JP2019189893A - Method for desulfurizing molten iron - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、CaO(酸化カルシウム)を主成分とし、フッ素を含有しない脱硫剤を用いて機械攪拌式脱硫方法で溶銑を脱硫処理する方法に関する。 The present invention relates to a method for desulfurizing hot metal by a mechanical stirring type desulfurization method using a desulfurization agent containing CaO (calcium oxide) as a main component and not containing fluorine.
鋼中の硫黄は鋼材の機械的特性を著しく劣化させるので、鋼中の硫黄含有量の低減を目的として、脱硫反応効率の高い溶銑段階で脱硫処理が実施されている。この脱硫処理は、アルゴンガスなどの不活性ガスのガス吹き込みによるガス攪拌方式、または、インペラー(「回転羽根」または「回転翼」とも呼ぶ)による機械攪拌方式によって、攪拌されている溶銑に脱硫剤を添加して行う方法が一般的である。特に、安価なCaOを主成分とする脱硫剤を使用した場合でも高い脱硫効率が得られることから、近年は、インペラーによる機械攪拌方式の脱硫方法が主流になっている。尚、インペラーによる機械攪拌方式の脱硫方法を、機械攪拌式脱硫方法と称している。また、脱硫剤となるCaOの原料としては、一般的に生石灰が使用されている。 Since sulfur in steel significantly deteriorates the mechanical properties of the steel material, desulfurization is performed at a hot metal stage with high desulfurization reaction efficiency for the purpose of reducing the sulfur content in the steel. This desulfurization treatment is performed using a gas agitation method by blowing an inert gas such as argon gas, or a mechanical agitation method using an impeller (also called “rotary blade” or “rotary blade”). In general, the method is performed by adding. In particular, since a high desulfurization efficiency can be obtained even when an inexpensive desulfurization agent mainly composed of CaO is used, in recent years, a mechanical stirring type desulfurization method using an impeller has become mainstream. Note that a mechanical stirring type desulfurization method using an impeller is referred to as a mechanical stirring type desulfurization method. In addition, quick lime is generally used as a raw material for CaO serving as a desulfurizing agent.
CaOを脱硫剤として用いた機械攪拌式脱硫方法において、CaOが滓化しないと脱硫反応が進行しないので、従来、CaOの融点を下げる機能を有するフッ化カルシウム(CaF2;蛍石ともいう)が広く併用されてきた(例えば、特許文献1を参照)。 In the mechanical stirring desulfurization method using CaO as a desulfurization agent, since the desulfurization reaction does not proceed unless CaO is hatched, conventionally calcium fluoride (CaF 2 ; also called fluorite) having a function of lowering the melting point of CaO has been used. It has been widely used (see, for example, Patent Document 1).
しかし、脱硫処理後の生成スラグ(「脱硫スラグ」という)からのフッ素の溶出が環境に悪影響を及ぼすことから、脱硫スラグからのフッ素の溶出量に土壌環境基準が設定され、その結果、近年はフッ化カルシウムを使用しない脱硫方法が求められており、多くの提案がなされている。 However, since the elution of fluorine from the generated slag after desulfurization treatment (referred to as “desulfurization slag”) has an adverse effect on the environment, soil environmental standards have been set for the amount of elution of fluorine from desulfurization slag. There is a need for a desulfurization method that does not use calcium fluoride, and many proposals have been made.
例えば、特許文献2には、酸化鉄、CaO、Al2O3及び金属アルミニウム(以下、「金属Al」と記す)を含有する脱硫剤であって、酸化鉄をT.Feで0.5〜20質量%含有し、金属AlをT.Feの0.2倍以上含有し、且つ、酸化鉄、金属Al、CaO、Al2O3の含有量が所定の範囲内である溶鋼の脱硫剤が提案されている。
For example,
特許文献3には、CaO、SiO2及び金属Alを含む脱硫剤であって、CaO/SiO2の質量比が1.5〜3.5であり、且つ、金属AlはCaO及びSiO2の合計質量の3〜15質量%である溶銑の脱硫剤が提案されている。
特許文献4には、質量比で、CaO1に対し、Al2O3分が0.30〜0.80、Na2O分が0.04〜0.35、SiO2分が0.05〜0.30、MgO分が0.05〜0.44で、更に、MgO1に対し、Na2O分が0.50〜3.00で、且つ、質量%で、CaO、Al2O3、Na2O、SiO2、及び、MgOの合計が90%以上で、残部が不可避的不純物である溶銑の脱硫剤が提案されている。
In
特許文献2〜4に提案される脱硫剤は、CaOと、添加したAl2O3または金属Alが酸化されて生成するAl2O3と、を反応させて、低融点のCaO−Al2O3化合物を生成させ、CaOを滓化するという技術である。また、溶銑の脱硫反応は還元反応であり、雰囲気の酸素ポテンシャルを低下するほど、脱硫反応が促進される。脱硫剤中の金属Alがその役割を担っており、脱硫剤中に金属Alが含まれない場合も、溶銑の脱硫処理時には、一般的に、金属Alが添加されている。
The desulfurization agents proposed in
上記のように、フッ化カルシウムを使用せずに、CaOを主成分とする脱硫剤で溶銑を脱硫処理する場合には、Al2O3を含有する原料(「アルミナ源」と記す)または金属Alが一般的に用いられている。 As described above, when the hot metal is desulfurized with a desulfurizing agent mainly composed of CaO without using calcium fluoride, a raw material containing Al 2 O 3 (referred to as “alumina source”) or a metal Al is generally used.
ところで、Al2O3及び金属Alの双方を含有するアルミナ源として、アルミサッシ、門扉、フェンス、梯子などの建築材料や自動車用アルミホイールなどのアルミニウム金属の再生溶解時に副産物として発生するアルミドロス(「アルミ滓」とも呼ぶ)が知られている。アルミドロスは金属Al純分あたりの単価が安価であることから、溶銑の脱硫処理では、金属Alを含有するアルミナ源として、アルミドロスが広く使用されている。但し、脱硫剤としてフッ化カルシウムを併用しない場合、Al2O3でCaOの融点を低下させるためには、溶銑の脱硫処理時に大量のアルミドロスの投入が必要になる。 By the way, as an alumina source containing both Al 2 O 3 and metal Al, aluminum dross generated as a by-product when aluminum metal such as aluminum sash, gates, fences, ladders, etc. Also known as “aluminum”. Since Almidros has a low unit price per pure metal Al, aluminum dross is widely used as an alumina source containing metal Al in hot metal desulfurization. However, when calcium fluoride is not used as a desulfurization agent, in order to lower the melting point of CaO with Al 2 O 3, it is necessary to input a large amount of aluminum dross during the desulfurization treatment of hot metal.
アルミニウム金属の再生溶解時には、フッ化カルシウムが使用されており、したがって、アルミドロスにはフッ素が含有されている。つまり、溶銑の脱硫処理時に大量のアルミドロスを使用すると、脱硫スラグからのフッ素の溶出量が土壌環境基準を超えるおそれがある。 Calcium fluoride is used when aluminum metal is regenerated and dissolved, and therefore aluminum dross contains fluorine. That is, if a large amount of aluminum dross is used during the desulfurization treatment of hot metal, the amount of fluorine eluted from the desulfurization slag may exceed the soil environment standard.
すなわち、Al2O3でCaOの融点を低下させ、且つ、脱硫スラグからのフッ素の溶出量を土壌環境基準値以内とするためには、低フッ素濃度のアルミドロスの確保が必要であり、アルミドロスの供給量次第によっては、効率的且つ低製造コストでの溶銑の脱硫処理が難しくなる状況にあった。 That is, in order to lower the melting point of CaO with Al 2 O 3 and to keep the amount of fluorine eluted from the desulfurized slag within the soil environmental standard value, it is necessary to secure aluminum dross with a low fluorine concentration. Depending on the amount of dross supplied, it was difficult to efficiently desulfurize hot metal at a low production cost.
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、CaOを主成分とする脱硫剤を用いて機械攪拌式脱硫方法で溶銑を脱硫処理するにあたり、CaOの融点降下を担うアルミドロスの代わりに、フッ素を含有しない、または、フッ素の含有量が極めて少ないアルミナ源を用い、且つ、フッ素原料を使用せず、これにより、脱硫スラグからのフッ素の溶出量が土壌環境基準を超えることのない、溶銑の脱硫処理方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and the object thereof is to lower the melting point of CaO when desulfurizing hot metal by a mechanical stirring type desulfurization method using a desulfurization agent mainly composed of CaO. Instead of alumidos, an alumina source that does not contain fluorine or has a very low fluorine content is used, and no fluorine raw material is used. An object of the present invention is to provide a hot metal desulfurization method that does not exceed the above.
上記課題を解決するための本発明の要旨は以下のとおりである。
[1]機械攪拌式脱硫方法で溶銑を脱硫処理する溶銑の脱硫処理方法において、金属Alを0.05〜9質量%含有するアルミナ含有原料と生石灰とを、溶銑に添加し、フッ素原料を使用しないで溶銑を脱硫処理することを特徴とする、溶銑の脱硫処理方法。
[2]前記アルミナ含有原料と前記生石灰とを予め混合した混合物を溶銑に添加することを特徴とする、上記[1]に記載の溶銑の脱硫処理方法。
[3]前記アルミナ含有原料が、バンド頁岩、連続鋳造用タンディッシュ内の溶鋼上に浮遊していたスラグ、製鉄所で発生するAl2O3含有廃耐火物のうちの1種または2種以上であることを特徴とする、上記[1]または上記[2]に記載の溶銑の脱硫処理方法。
The gist of the present invention for solving the above problems is as follows.
[1] In a hot metal desulfurization method in which hot metal is desulfurized by a mechanical stirring desulfurization method, an alumina-containing raw material containing 0.05 to 9% by mass of metal Al and quick lime are added to the hot metal, and a fluorine raw material is used. A method for desulfurizing hot metal, characterized in that the hot metal is desulfurized.
[2] The hot metal desulfurization method according to [1], wherein a mixture obtained by mixing the alumina-containing raw material and the quicklime in advance is added to the hot metal.
[3] The alumina-containing raw material is one or more of band shale, slag floating on the molten steel in the continuous casting tundish, and Al 2 O 3 -containing waste refractory generated at the steelworks The hot metal desulfurization treatment method according to the above [1] or [2], wherein the hot metal is desulfurized.
本発明によれば、CaOの融点降下を担うアルミドロスの代わりに、発生過程で金属Alを0.05〜9質量%含有するアルミナ含有原料を使用し、該アルミナ含有原料と生石灰とを、溶銑に添加し、フッ素原料を使用しないで溶銑を脱硫処理するので、脱硫スラグからのフッ素の溶出量を安定して土壌環境基準未満に抑制することが実現される。また、金属Alを0.05〜9質量%含有するアルミナ含有原料は、その発生過程でフッ素を使用しないので、使用量が多くなっても、前記アルミナ含有原料からのフッ素のピックアップは起こらず、更に、前記アルミナ含有原料として、発生量が多い、例えば耐火物原料であるバンド頁岩などの活用が可能であるので、前記アルミナ含有原料の供給量によって溶銑の脱硫処理の安定性が左右されるという問題が回避される。 According to the present invention, instead of aluminum dross responsible for lowering the melting point of CaO, an alumina-containing raw material containing 0.05 to 9% by mass of metal Al is used in the generation process. In addition, since the hot metal is desulfurized without using a fluorine raw material, it is possible to stably suppress the elution amount of fluorine from the desulfurized slag to less than the soil environmental standard. Moreover, since the alumina-containing raw material containing 0.05 to 9% by mass of metal Al does not use fluorine in the generation process, even if the amount used is increased, the pickup of fluorine from the alumina-containing raw material does not occur, Furthermore, since the alumina-containing raw material can be used in a large amount, for example, band shale, which is a refractory raw material, the supply amount of the alumina-containing raw material affects the stability of hot metal desulfurization treatment. The problem is avoided.
以下、添付図面を参照して本発明を具体的に説明する。図1は、本発明に係る溶銑の脱硫処理方法を実施する際に使用する機械攪拌式脱硫装置の概略側断面図であり、図1では、溶銑を収容する処理容器として取鍋型の溶銑鍋を使用した例を示している。処理容器の形状については、機械攪拌式脱硫装置で溶銑を旋回攪拌して脱硫処理を行うことから、図1に示すような水平断面が円形の取鍋型の処理容器が最適であるが、混銑車においても使用可能である。以下、処理容器として溶銑鍋を使用した例で説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic side sectional view of a mechanical stirring desulfurization apparatus used when carrying out the hot metal desulfurization method according to the present invention. In FIG. 1, a ladle type hot metal ladle is used as a processing container for containing hot metal. An example using is shown. As for the shape of the processing vessel, since ladle is swirled and stirred by a mechanical stirring type desulfurization apparatus, a ladle type processing vessel having a circular horizontal cross section as shown in FIG. 1 is optimal. It can also be used in cars. Hereinafter, an example in which a hot metal ladle is used as the processing container will be described.
高炉から出銑された溶銑3を台車1に搭載された溶銑鍋2で受銑し、受銑した溶銑3を機械攪拌式脱硫装置に搬送する。溶銑鍋2に代わって混銑車で受銑した場合には、脱硫処理に先立ち、取鍋型の処理容器に溶銑3を移し替えることが望ましい。本発明による脱硫処理の対象となる溶銑3は、どのような成分であっても構わず、例えば、予め脱珪処理や脱燐処理が施されていてもよい。脱珪処理とは、脱燐処理を効率良く行うために脱燐処理に先立ち、溶銑3に酸素ガスや鉄鉱石などの酸素源を添加して主に溶銑中の珪素(Si)を除去する処理であり、脱燐処理とは、溶銑3に酸素ガスや鉄鉱石などの酸素源を添加するとともに、生成するP2O5を吸収するための脱燐用フラックスとしての生石灰を添加して、主に溶銑中の燐(P)を除去する処理である。
The
図1に示すように、機械攪拌式脱硫装置は、溶銑鍋2に収容された溶銑3に浸漬・埋没し、旋回して溶銑3を攪拌するための耐火物製のインペラー4を備えており、このインペラー4は、昇降装置(図示せず)によってほぼ鉛直方向に昇降し、且つ、回転装置(図示せず)によって軸4aを回転軸として旋回するように構成されている。
As shown in FIG. 1, the mechanical stirring type desulfurization apparatus includes a
機械攪拌式脱硫装置は、粉体状または粒状の脱硫剤6を、溶銑鍋2に収容された溶銑3の浴面に投入するためのシュート5を備えている。シュート5の上方には、脱硫剤6、生石灰、アルミナ含有原料、金属Al、Alドロス、炭材、保温剤などの原材料を収容する複数のホッパー(図示せず)が備えられており、ホッパーに収容された各原材料を、シュート5を介して任意のタイミングで各々独立して溶銑鍋2の内部に供給できるようになっている。
The mechanical stirring type desulfurization apparatus includes a
本発明に係る溶銑の脱硫方法では、脱硫剤のアルミナ源として、金属Alを0.05〜9質量%含有するアルミナ含有原料を使用し、生石灰(CaO純分;90質量%以上)と、金属Alを0.05〜9質量%含有するアルミナ含有原料とを、脱硫剤6として使用する。脱硫剤6として使用する、金属Alを0.05〜9質量%含有するアルミナ含有原料(以下、単に「アルミナ含有原料」と記す)は、バンド頁岩、連続鋳造用タンディッシュ内の溶鋼上に浮遊していたスラグ、製鉄所で発生するAl2O3含有廃耐火物のうちの1種または2種以上であることが好ましい。 In the hot metal desulfurization method according to the present invention, an alumina-containing raw material containing 0.05 to 9% by mass of metal Al is used as the alumina source of the desulfurizing agent, quick lime (CaO pure content: 90% by mass or more), metal An alumina-containing raw material containing 0.05 to 9% by mass of Al is used as the desulfurizing agent 6. An alumina-containing raw material containing 0.05 to 9% by mass of metal Al (hereinafter simply referred to as “alumina-containing raw material”) used as the desulfurizing agent 6 floats on the molten steel in the band shale and the tundish for continuous casting. it is preferred to have the slag, it is one or more of Al 2 O 3 containing waste refractory generated in steelworks.
バンド頁岩とは、ジアスポル(β−Al2O3・H2O)を主成分とする鉱物であり、日本国内でも産出されるが、中国や朝鮮半島での産出量が多い鉱物である。また、連続鋳造用タンディッシュ内の溶鋼上に浮遊していたスラグとは、金属Alで脱酸された溶鋼を連続鋳造機で鋳造する際、取鍋から鋳型への中継容器であるタンディッシュ内に生成するスラグ(以下、「タンディッシュ内スラグ」と記す)である。また、製鉄所で発生するAl2O3含有廃耐火物とは、使用済みの、連続鋳造用タンディッシュのワーク煉瓦、取鍋精錬などの浸漬ランスの耐火物、溶銑鍋及び溶鋼鍋のワーク煉瓦、溶鋼鍋用のスライディングノズルのノズル部またはプレート部の耐火物などがあげられる。表1に、バンド頁岩及びタンディッシュ内スラグの成分分析値の一例、並びに、Al2O3含有廃耐火物の成分範囲を示す。 Band shale is a mineral mainly composed of diaspor (β-Al 2 O 3 .H 2 O), and is produced in Japan, but is a mineral with a large output in China and the Korean Peninsula. In addition, slag floating on the molten steel in the continuous casting tundish means that the molten steel deoxidized with metal Al is cast in the tundish, which is a relay container from the ladle to the mold when casting with a continuous casting machine. The slag generated in the above (hereinafter referred to as “slag in the tundish”). Also, the waste refractories containing Al 2 O 3 generated at steelworks include used tundish work bricks for continuous casting, refractories for immersion lances such as ladle refining, work bricks for hot metal ladle and molten steel pan The refractory material of the nozzle part or the plate part of the sliding nozzle for a molten steel pan can be used. Table 1 shows an example of component analysis values of the band shale and the tundish slag, and the component range of the Al 2 O 3 -containing waste refractory.
バンド頁岩は、少なくとも0.05質量%以上7質量%以下の金属Alを含有し、主成分をAl2O3とする鉱物であり、タンディッシュ内スラグは、0.05質量%以上9質量%以下の金属Alを含有し、主成分をAl2O3とし、その他にCaO、SiO2、MgOを含有するスラグである。Al2O3含有廃耐火物は、0.05質量%以上9質量%以下の金属Alを含有し、少なくともAl2O3を10質量%以上含有する使用済みの耐火物である。これらのアルミナ含有原料では、フッ素含有量はAl2O3含有廃耐火物が最も高いが、それでも0.50質量%以下である。 Band shale is a mineral containing at least 0.05% by mass to 7% by mass of metal Al and having Al 2 O 3 as a main component, and the tundish slag is 0.05% by mass to 9% by mass. The slag contains the following metal Al, the main component is Al 2 O 3, and CaO, SiO 2 , and MgO. The Al 2 O 3 -containing waste refractory is a used refractory containing 0.05% by mass or more and 9% by mass or less of metal Al and containing at least 10% by mass of Al 2 O 3 . Among these alumina-containing raw materials, the fluorine content is the highest in Al 2 O 3 -containing waste refractories, but it is still 0.50% by mass or less.
本発明において、生石灰とアルミナ含有原料とを、脱硫剤6として使用する際に、生石灰とアルミナ含有原料とを予め混合し、この混合物をホッパーに収容しておき、ホッパーから切り出し、シュート5を介して溶銑鍋2の内部に供給してもよく、また、生石灰とアルミナ含有原料とを別々のホッパーに収容し、それぞれのホッパーからそれぞれ定量を切り出し、シュート5を介して同時に投入するようにしてもよい。脱硫剤6として使用する生石灰及びアルミナ含有原料は、その粒径が小さいほど脱硫反応が促進されることから、それぞれ粒径を1.0mm以下とすることが好ましく、更に望ましくは0.05mm以下とする。但し、Al2O3含有廃耐火物は大きさや形状がさまざまであるため、事前の分別や破砕による細粒化処理に多大な費用を要する場合があるので、粒径の上限を13.0mm以下まで緩和してもよい。
In this invention, when using quicklime and an alumina containing raw material as the desulfurization agent 6, quicklime and an alumina containing raw material are mixed beforehand, this mixture is accommodated in a hopper, it cuts out from a hopper, The
脱硫剤6におけるAl2O3の質量比率(質量%Al2O3/(質量%Al2O3+質量%CaO))が0.05〜0.30の範囲内となるように、生石灰及びアルミナ含有原料の混合量または配合量を調節することが好ましい。Al2O3の質量比率が0.05未満では、Al2O3によるCaOの融点降下の影響が少なく、CaOの滓化が十分でなく、一方、Al2O3の質量比率が0.30を超えると、脱硫剤中のCaOの質量比率つまりCaOの活量が下がり、溶銑3の脱硫が阻害されるからである。
Quick lime and a mass ratio of Al 2 O 3 in the desulfurization agent 6 so that the mass ratio (mass% Al 2 O 3 / (mass% Al 2 O 3 + mass% CaO)) is in the range of 0.05 to 0.30. It is preferable to adjust the mixing amount or blending amount of the alumina-containing raw material. When the mass ratio of Al 2 O 3 is less than 0.05, there is little influence of the melting point of CaO due to Al 2 O 3 and the hatching of CaO is not sufficient, while the mass ratio of Al 2 O 3 is 0.30. This is because the mass ratio of CaO in the desulfurization agent, that is, the activity of CaO is lowered, and desulfurization of the
また、溶銑鍋2の上方位置には、集塵機(図示せず)に接続する排気ダクト(図示せず)が備えられ、脱硫処理中に発生するガスやダストが排出されるように構成されている。
Further, an exhaust duct (not shown) connected to a dust collector (not shown) is provided above the
インペラー4の位置が溶銑鍋2のほぼ中心になるように、溶銑鍋2を搭載した台車1の位置を調整し、次いで、インペラー4を下降させて溶銑3に浸漬させる。インペラー4が溶銑3に浸漬したならば、インペラー4の旋回を開始し、所定の回転数まで昇速する。インペラー4の回転数が所定の回転数に達したならば、シュート5を介して、生石灰とアルミナ含有原料とを予め混合して作製した脱硫剤6、または、生石灰とアルミナ含有原料とをそれぞれ定量切り出して作製した脱硫剤6を、シュート5を介して溶銑浴面に投入する。インペラー4によって攪拌される溶銑3が、投入された脱硫剤6を巻き込み、溶銑中の硫黄(S)の脱硫剤中のCaOによる脱硫反応(CaO+[S]→(CaS)+[O])が進行し、機械攪拌式脱硫方法による溶銑3の脱硫処理が実施される。ここで、[S]は溶銑中の硫黄、(CaS)はスラグ中のCaS、[O]は溶銑中の酸素を表している。
The position of the
そして、所定量の脱硫剤6の投入が完了した以降も、インペラー4を旋回させて脱硫処理を継続し、所定時間の攪拌を行ったなら、インペラー4の回転数を減少させて停止させる。インペラー4の旋回が停止したなら、インペラー4を上昇させ、溶銑鍋2の上方に待機させる。生成した脱硫スラグ(図示せず)が浮上して溶銑表面を覆い、静止した状態で溶銑3の脱硫処理が終了する。脱硫処理終了後、生成した脱硫スラグを溶銑鍋2から排出し、次の精錬工程に溶銑鍋2を搬送する。
Even after the introduction of the predetermined amount of the desulfurizing agent 6 is completed, if the
脱硫処理の開始前から終了まで、フッ化カルシウムなどのフッ素原料は、脱硫剤を含めて精錬剤として使用しない。ここで、フッ素原料とは、フッ化カルシウム、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム、フッ化マグネシウムなどであり、フッ素とアルカリ金属との化合物、並びに、フッ素とアルカリ土類金属及びマグネシウムとの化合物である。 From the start to the end of the desulfurization treatment, fluorine raw materials such as calcium fluoride are not used as a refining agent including the desulfurization agent. Here, the fluorine raw material is calcium fluoride, sodium fluoride, potassium fluoride, magnesium fluoride or the like, and is a compound of fluorine and an alkali metal, and a compound of fluorine, an alkaline earth metal and magnesium. .
以上説明したように、本発明によれば、CaOの融点降下を担うアルミドロスの代わりに、発生過程で金属Alを0.05〜9質量%含有するアルミナ含有原料を使用し、該アルミナ含有原料と生石灰とを、溶銑3に添加し、フッ素原料を使用しないで溶銑3を脱硫処理するので、脱硫スラグからのフッ素の溶出量を安定して土壌環境基準未満に抑制することが実現される。
As described above, according to the present invention, instead of aluminum dross responsible for lowering the melting point of CaO, an alumina-containing raw material containing 0.05 to 9% by mass of metal Al in the generation process is used. Since the
また、金属Alを0.05〜9質量%含有するアルミナ含有原料は、その発生過程でフッ素を使用しないので、使用量が多くなっても、フッ素含有量が0.50質量%以下であるアルミナ含有原料からのフッ素のピックアップは低位であり、更に、アルミナ含有原料として、発生量が多い、例えば耐火物原料であるバンド頁岩などの活用が可能であるので、アルミナ含有原料の供給量によって溶銑3の脱硫処理の安定性が左右されるという問題が回避される。 In addition, since the alumina-containing raw material containing 0.05 to 9% by mass of metal does not use fluorine in the generation process, the alumina whose fluorine content is 0.50% by mass or less even if the amount used is increased. The amount of fluorine pick-up from the contained material is low, and the amount of generated alumina, such as band shale, which is a refractory material, can be used as the alumina-containing material. The problem that the stability of the desulfurization treatment is affected is avoided.
尚、本発明は上記の説明範囲に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。例えば、上記説明では精錬容器として取鍋型の溶銑鍋2を使用しているが、混銑車などにおいても上記説明に沿って本発明を実施することができる。
In addition, this invention is not limited to said description range, A various change is possible. For example, although the ladle type
図1に示す機械攪拌式脱硫装置を用いて、アルミナ源として、粒径が1.0mm以下の、アルミドロス、タンディッシュ内スラグ、バンド頁岩を使用し、これらを、それぞれ生石灰(CaO純分;93質量%)と予め混合して脱硫剤とし、溶銑の脱硫処理試験を行った。この脱硫処理試験において、フッ化カルシウムなどのフッ素原料は使用しないで試験した。 Using the mechanical stirring desulfurization apparatus shown in FIG. 1, aluminum dross, tundish inner slag, and band shale having a particle size of 1.0 mm or less are used as the alumina source, and these are respectively converted to quick lime (CaO pure; 93% by mass) to obtain a desulfurization agent, and a hot metal desulfurization treatment test was conducted. In this desulfurization treatment test, a fluorine raw material such as calcium fluoride was not used.
全ての試験で、脱硫剤中のAl2O3の質量比率(質量%Al2O3/(質量%Al2O3+質量%CaO))の目標値を0.20として、生石灰及びアルミドロス、タンディッシュ内スラグ、バンド頁岩の配合量を調整した。使用したタンディッシュ内スラグ及びバンド頁岩は、表1に示す化学成分であり、使用したアルミドロスは、金属Alの含有量が25質量%、Al2O3の含有量が55質量%で、フッ素を2.40質量%含有するアルミドロスである。 In all tests, the target value of the mass ratio of Al 2 O 3 in the desulfurization agent (mass% Al 2 O 3 / (mass% Al 2 O 3 + mass% CaO)) was set to 0.20, and quicklime and aluminum dross The amount of slag in the tundish and the band shale were adjusted. Tundish slag and bands shale used was a chemical composition shown in Table 1, aluminum dross used was 25% by weight content of the metal Al, with the content of Al 2 O 3 is 55 wt%, the fluorine Is aluminum dross containing 2.40% by mass.
表2に、脱硫処理後に回収した脱硫スラグの成分分析値から求めたAl2O3の質量比率(質量%Al2O3/(質量%Al2O3+質量%CaO))を示す。
Table 2 shows the mass ratio of Al 2 O 3 calculated from component analysis value of the desulfurization slag recovered after desulfurization treatment (mass% Al 2 O 3 / (
図2に、脱硫処理前の溶銑の硫黄含有量と、脱硫処理後での脱硫剤中のCaOの利用効率との関係を示す。ここで、脱硫剤中のCaOの利用効率とは、脱硫された溶銑中の硫黄が脱硫剤中のCaOと反応してCaSになったとして、生成したCaSの質量の脱硫剤として添加したCaOの質量に対する質量比率(百分率)である。図2に示すように、脱硫剤中のCaOの利用効率は、アルミナ源の種類に拘わらず同等であった。 FIG. 2 shows the relationship between the sulfur content of the hot metal before the desulfurization treatment and the utilization efficiency of CaO in the desulfurization agent after the desulfurization treatment. Here, the utilization efficiency of CaO in the desulfurizing agent means that the sulfur in the desulfurized hot metal reacts with CaO in the desulfurizing agent to become CaS, and that CaO added as a desulfurizing agent has a mass of CaS produced. It is a mass ratio (percentage) to mass. As shown in FIG. 2, the utilization efficiency of CaO in the desulfurizing agent was the same regardless of the type of alumina source.
また、アルミナ源として、タンディッシュ内スラグ及びバンド頁岩を使用した試験では、脱硫スラグからのフッ素の溶出量を調査した。図3に調査結果を示す。図3からも明らかなように、アルミナ源として、タンディッシュ内スラグ及びバンド頁岩を使用した試験では、脱硫スラグからのフッ素の溶出量は、土壌環境基準(0.8mg/L以下)を満たしていた。尚、図3における横軸のインプットフッ素量は、脱硫剤の原単位(kg/溶銑−t)と脱硫剤のフッ素質量比率(=質量%/100)との積である。 In the test using tundish slag and band shale as the alumina source, the elution amount of fluorine from the desulfurized slag was investigated. The survey results are shown in FIG. As is apparent from FIG. 3, in the test using tundish slag and band shale as the alumina source, the amount of fluorine eluted from the desulfurized slag satisfies the soil environmental standard (0.8 mg / L or less). It was. Note that the input fluorine amount on the horizontal axis in FIG. 3 is the product of the desulfurizing agent basic unit (kg / molten iron-t) and the desulfurizing agent fluorine mass ratio (= mass% / 100).
また、図1に示す機械攪拌式脱硫装置を用いて、アルミナ源として、粒径が5.0mm以下のAl2O3含有廃耐火物、及び、粒径が5.0mm超え13.0mmのAl2O3含有廃耐火物を使用し、アルミナ源として粒径が1.0mm以下のアルミドロスを使用した場合とで、脱硫反応効率を比較する試験を行った。試験では、Al2O3含有廃耐火物及びアルミドロスは、それぞれ生石灰(CaO純分;93質量%)と予め混合して脱硫剤とした。また、フッ化カルシウムなどのフッ素原料は使用しないで試験した。 Moreover, using the mechanical stirring type desulfurization apparatus shown in FIG. 1, as an alumina source, Al 2 O 3 -containing waste refractory having a particle size of 5.0 mm or less, and Al having a particle size of more than 5.0 mm and 13.0 mm A test was conducted to compare the desulfurization reaction efficiency when using 2 O 3 -containing waste refractories and using aluminum dross having a particle size of 1.0 mm or less as the alumina source. In the test, the Al 2 O 3 -containing waste refractory and aluminum dross were each preliminarily mixed with quick lime (CaO pure content: 93% by mass) to obtain a desulfurization agent. Moreover, it tested without using fluorine raw materials, such as a calcium fluoride.
この試験でも、脱硫剤中のAl2O3の質量比率(質量%Al2O3/(質量%Al2O3+質量%CaO))の目標値を0.20として、各原料の配合量を調整した。使用したAl2O3含有廃耐火物は、金属Alの含有量が6質量%、Al2O3含有量が85質量%、フッ素含有量が0.20質量%のアルミナ系耐火物であり、使用したアルミドロスは、上記と同様に、金属Alの含有量が25質量%、Al2O3の含有量が55質量%で、フッ素を2.40質量%含有するアルミドロスである。 Also in this test, the target value of the mass ratio of Al 2 O 3 in the desulfurization agent (mass% Al 2 O 3 / (mass% Al 2 O 3 + mass% CaO)) is set to 0.20, and the blending amount of each raw material Adjusted. The used Al 2 O 3 -containing waste refractory is an alumina refractory having a metal Al content of 6% by mass, an Al 2 O 3 content of 85% by mass, and a fluorine content of 0.20% by mass, The aluminum dross used is an aluminum dross containing 25% by mass of metal Al, 55% by mass of Al 2 O 3 and 2.40% by mass of fluorine, as described above.
図4に、横軸を脱硫剤の原単位とし、縦軸を脱硫量ΔS、つまり、脱硫処理前の溶銑中硫黄濃度と脱硫処理後の溶銑中硫黄濃度との差とし、脱硫剤の原単位と脱硫量ΔSとの関係を示す。図4に示すように、アルミナ源として、アルミドロスを使用した場合とAl2O3含有廃耐火物を使用した場合とで、脱硫量ΔSに差は無く、Al2O3含有廃耐火物を脱硫剤のアルミナ源として使用できることが確認できた。 In FIG. 4, the abscissa represents the desulfurization unit, and the ordinate represents the desulfurization amount ΔS, that is, the difference between the sulfur concentration in the hot metal before the desulfurization treatment and the sulfur concentration in the hot metal after the desulfurization treatment. And the desulfurization amount ΔS. As shown in FIG. 4, as an alumina source, in the case of using the case of using the aluminum dross and Al 2 O 3 containing waste refractories, a difference in the desulfurization amount ΔS is not, the Al 2 O 3 containing waste refractories It was confirmed that it could be used as an alumina source for the desulfurization agent.
また、Al2O3含有廃耐火物の粒径を変化させたが、Al2O3含有廃耐火物の粒径によって脱硫量ΔSに差は見られず、Al2O3含有廃耐火物の粒径が13.0mm以下であれば、高い脱硫効率を維持して脱硫処理できることが確認できた。
Although changing the grain size of the Al 2 O 3 containing waste refractories, a difference in the desulfurization amount ΔS by the particle size of the
1 台車
2 溶銑鍋
3 溶銑
4 インペラー
5 シュート
6 脱硫剤
1
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