JPH01225714A - 溶融金属の処理剤及び処理方法 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） この発明は、溶融された金属用、とくに鉄系金属の脱硫
用金属処理剤に関するものであり、またその製造方法に
関するものである。

鉄系金属の脱硫以外に、さらに脱酸、介在物の形態改良
及び遇μ月土進９ような他の効果を得ることができる。

（従来の技術及びその欠点） マグネシウムを含んだ処理剤の使用により、鉄及び謂の
ような溶融された鉄系金属を脱硫することが提案されて
来た。さらに最近では、溶融された鉄の表面下に金属を
圧入することにより、溶融された鉄をマグネシウムで処
理することが提案され、時には物質の流れとランス閉塞
とを伴なった問題に遭遇することもあったが、満足な結
果が得られている。

マグネシウムは有用な処理剤として承認されているが、
それが製造又は使用される過程で問題を起こすという欠
点を持っている。マグネシウムの格別な欠点は、その高
い蒸気圧と、溶融された鉄系金属に接触したときに、反
応する反応の激しさに関係している。

マグネシウムと鉄系金属との反応を制御する手段につい
ては、特許文献には多くの提案がある。

これらの提案のうちで、比較的値かなものが、有意義だ
という程度の工業的成功を収めているだけである。マグ
ネシウムを含浸された多孔性冶金コークスから成るアメ
リカン、キャスト、アイロン、パイプ、コンパ二の米国
特許第３，３２１，３０４号明細書に記載された処理剤
があり、また塩で被覆されたマグネシウム粒子から成る
ダウ、ケミカル、コンパ二の米国特許第４，１８６．０
００号明細書に記載された処理剤があることは、注目に
値する。

塩による被覆は、主にアルカリ金属のハロゲン化物とア
ルカリ土類金属のハロゲン化物、とくに塩化物の混合物
を含んでいる。塩により被覆されたマグネシウムは、そ
れ自体で、即ち石灰又はボールミルダストのような充填
材なしで、また被覆されていないマグネシウム粒子を圧
入する場合に起るような過度の激しさもなく、またラン
ス閉塞の高い危険性もなしに圧入することができたので
、後者は有意義な進歩を遂げていることがわかった。

マグネシウムの高い熱伝導率と低融点のために、被覆さ
れないマグネシウムを圧入する場合には、インジェクシ
ョンランスの出口付近にマグネシウムの付着が起こり、
これがランス閉塞に力を貸すことになる。しかし、塩で
被覆されたマグネシウム製品は、金属ハロゲン化物の被
覆から出る環境汚染の欠点を持っている。それは、金属
ハロゲン化物が例えば作業場を汚染する危険な塩素蒸気
を生じるからである。さらに、そのような製品は吸湿性
で貯蔵中に塊になりやすい。

非常に小さな粒子を持った接着性耐火材で被覆された粒
子状のマグネシウムが知られている。極めて小さな粒子
大を持った耐火材を用いると、結合剤の必要なしに、粒
子状マグネシウム上に強靭な耐火材被覆を作ることがで
きる。

被覆味、被覆された粒子の流れを円滑にし、また高温に
置かれたときに、早期に反応が起らないように、マグネ
シウムを最も有効に保護する。しかし、そのような被覆
されたマグネシウムは、例えば約７５メートル以上離れ
たところにある製謂所へ、その製品を空気輸送する場合
に、外部の被覆から付着していない微粒子を生じ、材料
輸送装置を閉塞させるに至るという欠点を持っている。

そのような処理剤は、例えばアルゴンのようなキャリア
ガスとともに、溶融金属中に圧入するのにとくに適して
いる。

上述のタイプの被覆されたマグネシウムから成る圧入用
の・改良された処理剤は、ヨーロッパ特許出願のＥＰ−
Ａ−０２９２２０５公報に記載されている。

（発明が解決すべき課題及び解決のための手段）粒子状
マグネシウムを疎水性液体の第１被覆材で被覆し、次い
でソーダ灰が含まれた第２被覆材で被覆すると、さらに
改良された被覆マグネシウムから成る処理剤を作り得る
ことが、ここに発見された。そのような処理剤は、溶融
鉄系金属の脱硫を増進させるものであることが発見され
た。

（発明要旨） この発明によると、粒子状マグネシウムを疎水性液体が
含まれた第１被覆材で被覆し、次いで大量のソーダ灰が
含まれた第２被覆材で被覆することを特徴とする、溶融
された鉄系金属用処理剤が提供される。

第２被覆材は、単一層であってもよく、又は１層以上、
例えば２層又はそれ以上の層で構成されていてもよい。

マグネシウム粒子を被覆するに適した疎水性液体は、合
成樹脂又は脂肪展着くは芳香族オイル、例えば石油又は
石炭から得られるオイ２ルを含んでいる。コンプレッサ
ーオイル、ベアリングオイルとして一般に用いられ、又
は機械潤滑のために一般に用いられる低級又は中級のパ
ラフィンを主材としたオイルが、満足なものである。使
用できる他の疎水性液体は、菜種油、オリーブ油、又は
コーンオイルのような植物油である。

この発明で使用するにとくに好ましい疎水性液体は、エ
ポキシ又はノボラック型の合成樹脂である０ 疎水性液体をマグネシウム粒子上に容易に被覆するため
には、疎水性液体が比較的低粘度のものであること、す
なわち２５℃で約１０から７０センチボイスまでの範囲
内にあることが望ましい。

エポキシ樹脂とそのための硬化剤、及びノボラック型の
合成樹脂に対しては、樹脂を適当な溶剤と混合すること
により、適当な低粘度の疎水性液体を作り得ることが見
出された。これについては、樹脂対溶剤の量は、それぞ
れ約２０−３０％及び７０−８０％である。エポキシ樹
脂とその硬化剤とに対する好ましい溶剤は、メチレンク
ロライドであって、２５部の樹脂／硬化剤に対し７５部
の溶剤の割合で使用される場合であり、またノボラック
樹脂に対しては、好ましい溶剤はプロパツールであって
、その割合はまた２５部の樹脂に対し７５部の溶剤であ
る。

粒子状マグネシウム上への樹脂被覆材の塗布は、スプレ
ー又はアトマイジング装＠（噴霧器）を用いて行うこと
ができる。

樹脂は、例えば約５０ないし６０℃まで加熱することが
でき、加熱すると樹脂はその粘度を減少させ、その代わ
りに樹脂の被覆能力を向上させ、小さな塗布速度でもマ
グネシウム粒子をよく被覆する。

粒子状マグネシウムを被覆するに必要な樹脂量は、比較
的少量であって、通常処理剤の全重量を基準として約３
重量％で充分である。

上述のソーダ灰は、Ｎａ２ＣＯ１の化学式を持った炭酸
ナトリウムである。第２被覆材中のソーダ灰は、全処理
剤の約４０％まで含まれていてもよいが、さらに好まし
いのは約１５から８５％までの範囲内である。ソーダ灰
を含む被覆材は、ソーダ灰が第１被工材に接着するのを
助ける他の材料を少量含んでいてもよい。そのような他
の材料は、ベントナイト、２％以下の結合水を含んだ他
の粘土、珪酸ナトリウム、低分子量のワックス、ステア
リン酸カルシウム、及びメチルセルロースの中から１種
又は２種以上のものを選択することができる。これらの
ものの中ではベントナイトがとくに好ましく、ベントナ
イトは第２被覆材中に５から８０重量％までの割合で存
在することができ、約Ｎｏ−２０重量％の割合が好まし
く、また約１５重量％の割合がさらに好ましい。

マグネシウム粒子の大きさは、１ｍを越えないことが好
ましい。

被覆されたマグネシウム処理剤は、粒子状マグネシウム
を疎水性液体とともに、例えば高エネルギーミキサー中
でよく混合し、その後粒子状ソーダ灰を加え、ソーダ灰
の粒子がよく分散されて、液体で被覆されたマグネシウ
ム粒子を被覆するまで、混合工程を継続することによっ
て作られる。

ソーダ灰被覆材の重量平均粒子大は５０ミクロン以予示
好ましく、３０ミクロン以下がさらに好ましい。

（発明の効果） 疎水性液体は、マグネシウム粒子の上に表面フィルムを
形成するので、ソーダ灰被覆材だけによってなされる保
護に比べると、水和に対して一層の保護を与えることに
なる。従って、厳しい包装規則（通常箭製ドラム又は窒
素ガス封入容器が使用される）が不要とされるので、こ
の発明によると処理剤の大容積輸送が容易となる。

疎水性液体被覆材は、マグネシウム粒子上に被覆される
に至らないソーダ灰粒子の消耗量を減少させることによ
って、ソーダ灰粒子の被覆をさらに有効に汚い得ること
とする。

さらに、疎水性液体を使用すると、液体被覆材がない場
合よりも、−層粗い粒子のソーダ灰の使用が許される。

この発明によると、付着していない粒子の量は、被覆材
組成物の１重量％以下であることが見出された。付着し
ていない粒子源が１重量％を越える場合には、こうして
形成される処理剤が、例えば溶融された鉄系金属を脱硫
するのに用いられる圧入装置中で、流動性が悪いという
欠点を持ち、ランス閉塞が起こるという結果をもたらす
。

この発明の一実施態様では、第２被覆材の上にさらに別
の被覆材を塗布してもよく、その別の被覆材は、上に特
定したものの１つ又はそれ以上のものから選択された合
成樹脂を含むものである。

別の被覆材は硬い耐磨耗性の表面を与え、その表面は、
例えば第２被覆材の材料から出る付着していない粒子の
発生率を順次減少させることが見出された。

粒子形をしたこの発明の処理剤は、アルゴン、窒素、空
気、メタン又はプロパンのようなキャリアガス中で、鉄
又は鋼のような溶融された鉄系金属中へ圧入するのに適
している。好ましいキャリアガスはアルゴンである。必
要ならば、この処理剤は、石灰、ボールミルダスト、醇
化マグネシウム、アルミナ、アルミン酸カルシウム、炭
酸カルシウム、炭化カルシウム、□又は炭酸ナトリウム
のような他の処理剤と混合することもできる。その代わ
りに、この発明の処理剤は、いわゆる同時圧入方法に用
いることもできる。この方法では、２個の離れたサイロ
が違った処理剤を収容しており、これらの処理剤が取鍋
のような容器内に入れられた溶融金属中に同時に圧入さ
れる。

処理剤は、針金状製品の形をした長い金属ケース中に入
れられた粒子の形をしていてもよい。その針金はＳ、　
Ｇ、鉄の製先スは鉄中に圧入される。

この発明の別の一面によると、この発明による処理剤で
金属を処理することを特徴とする溶融された鉄系金属を
処理する方法が提供される。

（実　施　例） 次の実施例は、この発明を具体的に詳しく説明するに役
立つものである。

実施例１゜ 重量部で次の組成を持った被覆された粒子状マグネシウ
ムから成る処理剤を実験室で作った。

マグネシウム　　　　　　　　　　８０液状ノボラツク
型樹脂　　　　　　　１（７５％のプロパツールに２５
％の固形分を溶解したもの）ソーダ灰　　　　　　　　
　　　　　　１７ワイオミシグ（Ｗｙｏｍｉｎｇ）ベン
トナイト　３マグネシウムは０，５羽の重量平均粒子大
を持ち、ソーダ灰とベントナイトとは、ともに２０ミク
ロンの重量平均粒子大を持っていた。

樹脂と粒子状マグネシウムとを一緒にして、高エネルギ
ーミキサー（Ｅｉ　ｒ　ｉ　ｃｈ　　Ｇ、　ｍ、　ｂ、
　Ｈ，製）中で３分間混合し、フユームエクストラクシ
ョン（ｆｕｍｅ　　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ）装置を用い
て、ミキサーから有機溶剤を無事に排除し、その後ソー
ダ灰を加えて、さらに１５分間混合を続けた。

被覆するに至らなかったソーダ灰の微粒子を被覆された
マグネシウムから分離し、付着していない微粒子の量を
０．２重量％と決定した。比較すると、同じ方法により
樹脂被覆しなかった同様な処理剤の製造は、１１重量％
の付着していない微粒子を生じた。

実施例２ 重量部で次の組成を持った被覆された別の粒子状マグネ
シウムから成る処理剤を実験室で作った。

マグネシウム　　　　　　　　　　７０液状エポキシ樹
脂／硬化剤　　　　　３（７５％のメチレンクロライド
中、１９．２％の樹脂と５．８％の硬化剤） ソーダ灰　　　　　　　　　　　　　２５．５ベントナ
イト　　　　　　　　　　　　４．５粒子状マグネシウ
ム、ソーダ灰及びベントナイトの特性並びに製造方法は
、実施例１に従った。

樹脂／溶剤混合物の粘度は、２５℃で約５５センチボイ
ズであった。

付着していない微粒子の量の比較を実施例１のように繰
り返し、次の結果を得た。

ａ）耐脂を用いた場合、付着していない微粒子０．２２
重Ｎ％ ｂ）樹脂を用いない場合、付着していない微粒子　１６
重量％ 樹脂被覆とソーダ灰被覆とを持ったマグネシウム粒子に
与えられた耐水相性の程度は、実施例１と実施例２とに
記載された処理剤を１４日間実験室中に放置し、翌日重
量増加が無視してよい程となることによって、測定した
。

この発明に係る処理剤の高い脱硫効果を具体的に説明す
るために、第１表は、実施例２による処理剤と、他の２
種のマグネシウム処理剤との比較を表わしている。第１
表中、％Ｍｇ効果（ＥＭｇ）の値は次の式を用いて計算
したものである。

ここで、１．３２は、マグネシウムと硫黄との化学量論
的等量である。

／

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、疎水性液体を含んだ第１被覆材と、粒子状材料を含
   んだ第２被覆材とで被覆された粒子状マグネシウムから
   成り、第２被覆材が大量の粒子状ソーダ灰を含んでいる
   ことを特徴とする、溶融された鉄系金属用処理剤。 ２、ソーダ灰が全処理剤の４０％以下であることを特徴
   とする、特許請求の範囲第１項に記載する処理剤。 ３、第２被覆材が複数の層から成ることを特徴とする、
   特許請求の範囲第１項又は第２項に記載された処理剤。 ４、第２被覆材が、ソーダ灰の疎水性液体への付着を容
   易にする材料を或る割合で含んでいることを特徴とする
   、特許請求の範囲第１−３項の何れか１つの項に記載さ
   れた処理剤。 ５、ソーダ灰の平均粒度が５０ミクロン以下であること
   を特徴とする、特許請求の範囲第１−４項の何れか１つ
   の項に記載された処理剤。 ６、疎水性液体が、合成樹脂、脂肪族オイル、芳香族オ
   イル及び植物性オイルの１種又は２種以上のものから選
   ばれていることを特徴とする、特許請求の範囲第１−５
   項の何れか１つの項に記載された処理剤。 ７、樹脂がエポキシ樹脂又はノボラック型樹脂であるこ
   とを特徴とする、特許請求の範囲第６項に記載された処
   理剤。 ８、疎水性液体の粘度が、２５℃で１０から７０センチ
   ポイズの範囲内にあることを特徴とする、特許請求の範
   囲第６項又は第７項に記載された処理剤。 ９、ソーダ灰被覆をするときに使用される被覆材が、合
   成樹脂を含んでいることを特徴とする、特許請求の範囲
   第１−８項の何れか１つの項に記載された処理剤。 １０、マグネシウムの粒子大が１ｍｍ以下であることを
   特徴とする、特許請求の範囲第１−９項の何れか１つの
   項に記載された処理剤。 １１、処理剤が長い金属ケーシングに含まれていること
   を特徴とする、特許請求の範囲第１−１０項の何れか１
   つの項に記載された処理剤。 １２、特許請求の範囲第１−１１項の何れか１つの項に
   記載された処理剤を、溶融された鉄系金属中に圧入する
   ことを特徴とする、溶融された鉄系金属を処理する方法
   。