JP6599465B2

JP6599465B2 - 精錬プロセスの間に溶融金属から脱リンするプロセス

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Publication number: JP6599465B2
Application number: JP2017535900A
Authority: JP
Inventors: ニスペル、ミシェル; クリニエール、ギョーム; ペラン、エリック; ショパン、ティエリー; ノルダン、ホセ
Original assignee: エス．ア．ロイストルシェルシュエデヴロップマン
Priority date: 2015-01-09
Filing date: 2016-01-08
Publication date: 2019-10-30
Anticipated expiration: 2036-01-08
Also published as: AU2016205965B2; KR20170105008A; TR201815815T4; PL3242958T3; ES2694577T3; EA201791246A1; BE1023293B1; TW201627503A; CA2972936A1; MX2017008897A; EP3242958A1; AU2016205965A1; CA2972936C; ZA201704529B; EP3242958B1; CN107109501B; TWI677579B; UA122565C2; PE20171251A1; WO2016110574A1

Description

本発明は、精錬プロセスの間に溶融金属から脱リンするプロセスに関し、以下の工程を含む。
− 容器に、高温の金属と、任意選択的にスクラップとを装入する工程、
− 前記容器に、第１石灰組成物を装入する工程、
− 前記容器に、酸素を吹込む工程、
− 前記容器に装入された前記第１石灰組成物を用いてスラグを形成する工程、
− 高温の金属から脱リンして、リン成分を低減した精錬金属を形成する工程、及び
− リン成分を低減した前記精錬金属を排出する工程。

自然では、金属は、鉱石と称され、しばしば酸化され、他の金属とのケイ酸塩と混合された不純な状態で見出される。鉱石から金属を抽出するために、例えば物理的精製工程（湿式冶金、乾式冶金、浸出及び電気冶金）等の様々なプロセスが存在する。

本発明は、鉱石を高温に暴露して高温の金属を形成する製錬プロセス（ｓｍｅｌｔｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ）の後の転化プロセス（ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ）にのみ関する。製錬の間に、鉱石に含有される不純物の一部は、既に溶融金属から分離されている。

精錬金属を製造するために、酸素ガスを吹込んで、炭素、ケイ素及びリンを燃焼させるＥＡＦ（ＥｌｅｃｔｒｉｃＡｒｃＦｕｒｎａｃｅｓ：電気アーク炉）又はＥＯＦ（ＥｎｅｒｇｙＯｐｔｉｍｉｚｉｎｇＦｕｒｎａｃｅｓ：エネルギー最適化炉）又は例えばＢＯＦ（ＢａｓｉｃＯｘｙｇｅｎＦｕｒｎａｃｅｓ：塩基性酸素転炉）若しくはＡＯＤ（ＡｒｇｏｎＯｘｙｇｅｎＤｅｃａｒｂｕｒｉｚａｔｉｏｎ：アルゴン酸素脱炭）転炉等の転炉が使用される。今日では、リン化合物を高温の金属から除去する最も普通の手法は、転炉、より具体的には、上吹転炉、底吹転炉又は上底吹転炉等の様々なタイプの塩基性酸素転炉（ＢＯＦ：ｂａｓｉｃｏｘｙｇｅｎｆｕｒｎａｃｅ）を使用することである。

さらに、酸素を高温の金属に添加することによる脱リンプロセスの後に、その金属から、取鍋（ｌａｄｌｅ）内で脱リンすることもできる。

今日では、多くの精錬プロセスにおいて、例えば生石灰及び／又はドライム等酸化物を含有する石灰組成物並びにスクラップ材料を、転炉に導入して、スラグを形成する反応を動力学的に及び化学的に制御し、これにより、不純物の除去を助け、且つ炉の耐火ライニングを過度の摩耗から保護している。

石灰組成物は、容器に、ペブル（ｐｅｂｂｌｅ）の形態で又はさらに粉末状態で装入される。生石灰及び／又はドライムは、高温の金属浴の上に浮くので、これにより界面を形成する。

精錬（ｒｅｆｉｎｉｎｇ）の間に、製錬（ｓｍｅｌｔｉｎｇ）から得られた溶融金属を、容器（耐火壁を備えた転炉又は取鍋）に供給するが、さらに、その容器に、スクラップ材料も装入することができる。

製錬から得られた溶融金属には、典型的に、溶融金属１トン当り初期炭素含有量４０〜４５ｋｇ、及び溶融金属１トン当り初期リン含有量０．７〜１．２ｋｇが含まれる。

石灰組成物を装入すると、溶融金属浴上に浮く。前記のように、炭素、リン化合物及びケイ素を燃焼させるために、酸素を、所定時間、吹込む。吹込んでいる間に、石灰組成物は、溶融金属浴中に浸漬され、溶融金属と石灰組成物との界面にてわずかに溶解／溶融（ｓｍｅｌｔｓ）するが、なお浮いている。

スラグは、浴上に浮く酸化物の層であり、吹込みの間や石灰組成物の添加（耐火ライニング上のＳｉＯ_２の作用を中和し、スラグを液化して活性化するための添加）の間の、ケイ素の酸化によるＳｉＯ_２の形成、及びその他の酸化物（ＭｎＯ及びＦｅＯ）の形成、並びに耐火ライニングの摩耗から生じるＭｇＯから生じる。

実際、転化の間に、炭素が燃焼して、ガス状のＣＯ及びＣＯ_２を形成して、金属／ガス反応が生じている。所定期間の吹込みの終わりに、炭素含有量は、溶融金属１トン当り約０．５ｋｇ、すなわち、約５００ｐｐｍ減少する。

溶融金属と浮遊石灰組成物との界面では、金属／スラグ反応が起こり、溶融金属から脱リンする。スラグと金属との間の反応の終わりに、リン含有量は、溶融金属１トン当り約０．１ｋｇ又はそれ未満、すなわち、約１００ｐｐｍ又はそれ未満である。

金属が鉄の場合、化学反応は次のようになる。
５ＦｅＯ＋４ＣａＯ＋２Ｐ⇔４ＣａＯ．Ｐ_２Ｏ５＋５Ｆｅ

ＦｅＯ（酸化鉄）は、高温の金属に由来するが、一方、ＣａＯは、転炉に添加され、リンは、高温の金属に由来する。この反応は、発熱反応であり、目的は、平衡を右辺に移すことである。これは、温度を下げ、できるだけスラグを流動化し、金属浴を均質化し（大抵の場合、アルゴン及び／又は窒素を底から吹込むことによって行われる）、塩基度指数ＣａＯ／ＳｉＯ_２を３と６の間（酸であるシリカに対する酸化カルシウムの重量比）に保ち、スラグ中のマグネサイトの濃度を９％未満に保ち、十分な量のスラグを生成させることにより行うことができる。

マグネサイトは、典型的に、スラグ中に存在し、耐火ライニングの摩耗に起因しており、これは、ドライムの添加を制御することによって、低下させることができる。しかしながら、スラグ中の反応を動力学的に促進するためには、マグネサイトの濃度は、９％未満に保つべきである。

理解できるように、高温の金属を精錬することは、容易ではなく、その最適化は、その金属の質量バランスに対処することにより所定の液体金属量を達成するように、酸素の質量バランス（酸化反応）に対処することにより所定の化学分析を行うように、（熱バランスに対処することにより）吹込みの終わりにて所定の温度を達成するように、実施すべきである。

精錬の間の高温の金属からの脱リンを改善することは、とりわけ、３つのバランスを同時に重視することにより複雑化する。

このような精錬の間の脱リンプロセスは、「ペレット添加によるＬｉｎｚＤｏｎａｗｉｔｚ転炉（ＢＯＦ転炉）における鋼鉄の脱リンプロセス」の文献（インド公開特許（ムンバイ）第ＩＮ０１４１２ＭＵ２００６Ａ号）の技術において知られている。

この特許は、プロセスの後半にてスラグを冷却することによって、転炉−プロセスにおける脱リンの改善に焦点を当てている。

しかしながら、残念なことに、開示されたプロセスには、無機添加剤及び標準冷却剤を装入した後、ペレットを転炉に装入するための追加的な工程が、プロセスに必要となる。したがって、これは、処理時間を増加させるものであり、このような精錬プロセスの各瞬間は非常に高価であるため、これは精錬産業にとって受け入れられる解決法ではない。

リンの除去のための別のプロセスは、Ｓｌａｇ−ＭａｋｉｎｇＭｅｔｈｏｄｓＡｎｄＭａｔｅｒｉａｌｓの文献、米国特許第３，７７１，９９９号から知られている。この特許は、０．５〜１５％のＣａＣｌ_２、ＮａＣｌ、ＫＣｌ及び／又はＮａＦ_２を有するブリケット状の石灰系生成物を使用することによって、転炉−プロセスにおける脱リンの改善に焦点を当てている。

残念なことに、ペブル石灰を使用した場合に生じるようなそのようなプロセスの間、典型的には、ブリケット又はペブル石灰の形態を有する石灰組成物は、鋼鉄作業場への輸送の間の微粒子の生成のために、並びに鋼鉄作業場内での取扱い及び輸送のために、２０％までの生石灰の損失が生じる。

本発明は、精錬産業に追加的なコストを生じさせる石灰の損失を大幅に低減することができるプロセスを提供することにより、これらの欠点の少なくとも一部を解決して、競争が激しい精錬産業において、競争に耐えるために、わずかな時間でも及びわずかな費用でも節約することを目的とする。

この問題を解決するために、本発明が提供する、冒頭に記載したような溶融金属を精錬するプロセスは、前記第１石灰組成物が、式ａＣａＣＯ_３．ｂＭｇＣＯ_３．ｘＣａＯ．ｙＭｇＯ．ｕＩに適合する少なくとも１種の第１カルシウム−マグネシウム化合物（式中、Ｉは、不純物を表し、前記少なくとも１種のカルシウム−マグネシウム化合物の全重量に基づいて、ａ、ｂ及びｕは各々、質量分率≧０且つ≦５０重量％であり、ｘ及びｙは各々、質量分率≧０且つ≦１００重量％であり、ｘ＋ｙ≧５０重量％である。）を含み、前記少なくとも１種のカルシウム−マグネシウム化合物が、粒子の形態であり、前記第１石灰組成物が、前記第１石灰組成物の全重量に基づいて、酸化物の形態におけるカルシウム及びマグネシウムの累積的含有量２０重量％以上を有し、且つコンパクトの形態であり、各コンパクトが、カルシウム−マグネシウム化合物のコンパクト化され且つ成形された粒子を用いて形成され、前記コンパクトが、シャッタテスト指数２０％未満、好ましくは１５％未満、より好ましくは１０％未満であることを特徴とし、並びに高温の金属からの前記脱リン工程により、リンを低減した前記精錬金属が、リンを低減した前記精錬金属の全重量に基づいて、リン含有量０．０２重量％未満を示す程度まで、リン成分を低減した精錬金属が得られることを特徴とする。

有利には、前記精錬金属は、リンを低減した精錬金属の全重量に基づいて、リン含有量０．０１５重量％未満、好ましくは０．０１２重量％未満、特には０．０１０重量％未満を示す。

本発明によれば、高温の金属を、任意選択的にスクラップと共に装入する工程は、前記第１石灰組成物の装入工程前、その間、又はその後に行われる。

分かり得るように、本発明は、従来の技術水準にあるプロセスをさらに複雑化することなく、すなわち、プロセスの持続時間を長くすることなく、又は精錬装置のプラントを物理的に変更する必要がなく、一方で、シャッタ特性を改良することにより、コンパクト化第１石灰組成物を使用することによって石灰の損失を５０％減少させる、溶融金属から低減されるリンの量を増加させるプロセスを提供する。

転炉グレードのペブル石灰／ドライムを、成形前に均質に混合された成形カルシウム−マグネシウム化合物微粒子によって置換することにより、材料のインブロー又はアフターブロー添加のような追加的な工程、吹込み時間又は後の攪拌の時間の延長、又は、鋼鉄を過酸化しないための鋼鉄１トン当りのＣａＯの使用量の増加、出鋼温度の低下、吹込みスケジュール又は特徴の変更による、現在の製鋼プロセスを変更する必要がなく、精錬プロセスの脱リンを高める。

さらに、上記置換は、石灰組成物とスラグとの間の接触持続時間を長くするので、これにより、溶融金属の脱リン反応を促進させるが、その理由は、コンパクト化カルシウム−マグネシウム化合物粒子は、溶解／溶融時間がより長いので、利用可能な未溶解の石灰により溶融動力学を遅らせることができ、スラグに新しい「未反応」の石灰組成物を供給し、スラグをさらに冷却するので、吹込みの間又はその後に追加的な材料を供給する必要がなく、又は他の吹込みパラメーターを変更する必要がなく、プロセスの終わりに脱リン反応を促進するのである。

カルシウム−マグネシウム化合物中のＣａＣＯ_３、ＭｇＣＯ_３、ＣａＯ及びＭｇＯの含有量は、従来の方法で容易に測定することができる。例えば、それらは、ＥＮ４５９−２：２０１０Ｅ規格に従って、強熱減量の測定及びＣＯ_２体積の測定と組み合わせて、蛍光Ｘ線分析（その手順は、ＥＮ１５３０９規格に記載されている。）によって測定することができる。

組成物中の酸化物の形態におけるカルシウム及びマグネシウムの含有量もまた、最も簡単な場合には、同じ方法で測定することができる。例えば、多様な無機又は有機添加剤を含有する組成物等の、より複雑な場合には、当業者は、酸化物の形態におけるこれらのカルシウム及びマグネシウムの含有量を測定するために適用される一連の特徴決定技術を適合させることができる。一例として、非網羅的な手法では、任意選択的に、不活性雰囲気下で実施される熱重量分析（ＴＧＡ）及び／又は示差熱分析（ＤＴＡ）（ｔｈｅｒｍｏｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌａｎａｌｙｓｉｓ（ＴＤＡ））、又は他にさらにリートベルト（Ｒｉｅｔｖｅｌｔ）タイプの半定量分析と関連させたＸ線回折分析（ＸＲＤ）を利用することができる。

有利には、前記第１石灰組成物には、Ｂ_２Ｏ_３、ＮａＯ_３、ＴｉＯ_２、アルミン酸カルシウム、Ｃａ_２Ｆｅ_２Ｏ_５又はＣａＦｅ_２Ｏ_４等のカルシウムフェライト、金属鉄、ＣａＦ_２、Ｃ、アルミニウムをベースとする酸化物、鉄をベースとする酸化物、マンガンをベースとする酸化物等の１種又は数種の酸化物及びこれらの混合物、からなる群から選択される１種の第２化合物が含まれる。

特定の実施形態では、前記第２化合物は、製鋼プロセスから生じるＦｅＯ含有ダストに完全に又は部分的に由来する。

精錬プロセスの間に、酸化鉄、酸化マンガン、炭素、ＣａＦ_２、酸化ホウ素のようなフラックスを石灰組成物に添加することは、溶融金属の脱リンのような精錬プロセスの品質を改善する従来の技術水準にて示されている。しかしながら、このようなフラックスの添加は、典型的には、精錬プロセスに追加的な複雑さを生じさせる。

本発明によれば、溶融金属を精錬する間の脱リンプロセスをさらに改善するために、カルシウム−マグネシウム化合物及びこのようなフラックスを含有するコンパクト化第１石灰組成物を形成することが可能になった。

精錬プロセスの最初の数分間は、従来の技術水準のプロセスでは、脱リン反応を効率的に開始するのに十分な利用可能なスラグが反応容器中に存在しない。フラックスをドープしたコンパクト化第１石灰組成物（これは、ペブル石灰よりも早く溶融することが分かった。）を使用することにより、前記従来の技術水準のプロセスと比べて、プロセスの初期に、より早く液体スラグを形成することが促進されるが、その理由は、均一な混合及び均一な混合物の形成により、スラグ形成プロセスをさらに迅速化することができ、且つ前記従来の技術水準のプロセスの間に通常は形成されるケイ酸カルシウム等の高溶融スラグ成分の形成を最小限にすることができるからである。

本発明のプロセスの好ましい実施形態では、前記容器への第１石灰組成物の前記装入工程は、前記容器への第２石灰組成物の装入工程と同時に又は別々に行われる。

本発明のプロセスの好ましい実施形態では、前記第２石灰組成物には、以下の化合物ｉ）、化合物ｉｉ）及び／又は化合物ｉｉｉ）の間から選択される少なくとも１種の化合物が含まれる：
化合物ｉ）は、ペブル石灰の形態を有するカルシウム−マグネシウム化合物であり、したがって、典型的に、天然の石灰石のか焼から生じ、且つ典型的に、酸化物の形態におけるカルシウム及びマグネシウムの累積的含有量が、前記カルシウム−マグネシウム化合物の全重量に基づいて、７０重量％以上、好ましくは８０重量％以上、より好ましくは９０重量％以上、特には９５重量％以上である、
化合物ｉｉ）は、式ａＣａＣＯ_３．ｂＭｇＣＯ_３．ｘＣａＯ．ｙＭｇＯ．ｕＩに適合するカルシウム−マグネシウム化合物（式中、Ｉは、不純物を表し、前記少なくとも１種のカルシウム−マグネシウム化合物の全重量に基づいて、ａ、ｂ及びｕは各々、質量分率≧０且つ≦５０重量％であり、ｘ及びｙは各々、質量分率≧０且つ≦１００重量％であり、ｘ＋ｙ≧５０重量％である。）であり、前記少なくとも１種のカルシウム−マグネシウム化合物が、粒子の形態であり、前記第２石灰組成物が、前記第２石灰組成物の全重量に基づいて、酸化物の形態におけるカルシウム及びマグネシウムの累積的含有量２０重量％以上を有し、且つコンパクトの形態であり、各コンパクトが、カルシウム−マグネシウム化合物のコンパクト化され且つ成形された粒子を用いて形成され、前記コンパクトが、シャッタテスト指数１０％未満である、
化合物ｉｉｉ）は、式ａＣａＣＯ_３．ｂＭｇＣＯ_３．ｘＣａＯ．ｙＭｇＯ．ｕＩに適合する第１カルシウム−マグネシウム化合物（式中、Ｉは、不純物を表し、前記少なくとも１種のカルシウム−マグネシウム化合物の全重量に基づいて、ａ、ｂ及びｕは各々、質量分率≧０且つ≦５０重量％であり、ｘ及びｙは各々、質量分率≧０且つ≦１００重量％であり、ｘ＋ｙ≧５０重量％である。）であり、前記少なくとも１種のカルシウム−マグネシウム化合物が、粒子の形態であり、１種の第２化合物が、Ｂ_２Ｏ_３、ＮａＯ_３、ＴｉＯ_２、アルミン酸カルシウム、Ｃａ_２Ｆｅ_２Ｏ_５又はＣａＦｅ_２Ｏ_４等のカルシウムフェライト、金属鉄、ＣａＦ_２、Ｃ、アルミニウムをベースとする酸化物、鉄をベースとする酸化物、マンガンをベースとする酸化物等の１種又は数種の酸化物、及びこれらの混合物からなる群から選択され、前記第２石灰組成物が、前記第２石灰組成物の全重量に基づいて、酸化物の形態におけるカルシウム及びマグネシウムの累積的含有量２０重量％以上を有し、且つコンパトの形態であり、各コンパクトが、カルシウム−マグネシウム化合物のコンパクト化され且つ成形された粒子を用いて形成され、前記コンパクトが、シャッタテスト指数２０％未満、好ましくは１５％未満、より好ましくは１０％未満を有する。

２つ以上の異なる化学組成、サイズ又は形態を有するコンパクト化された第１石灰組成物と第２石灰組成物との混合物を使用することにより、プロセスの間に石灰又は他の鉱物を添加する必要がなく、プロセス全体にわたって利用可能な最適化されたスラグが存在するように、転炉の石灰の溶融動力学を制御することができる。

特定の実施形態では、本発明のプロセスにて使用される第１コンパクト化石灰組成物（第１及び／又は第２石灰組成物）には、Ｂ_２Ｏ_３、ＮａＯ_３、ＴｉＯ_２、金属鉄、ＣａＦ_２、Ｃ、アルミニウムをベースとする酸化物、鉄をベースとする酸化物、マンガンをベースとする酸化物等の１種又は数種の酸化物及びこれらの混合物からなる群から選択される１種の第２化合物が、特に、石灰組成物の全重量に基づいて、１から２０重量％、好ましくは１から１５重量％、特には１から１０重量％の範囲に含まれる含有量にて含まれることができる。

第２の特定の実施形態では、本発明のプロセスにて使用される第２コンパクト化石灰組成物（第１及び／又は第２石灰組成物）には、Ｂ_２Ｏ_３、ＮａＯ_３、ＴｉＯ_２、金属鉄、ＣａＦ_２、Ｃ、アルミニウムをベースとする酸化物、鉄をベースとする酸化物、マンガンをベースとする酸化物等の１種又は数種の酸化物及びこれらの混合物からなる群から選択される１種の第２化合物が、特に、石灰組成物の全重量に基づいて、１から２０重量％、好ましくは１から１５重量％、特には１から１０重量％の範囲に含まれる含有量にて含まれることができる。

さらに、コンパクト化石灰組成物は、前記第１コンパクト化石灰組成物と前記第２石灰組成物（コンパクトの又はそうではない形態における）の混合物であってもよい。

別の特定の実施形態では、本発明のプロセスにて使用されるコンパクト化石灰組成物には、アルミン酸カルシウム、Ｃａ_２Ｆｅ_２Ｏ_５又はＣａＦｅ_２Ｏ_４等のカルシウムフェライト及びこれらの混合物からなる群から選択される１種の第２化合物が、特に、石灰組成物の全重量に基づいて、１から４０重量％、好ましくは１から３０重量％、特には１から２０重量％の範囲に含まれる含有量にて含まれることができる。

コンパクト化石灰組成物（ｃｏｍｐａｃｔｅｄｌｉｍｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）又はコンパクト（ｃｏｍｐａｃｔ）とは、コンパクト化され又は圧縮された（ｃｏｍｐａｃｔｅｄｏｒｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ）微粒子又は微粒子の混合物（典型的には、７ｍｍ未満のサイズを有する）を意味する。これらのコンパクトは、一般的に、タブレット又はブリケットの形態にて実現される。

タブレット（ｔａｂｌｅｔ）とは、本発明における意味では、キャビティに入れた前記微粒子に対する２つのパンチ（一方は高い位置に、もう一方は低い位置にある）の組合わされた動きによって、微粒子をコンパクト化又は圧縮するための技術を用いて成形された物体を意味する。したがって、タブレットの用語は、タブレットのファミリー（パステル又はさらに他の圧縮されたタブレット）に属する成形された物体、及び、一般的に、円筒形、八角形、立方体又は長方形等の多様な三次元の形状を有する物体全体を一緒にまとめて含む。前記技術は、一般的に、ロータリープレス又は液圧プレスを使用する。

ブリケット（ｂｒｉｑｕｅｔｔｅ）とは、本発明における意味では、ウォームスクリューによって強制的に供給される前記微粒子に対して、２つのタンジェンシャルローラー（ブリケットの所望の形状及び寸法に実質的に対応するモールドを形成するキャビティを備えた一般的なシリンダ）の組み合わせ作用から得られる微粒子をコンパクト化又は圧縮する技術を用いて成形された物体を意味する。したがって、ブリケットの用語は、ブリケット、ボール、ソープバー（ｓｏａｐｂａｒ）、又は他の更なる小板（ｐｌａｔｅｌｅｔｓ）のファミリーに属する成形された物体全体を一緒にまとめて含む。前記技術は、一般的に、タンジェンシャルローラーを用いるプレスを使用する。

シャッタテスト指数（ＳｈａｔｔｅｒＴｅｓｔｉｎｄｅｘ）の用語は、本発明における意味では、最初に１０ｍｍを超えるサイズを有する０．５ｋｇの生成物を用いて、２ｍの落下を４回行った後に生じた１０ｍｍ未満の微粒子の質量割合を意味する。これらの４回の落下は、取り外し可能な底部を備えた長さ２ｍ及び直径４０ｃｍのチューブ（容器）を使用することによって達成される。容器の基底は、厚さ３ｍｍのポリプロピレンプレートである。容器は、コンクリートの地面に載っている。

タブレット又はブリケットの形態における、本発明のプロセスにて使用されるコンパクト化石灰組成物は、内部構造を考慮することによって、石灰石又はドロマイト岩石のか焼から得られるペブル石灰とは、相対的に区別されるであろう。単純な肉眼観察によって、光学顕微鏡を用いて又は他に走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて、本発明のコンパクト生成物の構成粒子は、構成粒子の見分けがつかない均一な表面を有するか焼されたペブル石灰生成物とは異なり、容易に見ることができる。

さらに、タブレット又はブリケットの形態における、本発明のプロセスにて使用されるコンパクト化石灰組成物は、さらに内部構造を考慮することによって、これまで知られているブリケット等の形態における生成物と区別されるであろう。本発明のプロセスにて使用されるコンパクト化石灰組成物には、単純な肉眼観察によって、光学顕微鏡下で又は他に走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）下で、容易に検出することができる長さ数百マイクロメートルから数ミリメートル及び幅数マイクロメートルから数百マイクロメートルのクラックを含有する、今日知られているブリケット等の形態における生成物とは異なり、割れ目又はクラック等の落下に対する耐性に悪影響を与える巨視的な欠陥又はマクロ欠陥がない。

本発明によれば、本発明のプロセスにて使用されるコンパクト化石灰組成物は、落下及び湿潤雰囲気中でのエージング（ａｇｅｉｎｇ）に対して高い耐性を有するコンパクト生成物として実現され、これは、微粒子を適用することができないその後の使用に対して特に重要である。したがって、本発明のプロセスにより、これまで可能ではなかった、カルシウム−マグネシウム化合物の用途において、ｄ_１００が７ｍｍ以下の微細なカルシウム−マグネシウム化合物粒子を利用することが可能になる。

本発明のプロセスにて使用されるコンパクト化石灰組成物のカルシウム−マグネシウム化合物における不純物には、特に、ケイアルミン酸塩タイプの粘土、シリカ、鉄又はマンガンをベースとする不純物等の天然の石灰石及びドロマイトに見出される全てのものが含まれる。

したがって、本発明の組成物は、炭酸カルシウム又は炭酸マグネシウム、例えば、天然の石灰石又はドロマイトを焼いて（ｂａｋｉｎｇ）得られる未焼成（ｕｎｆｉｒｅｄ）の物質、又は他に更なるカルシウム−マグネシウム化合物の再炭酸塩化処理から得られる生成物もまた含むことができる。最後に、本発明の組成物は、カルシウム−マグネシウム化合物の水和（消和）から得られる水酸化カルシウム又は水酸化マグネシウムもまた含むことができる。

本発明の組成物の代替例では、カルシウム−マグネシウム化合物は、完全に又は部分的に、副生成物のリサイクル、特に転炉からの鋼鉄産業のスラグのリサイクルから得られる。このようなスラグには、典型的に、質量含有量で、ＣａＯ４０から７０％及びＭｇＯ３から１５％が含まれる。

有利な代替例では、本発明のプロセスにて使用されるコンパクト化石灰組成物の前記少なくとも１種のカルシウム−マグネシウム化合物は、前記少なくとも１種のカルシウム−マグネシウム化合物の全重量に基づいて、ｘ＋ｙ≧６０重量％、好ましくは≧７５重量％、優先的には≧８０重量％、特には≧８５重量％、さらにより優先的には≧９０重量％、より特には≧９３重量％、又はさらには≧９５重量％であるような質量分率を有する。

有利な代替例では、本発明のプロセスにて使用されるコンパクト化石灰組成物の前記少なくとも１種のカルシウム−マグネシウム化合物は、大部分が、酸化カルシウム及び／又は酸化マグネシウムをベースとする化合物であるので、活性なカルシウム−マグネシウム化合物である。

特定の有利な実施形態では、本発明のプロセスにて使用されるコンパクト化石灰組成物の前記少なくとも１種のカルシウム−マグネシウム化合物は、前記少なくとも１種のカルシウム−マグネシウム化合物の全重量に基づいて、ｘ≧６０重量％、好ましくは≧７５重量％、優先的には≧８０重量％、特には≧８５重量％、さらにより優先的には≧９０重量％、より特には≧９３重量％、又はさらには≧９５重量％であるような質量分率を有する。

この有利な実施形態では、前記少なくとも１種のカルシウム−マグネシウム化合物は、大部分が、酸化カルシウムをベースとする化合物であるので、活性なカルシウム化合物である。

別の有利な実施形態では、本発明のプロセスにて使用されるコンパクト化石灰組成物は、酸化物の形態におけるカルシウム及びマグネシウムの累積的含有量が、全組成物に基づいて、４０重量％以上、有利には≧６０重量％、好ましくは≧８０重量％、特には≧８５重量％、特には≧９０重量％、優先的には≧９３重量％、又はさらには９５重量％である。

特定の有利な実施形態では、本発明のプロセスにて使用されるコンパクト化石灰組成物は、酸化物の形態におけるカルシウムの累積的含有量が、全組成物に基づいて、４０重量％以上、有利には≧６０重量％、好ましくは≧８０重量％、特には≧８５重量％、特には≧９０重量％、優先的には≧９３重量％、又はさらには９５重量％である。

有利には、コンパクトの形態を有する、本発明のプロセスにて使用される前記コンパクト化石灰組成物は、シャッタテスト指数８％未満を有する。より具体的には、本発明によれば、前記コンパクトは、シャッタテスト指数６％未満を有する。より有利には、前記コンパクトは、前記コンパクトは、シャッタテスト指数４％未満を有する。さらにより有利には、前記コンパクトは、シャッタテスト指数３％未満を有する。

有利には、本発明のプロセスにて使用されるコンパクト化石灰組成物は、減圧下で１９０℃にて少なくとも２時間脱気した後、窒素の吸着を用いるマノメトリーによって測定され、ＩＳＯ９２７７：２０１０Ｅ規格に記載されている多点ＢＥＴ法に従って計算される比表面積が、０．４ｍ^２／ｇ以上、好ましくは０．６ｍ^２／ｇ以上、より優先的には０．８ｍ^２／ｇ以上、さらにより優先的には１．０ｍ^２／ｇ以上、特には１．２ｍ^２／ｇ以上であり、これは、一般的に、比表面積が０．１ｍ^２／ｇ以下である焼結生成物の比表面積よりもはるかに大きい。

このようにして、当該組成物は、特に、カルシウム−マグネシウム化合物の成形前の固有の特性／構造的特徴が維持されることによって、上記焼結ブリケットと比べて、比較的高い比表面積を有する。

本発明のプロセスにて使用される前記コンパクト化石灰組成物は、その全細孔容積（３００００ｐｓｉａ（２０７Ｍｐａ）にて測定された骨格密度と０．５１ｐｓｉａ（３．５ｋＰａ）にて測定された見かけ密度との間の差を、前記骨格密度で割算することからなるＩＳＯ１５９０１−１：２００５Ｅ規格のパート１に従う水銀の侵入を用いるポロシメトリーにより測定される）が、２０％以上、好ましくは２５％以上、さらにより優先的には３０％以上であり、これは、一般的に全細孔容積１０％以下を有する焼結生成物のものよりもはるかに大きいことによってもまた特徴付けられる。

有利には、本発明のプロセスにて使用される前記コンパクト化石灰組成物は、特に、カルシウム−マグネシウム化合物の成形前の固有の特性／構造的特徴が維持されることによって、上記焼結ブリケットと比べて、比較的高い全細孔容積を有する。

有利には、本発明のプロセスにて使用される前記コンパクト化石灰組成物は、コンパクト内で均一な密度分布を有する。コンパクト化法により、密度が長手方向に沿って、且つ横方向に沿って、実質的に同じであるコンパクトを形成することが可能になる。

別の実施形態では、低い密度勾配が、長手方向に沿って存在することができる。

本発明にしたがって使用されるコンパクト化石灰組成物は、ＷＯ２０１５／００７６１に例証されており、参照により本明細書に援用する。

本発明によれば、コンパクトの形態を有する、本発明のプロセスにて使用される前記コンパクト化石灰組成物は、さらに、２時間の、３０℃における相対湿度７５％（すなわち、絶対湿度２２．８ｇ／ｍ^３）下でのレベル１の加速エージング試験後のシャッタテスト指数２０％未満、好ましくは１０％未満を有する。

加速エージング試験（ＡｃｃｅｌｅｒａｔｅｄＡｇｅｉｎｇＴｅｓｔ）とは、本発明の意味において、生成物と湿潤雰囲気との間の接触が最適であるように、すなわち、生成物である前記構成のコンパクトの各々が、他のコンパクトから少なくとも１ｃｍ離間するように、容器の上に置かれたグリッド自体の上に単層で配置された、サイズが１０ｍｍ以上で０．５ｋｇの生成物を用いて開始する、ウェザーチャンバー内で行われる２時間のエージングを意味する。エージング中の質量の増加は、水の吸収、したがって、組成物の水和の量を表す。

エージング後に測定されるシャッタテスト指数は、生成物の全体を用いて開始して得られる、すなわち、加速エージング試験自体によって微粒子が生成されたとしても、微粒子は適正に最終的な結果においてカウントされる。加速エージング試験は、その強度を調節するために、異なる温度及び相対湿度−したがって絶対湿度−条件下で実施することができる。１（厳しさの低い試験）から４（最も厳しい試験）までの範囲の４つの強度レベルを使用した：
− レベル１：３０℃及び相対湿度７５％、絶対湿度は２２．８ｇ／ｍ^３となる；
− レベル２：４０℃及び相対湿度５０％、絶対湿度は２５．６ｇ／ｍ^３となる；
− レベル３：４０℃及び相対湿度６０％、絶対湿度は３０．７ｇ／ｍ^３となる；
− レベル４：４０℃及び相対湿度７０％、絶対湿度は３５．８ｇ／ｍ^３となる。

有利には、コンパクトの形態を有する、本発明のプロセスにて使用される前記コンパクト化石灰組成物は、２時間の、４０℃における相対湿度５０％（すなわち、絶対湿度２５．６ｇ／ｍ^３）下でのレベル２の加速エージング試験後のシャッタテスト指数が、２０％未満、好ましくは１０％未満である。

より有利には、コンパクトの形態を有する、本発明のプロセスにて使用される前記コンパクト化石灰組成物は、２時間の、４０℃における相対湿度６０％（すなわち、絶対湿度３０．７ｇ／ｍ^３）下でのレベル３の加速エージング試験後のシャッタテスト指数が２０％未満、好ましくは１０％未満である。

さらにより有利には、コンパクトの形態を有する、本発明のプロセスにて使用される前記コンパクト化石灰組成物は、２時間の、４０℃における相対湿度７０％（すなわち、絶対湿度３５．８ｇ／ｍ^３）下でのレベル４の加速エージング試験後のシャッタテスト指数が２０％未満、特には１０％未満、より特には５％未満、さらに最も特には３％未満である。

本発明によれば、コンパクトの形態を有する、本発明のプロセスにて使用される前記コンパクト化石灰組成物は、例えば結合剤又は他の更なる潤滑剤等の有機添加剤を含有することができるが、これらの有機添加剤が存在しなくてもよい。

本発明の組成物中に存在する有機炭素の割合は、全ての炭素の割合と鉱物由来の炭素の割合との間の差によって計算することができる。全ての炭素は、例えば、ＡＳＴＭＣ２５（１９９９）規格に従って、Ｃ／Ｓ分析によって測定され、鉱物由来の炭素は、例えば、ＥＮ４５９−２：２０１０Ｅ規格に従って、ＣＯ_２体積を与えることにより決定される。

本発明の組成物の特定の実施形態では、前記圧縮された石灰組成物は、１分と９０分の間、好ましくは５分以上６０分以下、より特には１０分以上３０分以下に含まれる所定時間、７００℃と１２００℃の間で熱処理される。

本発明の組成物の特定の実施形態では、本発明のプロセスにて使用されるコンパクト化石灰組成物の前記粒子は、サイズが７ｍｍ以下であり、光学顕微鏡又は走査型電子顕微鏡によって観察でき、コンパクト化前は、粒子サイズｄ_１００が７ｍｍ以下、特には５ｍｍ以下であり、例えば篩い分けにより測定される。

ペブル石灰の粒子（ｇｒａｉｎ）サイズ分布は、様々な石灰石特性のために、変化する。この変化を排除して、生成物の成形により、生成物の溶融動力学を規定するように制御することができる。

したがって、本発明によれば、本発明のプロセスにて使用されるコンパクト化石灰組成物は、最初は、ｄ_１００が７ｍｍ以下であるカルシウム−マグネシウム化合物の粒子の微粒子複合体を用いて開始して得られ、最終的に、落下及び湿潤雰囲気中のエージングに対して高い耐性を有するコンパクトとして実現され、それは、微粒子を適用することができないその後の使用に対して特に重要である。したがって、本発明の組成物により、上記のように、とりわけ、これまで可能ではなかった、カルシウム−マグネシウム化合物の用途において、ｄ_１００が７ｍｍ以下のカルシウムマグネシウム化合物の微粒子を利用することが可能になる。

ｄｘの表記は、ｍｍで表される直径であり、測定された粒子のｘ質量％が、相対的にそれ以下であることを表す。

本発明の特に有利な実施形態では、本発明のプロセスにて使用されるコンパクト化石灰組成物のカルシウム−マグネシウム化合物の前記粒子は、コンパクト化前のｄ_９０が３ｍｍ以下、特には２ｍｍ以下である。

より具体的には、コンパクト化前の、本発明のプロセスにて使用されるコンパクト化石灰組成物のカルシウム−マグネシウム化合物の前記粒子は、ｄ_５０が１ｍｍ以下、特には５００μｍ以下であり、ｄ_５０が０．１μｍ以上、特には０．５μｍ以上、特には１μｍ以上である。

本発明の別の有利な実施形態によれば、コンパクトの形態を有する、本発明のプロセスにて使用される前記コンパクト化石灰組成物は、例えばタブレット又はブリケットの群から選択される規則的且つ均一な形状であり、典型的に、乾式ルートを介する微粒子成形方法から得られる生成物であり、サイズは、１０と１００ｍｍの間、好ましくは１５ｍｍ以上、好ましくは２０ｍｍ以上、好ましくは７０ｍｍ以下、特には５０ｍｍ以下に含まれる。

コンパクトのサイズとは、例えば、正方形のメッシュを有するふるい又はスクリーンを通過するコンパクトのサイズを意味する。

より詳細には、本発明の意味では、コンパクトの形態を有する本発明のプロセスにて使用される前記コンパクト化石灰組成物は、コンパクト当たりの平均重量が、少なくとも１ｇ、好ましくは少なくとも５ｇ、優先的には少なくとも１０ｇ、特には少なくとも１５ｇである。

本発明の好ましい実施形態では、コンパクトの形態を有する本発明のプロセスにて使用される前記コンパクト化石灰組成物は、コンパクト当たりの平均重量が、２００ｇ以下、好ましくは１５０ｇ以下、優先的には１００ｇ以下、特には５０ｇ以下である。

有利には、コンパクトの形態を有する本発明のプロセスにて使用される前記コンパクト化石灰組成物は、見かけ密度（体積質量）が、１．５ｇ／ｃｍ^３と３ｇ／ｃｍ^３、有利には１．５ｇ／ｃｍ^３と２．８ｇ／ｃｍ^３、好ましくは１．７ｇ／ｃｍ^３と２．６ｇ／ｃｍ^３の間である。

本発明の有利な実施形態では、コンパクトの形態を有する本発明のプロセスにて使用される前記コンパクト化石灰組成物は、貫通孔（ｔｈｒｏｕｇｈ−ｏｒｉｆｉｃｅ）を含む。

本発明の好ましい実施形態では、コンパクトは、タブレットとして実現される。

これらのコンパクト生成物の形状は、岩石の石灰石又はドライムのか焼後に、従来的に得られるペブルカルシウム−マグネシウム化合物の形状と容易に区別される。

本発明のプロセスの他の実施形態は、添付の特許請求の範囲に記載されている。

さらに、本発明は、精錬プロセス中の溶融金属からの脱リンにおける第１及び／又は第２石灰組成物の使用に関する。

本発明の他の特徴及び利点は、非限定的な以下の説明から、並びに図面及び実施例を参照することによって導かれる。

（比較例１）
６トンのユニバーサル転炉を、１つの底羽口を有する標準ＢＯＦとして構成し、１つの酸素ノズルを備えた水冷式酸素ランスを使用した。

ノズルは、０〜５０Ｎｍ^３の浴レベルの１６０ｃｍ上に、５１〜１００Ｎｍ^３の浴レベルの１５０ｃｍ上に、１０１Ｎｍ^３の浴レベルの１４０ｃｍ上に、吹込みの終わりまで配置した。酸素の流速は、１７．０Ｎｍ^３／分であった。

底羽口の窒素の流速は、４３３Ｎｄｍ^３／分にて一定に保った。

転炉に、スクラップ材料６１５ｋｇ（分析：スクラップ材料の全重量に対して、マンガン１．１４重量％、炭素０．２５重量％、ケイ素０．２６重量％、リン０．０２３重量％、銅０．２４重量％、ニッケル０．１７重量％、クロム０．２２重量％、鉄９７．５重量％、硫黄０．０１４重量％、チタン０．０４重量％、バナジウム０．０１重量％、モリブデン０．０５２重量％）；１０〜５０ｍｍのペブル石灰１７４ｋｇ（ペブル石灰の全重量に対して、ＣａＯ９５重量％、ＭｇＯ１重量％、Ａｌ_２Ｏ_３０．２重量％、ＳｉＯ_２０．７重量％、Ｆｅ_２Ｏ_３０．３重量％、ＳＯ_３０．２重量％、Ｐ_２Ｏ_５０．０１重量％）；高温の金属４９７０ｋｇ（分析：高温の金属の全重量に対して、炭素３．５２重量％、硫黄０．０２４重量％、ケイ素０．２５重量％、マンガン０．５３重量％及びリン０．０７８重量％＝７８０ｐｐｍ）を装入した。酸素２３２Ｎｍ^３を、この混合物に、１４分間かけて、一定に底を攪拌しながら吹込んだ。

酸素の吹込みは、排ガス（ｏｆｆ−ｇａｓ）分析によって制御した。吹込みプロセスは、廃ガス（ｗａｓｔｅ−ｇａｓ）のＣＯ_２含有量が、廃ガスの全体積に対して、４体積％未満に低下したとき、停止した。

吹込み終了後に傾斜した位置で「吹込み後の」スラグサンプル及び鋼鉄サンプルを得て、その後、転炉を、再び上げて、窒素を４３３Ｎｄｍ^３／分にて用いて５分間、後の攪拌（ｐｏｓｔ−ｓｔｉｒｒｉｎｇ）をした。

転炉を再び傾けて、「撹拌後の」スラグサンプル及び鋼鉄サンプルを得た。

攪拌後の鋼鉄サンプルのリン含有量は、鋼鉄温度１６４６℃にて、鋼鉄サンプルの全重量に対して、０．０２０重量％（２００ｐｐｍ）であった。

（比較例２）
比較例１と同じ操作条件下で、熱処理した。上記転炉に、比較例１と同じ化学組成を有するスクラップ６２１ｋｇ；比較例１と同じ化学組成を有する１０〜５０ｍｍのペブル石灰１７４ｋｇ；高温の金属４９５０ｋｇ（分析：高温の金属の全重量に対して、炭素３．７０重量％、硫黄０．０１７重量％、ケイ素０．３７重量％、マンガン０．４７重量％及びリン０．０７８重量％）を装入した。酸素２４１Ｎｍ^３を、金属浴に１４分間かけて吹込んだ。

酸素の流速は、１７．０Ｎｍ^３／分であり、比較例１と同じランスプログラムを使用した。

酸素の吹込みは、排ガス分析によって制御した。吹込みプロセスは、廃ガスのＣＯ_２含有量が、廃ガスの全体積に対して、４体積％未満に低下したとき、停止した。

吹込み終了後に傾斜した位置で「吹込み後の」スラグサンプル及び鋼鉄サンプルを得て、その後、転炉を、再び上げて、窒素を４３３Ｎｄｍ^３／分にて用いて４分間、後の攪拌をした。

（例１）
比較例１の転炉に、スクラップ材料５０８ｋｇ（分析：スクラップ材料の全重量に対して、マンガン１．１４重量％、炭素０．２５重量％、ケイ素０．２６重量％、リン０．０２３重量％、銅０．２４重量Ｗ％、ニッケル０．１７重量％、クロム０．２２重量％、鉄９７．５重量％、硫黄０．０１４重量％、チタン０．０４重量％、バナジウム０．０１重量％及びモリブデン０．０５２重量％）；一緒にコンパクト化された微粒子の石灰粒子を含み、シャッタテスト（指数）２．８％を示し、直径２１ｍｍ及び平均厚さ１５ｍｍを示し、上記ペブル石灰と同じ化学組成を有する第１石灰組成物１７４ｋｇ；高温の金属４９００ｋｇ（分析：高温の金属の全重量に対して、炭素３．７４重量％、硫黄０．０１５重量％、ケイ素０．３６重量％、マンガン０．３２重量％及びリン０．０７５重量％）を装入した。

酸素２２７Ｎｍ^３を、この混合物に、１４分間かけて、一定に底を撹拌しながら、吹込んだ。

吹込み終了後に傾斜した位置で「吹込み後の」スラグサンプル及び鋼鉄サンプルを得て、その後、転炉を再び上げて、窒素を４３３Ｎｄｍ^３／分にて用いて５分間、後の攪拌をした。

転炉を再び傾けて、「攪拌後の」スラグサンプル及び鋼鉄サンプルを得た。

撹拌後の鋼鉄サンプルのリン含有量は、鋼鉄温度１６６２℃にて、鋼鉄サンプルの全重量に基づいて、０．０１４重量％（１４０ｐｐｍ）であった。

（例２）
基準（の比較例１）に記載の転炉に、比較例１と同じ化学組成を有するスクラップ材料７００ｋｇ；例１と同じ組成を有するコンパクト化石灰粒子から作製された第１石灰組成物５８ｋｇと比較例１におけるようなペブル石灰１１７ｋｇとの混合物；高温の金属４９５０ｋｇ（分析：高温の金属の全重量に基づいて、炭素３．７２重量％、硫黄０．０１５重量％、ケイ素０．２８重量％、マンガン０．３８重量％及びリン０．０７５重量％）を装入した。酸素２５５Ｎｍ^３を、金属浴に１５分間かけて吹込んだ。

吹込み終了後に傾斜した位置で「吹込み後の」スラグサンプル及び鋼鉄サンプルを得て、その後、転炉を再び上げて、窒素を５０９Ｎｄｍ^３／分にて用いて６分間、後の攪拌をした。

撹拌後の鋼鉄サンプルのリン含有量は、鋼鉄温度１６８０℃にて、鋼鉄サンプルの全重量に基づいて、０．０１４重量％（１４０ｐｐｍ）であった。

例１におけるようなコンパクト化石灰組成物３３％と、比較例１及び２におけるようなペブル石灰６６％との混合物では、例１と同じ改善が見られた。

（例３）
基準（の比較例１）に記載の転炉に、比較例１と同じ化学組成を有するスクラップ材料７００ｋｇ；例１に記載したようなコンパクト化微粒子の石灰粒子から作製された第１石灰組成物８７ｋｇと、一緒にコンパクト化され、１１００℃で熱処理して酸化鉄の８０％がカルシウムフェライト（主に、Ｃａ_２Ｆｅ_２Ｏ_５の形態における）に転化した酸化鉄及び石灰粒子を含み、シャッタテスト（指数）１．０％を示し、それぞれ直径が２１ｍｍ厚さが１５ｍｍである第２石灰組成物９７ｋｇ（第２石灰組成物の全重量に基づいて、ＣａＯ８５重量％、ＭｇＯ１重量％、Ａｌ_２Ｏ_３０．２重量％、ＳｉＯ_２０．７重量％、Ｆｅ_２Ｏ_３１０．５重量％、ＳＯ_３０．２重量％、Ｐ_２Ｏ_５０．０１重量％）との混合物；高温の金属４９３０ｋｇ（分析：高温の金属の全重量に基づいて、炭素３．７０重量％、硫黄０．０１６重量％、ケイ素０．２３重量％、マンガン０．３４０重量％及びリン０．０７６重量％）を装入した。２５５Ｎｍ^３の酸素を、金属浴に１５分間かけて吹込んだ。

酸素の流速は、１７．０Ｎｍ^３／分であり、基準（の比較例１）に記載したのと同じランスプログラムを使用した。

吹込み終了後に傾斜した位置で「吹込み後の」スラグサンプル及び鋼鉄サンプルを得て、その後、転炉を再び上げて、窒素を５１９Ｎｄｍ^３／分にて用いて４分間、後の攪拌をした。

撹拌後の鋼鉄サンプルのリン含有量は、鋼鉄温度１６７２℃にて、鋼鉄サンプルの全重量に基づいて、０．０１４重量％（１４０ｐｐｍ）であった。

第１石灰組成物（フラックス無し）５０％と、酸化鉄をドープして、熱処理した第２石灰組成物５０％との混合物では、例１及び例２と同じ改善が見られた。鉄をドープした第２石灰組成物が存在することにより、プロセスにて、より早くスラグを形成することが可能になる。このプロセスの挙動は、比較例１及び２と比べて、プロセスのノイズがより低減し（ｌｅｓｓｎｏｉｓｙ）、且つプロセスの間に生じるスカルがより減少する（ｌｅｓｓｓｃｕｌｌｉｎｇ）ように改善された。

（例４）
比較例１におけるような転炉に、比較例１と同じ化学組成を有するスクラップ材料５７３ｋｇ；酸化マンガン及び酸化鉄をドープして、一緒にコンパクト化された生石灰粒子から作製され、シャッタテスト（指数）２．９％を示し、それぞれ直径２１ｍｍ及び厚さ１５ｍｍである第１石灰組成物２０２ｋｇ（第１石灰組成物の全重量に基づいて、ＣａＯ８２重量％、ＭｇＯ１重量％、Ａｌ_２Ｏ_３０．２重量％、ＳｉＯ_２０．７重量％、Ｆｅ_２Ｏ_３１０．０重量％、ＭｎＯ２．０重量％、ＳＯ_３０．２重量％、Ｐ_２Ｏ_５０．０１重量％）；高温の金属４９６０ｋｇ（分析：高温の金属の全重量に対して、炭素３．６０重量％、硫黄０．０１１重量％、ケイ素０．４６重量％、マンガン０．４５重量％及びリン０．０７６重量％）を装入した。４分間の吹込みの後、高温の金属の高いケイ素含有量を補償するために、酸化鉄及び酸化マンガンをドープした第１石灰組成物２０ｋｇを、転炉に添加した。酸素２５１Ｎｍ^３を、金属浴に１５分間かけて吹込んだ。

酸素の流速は、１７．０Ｎｍ^３／分であり、比較例１と同じランスプログラムであった。

吹込み終了後に傾斜した位置で「吹込み後の」スラグサンプル及び鋼鉄サンプルを得て、その後、転炉を再び上げて、窒素を５２０Ｎｄｍ^３／分にて用いて７分間、後の攪拌をした。

撹拌後の鋼鉄サンプルのリン含有量は、鋼鉄温度１６７８℃にて、鋼鉄サンプルの全重量に基づいて、０．０１４重量％（１４０ｐｐｍ）であった。

Ｆｅ−Ｍｎをドープしたコンパクト化粒子の石灰組成物の使用により、例１から例３と同じ改善が見られた。

このプロセスの挙動は、比較例１及び２と比べて、プロセスのノイズがより低減し（ｌｅｓｓｎｏｉｓｙ）、且つプロセスの間に生じるスカルがより減少する（ｌｅｓｓｓｃｕｌｌｉｎｇ）ように改善された。

（例５）
比較例１におけるような転炉に、比較例１におけるのと同じ化学組成を有するスクラップ材料５２０ｋｇ；例３にて使用した第２石灰組成物１９５ｋｇ；高温の金属４９８０ｋｇ（分析：高温の金属の全重量に対して、炭素３．７４重量％、硫黄０．０１４重量％、ケイ素０．３８重量％、マンガン０．４４重量％及びリン０．０７４重量％）を装入した。酸素２５８Ｎｍ^３を、金属浴に１５分間かけて吹込んだ。酸素の流速は、１７．０Ｎｍ^３／分であり、基準（の比較例１）に記載したのと同じランスプログラムを使用した。

吹込み終了後に傾斜した位置で「吹込み後の」スラグサンプル及び鋼鉄サンプルを得て、その後、転炉を再び上げて、窒素を２９２Ｎｄｍ^３／分にて用いて７分間、後の攪拌をした。

撹拌後の鋼鉄サンプルのリン含有量は、鋼鉄温度１６８１℃にて、鋼鉄サンプルの全重量に基づいて、０．０１５重量％（１５０ｐｐｍ）であった。

酸化鉄がドープされ、且つコンパクト化第１石灰組成物の形態で熱処理されたコンパクト化石灰粒子を使用することにより、例１から例４と同じ改善が見られた。

（例６）
比較例１におけるような転炉に、今回は、石灰粒子と酸化鉄とのコンパクト化混合物を含む石灰組成物を熱処理せず、且つ、シャッタテスト（指数）２．５％を示すことを除いて、例５と同様に装入した。このようなアプローチにより、例４と同様の特性を示した。

本発明の結果は、パイロットスケールで得られたものであり、特定の最適化が既に開発されている工業的プロセスと比較することはできないことを、当業者は理解するであろう。これらの例から推測できることは、本発明のプロセスで使用されるコンパクト化石灰組成物により、鋼鉄中の最終的なリン含有量を２００ｐｐｍ（基準（の比較例１））から１５０〜１４０ｐｐｍ（例１から例６）に減少させることができることである。換言すると、本発明により、鋼鉄中の最終的なリン含有量を３０％低減することが可能であり、これは非常に優れている。

さらに、例１から６の結果は、基準（の比較例１）（１６４６℃）よりも高い温度（１６６０〜１６８０℃）にて得られている。当業者は、より高い温度で脱リンすることがより困難であることを知っている。したがって、同じ鋼鉄温度の場合、本発明のコンパクトを用いることにより、脱リンプロセスにおいて、ペブル石灰の基準（の比較例１）と比べて、３０％よりもさらに高い改善が得られると思われる。したがって、本発明の実施例は、最悪の場合のシナリオで実行されているが、しかし依然として良好な結果を提供している。

本発明は、記載された実施形態に限定されず、添付の特許請求の範囲の範囲を逸脱することなく、変形を適用できることを理解すべきである。

例えば、本発明のコンパクトを、このような焼結ブリケットを製鋼する際に既に使用されている従来の生成物に付加することは、もちろん考え得ることである。

あるいは、本発明のコンパクトを、いわゆる、「２スラグプロセス（ｔｗｏ−ｓｌａｇ−ｐｒｏｃｅｓｓ）」において使用することもまた可能である。このような方法は、リン含有量をさらに低減するために、第２連続脱リンプロセスを、精錬金属に適用することからなる。この場合、精錬金属からスラグを除去し、その後、第１石灰組成物を第２装入する追加的な工程は、リン成分を低減した精錬金属の排出前に行われる。本発明のコンパクトにより、スラグの形成が最適化されるので、この種のプロセスを行うのに必要な時間を大幅に短縮することが可能になる。

Claims

− 容器に、高温の金属と、任意選択的にスクラップとを装入する工程、
− 前記容器に、第１石灰組成物を装入する工程、
− 前記容器に、酸素を吹込む工程、
− 前記容器に装入された前記第１石灰組成物を用いてスラグを形成する工程、
− 高温の金属から脱リンして、リン成分を低減した精錬金属を形成する工程、及び
− リン成分を低減した前記精錬金属を排出する工程、
を含む、精錬プロセスの間に溶融金属から脱リンするプロセスであって、
前記第１石灰組成物が、生石灰及び／又はドライムである少なくとも１種のカルシウム−マグネシウム化合物を含み、前記少なくとも１種のカルシウム−マグネシウム化合物が、粒子の形態であり、前記第１石灰組成物が、前記少なくとも１種のカルシウム−マグネシウム化合物のコンパクト化され且つ成形された粒子を用いてそれぞれ形成されているコンパクトの形態であり、
前記コンパクトが、シャッタテスト指数２０％未満であることを特徴とし、
高温の金属からの前記脱リン工程により、リンを低減した前記精錬金属が、リンを低減した前記精錬金属の全重量に基づいて、リン含有量０．０２重量％未満を示す程度まで、リン成分を低減した精錬金属が得られる、プロセス。
前記第１石灰組成物が、Ｂ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、アルミン酸カルシウム、Ｃａ_２Ｆｅ_２Ｏ_５又はＣａＦｅ_２Ｏ_４等のカルシウムフェライト、金属鉄、ＣａＦ_２、Ｃ、アルミニウムをベースとする酸化物、鉄をベースとする酸化物、マンガンをベースとする酸化物及びこれらの混合物からなる群から選択される１種の第２化合物を含む、請求項１に記載の精錬プロセスの間に溶融金属から脱リンするプロセス。
前記容器に、第１石灰組成物を装入する前記工程を、前記容器に、第２石灰組成物を装入する工程と同時に、又は別々に行う、請求項１又は２に記載の精錬プロセスの間に溶融金属から脱リンするプロセス。
前記第２石灰組成物が、以下の化合物ｉ）、化合物ｉｉ）及び／又は化合物ｉｉｉ）の間から選択される少なくとも１種の化合物を含む、請求項３に記載の精錬プロセスの間に溶融金属から脱リンするプロセス：
ｉ）ペブル石灰の形態を有するカルシウム−マグネシウム化合物であって、酸化物の形態におけるカルシウム及びマグネシウムの累積的含有量が、前記カルシウム−マグネシウム化合物の全重量に基づいて、７０重量％以上であるカルシウム−マグネシウム化合物、
ｉｉ）式ａＣａＣＯ_３．ｂＭｇＣＯ_３．ｘＣａＯ．ｙＭｇＯ．ｕＩに適合するカルシウム−マグネシウム化合物（式中、Ｉは、不純物を表し、前記少なくとも１種のカルシウム−マグネシウム化合物の全重量に基づいて、ａ、ｂ及びｕは各々、質量分率≧０且つ≦５０重量％であり、ｘ及びｙは各々、質量分率≧０且つ≦１００重量％であり、ｘ＋ｙ≧５０重量％である。）であって、前記少なくとも１種のカルシウム−マグネシウム化合物が、粒子の形態であり、前記第２石灰組成物が、前記第２石灰組成物の全重量に基づいて、酸化物の形態におけるカルシウム及びマグネシウムの累積的含有量２０重量％以上を有し、前記第２石灰組成物が、前記カルシウム−マグネシウム化合物のコンパクト化され且つ成形された粒子を用いてそれぞれ形成されているコンパクトの形態であり、前記コンパクトが、シャッタテスト指数１０％未満である、カルシウム−マグネシウム化合物、及び
ｉｉｉ）式ａＣａＣＯ_３．ｂＭｇＣＯ_３．ｘＣａＯ．ｙＭｇＯ．ｕＩに適合するカルシウム−マグネシウム化合物（式中、Ｉは、不純物を表し、前記少なくとも１種のカルシウム−マグネシウム化合物の全重量に基づいて、ａ、ｂ及びｕは各々、質量分率≧０且つ≦５０重量％であり、ｘ及びｙは各々、質量分率≧０且つ≦１００重量％であり、ｘ＋ｙ≧５０重量％である。）であって、前記少なくとも１種のカルシウム−マグネシウム化合物が、粒子の形態であり、１種の第２化合物が、Ｂ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、アルミン酸カルシウム、Ｃａ_２Ｆｅ_２Ｏ_５又はＣａＦｅ_２Ｏ_４等のカルシウムフェライト、金属鉄、ＣａＦ_２、Ｃ、アルミニウムをベースとする酸化物、鉄をベースとする酸化物、マンガンをベースとする酸化物及びこれらの混合物からなる群から選択され、前記第２石灰組成物が、前記第２石灰組成物の全重量に基づいて、酸化物の形態におけるカルシウム及びマグネシウムの累積的含有量２０重量％以上を有し、前記第２石灰組成物が、前記カルシウム−マグネシウム化合物のコンパクト化され且つ成形された粒子を用いてそれぞれ形成されているコンパクトの形態であり、前記コンパクトが、シャッタテスト指数２０％未満を有する、化合物。
リンを低減した前記精錬金属が、リンを低減した前記精錬金属の全重量に基づいて、リン含有量０．０１５重量％未満を有する、請求項１から４のいずれか一項に記載の精錬プロセスの間に溶融金属から脱リンするプロセス。
コンパクトの形態を有する第１及び／又は第２石灰組成物の前記コンパクトが、シャッタテスト指数１０％未満を有する、請求項１から５のいずれか一項に記載の精錬プロセスの間に溶融金属から脱リンするプロセス。
コンパクトの形態を有する前記コンパクト化第１及び／又は第２石灰組成物が、２時間の、３０℃における相対湿度７５％（すなわち、絶対湿度２２．８ｇ／ｃｍ^３）下でのレベル１の加速エージング試験後に、シャッタテスト指数２０％未満を示す、請求項１から６のいずれか一項に記載の精錬プロセスの間に溶融金属から脱リンするプロセス。
コンパクトの形態を有する前記コンパクト化第１及び／又は第２石灰組成物が、２時間の、４０℃における相対湿度５０％（すなわち、絶対湿度２５．６ｇ／ｃｍ^３）下でのレベル２の加速エージング試験後に、シャッタテスト指数２０％未満を示す、請求項１から７のいずれか一項に記載の精錬プロセスの間に溶融金属から脱リンするプロセス。
コンパクトの形態を有する前記コンパクト化第１及び／又は第２石灰組成物が、２時間の、４０℃における相対湿度６０％（すなわち、絶対湿度３０．７ｇ／ｃｍ^３）下でのレベル３の加速エージング試験後に、２０％未満のシャッタテスト指数を示す、請求項１から８のいずれか一項に記載の精錬プロセスの間に溶融金属から脱リンするプロセス。
コンパクトの形態を有する前記コンパクト化第１及び／又は第２石灰組成物が、２時間の、４０℃における相対湿度７０％（すなわち、絶対湿度３５．８ｇ／ｃｍ^３）下でのレベル４の加速エージング試験後に、シャッタテスト指数２０％未満を示す、請求項１から９のいずれか一項に記載の精錬プロセスの間に溶融金属から脱リンするプロセス。
前記粒子が、７ｍｍ以下のサイズを有し、光学顕微鏡又は走査型電子顕微鏡によって観察でき、コンパクト化前に、粒子サイズｄ_１００が７ｍｍ以下である、請求項１から１０のいずれか一項に記載の精錬プロセスの間に溶融金属から脱リンするプロセス。
コンパクト化前の前記少なくとも１種のカルシウム−マグネシウム化合物の前記粒子が、３ｍｍ以下のｄ_９０を有する、請求項１から１１のいずれか一項に記載の精錬プロセスの間に溶融金属から脱リンするプロセス。
コンパクト化前の前記少なくとも１種のカルシウム−マグネシウム化合物の前記粒子が、１ｍｍ以下のｄ_５０を有する、請求項１から１２のいずれか一項に記載の精錬プロセスの間に溶融金属から脱リンするプロセス。
前記コンパクトが、乾式ルートを介して微粒子を成形する方法から得られ、タブレット、圧縮化タブレット、ブリケット、小板（ｐｌａｔｅｌｅｔｓ）、ボール又はさらに「ソープバー（ｓｏａｐｂａｒ）」形状等の群から選択される、規則的かつ均一な形状を有する生成物であり、且つそのサイズが、１０と１００ｍｍの間に含まれる、請求項１から１３のいずれか一項に記載の精錬プロセスの間に溶融金属から脱リンするプロセス。
前記コンパクトが、少なくとも１ｇの、コンパクト当りの平均重量を有する、請求項１から１４のいずれか一項に記載の精錬プロセスの間に溶融金属から脱リンするプロセス。
前記コンパクトが、２００ｇ以下の、コンパクト当りの平均重量を有する、請求項１から１５のいずれか一項に記載の精錬プロセスの間に溶融金属から脱リンするプロセス。
前記コンパクトが、１．５ｇ／ｃｍ^３と３ｇ／ｃｍ^３の間に含まれる見かけ密度を有する、請求項１から１６のいずれか一項に記載の精錬プロセスの間に溶融金属から脱リンするプロセス。
前記コンパクトが、貫通孔を含む、請求項１から１７のいずれか一項に記載の精錬プロセスの間に溶融金属から脱リンするプロセス。