(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系耐火物の表面にＭｇＯの被覆層が形成されてなる連続鋳造用タンディッシュ耐火物の再利用方法であって、
使用済みの前記連続鋳造用タンディッシュ耐火物を粒度４５ｍｍ以下に粉砕し、同時脱燐脱炭吹錬終了時のスラグの組成が、ＭｇＯ：５.０〜８.０％かつＡｌ2Ｏ3：≦２.５％となるように調整を行うことで、前記粉砕された連続鋳造用タンディッシュ耐火物を粒径別に分級することなくＭｇＯ源として他のＭｇＯ源の造滓剤とともに前記同時脱燐脱炭吹錬に使用することを特徴とする連続鋳造用タンディッシュ耐火物の再利用方法。
【請求項２】
前記スラグ１ｔあたり、前記粉砕された連続鋳造用タンディッシュ耐火物を１５ｋｇ以上使用しつつ、前記調整を行うことを特徴とする請求項１に記載の連続鋳造用タンディッシュ耐火物の再利用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系耐火物の表面にＭｇＯの被覆層が形成されてなる連続鋳造用タンディッシュ耐火物の再利用方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
連続鋳造設備におけるタンディッシュは、取鍋から注入された溶鋼を下部の浸漬ノズルより鋳型内に注ぎ込むまでの間、溶鋼を保持する役割や介在物を浮かせて除去する役割をもっている。
このタンディッシュは、通常、外殻を鉄皮とし、鉄皮の内側に外側から順に定型レンガであるパーマレンガ、不定型耐火物であるワーク耐火物、吹き付け施工などによるＭｇＯ被覆層から構成されている。また、溶鋼流制御のため、タンディッシュ内に堰を設置する場合もある。
【０００３】
通常、タンディッシュの不定型耐火物は、Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系耐火物であり、その表面にＭｇＯ被覆層が形成されている。また、堰に使われる耐火物もＭｇＯ,Ａｌ2Ｏ3,ＳｉＯ2等を含むものであり、ＭｇＯ被覆層の表面には、ＣａＯ−ＳｉＯ2系のスラグや地金が付着している。
【０００４】
タンディッシュの解体により得られる使用済み耐火物に限らず、使用済みの耐火物を産業廃棄物として処理することは、処理コスト及び環境問題の観点から再利用することが望ましい。
ここで、組成物ごとに分離しながらタンディッシュを解体することは困難であるので、使用済みの連続鋳造用タンディッシュ耐火物を再利用する場合、これらが混合した状態が前提となる。
そして、使用済みの耐火物についてさまざまな再利用方法が提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。
【０００５】
特許文献１の方法は、使用済みタンディッシュ耐火物を破砕後、篩い分けし、１０ｍｍ以下のＭｇＯ比率の多い細粒を脱炭炉での耐火物溶損防止のためのＭｇＯ源用の造滓剤として用いる。そして、１０−３０ｍｍのＭｇＯ比率の低い粗粒は、溶損を生じさせてしまうため、吹止温度の低い転炉での予備脱燐精錬にて使用するという方法が開示されている。
【０００６】
また、特許文献２の方法では、製鉄所で発生する使用済み耐火物を回収して組成別に分級し、各組成別に分級した後、組成、粒径に基づいて、一部は製鉄所でそのまま原材料と混合して耐火物の原料として使用し、他の一部は、精錬用副原料として主にＭｇＯ源としてドロマイトの代替で使用し、残余を土木材料として所内外に持ち出して使用する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２６３７４２号公報
【特許文献２】特開２００５−５８８３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、これらの方法には以下のような問題がある。
特許文献１の方法は、１０ｍｍ以下の細粒と１０ｍｍ−３０ｍｍの粗粒に分級する必要があり、使用用途が異なるため、管理が煩雑になる。
また、細粒を脱炭炉での耐火物溶損防止のためのＭｇＯ源用の造滓剤として用いているが、細粒でも溶損を進行させるＡｌ2Ｏ3は約２０％、ＳｉＯ2は約２１％含まれている。実施例では、ＭｇＯ−Ｃ煉瓦屑とタンディッシュ耐火物を併用しているが、スラグ組成については特に明記しておらず、かえって溶損を促進する場合がある。
また、転炉にて吹止温度の低い予備脱燐における滓化促進としてＡｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2が濃縮している粗流を用いているが、吹止温度が１６００℃以上と高温となる脱炭精錬では、炉体レンガの損傷が大きくなるため使用できていない。
【０００９】
特許文献２では、使用済み耐火物を組成別に分級することを前提としているが、使用済みタンディッシュ耐火物はＡｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、スラグ成分が混合した状態で発生するため、組成別に分級することは困難である。
また、マグネシア系耐火物の再利用に関しては、ドロマイトの代替としているが、タンディッシュ耐火物の場合、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2等を含むため、単純に置き換えるだけでは、かえって転炉耐火物の溶損を招いてしまう。また、土木材料としての利用は近年、需要が減少傾向にあり、余剰分は産業廃棄物となってしまう。
【００１０】
そこで、本発明の目的とするところは、耐火物を粉砕後に粒径別に分級せずに再利用しても、転炉における耐火物を溶損させ難い連続鋳造用タンディッシュ耐火物の再利用方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の連続鋳造用タンディッシュ耐火物（１２）の再利用方法は、Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系耐火物（１２ａ）の表面にＭｇＯの被覆層（１２ｂ）が形成されてなる連続鋳造用タンディッシュ耐火物（１２）の再利用方法であって、使用済みの前記連続鋳造用タンディッシュ耐火物（１２）を粒度４５ｍｍ以下に粉砕し、同時脱燐脱炭吹錬終了時のスラグの組成が、ＭｇＯ：５.０〜８.０％かつＡｌ2Ｏ3：≦２.５％となるように調整を行うことで、前記粉砕された連続鋳造用タンディッシュ耐火物（１２）を粒径別に分級することなくＭｇＯ源として他のＭｇＯ源の造滓剤とともに前記同時脱燐脱炭吹錬に使用することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項２に記載の連続鋳造用タンディッシュ耐火物（１２）の再利用方法は、前記スラグ１ｔあたり、前記粉砕された連続鋳造用タンディッシュ耐火物（１２）を１５ｋｇ以上使用しつつ、前記調整を行うことを特徴とする。
【００１３】
ここで、上記括弧内の記号は、図面および後述する発明を実施するための形態に掲載された対応要素または対応事項を示す。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の請求項１に記載の連続鋳造用タンディッシュ耐火物の再利用方法によれば、同時脱燐脱炭吹錬終了時のスラグの組成が、ＭｇＯ：５.０〜８.０％かつＡｌ2Ｏ3：≦２.５％となるように調整を行ったので、連続鋳造用タンディッシュ耐火物を粉砕後に粒径別に分級せずに再利用しても、転炉の耐火物が溶損し難い。また、脱燐効率も良好である。
【００１５】
また、請求項２に記載の連続鋳造用タンディッシュ耐火物の再利用方法によれば、請求項１に記載の発明の作用効果に加え、スラグ１ｔあたり、粉砕された耐火物を１５ｋｇ以上使用しつつ、調整を行うので、脱燐効率がより高くなる。また、他のＭｇＯ源の造滓剤の使用量を抑制できるので、コスト面からも有利である。
【００１６】
なお、本発明の連続鋳造用タンディッシュ耐火物の再利用方法のように、粉砕された耐火物を粒径別に分級することなく吹錬に使用する点は、上述した特許文献１には全く記載されていない。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】タンディッシュの概要を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る連続鋳造用タンディッシュ耐火物の平均化学組成を示す表である。
【図３】本発明の実施形態に係る連続鋳造用タンディッシュ耐火物の再利用方法におけるスラグ中のＭｇＯの比率に対する転炉耐火物のＭｇＯ溶出量を示すグラフである。
【図４】本発明の実施形態に係る連続鋳造用タンディッシュ耐火物の再利用方法におけるスラグ中のＡｌ2Ｏ3の比率に対する転炉耐火物のＭｇＯ溶出量を示すグラフである。
【図５】本発明の実施形態に係る連続鋳造用タンディッシュ耐火物の再利用方法における再利用耐火物の量に対する溶鋼の脱Ｐ（燐）率を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１乃至図５を参照して、本発明の実施形態に係る連続鋳造用タンディッシュ耐火物１２の再利用方法を説明する。
この連続鋳造用タンディッシュ耐火物１２は、図１に示すように連続鋳造用のタンディッシュ１０に用いられる耐火物１２であって、鉄皮１１の内側に設けられたＡｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系耐火物（１２ａ）の表面（内側）にＭｇＯの被覆層１２ｂが形成されたものである。
図１は模式的に表しており、各要素の厚さの比率はこれに限られるものではない。
【００１９】
まず、タンディッシュ１０から発生する、連続鋳造用タンディッシュ耐火物１２を回収して４５ｍｍ以下に破砕し、磁選して地金を除去する。ここで、４５ｍｍ以下としているのは、大きすぎると連続鋳造用タンディッシュ耐火物１２に溶け残りが生じ、造滓剤として機能しないためである。
その連続鋳造用タンディッシュ耐火物１２の平均化学組成を図２に示す。
【００２０】
図２を見ると、使用済みの連続鋳造用タンディッシュ耐火物１２のみを用いて（ＭｇＯ）を５.０以上とするには、連続鋳造用タンディッシュ耐火物１２は（ＭｇＯ）を約４０質量％含むので、スラグ１ｔあたりその連続鋳造用タンディッシュ耐火物１２を１００ｋｇ以上投入すればよいことがわかるが、その連続鋳造用タンディッシュ耐火物１２は（Ａｌ2Ｏ3）、（ＳｉＯ2）も約２０％ずつ含むため、（Ａｌ2Ｏ3）が２.５％以上、スラグ塩基度（＝ＣａＯ／ＳｉＯ2）が３.０以下となる場合が発生し、かえって転炉耐火物の溶損を進行させてしまう。
よって、本実施形態に係る連続鋳造用タンディッシュ耐火物１２の再利用方法では、粉砕された全ての連続鋳造用タンディッシュ耐火物１２をＭｇＯ源として、他のＭｇＯ源の造滓剤とともに、吹止温度が１６００℃以上１７００℃以下の高温になる同時脱燐脱炭吹錬に使用する。
【００２１】
以下、より具体的に説明する。
ＭｇＯ−Ｃ煉瓦をワーク煉瓦とする２００トン転炉における溶銑の同時脱燐脱炭にて行った。
上吹きランスはφ５０ｍｍの４孔ランスを用い、酸素供給速度は、３５,０００〜４２,０００Ｎｍ3／ｈとした。
底吹きは、状況により窒素、空気、ＬＰＧを使い分けて使用した。
そして、同時脱燐脱炭精錬は、１５〜２０分間行った。
【００２２】
転炉内には、Ｃ:３.８〜４.４％、Ｓｉ:０.４０〜０.８０％、Ｍｎ:０.１８〜０.２５％、Ｐ:０.０９０〜０.１３０％、Ｓ:０.００１〜０.０１５％の溶銑を装入した。
溶銑装入後、脱燐を行うための生石灰等の副原料を上部バンカーより投入した。タンディッシュ１０から発生する使用済みの連続鋳造用タンディッシュ耐火物１２を破砕して４５ｍｍ以下とし地金除去後、粒径別に分級することなく使用した。
その際、スラグ組成を制御するために、他のＭｇＯ源用の造滓剤を併用して用いた。この他のＭｇＯ源には、水酸化マグネシウムを用いた。
【００２３】
スラグ（ＭｇＯ）が４.０質量％（望ましくは５．０質量％）以上８.０質量％以下となるようＭｇＯ源（水酸化マグネシウム）を投入する。
スラグ（ＭｇＯ）が８.０質量％以上となると、転炉の耐火物の溶損抑制に効果はあるがスラグの流動性が悪くなり、脱燐効率が悪化するため８.０質量％以下としている。
【００２４】
上記に加えて、脱燐処理後の（Ａｌ2Ｏ3）を２.５％以下、スラグ塩基度（＝ＣａＯ／ＳｉＯ2＝Ｃ／Ｓ）を３.０以上５.０以下とすることで、転炉耐火物の溶損防止に効果がある。
（Ａｌ2Ｏ3）が増加、もしくは、スラグＣ／Ｓが低下した場合、スラグが低融点化するだけでなく、スラグ中の（ＭｇＯ）溶解度が増大し、転炉耐火物の溶損を招くため、（Ａｌ2Ｏ3）を２.５％以下、スラグ塩基度（＝ＣａＯ／ＳｉＯ2）を３.０以上としている。
スラグＣ／Ｓを５.０以下としているのは、スラグＣ／Ｓが高くなりすぎると、スラグが滓化しにくく、脱燐率が低下するためである。ここで、（Ａｌ2Ｏ3）の下限については特に制限はしない。
【００２５】
さらに、使用済みの連続鋳造用タンディッシュ耐火物１２を、スラグ１ｔに対し、１５ｋｇ以上用いることで、脱燐率が高くなる。これは、使用済みの連続鋳造用タンディッシュ耐火物１２が、プリメルトのスラグが浸潤した状態で存在することから、スラグへの溶解性が良く溶解速度が速くなるためである。
また、上記の特許文献１にもあるように使用済み連続鋳造用タンディッシュ耐火物１２が含有するＡｌ2Ｏ3,ＳｉＯ2は滓化促進に効果があり、ＭｇＯ自体にも滓化促進に効果があることから（鉄と鋼，ｖｏｌ.５５,１９６９,Ｐ１０３）、脱燐に有効であるためである。
【００２６】
以上のように構成された連続鋳造用タンディッシュ耐火物１２の再利用方法によれば、同時脱燐脱炭吹錬終了時のスラグの組成が、ＭｇＯ：５.０〜８.０％かつＡｌ2Ｏ3：≦２.５％となるように調整を行ったので、連続鋳造用タンディッシュ耐火物１２を粉砕後に粒径別に分級せずに再利用しても、図３及び図４に示すように転炉の耐火物が溶損し難い。また、図５に示すように脱燐（脱Ｐ）効率も良好である。
同時脱燐脱炭吹錬では脱燐のみを行う場合よりも高温となるが、高温になると転炉耐火物が溶損しやすくなってしまう。この溶損を抑制しつつ脱燐効率を高める必要が生じるが、本実施形態での条件で同時脱燐脱炭吹錬を行うとこれらを同時に実現可能であるとともに、粉砕した連続鋳造用タンディッシュ耐火物１２の分級も必要ない。
【００２７】
なお、図３〜５中、○印で「実施例」としているものが、本実施形態における条件で連続鋳造用タンディッシュ耐火物１２を再利用したものであり、黒印の「比較例」はその他の条件（スラグ組成が実施例から外れた場合）での結果である。
ここで、（ＭｇＯ）溶出量は、処理後のスラグ（ＭｇＯ）濃度から投入量から計算されるスラグ（ＭｇＯ）の濃度を引いたものであり、値が大きくなるほど溶出量が大きいことを表している。
【００２８】
これにより、使用済みの連続鋳造用タンディッシュ耐火物１２をＭｇＯ源の造滓剤としての代替とＡｌ2Ｏ3系の滓化促進剤の代替に利用でき、従来使用していたドロマイトや水酸化マグネシウム等のＭｇＯ源の削減やカルシウムアルミネート等の滓化促進剤の削減が可能である。さらに、従来は処理できていなかった使用済みの連続鋳造用タンディッシュ耐火物１２を再利用できるので、産業廃棄物処理費が削減できることから、極めて有益である。
【００２９】
また、スラグ１ｔあたり、粉砕された連続鋳造用タンディッシュ耐火物１２を１５ｋｇ以上使用しつつ、調整を行うので、脱燐効率がより高くなる。また、他のＭｇＯ源の造滓剤の使用量を抑制できるので、コスト面からも有利である。
【００３０】
なお、連続鋳造用タンディッシュ耐火物１２以外の他のＭｇＯ源を水酸化マグネシウムとしたが、これに限られるものではなく、ドロマイト、マグカーボン耐火物等のＡｌ2Ｏ3やＳｉＯ2を全く含まないか、もしくは、少量しか含まないものであれば何でも良い。
【００３１】
また、スラグ１ｔあたり、粉砕された連続鋳造用タンディッシュ耐火物１２を１５ｋｇ以上使用したが、これに限られるものではない。
【符号の説明】
【００３２】
１０      タンディッシュ
１１      鉄皮
１２      連続鋳造用タンディッシュ耐火物
１２ａ    Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系耐火物
１２ｂ    被覆層
【図１】
0006538522.tif 000002
【図２】
0006538522.tif 000003
【図３】
0006538522.tif 000004
【図４】
0006538522.tif 000005
【図５】
0006538522.tif 000006