JPH0125367B2 - - Google Patents

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JPH0125367B2
JPH0125367B2 JP57019696A JP1969682A JPH0125367B2 JP H0125367 B2 JPH0125367 B2 JP H0125367B2 JP 57019696 A JP57019696 A JP 57019696A JP 1969682 A JP1969682 A JP 1969682A JP H0125367 B2 JPH0125367 B2 JP H0125367B2
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JP
Japan
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cao
alloy
refining agent
flux
molten steel
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JP57019696A
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JPS58141319A (ja
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Ryoichi Yoshimura
Norio Hirokawa
Hiroshi Saito
Tsuneo Kawachi
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Resonac Holdings Corp
Original Assignee
Showa Denko KK
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Publication date
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Priority to SE8300707A priority patent/SE459339B/sv
Priority to CA000421358A priority patent/CA1204596A/en
Priority to FR8302447A priority patent/FR2521593B1/fr
Priority to DE19833304762 priority patent/DE3304762A1/de
Priority to US06/466,188 priority patent/US4435210A/en
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/04Removing impurities by adding a treating agent

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は溶鋼などの溶融金属の脱酸、脱硫、脱
燐などに用いる精錬剤の製造法に関する。 近年、極めて苛酷な環境条件において高度の信
頼性を有するいわゆる高清浄鋼に対する需要は一
段と増大しつつある。 これら高清浄鋼は一般に溶銑段階で脱硫、脱燐
精錬し、さらに溶鋼を炉外精錬することにより製
造される。溶鋼炉外精錬の目的とするところは高
度な脱硫と主としてAl2O3系介在物の除去による
脱酸や介在物の形態制御などにあり、さらに脱燐
を目的に加える場合もある。 このような炉外精錬に使用される精錬剤はその
目的によつて細部は異なるが、CaOを主体とする
いわゆるフラツクスとCa系金属添加剤の併用が
一般的である。特に介在物の形態制御には金属
Caあるいはその合金の使用が必須と云われてい
る。 金属Caあるいはその合金添加剤はCaSi合金と、
Ca又はCa+Alの鉄又はアルミのクラツドワイヤ
ーが一般に用いられる。前者は比較的安価である
がCa添加効率が悪く特にSi―lessAlキルド鋼に
は使えない欠点がある。一方クラツドワイヤーは
添加効率は優れているが、高価なため使用に限界
がある。 CaOを主体とするフラツクスはCaOにAl2O3
CaF2の1種又は2種を混合したものが一般的で
ある。ただし、フラツクスのみでは介在物形態制
御ができないので、前記金属系添加剤と併用して
使用される。 本発明は溶鋼中で高い蒸気圧を有するCaの蒸
発損失をできるだけ抑えることにより、効率よく
溶鋼へ作用させ脱酸、脱硫、脱燐および介在物の
形態制御効果を高めることを目的とした金属精錬
剤の製造法を提供するものである。 溶鋼へのCa添加の各種の実験の中でCa系合金
とCaOを含むフラツクスを結合させて精錬剤の
個々の粒子あるいはブリケツトを構成し、この粒
子あるいはブリケツトを溶鋼に添加した場合には
Caの蒸発損失を極端に低く抑えることができる
こと、またこの場合、粒子あるいはブリケツト中
の合金相とフラツクス相の混合均一度を増せば増
す程、Caの蒸発損失を抑える効果があることを
知見するとともに、この均一混合度の高いCa系
金属―フラツクス結合精錬剤はCaOのAl還元に
より容易に製造することができることを見出し、
本発明に至つた。 即ち、本発明はCaOを主体とする酸化物にAl
を主体とする金属還元剤を配合し、ブリケツト等
に成形し、不活性雰囲気のもとで焼成し、CaOの
還元反応を行ない、生成するCaをAlと合金化す
ることにより、Caの蒸発逸散を抑制しながらCa
―Al合金、CaO,Al2O3を主成分とする生物を
得、その生成物を所望する粒度の粉・粒状ないし
は塊状物にして、これを金属の精錬剤とする方法
である。 従来、Ca―Al合金の製造法はいくつか提案さ
れているが、例えばCaOとAl2O3の電炉による炭
素還元は工業的規模での効率的操業は困難である
し、またCaOとAlをブリケツトにし、1500〜
1600℃の高温下で反応させ、Ca―Al合金とスラ
グを溶融分離する方法もあるが、高温かつ大気中
であるため、AlやCaの蒸発、酸化、窒化損失が
大きく工業的規模での実用化は困難であつた。 これに対し本発明の方法におけるCaOのAlに
よる還元反応では合金相とフラツクス(スラグ)
相とを分離する必要がなく、しかも生成するCa
―Alの量は精錬剤として有効な含有量とすれば
よいので、還元反応も比較的低温で容易に進行さ
せることができる。そして溶鋼中に介在している
Al2O3等の捕捉能が大きいフラツクス組成、即ち
12CaO・7Al2O3とCaOとの混合組成のフラツク
スをCa―Al合金と併せて一挙に得ることができ
るのは本発明の製造法の大きな利点である。 以下本発明方法を詳しく説明する。 原料はCaOを主体とする酸化物とAlを主体と
する金属還元剤である。前者はCaO単独又はこれ
に後述する酸化物、塩化物、弗化物等を混合した
もの、後者はAl単独又は後述するSi等をAlに混
合、又はAlと合金にして用いる。これらを粉末
にし、ブリケツトにして反応させるが、反応時
Alが溶融し、酸化物に浸透するので、両原料と
も粒度はあまり重要でないが、1mm以下程度が好
ましい。ブリケツトにするにはブリケツトマシン
等で圧縮成形してもよく、また澱粉、CMC等の
1次結合剤を加えて造粒してもよい。従つて、本
発明におけるブリケツト成形にはこれら粒状、塊
状等すべての成形体を含む。ブリケツトの大きさ
は特に制限ないが、5〜50mmの範囲が適当であ
る。 酸化物と還元剤の配合は目的とする精錬剤の組
成に応じ、次の反応式に基づいて定める。 3CaO+2Al→3Ca+Al2C3 ……(1) 反応は完全には進まないので生成したCaは原
料Alと合金に、Al2O3はCaOと結合してフラツク
スになる。CaをAlと合金化することによりCaの
蒸発逸散が抑制される。 このようにして得られた本発明の精錬剤はCa
―Al合金、CaO,Al2O3を主成分とし、これらが
一体に結合している。そしてこれら三者の合量が
70%(重量%、以下同じ)以上含有していること
が好ましい。残りの成分として含有させることが
できる代表的なものはCaF2であり、30%以下の
範囲で用いるものがよい。 CaF2はフラツクス相中では独立して存在する
が、CaO/Al2O3が大きくなるに従がい、その含
有量を増すのが効果的である。CaF2は溶鋼への
添加時、フラツクス相の滓化促進に有効に作用す
る。しかし30%を越えて添加しても効果が飽和し
てしまうため30%以下で使用するのがよい。 以上望ましい成分範囲を示せばCa―Al合金20
〜50%、CaO+Al2O380〜50%、CaF20〜30%で
ある。 そしてCa―Al合金中のCa含有量は20〜50%、
フラツクス相中のCaO/Al2O3重量比は0.9〜5.0
の間とするのが最も適する。 CaF2を除いて上記の望ましい組成の精錬剤を
得るには原料のCaOとAlの配合比は、前記(1)式
及び多少のCaの蒸発を考慮してCaO/Al重量比
を0.5〜4.0の範囲で用いればよい。 なお、本発明による精錬剤の組成の好ましい理
由は以下の通りである。Ca―Al合金が20%未満
ではこの合金による精錬効果が下がり、精錬剤の
使用量が増える。また50%を越えるとフラツクス
の量が相対的に減ることによるCaの蒸発抑制作
用が低下する。 Ca合金中のCa含有量は20〜50%が特に適する
理由はCaが20%より低くなると付随して入るAl
量が多くなり、精錬剤として使用した場合、鋼中
にAlが多く残留したり、また精錬効果が下るの
で好ましくなく、また50%を越えると製造が困難
になるばかりでなく、Caの蒸気圧が高くなるか
らである。 CaO/Al2O3重量比が0.〜5.0が特に適する理由
は0.9未満だと脱硫に効くCaO成分が少なくなり、
脱硫率が下り、また5.0を越えると融点が高過ぎ
て滓化が阻害される。 本発明方法によつて得られる精錬剤は上記のよ
うにCa―Al合金、CaO、Al2O3を主成分とし、
さらに好ましくはこれに一定量以下でCaF2を含
有させたものであるが、さらにこの外に少量の
CaCl2,Na2O,Si,Mg,Ba,Ni、希土類等の
元素又はこれら元素の酸化物を含有させることが
できる。これらの少量の成分は合量で10%以下と
するのがよい。CaF2及びこれら少量の成分を精
錬剤に含有させるには原料にそれらを添加してお
けばよい。酸化物の場合加熱過程で1部Al或い
はCaにより還元されるものがあつても、生成し
た金属が目的とする精錬剤において有害でない限
り支障はない。これらは金属の場合は主として
Ca―Alと合金に、化合物はフラツクス成分とな
る。 還元反応のための焼成は850〜1350℃、好まし
くは1000〜1200℃でアルゴルなどの不活性雰囲気
下で行なうのがよい。大気中や窒素雰囲気でも不
可能ではないが窒化アルミ等が生成したりして反
応が抑制されるのであまり好ましくない。 850℃未満では反応が起らず、1350℃を越えて
も反応上の利点がないばかりかCaの蒸発が多く
なる。 雰囲気の圧力は反応促進の面からなる程度減圧
したり、Caなどの蒸発を抑える目的で若干加圧
することもできる。 焼成炉は雰囲気の実質的コントロールができれ
ばその形式は特に制限されない。例えば横型台車
炉、竪型シヤフト炉、レトルト炉などいずれでも
よいし、反応促進や連続操業などの目的のために
転動などの手段で原料を移動させることもでき
る。 焼成後のブリケツトはそのままでも精錬剤とし
て使用できるが、破砕して粒状とし、或いはさら
に粉砕して粒子粉末にして使用することができ
る。粉砕しても各粒子は合金相とフラツクス相が
一体となつて結合している。 これを光学顕微鏡、X線マイクロアナライザー
などで調査すると極めて微細なCaAl2やCaAl4
どのCa―Al合金相と12CaO・7Al2O3やCaOなど
のフラツクス相が複雑に混ざり合つているのが認
められる。 本発明による精錬剤においてフラツクス相の重
要な役割は精錬剤を溶鋼に添加した場合、Ca―
Al合金相の溶鋼への溶解を適度に制御すること
である。即ち、フラツクス相はCa―Al合金が添
加された際瞬時に溶鋼へ作用することによる急激
な蒸発揮散を起させることなく、徐々に溶鋼へ溶
解せしめることにより充分効率よくCaを作用さ
せる役割を持つものである。またフラツクス相は
脱硫及び溶鋼中に介在しているAl2O3等の脱酸生
成物を効果的に捕捉し、除去するものである。 本発明による精錬剤は固液還元法によつて製造
されたものであるため、合金相とフラツクス相は
混ざり合つて焼結、拡散等により一体に結合して
おり、溶鋼に添加した場合、合金相が急激に溶鋼
と接触するのを抑制するので、十分に上記の役割
を果すことができる。またその効果も、例えば合
金粉末とフラツクス粉末の単なる混合物からなる
精錬剤に比べて、はるかに大きなものである。 実施例 原料として1mm以下に粉砕したCaO97.5%を含
有する生石灰670部、Al90%を含有するAl合金の
ダライ粉330部を十分に混合しアーモンド状ブリ
ケツトに成型した。このブリケツトを密閉可能な
内熱式横形台車炉に装入し、Ar1気圧に置換の
後、1100℃迄昇温し、3Hr保持し焼成した。炉冷
後、炉より排出したブリケツトを化学分析にて態
別定量を試みた結果、重量でCa16.7%、Al22.5、
CaO37.0%、Al2O321.5%から成つていた。X線
回析によればCaAl2,CaO,12CaO,7Al2O3の明
確なピークが認められた。メタル相のCa含有量
は40%程度と推定される。更にこのブリケツトを
インジエクシヨンで用いる60メツシユ全通迄微粉
砕した後、採取した粉末単一粒子を顕微鏡、X線
マイクロアナライザーで調査した結果全てメタル
相とフラツクス相が混合した組織が認められた。 次にこの微粉末粒子を溶鋼の精錬剤に使用した
結果を示す。 高周波誘導炉(電融マグネシヤライニング)中
で、30KgのAl―Siキルド鋼を溶製し、アルゴン
雰囲気下にて前記精錬剤及び比較例として表1に
示す精錬剤を溶鋼重量に対し0.8%添加し、15分
後に溶鋼を金型に鋳造した。 鋳塊よりサンプリングし、S含有量の分析及び
介在物の解析をした。得られた結果を表1に示
す。なお、精錬剤の添加情況の観察で、本発明の
ものは添加後ヒユームの突発的な発生が見られ
ず、Caの急激な蒸発が抑えられていることが認
められた。
【表】 表中、本発明のものと比較例はCa―Alの組成、
CaO,Al2O3の含有量については同一とした。ま
た表中〇印は微細なカルシウムアルミネート系介
在物又は微細な球状のCaO―Al2O3―CaS系介在
物が認められたことを示し、X印はこれらの介在
物が認められAl2O3クラスターとMnSが存在して
いることを示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 CaOを主体とする酸化物にAlを主体とする
    金属還元剤を配合し、ブリケツトにして不活性雰
    囲気のもとで焼成し、CaOの還元反応を行ない、
    Ca―Al合金、CaO,Al2C3を主成分とする生成物
    を得ることを特徴とする金属精錬剤の製造法。 2 焼成温度を850〜1350℃とする特許請求の範
    囲第1項記載の金属精錬剤の製造法。
JP1969682A 1982-02-12 1982-02-12 金属精錬剤の製造法 Granted JPS58141319A (ja)

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CA000421358A CA1204596A (en) 1982-02-12 1983-02-10 Refining agent of molten metal and methods for producing the same
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DE19833304762 DE3304762A1 (de) 1982-02-12 1983-02-11 Veredelungsmittel fuer metalle und verfahren zu dessen herstellung
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