JP3698685B2 - 鉄鋼添加剤 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フッ化物を実質的に含有させないで、鉄鋼精錬能力に優れた鉄鋼添加剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、鉄鋼精錬におけるリン・イオウ・酸化物等不純物除去に用いる精錬剤として、ＣａＯ−ＣａＦ₂ 系のものが賞用されている。しかしながら、フッ素は、環境基準指定物質であることから、それを含まない鉄鋼添加剤の開発が急がれており、これまでにＡｌ₂Ｏ₃ 、ＳｉＯ₂ 、Ｆｅ₂Ｏ₃ 等を基本成分とする種々の鉄鋼添加剤が提案されてきた。たとえば、カルシウムフェライトを有効成分とするもの（特開平１１−２０９８１７号公報）があるが、その精錬能力はＣａＯ−ＣａＦ₂系レベルまでには至っていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、フッ化物を実質的に含有させないで、ＣａＯ−ＣａＦ₂ 系に匹敵する鉄鋼精錬能力を発現する鉄鋼添加剤を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、化学成分として、ＣａＯ４５〜５０質量％、Ａｌ₂Ｏ₃ １２〜３０質量％、Ｆｅ₂Ｏ₃ ２０〜４３質量％を含むが、Ｆ（フッ素）を実質的に含まないものであり、鉱物としてカルシウムアルミノフェライトを含有するものであることを特徴とする鉄鋼添加剤である。この場合において、遊離ＣａＯを含むとともに、カルシウムアルミノフェライトが４ＣａＯ・Ａｌ₂Ｏ₃・Ｆｅ₂Ｏ₃を含むことが好ましい。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について更に詳しく説明する。
【０００６】
本発明の鉄鋼添加剤は、生石灰、電融石灰、炭酸カルシウム等のＣａＯ原料、焼成アルミナ、電融アルミナ、ボーキサイト等のＡｌ₂ Ｏ₃ 原料、鉄鉱石等のＦｅ₂ Ｏ₃ 原料を所定量混合し、１３００〜１４００℃に加熱後冷却してカルシウムアルミノフェライトを含む熱処理物を製造し、それを好ましくは平均粒径１〜３ｍｍに整粒することによって製造することができる。
【０００７】
本発明の鉄鋼添加剤の化学成分は、ＣａＯ４５〜５０％（質量％、以下同じ）、Ａｌ₂Ｏ₃ １２〜３０％、Ｆｅ₂Ｏ₃ ２０〜４３％を含むが、Ｆ（フッ素）は含まないものである。ＣａＯが５０％超であるか、Ａｌ₂Ｏ₃ が１２％未満であるか、又はＦｅ₂Ｏ₃ が２０％未満であると、鉄鋼添加剤の融点が高くなって精錬能力が低下し、またＣａＯが４５％未満であるか、Ａｌ₂Ｏ₃ が３０％超であるか、又はＦｅ₂Ｏ₃ が４３％超であると、ＣａＯ分が不足してこれまた精錬能力が低下する。Ｆは、環境基準指定物質であるので実質的に含ませない。ここで、「実質的」とは、被熱処理原料に、フッ化物等のフッ素含有物質を積極的に用いないことを意味する。
【０００８】
本発明の鉄鋼添加剤の鉱物は、カルシウムアルミノフェライトを含有する。その含有率は６０〜１００％であることが好ましい。また、カルシウムアルミノフェライトウムとしては、４ＣａＯ・Ａｌ₂Ｏ₃・Ｆｅ₂Ｏ₃（以下、単に「Ｃ４ＡＦ」ともいう。）を５０％以上（１００％を含む）含有していることが好ましく、これによってＣ４ＡＦの低融点（１４１０℃）作用によって、鉄鋼添加剤使用時の溶融速度が速くなり、高い精錬能力を発現する。カルシウムアルミノフェライトが１００％でないときの他の鉱物は、Ｌｉ₂Ｏ、Ｎａ₂Ｏ、ＭｇＯ、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、Ｋ₂Ｏ、ＣａＯ、ＴｉＯ₂、Ｃｒ₂Ｏ₃、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＢａＯから選ばれた一種又は二種以上を成分とする単体又は複化合物であることが好ましく、特に遊離ＣａＯであることが好ましい。これらのカルシウムアルミノフェライト以外の鉱物は、外添することもできる。
【０００９】
本発明の鉄鋼添加剤の最適例は、Ｃ４ＡＦ６０〜９０％、遊離ＣａＯ１０〜４０％、残部が５％以下（０％を含む）で、フッ化物を含まないものであり、平均粒径１〜３ｍｍの粒状物である。
【００１０】
本発明の鉄鋼添加剤の使用法は、従来と同様に、例えば取鍋の溶鋼中にランスパイプを用いてキャリアガスに同伴させて鉄鋼添加剤を添加・撹拌する。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明を実施例、比較例をあげて更に具体的に説明する。
【００１２】
実施例１
ＣａＯ、Ａｌ₂Ｏ₃ 、Ｆｅ₂Ｏ₃ （いずれも特級試薬：粒度３５〜５０μｍ）を表１に示す条件で配合し、加熱処理した後冷却し、平均粒径２．３ｍｍに調整し、本発明の鉄鋼添加剤とした。鉄鋼添加剤の化学成分を蛍光Ｘ線装置（理学電機社製「ＲＩＸ−３０００」）により測定した。その結果を表１に示す。また、鉱物組成をＸ線回折装置（理学電機社製「ＲＡＤIIＢ」）により分析したところ、Ｃ４ＡＦ９５％、残部が１２ＣａＯ・７Ａｌ₂Ｏ₃、Ｆｅ₂Ｏ₃等であった。
【００１３】
実施例２
実施例１で得られた鉄鋼添加剤７０質量部に対し、ＣａＯ粉末（特級試薬：粒度３５〜５０μｍ）３０質量部をボールミルで混合して、本発明の鉄鋼添加剤（平均粒径１．６ｍｍ）とした。
【００１４】
比較例１
ＣａＦ₂粉末（特級試薬：粒度３５〜５０μｍ）７０質量部に対し、ＣａＯ粉末（特級試薬：粒度１０μｍ）を３０質量部加えてボールミルで混合した後、平均粒径２．１ｍｍに造粒して鉄鋼添加剤を製造した。
【００１５】
比較例２
ＣａＯ、Ｆｅ₂Ｏ₃ （いずれも特級試薬：粒度３５〜５０μｍ）の等モル混合粉末を白金坩堝に入れ、電気炉で１２００℃で３時間加熱・冷却した。得られた鉱物は、Ｘ線回折分析により、ＣａＯ・Ｆｅ₂ Ｏ₃鉱物から構成されていることを確認した。これを粒度３０〜５０μｍに調整したもの７０質量部と上記ＣａＯ粉末３０重量部とをボールミルで混合した後、平均粒径２．１ｍｍに造粒して鉄鋼添加剤を製造した。
【００１６】
上記で製造された鉄鋼添加剤の鉄鋼精錬能力を評価するため、アルゴンガス雰囲気において、高周波溶解炉にて溶解した溶鋼（市販品、ＳＳ４００、溶鋼温度１６００℃）に対して０．５％を投入し１０分間精錬処理を行った。処理前後の溶鋼中のイオウ含有率をＬＥＣＯ社製「ＣＳ−３４４」を用いて高周波加熱燃焼赤外吸収分析法で測定し、式、脱硫率（％）＝（除去イオウ量×１００）／（処理前の溶鋼中のイオウ含有量）、に従って脱硫率を測定した。それらの結果を表１に示す。
【００１７】
【表１】

【００１８】
表１から明らかなように、本発明の実施例の鉄鋼添加剤を用いると、従来のＣａＯ−ＣａＦ₂ 系（比較例１）又はＣａＯ・Ｆｅ₂ Ｏ₃系（比較例２）と同等又はそれ以上の脱硫率を発現することが分かった。とくに、実施例２は実施例１よりも顕著な脱硫率を示した。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、フッ化物を含有させないで、ＣａＯ−ＣａＦ₂ 系に匹敵する脱硫率を示す鉄鋼添加剤が提供される。

Claims (1)

1. 化学成分として、ＣａＯ４５〜５０質量％、Ａｌ2Ｏ3 １２〜３０質量％、Ｆｅ2Ｏ3 ２０〜４３質量％、並びに、遊離ＣａＯを含むが、Ｆ（フッ素）を実質的に含まないものであり、鉱物としてカルシウムアルミノフェライトを含有し、前記カルシウムアルミノフェライトが４ＣａＯ・Ａｌ 2 Ｏ 3 ・Ｆｅ 2 Ｏ 3 を含むものであることを特徴とする鉄鋼添加剤。