JPH06219853A - マグーカーボンレンガ屑の処理方法及びマグネシア質キャ スタブル - Google Patents

マグーカーボンレンガ屑の処理方法及びマグネシア質キャ スタブル

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JPH06219853A
JPH06219853A JP1315493A JP1315493A JPH06219853A JP H06219853 A JPH06219853 A JP H06219853A JP 1315493 A JP1315493 A JP 1315493A JP 1315493 A JP1315493 A JP 1315493A JP H06219853 A JPH06219853 A JP H06219853A
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carbon brick
waste
brick
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JP1315493A
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Keita Koyago
啓太 古家後
Tadayuki Taniguchi
忠行 谷口
Makio Ishihara
満喜雄 石原
Chiharu Nishikawa
千春 西川
Jun Oba
遵 大場
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Taiko Refractories Co Ltd
Nippon Steel Nisshin Co Ltd
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Taiko Refractories Co Ltd
Nisshin Steel Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04Waste materials; Refuse
    • C04B18/16Waste materials; Refuse from building or ceramic industry
    • C04B18/167Recycled materials, i.e. waste materials reused in the production of the same materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B20/00Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/10Coating or impregnating
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    • C04B20/1066Oxides, Hydroxides
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 転炉用マグーカーボンレンガ屑に特殊な処理
を施してマグネシア質キャスタブルに添加し、マグネシ
ア質キャスタブルの耐スポール性を向上させる。 【構成】 転炉用マグーカーボンレンガ屑の廃材を5〜
60mmに整粒したものをシリカゾル溶液に浸漬し、真空
下で数時間置くことによってレンガ屑内部にシリカ分を
含浸させたのち乾燥することにより、耐消化性を向上さ
せる。シリカ分を含浸させたレンガ屑を添加したマグネ
シア質キャスタブルを用いて溶湯金属処理槽の内張りを
施工すると、養生後の乾燥工程において、消化による亀
裂や割れを起こさず、実用化が可能となる。しかも黒鉛
含有量が高く、容積安定性に優れたマグーカーボンレン
ガ屑を添加することにより、実炉使用時の耐スポール性
を大幅に向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、転炉、取鍋、タンディ
ッシュ等溶鋼処理槽に内張りされるマグネシア質キャス
タブルの耐スポール性を向上させるために添加されるマ
グーカーボンレンガ屑の耐消化性を高める処理方法及び
該方法によって得られたマグーカーボンレンガ屑を添加
した上記マグネシア質キャスタブルに関する。
【0002】
【従来の技術】溶鋼処理槽に内張りされる耐火物として
近年、マグネシア質キャスタブルの開発が進められてい
る。マグネシア質キャスタブルは、耐蝕性に優れている
反面、耐スポール性に劣ることから、造粒黒鉛や黒鉛含
有造粒体等を添加して耐スポール性を向上させる試みが
種々なされている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】黒鉛含有造粒体は高性
能なものを得るのに、レンガの製造と同じ程の工程を必
要とする。そこで、本発明者らは、黒鉛含有造粒体と同
等の化学成分を有し、低コストで手に入れることのでき
る転炉用マグーカーボンレンガの廃材に着目した。
【0004】転炉用マグーカーボンレンガは、使用条件
の最も苛酷な溶湯金属処理槽に使用されるために開発さ
れた耐火物で、高純度のマグネシアや高品位黒鉛、酸化
防止剤等からなっている。しかしながらこの廃材は、黒
鉛含有量が高く、かつ耐蝕性に優れているにもかゝわら
ず、従来利用されていなかった。これは、このマグーカ
ーボンレンガの廃材をそのまゝマグネシア質キャスタブ
ルに添加すると、混練、養生を経て乾燥する際に内部水
蒸気圧の高まりによってマグーカーボンレンガ屑中のマ
グネシアがMgO+H2 O→ Mg(OH)2 という消
化反応を起こし、異常膨張によって組織破壊に至るため
である。
【0005】特に後述するように、スポールテストを行
ったところ、マグーカーボンレンガ屑は粒径が大きい程
(好ましくは10mm以上)、耐スポール性の向上効果も
顕著であったが、一方では粒径が大きい程、消化による
組織破壊も顕著に現れることが認められた。マグネシア
質キャスタブルの耐消化性を高める方法として、非晶質
シリカを添加することが知られるが、マグーカーボンレ
ンガ屑に非晶質シリカを添加しただけでは、マグネシア
と非晶質シリカを接触させることができず、乾燥時の水
蒸気がレンガ屑内部に浸入することによる消化を防止す
ることができない。
【0006】本発明は、上記の問題を解消し、マグーカ
ーボンレンガ屑の耐消化性を高める処理方法及び該方法
によって得られたマグーカーボンレンガ屑を添加したマ
グネシア質キャスタブルを提供することを目的とする。
【0007】
【課題の解決手段及び作用】本発明によるマグーカーボ
ンレンガ屑の処理方法は、マグーカーボンレンガの廃材
を5〜60mmに整粒し、ついでシリカゾル溶液或いはシ
リカフラワー、アエロジル、カープレックス、ニップシ
ール等の非晶質シリカを水に懸濁させた溶液に真空下で
数10分間、好ましくは数時間浸漬させたのち乾燥する
ことを特徴とするものである。
【0008】本方法によれば、内部までシリカ分が含浸
したマグーカーボンレンガ屑を得ることができる。本方
法において、シリカ分を含浸処理する際、マグーカーボ
ンレンガ屑は乾燥処理を行って十分に乾燥したものを用
いるのが望ましい。水気を帯び、濡れたものは、処理溶
液が内部まで含浸しにくゝなるからである。
【0009】処理溶液としては、シリカゾル溶液(例え
ば日産化学(株)社製の商品名「スノーテックスC」)
が最も好ましいが、この他シリカフラワー、アエロジ
ル、カープレックス、ニップシールなどを水に懸濁させ
た溶液を用いることもできる。本発明の一つの好ましい
態様によれば、5〜60mmに整粒したマグーカーボンレ
ンガ屑は、図1に示すように処理タンク1に入れた容器
2内の網かご3に入れたのち、真空ポンプ4により一時
間程度脱気する。その後、処理タンク1内を真空状態に
保ったまゝ、バルブ5を開いてタンク6内の処理溶液7
を容器2内に入れてレンガ屑8を処理溶液に浸し、この
状態を一時間程度持続させてシリカ分の含浸処理を行
う。含浸処理後、処理タンク1より容器2を、更に容器
2より網かご3を取出して水切りをし、110〜130
℃で乾燥を行う。
【0010】実使用時の消化による亀裂の発生がないよ
うであれば、上述の処理工程をより簡略にすることがで
きる。例えば5〜60mmに整粒したマグーカーボンレン
ガ屑8を処理タンク1内に入れたのち、直ちに処理溶液
7を入れ、数10分間脱気を行うだけでも、耐消化性を
大幅に向上させることができる。本発明のマグネシア質
キャスタブルは、上記の方法によって処理されたマグー
カーボンレンガ屑を5〜30重量%添加したことを特徴
とするものである。
【0011】マグネシア質キャスタブルにマグーカーボ
ンレンガ屑を配合したものを製品として出荷するときに
は、十分に乾燥しておく必要がある。この乾燥はレンガ
屑を施工時にマグネシア質キャスタブルと配合する場
合、天日若しくは自然乾燥程度の乾燥でもよいが、シリ
カゾルを使用する場合には、シリカゾルがゲル化してお
く必要がある。
【0012】
【実施例】
実施例1 転炉マグーカーボンレンガの廃材を砕いて5〜60mm程
度に整粒し、これを図1に示す処理タンク1に入れて1
時間程度脱気を行ったのち、シリカゾル溶液(日産化学
(株)社製、商品名「スノーテックスC」)に浸し、1
時間程度含浸、脱気処理を行った。処理後、110〜1
30℃で乾燥したのち、オートクレープに入れ、120
℃飽和水蒸気圧(2.4Kg/ cm2)下に24時間置いて消
化反応を促進させた。そしてその後の外観を目視観察し
たところ、変化は全く認められなかった。
【0013】実施例2 シリカゾル溶液に浸す前の脱気を省略するほかは、実施
例1と同様の処理を施したレンガ屑について、実施例1
と同じ条件で耐消化性テストを行ったところ、一部にヘ
アークラックの形成が見られたものゝ強度は十分にあっ
た。 実施例3 シリカゾル溶液を用いる代わりに、アエロジル150g
に分散剤1gと水1Kgを加え、スターラーを用いて20
分間攪拌したアエロジル懸濁液を用いる以外は実施例1
と同様の処理を施したレンガ屑について、実施例1と同
じ条件で耐消化性テストを行ったところ、一部にヘアー
クラックの発生が見られ、シリカゾルに比べ、処理効果
は若干劣ったが、強度は十分にあった。
【0014】比較例1 実施例1で用いたレンガ屑を、実施例1と同じ条件下で
耐消化性テストを行ったところ、消化により完全崩壊し
てしまった。 比較例2 実施例1で用いたレンガ屑をシリカゾルに浸し、そのま
ゝ24時間放置したのち、乾燥したものを実施例1と同
じ条件下で耐消化性テストを行ったところ、消化により
完全崩壊し、処理効果は認められなかった。
【0015】以上の結果を表1に示す。
【0016】
【表1】
【0017】次に実施例1〜3及び比較例2の各種処理
を施したレンガ屑をそれぞれマグネシア質キャスタブル
に添加し、4×4×16cmの型枠に鋳込んだのち、24
時間養生し、硬化したのち得られた供試体についてそれ
ぞれオートクレーブに入れ、120℃飽和水蒸気圧
(2.4Kg/cm2)以下において所定時間経過時の残存線
変化率を測定し、耐消化性の評価を行った。
【0018】その結果を表2に示す。
【0019】
【表2】
【0020】また図2には各実施例及び比較例の残存線
変化率を示す。図2に示されるように、実施例4〜6の
十分な耐消化処理を行ったレンガ屑を添加したマグネシ
ア質キャスタブルは、オートクレーブ消化テスト時の残
存膨張率の変化が小さく、耐消化性が優れている。比較
例3は、耐消化処理が不十分なため、オートクレーブ消
化テストによって亀裂が入り、残存線膨張率が大きくな
って12時間後には崩壊してしまった。
【0021】以上のように、実施例1〜3、比較例2に
示したレンガ屑自身の耐消化性の優劣が、これを添加し
たマグネシア質キャスタブルの耐消化性を左右している
ことが分かる。また実施例4と比較例3について、実炉
を想定した乾燥テストを行ったところ、比較例3では施
工体に無数の亀裂が入り、組織も脆弱であったが、実施
例4では亀裂の発生がなく、十分な強度の施工体が得ら
れた。
【0022】ついで、マグーカーボンレンガ屑の添加量
とマグネシア質キャスタブルの耐スポール性の関係を回
転スポールテストで評価した。テストは以下に示す表3
の実施例7、8及び比較例4、5に示すように、マグー
カーボンレンガ屑の添加量を変えた組成を有する円筒状
に組んだ試片(図3)について、それぞれの内壁側を酸
素−プロパンバーナで加熱し、加熱−空冷を図4に示す
ように5回繰返して行ったのち、試片を取出し、端面の
亀裂の状態を観察した。
【0023】
【表3】
【0024】図5は、各実施例の亀裂の発生状況を示す
もので、マグネシア質キャスタブルの粒径5〜60mmの
転炉用マグーカーボンレンガ屑を添加した実施例7、8
は、耐スポール性が優れているため、亀裂発生がほとん
ど見られなかったのに対し、レンガ屑無添加の比較例4
は亀裂が顕著に発生し、また粒径3〜1mmの小さ目のレ
ンガ屑を添加した比較例5では、レンガ屑の添加効果が
小さかった。
【0025】また、実施例8のマグネシア質キャスタブ
ルを実炉(溶鋼取鍋スラグライン)に適用した結果、剥
離の発生頻度が大幅に軽減され、良好な耐用が得られ
た。
【0026】
【発明の効果】本発明の処理方法によれば、マグーカー
ボンレンガ屑の内部までシリカ分を含浸させることがで
き、消化による組織破壊をなくすか、或いは少なくする
ことができる。また、シリカ分を含浸処理したマグーカ
ーボンレンガ屑を添加したマグネシア質キャスタブル
は、耐消化性及び耐スポール性に優れるため、実炉への
適用において剥離の発生頻度が大幅に軽減され、良好な
耐用を得ることができる。またマグーカーボンレンガの
廃材を用いることにより、廃材の有効利用を図ることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 シリカ分の含浸処理工程を示す図。
【図2】 各実施例及び比較例の残存線変化率を示す
図。
【図3】 試片のサイズを示す斜視図。
【図4】 回転スポールテストの加熱−空冷条件を示す
図。
【図5】 試片の亀裂発生状況を示す平面図。
【符号の説明】
1・・・処理タンク 2・・・
真空ポンプ 7・・・処理溶液 8・・・
レンガ屑
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石原 満喜雄 広島県呉市昭和町11番1号 日新製鋼株式 会社呉製鉄所内 (72)発明者 西川 千春 北九州市戸畑区牧山新町1番1号 大光炉 材株式会社内 (72)発明者 大場 遵 北九州市戸畑区牧山新町1番1号 大光炉 材株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マグーカーボンレンガの廃材を5〜60
    mmに整粒し、ついで非晶質シリカを水に懸濁させた溶液
    に真空下で少なくとも数10分間浸漬させたのち乾燥す
    ることを特徴とするマグーカーボンレンガ屑の処理方
    法。
  2. 【請求項2】 非晶質シリカを水に懸濁させた溶液は、
    シリカゾル溶液である請求項1記載のマグーカーボンレ
    ンガ屑の処理方法。
  3. 【請求項3】 整粒したレンガ屑を1時間程度脱気処理
    したのち、シリカの含浸処理を1時間程度行う請求項1
    記載のマグーカーボンレンガ屑の処理方法。
  4. 【請求項4】 請求項1ないし3のいづれかの請求項に
    記載の方法で処理したマグーカーボンレンガ屑を5〜3
    0重量%添加したマグネシア質キャスタブル。
JP1315493A 1993-01-29 1993-01-29 マグーカーボンレンガ屑の処理方法及びマグネシア質キャ スタブル Withdrawn JPH06219853A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005240142A (ja) * 2004-02-27 2005-09-08 Jfe Steel Kk MgO−C系廃耐火物の利用方法
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