JP3442417B2 - 製鋼用転炉のための鉄を含有する冷却剤を調製する方法およびこの方法によって得られる冷却剤 - Google Patents

製鋼用転炉のための鉄を含有する冷却剤を調製する方法およびこの方法によって得られる冷却剤

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、製鋼用転炉による鋼の
精錬のための、鉄を含有する冷却剤を調製する方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】銑鋼一貫作業において、圧延工程、特に
熱間圧延工程では潤滑剤とともに冷却水を用いる必要が
ある。未燃オイルとスケールの混合物は、冷却水回収系
に設置されたサンドフィルターに向けて冷却水によって
伴出される。これらのフィルターが詰まり過ぎたとき、
それらは逆流方向へ向けて水洗される。そのため、鉄を
含む残留物を含有する油分の多い圧延機スラリーすなわ
ち圧延機から回収される潤滑剤、スケールおよび水の混
合物は、その油から生じた炭化水素で汚染される。
【０００３】これら油分の多いスラリーは、製鋼作業に
よっては月に１０００トンの量で回収され、池に溜めら
れて、以後は用いられることがない。さらに、これら油
分の多いスラリーはやがては土壌に浸透し、地下水床を
汚染する。
【０００４】
【発明の構成】油分の多い圧延機スラリーの貯蔵に固有
の不利益と、鉄を含むこの生成物が使用されていないこ
とを考慮して、出願人は多くの評価試験を行った結果、
まったく予期せざることに、これらのスラリーを適当な
処理をした後に製鋼用転炉において冷却剤として使用で
きることを発見した。
【０００５】従って、本発明は、鉄を含有する冷却剤を
調製する方法に関し、前記冷却剤は、油分の多い圧延機
スラリーから製造される卵形物から形成されるものであ
り、石灰、鉄鉱石、スラグおよび金属フィブリルが、抽
出された油分の多い圧延機スラリーに添加されて、下記
の組成を重量基準で有する混合物を得て、 油分の多いスラリー：５５〜９３％ 石灰 ： ５〜２５％ 金属フィブリル ： ５〜１５％ 鉄鉱石 ： １〜１５％ スラグ ： １〜１５％ 石灰を消和するために前記混合物をカバーして静置し、
得られた混合物を均質化し、４〜１０％のバインダーを
添加し、前記混合物を圧縮して卵形物を形成する、こと
を特徴とする。
【０００６】本発明の他の特徴によれば、前記卵形物は
おおむね楕円体の形を有し、長さが２０〜６０ｍｍで太
さが１０〜２５ｍｍであり、前記金属フィブリルは、最
大の長さが約５ｍｍで平均直径が約０.３ｍｍであり、
前記金属フィブリルは研削のような加工作業によって生
じたものであり、前記金属フィブリルは鉄を含有してい
て、前記混合物は重量基準で、好ましくは下記の組成を
有する。
【０００７】 油分の多いスラリー：７６〜８０％ 石灰 ：１０〜１２％ 金属フィブリル ： ７〜１２％ 鉄鉱石 ： １〜 ６％ スラグ ： １〜 ６％
【０００８】本発明はまた、鉄を含有していて上述の方
法によって製造される冷却剤であって、下記の成分を重
量基準で含有する冷却剤に関する：少なくとも５０〜６
７％の鉄、８〜１８％の石灰、０.２％未満の硫黄、７
％未満の炭素、および１０％未満のアルカリ性で鉱物形
態の残留物、この場合、鉄は遊離した形態および酸化物
の形態で存在している。
【０００９】
【実施例】非限定的な実施例による以下の説明によっ
て、本発明はより良く理解され、その利点と特徴が強調
されよう。
【００１０】製鋼用転炉において、鋼の精錬が、以下の
特徴を有する原料鋼を製造するために行われる。その特
徴とは、望ましい値、すなわち、例えばリンや硫黄のよ
うな不純物含有量に対する限定値、連続鋳造機における
温度勾配と鋳造温度に適合する最低温度、および炭素含
有量からのわずかなばらつきを示すこと、である。
【００１１】溶融した鋳鉄とスクラップ鉄が転炉内に装
入されるとき、鋼を製造するために約１５０００ｍ3 の
酸素が吹風管を用いて数分間吹き込まれる。酸素が吹き
込まれる最初の段階で石灰が装入されて、酸素および鋳
鉄中に存在する元素、例えばケイ素、リン、マンガンの
ような元素と反応して、スラグまたは転炉の燃えかすと
呼ばれるものが形成される。石灰が装入された後、通常
は鉄鉱石であって吹錬鉱と呼ばれ、酸化物の形で鉄を約
６７％含んでいて精錬のためのエネルギーバランスと関
係する冷却剤が、重力によって装入される。
【００１２】本発明に係る方法は、鉄を含んでいて油分
の多い圧延機スラリーから生じた卵形物から形成される
冷却剤を調製するものである。この冷却剤を使用する目
的は、従来の吹錬鉱を部分的に置換することと、本発明
に従って例えば３トンの鉱石を４.５トンの冷却剤と置
換して、それによってエネルギーバランスを満足させて
予定した鋼の組成と温度とを得ることである。
【００１３】炭化水素の形態の遊離炭素が冷却剤中に７
％を超えない割合で存在しなければならず、それによっ
て、油分の多い圧延機スラリーから生じた炭化水素鎖中
の水素原子が気体分子に変化する危険性が解消される。
実際、転炉内ひいてはその上に配置された気送管内での
一定の体積の水素ガスの存在は、かなりの威力の爆発を
引き起こす場合がある。
【００１４】本発明に係る、鉄を含有する冷却剤は、池
に貯蔵された油分の多い圧延機スラリーから製造され
る。
【００１５】製造工程の第一段階は、それらのスラリー
を抽出し、それらを変化させて特別な性質を付与する補
助剤をスラリーに添加することからなる。そのため、例
えば生石灰が、スラリーを乾燥させるとともにスラリー
から油を除去するために添加される。石灰の役割は、含
水量をせいぜい約４〜５％に減少させることである。化
学反応が発熱反応である場合、温度は８０℃に近いの
で、炭化水素の部分は蒸発によって除去され、他の部分
は石灰上に固定される。
【００１６】過剰な石灰の使用は鉄を含有する冷却剤の
卵形物の破裂を引き起こし、そのため実質的に前記生成
物が溶融した転炉浴に貫通するのが防止されるが、それ
によって予定したよりも高い温度を有する鋼が形成され
るので、鋼の製品が粉砕されるという影響を及ぼす。
【００１７】そのために、２５％以下の石灰を添加する
のが好ましい。石灰の添加による油の部分的な除去は、
５％以上の量で効果的となる。
【００１８】５ｍｍ未満の粒径分布を有する粉末の形で
の、全体で１〜１５％、好ましくは１〜６％の鉄鉱石
と、転炉から得られて取り出される１〜１５％、好まし
くは１〜６％のスラグも添加される。スラグは３.１４
ｍｍ未満のサイズを有する細粒である。
【００１９】このようにして形成された混合物は、重量
％で５５〜９３％、好ましくは７６〜８０％の油分の多
いスラリーを含有している。
【００２０】出願人はまた、油分の多い圧延機スラリ
ー、石灰、および適切な場合には鉄鉱石およびスラグか
ら製造された卵形物は、十分な凝集力を有していないこ
とを見いだした。このため、卵形物を転炉内に装入する
間に卵形物は激しい熱にさらされ、転炉内の温度は１５
００℃程度となり、凝集力がないために、卵形物は溶融
した鋳鉄の中に入る前に分裂して、かなりの量の細粒が
形成される。次いで細粒は気送管内に引き込まれて気送
管の壁に堆積し、そのため気送管が詰まる。これら引き
込まれた細粒は同時に、無視できない冷却剤の一部の代
わりとなり、転炉のエネルギーバランスには関係せず、
従って熱効率を有していない。
【００２１】出願人は、驚くべきことに、上述の混合物
に金属フィブリルを５〜１５％、好ましくは５〜１２％
添加することによって、卵形物に良好な凝集力が付与さ
れ、卵形物中の細粒の割合を約３０％まで低減すること
が可能となり、そのため卵形物は転炉内に装入される間
の分裂が遅れることを発見した。
【００２２】金属フィブリルは約５ｍｍの最大長さと約
０.３ｍｍの平均直径を有する。実際のところ、上述し
たよりも大きい寸法の場合、卵形物はもはや望ましい凝
集力を有していないことが見いだされた。
【００２３】これらのフィブリルは、例えば研削のよう
な加工作業によって生じた金属細片であり、鉄を含んで
いてよい。鉄を含むこれらの金属細片は、例えばステン
レス鋼からなるが、その他のあらゆるタイプの鋼、例え
ば軟鋼であってもよい。選ばれる金属は鋼に限らず、例
えばアルミニウムあるいはその他の金属であってもよ
い。
【００２４】得られた混合物は、次いでカバーされて、
約１週間静置される。この工程の目的は石灰を消和する
ことであり、また混合物の機械的強度を長期間にわたっ
て増大させる役割をも果たす。この静置時間は、混合物
中で用いられる成分によって数日から３週間まで変更で
きる。
【００２５】混合物の静置が終わったとき、それはマラ
グゼータ（malaxator）内で均質化される。
【００２６】最後の一工程は、バインダーを４〜６％、
好ましくは５％の割合で添加することである。選ばれる
バインダーはサトウキビの糖密（cane molasses）であ
り、それは混合物に添加されて移動性の液体結合を形成
し、そして乾燥した後は、混合物の粒を互いに粘着させ
る固体のブリッジとなる。従って、バインダーは冷却剤
の機械的強度を向上させるのに寄与する。乾燥した後に
は、混合物は２％未満の水を含んでいる。リグノスルフ
ォン酸アンモニウムやリグノスルフォン酸カルシウムの
ようなバインダーを用いてもよい。
【００２７】本発明に係る、鉄を含む冷却剤の成形が最
後の製造工程であり、４００〜５００バールの圧力下で
圧縮プレスが行われる。それによって卵形物が形成さ
れ、それは長さが２０〜６０ｍｍであって太さが１０〜
２５ｍｍの寸法を有する楕円体形状を有する。冷却剤の
この形状は転炉への投入に最も適切なものである。
【００２８】実際のところ、冷却剤がコンベヤベルトを
用いて転炉へ投入されるとき、コンベヤベルトは、球形
に製造した冷却剤では適切でない程度に傾斜することが
ある。また、冷却剤をブリケットすなわち平行六面体の
形に製造した場合は、この投入のためにはさらに不適切
である。というのは、それは衝撃に対して弱いシャープ
なエッジを有し、転炉へ移動する間にかなり容易に壊れ
てしまうからであるが、本発明のようにかなり圧縮した
卵形物の場合はそうはならない。
【００２９】卵形物のサイズ、密度、および機械的強度
によって、それらを転炉内に装入する間に容易に溶融浴
の中に入ることが可能となり、そのため溶融金属との反
応が促進される。
【００３０】金属フィブリルの添加によって、卵形物の
機械的強度もかなり増大する。実際、出願人は、金属フ
ィブリルを用いずに製造した卵形物は２５kgf のオーダ
ーの機械的圧縮強度を有しているのに対して、金属フィ
ブリルを用いて製造した卵形物は８５kgf のオーダーの
機械的圧縮強度を有していることを確認することができ
た。
【００３１】本発明に係る、鉄を含む冷却剤は、例えば
下記の化学組成を有する：遊離した形態および酸化物の
形態での５２％の鉄、９.８％の石灰、０.０８％の硫
黄、６.５％の炭素、および残部として、少なくとも１
０％のアルカリ性で鉱物形態の残留物。
【００３２】硫黄の含有量は０.２％未満でなければな
らないことに留意されたい。というのは、冶金の専門家
は転炉内で鋼から過剰の硫黄を除去するのが困難である
ことを経験しているからである。
【００３３】従って、本発明は、数年間池に貯蔵された
もののみならず、圧延機のラインで日常発生する油分の
多い圧延機スラリーの中に存在する、鉄を含む残留物の
価値を回復させることを可能にする。これらのスラリー
を池から取り除くことはまた、地下水床を汚染する危険
性をも解消する。これらの利点に加えて、本発明は、転
炉への鉱石の装入費用を低減することによって、最良の
経済条件で精錬を行うことを可能にする。
【００３４】上記卵形物中での細粒の割合に及ぼす上記
フィブリルの添加の影響を定量化するために、フィブリ
ルを用いない卵形物とフィブリルを用いた卵形物につい
ての実験を行った。
【００３５】Ａと標記する卵形物が最初に、上述した方
法によって、フィブリルを添加せずに、以下の組成から
製造され、成形された： 油分の多いスラリー：７７.１％ 石灰 ：１０.５％ 鉄鉱石 ： ４.２％ スラグ ： ４.２％ バインダー ： ４％
【００３６】次にＢと標記する卵形物が、上記混合物に
１０％のフィブリルを添加することによって製造され
た。これらのフィブリルは、最大長さが５ｍｍで平均直
径が０.３ｍｍ のステンレス鋼の細片であり、研削作業
から発生したものである。
【００３７】従って、新しい混合物は下記の組成を有す
る： 油分の多いスラリー： ７０％ 石灰 ： ９.２％ フィブリル ： ９.２％ 鉄鉱石 ： ３.８％ スラグ ： ３.８％ バインダー ： ４％
【００３８】上記の二つのケースＡおよびＢの各々にお
いて、長さが６０ｍｍで太さが２５ｍｍの１５０ｋｇの
卵形物が製造された。
【００３９】各々のケースＡおよびＢについて、ＭＩＣ
ＵＭ試験として知られる試験が、１５ｋｇの冷却剤につ
いて行われた。この試験の目的は、卵形物がＭＩＣＵＭ
ドラムの上を通過する間の細粒の生成を測定することで
ある。このドラムは、様々な処理操作の間にこの材料が
受ける崩壊を模するものである。
【００４０】ＭＩＣＵＭ試験はＩＳＯの規格に従ってケ
ースＡおよびＢの各々について、下記の手順で行われ
た：卵形物の形で製造された冷却剤１５ｋｇを、円形の
隅を有し幅が５０ｍｍで１分間に２００回転の速度で回
転する円板の上に、５分間置く。円板が回転する間に卵
形物のいくらかが分解し、隅に回収される。残った卵形
物と分解して隅に回収された部分とを集め、各々６０、
４０、２０、１０、５および３.１４ｍｍの直径の円形
のメッシュを有する篩の上で通常の方法で篩にかける。
【００４１】この試験の目的は、卵形物の粒子サイズ分
布を測定して、それにより卵形物中に存在する細粒の量
を評価することである。
【００４２】このようにして最初の試験を行った後、表
１に示す結果が得られた。
【表１】表 １
【００４３】次いで、二つのケースＡおよびＢについ
て、この試験を受けていない冷却剤１３５ｋｇを、塊鉱
化炉の中で９５０〜１０２０℃の温度に５分間さらし
た。次いで、上記の熱処理を受けた卵形物１５ｋｇにつ
いて、各々のケースについて２４時間後、ＭＩＣＵＭ試
験を行った。
【００４４】この二番目の試験の結果を表２に示す。
【表２】表 ２
【００４５】これらの結果は、冷却剤の卵形物にステン
レス鋼のフィブリルを添加することによって、細粒すな
わち３.１４ｍｍよりも小さいサイズの塵の割合がおよ
そ３倍減少し、卵形物の凝集力が向上することを証明す
る。
【００４６】
【発明の効果】以上説明した通り、特定の直径を有する
金属フィブリルを添加することによって、卵形物を転炉
内に装入する間に、それらの良好な熱伝導性のゆえに、
卵形物の凝集力を増大させ、そのために、分解現象を遅
らしめることが可能となり、それによって、著しく多く
の割合の卵形物が溶融した金属浴に到達することが可能
となり、冷却剤として作用することによって熱バランス
の改善に寄与することを可能とする。
フロントページの続き (72)発明者 フランソワ・オーディベール フランス共和国 13310 サン・マルタ ン・ド・クロウ，キャファン，マース・ クリスティーヌ（番地なし) (56)参考文献 特開 昭57−60003（ＪＰ，Ａ) 米国特許4336218（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C21C 5/28 C22B 7/00 F27D 9/00

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 製鋼用転炉による鋼の精錬に用いる、鉄
    を含有する冷却剤を調製する方法であって、 前記冷却剤は、油分の多い圧延機スラリーすなわち圧延
    機から回収される潤滑剤、スケールおよび水の混合物か
    ら製造される卵形物から形成されるものであり、 石灰、鉄鉱石、スラグ、および５ｍｍの最大長さと０.
    ３ｍｍの平均直径を有する金属フィブリルが、抽出され
    た前記油分の多い圧延機スラリーに添加されて、下記の
    組成を重量基準で有する混合物を得て、 油分の多いスラリー：５５〜９３％ 石灰 ： ５〜２５％ 金属フィブリル ： ５〜１５％ 鉄鉱石 ： １〜１５％ スラグ ： １〜１５％ 石灰を消和するために前記混合物をカバーして静置し、 得られた混合物を均質化し、 ４〜１０％のバインダーを添加し、 前記混合物を圧縮して卵形物を形成する、 ことを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 前記卵形物が、長さが２０〜６０ｍｍで
    太さが１０〜２５ｍｍのおおむね楕円体形状を有するこ
    とを特徴とする、請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記金属フィブリルが、研削のような加
    工作業から生じた細片であることを特徴とする、請求項
    １または２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記金属フィブリルが鉄を含むことを特
    徴とする、請求項１または３に記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記混合物は重量基準で、好ましくは下
    記： 油分の多いスラリー：７６〜８０％ 石灰 ：１０〜１２％ 金属フィブリル ： ７〜１２％ 鉄鉱石 ： １〜 ６％ スラグ ： １〜 ６％ の組成を有することを特徴とする、請求項１に記載の方
    法。
  6. 【請求項６】 好ましくは４〜６％のバインダーが添加
    されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
  7. 【請求項７】前記バインダーが、サトウキビの糖密、リ
    グノスルフォン酸アンモニウムおよびリグノスルフォン
    酸カルシウムから選ばれることを特徴とする、請求項１
    に記載の方法。
  8. 【請求項８】 下記の成分を重量基準で含有し： ５０〜６７％の鉄、 ８〜１８％の石灰、 ０.２％未満の硫黄、 ７％未満の炭素、および １０％未満のアルカリ性で鉱物形態の残留物、 前記鉄は遊離した形態および酸化物の形態で存在してい
    ることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかの方法に
    よって製造される、鉄を含む冷却剤。
JP31747592A 1991-11-26 1992-11-26 製鋼用転炉のための鉄を含有する冷却剤を調製する方法およびこの方法によって得られる冷却剤 Expired - Fee Related JP3442417B2 (ja)

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FR9114590 1991-11-26

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