JP4414562B2 - 溶銑の脱硫剤及び脱硫方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は溶銑の脱硫精錬を効果的に実施する脱硫剤および脱硫方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鉄鋼業においては、従来より、溶銑を脱硫処理するにあたり、CaOを主成分とし、反応特性を向上させるために、特公昭55-51402に開示のCaF₂や、特公昭61-24491に記載のAl₂O₃、特開平8-209212 に提示のソーダ石灰硝子など、CaOを溶融させる効果の大きい物質を加えた精錬剤を用いている。一方、地球環境保全の観点から、これまで一般的に使用していたCaF₂源としての蛍石の使用が制限されること、Al₂O₃やソーダ石灰硝子の単独併用では、脱硫能力がCaF₂併用精錬剤に比較して劣る。従って、より低硫黄濃度の鋼の溶製が増加する傾向に対処するめには、CaF₂無使用で且つ高い脱硫能力を有する新たな精錬方法が必要である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、溶銑から硫黄を除去する方法において蛍石を用いずに、蛍石を使用した場合と同程度もしくは、それ以上の脱硫効率を実現するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の要旨とするところは、
溶銑を脱硫処理する方法において、生石灰を主原料とし、これに、ソーダー分を含む硝子カレットあるいはメタ・珪酸ソーダを加え、CaO 1重量部に対して、Na₂O分を0.02〜0.05重量部添加し、さらに、Al₂O₃分として0.05〜0.20重量部添加した精錬剤を用い、処理終了時点でのスラグ組成を(CaO/SiO₂)の値を 3.5以上とするる事を特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
CaO系精錬剤は，Na₂O を含有すると脱硫能が大幅に増大する事が以前より知られている。ただし、Na₂O そのものは単体では極めて活性で吸湿性が強く、一般的には、Na₂CO₃ の形態で使用される。しかし、Na₂CO₃ は高温で、且つ、[C]が高濃度である溶銑と接触すると(1)式の反応で気化損失し、精錬効率が極めて悪く、Na₂CO₃の形での使用は経済的ではない。
【０００６】
Na₂O+[C]=2Na(g)+CO
Na₂CO₃+3[C]=2Na+3CO …(1)。
【０００７】
また、一方、アルミナ(Al₂O₃)の添加は、CaO の融点を低下させる効果が比較的大きい事も公知である。ただし、CaO と共存して溶融した時、酸性成分として作用して、スラグへの硫黄の吸収能のを低下させる。従って、CaOの利用効率を損なう事なく新たな精錬剤の発明が急務である。
【０００８】
本発明者らは、前記のごとく、Al₂O₃ の使用でCaOの溶融を助け、Na₂OでAl₂O₃使用による脱硫能力の低下を補う方法を種々検討した。
【０００９】
Na₂Oは強塩基性酸化物であり、SiO₂と共存すると、その活性度は大幅に低下し、溶銑に接触しても、極めて安定である。つまり、溶銑と接触して溶融する時には、Na₂OがSiO₂で保護されCaOに溶け合うとその脱硫能が発現される。このようなNa₂O源として、硝子カレット、メタ珪酸ソーダは、容易に入手可能であり、高温で溶銑と接触しても安定であるため、極めて利用価値が高い。
【００１０】
CaO と溶け合った時に発現される脱硫能は Na₂O 濃度の増加と共におおきくなるが、一方では、上記溶融スラグがら、(1)式に示した分解・気化反応量も多くなり、目視による白煙の発生量も多くなる。つまり、せっかく投入したNa分が脱硫反応に関与せず、無駄に消費され、経済的ではない。従って、硝子カレット、メタ珪酸ソーダの適正添加量は、CaO重量部に対して、Na₂O分として 0.02〜0.05重量部がよい。
【００１１】
本発明の主構成成分であるCaOの融点を低減し液相率を増加させるためには、前記Na分では、十分な液相率を確保できない。液相率確保の観点からは Al₂O₃ の添加量は多い程よいが、多すぎると脱硫能を阻害する。さらに、耐火物溶損防止のためにも Al₂O₃ の添加量は出来うる限り低濃度であることが好ましい。その適正値は、CaO 1 重量部に対して、0.05〜0.20の範囲に限定される。
【００１２】
本発明において、脱硫処理後のスラグの塩基度(CaO/SiO₂)の値は重要である。つまり、(CaO/SiO₂)の値が小さいと、▲１▼ スラグの脱硫能が低下し、▲２▼ Na₂O の活性度が低下し過ぎて、その機能を十分享受でず、脱硫効果があがらない。従って、Na₂O源添加によるSiO₂ の増加を勘案し、出来るだけ早い時期に CaOの投入等で(CaO/SiO₂)を確保し、処理終了時点での(CaO/SiO₂)として、3.5以上を確保するよう調整する。
【００１３】
【実施例】
[S] 濃度が 0.035〜0.040(mass%)、温度が1340℃〜1370℃の範囲の溶銑100tonを用いて溶銑の脱硫処理を機械攪拌脱硫設備で実施した。脱硫処理時間は、9〜10(min)である。
脱硫剤として、CaO 1重量部に対して、Na₂O分を0.02〜0.05重量部とし、Al₂O₃分として0.05〜0.20 重量部とした精錬剤を用いた。Na 源は、表１に示す物質を混合して使用した。
【００１４】
【表１】

【００１５】
精錬剤の原単位は、取鍋内の高炉スラグの存在量をそのスラグ厚みを基に予測し、脱硫処理終了時点での(CaO/SiO₂)の値を、3.5以上になるように投入した。その投入量は、溶銑トンあたり 5.0〜8.0 kg の範囲である。
【００１６】
図１に，CaF₂として5mass%になるように蛍石を混合した従来の精錬剤を用いた時と、蛍石無添加の石灰だけの投入、本発明の精錬剤投入時の溶銑の脱硫率を示す。本発明の方法によれば、蛍石使用時と同程度もしくはそれ以上の脱硫率が確保でき、脱硫終了時のS濃度の低減が実行できた。
【００１７】
ただし、使用した硝子カレットおよびメタ珪酸ソーダの平均組成は表１に示したものを使用し、Al₂O₃は工業用に使用される含量90(mass%)以上のアルミナを用いた。
【００１８】
【発明の効果】
本方法により、蛍石を使用せずに、環境に調和した溶銑の脱硫精錬が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 脱硫処理後の溶銑の脱硫率の処理後スラグの(CaO/SiO₂)依存性を示す図面である。

Claims (2)

1. CaO 1重量部に対して，Na₂O分を0.02〜0.05重量部，Al₂O₃分を0.05〜0.20重量部添加し、Na ₂ O分として硝子カレット、もしくはメタ・珪酸ソーダを使用したことを特徴とする溶銑の脱硫剤。
2. 溶銑を精錬剤を用いて脱硫処理する方法において、請求項１記載の脱硫剤を用い、処理終了時点でのスラグ組成が（CaO/SiO₂)の値を3.5以上とする事を特徴とする溶銑の脱硫方法。

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