不焼成れんが耐火物
【課題】ＡＲＳＣ層を配合したろう石や炭珪を主成分とする不焼成れんが耐火物において、溶融金属処理用の容器に内張りされたれんが間の目地より使用中に地金が差込むのを防止するのを必要とする、１４００℃で３時間加熱したときの線変化率が３．５％以上あるような不焼成れんが耐火物を提供する。
【解決手段】ＡＲＳＣ層を３mm以下の粒度に粉砕してバージン原料に１０〜６０質量％、好ましくは１０〜４０質量％配合する。
【解決手段】ＡＲＳＣ層を３mm以下の粒度に粉砕してバージン原料に１０〜６０質量％、好ましくは１０〜４０質量％配合する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融金属処理用の容器に内張りされていた、アルミナ・ろう石・炭化珪素（以下、炭珪という）・カーボン質使用済み耐火物を原料の一部として用いた不焼成れんが耐火物に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶融金属処理用の容器に内張りされる耐火物には、アルミナ系、マグネシア系、アルミナ・シリカ系、ジルコン系、マグネシア・カーボン系、アルミナ・炭珪・カーボン系など種々の材質のものがあるが、いずれも使用による損耗が避けられず、規定回数使用されると、張り替えのため解体されている。
【０００３】
解体された耐火物は廃棄処分されるが、近年ではこれを破砕して、そのまま或いは表面改質を行ってから耐火物の原料の一部としてリサイクルする試みが種々なされている。下記特許文献１に示されるものが、その一つの例で、この文献には、アルミナ・カーボン質の使用済み耐火物を３mm以下の粒度に粉砕したのち、これをそのまま４０〜８０質量％配合した不焼成れんが耐火物が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２８１０３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のリサイクルは、高価な材料に対して考慮され、ろう石のような安価なものをリサイクルの対象とすることは考えられていなかった。
【０００６】
本発明者らは、廃棄物を減少させ、資源を有効活用するという観点からろう石を主体とする使用済み耐火物を不焼成れんが耐火物の原料として再使用することを意図とし、その配合量について種々検討を重ねた。本発明は、この検討結果に基づいてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係わる発明は、ろう石や炭珪を成分の主体とする不焼成れんが耐火物において、アルミナ・ろう石・炭珪・カーボン質使用済み耐火物（以下、ＡＲＳＣ屑という）を３mm下の粒度に粉砕した粉砕物をそのまま原料の一部として１０〜６０質量％配合したことを特徴とする。
【０００８】
本発明者らは、かねてより、溶融金属処理用の容器に内張りされたれんが間の目地より使用中に地金が差込むのを防止するには、れんがを１４００℃で３時間加熱したときの線変化率が３．５％以上必要であることを経験則上知得していたが、ＡＲＳＣ屑を１０〜６０質量％配合したものは、れんが間の目地より地金が差込むのを防止するための上記条件を満たすことを見出し、本発明を完成するに至ったものである。
【０００９】
請求項２に係わる発明は、請求項１に係わる発明のＡＲＳＣ屑の配合量を１０〜４０質量％としたことを特徴とする。
【００１０】
本発明によると、バージン原料のみを使用した耐火物と同等以上の耐スポーリング性を有する耐火物を、ＡＲＳＣ屑を使用し得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例及び比較例のれんがの線変化率を示す図。
【図２】実施例及び比較例のれんがの耐スポーリング性（崩壊回数）を示すグラフ。
【実施例１】
【００１２】
溶融金属処理用の容器に内張りされた使用済みれんがを張り替えのため解体したときに発生したアルミナ・ろう石・炭珪・カーボン質耐火物を破砕し、下記表１の粒度のリサイクル材を得た。このリサイクル材の成分は表２に示す通りである。このリサイクル材１０質量％をろう石７０質量％を主成分とするバージン原料に配合し、不焼成れんがを作成した。このれんがの成分はSiO２６３％、Al２O３１６％、SiC１４％であり、見掛気孔率１１．０％、かさ比重２．４５、圧縮強さ３３ＭＰａでＪＩＳ Ｒ２５５４に準拠して求めた、１４００℃で３時間加熱したときの線変化率は４．８２％、１３００℃で３０分間加熱したのち、３０分間の水冷を繰返し、れんがが崩壊するまでの回数（耐スポーリング性）を求めたところ、１６回となった。
【００１３】
【表１】
【００１４】
【表２】
【実施例２】
【００１５】
実施例１のリサイクル材２０質量％を、ろう石６０質量％を主成分とするバージン原料に配合し、不焼成れんがを作成した。このれんがの成分はSiO２５９％、Al２O３２０％、SiC１４％であり、見掛気孔率１１．１％、かさ比重２．４５、圧縮強さ３２ＭＰａで、実施例１を同様にして求めた線変化率は４．５８％、耐スポーリング性を示すれんがの崩壊回数は１８回であった。
【実施例３】
【００１６】
実施例１のリサイクル材３０質量％を、ろう石５０質量％を主成分とするバージン原料に配合し、不焼成れんがを作成した。このれんがの成分はSiO２５５％、Al２O３２４％、SiC１４％であり、見掛気孔率１２．４％、かさ比重２．４４、圧縮強さ２８ＭＰａで、実施例１と同様にして求めた線変化率は４．４３％、れんがの崩壊回数は１４回であった。
【実施例４】
【００１７】
実施例１のリサイクル材４０質量％を、ろう石４０質量％を主成分とするバージン原料に配合し、不焼成れんがを作成した。このれんがの成分はSiO２４９％、Al２O３２８％、SiC１５％であり、見掛気孔率１２．８％、かさ比重２．４３、圧縮強さ２６ＭＰａで、実施例１と同様にして求めた線変化率は４．２７％、れんがの崩壊回数は１４回であった。
【実施例５】
【００１８】
実施例１のリサイクル材５０質量％を、ろう石３０質量％を主成分とするバージン原料に配合し、不焼成れんがを作成した。このれんがの成分はSiO２４３％、Al２O３３３％、SiC１５％であり、見掛気孔率１３．３％、かさ比重２．４２、圧縮強さ２２ＭＰａで、実施例１と同様にして求めた線変化率は４．２７％、れんがの崩壊回数は１１回であった。
【実施例６】
【００１９】
実施例１のリサイクル材６０質量％を、ろう石２０質量％を主成分とするバージン原料に配合し、不焼成れんがを作成した。このれんがの成分はSiO２３８％、Al２O３３７％、SiC１６％であり、見掛気孔率１３．７％、かさ比重２．４２、圧縮強さ２０ＭＰａで、実施例１と同様にして求めた線変化率は４．０４％、れんがの崩壊回数は９回であった。
【００２０】
比較例１
実施例１のリサイクル材７０質量％を、ろう石１０質量％を主成分とするバージン原料に配合し、不焼成れんがを作成した。このれんがの成分はSiO２３３％、Al２O３４１％、SiC１６％であり、見掛気孔率１４．２％、かさ比重２．４１、圧縮強さ１９ＭＰａで、実施例１と同様にして求めた線変化率は３．２６％、れんがの崩壊回数は９回であった。
【００２１】
比較例２
実施例１のリサイクル材８０質量％をろう石を含まないバージン原料に配合し、不焼成れんがを作成した。このれんがの成分はSiO２２７％、Al２O３４６％、SiC１７％であり、見掛気孔率１４．６％、かさ比重２．４２、圧縮強さ１８ＭＰａで、実施例１と同様にして求めた線変化率は２．９６％、れんがの崩壊回は８回であった。
【００２２】
比較例３（従来例）
ろう石８０質量％を主成分とするバージン原料にて不焼成れんがを作成した。このれんがの成分はSiO２６８％、Al２O３１１％、SiC１７％であり、見掛気孔率１２．０％、かさ比重２．４２、圧縮強さ３４ＭＰａで、実施例１と同様にして求めた線変化率は４．８２％、れんがの崩壊回数は１４回であった。
以上の結果を表３に示す。図１は線変化率、図２は耐スポーリング性（崩壊回数）を示す図である。
【００２３】
【表３】
【００２４】
前述したように、溶融金属処理用の容器に内張りされたれんが間の目地より使用中に地金が差込むのを防止するためには、れんがの線変化率は３．５％以上必要であるが、図１に示すように実施例１〜６のれんがはいずれもこの条件を満たした。また実施例１〜４のれんがは崩壊回数が比較例３のバージン原料のみで作成したれんがと同等以上であり、とくに実施例１及び２のれんがは、比較例３のれんがよりも崩壊に至るまでの回数が増加し、耐スポーリング性が向上した。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融金属処理用の容器に内張りされていた、アルミナ・ろう石・炭化珪素（以下、炭珪という）・カーボン質使用済み耐火物を原料の一部として用いた不焼成れんが耐火物に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶融金属処理用の容器に内張りされる耐火物には、アルミナ系、マグネシア系、アルミナ・シリカ系、ジルコン系、マグネシア・カーボン系、アルミナ・炭珪・カーボン系など種々の材質のものがあるが、いずれも使用による損耗が避けられず、規定回数使用されると、張り替えのため解体されている。
【０００３】
解体された耐火物は廃棄処分されるが、近年ではこれを破砕して、そのまま或いは表面改質を行ってから耐火物の原料の一部としてリサイクルする試みが種々なされている。下記特許文献１に示されるものが、その一つの例で、この文献には、アルミナ・カーボン質の使用済み耐火物を３mm以下の粒度に粉砕したのち、これをそのまま４０〜８０質量％配合した不焼成れんが耐火物が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２８１０３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のリサイクルは、高価な材料に対して考慮され、ろう石のような安価なものをリサイクルの対象とすることは考えられていなかった。
【０００６】
本発明者らは、廃棄物を減少させ、資源を有効活用するという観点からろう石を主体とする使用済み耐火物を不焼成れんが耐火物の原料として再使用することを意図とし、その配合量について種々検討を重ねた。本発明は、この検討結果に基づいてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係わる発明は、ろう石や炭珪を成分の主体とする不焼成れんが耐火物において、アルミナ・ろう石・炭珪・カーボン質使用済み耐火物（以下、ＡＲＳＣ屑という）を３mm下の粒度に粉砕した粉砕物をそのまま原料の一部として１０〜６０質量％配合したことを特徴とする。
【０００８】
本発明者らは、かねてより、溶融金属処理用の容器に内張りされたれんが間の目地より使用中に地金が差込むのを防止するには、れんがを１４００℃で３時間加熱したときの線変化率が３．５％以上必要であることを経験則上知得していたが、ＡＲＳＣ屑を１０〜６０質量％配合したものは、れんが間の目地より地金が差込むのを防止するための上記条件を満たすことを見出し、本発明を完成するに至ったものである。
【０００９】
請求項２に係わる発明は、請求項１に係わる発明のＡＲＳＣ屑の配合量を１０〜４０質量％としたことを特徴とする。
【００１０】
本発明によると、バージン原料のみを使用した耐火物と同等以上の耐スポーリング性を有する耐火物を、ＡＲＳＣ屑を使用し得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例及び比較例のれんがの線変化率を示す図。
【図２】実施例及び比較例のれんがの耐スポーリング性（崩壊回数）を示すグラフ。
【実施例１】
【００１２】
溶融金属処理用の容器に内張りされた使用済みれんがを張り替えのため解体したときに発生したアルミナ・ろう石・炭珪・カーボン質耐火物を破砕し、下記表１の粒度のリサイクル材を得た。このリサイクル材の成分は表２に示す通りである。このリサイクル材１０質量％をろう石７０質量％を主成分とするバージン原料に配合し、不焼成れんがを作成した。このれんがの成分はSiO２６３％、Al２O３１６％、SiC１４％であり、見掛気孔率１１．０％、かさ比重２．４５、圧縮強さ３３ＭＰａでＪＩＳ Ｒ２５５４に準拠して求めた、１４００℃で３時間加熱したときの線変化率は４．８２％、１３００℃で３０分間加熱したのち、３０分間の水冷を繰返し、れんがが崩壊するまでの回数（耐スポーリング性）を求めたところ、１６回となった。
【００１３】
【表１】
【００１４】
【表２】
【実施例２】
【００１５】
実施例１のリサイクル材２０質量％を、ろう石６０質量％を主成分とするバージン原料に配合し、不焼成れんがを作成した。このれんがの成分はSiO２５９％、Al２O３２０％、SiC１４％であり、見掛気孔率１１．１％、かさ比重２．４５、圧縮強さ３２ＭＰａで、実施例１を同様にして求めた線変化率は４．５８％、耐スポーリング性を示すれんがの崩壊回数は１８回であった。
【実施例３】
【００１６】
実施例１のリサイクル材３０質量％を、ろう石５０質量％を主成分とするバージン原料に配合し、不焼成れんがを作成した。このれんがの成分はSiO２５５％、Al２O３２４％、SiC１４％であり、見掛気孔率１２．４％、かさ比重２．４４、圧縮強さ２８ＭＰａで、実施例１と同様にして求めた線変化率は４．４３％、れんがの崩壊回数は１４回であった。
【実施例４】
【００１７】
実施例１のリサイクル材４０質量％を、ろう石４０質量％を主成分とするバージン原料に配合し、不焼成れんがを作成した。このれんがの成分はSiO２４９％、Al２O３２８％、SiC１５％であり、見掛気孔率１２．８％、かさ比重２．４３、圧縮強さ２６ＭＰａで、実施例１と同様にして求めた線変化率は４．２７％、れんがの崩壊回数は１４回であった。
【実施例５】
【００１８】
実施例１のリサイクル材５０質量％を、ろう石３０質量％を主成分とするバージン原料に配合し、不焼成れんがを作成した。このれんがの成分はSiO２４３％、Al２O３３３％、SiC１５％であり、見掛気孔率１３．３％、かさ比重２．４２、圧縮強さ２２ＭＰａで、実施例１と同様にして求めた線変化率は４．２７％、れんがの崩壊回数は１１回であった。
【実施例６】
【００１９】
実施例１のリサイクル材６０質量％を、ろう石２０質量％を主成分とするバージン原料に配合し、不焼成れんがを作成した。このれんがの成分はSiO２３８％、Al２O３３７％、SiC１６％であり、見掛気孔率１３．７％、かさ比重２．４２、圧縮強さ２０ＭＰａで、実施例１と同様にして求めた線変化率は４．０４％、れんがの崩壊回数は９回であった。
【００２０】
比較例１
実施例１のリサイクル材７０質量％を、ろう石１０質量％を主成分とするバージン原料に配合し、不焼成れんがを作成した。このれんがの成分はSiO２３３％、Al２O３４１％、SiC１６％であり、見掛気孔率１４．２％、かさ比重２．４１、圧縮強さ１９ＭＰａで、実施例１と同様にして求めた線変化率は３．２６％、れんがの崩壊回数は９回であった。
【００２１】
比較例２
実施例１のリサイクル材８０質量％をろう石を含まないバージン原料に配合し、不焼成れんがを作成した。このれんがの成分はSiO２２７％、Al２O３４６％、SiC１７％であり、見掛気孔率１４．６％、かさ比重２．４２、圧縮強さ１８ＭＰａで、実施例１と同様にして求めた線変化率は２．９６％、れんがの崩壊回は８回であった。
【００２２】
比較例３（従来例）
ろう石８０質量％を主成分とするバージン原料にて不焼成れんがを作成した。このれんがの成分はSiO２６８％、Al２O３１１％、SiC１７％であり、見掛気孔率１２．０％、かさ比重２．４２、圧縮強さ３４ＭＰａで、実施例１と同様にして求めた線変化率は４．８２％、れんがの崩壊回数は１４回であった。
以上の結果を表３に示す。図１は線変化率、図２は耐スポーリング性（崩壊回数）を示す図である。
【００２３】
【表３】
【００２４】
前述したように、溶融金属処理用の容器に内張りされたれんが間の目地より使用中に地金が差込むのを防止するためには、れんがの線変化率は３．５％以上必要であるが、図１に示すように実施例１〜６のれんがはいずれもこの条件を満たした。また実施例１〜４のれんがは崩壊回数が比較例３のバージン原料のみで作成したれんがと同等以上であり、とくに実施例１及び２のれんがは、比較例３のれんがよりも崩壊に至るまでの回数が増加し、耐スポーリング性が向上した。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ろう石や炭化珪素を成分の主体とする不焼成れんが耐火物において、アルミナ・ろう石・炭化珪素・カーボン質使用済み耐火物を３mm以下の粒度に粉砕した粉砕物をそのまま原料の一部として１０〜６０質量％配合したことを特徴とする不焼成れんが耐火物。
【請求項２】
前記アルミナ・ろう石・炭化珪素・カーボン質使用済み耐火物の配合量を１０〜４０質量％としたことを特徴とする請求項１記載の不焼成れんが耐火物。
【請求項１】
ろう石や炭化珪素を成分の主体とする不焼成れんが耐火物において、アルミナ・ろう石・炭化珪素・カーボン質使用済み耐火物を３mm以下の粒度に粉砕した粉砕物をそのまま原料の一部として１０〜６０質量％配合したことを特徴とする不焼成れんが耐火物。
【請求項２】
前記アルミナ・ろう石・炭化珪素・カーボン質使用済み耐火物の配合量を１０〜４０質量％としたことを特徴とする請求項１記載の不焼成れんが耐火物。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１０−１５５７６４（Ｐ２０１０−１５５７６４Ａ）
【公開日】平成２２年７月１５日（２０１０．７．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−３６２（Ｐ２００９−３６２）
【出願日】平成２１年１月５日（２００９．１．５）
【出願人】（０００００４５８１）日新製鋼株式会社 (1,178)
【出願人】（５９１１７２５２６）昭和ＫＤＥ株式会社 (17)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月１５日（２０１０．７．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月５日（２００９．１．５）
【出願人】（０００００４５８１）日新製鋼株式会社 (1,178)
【出願人】（５９１１７２５２６）昭和ＫＤＥ株式会社 (17)
【Ｆターム（参考）】
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