JP3904345B2 - 鉄鋼添加剤 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄鋼添加剤、詳しくは高脱硫性能、高安全性及び炉材等の非腐食性のバランスに優れ、溶銑脱硫剤として好適な鉄鋼添加剤に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、溶銑脱硫剤については、主としてカルシウムカーバイド系、石灰系、ソーダ灰系のものが実用化されているが、いずれも一長一短がある。
【0003】
カルシウムカーバイド系脱硫剤は、強力な脱硫性能を有しているが、脱硫スラグの後処理においてアセチレンガスが発生する等の安全性に問題がある。また、高価で、危険物でもあるので取扱に制約を受ける。
【0004】
石灰系脱硫剤は、安価であるが、高脱硫を行うには多量添加する必要があり、スラグの発生量が多くなる。また、脱硫剤を添加すると溶銑温度が著しく低下するので、金属アルミニウムや金属マグネシウム等の高価な昇温剤を加えたり、あるいは石灰の融点が高いので、蛍石等の融点降下剤を添加しなければならない。
【0005】
ソーダ灰系脱硫剤も比較的安価ではあるが、高アルカリ性であるので炉材の耐火物を損傷させる危険が大きい。また、排ガスに混入したNaの除去処理が必要となり、またNa2O含有の高いスラグが発生するので、セメント原料等の再利用を行うには限度があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、高脱硫性能、炉材の非腐食性、及び脱硫スラグ処理時の高安全性のバランスに優れた溶銑脱硫処理を行うことのできる鉄鋼添加剤を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、CaO10〜90重量%、CaCN23〜70重量%、並びにCaO、CaCN2以外の無機質物質5〜70重量%を含み、0.2mm下の粒子が20重量%以下、20mm上の粒子が10重量%以下の粒状物からなることを特徴とする鉄鋼添加剤である。
【0008】
【発明の実施の態様】
以下、更に詳しく本発明について説明する。
【0009】
本発明の鉄鋼添加剤において、CaCN2 が3重量%未満であるか、又はCaOが90重量%をこえると、鉄鋼添加剤の溶融性が低下し、高脱硫率を達成することができなくなる。また、CaCN2 が70重量%をこえるか、又はCaOが10重量%未満であると、鉄鋼添加剤の溶銑への分散性が悪化し、これまた高脱硫率を達成することができなくなる。好ましいCaO含有量は20〜60重量%、CaCN2 含有量は10〜50重量%である。特に、好ましいCaO含有量は30〜60重量%であり、CaCN2含有量は10〜40重量%である。
【0010】
CaCN2としては、合成カルシウムシアナミド、市販の工業用カルシウムシアナミド、石灰窒素等を使用することができる。石灰窒素を用いて本発明の鉄鋼添加剤を調製する場合は、その組成がCaCN2 45〜75重量%、CaO10〜25重量%、炭素10〜15重量%程度であることを考慮して行われる。
【0011】
本発明の鉄鋼添加剤においては、5〜70重量%の無機質物質を含んでいる。無機質物質としては、各種金属の酸化物、水酸化物、炭酸化物、フッ化、炭化物、塩化物及びAl、Mg、Ca、Si、Mn、Feの金属ないしは、これら金属成分の少なくとも一種を主成分とする合金、及び炭素質物質から選ばれた一種以上である。ここで、各種金属の種類としては、Na、K、Mg、Ca、Mn、Fe、Al、Si等であり、合金としては、CaSi、FeSi、FeMn、SiMn等であり、炭素質物質としては、炭素、黒鉛、カーボンブラック、コークス、タール、ピッチ、石炭等である。
【0012】
これらの無機質物質において、金属ないしは合金と炭素質物質は昇温分散剤として、各種金属の酸化物、水酸化物、炭酸化物は分散剤として、またフッ化物、炭化物、塩化物は脱硫反応を活性化させる脱硫助剤として機能する。
【0013】
本発明において、好適な無機質物質は、Al、Si、Mg、Caの金属ないしはこれら金属成分の少なくとも一種を主成分とする合金、炭素、黒鉛、カーボンブラック、コークス、石炭の炭素質物質、FeO、Fe2O3、Al2O3、SiO2、MgO、Ca(OH)2、Mg(OH)2、CaCO3、MgCO3、Na2CO3、CaF2、MgF2、NaFの無機化合物である。特に、無機質物質には、炭素質物質が含まれることが望ましい。
【0014】
無機質物質の含有量が5重量%未満では、鉄鋼添加剤の昇温作用、溶銑への分散性が低下し、高脱硫率を達成することができなくなる。また、70重量%をこえると、溶銑中での鉄鋼添加剤近傍の急激な温度上昇による突沸現象、急激な温度低下による溶銑への分散性の低下により、高脱硫率を達成することができなくなる。好ましい無機質物質の含有量は、20〜60重量%である。
【0015】
本発明の鉄鋼添加剤において、0.2mm下の粒子が20重量%をこえるか、20mm上の粒子が10重量%をこえると、インジェクション法以外の脱硫処理法における鉄鋼添加剤の溶融性、分散性が低下し、高脱硫率を達成することができなくなる。好ましくは0.2mm下の粒子が10重量%以下、20mm上の粒子が5重量%以下である。特に好ましい粒度構成は、0.2mm下が5重量%以下、0.2〜1.4mmが10〜60重量%、1.4〜4mmが30〜80重量%、4〜20mmが5重量%以下、20mm上が5重量%以下である。
【0016】
本発明の鉄鋼添加剤は、インジェクション法以外の処理方法、例えば、KR法(カンバラリアクター法)や置き注ぎ法等に用いることが好ましい。
【0017】
【実施例】
以下、実施例、比較例をあげて更に具体的に本発明を説明する。
【0018】
実施例1〜29、比較例1〜21
合成カルシウムシアナミド(CaCN2:99%(「%」は重量%、以下同じ。)粒度:30mm下)、酸化カルシウム(CaO:99%、粒度:30mm下)、酸化マグネシウム(MgO:99%、粒度:30mm下)、酸化アルミニウム(電融アルミナ、Al2O3:99%、粒度:30mm下)、酸化シリコン(白珪石、SiO2:99%、粒度:30mm下)、水酸化カルシウム(Ca(OH)2:99%、粒度:30mm下)、炭酸カルシウム(CaCO3:99%、粒度:30mm下)、フッ化カルシウム(CaF2:99%、粒度:30mm下)、金属シリコン(Si:99%、粒度:30mm下)、FeMn(Fe分15%、Mn分80%、粒度:30mm下)、黒鉛(C:98%、粒度:30mm下)、カルシウムカーバイド(CaC2:80%、粒度:30mm下)、蛍石(CaF2 :95%、粒度:30mm下)、ソーダ灰(Na2 CO3 :99%、粒度:30mm下)を表1、表2に示す割合で混合・粗砕し分級して、種種の鉄鋼添加剤を製造した。得られた鉄鋼添加剤の0.2mm下、0.2〜1.4mm、1.4〜4mm、4〜20mm、20mm上の粒子の含有量を手篩により測定し、表1、表2に示した。
【0019】
合成カルシウムシアナミドは、ジシアンジアミド((H2CN2)2:98%)と炭酸カルシウム(CaCO3:99%)を1:1で混合し、1100℃で1時間、窒素ガス雰囲気下で加熱合成し、30mm下に粗砕したものを使用した。
【0020】
酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、炭酸カルシウム、フッ化カルシウム、ソーダ灰は、粉状の市販品(純度:99%)を圧縮成型し、30mm下に粗砕したものを使用した。
【0021】
上記で得られた鉄鋼添加剤を、N2雰囲気において、溶銑(温度1300℃)100重量部に対し1.0重量部を添加し、15分間十字インペラにより撹拌して脱硫処理を行い、次式に従って脱硫率を測定した。それらの結果を表1、表2に示す。なお、試験前の溶銑の硫黄濃度は、200〜300ppmであった。
【0022】
脱硫率(%)=(溶銑から除去された硫黄の重量)×100/(脱硫処理前の溶銑中の硫黄重量)
【0023】
また、炉材(耐火物)の溶損状態の評価として、N2 雰囲気において、溶銑(温度1400℃)100重量部に対し2重量部の鉄鋼添加剤を添加し、この中にアルミナ−シリカ質レンガ(Al2 O3 分84%、SiO2 分13%、サイズ:並型)を1時間浸漬後、断面の溶損深さ(mm)を測定した。それらの結果を表1、表2に示す。
【0024】
【表1】
【0025】
【表2】
【0026】
【発明の効果】
本発明によれば、高脱硫性能、炉材への非腐食性、スラグ処理時の高安全性のバランスに優れた鉄鋼添加剤が提供される。本発明の鉄鋼添加剤は、溶銑脱硫剤はもとより、脱リン剤としても使用することができる。
Claims (1)
- 含有する3成分を三角図の座標軸で示したとき、CaOが10〜90重量%、CaCN2 が3〜70重量%、並びに、MgO、Al 2 O 3 、SiO 2 、Ca(OH) 2 、CaCO 3 、CaF 2 、Si、FeMn、C、Ca(OH) 2 とAlの組合せ、及びCa(OH) 2 とCの組合せの群より選ばれる無機質物質が5〜70重量%の範囲にあり、粒度構成が、0.2mm下の粒子が20重量%以下、0.2mmより大きく20mm未満の粒子が70〜100重量%、20mm上の粒子が10重量%以下であることを特徴とする鉄鋼添加剤。
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