JPH01139714A

JPH01139714A - 鉄鋼精錬剤及び鉄鋼精錬方法

Info

Publication number: JPH01139714A
Application number: JP29800487A
Authority: JP
Inventors: Shoki Sato; 佐藤　昭喜
Original assignee: MEISEI KAKO KK
Current assignee: MEISEI KAKO KK
Priority date: 1987-11-26
Filing date: 1987-11-26
Publication date: 1989-06-01

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】ｌ咀辺旦預［産業上の利用分野］本発明は、鉄鋼製造業における、製鉄・製鋼に用いられ
る精錬剤及びそれを用いた精錬方法に関するものである
。

［従来の技術］従来の製鉄・製鋼方法によると、鉄原料の溶解、溶湯の
昇温後、溶湯の酸化、脱炭、脱硫、脱燐、脱ガス等を組
み合わせた精錬が行われている。

このうち、鉄原料の溶解後、溶湯を精錬に適した温度ま
で上昇させる方法については、多くの改善が成されてき
た。例えは、アーク熱による加熱と併用して、重油、灯
油等の助燃剤を用いる方法、カーボン粉末、炭化ケイ素
粉末、フェロシリコン粉末等を吹き込んだ後、酸素ガス
によるそれらとの酸化反応熱を利用する方法等が採用さ
れている。

一方、溶湯の脱硫には、生石灰、石灰石を主に、一部カ
ルシウムカーバイド、ソーダ灰等が用いられている。こ
れらの脱硫造滓剤は、溶解炉又は精錬容器中でアーク熱
又は溶湯の保有する熱により溶融し、それが溶湯中の硫
黄成分と反応する過程を経て、１Ｉ５ｉ！硫が進行する
。もちろん、これらの脱硫造滓剤は溶融する前の固体の
段階でも脱硫反応を起こすとも言われている。

従来、溶解炉又は精錬容器中で鉄鋼溶湯の昇温と脱硫を
同時に達成する方法は確立されていない。

脱硫反応は、溶湯温度が高いこと、スラグ塩基度が高い
こと等が必要なため、まず溶湯温度の上昇を行い、酸化
性スラグを除去した後、生石灰、石灰石等の脱硫造滓剤
を添加していた。そして、造滓剤が溶融してから、融解
した造滓剤と溶湯とがよく接触するように、溶湯の攪拌
を行い、脱硫反応の進行を計っていた。

［発明が解決しようとする問題点］鉄原料の溶解、昇温のための上記従来の方法は、燃焼排
ガスが多量に発生すること、又、プラグの発生量が多い
ことから十分な昇温効果が発揮されないという問題があ
り、迅速かつ効果的な昇温方法の確立が望まれている。

又、効果的な脱硫反応が行われるためには、上述の通り
、溶湯温度が高く、反応界面積が大きく、スラグ塩基度
が高いこと等が必要であると言われている。しかし、従
来の生石灰、石灰石を使用して脱硫を行ったときの効率
は低く、このため、効果的な脱硫を行うためにはそれら
の使用量を多くしなけれはならない。カルシウムカーバ
イド又はソーダ灰を使用したときの脱硫効率は高いと言
われているが、精錬後のスラグ処理において、環境上の
問題が残っている。このため、より脱硫効率の良い精錬
剤及び脱硫法の開発が望まれていた。

本発明は、このような溶湯の昇温と脱流を同時に達成す
ることができる鉄鋼精錬剤とそれを用いた鉄鋼精錬方法
を提供するものである。

光咀少盗戒［問題点を解決するための手段］上記従来技術の問題点を解決するために成された本発明
は、まず、鉄鋼精錬剤としては、アルミニウム滓及び金
属アルミニウムのうちの１種又は２種と、生石灰、石灰
石、アルミン酸カルシウムカルシウムカーバイド及び蛍
石のうちの１種又は２種以上とを混合したことを特撮と
するものであり、次に、鉄鋼精錬方法としては、アルミ
ニウム滓及び金属アルミニウムのうちの１種又は２種と
、生石灰、石灰石、アルミン酸カルシウム、カルシウム
カーバイド及び蛍石のうちの１種又は２種以上との混合
物から成る鉄鋼精錬剤を、酸素ガス、酸化鉄、鉄鉱石及
び製鉄・製鋼ダストのうちの１種又は２種以上と同時に
鉄鋼溶湯中に吹き込むことを特徴とするものである。

ここで、アルミニウム滓とは、金属アルミニウム又はア
ルミニウム合金の溶解の際、溶湯表面に発生したアルミ
ドロスを粉砕加工して粉末状にしたものをいう。金属ア
ルミニウムとは、純金属アルミニウム又はアルミニウム
合金等の粉末状のもので、１械加工で発生したダライ粉
や研磨粉などが使用でき、本発明の効果を挙げるために
は、１６メツシユ以下の細かいものの方が望ましい。

生石灰と石灰石は４メツシユ以下に粉砕したもので、望
ましくは１６メツシユ以下の細かいものが良い。アルミ
ン酸カルシウムは、アルミナと生石灰又は石灰石との混
合物を高温で焼成した後、粉砕して、４メツシユ以下、
望ましくは１６メツシユ以下の細粒としたものである。

酸化鉄とは、連続鋳造工程、鋼塊、鋼片等の加熱、圧延
又は鍛造等の工程で発生する酸化スケールのことをいう
。鉄鉱石とは、溶鉱炉などに装入する原料で、鉄鉱石以
外にマンガン鉱石等でも差し支えない。酸化鉄、鉄鉱石
等は４メツシユ以下に粉砕したもので、望ましくは、１
６メツシユ以下の細かいものが良い。製鉄・製鋼ダスト
とは、製銑、製鋼工程又は鉄鋼製品類のショツトブラス
ト工程で発生したダストを集塵機により集めたものをい
うが、鋼片や圧延材等の表面の剥離しにくいスケールを
除去するための塩酸、硫酸等による酸洗工程で発生する
廃液から回収される酸化物も利用することが可能である
。これらのダストは、完全に乾燥すると１６メツシユ以
下の粉末状であり、そのまま配合に供することができる
。

鉄鋼精錬剤の両成分の配合割合は、昇温に重点を置くと
きにはアルミニウム滓及び金属アルミニウムのうちの１
種又は２種の方の成分を多く、脱硫に重点を置くときに
は生石灰、石灰石、アルミン酸カルシウム、カルシウム
カーバイド及び蛍石のうちの１種又は２種以上の方の成
分を多く配合するというように、適宜変化させることが
望ましい。

［作用］アルミニウム滓及び金属アルミニウムのうちの１種又は
２種と、生石灰、石灰石、アルミン酸カルシウム、カル
シウムカーバイド及び蛍石のうちの１種又は２種以上と
の混合物から成る鉄鋼精錬剤は、酸素ガス、酸化鉄、鉄
鉱石及び製鉄・製鋼ダストのうちの１種又は２種以上と
同時に鉄鋼溶湯中に吹き込まれる。

金属アルミニウム又はアルミニウム滓中の金属アルミニ
ウムは溶湯の保有熱により加熱され、同時に吹き込まれ
る酸素ガス、酸化鉄、鉄鉱石又は製鉄・製鋼ダストと反
応する。この反応は次式の通り、発熱反応である。

２ＡＩ＋３０　　　＝　ＡｈＯａ　　　＋４００．０　
ｋｃａｌ／ｍｏ１２ＡＩ＋３ＦｅＯ＝　Ａｌ２Ｏ３＋３
Ｆｅ＋２１０．４　ｋｃａｌ／ｍｏ１８ＡＩ　＋　３Ｆ
ｅ３０ａ　＝　４ＡＩ２０３　＋　９Ｆｅ＋　８０２．
０　ｋｃａ　ｌ／ｍｏ１２ＡＩ＋　　Ｆｅ２０ａ−”　
　Ａ１２０ａ＋２Ｆｅ＋２０３．７　　ｋｃａｌ／ｍｏ
ｌこれらの反応熱は溶湯中で発生するため、そのまま溶
湯の温度上昇に関与する。この金属アルミニウム又はア
ルミニウム滓と酸素ガス等との反応は、吹込ランスの先
端部近傍で進行し、高熱を発生する。この反応は一般に
テルミット反応と呼ばれ、金属アルミニウムの近傍では
３１００℃にもなると言われている。従って、精錬剤中
で金属アルミニウム又はアルミニウム滓と同時に用いら
れる生石灰、石灰石、アルミン酸カルシウム、カルシウ
ムカーバイド等は、３１００℃近くに達した高温下で溶
湯中の硫黄と効果的に反応する。この反応は次の通りで
ある。

ＦｅＳ＋ＣａＯ−＋ＦｅＯ＋Ｃａ５ＣａＣＯ３＋ＣａＯ＋ＣＯ２↑、ＦｅＳ＋ＣａＯ−＋Ｆ
ｅＯ＋Ｃａ５ＣａＣ２＋Ｃａ＋２Ｃ，ＦｅＳ＋Ｃａ−＋
Ｆｅ＋Ｃａ５ＦｅＳ＋　ＣａＯ・Ａｌ２０ａ→ＦｅＯ＋
　ＣａＳ令ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３本発明の方法によると、
溶湯温度が速やかに上昇し、上記テルミット反応熱の発
生下で脱硫反応が進行するので、脱硫効率が極めて良好
である。

［実施例］本発明の実施例を以下に記載する。

第１表に示す化学成分を有するアルミニウム滓８０％と
金属アルミニウム粉１０％とを混合し、実施例１では生
石灰１０％、実施例２では石灰石１０％、実施例３では
アルミン酸カルシウム１０％、実施例４ではカルシウム
カーバイド１０％をそれに加えて精錬剤を作成した。こ
れらを３０）ン電弧炉の溶湯中に吹き込み、それと同時
に酸素ガス吹き込みを行った。このような精錬方法を行
った場合の昇温及び脱硫効果についての製鋼操業試験結
果を第２表に示す。

比較例の第１として、実施例と同じアルミニウム滓９０
％と金属アルミニウム粉１０％のみを混合した物を３０
トン電弧炉の溶湯中に吹き込み、これと同時に酸素ガス
吹き込みを行った場合を、又、比較例の第２として、同
じ３０トン電弧炉で何も吹き込まず、アーク加熱のみを
行った場合の同じ結果も第２表に掲げる。

第１表　アルミニウム滓の主要化学成分（％）第２表製
鋼操鳶鵡幌果第２表において、脱硫効果の欄において精錬剤吹込前及
び吹込後の欄に掲げた数字は溶湯中の硫黄成分量を示し
、「脱硫量」はそれらの差を示している。

第２表から明かな通り、本発明に係る精錬剤を用い、本
発明に係る方法で精錬を行った場合には、鉄鋼原料の溶
融後５分間の昇温速度は１５．０〜１５．４℃／分の範
囲に達し、短時間での昇温が達成されている。比較例２
に見られる通り、通常のアーク加熱のみで昇温したとき
には、溶融後溶湯を同程度の温度まで昇温するために１
６分もかかっており、昇温速度は４．４℃ノ分でしかな
い。又、本発明の方法によると、脱硫量はｏ、ｏｉｏ〜
０．０１８％に達し、比較例１．２と比較して明らかに
脱硫の効果が認められる。

このように、本発明によると溶解後の昇温か迅速となり
、全製鋼時間が短縮されるほか、これにともない、消費
電力、消費電極量、造滓剤の原単位が減少し、製鋼歩留
が上昇するという、好ましい操業成績が得られる。又同
時に、短時間のうちに製鋼の脱硫が効果的に行われる。

第２表に掲げた実施例以外に、脱硫に重点を置く必要が
あり、溶湯の温度をそれほど上昇させる必要のない鋼種
の場合には、精錬剤中においてアルミニウム滓、金属ア
ルミニウム粉の混合物に対して、生石灰、石灰石、アル
ミン酸カルシウム、カルシウムカーバイドの配合率を多
くすることにより、第２表よりも高い脱硫率が得られた
。

なお、第２表では、精錬剤の配合には、脱硫に関与する
成分（生石灰、石灰石、アルミン酸カルシウム、カルシ
ウムカーバイド）は１種ずつしか加えられなかったが、
もちろん、それらのうちの２種またはそれ以上を混合し
ても同様の結果が得られている。

光皿Ω用里本発明の鉄鋼精錬剤及びそれを用いた鉄鋼精錬方法によ
り、製鉄製鋼時の溶湯温度の上昇が非常に迅速となり、
かつ、それと同時に脱硫反応が進行するため、溶湯の脱
硫を極めて効果的に行うことができる。従って、製鋼時
間が短縮され、その結果、電力、電極、造滓剤の原単位
が低下して、経済的な操業を行うことができる。更に、
酸化鉄、鉄鉱石又は製鉄・製鋼ダストがアルミニウム滓
、金属アルミニウム等により還元されることにより、製
鋼歩留、合金鉄の歩留が向上し、更には、製鉄・製鋼ダ
ストの無害化処理方法としての利用効果も有する。

Claims

【特許請求の範囲】１　アルミニウム滓及び金属アルミニウムのうちの１種
又は２種と、生石灰、石灰石、アルミン酸カルシウム、
カルシウムカーバイド及び蛍石のうちの１種又は２種以
上とを混合したことを特徴とする鉄鋼精錬剤。２　アルミニウム滓及び金属アルミニウムのうちの１種
又は２種と、生石灰、石灰石、アルミン酸カルシウム、
カルシウムカーバイド及び蛍石のうちの１種又は２種以
上との混合物から成る鉄鋼精錬剤を、酸素ガス、酸化鉄
、鉄鉱石及び製鉄・製鋼ダストのうちの１種又は２種以
上と同時に鉄鋼溶湯中に吹き込むことを特徴とする鉄鋼
精錬方法。