JPH02185908A - 鉄の脱硫剤、その製造方法および鉄の脱硫方法 - 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〕 本発明は、鉄融液の脱硫剤、その製造方法２２らびに鉄
の脱硫方法に関する。脱硫剤は、炭化カルシウムと金属
成分とを含有する。

〔従来の技術〕

噴射冶金法（　Ｉｎｊｅｋｔｉｃｎｓｗｅｔａｌｌｕｒ
ｇｉｅ　）による高炉外部での銑鉄の脱硫は、製鋼の際
の殆んど確立された方法である。銑鉄中の硫黄含量を減
少させるために、実地では２つの方法、即ちトーピーＰ
鍋中での脱硫および製鋼所における装入鍋中での銑鉄の
処理がとくに良好であることが立証されている。双方の
方法によれば、噴射冶金により脱硫される、つまシ脱硫
混合物は浸漬ランスにより不活性ガス流を用いて銑鉄融
液中へ吹込まれる。

この方法を実施するためには、実地において炭化カルシ
ウムおよびマグネシウムからなり、場合によりたとえば
ガス放出炭、アルカリ土類金属炭酸塩、酸化カルシウム
およびフッ化カルシウムまたは石灰窒素のような他の添
加剤を有する脱硫混合物が有利であることが判明した。

例として、かかる混合物が記載されている若干の文書が
挙げられる：西ドイツ国特許出願公開第２５３１０４７
号、西ドイツ国特許出願公開第２６５０１　１　５号、
西ドイツ国特許出願公開第２７０８４２４号、西ドイツ
国特許出願公開第２７４１　５８８号、西ドイツ国特許
出願公開第３５４４５６２号および１スタール・クント
・アイゼ７　（　Ｓｔａｈｌ　ｕｎｄ　Ｒｉｓｅｎ　）
　”　ｉ　［１　５巻（１９８５年）、１１号，第６２
７〜第６６０頁。

これら幾つかの方法の欠点は、混合安定でない物質混合
物を使用することである。従って、銑鉄の迅速かつ意図
せる脱硫を可能にするマグネシウムは、その量を必要な
正確度で配量できない。

共 上記方法がＦ％噴射（　Ｋｏｉｎｊｅｋｔｉｏｎ　）の
形でマグネシウムを脱硫混合物に別個に添加する限際目
標に向けて配量できるようにするために、マグネシウム
はしばしばスラグ、アルオニウム浮渣または他の酸化物
型化合物との混合物で使用される。これらの脱硫剤も混
合分離し、従って問題を解決しない。

上記した理由から、マグネシウム含有脱硫剤をペレット
、装入線の形に製造するかｔｉは被覆することによって
製造し、これら脱硫剤に取扱い簡単および効率増加を付
与しようとする試みがなくはなかった。このような脱硫
剤は、たとえば西ドイツ国特許出願公告第１２９９’６
７０号に開示される。該脱硫剤は多層構造を有し、マグ
ネシウムおよび炭化カルシウムのほかに他の脱硫作用成
分を含有しうる。しかし、この明細書に開示されたプレ
ス加工物の寸法および組共 成は、財一噴射法における使用のためには不適当である
。

さらに、西ドイツ国特許出願公開第２４２２０７２号明
細書からは金属マグネシウムで被覆されている、炭化カ
ルシウムを主体とする脱硫剤が公知である。被覆は、こ
の明細書の方法によればることによって行ｒＬわれる。

この方法は、現在の経済的観点下ではこの生成物を、場
合により共 技術的に適当である場合でも４１％噴射に使用するため
には費用がかかシすぎかつコストが高すぎる。西ドイツ
国特許出願公開第２７３８３７９号明細書から推知しう
るようなストランドの形または装入線の形の炭化カルシ
ウム・金属マグネシウム混合物を用いる脱硫は、種々の
理由か共 ら回−噴射法においては排除される。最後に、米国特許
第４５４１８１５７号明細書は、鋼浴への添加剤として
それを脱硫するために使用することのできる、炭素で被
覆された粒状剤の製造を示す。該脱硫剤はなかんずくマ
グネシウムおよび炭化カルシウムから構成しうる。被覆
は、脱硫剤の成分を重合可能な油と混合し、それを熱に
より重合させ、引き続き部分的に熱分解することによっ
て製造される。この製造方法も、比較的大きい装置費お
よび高いエネルギ使用を必要とする。

ｌＪ：お、銑鉄の温度における高いマグネシウム蒸 ２気圧に基づき、融液中へのマグネシウム搬入は問題を
提起するも一般に知られている。従って、マグネシウム
成分の良好な配量性は方法に重要であるが、現在公知の
脱硫剤によっては十分には満足されない。殊に、マグネ
シウムを共噴射成分炭化カルシウムなしに吹込む場合に
は鉄が噴出し、ランスが閉塞することとなる。−般的種
類の公知混合物の欠点は、該混合物が脱硫に関与しない
充填剤割合２０〜６４重ｆチを有することである。マグ
ネシウムと、アルミニウム、酸化アルミニウムまたはボ
ールミルダストのような充填剤との公知混合物のもう１
つの欠点は、これら混合物が比較的迅速に混合分離し、
その結果マグネシウムの割合がはじめは關く、その後低
下することである。この不均一性のため、作用がより悪
い場合に、より高い材料使用量が必要である。

〔発明が解決しようとする課題〕

従って、銑鉄融液の脱硫の際に噴射するのに適当であり
かつ前記の欠点を有しない、炭化カルシウムと金属成分
とを含有する、自由流動性で廉価の脱硫剤を提供すると
いう課題が生じた〔課題を解決するための手段〕 この課題は、炭化カルシウムと金属成分とを含有し、そ
の際炭化カルシウムおよび金属成分は、その嵩密度およ
びその粒度が同じ範囲内にあるような形で存在する、鉄
の脱硫剤によって解決される。

本発明によれば、長時間放置する場合、運搬の場合、サ
イロ中で長時間貯蔵する場合または空気力搬送の場合で
も混合分離せず、従って非常に良好に配量できる、２成
分からなる鉄融液の脱硫剤が利用される。これにより、
金属成分の吹込み量を非常に良好に制御することができ
、率 これは最適の費用・効２の効果の結果を有する目的とす
る脱硫に極めて重要である。本発明による脱硫剤は単独
で脱硫のために使用することができる。しかし、たとえ
ばヨーロッパ特許出願公開（ＡＩ）０２２６９９４号に
記載されているように、他の脱硫剤と結合して共噴射の
ためにも同様に適当である。

本発明による脱硫剤は、主として２成分、即ち炭化カル
シウムと金属成分とからなる。金属成分は、カルシウム
、マグネシウムまたはその合金であってもよい。脱硫剤
には金属マグネシウムが有利に使用される。混合物中の
双方の成分のそのつどの割合はそれ自体臨界的ではなく
、広い範囲内で変化しうる。通常、本発明による脱硫剤
は炭化カルシウム１０〜９０重量ｓ、望ましくは２０〜
８０重量％および金属成分９０〜１０重ｔチ、望ましく
は８０〜２０重量％を含有する。

本発明による重要な双方の成分は、その高密度およびそ
の粒度が同じ範囲内にあるような形で使用される。この
場合、通例金属成分の嵩密度が炭化カルシウムの嵩密度
に適応され、従って嵩密度は望ましくは０−７〜１−０
１　／　ｃｒＩＬ３、とくに望ましくは０．８〜０．９
１１／α３の範囲に調節される。相応する嵩密度を有す
る双方の成分の製造は自体公知の方法で行ＩＲわれる。

双方の成分の粒度は同様に、相応に粉砕することによっ
て同じ範囲内に調節される。望ましくは、粒度は０．１
〜５ｍｓ殊に０．６〜１朋の範囲内にある。

鉄融液の脱硫に使用するためには、双方の成分を互いに
混合し、流動化し、次いでランスにより吹込む。同じ粒
度および同じ嵩密度の粒子を使用することによって、長
時間にわたって混合分離しない非常に均−ｒｘ混合物を
製造することができる。

本発明方法の望ましい実施形では、双方の成分の粒子が
被覆される。被覆のためには、接着剤を粒子に塗布し、
引き続き微ａな粉塵を塗布する。被覆は、粒全体の重量
に対して１〜１０重！ｌ−チである。接着剤としてはこ
のために、粒子に付着する油性液体が使用される。この
ためには、たとえば植物油、シリコーン油および／また
は鉱物油が適当である。次いで、第２工程で微細な粉塵
を塗布する。被覆に適当なのは、ケイ酸塩粉塵またはた
とえばアルミニウム工業で生成するようｒＬ酸化物粉塵
である。例は微細なケイ酸、ベントナイトおよび／ｉた
はカルシウム・ケイ素および／または鉄・ケイ素および
／″または他の鉄合金の製造からの炉フィルタダスト、
ナらびにたとえばアルミン酸カルシウムのような他の酸
化物型化合物である。

この望ましい脱硫剤の性質に基づき、混合分離がなお僅
かであり、それと共に配量もなおよシ正確に可能である
。代表的かつとくに望ましい組成物はマグネシウム４５
重量％、そのＣａＣ２含量は通常６５〜８０重量％であ
る工業用炭化カルシウム４５重−１ｔｓ、油０．５重ｉ
％および成層物９．５重量％を含有する。

本発明による脱硫剤の被覆はとくに有利である。この手
段によυ、双方の成分炭化カルシウムおよび金属成分の
同質表面の製造が行ｌ孟われる。たとえばケイ酸含有被
膜の形の同質表面は、脱硫剤に卓越した流動性を付与す
るだけで７ヨ＜、殊に成分の混合分離に抵抗するので、
運搬の場合、取扱いおよびサイロ貯蔵の場合、脱硫剤の
均質性は完全に維持される。

接着剤としては高粘性油、殊に植物系のかかる高粘性油
、シリコーン油および／または鉱物油も使用される。炭
化物の分解をさけるためには、無水油または脱硫剤の水
分重量割合が０．１〜１重量％である低水分抽が有利に
使用される。

この油が、強固に付着する裂は目のない被覆の基礎を形
成し、該被膜が脱硫剤に所望の性質を与える。この有利
な実施形のもう１つの利点はこの油が炭化物およびマグ
ネシウムの微細分にも結合し、こうして脱硫剤を粉塵不
含にすることである。さらに、湿分に対する炭化物成分
の感度が低下する。

接着層上に、微細な粉塵が塗布される。このためには、
１０ｔＮｉより下の粒度を有する粉塵が使用される。脱
硫剤における微細な粉塵の割合は２〜１０重量％である
。

本発明による脱硫剤の製造は、所望粒度の工業用炭化カ
ルシウムと金属成分とを不活性ガス雰囲気下で簡単に混
合することによって行なわれる。本発明による脱硫剤に
被覆された粒子を使用する場合には、双方の成分を所望
粒度に粉砕した後、粒子表面を油で濡らし、引き続き微
細ｒ（、粉塵を塗布する。方法は、ドラムミキサ、トラ
フミキサまたは円錐台ミキサ中でパッチ式にも、たとえ
ばスクリュミキサ中で連続的にも行なうことができる。

被覆された粒子からｒ（、る脱硫剤は微細ｒ（、マグネ
シウムよりも点火性が低いが、それにも拘らず混合工程
は同様に有利には、製造の際（この場合にはマグネシウ
ムおよび炭化カルシウム遊離状態で存在する）湿分を排
除するためおよび同時に場合により存在する微細なマグ
ネシウムによる粉塵爆発の危険を排除するために、乾燥
不活性ガス雰囲気下で行１よりれる。

本発明による脱硫剤は、何らかの添加剤または希釈剤ｒ
Ｌしに、担持媒体としてアルゴンまたは窒素を用いて金
属融液中へ吹込むことができる。同様に、共噴射成分と
して他の脱硫剤と一緒に使用することもできる。鉄噴出
を心配する必要なしに、脱硫剤はそのまままたは他の脱
硫混合物と一緒に、１０〜１０　ｏｋｇ／　ｍｉｎ　（
Ｄ速度で問題なしに吹込むことができ、その際望ましに
し、さらに銑鉄鍋の充満度を脱硫剤の静かな吹込み挙動
により高めることができる。

脱硫法の生産性および経済性は、本発明による脱硫剤の
使用によってかなり改曳される。熱い銑鉄融液中での激
しいマグネシウム蒸発反応をさけるために、脱硫剤は主
として脱硫活性の炭化カルシウムおよび少量の不活性成
分を含有する。

それと共に本発明によれば、技術的、冶金学的および経
済的理由から、極めてフレキシブルな脱硫法を可能にす
る脱硫剤が利用される。

次に本発明を図面および実施例につき詳説する。

第１図は、炭化カルシウム５５重ｉｓとマグネシウム４
５重ｆ％からｒｌり粒度および比重が適応された混合物
（＋）の、サイロ中で難解後の組成の変化を表わす線図
である。混合物を取出ｆ際、４６．４〜４２．６重′Ｉ
ｋ％のマグネシウム含量が見出され、これはマグネシウ
ム４．１重量％のばらつきの範囲を意味する。

同様であるが被覆された、炭化カルシウム４５重量％、
マグネシウム４５重量％および被覆１０重量％からなる
混合物（ロ）は、離解および取出しの後、４６．２〜４
４．６重量−のマグネシウム含量を示し、これは１．＜
Ｓｉｔ％のばらつき範囲に相当した。

第２図の場合には混合物は粒度０．６〜１１１ｊ＋のマ
グネシウム２０重量％と粒度＜Ｏ＝１詣の粉砕炭化カル
シウムからはっている（例８参照）。

この線図は、離解および引き続く取出しの際のマグネシ
ウムの混合分離を示し、その際Ｍｇ２４．２〜１７．０
重ｉｔチのマグネシウム含量が得られ、これ１Ｍｇ７．
２重ｉｔｓのばらつき範囲に相当した。

第６図には、先行技術による混合物（実線の曲ｉ）の脱
硫度の変化が表わされており、さらに本発明による混合
物（ハツチング範囲）の最終硫黄含ｆｔ　（５Ｈ−Ｖｘ
ｏｏｏチ）のばらつき範囲も記載されている。

この場合には、鉄融液中へ同じ混合組成および同量の混
合物が吹込まれる。

先行技術による混合物を用いると、脱硫効果は処理のは
じめは終りにおけるよりも大きく、次いでサイロ中での
成層効果のため僅かなマグネシウムを含有していた。本
発明による混合物を使用し九場合には脱硫効果は比較的
狭いばらつき範囲内で一定であった。

〔実施例〕

銑鉄（ＲＥ）の脱硫は、ｍ度１６５０℃の鉄２６０ｔを
含有する装入鍋中で行なった。そのつど使用した脱硫混
合物は、浸漬ランスによりアルコ９ンを用いて空圧的に
吹込んだ。

例１は、市販の脱硫混合物を用いる比較例である（Ｍｇ
５０＝金属マグネシウム５０重量％＋ボールミルダスト
（ＡｔａＯ３）　５０重量％）。

例２および例６は、望ましい組成の本発明による脱硫剤
ＣａＭ　４５を用いて実施した。ＣａＭ４５は、工業用
炭化カルシウム４５重量％、金属マグネシウム４５重量
％、Ｆｅ８１生産からの炉フィルタダスト９．５重量％
およびシリコーン油０．５重ｉｌチからなる。共噴射実
施例４および例５は、Ｃａ−’Ａ　４５をＣａＤ　ｃ　
５　（工業用炭化カルシウム９５重量慢＋長炎炭５重量
％）と−緒に用いて行なった。

例６は、組成：金属マグネシウム２５重量％、工業用炭
化カルシウム６５重量％、Ｃａ８１生産からの炉フィル
タダスト９．５Ｊ！を量チおよびシリコーン油０．５重
量％の脱硫剤ＣａＭ　２５とＣａＤＣ５の共噴射を例示
する。

略語二 Ｅ＝銑鉄の脱硫度 鍜＝処理前の銑鉄中の硫黄含ｆ（Ｊｆ量チ・Ｓ、　　＝
処理後の銑鉄中の硫黄含ｆ（重量％・ΔＳ＝ＳＡ−ＳＥ 例７ 混合物１，２および６２５〜３０ｔを有するサイロ／に
、そのつど合計１０ｘ５分間、離解装置によりガス１０
　ｍ３／　ｍｔｎを圧入した。

個々の離解工程の間に、混合物が再び沈降しうるように
するために、５分の休止時間を挿入した。全離解処理は
８０分かかった。その後、混合物を排出し、試料採取し
た。排出時間は２５ｔにつき約６０分かかった、その際
５分ごとに試料６に９（１０〜１２の試料）を取出した
。材料６′に９の取出し時間は約２０秒であった。この
６ｋｇを、規格の試料分割器で、マグネシウム含量の分
析に十分な量に減少した。

表１ １ＣａＭ　４５被覆　　　４５５０ ’ｌ　ＣａＭ　４５未被覆　　４５５５５　ＣａＭ　２
０未被覆　　２０７５ ０．６〜１ ０．３−ｌ Ｍｇ　　０．３−Ｉ ＣａＣ２＜０．１ （ＣａＭ　４５　＝マグネシウム含量４５％を有する混
合物、ＣａＭ２０＝マグネシウム含量２０％を有する混
合物） 結果は第１図に示されている。

被覆された混合物（ＣａＭ　４５被覆）は実際にかっ九
程度の混合分離を受けるにすぎない。

例８（比較例） マグネシウムの粒度は０．５〜１ｆｉの間であり、炭化
カルシウムの粒度は＜　０．１　ｔｘである先行技術に
よる脱硫剤を調べた。この混合物では、離解は明らかな
成層効果を惹起し、その際マグネシウム成分および炭化
カルシウム成分は互いに分離し、これは第２図から明ら
かに認められる。

マグネシウム含量ははじめは約２４重量％であり、約１
７重量％に終る。混合物中のこの相違は脱硫処理の際に
問題を生じる。それというのも混合物組成、それと共に
その効力は処理の経過中に変わるからである。マグネシ
ウム、および炭化カルシウム粒度の異なる、マグネシウ
ム２０１ｆ［ｔ％を含有する混合物（混合物６、表１に
よる）を用いる脱硫 ２０の、第１図と同様の時間に関するマグネシウム含量
の変化を示す線図であシ、 第６図は、先行技術による脱硫混合物ＣａＭじる異なる
最終硫黄値（Ｓ８値）を表わす。第２図から認めうる成
層効果と一致して、サイロから混合物の取出しの開始時
には、サイロ中になお存在する混合物の残量によるより
も著しく低いＳＦ、値が達成されることが認められる。

本発明による混合安定な混合物を使用する場合には、８
つ値は目標値からは殆んど偏寄しないシこれはハツチン
グ範囲によって示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は、サイロ中で離解し、取出した後の、粒度およ
び比重の適合された脱硫混合物ＣａＭ４５未被ｅ！　（
＋）　ｒｘ、いしは被覆（ロ）の組成の変化を、時間に
関するマグネシウム含量の変化により示す線図であり、 第２図は、先行技術による脱硫混合物ＣａＭ量ないしは
そのばらつき範囲によって示す線図である。 ＣａＭ　２０−　Ｍｇ　２０重ｔ％とＣａＯ２７５重ｆ
％からなり、Ｍｇの粒度０．６〜１龍、 ＣａＣ２の粒度＜０．１ｆｌの公知脱硫混合物 ＣａＭ　４５未被覆（＋）　−Ｍｇ　４５重ｔｑｂとＣ
ａＣ２５５重ｔ％から／；Ｃす、粒度が０．６〜１１１
！の本発明による未被覆脱硫混合物 ＣａＭ　４５被覆（ロ）−Ｍｇ　４５重量％とＣａＯ２
４５重量％と被覆１０重量％からなり、 粒度が（１，５〜１ｆｉである本発明によ図面の浄書（
内容に変更なし） ＦｆＧ、２ ０ＣａＭ４５被覆 ＋　ＣａＭ４５　ｉ？、ｌ１ｌ ＯＣ，ｌＭ２Ｏ未被覆

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、炭化カルシウムと金属成分とを含有し、炭化カルシ
   ウムおよび金属成分が、その嵩密度およびその粒度が同
   じ範囲内にあるような形で存在する、鉄の脱硫剤。 ２、金属成分がマグネシウムである請求項 １記載の脱硫剤。 ３、マグネシウム１０〜９０重量％および炭化カルシウ
   ム９０〜１０重量％を含有する 請求項１または２記載の脱硫剤。 ４、使用した成分の嵩密度が０．７〜１．０ｇ／ｃｍ＾
   ３の範囲内にある請求項１から、 ３までのいずれか１項記載の脱硫剤。 ５、双方の成分の粒度が０．１〜３ｍｍの範囲内にある
   請求項１から４までの いずれか１項記載の脱硫剤。 ６、粒度が０．５〜１ｍｍの範囲内にある、請求項５記
   載の脱硫剤。 ７、双方の成分の粒子が接着剤および微細な粉塵で被覆
   されている請求項１か ら６までのいずれか１項記載の脱硫剤。 ８、被覆が、被覆された粒子に対し１〜１０重量％であ
   る請求項７記載の脱硫 剤。 ９、接着剤が油性液体である請求項 ７または８記載の脱硫剤。 １０、被覆が、微細なケイ酸、ベントナイトおよび／ま
   たはカルシウムケイ素および／または鉄ケイ素および／
   または他の鉄合金および／または他の酸化物型化合物か
   らなる炉フィルタダストを含有する請求項７か ら９までのいずれか１項記載の脱硫剤。 １１、炭化カルシウムと金属成分とを必要な粒度に粉砕
   し、引き続き不活性ガス雰囲気下に混合することを特徴
   とする請求項１ から６までのいずれか１項記載の脱硫 剤の製造方法。 １２、炭化カルシウムと金属成分とを必要な大きさに粉
   砕し、不活性ガス雰囲気下に混合し、引き続き油性接着
   剤を加え、微細な材料の添加下に被覆することを特徴と
   する請求項 ７から１０までのいずれか１項 記載の脱硫剤の製造方法。 １３、特許請求の範囲第１項から第１０項までのいずれ
   か１項記載の脱硫剤を単独かまたは 共噴射法で他の脱硫剤と一緒に、１０〜１００ｋｇ／ｍ
   ｉｎの速度で鉄融液中へ入れることを特徴とする鉄の脱
   硫方法。