JP2005082839A

JP2005082839A - 複合造滓材及びその製造方法

Info

Publication number: JP2005082839A
Application number: JP2003314478A
Authority: JP
Inventors: Minoru Sato; 稔佐藤; Hideyo Omori; 英世大森
Original assignee: INTOCAST JAPAN KK; YAMATO TAIKA RENGA SEIZOSHO KK
Current assignee: INTOCAST JAPAN KK; YAMATO TAIKA RENGA SEIZOSHO KK
Priority date: 2003-09-05
Filing date: 2003-09-05
Publication date: 2005-03-31

Abstract

【課題】精錬工程中に精錬炉内での灼熱現象によるイグニッションロスを抑制し、かつ、内張耐火物のコーティング効果を減少させず、しかも精錬工程における作業効率を向上させることを目的とする。
【解決手段】本発明の複合造滓材は、５０重量％〜７５重量％の軽焼マグネシア粉末と、２５重量％〜５０重量％の消石灰粉、又は石灰岩粉末とを混合したブリケット形状を有する。また、本発明の複合造滓材は、Ｍｇ含有物質とＣａ含有物質との混合比を１：１から４：１の間になるように混合し、さらに水を混合してなる混合原料を用いて成型された成型体を常温で養生して水和硬化させてなる。
【選択図】なし

Description

本発明は、精錬炉（転炉・電気炉取鍋など）に使用される複合造滓材及びその製造方法に関する。

従来、製鉄所における精錬工程において、精錬スラグの滓化促進及び精錬炉の内面に設けられている内張耐火物の寿命延長を図るため、ブリケット状にした軽焼ドロマイト、軽焼マグネシア、重焼マグネシアなどの成分調整剤を精錬炉に投下している。これらの内、ドロマイトはＭｇＯ成分が比較的少なく、内張耐火物のコーティング効果が小さいので、一般的には、ＭｇＯ成分を比較的多く含み、内張耐火物のコーティング効果が大きい軽焼マグネシアを使用することが多い。

また、一般的にこの種のマグネシア材料は、下記の特許文献１に開示されているように、精錬炉の内張耐火物の材料として用いることがあり、精錬炉の内壁にコーティングすることが行なわれている。

上記した軽焼マグネシアブリケットは、軽焼マグネシア粉末に水を添加したものを平ミキサ等によりせん断力を作用させながら混練し、これをブリケット成型機（摩圧機）で成型することにより製造される。ブリケット成型機では、表面に多数の凹部が形成された一対のローラを加熱し、このローラ間に、上記したように水を添加した軽焼マグネシア原料を送り込むことにより、その原料を押し固めてブリケットを製造する。
特開昭５９−２６９７９号公報。

ところで、上記した軽焼マグネシアブリケットを精錬工程中に精錬炉に投入した場合、ＭｇＯ成分が多いために、灼熱現象が起こり、イグニッションロスが大きくなって炉内の温度が低下するという問題がある。このため、この炉内の温度低下を防止するためには、事後的にＣａＯを投入する必要がある。

しかしながら、ＣａＯの投入量が多すぎると、内張耐火物のコーティング効果を減少させてしまうという問題がある。また、ＣａＯを事後的に投入することは作業効率が悪くなるという問題がある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、精錬工程中に精錬炉内での灼熱現象によるイグニッションロスを抑制し、かつ、内張耐火物のコーティング効果を減少させず、しかも精錬工程における作業効率を向上させることができる複合造滓材及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記した課題を解決するために、本発明に係る複合造滓材は、５０重量％〜７５重量％の軽焼マグネシア粉末と、２５重量％〜５０重量％の消石灰粉、又は石灰岩粉末とを混合したブリケット形状を有することを特徴とする。

このような構成によれば、含有する水和物の量が少ないため、精錬炉中での分解吸収熱量が少なくなる。その結果、容易に分解するだけでなく、精錬炉中のイグニッションロスを少なくすることができ、これにより精錬炉内の温度低下を抑制することができ、かつ鋼の精錬作業に支障をきたすことを防止できる。また、ＭｇＯ成分の割合が多いので内張耐火物のコーティング効果も高い。さらに、本発明の複合造滓材を投入すれば、事後的にイグニッションロスを抑えるための物質投入を行なう必要がないので作業性が良くなる。

本発明における複合造滓材においては、ＭｇＣＯ_３成分をさらに含むことが好ましい。ＭｇＯ成分とＭｇＣＯ_３成分によりＭｇ成分を適宜調整することが可能になる。この場合、ＭｇＣＯ_３の含有量は、イグニッションロスを考慮して、７重量％〜１５重量％にすることが好ましい。

本発明の複合造滓材の製造方法は、Ｍｇ含有物質とＣａ含有物質との混合比を１：１から４：１の間になるように混合し、さらに水を混合して混合原料を得る工程と、前記混合原料を所定形状に成型することにより成型体を得る工程と、前記成型体を常温で養生して水和硬化させて複合造滓材を得る工程と、を具備することを特徴とする。

このような製造方法によれば、効率良く造滓効果を発揮させることができ、良質な鋼製品の製造に寄与することができる複合造滓材を得ることができる。

また、本発明の複合造滓材の製造方法においては、Ｍｇ含有物質は、ＭｇＯ分含有範囲が８５％〜９５％である軽焼マグネシア粉末であることが好ましい。また、本発明の複合造滓材の製造方法においては、Ｃａ含有物質は、ＣａＯ分含有範囲が８０％〜９０％である消石灰粉末であることが好ましい。

本発明に係る複合造滓材は、５０重量％〜７５重量％の軽焼マグネシア粉末と、２５重量％〜５０重量％の消石灰粉、又は石灰岩粉末とを混合したブリケット形状を有するもの、または、Ｍｇ含有物質とＣａ含有物質との混合比を１：１から４：１の間になるように混合し、さらに水を混合してなる混合原料を用いて成型された成型体を常温で養生して水和硬化させてなるものである。このため、精錬工程中に精錬炉内での灼熱現象によるイグニッションロスを抑制し、かつ、内張耐火物のコーティング効果を減少させず、しかも精錬工程における作業効率を向上させることができる。

本発明の骨子は、５０重量％〜７５重量％の軽焼マグネシア粉末と、２５重量％〜５０重量％の消石灰粉、又は石灰岩粉末とを混合したブリケット形状を有する複合造滓材により、或いは、Ｍｇ含有物質とＣａ含有物質との混合比を１：１から４：１の間になるように混合し、さらに水を混合してなる混合原料を用いて成型された成型体を常温で養生して水和硬化させてなる複合造滓材により、精錬工程中に精錬炉内での灼熱現象によるイグニッションロスを抑制し、かつ、内張耐火物のコーティング効果を減少させず、しかも精錬工程における作業効率を向上させることである。

以下、本発明の好ましい実施の形態について具体的に説明する。
本発明の複合造滓材は、５０重量％〜７５重量％の軽焼マグネシア粉末と、２５重量％〜５０重量％の消石灰粉、又は石灰岩粉末とを含材料で構成されたブリケット形状を有する。この複合造滓材には、ＳｉＯ_２などの他の成分や、Ｐ，Ｓなどの不可避的不純物が若干含まれる。

このような含有比でＭｇＯ成分とＣａＯ成分とを含有すると、高粘性のマグネシア成分を多量に含有する鋼滓を形成し、精錬炉の内張耐火物表面を被覆して保護することができる。また、少量の吸熱量によって容易に分解してＭｇＯ成分やＣａＯ成分が鋼滓中に効果的に混入するため、未分散のまま残存する原料が少なくなり、効率良く所期成分の鋼滓を形成することができる。

このような複合造滓材は、ＭｇＯ−ｂａｌｌと比較し、相対的に吸熱量が少ない。その結果、容易に分解するだけでなく、精錬炉中のイグニッションロスを少なくすることができ、これにより精錬炉内の温度低下を抑制することができ、これによって、精錬作業に支障をきたすことを防止できる。

また、この複合造滓材を投入すれば、事後的にイグニッションロスを抑えるための物質を投入する必要がないので作業性が良くなる。さらに、この複合造滓材はブリケット形状に構成されるため、簡単に投入することが可能であり、作業性が良好である。

このように、本発明の複合造滓材は、イグニッションロスのような造滓効果を減殺する要因を排除することができるので、効率良く造滓効果を発揮させることができ、これによって、良質な鋼製品の製造に寄与すると共に、廃棄される鋼滓量を少なくすることもできる。

また、上記した複合造滓材は、ＭｇＣＯ_３成分をさらに含んでいても良い。ＭｇＯ成分とＭｇＣＯ_３成分によりＭｇ成分を任意に調整することが可能となる。この場合、ＭｇＣＯ_３の含有量は、イグニッションロスを考慮すると、７重量％〜１５重量％であることが好ましい。ＣａＯ成分は、使用原料として、消石灰、石灰石（粉末を含む）、ドロマイト又は軽焼ドロマイトなどを用いることにより複合造滓材に含有させることができる。

また、本発明の複合造滓材を製造する場合、Ｍｇ含有物質とＣａ含有物質との混合比を１：１から４：１の間になるように混合し、さらに水を混合して混合原料を得て、この混合原料を所定形状に成型することにより成型体を得て、この成型体を常温で養生して水和硬化させる。

Ｍｇ含有物質の使用原料としては、ＭｇＯ分含有範囲が８５％〜９５％である軽焼マグネシア粉末などを用いることができる。なお、上記軽焼マグネシア粉末は、マグネサイト鉱石を窯に充填し、例えば１１００℃に昇温して軽焼することにより得ることができる。

Ｃａ含有物質の使用原料としては、炉中においてＣａＯ有効成分が８０％〜９０％となる消石灰粉末、炭酸カルシウム、石灰石（粉末を含む）、ドロマイト又は軽焼ドロマイトなどを用いることができる。

本発明の複合造滓材の製造方法において、Ｍｇ含有物質とＣａ含有物質との間の混合比を１：１から４：１の間になるように設定する。これにより、精錬工程中に精錬炉内での灼熱現象によるイグニッションロスを抑制するとともに、内張耐火物のコーティング効果の減少を防止することが可能な複合造滓材を得ることができる。実際には、Ｍｇ含有物質とＣａ含有物質との間の混合比は、３：１程度になるように設定することが特に好ましい。

上記使用原料に水を加えてなる混合原料を用いて成型体を得る場合、通常のブリケット成型機、加圧造球機又は造粒機を用いる。その後、成型体を水和硬化させるために約２〜４週間養生を行う。なお、成型体の養生は、成型体を外界に放置することにより行うことができる。これによりブリケットとして必要な強度を有する複合造滓材が得られる。

このような複合造滓材の製造方法によれば、効率良く造滓効果を発揮させることができ、良質な鋼製品の製造に寄与することができる複合造滓材を得ることができる。

次に、本発明の効果を明確にするために行った実施例について説明する。

（実施例１）
ＭｇＯ成分が９０％である軽焼マグネシア粉末７４重量％と、炉内においてＣａＯ有効成分が８６．５％になると予想される消石灰粉末２６重量％とを混合し、この混合粉末１００重量部に対してバインダーとして１２重量部の水を加えて混合して混合材料を得た。

この混合材料を加圧造球機により成型して、直径４０ｍｍ程度の大きさの球状体を得た。これを常温で４週間養生を行って水和硬化させ、複合造滓材（実施例１）を得た。

この複合造滓材を成分分析したところ、ＭｇＯ成分が６２．８重量％であり、ＣａＯ成分が８．７３重量％であった。また、この複合造滓材の２週間養生後の強度及び４週間養生後の強度を測定した。なお、強度測定は、一般的な圧縮試験機を用いて圧縮試験を行い、圧縮強度を測定することにより行った。その結果を下記の表１に示す。

この複合造滓材を所定量精錬工程中に精錬炉に投入して、灼熱現象によるイグニッションロス（灼熱減量）を調べた結果、１６．７４％であった。この結果も下記の表１に併記する。なお、イグニッションロスは、１０５０℃、２時間焼成することによって求めた。さらに、精錬工程後に、精錬炉の内張耐火材のコーティング性を調べた。

（実施例２）
ＭｇＯ成分が９０％である軽焼マグネシア粉末５０重量％と、炉内においてＣａＯ有効成分が８６．５％になると予想される消石灰粉末５０重量％とを混合し、この混合粉末１００重量部に対してバインダーとして１４重量部の水を加えて混合して混合材料を得た。

この混合材料を加圧造球機により実施例１と同様に成型して、直径４０ｍｍ程度の大きさの球状体を得た。これを常温で４週間養生を行って水和硬化させ、複合造滓材（実施例２）を得た。

この複合造滓材を実施例１と同様に成分分析したところ、ＭｇＯ成分が５５．２重量％であり、ＣａＯ成分が１６．３２重量％であった。また、この複合造滓材の２週間養生後の強度及び４週間養生後の強度を実施例１と同様にして測定した。その結果を下記の表１に示す。

この複合造滓材を所定量精錬工程中に精錬炉に投入して、灼熱現象によるイグニッションロス（灼熱減量）を実施例１と同様にして調べた結果１７．９５％であった。この結果も下記表１に併記する。さらに、精錬工程後に、精錬炉の内張耐火材のコーティング性を調べた。

（実施例３）
ＭｇＯ成分が９０％である軽焼マグネシア粉末７５重量％と、炭酸カルシウム粉末２５重量％とを混合し、この混合粉末１００重量部に対してバインダーとして１２重量部の水を加えて混合して混合材料を得た。

この混合材料を加圧造球機により実施例１と同様に成型して、直径４０ｍｍ程度の大きさの球状体を得た。これを常温で４週間養生を行って水和硬化させ、複合造滓材（実施例３）を得た。

この複合造滓材を実施例１と同様に成分分析したところ、ＭｇＯ成分が６０重量％であり、ＣａＯ成分が１２重量％であった。また、この複合造滓材の２週間養生後の強度及び４週間養生後の強度を実施例１と同様にして測定した。その結果を下記表１に示す。

この複合造滓材を所定量精錬工程中に精錬炉に投入して、灼熱現象によるイグニッションロス（灼熱減量）を実施例１と同様にして調べた結果１９．５０％であった。この結果も下記表１に併記する。さらに、精錬工程後に、精錬炉の内張耐火材のコーティング性を調べた。

（比較例）
ＭｇＯ成分が９０％である軽焼マグネシア粉末７０重量％と、ＭｇＯ成分が４５％であるマグネサイト鉱石粉末３０重量％とを混合して、この混合粉末１００重量部に対してバインダーとして１６重量部の水を加えて混合して混合材料を得た。

この混合材料を加圧造球機により実施例１と同様に成型して、直径４０ｍｍ程度の大きさの球状体を得た。これを常温で４週間養生を行って水和硬化させ、複合造滓材（比較例）を得た。

この複合造滓材を実施例１と同様に成分分析したところ、ＭｇＯ成分が６１．３５重量％であり、ＣａＯ成分が１．５５重量％であった。また、この複合造滓材の２週間養生後の強度及び４週間養生後の強度を実施例１と同様にして測定した。その結果を下記表１に示す。

この複合造滓材を所定量精錬工程中に精錬炉に投入して、灼熱現象によるイグニッションロス（灼熱減量）を実施例１と同様にして調べた結果２９．５６％であった。この結果も下記表１に併記する。さらに、精錬工程後に、精錬炉の内張耐火材のコーティング性を調べた。

この表１から分かるように、本発明の複合造滓材（実施例１〜実施例３）は、いずれも灼熱現象によるイグニッションロスが低く抑えられているが、従来の複合造滓材（比較例）は、灼熱現象によるイグニッションロスが高かった。また、本発明の複合造滓材（実施例１〜実施例３）を用いた場合の精錬工程後の精錬炉の内張耐火物を調べたところ、内張耐火物のコーティング性に問題は生じていなかった。さらに、本発明の複合造滓材の強度については、使用時に必要とされる十分な値であった。

このように、本発明の複合造滓材は、精錬工程中に精錬炉内での灼熱現象によるイグニッションロスを抑制し、かつ、内張耐火物のコーティング効果を減少させることはない。しかも、本発明の複合造滓材を精錬工程中に投入した後、炉内の温度低下を防止するための物質を投入する必要がないので、精錬工程における作業効率を向上させることができる。

本発明に係る複合造滓材は、精錬工程で用いられる各種の精錬炉（転炉・電気炉取鍋など）に投下される。

Claims

５０重量％〜７５重量％の軽焼マグネシア粉末と、２５重量％〜５０重量％の消石灰粉、又は石灰岩粉末とを混合したブリケット形状を有することを特徴とする複合造滓材。
ＭｇＣＯ_３成分をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の複合造滓材。
前記ＭｇＣＯ_３成分が７重量％〜１５重量％であることを特徴とする請求項２記載の複合造滓材。
Ｍｇ含有物質とＣａ含有物質との混合比を１：１から４：１の間になるように混合し、さらに水を混合して混合原料を得る工程と、前記混合原料を所定形状に成型することにより成型体を得る工程と、前記成型体を常温で養生して水和硬化させて複合造滓材を得る工程と、を具備することを特徴とする複合造滓材の製造方法。
前記Ｍｇ含有物質は、ＭｇＯ分含有範囲が８５％〜９５％である軽焼マグネシア粉末であることを特徴とする請求項４記載の複合造滓材の製造方法。
前記Ｃａ含有物質は、Ｃａ分含有範囲が８０％〜９０％である消石灰粉、又は石灰岩粉末であることを特徴とする請求項４又は請求項５記載の複合造滓材の製造方法。
Ｍｇ含有物質とＣａ含有物質との混合比を１：１から４：１の間になるように混合し、さらに水を混合して混合原料を得る工程と、前記混合原料を所定形状に成型することにより成型体を得る工程と、前記成型体を常温で養生して水和硬化させて複合造滓材を得る工程と、により得られたことを特徴とする複合造滓材。
前記Ｍｇ含有物質は、ＭｇＯ分含有範囲が８５％〜９５％である軽焼マグネシア粉末であることを特徴とする請求項７記載の複合造滓材。
前記Ｃａ含有物質は、Ｃａ分含有範囲が８０％〜９０％である消石灰粉、又は石灰岩粉末であるであることを特徴とする請求項７又は８に記載の複合造滓材。