JP2022550951A

JP2022550951A - Ｋｒ（ｋａｎｂａｒａｒｅａｃｔｏｒ）法における溶銑脱硫

Info

Publication number: JP2022550951A
Application number: JP2022520306A
Authority: JP
Inventors: ラジ・クマール・ヤーダヴ
Original assignee: ジャミポル・リミテッド
Priority date: 2019-09-30
Filing date: 2020-09-30
Publication date: 2022-12-06
Also published as: WO2021064751A2; CN114729410A; WO2021064751A3; KR20220075376A

Abstract

本発明は、ＫＲ法による溶銑の脱硫（ＤＳ）に関する。特に、通常石灰と形成されるケイ酸塩層のネットワークを破壊することにより、ＫＲにおける脱硫プロセス中に流体スラグを生成する試薬の開発に関する。本発明はまた、粉末の革新的な粒度分布を組み込むことによる効率の改善に関する。

Description

ＫＲにおける溶銑の脱硫は、高濃度の硫黄が圧延プロセス中に亀裂を開始するため、溶銑から硫黄を除去することに関連する。
硫黄は鋼の内部品質と表面品質の両方に影響を与える。
凝固中に鋼の粒状の脆弱性と亀裂を促進する硫化鉄の形成（融点を下げる）。
硫黄の存在下での熱間短絡により、圧延および鍛造が非常に困難となる。
高濃度の硫黄は鋼の脆性にも寄与し、硫化物相で存在すると、鋼製品の応力集中部として作用する。

ＫＲ法は、石灰と、蛍石などの従来のスラグ流動化剤とを使用する。
蛍石は環境に有害な物質であり、ほとんどの国で回避されている。
現在使用されているＤＳ試薬は、より多くのスラグ生成をもたらす。
ＤＳ試薬の溶銑消費量が１２．７ｋｇ／トンであるため、ＤＳのサイクルタイムが長く、スラグの除滓（ｒａｋｉｎｇ）に時間がかかる。

米国特許第４１９８２２９号には、レードル内での精錬スラグの形成に炭化カルシウムを利用する方法が開示されている。提案された方法の主な目的は、鋼を脱リン酸化することである。

米国特許第４１９８２２９号には、レードル内の溶鋼の表面上に配置されるドロマイト、高炉スラグ、および石灰からもたらされる精錬スラグ形成の方法が提示されている。

議論された特許では、精錬スラグの形成に炭酸塩材料が使用されている。スラグ形成中に、これらの材料は分解され、一定量の熱を必要としますが、これは、レードル炉が利用可能でない場合には不可能であり得る。同時に、炭化カルシウムの使用は、低炭素鋼の炭素含有量の増加につながり得る。さらに、スラグの粘度を低減するために蛍石を使用すると、その危険な排出物のために有害である。スラグ形成材料製造のいくつかの例では、高炉スラグの使用が見られるが、これは、形成されたスラグ中のＳｉＯ_２含有量の増加およびその精錬品質の低下を引き起こす。

その他の文献ＣＮ１０３０１４２１７には、重量パーセントで次の成分からなることを特徴とする脱硫剤が開示されている：酸化カルシウム２５～３１％、フッ化カルシウムの１０～２０％、炭化カルシウム１０～２５％、炭化カルシウム４．５～１５、アルミニウム３～６％、および酸化アルミニウム５～８％であって、脱硫剤の粒径が２ｍｍ以下である。さらに、発明は、バナジウム含有溶鉄クリプトン（ＫＲ）脱硫および溶鉄ＫＲ脱硫法における脱硫剤の適用を開示している。発明により開示される脱硫剤は、バナジウム含有溶鉄の脱硫に適用可能である。

米国特許第４１９８２２９号明細書中国特許出願公開第１０３０１４２１７号明細書

１．本発明の主な目的は、試薬の効率を高め、蛍石に関連する危険のリスクを排除することである。
２．本発明の別の目的は、ＫＲ法における金属損失を低減することである。
３．本発明の第３の目的は、サイクル時間を短縮することである。
４．本発明の第４の目的は、温度損失を低減することである。
５．本発明の第５の目的は、ＫＲにおけるＤＳコストを低減することである。

本発明によると、主な目的は、試薬の粒度分布が最適化され（１００％＜１００ミクロン）、最適な流動性を備えた合成氷晶石を使用する場合に達成され、これにより、過度の粉塵損失および環境汚染を引き起こすことなく効率的な添加が容易になる。試薬は、以下の組成を有する：
合成氷晶石などのスラグ調整剤：６～１４％、ＣａＯ：７０～９０％、ＬＯＩ：１～８％

この試薬は試薬の消費量を４０～６０％低減し、脱硫効率を１００％以上向上させ、窒素消費量を４０％以上低減し、環境に有害な蛍石の使用を完全に排除し、金属の損失および除滓時間を４０％以上低減する。さらに、新しい試薬は、既存の脱硫コストと比較した場合、費用対効果が高くなる。従って、この製品は脱硫プロセスをより持続可能にする。

この革新的な脱硫試薬は、蛍石を使用せずにＫＲ（ＫａｎｂａｒａＲｅａｃｔｏｒ）法によって溶銑から硫黄を除去するのに非常に効果的であり、試薬の消費量を４０～６０％低減する。

脱硫試薬の組成は、以下の通りである。
氷晶石などのスラグ調整剤：６～１４％；
ＣａＯ：７０～９０％
ＬＯＩ：１～８％

革新的な試薬の開発には、次の３つの段階があった。
１．実験室試験：
表面積の増加によって、試薬サイズの減少とともに反応速度が増加することは十分に確立されている。しかしながら、粉塵損失を防ぐために、粒径の低減を制限する必要がある。粉塵損失を発生させることなくより良い効率を与えるために最適な試薬粒径を見つけるという課題が、実験室試験中に対処された。

実験室試験は次の手順で実施された。
水平ミルの再現であるボールミルにおいて５ｋｇの各サンプル８ロットを粉砕する。
過度の粉塵損失を制限するための凝集性を確保するために流動指数（ｆｌｏｗｉｎｄｅｘ）を測定した。
ふるい振とう機で粒度分布を測定した。

得られた流動性および粒度分布の結果をそれぞれ図１および図２に示す。目標の流動指数０．３０および粒径１００％＜１００ミクロンと比較すると、材料の流動指数が目標値よりも高いため、試薬の凝集性が高くなり、過剰な粉塵損失が制限され、反応速度の上昇により試薬の効率を向上させる目標の粒度分布もまた達成されたことが観察された。

２．パイロット産業試験：
２０ＭＴの新しい試薬を使用してＫＲ法での脱硫のための産業試験を計画し、パイロット規模の試験を２４回成功裏に実施した。上記の試薬を使用して得られた結果をＴａｂｌｅ１に示す。

試験結果は有望であり、パイロット規模の試験中に同じ成功率で消費量を４０％削減し、蛍石を１００％排除したことで、消費量を削減し、蛍石を完全に排除するという明確な保証を示している。

３．拡張産業試験：
既存の性能と比較するために、ＫＲ法での脱硫に１００ＭＴの新しい試薬と編成された試験を使用して、より多くのデータを収集した。拡張試験で得られた結果をＴａｂｌｅ２に示す。

試薬の消費量を４７％削減し、効率を１２７％向上させる。
蛍石を１００％排除する。
スラグの生成と金属の損失を５０％以上低減する。
除滓（ｒａｋｉｎｇ）時間を５０％以上短縮

本発明は、特定の実施形態を参照して詳細に説明されたが、その精神および範囲から逸脱することなく、様々な変更および修正をその中で行うことができることが当業者には明らかであろう。

Claims

ＫＲ（ＫａｎｂａｒａＲｅａｃｔｏｒ）法における溶銑の脱硫用試薬であって、
ａ）氷晶石などのスラグ調整剤：６～１４％と、ｂ）ＣａＯ：７０～９０％と、ｃ）ＬＯＩ：１～８％とを含む、ＫＲ法における溶銑の脱硫用試薬。
シュートを介して溶銑の上に添加することができる、請求項１に記載のＫＲ法における溶銑の脱硫用試薬。
１から１０ｋｇ／トンの溶銑の間で変化する、脱硫のために添加することができる、請求項１に記載のＫＲ法における溶銑の脱硫用試薬。
主にナトリウム、アルミニウム、およびフッ素系の化合物を含むスラグ調整剤からなる、請求項１に記載のＫＲ法における溶銑の脱硫用試薬。
新しい試薬のＤＳ効率を１００％以上改善した、請求項１に記載のＫＲ法における溶銑の脱硫用試薬。
ＤＳ試薬が、前記ＤＳ効率を達成するために１００ミクロン未満の最適粒度分布を有する、請求項１に記載のＫＲ法における溶銑の脱硫用試薬。
窒素消費量を４０％以上削減する、請求項１に記載のＫＲ法における溶銑の脱硫用試薬。
スラグ生成および金属損失を５０％以上低減する、請求項１に記載のＫＲ法における溶銑の脱硫用試薬。
温度損失を１５％以上低減する、請求項１に記載のＫＲ法における溶銑の脱硫用試薬。
脱硫のコストを２０％以上削減する、請求項１に記載のＫＲ法における溶銑の脱硫用試薬。