efficiently melt the low-level radioactive waste, have corrosion resistance and oxidation resistance enough to withstand the melting process, and manufacture at low cost by the simplest possible method It is desired to develop a crucible for a high-frequency induction furnace.
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-267721
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, the object of the present invention is to enable melting of the above-mentioned waste, which can be suitably used particularly when low-level radioactive waste generated at a nuclear power plant is melted and solidified in a high-frequency induction furnace. A castable molded article having sufficient corrosion resistance and oxidation resistance enough to withstand the melting, and inexpensive, such as a crucible for a high-frequency induction furnace, and a castable molded article capable of easily producing such a castable molded article. It is to provide a manufacturing method.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The above object is achieved by the present invention described below. That is, the present invention provides a castable water containing at least 45 to 65% by mass of an alumina raw material, 10 to 30% by mass of an alumina / magnesia spinel raw material, 2 to 10% by mass of a carbonaceous raw material, and a binder. Is castable molded product obtained by adding kneading and molding the kneaded product. The preferable embodiment includes one in which the castable molded article is a crucible for a high frequency induction furnace.
[0010]
Furthermore, another aspect of the present invention is a method for producing the castable molded article described above, wherein at least the average particle size is adjusted to 45 mm to 65% alumina raw material, and the average particle size is adjusted to 1 mm or less. 10 to 30% by mass of an alumina / magnesia-based spinel raw material, 2 to 10% by mass of a carbonaceous raw material, an antioxidant, a dispersant and a binder, and 4 to 10% by mass with respect to the castable. % Cast water, and kneaded by adding water and putting the obtained kneaded material into a mold and vibration-molding.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments. As a result of intensive studies to solve the problems of the prior art described above, the inventors of the present invention have made the castable raw material composition specific, and further kneaded obtained by appropriately adding water to the castable and kneading. By placing the object in a mold and vibration-molding, for example, the low-level radioactive waste generated at the nuclear power plant explained above has sufficient corrosion resistance and oxidation resistance when it is melted in a high-frequency induction furnace. The present invention has been found by finding that a castable molded product such as a crucible for a high-frequency induction furnace can be obtained.
[0012]
When a low-level radioactive waste generated at a nuclear power plant is melted in a high-frequency induction furnace, the conductive metal in the waste is inductively heated to melt the waste. Usually, the temperature at which the waste melts is a high temperature around 1500 ° C. Therefore, as a characteristic of the crucible used when processing low-level radioactive waste in a high-frequency induction furnace, it is first necessary to have sufficient corrosion resistance against a melt at a high temperature around 1500 ° C.
[0013]
Further, a low-level radioactive waste is melted in a high-frequency induction furnace, and the melt is solidified in a crucible and discarded as it is, which is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-267721. Economical characteristics are required that it can be manufactured at a low cost by a simple method without requiring large-scale equipment such as a pressure press (CIP) and complicated manufacturing processes.
[0014]
As a result of intensive studies to obtain a crucible for a high-frequency induction furnace that can satisfy the above required characteristics, the inventors first set the castable raw material composition to 45 to 65 mass% alumina raw material and 10 to 30 mass%. Alumina-magnesia spinel raw material, 2 to 10% by mass of carbonaceous raw material, and an appropriate amount of a binder such as alumina cement, more preferably an antioxidant and a minute amount of a dispersant are added, If water is added to a castable having a composition and kneaded, and the kneaded product is molded into a castable molded product, the crucible that is the castable molded product is sufficient for a melt at a high temperature around 1500 ° C. It has been found that it has corrosion resistance.
[0015]
As the alumina raw material used above, any of electromelting, sintering or calcining can be used, but it is more preferable in terms of spalling resistance to use an average particle size of 8 mm or less. In the present invention, the castable composition raw material to be used includes the alumina raw material and the alumina / magnesia spinel raw material in combination. By doing so, the corrosion resistance is improved when a castable molded product is obtained. it can. As the alumina / magnesia-based spinel material, either electromelting or sintering can be used, but it has been found that use of a material having an average particle size of 1 mm or less is particularly preferable for improving corrosion resistance.
[0016]
Moreover, as a carbonaceous raw material, what was selected from pitches, cokes, and graphite can be used individually or in mixture of 2 or more types, for example. According to the study by the present inventors, by including these carbonaceous raw materials, the corrosion resistance and oxidation resistance of the castable molded product to be formed can be improved, and further, the improvement of the thermal conductivity is achieved. . The amount of the carbonaceous raw material used is 2 to 10% by mass, more preferably 5 to 10% by mass in the present invention, although it depends on the type of castable molded product to be formed. If the amount is less than 2% by mass, the effect of improving the corrosion resistance obtained by containing the carbonaceous raw material is insufficient. If the amount is more than 10% by mass, the structure of the compact is deteriorated due to oxidation of the carbonaceous raw material.
[0017]
As the antioxidant that can be used in the present invention, any conventionally used antioxidant can be used. For example, non-oxides such as metal aluminum, metal silicon, silicon carbide, and boron carbide are used alone. Or in a mixture of two or more. As addition amount of antioxidant, it is preferable to set it as 5-10 mass%, for example. As the binder, any conventionally known binder can be used. For example, it is preferable to use alumina cement, and the addition amount is preferably 5 to 15% by mass.
[0018]
Further, the castable used in the present invention may contain a conventionally used dispersant. Examples of the dispersant include sodium pyrophosphate, sodium tripolyphosphate, sodium ultrapyrophosphate, sodium citrate, sodium gluconate, sodium polyacrylate, polyacrylate, and the like alone or in two kinds. It can be used in the above mixture. The addition amount of these dispersants can be, for example, 0.05 to 1% by mass, but the addition amount of the dispersant is in balance with the amount of water used in kneadable castable described later. What is necessary is just to determine suitably.
[0019]
The castable molded product according to the present invention is obtained by using a castable having the above-described raw material composition, adding an appropriate amount of water to these raw materials, kneading, and molding the kneaded product. For example, when molding a crucible for a high-frequency induction furnace, 4 to 10% by mass of water is added to the castable and kneaded, and the obtained kneaded product is poured into a mold that can mold the crucible. Obtained by vibration molding. For kneadable kneading, a kneader such as a mortar mixer, omni mixer, paddle mixer, or the like conventionally used may be used. In addition, in the case of vibration molding, an apparatus that can vibrate the entire mold is used, and the kneaded product exhibits thixotropic fluidity, and is performed under conditions that allow close-packing in a good state. Good.
[0020]
【Example】
Next, an Example is given and this invention is demonstrated further in detail. In the text, “part” is based on mass unless otherwise specified.
[0021]
<Examples 1-5 and Comparative Examples 1-3>
(Castable production)
Castables used in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3 having different raw material compositions shown in Table 1 were prepared. As the alumina raw material, sintered alumina having an average particle size adjusted to 8 mm or less was used. As the alumina / magnesia spinel raw material, fused alumina / magnesia spinel (indicated in the table as fused spinel) having an average particle size adjusted to 1 mm or less was used. Further, graphite was used as the carbonaceous material, and a mixture of metallic aluminum and boron carbide in a ratio of 4: 6 was used as the antioxidant. Polyacrylic acid soda (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used as the dispersant.
[0022]

[0023]
(Production of castable molded products)
Water of the amount shown in Table 1 was added to the castables having the respective raw material compositions shown in Table 1 and kneaded to obtain a kneaded product. When kneading, an omni mixer was used for kneading. Using a mold having a crucible-shaped cavity space, the kneaded product obtained above is poured into the space, and then the mold filled with the kneaded product is placed on a vibrator and vibrated to enter the mold. The castable was closely packed and molded. Then, after curing at 40 ° C. for 24 hours, the mold was removed. Furthermore, this was dried at 400 degreeC for 72 hours, and the castable molded product of Examples 1-5 and Comparative Examples 1-3 was obtained. The obtained crucible had a shape as shown in FIG. 1, an opening diameter of 360 mm, a height of 600 mm, and a thickness of about 25 mm.
[0024]
(Erosion test)
Using each of the crucibles obtained in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3, an erosion test was performed using a high-frequency induction furnace having a furnace capacity of 500 kg and a furnace input of 300 kW. In the erosion test, a metal: slag adjusted to 3: 5 was used as an erosion material. As a result, the erodible material could be melted in any of the crucibles of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3. And after cooling each crucible after a test, each crucible was cut | disconnected and the amount of erosion was measured by the cut surface. The results are shown in Table 1. The thinning amount of the most eroded portion was measured and expressed as the erosion amount (mm).
[0025]
As a result, compared with the crucibles of Comparative Examples 1 to 3 which are alumina spinel castable molded articles obtained using the conventional vibration method, the crucibles for high frequency induction furnaces of Examples 1 to 5, It was confirmed that both high corrosion resistance and spalling resistance were obtained. Furthermore, from the comparison of each composition, as a crucible for a high-frequency induction furnace obtained by simple vibration molding, the raw material composition of castable is important, at least 45 to 65 mass% alumina raw material, 10 to 30 mass% alumina A combination of magnesia-based spinel raw material and 2 to 10% by mass of carbonaceous raw material is effective, and despite using a castable containing a raw material having a specific composition and a binder, the molding is simple. For example, it has been found that a crucible that can sufficiently satisfy the corrosion resistance required for volume reduction of low-level radioactive waste in a high-frequency induction furnace can be easily obtained.
[0026]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, although it is a castable molded product obtained by a simple and economical method of adding water to a castable and performing vibration molding, for example, in a high frequency induction furnace, Purpose of use, such as melting of waste by induction heat generation of conductive metal in waste, such as crucible for high frequency induction furnace used for volume reduction treatment of low level radioactive waste There are provided a castable molded article having both corrosion resistance and spalling resistance that can be sufficiently satisfied, and a method for producing the castable molded article.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view of crucibles produced in examples and comparative examples.

Claims

Water is added and kneaded to a castable containing at least 45 to 65 mass% alumina raw material, 10 to 30 mass% alumina / magnesia spinel raw material, 2 to 10 mass% carbonaceous raw material, and a binder. A castable molded product obtained by molding the kneaded product.

The castable molded article according to claim 1, wherein the carbonaceous raw material contains at least one of pitches, cokes, and graphites.

The castable molded article according to claim 1 or 2, further comprising an antioxidant and a dispersant in the castable and vibration molded.

The alumina raw material contains any of fused alumina, sintered alumina, and calcined alumina, and the alumina / magnesia spinel material includes any of fused alumina / magnesia spinel and sintered alumina / magnesia spinel. The castable molded product according to any one of claims 1 to 3.

The castable molded article according to any one of claims 1 to 4, wherein the castable molded article is a crucible for a high frequency induction furnace.

It is the manufacturing method of the castable molded article of any one of Claims 1-5, Comprising: At least 45-65 mass% alumina raw material by which an average particle diameter is adjusted to 8 mm or less, An average particle diameter is 1 mm or less. 10 to 30% by mass of the prepared alumina / magnesia spinel raw material, 2 to 10% by mass of a carbonaceous raw material, an antioxidant, a dispersant and a binder, and 4 to 10 to the castable. A method for producing a castable molded product, comprising adding mass% of water and kneading, and placing the obtained kneaded product in a mold and performing vibration molding.

The binder is alumina cement, and the dispersant is at least selected from the group consisting of sodium pyrophosphate, sodium tripolyphosphate, sodium ultrapyrophosphate, sodium citrate, sodium gluconate, sodium polyacrylate, and polyacrylate. The method for producing a castable molded article according to claim 6, wherein the compound is 1 compound.