JP5910069B2 - 脱硫剤及びその脱硫剤を用いた溶銑の脱硫処理方法、並びに、耐火物を併用した溶銑の脱硫処理方法 - Google Patents

脱硫剤及びその脱硫剤を用いた溶銑の脱硫処理方法、並びに、耐火物を併用した溶銑の脱硫処理方法 Download PDF

Info

Publication number
JP5910069B2
JP5910069B2 JP2011281243A JP2011281243A JP5910069B2 JP 5910069 B2 JP5910069 B2 JP 5910069B2 JP 2011281243 A JP2011281243 A JP 2011281243A JP 2011281243 A JP2011281243 A JP 2011281243A JP 5910069 B2 JP5910069 B2 JP 5910069B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
desulfurization
refractory
mass
hot metal
content
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2011281243A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2013129888A (ja
Inventor
松本 卓也
卓也 松本
大輔 ▲高▼橋
大輔 ▲高▼橋
田中 芳幸
芳幸 田中
菊池 直樹
直樹 菊池
大島 健二
健二 大島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
JFE Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JFE Steel Corp filed Critical JFE Steel Corp
Priority to JP2011281243A priority Critical patent/JP5910069B2/ja
Publication of JP2013129888A publication Critical patent/JP2013129888A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5910069B2 publication Critical patent/JP5910069B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、MgOを有する粉粒体状の耐火物を含有し、AlとCaO系脱硫剤とを含有する、溶銑の脱硫処理に用いる脱硫剤及びその脱硫剤を用いた溶銑の脱硫処理方法、並びに、耐火物を併用した溶銑の脱硫処理方法に関する。
近年、鋼の高付加価値化や鉄鋼材料の使用用途拡大などに伴う材料特性向上の観点から、硫黄含有量の少ない低硫鋼製造の要求が増加しており、このような要求に対応するために、溶銑段階での効率的な脱硫処理技術が必要となっている。従来から、溶銑の脱硫処理には、CaO(石灰)系脱硫剤、カルシウムカーバイド系脱硫剤、ソーダ系脱硫剤、金属Mgなどの脱硫剤が使用されている。安価であることからCaO系脱硫剤を用いることが一般的である。特に、溶銑中に浸漬させたランスからCaO系脱硫剤をインジェクションして脱硫する方法、あるいは、容器に収容された溶銑にインペラー(「攪拌羽根」とも呼ぶ)を浸漬させ、回転するインペラーによって上置き添加したCaO系脱硫剤を溶銑と攪拌して脱硫する方法が広く行われている。CaO系脱硫剤には、滓化を促進する目的で、フッ化カルシウム(CaF)などの滓化促進剤が少量添加されている。しかしながら、近年、フッ素の環境への影響が問題視されており、フッ素を含有しない脱硫剤を使用することが望ましい。従って、フッ素を含有しない脱硫剤が多数提案されている。
フッ素を含んだ従来の脱硫剤に代わるものとして、例えば、特許文献1では、10〜90重量%の金属Mgと10〜90重量%のCaOとを含有する脱硫剤が金属質の被覆材で被覆された脱硫剤充填ワイヤを溶銑中に投入すると同時に、CaO系脱硫剤を溶銑中に加えて溶銑の脱硫処理を行うことが開示されている。また、特許文献2では、溶銑の脱硫処理方法として、金属Mgによる脱硫を前提とし、安価で、従来のCaO−CaF系脱硫剤に比べて脱硫剤を低減することができる方法が開示されている。
ところで、製銑−製鋼工程においては、高温の溶銑及び溶鋼を取り扱うため、多くの種類のレンガなどの耐火物が使用されている。耐火物の使用される温度域及び溶銑に共存するスラグの組成などの使用条件によって複数種類の耐火物が用いられる。耐火物の多くはMgO及び/またはAlを含む。耐火物の種類として、定型耐火物と不定型耐火物とがある。一般的に、定形耐火物は、高温で焼成され、不定形耐火物に比べて強度が高いが、施工された耐火物は、定形耐火物及び不定形耐火物ともに、或る程度の使用期間が経過すると新品と交換されて寿命を迎える。特に、高い生産性を求められる昨今では、耐火物は計画的に交換されるために、使用済み耐火物の発生量が増加している。
使用済みの定形耐火物は、サイズが100〜500mmと大きく且つ強度が高いために、粉砕して耐火物原料に再使用するには多大なエネルギー及びコストを要する。また、使用済みの不定形耐火物は、使用済みの定形耐火物に比べると容易に粉砕できるが、使用済みの不定形耐火物には、スラグや地金が混入することから、耐火物原料に再使用することは困難である。そのために、使用済み耐火物は、定形耐火物及び不定形耐火物ともに産業廃棄物として処理することが一般的である。しかしながら、使用済み耐火物を産業廃棄物として処理することは、多くの処理コストを要するのみならず、省資源の観点からも望ましくなく、従って、製鉄所で発生した使用済み耐火物を再利用する方法が多数提案されている。
使用済み耐火物を再利用する方法として、例えば、特許文献3には、溶鋼製錬炉もしくは溶鋼を受ける容器に内張りされ、MgOを組成とする耐火物を解体したときに生ずる屑を粉砕機にて20mm以下の粒径に粉砕し、MgOを主成分とした耐火物を内張りした溶鋼製錬炉もしくは溶鋼を受ける容器にドロマイトないし軽焼ドロマイトの代替物として投入する技術が開示されている。特許文献4には、マグネシア系廃煉瓦を分別回収し、破砕し、得られたマグネシア系廃煉瓦粉塊を、電気炉に投入し、溶鋼の電気炉精錬における造滓材として用いる技術が開示されている。特許文献5には、粒径1mm以下の耐火物粉の質量割合が50%以上である、粒径10mm未満の耐火物屑に対して質量割合で15%以上の水を均一混合させ、得られた混合物をスラグ鍋内のスラグに投入してスラグを鎮静させる技術が開示されている。
特許文献1〜2は、フッ素を含有しない脱硫剤を開示しているものの、脱硫剤に使用済み耐火物を再利用する技術を提案するものではない。また、特許文献3〜5は、使用済み耐火物を製鉄所内で再利用する技術を開示しているものの、使用済み耐火物を精錬剤として積極的に利用する技術を開示するものではない。
特開平9−194924号公報 特開平10−25505号公報 特開平6−116617号公報 特開平11−335718号公報 特開2008−174775号公報
本発明は上述の事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、フッ素を含有しない脱硫剤であって、かつ、使用済み耐火物を含有し、溶銑の脱硫処理における精錬剤として使用済み耐火物を有効活用することのできる脱硫剤及びその脱硫剤を用いた溶銑の脱硫処理方法、並びに、フッ素を用いず、かつ、耐火物を併用した溶銑の脱硫処理方法を提供することである。
本発明に至った経緯について説明する。従来、CaO系脱硫剤には、滓化促進剤としてフッ素を含む化合物、例えば、CaFなどが添加されていた。本発明の課題を解決するために、フッ素系の物質を用いずに滓化を促進するためには、使用する脱硫剤の融点を下げる、あるいは、液相の割合を向上させる作用を持つ物質を、その脱硫剤に添加することが有効である。本発明者らは、鋭意検討の結果、このような物質として、MgOやAlが有効であることを見出し、更には、製鉄プロセスなどで用いられる耐火物にはMgO及び/またはAlを含むものがあることに着目した。しかしながら、CaFを脱硫剤に添加しない条件において、耐火物を脱硫剤に単に添加するだけでは、脱硫剤として期待した脱硫効果を得ることが困難であった。そこで、本発明者らは、CaFを脱硫剤に添加しない条件において、耐火物が、脱硫剤の添加物として使用可能である条件を再検討した、すなわち、添加する耐火物の条件及び脱硫剤全体の組成の望ましい条件を検討した。
上述の経緯によって、本発明者らは、上記課題を解決するために、脱硫剤としてフッ素を用いないことを前提として、使用済み耐火物を有効に活用できることを見出して、本発明の完成に至ったものであり、本発明は、以下に示す脱硫剤およびその脱硫剤を用いた脱硫処理方法、並びに、耐火物を併用した溶銑の脱硫処理方法を提供する。
本発明の要旨は以下の通りである。
(1)MgOを有する耐火物を含有する、溶銑脱硫処理に用いる脱硫剤であって、前記耐火物は粉粒体状であり、この耐火物の粒径が3mm以下かつ、前記脱硫剤中の前記耐火物の含有率が5質量%以上9質量%以下であり、前記脱硫剤中の含有率が2質量%以上9質量%以下であるMgOと、前記脱硫剤中の含有率が21質量%以下であるAlと、前記脱硫剤中の含有率が70質量%以上98質量%以下であるCaOとを含有することを特徴とする脱硫剤。
(2)前記耐火物はSiOを有し、前記耐火物中の前記SiOの含有率が30質量%以下であることを特徴とする上記(1)に記載の脱硫剤。
(3)上記(1)または(2)に記載の脱硫剤を溶銑中に供給して脱硫処理することを特徴とする溶銑の脱硫処理方法。
(4)粒径が3mm以下である粉粒体状の耐火物であって、MgO及びAlを有する耐火物を溶銑に添加するとともに、CaO系脱硫剤を溶銑に添加して、耐火物を併用した溶銑を脱硫する溶銑の脱硫処理方法であって、前記溶銑に添加される前記耐火物と前記CaO系脱硫剤との合計添加量のうち、前記耐火物の含有率が5質量%以上9質量%以下であり、MgOの含有率が2質量%以上9質量%以下であり、Alの含有率が21質量%以下であり、CaOの含有率が70質量%以上98質量%以下であることを特徴とする耐火物を併用した溶銑の脱硫処理方法。
(5)Al源を溶銑に更に添加して、前記耐火物と前記CaO系脱硫剤と更に添加された前記Al源との合計添加量のうちのAlの含有率を調整することを特徴とする上記(4)に記載の耐火物を併用した溶銑の脱硫処理方法。
(6)粒径が3mm以下である粉粒体状の耐火物であって、MgOを有する耐火物とAl源とCaO系脱硫剤を溶銑に添加して、耐火物を併用した溶銑を脱硫する溶銑の脱硫処理方法であって、前記溶銑に添加される耐火物とAl源とCaO系脱硫剤との合計添加量のうち、前記耐火物の含有率が5質量%以上9質量%以下であり、MgOの含有率が2質量%以上9質量%以下であり、Alの含有率が21質量%以下であり、CaOの含有率が70質量%以上98質量%以下であることを特徴とする耐火物を併用した溶銑の脱硫処理方法。
本発明に係る脱硫剤の組成物として、CaO系脱硫剤(CaO)に加えて、CaFなどのフッ素化合物の代わりに、CaOが主成分となる脱硫剤の融点を低下する作用を奏するMgO及びAlを使用する。MgOを有する耐火物を、粒径が3mm以下である粉状体に粉砕して、脱硫剤中のこの耐火物の含有率が5質量%以上9質量%以下となるように、脱硫剤の組成物として耐火物を使用する。脱硫剤中のMgOの含有率が、2質量%以上9質量%以下、脱硫剤中のAlの含有率が21質量%以下、脱硫剤中のCaOの含有率が70質量%以上98質量%以下となるように、耐火物及び各組成物を混合して、脱硫剤を得る。この脱硫剤を用いて溶銑の脱硫処理を行えば、フッ素化合物を脱硫剤に添加しない条件で耐火物を脱硫剤の一部に使用したものであっても、溶銑温度が比較的低温な溶銑に対して効果的な脱硫処理を実施することができ、脱硫率を向上することができる。
また、前述の粉粒体の耐火物を用意するか、または、MgOに加えてAlを更に有する耐火物であって、前述のように、粒径が3mm以下である粉砕された粉状体の耐火物を用意する。CaO系脱硫剤を用意する。必要に応じて、MgO源及び/またはAl源を用意する。次いで、粉状体の耐火物とこれらの物質とを溶銑に添加する。この添加の際に、粉状体の耐火物とCaO系脱硫剤とMgO源及び/またはAl源との合計添加量のうち、耐火物の含有率が5質量%以上9質量%以下であり、MgOの含有率が2質量%以上9質量%以下であり、Alの含有率が21質量%であり、CaOの含有率が70質量%以上98質量%以下となるように、耐火物とこれらの物質とを溶銑に添加する。このように、粉粒体の耐火物とCaO系脱硫剤と上述の各物質とを溶銑に添加しても、フッ素化合物を溶銑に添加しないで、溶銑温度が比較的低温な溶銑に対して脱硫処理に耐火物を有効に利用することができ、かつ、効果的な脱硫処理を実施して脱硫率を向上することができる。
本発明の第1実施形態に係る脱硫剤を用いて脱硫処理を実施する機械攪拌式脱硫装置の概要図である。 本発明の第2実施形態に係る脱硫処理方法を実施する機械攪拌式脱硫装置の概要図である。
<第1実施形態>
本発明に係る脱硫剤とこの脱硫剤の製造方法とを具体的に説明する。製鉄プロセスなどで使用された後の使用済みの耐火物を用意する。この耐火物には、MgOが含まれている。また、MgO以外に、AlやSiOが含まれていてもよい。所望の粉砕機を用いて、粒径が3mm以下となるように耐火物を粉砕して、粉粒体状の耐火物を得る。粉粒体状であるCaO系脱硫剤を用意する。必要に応じて、粉粒体状であるAl源やMgO源を適宜用意する。
この耐火物の含有率が5質量%以上9質量%以下であり、かつ、脱硫剤における、MgOの含有率が2質量%以上9質量%以下、Alの含有率が21質量%以下、CaOの含有率が70質量%以上98質量%以下となるように、用意した粉粒体状の耐火物とCaO系脱硫剤と、必要に応じて用意したAl源やMgO源とを、公知の混合機を用いて混合して、溶銑脱硫処理に用いる脱硫剤を得る。
耐火物にMgOが含まれていれば、溶銑脱硫処理に用いる脱硫剤の一部として、その耐火物は再利用可能であり得る。本発明においては、脱硫剤中に所定の割合でMgOを含むことが重要となる。
耐火物がSiOを含む場合には、耐火物中のSiOの含有率が30質量%以下であることが好ましい。SiOは、溶銑の脱硫処理における脱硫反応を阻害する傾向を有しているので、従来、特にSiOを含む耐火物を脱硫剤に配合することは想定されていなかった。しかしながら、本発明者らは、耐火物中のSiOの含有率が1質量%以下であれば、その耐火物を脱硫剤の成分として有効活用し得る技術を確立している。本発明では、更に、耐火物中のSiOの含有率が、1.0質量%を超える(より大きい)場合であっても、前述のように、粒径が3mm以下となるように耐火物を粉砕し、かつ、脱硫剤中のその耐火物の含有率の上限値を設けて、かつ、脱硫剤の組成物の割合を調整することで、耐火物を脱硫剤の一部として使用しても、溶銑の脱硫効果が所望に得られることがわかった。しかしながら、耐火物中のSiOの含有率が30質量%を超える場合には、その耐火物にMgOが含有されておりかつその耐火物を粉粒体状に砕いても、その耐火物を含有する脱硫剤の溶銑の脱硫効果は低下し、所望の脱硫効果が得にくくなる。
本実施形態では、使用済みの耐火物を用意したが、未使用のものであっても、耐火物製造工程で発生した不良品や屑などを原料とした耐火物を用意してもよい。また、複数種類の耐火物を混合したものであってもよい。
脱硫剤中の耐火物の含有率は5質量%以上9質量%以下である。脱硫剤中の耐火物の含有率が5質量%より小さく、または、脱硫剤中の耐火物の含有率が9質量%より大きい場合には、添加する耐火物中のMgOによって、CaOを主成分とする脱硫剤の融点を低下させる作用を奏しにくく、脱硫率が低下する。
粉砕した耐火物を公知の方法で分級して、粉粒体状の耐火物の粒径を3mm以下とする。ここで、粒径が3mm以下の耐火物とは、分級を行う篩のサイズである長径が3mmである篩を用いた分級で得られた粉粒体状の耐火物を意味する。即ち、耐火物の粉粒体の粒径が3mm以下といっても、長さが3mmを超える粉粒体が、その耐火物の粉粒体には多少存在することを意味する。耐火物の粒径が3mmを超えるとCaOと耐火物の接触が少なくなるため、脱硫剤の融点を低下する作用が小さくなることを見出した。また、粒径が大きいと投入シュートでの詰まりが発生しやすくなるため好ましくない。
脱硫剤中のMgOの含有率は2質量%以上9質量%以下である。特に、本発明に係る脱硫剤においては、70質量%以上となる主成分としてCaOが加えられている。MgOは、脱硫剤の主成分であるCaOとともに混合されて、脱硫剤の融点を下げる作用を有する。加えて、MgOは、さらに若干の脱硫作用も持つので添加量が多いと効果的である。しかしながら、脱硫剤中のMgOの含有率が9質量%より大きい場合には、添加する耐火物中のMgOによって、CaOを主成分とする脱硫剤の融点を低下させる作用を奏しにくく、脱硫率が低下する。脱硫剤中のMgOの含有率が2質量%を下回ると、前述するような、脱硫剤全体としての融点を下げる作用が効果的に生じず、所望の脱硫率を得る事が難しい。なお、脱硫剤中のMgOは、耐火物から得ることが望ましい。耐火物の再利用性が高まるからである。しかしながら、脱硫剤中のMgOの含有率を調整するために、耐火物以外のMgO源を用いてもよい。なお、MgO源としては、海水マグネシアクリンカー、天然マグネシアクリンカー及びこれらを溶融させた電融マグネシアクリンカーや、ドロマイト(MgCO3・CaCO3)を使用することができる。
脱硫剤中のAlの含有率は21質量%以下である。脱硫剤中のAlの含有率は21質量%を超えると、脱硫剤の粘度が、滓化促進剤であるフッ化カルシウム(CaF)を加えた場合における脱硫剤の粘度の約10倍となり、脱硫反応が促進されにくい。このため、そのような脱硫剤によって、所望の脱硫効果が得にくくなる。更には、脱硫剤中のAlの含有率は17質量%以下であることが好ましい。Alが増えると脱硫反応の反応速度が大きくなり、脱硫剤中のAlの含有率が17%で反応速度が最大になり、17%を超えると脱硫剤の粘度が上がり始め、その反応速度が低下し始める。なお、Alは、脱硫剤に含有されていればよく、特段に、下限となる含有率は存在しない。また、脱硫剤中のAlの含有率を調整するために、脱硫剤中のAlは、耐火物から得てもよい。必要であれば、耐火物以外のAl源としては、ボーキサイト、電融ボーキサイト、仮焼アルミナ、焼結アルミナ、電融アルミナなどのAl23を主成分とする原料を使用することができるし、任意のアルミ灰を用いてもよい。アルミ灰には、一般的に、10質量%以上20質量%以下の金属Alが含まれている。この金属Alは、還元作用を有するため、溶銑の脱硫反応を促進させる効果を奏する。
脱硫剤中のCaOの含有率は70質量%以上98質量%以下である。脱硫剤中のCaOの含有率が70質量%を下回れば、CaOに起因する所望の脱硫効果を得にくくなる。一方で、脱硫剤中のCaOの含有率が98質量%を超えると、脱硫剤に含まれるMgOによっても、CaOを主成分とする脱硫剤の融点を下げる作用が奏しにくくなる。CaO系脱硫剤としては、生石灰(CaO)、消石灰(Ca(OH)2)、石灰石(CaCO3)、及びこれらの混合物などを使用することができる。
なお、本発明の脱硫剤は、フッ素化合物を脱硫剤に添加しない条件で耐火物を脱硫剤の一部に使用したものであっても、期待した脱硫効果を奏するものであるが、脱硫剤に、耐火物に加えてフッ素化合物を添加しても、作用が異なるわけではなく、脱硫効果を奏する。
また、脱硫剤中の、MgOとAlとCaOとSiO以外の含有率は、特段に言及していないが、これらの物質以外の、脱硫剤の作製に不可避に混入する組成物が含まれる場合がある。例えば、耐火物中の他の物質、SiOやCaO系脱硫剤に含まれる不純物、その他の不純物が、脱硫剤には存在する可能性がある。
次に、本発明に係る脱硫剤を使用して実施する脱硫処理と、その脱硫処理を実施する際に用いる脱硫装置とを具体的に説明する。一般に、インペラーによって容器内の溶銑を攪拌し、脱硫剤と溶銑とを攪拌・混合して溶銑を脱硫する脱硫方法を「機械攪拌式脱硫方法」と呼び、その装置を「機械攪拌式脱硫装置」と呼んでいる。図1は、本発明の第1実施形態に係る脱硫剤を用いて脱硫処理を実施する機械攪拌式脱硫装置の概要図である。本発明に係る脱硫剤は、機械攪拌式脱硫方法及び機械攪拌式脱硫装置で使用されることが好ましい。なぜならば、インペラーによる攪拌は攪拌力が強く、溶銑及び脱硫剤の混合が促進されるので、脱硫剤の主成分として安価なCaO系脱硫剤を用いても、溶銑の脱硫反応が促進されるからである。
図1に示すように、機械攪拌式脱硫装置は、台車1に積載された、溶銑鍋などの容器2に収容される溶銑3に浸漬・埋没し、旋回して溶銑3を攪拌するための耐火物製のインペラー4を備えている。機械攪拌式脱硫装置には、前述の脱硫剤5を収容するホッパー(図示せず)と、脱硫剤5を、溶銑3の浴面に上置き添加するための投入シュート6が設置されている。ホッパーと投入シュート6とは接続されており、ホッパーに収容されている脱硫剤5が投入シュート6に送られる。インペラー4は、昇降装置(図示せず)によってほぼ鉛直方向に昇降し、且つ、回転装置(図示せず)によって軸4aを回転軸として旋回するようになっている。
ホッパーに収容される脱硫剤5を、投入シュート6から溶銑3に投入する。次いで、溶銑3とこれに加えられた脱硫剤5とをインペラー4で攪拌して、溶銑3内で脱硫反応を生じさせかつ促進する。溶銑3の上部にスラグが発生し、所定時間(10分から20分程度)が経過したら、そのスラグを取り除き、脱硫された溶銑3を次工程へ送る。
本実施形態では、投入シュート5により、脱硫剤を加えているが、図示しない専用ランスを用いてキャリアガスと共に吹き込んでもよいし、単に自重落下によって、脱硫剤を溶銑に加えてもよい。
<第2実施形態>
図2は、本発明の第2実施形態に係る脱硫処理を実施する機械攪拌式脱硫装置の概要図である。図1に示す機械攪拌式脱硫装置と同様の構成要素については、図2に示される符号を、図1での符号と同一とし、かつ、説明を省略する。
第1実施形態と同様に、粉粒体状の耐火物と、粉粒体状であるCaO系脱硫剤とを用意し、必要に応じて、粉粒体状であるAl源やMgO源を適宜用意する。機械攪拌式脱硫装置には、粉粒体状の耐火物とCaO系脱硫剤とAl源とMgO源とを個別に収容する複数のホッパー(図示せず)と、これらの物質を溶銑3の浴面に上置き添加するための複数の投入シュート6a,6b,6c,6dが設置されている。ホッパーと投入シュート6a,6b,6c,6dの各々が接続されており、ホッパーに収容されている各物質が投入シュート6a,6b,6c,6dに送られる。インペラー4は、昇降装置(図示せず)によってほぼ鉛直方向に昇降し、且つ、回転装置(図示せず)によって軸4aを回転軸として旋回するようになっている。
投入シュート6a,6b,6c,6dから、各物質を溶銑3に投入し、溶銑3とこれらの物質とを攪拌して、溶銑3内で脱硫反応を生じさせかつ促進する。第1実施形態と同様に、次いで、所定時間が経過したら、そのスラグを取り除き、脱硫された溶銑3を次工程へ送る。
粉粒体状の耐火物とCaO系脱硫剤と、必要に応じて添加されるAl源とMgO源との、溶銑に添加される物質の合計添加量のうちの前記耐火物の含有率が5質量%以上9質量%以下である。合計添加量のうちのMgOの含有率が2質量%以上9質量%以下である。合計添加量のうちのAlの含有率が21質量%以下である。合計添加量のうちのCaOの含有率が70質量%以上98質量%以下である。
MgOとAlとCaOとの各含有率が上記の範囲を満たす場合、及び、各含有率がこの範囲の上限値及び下限値を上回るまたは下回る場合における、溶銑3の脱硫に対する各物質の作用は、第1実施形態と同様である。
第2実施形態では、各物質を直接的に溶銑3に添加している。これに対して、第1実施形態における脱硫剤は、耐火物に含まれるAl及び/または添加されるAlとCaOとを含む複数の物質が混合されて作製されている。このため、脱硫剤中のAlとCaOとの接触が強まっている。第1実施形態の脱硫処理では、この脱硫剤が溶銑3に投入されている。第2実施形態にかかる脱硫処理に比べると、第1実施形態にかかる脱硫剤を用いた脱硫処理では、溶銑3の脱硫が効率的に促進される。
以下、本発明の具体的な実施例について述べるが、本発明はこれに限定されるものではい。
表1に示す組成を有する複数の使用済み耐火物(A、B、C)を用意した。なお、表1中の組成物の「M.Fe」は金属鉄分を意味する。表1に示す各組成物の値の単位は質量%である。耐火物には、表1に示す各組成物の以外の不純物が含まれている。後述する本発明例4と比較例4においてはMgO含有率が40%の耐火物Bを、発明例5と比較例5ではMgO含有率が95%の耐火物Cを用いた。本発明例4〜5と比較例4〜5以外の本発明例及び比較例では、耐火物Aを用いた。なお、表1中の「−」は、測定不能であったことを意味する。
所定の粒径の粉粒体が得られる横型衝撃インペラー型粉砕機インペラーブレーカー(川崎重工製)を用いて、これらの耐火物A,B,Cを粉砕して、粉粒体状の耐火物を得た。粉粒体状のCaO系脱硫剤と、粉粒体状のAl源とMgO源とを適宜用意した。CaO系脱硫剤としては、生石灰(CaO)を用いた。Al源としては、アルミ灰を用いた。MgO源としては、海水マグネシアクリンカーを用いた。
次いで、ナウターミキサーNX100(ホソカワミクロン製)を用いて、次の(1)〜(5)に示す、複数のそれぞれ異なる条件及び割合の組成となるように、耐火物を粉砕し、かつ、その粉粒状の耐火物とCaO系脱硫剤と、適宜必要に応じてAl源とMgO源とを混合して、複数の脱硫剤を作成した。
(1)耐火物の粉粒体の粒径
(2)脱硫剤中の耐火物の含有率
(3)脱硫剤中のMgOの含有率
(4)脱硫剤中のAlの含有率
(5)脱硫剤中のCaOの含有率
表2に、複数の脱硫剤の組成を示す(本発明例1〜本発明例8及び比較例1〜比較例8)。
複数の脱硫剤を作製したのちに、各脱硫剤を用いて、図1に示す機械攪拌式脱硫装置によって、脱硫処理を複数回行った(本発明例1〜本発明例8及び比較例1〜比較例8)。容量が300トンの容器2内に、比較的低温である温度1200℃であり300トンの溶銑3を装入し、溶銑トンあたり7kgの脱硫剤5を、この溶銑3に添加して、この溶銑3の脱硫処理を12分行った。各本発明例及び比較例で用いた溶銑3は共通しており、この溶銑3の成分は、C:4.2質量%、Si:0.02質量%、S:0.02質量%であった。なお、溶銑には、これらの組成物以外に不可避に混入する不純物が含まれる。本段落に示す脱硫装置の寸法や溶銑の重量、脱硫処理の時間は、各本発明例及び比較例で同じである。
<実施例1における本発明例及び比較例の評価結果及び検討>
各脱硫剤の組成の違いによる脱硫率の影響を調査した。ここで、脱硫率は、脱硫処理前の溶銑中硫黄濃度と脱硫処理後の溶銑中硫黄濃度との差を、脱硫処理前の溶銑中硫黄濃度に対して百分率で表示した値である。溶銑中硫黄濃度は、燃焼赤外線吸収法(JIS G1215−5)を用いて測定した。本発明例1〜本発明例8及び比較例1〜比較例8での脱硫処理前の溶銑中硫黄濃度と脱硫処理後の溶銑中硫黄濃度を測定して、脱硫率を算出した。表2には、本発明例1〜本発明例8及び比較例1〜比較例8での脱硫率の結果も示してある。
本発明例1では、耐火物の粒径が3.0mm以下であり、脱硫率が90%を上回っている。比較例1では、耐火物の粒径が3.0mmを越えているため、本発明例1と比べると、脱硫率が低い。本発明例2及び本発明例3ではともに、耐火物の含有率が5質量%以上9質量%以下であり、脱硫率が90%を上回っている。一方、比較例2及び比較例3では、脱硫剤中の耐火物の含有率が5質量%以上9質量%以下の範囲外であり、本発明例2及び本発明例3と比べると、脱硫率が低い。本発明例4及び本発明例5では、脱硫剤中のMgOの含有率が2質量%以上9質量%以下であり、脱硫率が90%を上回っている。比較例4及び比較例5では、脱硫剤中のMgOの含有率が2質量%以上9質量%以下の範囲外であり、本発明例4及び本発明例5と比べると、脱硫率が低い。本発明例6では、脱硫剤中のAlの含有率が21質量%以下であり、脱硫率が90%を上回っている。比較例6では、脱硫剤中のAlの含有率が21質量%を超えており、本発明例6と比べると脱硫率が低い。本発明例7及び本発明例8では、脱硫剤中のCaOの含有率が70質量%以上98質量%以下であり、脱硫率が90%を上回っている。比較例7及び比較例8では、脱硫剤中のCaOの含有率が70質量%以上98質量%以下の範囲外であり、本発明例7及び本発明例8と比べると、脱硫率が低い。
当該技術分野では、比較的低温である1200℃の溶銑を12分脱硫したが、本発明を満たす脱硫剤(本発明例1〜8)を用いれば、90%以上の脱硫率が得られた。一方で、本発明を満たさない脱硫剤(比較例1〜8)を用いると、少なくとも本発明例と同じ脱硫処理時間では、90%以上の脱硫率を得られることはできなかった。このことから、フッ素を含有しない、かつ耐火物を脱硫剤の一部に使用した本発明に係る脱硫剤を用いても、溶銑温度が比較的低温で、効果的な脱硫処理を実施することができ、脱硫率を向上することができるとわかった。
本実施例2では、実施例1と同様に、表1の組成を有する粉体粒状の使用済み耐火物と粉粒体状のCaO系脱硫剤とを用意し、粉粒体状のAl源とMgO源とを適宜用意した。図2に示す機械攪拌式脱硫装置によって、これらの物質を溶銑に添加して、脱硫処理を複数回行った(本発明例11〜本発明例18及び比較例11〜比較例18)。本発明例14と比較例14においてはMgO含有率が40%の耐火物Bを、発明例15と比較例15ではMgO含有率が95%の耐火物Cを用いた。本発明例14〜15と比較例14〜15以外の本発明例及び比較例では、耐火物Aを用いた。表3に、各脱硫処理における溶銑に添加した物質の合計添加量のうちの物質の含有率を示す。溶銑に添加した物質の合計添加量は、溶銑トンあたり7kgであった。上述以外の脱硫処理の条件は、実施例1と同様である。
本発明例11では、耐火物の粒径が3.0mm以下であり、脱硫率が90%を上回っている。比較例11では、耐火物の粒径が3.0mmを越えているため、本発明例11と比べると、脱硫率が低い。本発明例12及び本発明例13ではともに、耐火物の含有率が5質量%以上9質量%以下であり、脱硫率が90%を上回っている。一方、比較例12及び比較例13では、耐火物の含有率が5質量%以上9質量%以下の範囲外であり、本発明例12及び本発明例13と比べると、脱硫率が低い。本発明例14及び本発明例15では、MgOの含有率が2質量%以上9質量%以下であり、脱硫率が90%を上回っている。比較例14及び比較例15では、MgOの含有率が2質量%以上9質量%以下の範囲外であり、本発明例14及び本発明例15と比べると、脱硫率が低い。本発明例16では、Alの含有率が21質量%以下であり、脱硫率が概ね90%である。比較例16では、Alの含有率が21質量%を超えており、本発明例16と比べると脱硫率が低い。本発明例17及び本発明例18では、CaOの含有率が70質量%以上98質量%以下であり、脱硫率が90%を上回っている。比較例17及び比較例18では、CaOの含有率が70質量%以上98質量%以下の範囲外であり、本発明例17及び本発明例18と比べると、脱硫率が低い。
<実施例2における本発明例及び比較例の評価結果及び検討>
当該技術分野では、比較的低温である1200℃の溶銑を12分脱硫したが、本発明を満たす脱硫剤(本発明例11〜18)を用いれば、概ね90%の脱硫率が得られた。一方で、本発明を満たさない脱硫剤(比較例11〜18)を用いると、少なくとも本発明例と同じ脱硫処理時間では、90%に近い脱硫率を得られることはできなかった。このことから、本発明の溶銑の脱硫処理方法によれば、溶銑温度が比較的低温な溶銑に対する脱硫処理に、フッ素化合物を溶銑に添加することなく、耐火物を有効に利用することができ、かつ、効果的な脱硫処理を実施して脱硫率を向上することができるとわかった。
実施例1の本発明例1〜8と実施例2の本発明例11〜18と比べると、実施例1での脱硫率は、総じて実施例2での脱硫率より高いことがわかる。なぜならば、実施例1では、耐火物に含まれるAl及び/または溶銑3に直接添加されることとなるAlとCaOとが溶銑3に添加される前に混合されて、AlとCaOとの両者の接触が強まるため、各物質を直接的に溶銑3に添加する実施例2に比べると脱硫処理がより効率的に促進されるからである。
1 台車
2 容器
3 溶銑
4 インペラー
5 脱硫剤
6,6a,6b,6c,6d 投入シュート

Claims (6)

  1. MgOを有する耐火物を含有する、溶銑脱硫処理に用いる脱硫剤であって、
    前記耐火物は粉粒体状であり、この耐火物の粒径が3mm以下かつ、前記脱硫剤中の前記耐火物の含有率が5質量%以上9質量%以下であり、
    前記脱硫剤中の含有率が2質量%以上9質量%以下であるMgOと、
    前記脱硫剤中の含有率が21質量%以下であるAlと、
    前記脱硫剤中の含有率が70.5質量%以上98質量%以下であるCaOとを含有することを特徴とする脱硫剤。
  2. 前記耐火物はSiOを有し、前記耐火物中の前記SiOの含有率が30質量%以下であることを特徴とする請求項1に記載の脱硫剤。
  3. 請求項1または請求項2に記載の脱硫剤を溶銑中に供給して脱硫処理することを特徴とする溶銑の脱硫処理方法。
  4. 粒径が3mm以下である粉粒体状の耐火物であって、MgO及びAlを有する耐火物を溶銑に添加するとともに、CaO系脱硫剤を溶銑に添加して、耐火物を併用した溶銑を脱硫する溶銑の脱硫処理方法であって、
    前記溶銑に添加される前記耐火物と前記CaO系脱硫剤との合計添加量のうち、
    前記耐火物の含有率が5質量%以上9質量%以下であり、
    MgOの含有率が2質量%以上9質量%以下であり、Alの含有率が21質量%以下であり、CaOの含有率が70.5質量%以上98質量%以下であることを特徴とする耐火物を併用した溶銑の脱硫処理方法。
  5. Al源を溶銑に更に添加して、前記耐火物と前記CaO系脱硫剤と更に添加された前記Al源との合計添加量のうちのAlの含有率を調整することを特徴とする請求項4に記載の耐火物を併用した溶銑の脱硫処理方法。
  6. 粒径が3mm以下である粉粒体状の耐火物であって、MgOを有する耐火物とAl源とCaO系脱硫剤を溶銑に添加して、耐火物を併用した溶銑を脱硫する溶銑の脱硫処理方法であって、
    前記溶銑に添加される耐火物とAl源とCaO系脱硫剤との合計添加量のうち、
    前記耐火物の含有率が5質量%以上9質量%以下であり、
    MgOの含有率が2質量%以上9質量%以下であり、Alの含有率が21質量%以下であり、CaOの含有率が70.5質量%以上98質量%以下であることを特徴とする耐火物を併用した溶銑の脱硫処理方法。
JP2011281243A 2011-12-22 2011-12-22 脱硫剤及びその脱硫剤を用いた溶銑の脱硫処理方法、並びに、耐火物を併用した溶銑の脱硫処理方法 Active JP5910069B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011281243A JP5910069B2 (ja) 2011-12-22 2011-12-22 脱硫剤及びその脱硫剤を用いた溶銑の脱硫処理方法、並びに、耐火物を併用した溶銑の脱硫処理方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011281243A JP5910069B2 (ja) 2011-12-22 2011-12-22 脱硫剤及びその脱硫剤を用いた溶銑の脱硫処理方法、並びに、耐火物を併用した溶銑の脱硫処理方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013129888A JP2013129888A (ja) 2013-07-04
JP5910069B2 true JP5910069B2 (ja) 2016-04-27

Family

ID=48907676

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011281243A Active JP5910069B2 (ja) 2011-12-22 2011-12-22 脱硫剤及びその脱硫剤を用いた溶銑の脱硫処理方法、並びに、耐火物を併用した溶銑の脱硫処理方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5910069B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6223247B2 (ja) * 2014-03-18 2017-11-01 株式会社神戸製鋼所 溶銑脱硫方法
JP6223286B2 (ja) * 2014-06-04 2017-11-01 株式会社神戸製鋼所 溶銑の脱硫方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0437129B2 (ja) * 1987-10-29 1992-06-18 Kawasaki Steel Co
JPH05179333A (ja) * 1991-12-27 1993-07-20 Daido Steel Co Ltd 造滓材
JP2001064715A (ja) * 1999-08-26 2001-03-13 Sumitomo Metal Ind Ltd 溶銑の脱硫剤とその使用方法
JP4184884B2 (ja) * 2003-07-24 2008-11-19 大同エコメット株式会社 鋼の脱硫精錬用造滓材

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013129888A (ja) 2013-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4196997B2 (ja) 溶銑の処理方法
JP2011106031A (ja) 精錬剤および精錬方法
JP6061053B2 (ja) 溶銑の脱硫方法および脱硫剤
CN103484595A (zh) 一种镁质压渣剂的生产工艺
TW201627503A (zh) 在精煉程序期間之熔融金屬的脫磷方法
JP5573424B2 (ja) 溶鋼の脱硫処理方法
JP5910069B2 (ja) 脱硫剤及びその脱硫剤を用いた溶銑の脱硫処理方法、並びに、耐火物を併用した溶銑の脱硫処理方法
TWI595096B (zh) 脫硫熔渣的再使用方法
JP4163186B2 (ja) 精錬用フラックス及びその製造方法
JP5895887B2 (ja) 溶鋼の脱硫処理方法
CN111500824B (zh) 一种kr脱硫剂、其制备方法以及采用该脱硫剂的脱硫方法
JP5341849B2 (ja) リサイクルスラグの製造方法
JP5098518B2 (ja) 溶銑の脱燐方法
JP4998677B2 (ja) 脱硫スラグの再利用方法
JP6402762B2 (ja) 脱硫剤、機械攪拌式溶銑脱硫方法及び脱硫溶銑の製造方法
JP2013129861A (ja) 溶銑の脱硫方法
JP5807370B2 (ja) 溶銑の脱硫方法
JP2005146333A (ja) 脱硫スラグの利用方法
JPWO2017159840A1 (ja) 溶銑予備処理方法
JP5447554B2 (ja) 溶銑の脱りん処理方法
JP5332769B2 (ja) 電気炉スラグの利用方法
JP5862594B2 (ja) 溶銑出湯時の発塵防止方法
JP2007239085A (ja) 溶銑の脱燐処理方法
JP4637528B2 (ja) 溶鉄造滓材及びその使用方法
JP6175911B2 (ja) 溶鉄へのチタン添加方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140825

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20151023

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20151027

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20151224

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160301

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160314

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5910069

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250