(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記の（ａ）および（ｂ）を含有する成形用組成物を圧縮成形してなる多孔質の脆性成形体と、この脆性成形体を強化するための強化部と、を有することを特徴とするスラグ生成装置投入用ブリケット。
（ａ）使用済みのアルミナ砥石の粉砕粉。
（ｂ）鉄系金属の研削切粉および研削液を含む綿状凝集体。
【請求項２】
前記強化部が、前記脆性成形体の表面下および表面上のうちの少なくとも一方に層状に形成されてなる強化層である請求項１記載のスラグ生成装置投入用ブリケット。
【請求項３】
前記強化部が、固形化補助剤を含んでいる請求項１または２記載のスラグ生成装置投入用ブリケット。
【請求項４】
前記固形化補助剤が、コロイダルシリカ、珪酸ソーダ、リン酸アルミニウムおよびアスファルト乳剤からなる群から選択される少なくとも１種である請求項３記載のスラグ生成装置投入用ブリケット。
【請求項５】
前記固形化補助剤が、パルプスラッジである請求項３記載のスラグ生成装置投入用ブリケット。
【請求項６】
前記成形用組成物における鉄系金属の研削切粉の含有割合が、１〜６０重量％の範囲に設定されている請求項１記載のスラグ生成装置投入用ブリケット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、使用済みのアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）砥石を粉砕して得られるアルミナ砥石の粉砕粉を有効に再利用することができるスラグ生成装置投入用ブリケットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
昨今、循環型社会の実現に向けて、廃棄物の処理や使用済み製品の再利用などに関する技術が種々提案されている。例えば、軸受鋼や浸炭鋼等の鉄系金属を研削（以下、研磨、超仕上げ研磨及びラッピング等も含む概念として使用する）した際に生じる切粉と油分および水分を含む綿状凝集体をブリケット化して、製鋼原料として再利用する技術が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１２９２４８号公報（第２頁）
【特許文献２】
特開２００１−３１０２５９号公報（第２頁）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記提案されている技術により、廃棄処分されていた鉄系金属の研削切粉を有効利用することができるようになったが、まだまだ多くのものが廃棄処分されている。例えば、使用済みのアルミナ砥石がある。アルミナ砥石は、各種の研削装置に取り付けられて鉄鋼の研磨などに用いられているが、その役目を終えたアルミナ砥石は、通常、製造元が回収した後、廃棄物処理業者に委託して埋め立て処分されているのが現状である。このため、資源の有効利用および環境への配慮という観点から、使用済みアルミナ砥石の再利用技術の開発が嘱望されている。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、使用済みのアルミナ砥石を有効に再利用することができるスラグ生成装置投入用ブリケットの提供をその目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、使用済みのアルミナ砥石を有効に再利用すべく鋭意研究を重ねていた。その過程で、高炉などのスラグが生成する装置では、アルミナを主成分とするスラグ流動性改質剤や高炉用鎮静剤が用いられている点に着目し、使用済みのアルミナ砥石を利用できるか否かの検討を重ねた。その結果、単に使用済みのアルミナ砥石の粉砕粉を所定寸法の固形物とするのではなく、使用済みのアルミナ砥石の粉砕物と鉄系金属の研削切粉および研削液を含む綿状凝集体とを含有する成形用組成物を用い、これを圧縮成形してなる脆性成形体を固形化補助剤等を用いて強化すれば、従来のスラグ流動性改質剤や高炉用鎮静剤に代えてあるいはそれらとともに利用できることを見いだし、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち、本発明のスラグ生成装置投入用ブリケット（以下単に「ブリケット」ともいう）は、下記の（ａ）および（ｂ）を含有する成形用組成物を圧縮成形してなる多孔質の脆性成形体と、この脆性成形体を強化するための強化部と、を有することを特徴としている。
（ａ）使用済みのアルミナ砥石の粉砕粉。
（ｂ）鉄系金属の研削切粉および研削液を含む綿状凝集体。
【０００８】
上記の構成によれば、使用済みのアルミナ砥石の粉砕粉とともに鉄系金属の研削切粉および研削液を含む綿状凝集体を用い、しかも強化部を形成しているので、所定の強度と形状維持性とを確保したものとなる。また、使用済みのアルミナ砥石を粉砕して得た粉砕粉を含んでいることから、スラグが生成する各種の装置内に投入して用いると、スラグの流動性が良好となる。よって、使用済みのアルミナ砥石を有効に再利用することができるブリケットになる。
ここで、本発明において「スラグ生成装置」とは、高炉などのスラグが生成する各種の装置の総称であって、従来のスラグ流動性改質剤や高炉用鎮静剤が投入されていた全ての装置を含む。
【０００９】
上記のブリケットにおいて、前記強化部が、前記脆性成形体の表面下および表面上のうちの少なくとも一方に層状に形成されてなる強化層であるのが好ましい。このように崩壊するおそれがある脆性成形体の表面下や表面上に層状の強化層を設けると、搬送時などの衝撃で脆性成形体に亀裂が発生したとしても、崩壊するのが未然に防止されることから、より一層、形状維持性を確保したものとなる。
ここで、本発明において「脆性成形体の表面下および表面上のうちの少なくとも一方」とは、脆性成形体の表面を境界として、その内部側（表面下）に強化層が形成される場合と、その外部側（表面上）に強化層が形成される場合と、内部側（表面下）と外部側（表面上）の両方に強化層が形成される場合とを含む趣旨である。
【００１０】
上記のブリケットにおいて、前記強化部が固形化補助剤を含んでいるのが好ましい。この場合、簡単に強化部（強化層）を形成でき、形状維持性の高いブリケットになる。
上記のブリケットにおいて、前記固形化補助剤が、コロイダルシリカ、珪酸ソーダ、リン酸アルミニウムおよびアスファルト乳剤からなる群から選択される少なくとも１種であるのが好ましい。この場合、簡単かつ確実に強化部（強化層）を形成でき、形状維持性のより高いブリケットになる。
上記のブリケットにおいて、前記固形化補助剤が、パルプスラッジであるのが好ましい。この場合、簡単かつ確実に強化部（強化層）を形成でき、形状維持性のより高いブリケットになる。また、製紙工場などの廃棄物であるパルプスラッジを用いているので、一層、資源の有効利用および環境に配慮したブリケットになる。
【００１１】
上記のブリケットにおいて、前記鉄系金属の研削切粉の含有割合が、１〜６０重量％の範囲に設定されているのが好ましく、特に好ましくは４０〜５０重量％の範囲である。この場合、アルミナ砥石の粉砕粉を多く含有させることができ、しかも所定形状を維持したものになる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施形態に係るブリケットを模式的に示す斜視図であり、図２はその断面図である。本形態に係るブリケットＢは、全体が円柱状であって、多孔質の脆性成形体Ｚと、その表面下（内部側）に形成された強化部としての強化層Ｋとから構成されている。
【００１３】
脆性成形体Ｚは、使用済みのアルミナ砥石の粉砕粉（ａ成分）と、鉄系金属を研削加工することにより発生する研削切粉と油分および水分を含んだ研削液とを含む綿状凝集体（ｂ成分）と、を含有する成形用組成物を、円柱形状で、嵩密度が１．５以上、好ましくは１．５〜３．０の範囲内となるよう圧縮成形されてなる。この脆性成形体Ｚは、適度の空隙を有する多孔質の脆性体として構成されている。
【００１４】
アルミナ砥石としては、各種の鉄鋼の研削加工などで使用され、廃棄処分をしようとしているものが用いられる。そして、このようなアルミナ砥石を、ハンマーなどで粉々に粉砕することで粉砕粉とする。アルミナ砥石の粉砕粉の含有割合は、形状維持性などを考慮して、圧縮成形前の成形用組成物全体に対して、３０〜５０重量％の範囲内に設定されているのが好ましい。
【００１５】
鉄系金属としては、炭素を０．２重量％以上含むものも用いることができる。このような鉄系金属の研削切粉は、スプリングバックが大きく、固形化が困難であるが、圧縮成形を適用することにより、圧縮成形時のスプリングバックの影響を排除して当該研削切粉を効果的にせん断することができ、その結果として固形化が可能となる。なお、炭素を０．２重量％以上含む研削切粉の代表例としては、軸受鋼の研削切粉をあげることができる。鉄系金属の研削切粉の含有割合は、圧縮成形前の成形用組成物全体に対して、１〜６０重量％に設定されているのが好ましく、特に好ましくは４０〜５０重量％の範囲である。研削切粉が少ないと、例えば円柱形状に圧縮成形してもその形状を維持できないおそれがあり、逆に研削切粉が多いとアルミナ砥石の粉砕粉の含有割合が少なくなるからである。
【００１６】
強化層Ｋは、ブリケットＢの内部側（脆性成形体Ｚ）よりも高強度かつ高密度であって、層状に形成されてなる。このような強化層Ｋは、例えば、液状の固形化補助剤中に浸漬したり、あるいは液状の固形化補助剤を塗布（コーティング）したりした後、乾燥することで形成することができる。固形化補助剤としては、コロイダルシリカ、珪酸ソーダ、リン酸アルミニウム、アスファルト乳剤、パルプスラッジが好適に用いられる。これらを用いることにより、研削液由来の油分やアルミナ砥石の粉砕粉を含有しているにもかかわらず、強固なブリケットＢが得られる。ここで、パルプスラッジは、木質パルプ、粘土質クレー、水分などを含んだものであり、製紙工場等から排出される産業廃棄物であることから、一層、資源の有効利用および環境に配慮したブリケットＢを提供できる。なお、これら固形化補助剤は、単独であるいは２種以上併せて用いられる。そして、固形化補助剤は、ブリケットＢ全体に対して、１〜１０重量％となるよう用いることが好ましく、特に好ましくは５〜１０重量％の範囲である。
【００１７】
本形態に係るブリケットＢは、例えば、つぎのようにして製造することができる。すなわち、まず、図３に示すように、鉄系金属の研削切粉および研削液を含む綿状凝集体Ｍ（図中Ｓ１参照）を、ベルトコンベア１にて搬送しながら一対のロール２間に挟み込むことで加圧圧縮して（図中Ｓ２参照）、その綿状凝集体Ｍに含まれる研削液の成分である水分及び油分の含有量を予備的に調整する。ただし、この水分及び油分の調整は、単なるエアー吹き付けやエアー圧縮により行う方法もある。この際、綿状凝集体Ｍは、含水率が５０重量％を超えない範囲に、含油率が１０重量％を超えない範囲にそれぞれ調整するのが好ましく、これにより、綿状凝集体Ｍの搬送、貯蔵等の取り扱いが容易となる。
【００１８】
一方、使用済みのアルミナ砥石をハンマーなどで粉砕して、粉砕粉Ａを得る（図中Ｓ３参照）。そして、この使用済みのアルミナ砥石の粉砕粉Ａと、上記水分および油分の含有量が調整された綿状凝集体Ｍとを所定の割合で混合させて、成形用組成物としての混合物Ｃを得る（図中Ｓ４参照）。
続いて、得られた混合物Ｃを、成形型３を用いて油圧プレスにより圧縮成形して脆性成形体Ｚを得る（図中Ｓ５参照）。この際、脆性成形体Ｚの嵩比重が１．５以上になるように綿状凝集体Ｍを圧縮する。この圧縮成形によって、綿状凝集体Ｍに含まれるスパイラル繊維状の研削切粉がせん断されるともに、アルミナ砥石の粉砕粉Ａがせん断された研削切粉の間の隙間に入り込む。なお、ボールねじ等を用いた機械的加圧装置を用いてもよい。
【００１９】
つぎに、図４に示すように、得られた脆性成形体Ｚが崩壊しないよう、ベルトコンベア４にてゆっくり搬送しながら、タンク５内に注入しておいた液状の固形化補助剤Ｄ中に浸漬させる（図中Ｓ６参照）。なお、コンベア搬送に代え、パレット等に脆性成形体Ｚを収容し、バッチ式に液状の固形化補助剤Ｄ中に浸漬してもよい。
その後、固形化補助剤Ｄを含浸させた脆性成形体Ｚ（図中Ｓ７参照）を養生（乾燥）することにより（図中Ｓ８参照）、ブリケットＢを得ることができる（図中Ｓ９参照）。この養生により、脆性成形体Ｚの内部に浸透した余剰の固形化補助剤が表面側に移動して一部が蒸発するとともに、残部が脆性成形体Ｚの表面側に残留して、表面側が内部側よりも高強度かつ高密度になった強化層Ｋが形成される。こうして、目的とするブリケットＢが得られる。
【００２０】
このようにして得られた本形態に係るブリケットＢは、使用済みのアルミナ砥石の粉砕粉とともに鉄系金属の研削切粉および研削液を含む綿状凝集体を用い、しかも強化部を形成しているので、所定の強度と形状維持性とを確保したものとなる。また、使用済みのアルミナ砥石の粉砕粉（ａ成分）を含んでいることから、高炉などのスラグ生成装置に投入すると、スラグの流動性が良好となる。また、従来のスラグ流動性改質剤や高炉用鎮静剤に代えてあるいはそれらとともに用いることができるので、使用済みのアルミナ砥石を有効に再利用することができるとともに、使用済みのアルミナ砥石の廃棄処分量を減らせるので、環境に配慮したものとなる。さらに、所定寸法（例えば直径４０〜７０ｍｍで高さ３０〜５０ｍｍの円柱形状）の乾燥した固形物であることから、スラグ生成装置に投入しても、飛散して舞い上がることがなく、装置内が不安定になる等の不具合が生ずることも抑制される。
【００２１】
なお、本形態に係るブリケットＢの形状としては、前記円柱形や多角柱形等のほか、卵形、アーモンド形、ラグビーボール形等のような、周縁部に丸みを有し、周縁部から中央部に向かって肉厚が漸次厚くなるほぼピロー形状であってもよい。このような形状に成形することにより、圧縮荷重に強くより崩壊し難いとともに、角部等における部分的な破損が生じ難いものになる。
【００２２】
また、本発明のブリケットは、多孔質の脆性成形体Ｚの表面下に強化層Ｋを形成する場合に限定されるものではない。例えば、多孔質の脆性成形体Ｚの表面に粘性の高い固形化補助剤を塗布（コーティング）して脆性成形体Ｚへの浸透量を減らすことで、脆性成形体Ｚの表面下および表面上に強化層を形成するようにしてもよい。さらに、より粘性の高い固形化補助剤を用いて脆性成形体Ｚへの浸透を実質的になくすことで、脆性成形体Ｚの表面上に強化層を形成するようにしてもよい。このようなブリケットであっても、スラグ生成装置に投入して用いることにより、スラグの流動性を良好にすることができる。そのため、資源の有効利用および環境への配慮を実現したものとなる。
【００２３】
また、本発明のブリケットは、例えば、予め成形用組成物に固形化補助剤を含有させておき、この成形用組成物を圧縮成形した後、養生（乾燥）させるようにして製造してもよい。この場合、脆性成形体中に残留した固形化補助剤の固化物が適度に分布した状態となり、それが脆性成形体を強化するための強化部となる。このようなブリケットも、上記と同様、所定の強度と形状維持性とを確保している。また、スラグの流動性を良好にすることができる。よって、資源の有効利用および環境への配慮という観点から好ましいものとなる。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように、本発明のブリケットによれば、所定の強度と形状維持性とを確保しており、またスラグ生成装置内に投入するとスラグの流動性を良好にすることができることから、使用済みのアルミナ砥石を有効に再利用したものとなる。また、廃棄処分としていたものを利用するので、環境に配慮したものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るブリケットを示す斜視図である。
【図２】図１に示すブリケットの断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るブリケットを製造する工程（圧縮成形まで）を示す模式的な工程図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るブリケットを製造する工程（圧縮成形後）を示す模式的な工程図である。
【符号の説明】
Ｂ    ブリケット
Ｄ    固形化補助剤
Ｋ    強化層（強化部）
Ｚ    脆性成形体
【図１】
0003701945.tif 000002
【図２】
0003701945.tif 000003
【図３】
0003701945.tif 000004
【図４】
0003701945.tif 000005