JPH09278549A - 炭素含有耐火物廃材の処理方法及びその炭素含有耐火物廃材を用いた流し込み不定形耐火物 - Google Patents

炭素含有耐火物廃材の処理方法及びその炭素含有耐火物廃材を用いた流し込み不定形耐火物

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JPH09278549A
JPH09278549A JP11299696A JP11299696A JPH09278549A JP H09278549 A JPH09278549 A JP H09278549A JP 11299696 A JP11299696 A JP 11299696A JP 11299696 A JP11299696 A JP 11299696A JP H09278549 A JPH09278549 A JP H09278549A
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carbon
refractory
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refractory waste
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JP11299696A
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Katsumi Uchinokura
克己 内之倉
Yukihiro Nakamura
幸弘 中村
Koji Tsutsui
康志 筒井
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 炭素含有耐火物廃材の使用による流動性及び
機械的強度の低下を抑制し、炭素含有耐火物廃材を流し
込み不定形耐火物の粗骨材として有効に活用する。 【解決手段】 シリカ含有量が30重量%以下で1〜5
0mmに整粒した炭素含有耐火物廃材を大気中もしくは
酸化雰囲気で、その表層の10〜500μmを酸化処理
する。この方法で処理した炭素含有耐火物廃材を5〜3
0重量%、残部が耐火原料およびバインダーであり、つ
いで水を加え混練して流し込み不定形耐火物を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶融金属用容器の
内張り耐火物として使用する炭素含有耐火物廃材を用い
た流し込み耐火物、及びこの耐火物を得るための炭素含
有耐火物廃材の事前処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、使用済みの溶融金属用容器等にお
ける耐火物内張りは解体後は殆ど廃棄されており、その
一部が選別・粉砕されて再利用されているに過ぎなかっ
た。また、ロングノズル、浸漬ノズル、スライディング
ノズル等の連続鋳造に用いられる耐火物も殆ど廃棄され
ている。このため、昨今の環境汚染防止、資源活用の観
点から、使用済の耐火物のリサイクルが社会的にも強く
要請されている。例えば、特開平4−209745号の
発明に記載されている如く黒鉛を含む耐火物から、黒鉛
を含む燃焼成分の灰分と耐火物を回転容器を用いて分別
抽出し耐火原料として再利用することが行われている。
【0003】一方、耐火物の築炉作業の機械化ならびに
省力化等の理由により、溶融金属用容器に内張りされる
耐火物は流し込みによる施工が主流となっている。ま
た、使用される耐火物の材質としては、アルミナ質流し
込み不定形耐火物が使用されている。このアルミナ質流
し込み不定形耐火物は、アルミナ、マグネシア、スピネ
ル及びセメント成分が、最も充填密度が高くなるような
粒度構成にして配合されていて、使用時に水分を添加し
て混練し必要な炉壁形状に流し込み施工され使用されて
いる。
【0004】また、浸漬ノズル、スライディングノズル
等の連続鋳造用部材にはアルミナ−炭素質耐火物、混銑
車の内張りれんがにはアルミナ−炭化珪素−炭素質耐火
物が使用されており、炭素を含有するアルミナ系耐火物
である。従って、これらの耐火物廃材を再び流し込み不
定形耐火物として利用できれば、上記の要望に合致する
こととなる。新たに使用する耐火物原料の削減も可能と
なり、耐火物コスト削減に寄与できる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の耐火物廃材の流し込み不定形耐火物の添加は、れんが
への添加とは異なり、流動性が製品の特性に大きな影響
を及ぼすため、添加条件における制約が多く、十分な利
用を図ることができない。例えば、使用したスライディ
ングノズルの耐火物廃材を所定の粒度に粉砕し、そのま
ま流し込み不定形耐火物に使用すると、耐火物廃材に含
有されている炭素と水との馴染み難さに起因して、耐火
物廃材と流し込み不定形耐火物との分離が発生し、流動
性が低下する。また充填性、機械的強度等の品質の低下
を招くことがある。
【0006】その対策として特開平6−345548号
公報では、耐火物廃材の粒塊を耐火物原料と配合する前
に、予めモルタル及び水と混練して、粒塊表面をモルタ
ルで被覆させて、流し込み不定形耐火物として利用する
ことが開示されている。しかしながら、この方法は、使
用できる耐火物廃材の粒径が10mm以上の骨材にしか
適用できない。また、耐火物廃材の粒塊の表面に被覆し
たモルタルと耐火物原料との間の低融点物の生成により
耐食性の低下の問題を有している。本発明は、上記のよ
うな炭素含有耐火物廃材の使用による流動性及び機械的
強度の低下を抑制し、炭素含有耐火物廃材を流し込み不
定形耐火物の粗骨材として有効に活用することを主な目
的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記従来技術
の問題点に鑑み、鋭意研究を重ねたところ、炭素含有耐
火物廃材の粒塊を耐火物原料と配合する前に、予め炭素
含有耐火物廃材を酸化処理し、該表面の炭素分を消失さ
せることにより、炭素含有耐火物廃材を流し込み不定形
耐火物の粗骨材として活用できることを見出し、本発明
を完成するに至った。即ち、本発明は、下記の第1発明
乃至第2発明に係わるものである。
【0008】第1発明:シリカ含有量が30重量%以下
で1〜50mmに整粒した炭素含有耐火物廃材を大気中
もしくは酸化雰囲気で、その表層の10〜500μmを
酸化処理することを特徴とする炭素含有耐火物廃材の処
理方法。
【0009】第2発明:上記第1発明の方法で処理した
炭素含有耐火物廃材を5〜30重量%、残部が耐火原料
およびバインダーであり、ついで水を加えて混練した流
し込み不定形耐火物。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。まず、第1発明につき説明する。本発明で用いる
炭素含有耐火物廃材としては、アルミナ−炭素質耐火
物、アルミナ−シリカ−炭素質耐火物、アルミナ−炭化
珪素−炭素質耐火物等を用いることができるが、これら
の耐火物に含まれるシリカの含有量が30重量%以下の
ものが望ましい。シリカ含有量が30重量%を越えたも
のは、炭素含有耐火物廃材自身の耐火性が低下すること
により流し込み不定形耐火物としての強度、耐食性が低
下する問題がある。
【0011】これら炭素含有耐火物廃材は、クラッシャ
ー等の通常の粉砕機により粉砕し、篩い分けして粒径が
1〜50mmの粒塊とする。好ましくは、さらに1〜5
mm,5〜10mm,10〜20mm,20mm以上に
細かく篩い分けした方がよい。粒径が1mm以下の場合
には、炭素含有耐火物廃材を流し込み不定形耐火物に添
加すると、異常反応または異常膨張が起こる恐れがあ
る。粒径が50mm以上の場合には、施工時に粒子の偏
析が起きたり、粗骨材間に充填される細粒の組織が緩や
かになって施工構造体としても安定性に劣る恐れがある
ので好ましくない。
【0012】次いで、粉砕した炭素含有耐火物廃材の表
面の炭素分を消失させるために、酸化処理を施す。酸化
処理する際の雰囲気温度、時間、酸素分圧等の条件は特
に限定しないが、炭素含有耐火物廃材の表層の10〜5
00μmを酸化させることが望ましい。炭素含有耐火物
の表層に形成された酸化層の厚みが10μm以下の場合
は、炭素含有耐火物廃材の表層に十分に炭素分が消失し
た酸化層が形成されないため、未だ炭素含有耐火物廃材
と水、バインダーとの馴染みが悪く、流動性低下を解消
できない。また、炭素含有耐火物の表層に形成された酸
化層の厚みが500μm以上の場合は、耐火物を構成し
ている粒子の脱落が大きくなるため、炭素含有耐火物廃
材の粒径、形状が変化し、流し込み不定形耐火物の品質
が変化するので好ましくない。
【0013】このように、加熱処理した炭素含有耐火物
廃材は、該表面がアルミナ、シリカ等の金属酸化物で形
成されるため、水、バインダーとの馴染みがよくなり、
従来は炭素含有耐火物廃材の使用によって施工が不良と
なっていたが、流動性の低下が抑制できるばかりでな
く、炭素含有耐火物とバインダーとの接着性が向上し、
流し込み不定形耐火物の粗骨材として利用することが可
能となる。酸化処理方法は、電気加熱、ガスバーナー加
熱等があり、設備費及び作業場所に応じて選定する。
【0014】次に第2発明について説明する。表面の炭
素分を消失させた炭素含有耐火物廃材を耐火原料と加水
混練して本発明の流し込み不定形耐火物とする。耐火原
料として、例えばアルミナ原料、ハイアルミナセメント
等から構成される。
【0015】本発明の流し込み不定形耐火物は、所望の
用途・特性、用いる炭素含有耐火物廃材等によって異な
り一様ではないが、上記の方法によって処理された炭素
含有耐火物廃材を5〜30重量%添加したことを特徴と
するものである。処理された炭素含有耐火物廃材の添加
量が5重量%以下の場合には、施工性、特性の向上効果
が明確にみられず、また炭素含有耐火物廃材を加熱処理
する費用を考慮すると流し込み不定形耐火物の価格に優
位性がないからである。また、炭素含有耐火物廃材の添
加量が30重量%以上の場合には、粗骨材の偏析が見ら
れるようになり、施工不良が起きたり、機械的強度の低
下が顕著になるからである。
【0016】
【実施例】以下に実施例及び比較例を示し、本発明の特
徴とするところをより一層に明確にする。表1は、炭素
含有耐火物廃材の粒径及び添加量を一定にして、炭素含
有耐火物廃材の表層の酸化層の厚みを変えて製造した流
し込み不定形耐火物の特性を比較したものである。ここ
で用いた炭素含有耐火物廃材は、連続鋳造に使用した炭
素含有量が10重量%のタンディッシュ用スライディン
グノズル耐火物を回収し、粉砕・篩い分けして得たもの
である。
【0017】比較例1は現在工程的に使用している流し
込み不定形耐火物の特性である。比較例2に示すよう
に、炭素含有耐火物廃材を予め酸化処理しない場合、即
ち表層の酸化層の厚みが無い場合は、炭素含有耐火物廃
材の偏析が発生し流し込みが不可能であった。また比較
例3に示すように、炭素含有耐火物廃材の表層の酸化層
厚みが500μm以上の場合には、炭素含有耐火物廃材
の炭素分の酸化による炭素含有耐火物廃材の粒径および
形状変化に起因して、流し込み不定形耐火物の組織がル
ーズ化している。
【0018】これに対して、実施例1,2及び3に示す
ように炭素含有耐火物廃材の表層の酸化層の厚みが10
〜500μmの場合には、比較例1と同等以上の施工
法、耐火物品質が得られている。
【0019】表2は、炭素含有耐火物廃材の表層の酸化
層の厚みが100μmになるように加熱処理を実施し、
その粒径及び添加量を変えて製造した流し込み不定形耐
火物の特性を示したものである。なお、炭素含有耐火物
廃材の種類は上述に記載したものと同じである。
【0020】比較例1は現在工程的に使用している流し
込み不定形耐火物の特性であるが、比較例2及び3に示
すように、使用する炭素含有耐火物廃材の粒径が1mm
以下もしくは50mm以上では流し込みが不可能であ
る。また、比較例4及び5に示すように、使用する炭素
含有耐火物廃材の添加量が5重量%以下では耐火物の耐
溶損性及び耐浸潤性が低下しており、30重量%以上で
は流し込みが不可能である。
【0021】これに対して、粒径が1〜50mmの範囲
の炭素含有耐火物廃材を添加した実施例1及び2におい
ては比較例1と同等以上の施工性、耐火物品質が得られ
ている。
【0022】表3は、炭素含有耐火物廃材の粒径、添加
量及びその表層の酸化層の厚みを一定にして、シリカ含
有量の異なる炭素含有耐火物廃材を添加して製造した流
し込み不定形耐火物の特性を示している。
【0023】比較例1は現在工程的に使用している流し
込み不定形耐火物の特性であるが、比較例2のように、
炭素含有耐火物廃材中のシリカ含有量が30重量部を越
えたものを使用すると、炭素含有耐火物廃材の耐火性の
低下に伴い、流し込み不定形耐火物の機械的強度、耐食
性、耐浸潤性が著しく低下している。
【0024】これに対して、実施例1,2,3及び4に
示すように、炭素含有耐火物廃材中のシリカ含有量が3
0重量部以下のものを使用した場合は、比較例1と同等
以上の機械的強度、耐食性、耐浸潤性を有している。
【0025】
【表1】
【0026】
【表2】
【0027】
【表3】
【0028】
【発明の効果】本発明の炭素含有耐火物廃材の処理方法
及び流し込み不定形耐火物の製造方法によれば、炭素含
有耐火物廃材の粒塊を耐火物原料、バインダーと配合
し、水で混練する前に、予め炭素含有耐火物廃材の表面
を加熱処理し炭素分を消失させることにより、炭素含有
耐火物廃材の添加による流動性及び機械的強度の低下を
抑制して、炭素含有耐火物廃材を流し込み不定形耐火物
の粗骨材として活用できる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シリカ含有量が30重量%以下で1〜5
    0mmに整粒した炭素含有耐火物廃材を大気中もしくは
    酸化雰囲気で、その表層の10〜500μmを酸化処理
    することを特徴とする炭素含有耐火物廃材の処理方法。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の方法で処理した炭素含
    有耐火物廃材を5〜30重量%、残部が耐火原料および
    バインダーであり、ついで水を加え混練して得られる流
    し込み不定形耐火物。
JP11299696A 1996-04-11 1996-04-11 炭素含有耐火物廃材の処理方法及びその炭素含有耐火物廃材を用いた流し込み不定形耐火物 Withdrawn JPH09278549A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010100458A (ja) * 2008-10-22 2010-05-06 Jfe Steel Corp 竪型炉用不定形耐火物
JP2012140318A (ja) * 2010-12-17 2012-07-26 Jfe Steel Corp 使用済み炭素含有耐火物の再利用方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010100458A (ja) * 2008-10-22 2010-05-06 Jfe Steel Corp 竪型炉用不定形耐火物
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Effective date: 20030701