JPH024648B2

JPH024648B2 -

Info

Publication number: JPH024648B2
Application number: JP57087363A
Authority: JP
Inventors: Yoshiharu Muratsubaki; Hiroyuki Ishizaka
Original assignee: Nippon Carbide Industries Co Inc
Current assignee: Nippon Carbide Industries Co Inc
Priority date: 1982-05-25
Filing date: 1982-05-25
Publication date: 1990-01-30
Also published as: JPS58204119A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、炭酸カルシウムと炭素とを主成分と
して含有するジアミド石灰を主成分とする吹込み
脱硫用の融鉄の脱硫剤に関する。ここで融鉄とい
うのは、銑鉄、鋳鉄および鋼等の溶融物をいう。周知のように融鉄の脱硫は、優れた性能を有す
る鉄鋼製品を得る為に重要な技術課題であり、脱
硫剤、及び脱硫法については数多くの提案がなさ
れてきた。これらの提案中、脱硫剤としてはカルシウムカ
ーバイトが最も優れた脱硫性能を示すので、カル
シウムカーバイド（以下、カーバイドと略記する
ことがある）を主成分とするものが広く用いられ
ている。しかし、その製造には多量の電力を消費し、エ
ネルギーコストが高謄している近年の状況下では
経済的観点からの再検討に迫られ、安価な生石灰
を主体とする生石灰系の脱硫剤が種々提案される
に至つたが、脱硫性能に劣るため融鉄の脱硫にお
ける高度な要求、即ち、最近特に要求される硫黄
含有量0.010％以下の優れた極低硫黄含有銑の製
造に対する要求を満たすに至つていない。一方、脱硫法としては、融鉄に脱硫剤を添加し
機械的に撹拌する方法や、粉末脱硫剤をキヤリア
ガスを用いて融鉄中に吹込む方法等がよく知られ
ている。これ等のうち、脱硫法としては、吹込み脱硫法
が優れた作業性と優れた脱硫効率等を発揮する理
由で、広く採用されるようになつている。この吹
込み脱硫法は、脱硫剤粉末を、例えば乾燥窒素等
のキヤリアガスのガス流に同伴させ、融鉄中に浸
漬したランスを通じて融鉄中に吹込み脱硫を行う
方法である。吹込み脱硫法は、例えば、高炉より
受銑した混銑車を製鋼工場に移動させる途中、脱
硫ステーシヨンで暫時停車させて、粉末脱硫剤を
混銑車中の溶銑に吹込む方法で機械撹拌式脱硫法
（所謂オープン・レードルでのKR法等）に代つ
て、混銑車での吹込み脱硫が広く実用化されてい
る。本明細書でいう「吹込み脱硫」とは、所謂「置
注ぎ」等に対立する技術用語で、具体的には、脱
硫剤粉末をキヤリアガスと共に融鉄の湯面より下
部に吹込んで脱硫を行う方法を謂うものである。周知のように前記のカーバイド系脱硫剤とし
て、融鉄の脱硫の目的に、カーバイドを単独で又
は他の無機化合物、例えば、生石灰、弗化カルシ
ウム、炭酸ナトリウム、塩化ナトリウム等と併用
して古くから使用されて来たが、就中、ジアミド
石灰が脱硫助剤として触媒的に作用し、カーバイ
ドの脱硫作用を著しく強化することが特公昭47−
26923号で知られるに至つた。この特公昭47−26923号のジアミド石灰脱硫助
剤は、炭酸カルシウムの熱分解によつて生成した
炭酸ガスの放出によるうずまきあげ効果、並びに
かくして生成した炭酸ガスが、ジアミド石灰中に
存在する微細炭素と反応することによる一酸化炭
素の生成、即ち還元性雰囲気の生成によつて、カ
ーバイドの脱硫反応を強化さすものと考えられて
いる。更に、特開昭51−90917号では「カルシウムカ
ーバイドとジアミド石灰の混合物よりなる、トー
ピード鍋内の脱硫に適する脱硫剤において、ジア
ミド石灰が40〜70重量％まであることを特徴とす
る溶銑の脱硫剤」が提案され、かくしてカーバイ
ド粉末に、ジアミド石灰あるいは炭酸カルシウム
粉末と炭素粉末を混合した脱硫剤等を、キヤリア
ガスと共にランスを通して融鉄中に吹込む方法が
多く実施されるようになつたのである。しかしながら、近年の脱硫剤に関する高度の要
求の結果として、融鉄の吹込み脱硫法に於いて、
脱硫剤粉末のキヤリアガスに依るガス搬送性と脱
硫性能とは極めて密接な関係があり、ガス搬送性
に劣る脱硫剤粉末では優れた脱硫性能を期待する
ことができないこと、および上記特開昭51−
90917号で開示された溶銑の脱硫剤でも、まだ、
ガス搬送性の外に省エネルギ的、価格的等の観点
から、必ずしも満足すべきものでないことが判つ
た。意外にも、本発明者等は、最近特に注目されて
いる高度な吹込み脱硫法による溶鉄の予備処理法
に於いて、従来のカーバイド系脱硫剤の脱硫性能
と同等の0.010％以下の極低硫黄含有銑を与え、
且つ価格的には、飛躍的に安価な新規な脱硫剤を
提供すべく鋭意研究を続けた結果、融鉄の吹込み
脱硫法に於いて、粒径が主として60μ以下のジア
ミド石灰を主成分とする脱硫剤を用いるとき、従
来の予想に反して、一挙にこれらの問題が解決す
るという、全く予想外の発見をなし、本発明を完
成するに至つた。即ち、本発明は、吹込み脱硫法に用いる融鉄の
脱硫剤において、該脱硫剤100重量％中、 (a) 粒径が主として60μ以下のジアミド石灰85重
量％を超えた量、及び、 (b) 無機弗化物または／および炭素物質15重量％
未満の量、含有してなることを特徴とする融鉄の脱硫剤、を提供するにある。従来より、融鉄中で分解し炭酸ガスを発生する
ガス発生物質の一種である石灰石等が、他の脱硫
剤にくらべて遥かに不活性であり、且つ、該石灰
石等の熱分解が吸熱反応であつて、融鉄の冷却効
果が大きいから、吹込み脱硫法に於いて種々の障
害を引起すものであると考えられていたこと、お
よび、カーバイド粉末に、多量のジアミド石灰、
或は多量の炭酸カルシウム粉末と炭素粉末からな
るガス発生物質を混合し、脱硫剤としてキヤリア
ガスと共に融鉄中に吹込む際には、ガス発生が増
大し、スプラツシユが生じ、脱硫容器から融鉄お
よびスラグが噴出して、脱硫性能の低下は勿論、
操業の困難、並びに著しい経済的損失等を引起す
から、このようなガス発生物質は、前記特開昭51
−90917号で開示された如くカーバイドに対して
適度の量で脱硫剤として使用し得るが、単独など
で使用し得るとは全く予想されなかつたが故に、
本発明は全く意外であつた。更に、吹込み脱硫法に於いてジアミド石灰は、
信じられない程の卓越せるガス搬送性を示すと共
に、脱黄含有量0.005％以下の極低硫黄含有銑を
与えることもできる。本願明細書で、「粒径が主として60μ以下」と
は、60μ以下の粒度の憤末が80重量％以上、好ま
しくは90重量％以をいい、特に好ましくは46μ以
下の粒度の粉末が80重量％以上、最も好ましくは
90重量％以上をいう。本発明の融鉄の脱硫剤は、粒径が主として60μ
以下のジアミド石灰を主成分とするものである
が、粒径が主として60μを超え粗大すぎると、ガ
ス搬送性が低下し、吹込み時のキヤリアガス中の
脱硫剤の濃度の変動が大きくなる等の忌わしい現
象を起し、硫黄含有量0.010％以下の優れた極低
硫黄含有銑が得難くなるので好ましくない。本願明細書で、「ジアミド石灰」とは、水溶液
ないし水懸濁液から、化学反応によつて沈降した
微細な沈降性炭酸カルシウムと炭素を主体とした
混合物をいう。ジアミド石灰としては、例えば、石灰窒素より
ジシアンジアミド製造の際や、石灰窒素よりチオ
尿素等を製造する際、などに副生する炭酸カルシ
ウムと炭素の混合物等があり、好ましくは石灰窒
素よりジシアンジアミドを製造する際に得られ
る、炭酸カルシウムと炭素の混合物が最適に用い
られる。ジシアンジアミドの製造は、石灰窒素懸
濁液に炭酸ガスを反応させることにより行なわ
れ、その際の過残渣である副生ジアミド石灰
は、一般に、炭酸カルシウム70〜90重量％、炭素
５〜15重量％、その他に酸化鉄、酸化アルミニウ
ム、酸化珪素等の不純物を含有しており、極めて
微細な炭酸カルシウムと炭素を主成分とする混合
物である。通常、ジアミド石灰に於いては、微粉末の状態
に種々の装置、方法で乾燥され、更に必要に応じ
分級等の処理を行つて吹込み脱硫の融鉄の脱硫剤
として用いられる。尚、乾燥機中、熱風等でジア
ミド石灰を乾燥する際、熱風等によつて乾燥機系
外へ運び出され捕集される。極めて微細なジアミ
ド石灰には、通常、15重量％を超え約55重量％の
炭素を含有するが、これらの炭素を多量に含有し
た、所謂処理ジアミド石灰も単独で、或は、一般
に炭素５〜15重量％含有する前記したジアミド石
灰と併用し、本発明の融鉄の脱硫剤として使用す
ることもできる。本発明の融鉄の脱硫剤で、ジアミド石灰の重量
割合を85重量％を超えた量としたのは、ジアミド
石灰が85重量％以下では、ガス搬送性が低下する
傾向があり、該融鉄の脱硫剤の少い原単位で
0.010％以下の極低硫黄含有銑が得難くなり、経
済的にも無駄が増すからで、好ましくはジアミド
石灰の重量割合が90重量％を超えた量、特に好ま
しくは95重量％以上の量で使用するのがよい。本発明で使用するキヤリアガスは窒素、アルゴ
ン、空気等の不活性ガスを主とするものである
が、本発明の融鉄の脱硫剤をキヤリアガスによつ
て融鉄中に吹込む方法としては、連続的に或は断
続的に粉末脱硫剤を収容したタンクからロータリ
ーバルブで粉末脱硫剤を少量宛吹込み配管中に通
し、これをキヤリアガスで搬送し吹込む装置、あ
るいは圧力容器内に収容した粉末脱硫硫剤を流動
化させキヤリアガスで吹込む装置、などの公知の
装置の方法を用いることができる。しかし、これらの吹込み装置中で、少量のキヤ
リアガスで吹込み可能な特開昭49−31516号に開
示された「流動可能な固形物を圧力容器から取出
す装置」並びに、これと類似の装置が、本発明の
融鉄の脱硫剤の効果を高度に発揮得て好ましい。粉末脱硫剤当りのキヤリアガス量が少ないこと
は、吹込みに要するキヤリアガス量が少くて済
み、粉末脱硫剤が有効に融鉄と接触し脱硫作用を
呈すること、および融鉄の温度低下の度合も小さ
く、また設備も小規模で済むなど多くの利点があ
る。上記の手段に於いては、好ましくは、キヤリ
アガス／粉末脱硫剤の比が10N／Kg以下、好ま
しくは２〜10N／Kg以下、更に好ましくは２〜
8N／Kg以下、特に好ましくは２〜6N／Kg以
下の条件が好適に採用されるが、本発明の融鉄の
脱硫剤の驚くべきことには、このような少量のキ
ヤリアガスでも安定して吹込み可能な優れたガス
搬送性を有し、且つ、従来のカーバイド系脱硫剤
と、同等の極低硫黄含有銑を与える。かくして、本発明では、吹込み脱硫法、特に圧
力容器内で融鉄の脱硫剤を流動化させ10Nキヤ
リアガス／Kg粉末脱硫剤以下のキヤリアガスの量
で融鉄中に吹込み脱硫法に適した融鉄の脱硫剤を
提供するものである。本発明の融鉄の脱硫剤は、ジアミド石灰のみで
使用しても、後記する実施例に於いて具体的に示
されるように顕著に優れたガス搬送性を示し、吹
込み脱硫において、パイプの閉塞を生じないこと
は勿論、脈動、混銑車等の実質的に生じないか
ら、極めて安全に且つ優れた脱硫効率で操業を短
時間に行うことができるが、ジアミド石灰に無機
弗化物または／および炭素物質を併用して脱硫性
能を向上さすことができる。このような無機弗化物としては、例えば、螢
石、氷晶石、硅弗化ソーダ、LiF、NaF、MgF₂
等を挙げることができ、例えば、炭素物質とし
て、黒鉛、石炭、コークス、石油コークス、チヤ
コール等を挙げることができ、その粒径は前記し
たように主として60μ以下のものが好ましい。本発明の、ジアミド石灰を主成分とする融鉄の
脱硫剤においては、該脱硫剤100重量％中、無機
弗化物または／および炭素物質の量は15重量％未
満、好ましくは10重量％未満、特に好ましくは５
重量％以下である。また、無機弗化物と炭素物質に於いて、炭素物
質としての炭素はジアミド石灰中に前述の如く通
常５〜15重量％含有されているので、ジアミド石
灰を主成分とする本発明の融鉄の脱硫剤に添加す
る助剤としては、無機弗化物を使用することが好
ましいが、無機弗化物としては入手容易性等か
ら、例えばCaF₂を80〜98重量％を含み他に不純
物として最高約16重量％のSiO₂、その他Fe₂O₃、
MgO等を含む螢石が特に好ましい。また、炭素
物質としては入手容易性、価格等からコークス、
石炭が好ましい。無機弗化物または／および炭素物質の量が、ジ
アミド石灰を主成分とする融鉄の脱硫剤100重量
％中、15重量％以上含む融鉄の脱硫剤では、特
に、混銑車の耐火物の損傷の増加或は混銑車から
排出される排気ガス中の一酸化炭素等の増大傾向
による作業環境の悪化等で好ましくなくなるから
である。本発明の融鉄の脱硫剤は、これらの他、必要に
応じて、従来から知られた種々の脱硫剤や脱硫助
剤等を単独または併用し、目的に応じ適宜の量で
ジアミド石灰と、あるいは、ジアミド石灰及び無
機弗化物または／および炭素物質と併用すること
ができる。これらのものとして、CaC₂、MgC₂、Al₄C₃等
の金属カーバイド；カルシウムジアナミド；Na、
Ｋ、Mg、Ca、Ba等の水酸化物；Na、Ｋ、Mg、
Ba、Sr等の炭酸塩や炭酸複塩；Na、Ｋ、Mg、
Ca、Ba、Al、Si等の酸化物または塩化物等；融
鉄中で水素発生物質として；Na、Ｋ、Ca等の水
素化物；ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリア
ミド、ポリスチロール、ポリアクリルニトリル、
尿素等の有機化合物；融鉄中で水発生物質とし
て；灰硼鉱およびパンデルマ硼砂等の結晶水含有
硼酸塩；パーライト、カオリン、粘土、モンモリ
ロナイト、石綿、涓石、明ばん、雲母等および類
似物；砂糖、澱粉等の炭水化物；ステアリン酸、
フタル酸、グリコール酸等の有機化合物；ポリビ
ニルアルコール、ポリビニルアセテート等の有機
化合物；ソルビツト等のポリアルコール有機化合
物；その他；を挙げることができるが、粒径は前
記したように主として60μ以下のものが好まし
い。本発明の融鉄の脱硫剤を使用するとき、安全な
吹込み操業が行い得て且つ顕著に優れた、従来の
カーバイド系脱硫剤の脱硫性能と同等の脱硫性能
が何故得られるか、その理由は明らかでないが、
従来の粉末脱硫剤では得られなかつたこれらの利
点の外に、本発明の融鉄の脱硫剤では実質的にカ
ーバイドを使用する必要がないから、生成される
スラツグ中に水分と反応して爆発するカーバイド
がなく、従つて、スラツグの取除きおよび処理が
著しく安全に行い得るなどの利点もある。以下、実施例並びに比較例を挙げて本発明を更
に詳しく説明する。実施例１〜７及び比較例１〜２硫黄含有量が0.039〜0.043％の溶銑270〜300T
充填された350T容量のトーピードレードルに、
特開昭49−31518号に記載の吹込み装置で、乾燥
窒素ガスをキヤリアガスとして第１表に示す脱硫
剤を吹込速度80〜150Kg／分の条件でランスを用
い溶銑中に吹込み脱硫を行つた。結果を第１表に示す。第１表の脱硫剤組成の欄に於ける、ジアミド石
灰、螢石、炭素、生石灰、および炭酸カルシウム
は下記のものを用いた。１）ジアミド石灰石灰窒素よりジシアンジアミドの製造の際に
副生した乾燥したものを用い、その化学組成
は、CaCO₃85重量％、C8重量％、SiO₂2.1重量
％、Al₂O₃1.4重量％、Fe₂O₃1.2重量％、MgO.8
重量％、その他1.5重量％である。２）螢石市販螢石を微粉砕したものを用い、その化学
組成はCaF₂91重量％、SiO₂6.1重量％、
Fe₂O₃0.9重量％、その他２重量％である。３）炭素市販コークスを微分砕したものを用い、その
化学組成はＣとして90重量％のものである。４）生石灰カーバイド用生石灰を微粉砕したものを用
い、その化学組成はCaOとして95重量％のもの
である。５）炭酸カルシウム石灰石を粉砕したものを用い、その化学組成
はCaCO₃98.6重量％、MgCO₃0.9重量％、その
他0.5重量％のものである。上記の原料中、炭酸カルシウムを除く、ジアミ
ド石灰と螢石および／または炭素、或は生石灰と
の混合は、不活性雰囲気で均一に混合し脱硫剤と
して用いた。以上述べた諸原料の粒度分布を第２表に示す。

【表】尚、第１表に中に用いた用語の意味は次の通り
である。 (イ) 原単位：溶銑中に吹込まれた脱硫剤の重量（Kg）／溶銑の重量
（Ｔ） (ロ) キヤリアガス／脱硫剤粉末：使用したキヤリアガスの流量（Ｎ／min）／脱硫剤
の吹込速度（Kg／min） (ハ) 吹込圧：脱硫剤粉末をキヤリアガスに同伴さ
せ、溶銑中に吹込み時の、吐出部に接
続されるキヤリアガスの圧力（Kg／
cm²）（特開昭49−31518号明細書の第２
図に於いて吐出孔４に接続される相対
に低い圧力P₃に該当する。 (ニ) 脱硫性能：S₁＝脱硫前の溶銑中の硫黄含有率
（％） S₂＝脱硫後の溶銑中の硫黄含有率
（％） S₁−S₂（＝△Ｓ）／原単位第１表から判るように、本発明の融鉄の脱硫剤
は優れたガス搬送性並びに脱硫性能を示し、従来
カーバイド系脱硫剤で得られていた極低硫黄含有
銑が、ジアミド石灰単独またはジアミド石灰を主
成分とする脱硫剤で得ることができ、且つ吹込速
度130〜150Kg／分で円滑に脱硫することができ
た。一方、炭酸カルシウムを脱硫剤として用いた比
較例１では、キヤリアガスの量40N／Kgに於い
ても吹込圧が著しく変動し、吹込速度80Kg／分に
低下させたにもかかわらず吹込みが困難であり、
且つ脱硫性能も本発明の融鉄の脱硫剤と比較して
著しく劣るものであつた。また、組成がジアミド
石灰80重量％、螢石９重量％、炭素５重量％及び
生石灰６重量％よりなる脱硫剤を用いた比較例２
の場合、130〜150Kg／分という高速の吹込速度で
は時々脈動が生じてスプラツシユが起り、脱硫性
能も不十分であつた。

【表】

Claims

【特許請求の範囲】１吹込み脱硫法に用いる融鉄の脱硫剤におい
て、該脱硫剤100重量％中、 (a) 粒径が主として60μ以下のジアミド石灰85重
量％を超えた量、及び、 (b) 無機弗化物または／および炭素物質15重量％
未満の量、含有してなることを特徴とする融鉄の脱硫剤。２上記の吹込み脱硫法が融鉄の脱硫剤を流動化
させ、10Nキヤリアガス／Kg脱硫剤以下のキヤ
リアガス量で融鉄中に吹込む方法である特許請求
の範囲第１項記載の融鉄の脱硫剤。