(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
５ｍｍ以下に粉砕したＭｇＯを主成分とする使用済み耐火物にバインダー及び水を添加・混練しブリケット状に成型してなるスラグ濃度調整用ＭｇＯブリケットにおいて、ＭｇＯを主成分とする粉砕した使用済み耐火物７０〜８５質量％、２００メッシュ以下の軽焼マグネシア粉３０〜１５質量％を配合し、これに水を外数で５〜１１質量％加えてブリケット状に成型することを特徴とするスラグ濃度調整用ＭｇＯブリケット。
【請求項２】
混練に用いるＭｇＯを主成分とする粉砕した使用済み耐火物と、成型したブリケットが式１の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載のスラグ濃度調整用ＭｇＯブリケット。
（Ｂ÷Ａ）×１００≦０．３            （１）
但し、Ａ：ブリケット１個当たりの体積（ｍｍ３）
Ｂ：原料中最大粒径の１個当たりの体積（ｍｍ３）
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は製鋼工程においてスラグに添加する成分調整剤に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
転炉や取鍋等の溶鋼処理槽の内張り耐火物の溶損防止対策として、スラグ中ＭｇＯ濃度を調節する為にＭｇＯを含有するドロマイトあるいは軽焼ドロマイトを投入している。これに代わる添加剤として、転炉を解体した時に発生するＭｇＯレンガ屑を２０ｍｍ以下に粉砕したものを用いることが特開平６−１１６６１７号公報にて提示されている。この方法において、レンガ屑の径の上限を３０ｍｍとした場合にはスラグ中ＭｇＯが上昇せず、過度に大きなレンガ屑は溶解が不十分な事も指摘されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のようにレンガを粉砕して用いる方法は、破砕の際に５ｍｍ以下のサイズのレンガ屑が大量に発生するため、有効利用が困難であった。
また、レンガ屑は副原料バンカーに装入するまでのハンドリング中にも破砕し、さらに５ｍｍ以下の比率が増加する上、副原料バンカーを詰まらせ切り出し不能の事態をも引き起こす。さらに、細粒は集塵機に吸引されて歩留まり低下を招くと言う、多くの問題があった。
これらの問題を回避するためにはレンガ屑の粒度構成に上下限を設ける必要があり、また副原料バンカー使用時のハンドリングに十分耐えうるだけの強度を持つものが望まれていた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、５ｍｍ以下に粉砕した使用済みＭｇＯ耐火物と、２００メッシュ以下の軽焼マグネシア粉を、ブリケットマシンのロールポケットへ最充填密度になるような粒度分布になるように調整した後、水を添加、混練しブリケット状に成型することで再使用率を低下させることなく均一粒度でかつ溶解性と投入バンカー使用時のハンドリング性に優れたスラグ中ＭｇＯ濃度調整用の副原料を提供するものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
当ブリケットはＭｇＯを主成分とする使用済み耐火物を５ｍｍ以下に粉砕し、バインダー及び水を添加・混練しブリケット状に成型することにより得られる。
ここで、ブリケットの成型性の点からは、ＭｇＯ主成分とする使用済み耐火物と成型するブリケットの寸法の間には式（１）の関係が成り立つ事が必要である。
（Ｂ÷Ａ）×１００≦０．３                                  （１）
但し、Ａ：ブリケット１個当たりの体積（ｍｍ３）
Ｂ：原料中最大粒径の１個当たりの体積（ｍｍ３）
【０００６】
また圧潰強度の観点からは、このブリケットに用いる原料の配合比率は、粉砕したＭｇＯ耐火物７０〜８５質量％、２００メッシュ以下の軽焼マグネシア粉３０〜１５質量％に水を外数として５〜１１質量％加えることが好ましい。
【０００７】
あるいは、５ｍｍ以下に粉砕したＭｇＯを主成分とする使用済み耐火物にバインダーとしてタールピッチを外数で５〜１０質量％加えても良い。
【０００８】
粉砕したＭｇＯ耐火物の粒径が３０ｍｍ以上になった場合には転炉での溶解性が悪くなると言う弊害があった。しかし、水を加えて混練・成型したブリケットの場合には、マグネシアの一部が水酸化物に変化しているため、転炉への投入の際その熱により良好な溶解性が得られる径に爆裂することを知見した。
また、第二成分として配合する軽焼マグネシアは、マグネシア耐火物よりＭｇＯ品位が高いため必要投入量が少なくて済み、その結果転炉スラグの生成量を低減できるのでスラグ処理費を軽減できるという効果もある。
【０００９】
ブリケットの原料として用いる粉砕したマグネシア耐火物の粒径は成型するブリケットの大きさにより制限があり、小径のブリケットに用いうる耐火物径は小さくなる。一方、転炉投入時の溶解性の点からは、使用する耐火物の径は大き過ぎない事が好ましい。
したがって図４の関係が成り立ち、使用済みのＭｇＯを主成分とした耐火物を式１の範囲に粉砕し、バインダー及び水を添加・混練し、ブリケット状に成型することにより高強度で溶解性の良好なブリケットが得られる。
（Ｂ÷Ａ）×１００≦０．３                                      （１）
但し、Ａ：ブリケット１個当たりの体積（ｍｍ３）
Ｂ：原料中最大粒径の１個当たりの体積（ｍｍ３）
【００１０】
転炉に内張りしたＭｇＯレンガを解体した時に生ずるレンガ屑を収集・選別後にジョークラッシャーを用いて５ｍｍ以下に式（１）が成り立つように全量を粉砕し、表１に示す粒度範囲に調整したものを９０、８５、８０、７５、７０、６５、６０質量％にそれぞれ秤取り、これに２００メッシュ以下に粉砕した軽焼マグネシアを１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０質量％配合して、水を外数で８質量％添加しながら混練し、ブリケットマシンの加圧力を１２５０ｋｇ／ｃｍ２と一定に保持して４０ｍｍＬ×４０ｍｍＷ×２５ｍｍＨサイズのマセックス型ブリケットに成型した。成型したブリケットは熱風乾燥機を用いて２５０℃の雰囲気で６０分の一定条件で乾燥し、ＪＩＳＭ８７１８（９３）の圧潰強度ならびにＪＩＳＭ８７１１（９３）に定められている焼結鉱の落下強度を得る落下試験に準じて試験を行った。
【００１１】
【表１】
0003729371.tif 000002
【００１２】
なお、ブリケットマシンから連続的に製造されるブリケットの強度は、製団原料へのバインダー添加量及び水分添加量によって大きく左右されるため、図１に示すごとく通常使用されているバインダーとして軽焼マグネシア２５質量％を先述の５ｍｍ以下に粉砕した使用済みＭｇＯレンガ７５質量％に添加し、外数で３〜１３質量％の水を加え、十分混練してブリケットに成型し、ブリケットを２５０℃×６０分の一定条件で乾燥して圧潰強度試験に供し、添加水分とブリケット強度の関係を調査した。
【００１３】
図１からわかるように、ブリケットの圧潰強度（１個当たりの平均強度（ｋｇｆ））は、水分の添加率８質量％をピークとして放物線を示した。この結果は製団する原料の水との濡れ・なじみ性、いわゆる親和力が添加水分量の影響を受け、５質量％未満では原料粒子表面の濡れが完全にならず、粘結度が弱くなったものと考えられる。一方、１１質量％超えの水分を添加したものは、原料粒子表面の濡れが多すぎて、逆に強度が発現しなかった。その結果、使用済みＭｇＯレンガの粉砕物に対する水分の最適な添加率は外数で８質量％であり、５〜１１質量％で実用に適する事が分かった。
【００１４】
表２に軽焼マグネシア１０〜４０質量％および水を外数で８質量％を配合・添加して試作したＡ〜Ｇのブリケット成型歩留と圧潰強度ならびに落下強度試験結果を示す。
ここで、上記の用語は以下に定義するものである。
ブリケット成型歩留：ブリケットマシンから連続的に成型されたブリケットを２０ｍｍ篩にてふるい分け、篩上に残ったものの質量百分率。
落下強度：ブリケット２０ｋｇをはかり取り、２ｍの高さから鉄板上に４回落下させ、１０ｍｍ篩でふるい分け、＋１０ｍｍの量を試験前重量の２０ｋｇで割った質量百分率で、％を省略した値をそのまま指数とし表示した。
【００１５】
【表２】
0003729371.tif 000003
【００１６】
本結果から、軽焼マグネシアの配合率はブリケットの成型歩留を決定し、３０％で歩留の最高値を示した。軽焼マグネシアは微粉が多く含まれるため、４０％を超えて添加すると充填性が悪くなり強度が得られない。また、１０未満の添加量では逆に微粉が不足して充填性が悪くなる。よって、十分な強度を確保するため、軽焼マグネシアの配合率を１５〜３０％とした。
【００１７】
【実施例１】
本発明品であるスラグ濃度調整用ＭｇＯブリケットすなわち、５ｍｍ以下に粉砕・粒度調整した使用済みＭｇＯレンガ７０質量％に２００メッシュ以下に粉砕した軽焼マグネシアを３０質量％配合し、水９質量％を添加・混練し、４０ｍｍＬ×４０ｍｍＷ×２５ｍｍＨサイズのマセックス型ブリケットに成型し、２５０℃の雰囲気で６０分乾燥した後、転炉炉上バンカーに貯鉱し、従来使用していたスラグ中ＭｇＯ調整用副原料である軽焼ドロマイトのＭｇＯ純分と同量になるように秤量し、転炉吹錬開始直後に炉内へ投入した。溶解性の確認は目視観察とサンプリングしたスラグの組成の評価により行った。一方、本発明品との比較のため、特開平６−１１６６１７号公報に開示されたように本発明品の製造で使用した使用済みＭｇＯレンガを３０ｍｍ以下に破砕したものを、従来使用していた軽焼ドロマイトのＭｇＯ純分と同量となるように秤量し、転炉吹錬開始直後に炉内へ投入した。その溶解性を評価した結果を図３に示す。本発明法は、同量のＭｇＯ純分の添加にも関わらずスラグ中ＭｇＯ含有量が高く、溶解性が向上していることがわかる。
【００１８】
また、転炉炉前操業者による炉内の目視観察結果からも、レンガの破砕品ではスラグ表層部に溶け残りがあったのに対し、本発明品では表層部に溶け残りが全くなく、良好な溶解性を示した。
さらに、これらの副原料を転炉炉上バンカーに貯鉱するまでにおける工程、すなわち転炉副原料全般の搬送・貯鉱設備である打ち込みホッパー（大型ダンプやショベルローダー等による受入れ）、ベルトコンベアやバケットエレベータ等でのハンドリングによる粉化状況を観察した。その結果、従来のレンガ破砕品では粉化が著しく、ダンプによる打ち込みホッパーへのダンピングの際、発塵でホッパー建屋内に充満し５〜６分の集塵時間を要したのに対し、本発明品のブリケットについてはほとんど発塵せず、この問題がなかった。
【００１９】
【実施例２】
本発明の濃度調整用ブリケット、すなわち５ｍｍ以下に粉砕・粒度調整した使用済みＭｇＯレンガ１００質量％に、タールピッチを外数として３〜１１質量％添加・混練し、４０ｍｍＬ×４０ｍｍＷ×２５ｍｍＨサイズのマセックス型ブリケットに成型し、２５０℃×６０分で乾燥した。乾燥したブリケット圧潰強度試験に供し、添加水分とブリケット強度の関係を調査した。その結果を図２に示すが、強度確保の上からタールピッチの添加量は５〜１０質量％添加することが望ましい事が分かった。
【００２０】
【発明の効果】
本発明に係るブリケットを使用することにより、粒度が大きい原料の場合の溶解性の悪化の問題や、転炉装入前までのハンドリングによる粉化および歩留低下といった問題が解消され、使用済みＭｇＯ耐火物の全量のリサイクルが可能になるため、粗鋼の製造コストが低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  使用済みＭｇＯレンガ屑を５ｍｍ以下に粉砕し、水を５、７、９、１１、１３質量％添加しながら混錬しブリケット状に成型した時の添加水分とブリケット圧潰強度との関係を示す図。
【図２】  使用済みＭｇＯレンガ屑を５ｍｍ以下に粉砕・粒度調整したものに、タールピッチを添加して添加割合とブリケットの圧潰強度との関係を示す図。
【図３】  使用済みＭｇＯレンガ屑を５ｍｍ以下に粉砕・粒度調整したもの７０質量％に２００メッシュ以下に粉砕した軽焼マグネシア３０質量％配合し、水を９％添加・混練し、ブリケットに成型し乾燥したものを、転炉炉内へ投入溶解した時の投入ＭｇＯ指数（投入ＭｇＯ÷スラグ量）とスラグ中ＭｇＯ含有量の関係を示す図。
【図４】  ブリケット一辺の長さと原料の最大粒子径との関係を説明する図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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