JPH1171611A - Lime flux for smelting metal - Google Patents

Lime flux for smelting metal

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JPH1171611A
JPH1171611A JP10189930A JP18993098A JPH1171611A JP H1171611 A JPH1171611 A JP H1171611A JP 10189930 A JP10189930 A JP 10189930A JP 18993098 A JP18993098 A JP 18993098A JP H1171611 A JPH1171611 A JP H1171611A
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JP
Japan
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lime
flux
based flux
molten metal
slag
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JP10189930A
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Japanese (ja)
Inventor
Ritsuo Tajima
律雄 但馬
Kazuo Wakabayashi
一男 若林
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OSAKA KOUKAI KK
Original Assignee
OSAKA KOUKAI KK
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    • Y02P10/20Recycling

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  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the slag-making property by increasing a molten metal stirring effect during a flux injection without adding fluorite, and to generate a versatile slag of excellent quality which contains no fluorine or non-slag lime in the molten condition, is suitable for a phosphatic and potassic fertilizer, and a raw material of cement and a road bed material. SOLUTION: Powder calcium hydroxide is added to lime flux containing powder quick lime. Alternatively, most of lime flux is changed into calcium hydroxide. These stuffs may be of lump shapes as necessary. The calcium hydroxide is fed into the molten metal in a metal smelting furnace, and the calcium hydroxide is decomposed into quick lime large in a specific surface area. Slight steam explosion generated during the decomposition is intentionally induced, the contact of the molten metal and the flux together with a carrier gas is promoted, and the hydroxide flux is reacted with sulfur and phosphoric acid in the molten metal to promote generation of the molten slag.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は金属精錬用石灰系フ
ラックスに係り、詳しくは、金属精錬炉における溶湯に
供給され、溶湯を脱燐,脱硫や脱珪等をして金属介在物
のスラグ化を助長し、またフラックスの滓化性を高める
蛍石の多量な添加を回避して生成スラグの利用の途を拡
大できるようにした石灰系のフラックスに関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lime-based flux for metal refining, and more particularly, to slag of metal inclusions supplied to a molten metal in a metal refining furnace and subjecting the molten metal to dephosphorization, desulfurization, desiliconization and the like. The present invention relates to a lime-based flux which promotes the use of slag and promotes the use of generated slag by avoiding a large amount of fluorite which enhances the slagging property of the flux.

【0002】[0002]

【従来の技術】鋼材中の不純物元素を低減させるため
に、溶湯の溶精中スラグによって脱酸,脱硫,脱燐,脱
珪さらには介在物の形態制御などをすることが種々の方
法で行われている。金属精錬において溶湯中の硫黄分な
どと反応させて製鋼スラグの生成の促進を図るために、
溶湯に造滓剤としてのソーダ灰系フラックスや石灰系フ
ラックス(主として生石灰CaO)が塊状にして投入さ
れたり、粉状にしてサブランスから吹き込まれたりす
る。
2. Description of the Related Art In order to reduce impurity elements in steel materials, deoxidation, desulfurization, dephosphorization, desiliconization, and morphological control of inclusions are performed by various methods using slag during smelting of molten metal. Have been done. In order to promote the production of steelmaking slag by reacting with the sulfur content in the molten metal in metal refining,
A soda ash-based flux or a lime-based flux (mainly quicklime CaO) as a slag-making agent is poured into the molten metal in a lump or is blown in a powder form from a sublance.

【0003】上記したうち粉状のフラックスを使用する
場合には、溶湯の攪拌効果を上げるため窒素やアルゴン
ガスなどと共にインジェクションされるが、ガス単体の
インジェクションに比べて均一混合時間が短縮され、か
つ、スラグ生成の促進を図ることができる。しかし、生
成されたスラグが再利用できないことなどの理由によっ
てソーダ灰系フラックスの使用は最近少なくなり、石灰
系フラックスが急速に脚光を浴びるようになってきてい
る。
[0003] When the powdery flux is used, injection is performed together with nitrogen or argon gas in order to enhance the stirring effect of the molten metal. However, the uniform mixing time is shortened as compared with the injection of gas alone, and And slag generation can be promoted. However, the use of soda ash-based flux has recently decreased due to reasons such as the fact that the generated slag cannot be reused, and lime-based flux has rapidly come into the spotlight.

【0004】ところで、ランスから吹き込まれる石灰系
フラックスは細かいほど反応性が高く、例えば300メ
ッシュといったものが好適である。したがって、粉砕方
法について種々の検討が加えられている。一方、石灰は
もともと融点が高く(CaOの融点は2,572℃であ
る)、溶湯中での反応滓化を促進するために、上記した
石灰系フラックスの微細化以外に次の方法が考えられて
いる。それは、水和性をよくすること、石灰粉の中心に
極めて僅かなCO2 を残存させること、蛍石などのふっ
化物を煤溶剤として添加し融点を降下させ、石灰粉の周
辺に2CaO・SiO2 の膜を形成させないようにする
こと、人工鋼滓をつくることなどが挙げられる。
[0004] By the way, the finer the lime-based flux blown from the lance, the higher the reactivity, and for example, a 300 mesh mesh is preferable. Therefore, various studies have been made on the pulverizing method. On the other hand, lime originally has a high melting point (the melting point of CaO is 2,572 ° C.), and in order to promote the formation of reaction slag in the molten metal, the following method can be considered in addition to the above-described fine lime-based flux. ing. The reason for this is to improve the hydration property, leave very little CO 2 at the center of the lime powder, add fluoride such as fluorite as a soot solvent to lower the melting point, and add 2CaO.SiO around the lime powder. (2 ) not to form a film, and ( 2 ) to make artificial steel slag.

【0005】上記した蛍石CaF2 は、製鋼作業などに
おいて製品中に不純物が入らないように不純物と化合す
る溶剤として鉱滓の分離を促したり、脱燐脱硫させるな
どするうえで重要な原料であり、とりわけ、製鋼作業に
おいて消費される割合が大きい。この蛍石などのふっ化
物を石灰系フラックスに添加しておくと、造滓時の石灰
系フラックスの融点を実質的に下げる効果があることも
よく知られている。これは、CaOの溶融スラグへの溶
解メカニズムにおいて、CaO・SiO2 系スラグで生
成される化合物相2CaO・SiO2 が、融点の低い蛍
石の溶融によって生じるぬれ層を通して滓化されやすく
なるからと言われている。
[0005] The above-mentioned fluorite CaF 2 is an important raw material for promoting separation of slag and dephosphorization and desulfurization as a solvent that combines with impurities so as to prevent impurities from entering the product in steel making operations and the like. In particular, a large proportion is consumed in steelmaking operations. It is well known that the addition of a fluoride such as fluorite to a lime-based flux has the effect of substantially lowering the melting point of the lime-based flux during slag making. This is because in the dissolution mechanism of CaO in the molten slag, the compound phase 2CaO · SiO 2 generated in the CaO · SiO 2 -based slag is easily slagged through the wetting layer generated by the melting of fluorite having a low melting point. It is said.

【0006】上記した石灰系フラックスとしての生石灰
CaOは、石灰石CaCO3 を900℃ないし1,20
0℃で焼成してつくることができる(後述する図3中の
Eの部分以降を参照)。これは圧縮強度が高くて衝撃に
強く、輸送や炉への投入の際の取り扱いが容易である。
反面、石灰石を焼成するときには大量の炭酸ガスが発生
すること、焼成や假焼温度が高く燃料消費量の増大を招
くこと、假焼温度の上昇を抑える場合には、超微粉化さ
せる必要があって粉砕エネルギの増大が避けられないこ
となどの問題がある。
[0006] The quicklime CaO as the lime-based flux described above is obtained by converting limestone CaCO 3 from 900 ° C to 1,20 ° C.
It can be made by firing at 0 ° C. (see the part after E in FIG. 3 described later). It has a high compressive strength and is strong against impact, and is easy to handle when transported or put into a furnace.
On the other hand, when limestone is fired, a large amount of carbon dioxide gas is generated, and when firing and burning temperature are high, fuel consumption is increased. Therefore, there is a problem that an increase in grinding energy cannot be avoided.

【0007】そこで、石灰系フラックスを製造しなけれ
ばならない場合には、安定供給が何時までも保証される
ことのない天然資源の石灰石の消費量の節減を図ること
が望まれる。ちなみに、石灰石から脱燐や脱硫用の造滓
剤としての生石灰粉を製造する方法が、特開平4−14
9045号公報に記載されている。
[0007] Therefore, when a lime-based flux must be produced, it is desired to reduce the consumption of limestone, a natural resource, for which stable supply is not guaranteed forever. Incidentally, a method for producing quicklime powder as a slag-making agent for dephosphorization or desulfurization from limestone is disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No.
No. 9045.

【0008】ところで、脱燐脱硫のためのCaO系フラ
ックスは、生石灰CaO,マグネシアMgO,ドロマイ
トを主体としている。そして、脱燐する場合にはP2
5 をつくり、溶滓中のCaOとの結びつきを安定させる
ため酸素増加材としての気体酸素または酸化鉄が少量添
加される。これは以下の式によって示される。 2+5+n(CaO)─→(nCaO・P2 5 ) 2+5FeO+n(CaO)─→(nCaO・P2
5 )+5Fe なお、式中の下線を施したものは、溶湯中に存在してい
ることを表している。
The CaO-based flux for dephosphorization and desulfurization mainly comprises quicklime CaO, magnesia MgO, and dolomite. When dephosphorizing, P 2 O
A small amount of gaseous oxygen or iron oxide as an oxygen-increasing material is added in order to form No. 5 and stabilize its association with CaO in the slag. This is shown by the following equation: 2 P +5 O + n (CaO ) ─ → (nCaO · P 2 O 5) 2 P + 5FeO + n (CaO) ─ → (nCaO · P 2 O
5 ) + 5Fe The underlined expression in the formula indicates that the compound exists in the molten metal.

【0009】さらに、滓化促進のため、前述したごとく
蛍石CaF2 が加えられる。また、脱硫する場合には、
CaO,MgO,ドロマイトを主体にしているが、これ
に炭素C,アルミ灰(アルミナAl2 3 と若干の金属
Alを含有している),CaF2 が添加される。これは
以下の式によって示される。 3(CaO)+3─→3(CaS)+3Al+3 ─→(Al2 3 ) 式中の下線を施されたものは、溶湯中に存在しているこ
とを表している。ちなみに、上記各式の右辺に記載され
たものは、下線の施されたものを除きスラグと化すもの
である。
Further, as described above, fluorite CaF 2 is added to promote slag formation. When desulfurizing,
It is mainly composed of CaO, MgO and dolomite, to which carbon C, aluminum ash (containing alumina Al 2 O 3 and some metal Al) and CaF 2 are added. This is shown by the following equation: 3 (CaO) +3 S ─ → 3 (CaS) +3 O 2 Al +3 O ─ → (Al 2 O 3) those underlined in the formula represents that are present in the melt. Incidentally, those described on the right side of each of the above formulas are slags except those underlined.

【0010】このように溶湯をAlで脱酸した場合、基
本的にはCaO・Al2 3 系スラグを生成する。この
CaO・Al2 3 系スラグは脱硫能力と脱酸能力が高
く、それゆえ、このカルシウムアルミネートは溶湯の二
次精錬におけるフラックスとしても注目されているほど
である。とりわけ、12CaO・7Al2 3 は溶融点
が1,385℃であり、スラグの低融点化を促進する。
When the molten metal is deoxidized with Al, a CaO.Al 2 O 3 slag is basically produced. This CaO.Al 2 O 3 -based slag has a high desulfurization ability and a high deoxidation ability. Therefore, this calcium aluminate has been attracting attention as a flux in the secondary refining of molten metal. In particular, 12CaO · 7Al 2 O 3 has a melting point of 1,385 ° C., and promotes lowering the melting point of slag.

【0011】しかし、以上述べたいずれの方法において
も滓化が充分に促進されず、結局はフラックスが過剰に
使用されることになる。表1はのろ畑から採取した脱燐
脱硫スラグにおける概略組成の一例である。これから分
かるように、遊離石灰(フリーライム)が十数%にも及
んでいる。
However, in any of the above-mentioned methods, slag formation is not sufficiently promoted, resulting in excessive use of flux. Table 1 is an example of the schematic composition of the dephosphorized desulfurized slag collected from the noro field. As can be seen, free lime (free lime) accounts for more than 10%.

【表1】 [Table 1]

【0012】上記したように未反応石灰が脱燐脱硫スラ
グに残存していると、このスラグから路盤材を製造して
も、時間の経過と共に残存遊離石灰CaOがフケるなど
して路盤材としての資質が低下する欠点がある。
As described above, if unreacted lime remains in the dephosphorized and desulfurized slag, even if a roadbed material is manufactured from this slag, the remaining free lime CaO will be dandruff as time passes and the roadbed material will be used as a roadbed material. There is a drawback that the qualities of the materials are reduced.

【0013】最近では、炭酸化や塩害、アルカリシリカ
反応等によるコンクリート構造物の劣化も問題となって
いる。また、石油等の燃焼に伴って硫黄酸化物や窒素酸
化物が大気中に放散され、pHが4.7程度の酸性雨が
降ると、コンクリート打ち放し面での劣化も甚だしくな
る。
Recently, deterioration of concrete structures due to carbonation, salt damage, alkali-silica reaction and the like has also become a problem. Further, sulfur oxides and nitrogen oxides are released into the atmosphere with the burning of petroleum and the like, and when acid rain having a pH of about 4.7 falls, the concrete exposed surface is significantly deteriorated.

【0014】一方、滓化促進のため前記した蛍石を使用
した場合、不活性ガスを除いた全ての元素と化合物をつ
くる反応性に富んだふっ素がスラグに残存することにな
る。したがって、燐があるにもかかわらずふっ素の存在
によって肥料として使用することもできず、埋立地等に
投棄せざるを得ないことが多い。
On the other hand, when the above-mentioned fluorite is used for accelerating slag formation, fluorine having high reactivity for forming compounds with all elements except the inert gas remains in the slag. Therefore, despite the presence of phosphorus, it cannot be used as a fertilizer due to the presence of fluorine, and is often forced to be dumped in a landfill or the like.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】ところで、フラックス
に使用される生石灰は、水酸化カルシウムCa(OH)2
を脱水して製造することもできる。水酸化カルシウムは
脱水すると極めて反応性が高いが、これは比表面積が大
きくなっているからである(後述する図3中のDの部分
以降を参照)。なお、この製法によれば、石灰石を假焼
する場合よりも低い温度で生石灰を得ることができる利
点がある。これは、図3中のDの部分がEの部分よりも
温度の低いことで裏づけられる。この図によれば、前者
の比表面積は後者のそれより数段大きいことも分かる。
The quicklime used in the flux is calcium hydroxide Ca (OH) 2.
Can also be produced by dehydration. When calcium hydroxide is dehydrated, it is extremely reactive when it is dehydrated, because the specific surface area is large (see the portion after D in FIG. 3 described later). According to this production method, there is an advantage that quick lime can be obtained at a lower temperature than when calcining limestone. This is supported by the fact that the temperature of the portion D in FIG. According to this figure, it can be seen that the specific surface area of the former is several steps larger than that of the latter.

【0016】しかし、金属精錬における粉状フラックス
として利用できるかどうかの実証研究は進んでいない。
これは、水酸化カルシウムのOH基による水蒸気爆裂の
おそれが懸念され、石灰系フラックスへの転化はほとん
ど試みられていないのが実情であるからである。そし
て、水酸化カルシウムが微細な粉体であって假焼する場
合の取り扱いが厄介であること、假焼した場合にますま
す粉化して、塊状フラックスとしての固形化が困難であ
るということも原因している。
[0016] However, empirical studies have not been conducted on whether or not it can be used as a powdery flux in metal refining.
This is because there is a concern that steam explosion may occur due to the OH group of calcium hydroxide, and conversion to lime-based flux has hardly been attempted. Another reason is that calcium hydroxide is a fine powder and is difficult to handle when calcined. It is also difficult to solidify as a mass flux when calcined. doing.

【0017】ところで、特開平6−157085号公報
には、水酸化カルシウムに粉砕されたCaOを5重量%
ないし40重量%混合して造粒し、これを假焼して金属
精錬用造粒生石灰を製造する方法が記載されている。ま
た、特開平7−62420号公報には、水酸化アルミニ
ウムの粉末を70重量%ないし20重量%とし、それに
30重量%ないし80重量%の水酸化カルシウム粉末を
混合して造粒し、これを假焼して金属精錬用石灰系フラ
ックスを製造する方法が記載されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. H6-157085 discloses that 5% by weight of CaO ground to calcium hydroxide is used.
It describes a method of producing granulated quicklime for metal refining by mixing and granulating the resulting mixture by mixing with 40 to 40% by weight. Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-62420 discloses that aluminum hydroxide powder is 70% by weight to 20% by weight, and 30% by weight to 80% by weight of calcium hydroxide powder is mixed and granulated. A method for producing a lime-based flux for metal refining by calcining is described.

【0018】いずれの石灰系フラックスにおいても生石
灰に水酸化カルシウムが混入され、水酸化カルシウムの
利用を図って天然資源である石灰石の消費量を抑制する
と共に、製造の際に炭酸ガスの発生を少なくして環境保
全に寄与することができる。また、石灰石を主原料とし
て假焼する塊状石灰系フラックスの製造法に比べると低
い700℃ないし1,000℃での假焼が可能であり、
燃料原単位を低減すると共に、動力消費の激しい粉砕工
程などが少なくエネルギ消費の節減も実現される。
In any of the lime-based fluxes, calcium hydroxide is mixed into quicklime to suppress the consumption of limestone, which is a natural resource, by utilizing calcium hydroxide, and to reduce the generation of carbon dioxide during production. And contribute to environmental conservation. In addition, compared with the method for producing a lump of lime-based flux in which limestone is used as a main raw material, it is possible to perform calcination at 700 ° C. to 1,000 ° C., which is low.
In addition to reducing the fuel consumption rate, the energy consumption can be reduced because the pulverizing step and the like, which consume a lot of power, are reduced.

【0019】さらには、蛍石を添加して滓化性を向上さ
せるべく融点の低い石灰系フラックスを製造するに際
し、蛍石の反応を抑制して焼成炉耐火壁の損傷を可及的
に軽減でき、焼成温度の上昇を抑えて燃料消費を少なく
し安価な石灰系フラックスを得ることができる。
Further, when producing a lime-based flux having a low melting point in order to improve slagging properties by adding fluorite, the reaction of fluorite is suppressed and damage to the fire-resistant wall of the firing furnace is reduced as much as possible. Thus, an increase in the firing temperature can be suppressed, fuel consumption can be reduced, and an inexpensive lime-based flux can be obtained.

【0020】しかしながら、上記したいずれの公報に記
載された例においても、假焼することにより水酸化カル
シウムの略全てを生石灰化させた5mmないし20mm
の粒状となっている。これを粉砕するなどして溶湯にイ
ンジェクションしても、キャリアガスによる溶湯の攪拌
効果があるとはいえ吹き込まれた細粒のまま直ちに溶湯
面に浮上することが多い。したがって、溶湯中での直接
的な接触は少なく、滓化作用の大部分は溶湯面近くにお
いてのみ進行する傾向となる。その結果、脱燐脱硫が充
分に達成されないか長い時間をかけて滓化を進行させな
ければならないという欠点がある。
However, in any of the examples described in the above-mentioned publications, 5 to 20 mm is obtained by calcining almost all of the calcium hydroxide by calcining.
It is granular. Even when the molten metal is injected into the molten metal by crushing or the like, it often floats immediately on the molten metal surface as fine particles blown, although the molten gas has an effect of stirring the molten metal by the carrier gas. Therefore, direct contact in the molten metal is small, and most of the slagging action tends to proceed only near the molten metal surface. As a result, there is a disadvantage that the dephosphorization and desulfurization are not sufficiently achieved or the slagification has to be advanced over a long time.

【0021】ところで、図3は‘Journal of
Applied Chemistry’(応用化学ジ
ャーナル)1958年12月8日発行の第794頁に記
載されている「種々の温度で5時間加熱した水酸化カル
シウム,炭酸カルシウムのサンプル」を表したFig.
1の(b)を転記したものである。
FIG. 3 shows the “Journal of
Applied Chemistry '(Journal of Applied Chemistry), page 794, issued on December 8, 1958, "Fig. 5 showing" samples of calcium hydroxide and calcium carbonate heated at various temperatures for 5 hours ".
1 (b) is transcribed.

【0022】これは、大気中で加熱した温度に対して生
じる比表面積(m2 /g)の変化を表している。Aの部
分はCa(OH)2 の状態にあり、Dの部分以降はCa
(OH)2 からCaOに分解されていることを示し、B
の部分はCaCO3 の状態にあり、Eの部分以降はCa
CO3 からCaOになっていることを表している。
This indicates a change in the specific surface area (m 2 / g) that occurs with respect to the temperature heated in the atmosphere. The portion A is in the state of Ca (OH) 2 , and the portion after D is Ca (OH) 2.
(OH) 2 decomposed into CaO, B
Is in the state of CaCO 3 , and the part after E is Ca
It indicates that CO 3 is changed to CaO.

【0023】これから分かるように、前記した特開平6
−157085号公報や特開平7−62420号公報に
開示された技術においては、フラックスの一部をなす水
酸化カルシウムが700℃ないし1,000℃での假焼
されるので、CaCO3 を假焼した場合と同様に、焼き
しめられてその比表面積は13m2 /g以下といったよ
うに低くなっている。
As can be seen from the above, the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open
In the techniques disclosed in JP-A-157085 and JP-A-7-62420, calcium hydroxide constituting a part of the flux is calcined at 700 ° C. to 1,000 ° C., so that CaCO 3 is calcined. As in the case of baking, it is baked and its specific surface area is as low as 13 m 2 / g or less.

【0024】図3から見ても假焼すると最大の比表面積
が得られなく従って滓化性が低くなるにもかかわらずこ
のような温度で加熱しているのは、フラックスを緻密化
させて上記したごとく圧縮強度を上げ、取り扱いを容易
にしておくことができるようにするためである。
Even when viewed from FIG. 3, the maximum specific surface area cannot be obtained when calcining is performed, so that the slagging property is lowered. This is to increase the compressive strength as described above so that handling can be facilitated.

【0025】それに加えて、フラックス中にCa(O
H)2 が残存すると、溶湯中で Ca(OH)2 →Ca
O+H2 O の反応によってH2 Oが生成され、これに
基づく水蒸気爆裂を回避する意図にもよる。また、H2
Oが分解されて水素が溶湯に混じると、製品としての鋼
材等に水素脆性をきたすおそれがあるからでもある。
In addition, Ca (O
When H) 2 remains, Ca (OH) 2 → Ca
H 2 O by the reaction of O + H 2 O is produced, depending on the intention to avoid the steam explosion based thereon. In addition, H 2
If O is decomposed and hydrogen is mixed with the molten metal, there is a risk that hydrogen embrittlement may occur in steel products and the like as products.

【0026】本発明は上記の問題に鑑みなされたもの
で、その目的は、水酸化カルシウムの利用の途を図って
天然資源である石灰石の消費量を抑制すると共に、製造
の際に炭酸ガスの発生が少なく環境保全に寄与できるこ
と、石灰系フラックスの製造にあたり假焼工程さらには
動力消費の激しい粉砕工程などを可及的になくしてエネ
ルギ消費の節減を可能にし、製造原価の著しい低減を図
ること、さらには蛍石を添加することなく、フラックス
インジェクション時の溶湯攪拌作用を高めて滓化性の向
上を図ることである。
The present invention has been made in view of the above problems, and its object is to reduce the consumption of limestone, which is a natural resource, while utilizing calcium hydroxide, and to reduce the consumption of carbon dioxide gas during production. Reduce the generation of lime-based flux, minimize energy consumption by minimizing the burning process and the crushing process that consumes a lot of power, and significantly reduce production costs. Further, it is an object of the present invention to enhance the agitation action of molten metal at the time of flux injection without adding fluorite to improve slagging properties.

【0027】加えて、溶融スラグにはふっ素が含まれず
セメント原料や燐酸・カリ肥料などとして利用可能な良
質のスラグを生成できるようにすること、産業廃棄物の
利用の途を開き、天然資源である石灰石の消費量を少な
くすることを実現した金属精錬用石灰系フラックスを提
供することである。
In addition, the molten slag contains no fluorine and can produce high quality slag which can be used as a cement raw material, phosphoric acid, potash fertilizer, etc., opens up the use of industrial waste, and is a natural resource. An object of the present invention is to provide a lime-based flux for metal refining that has achieved a reduction in limestone consumption.

【0028】なお、滓化作用をさせるフラックスは多孔
質、すなわち比表面積の大きいことが望ましいことは上
で述べたとおりで、多孔質なフラックスの各孔に燐やサ
ルファ分が進入し、前記した脱燐脱硫反応が促進される
からである。したがって、図3から分かるように、水酸
化カルシウムから生成されたばかりの比表面積の大きい
CaOをフラックスとして使用すれば、滓化反応性が極
めて優れたものとなること、Ca(OH)2 の分解によ
る溶湯内での水蒸気爆裂は、溶湯への供給要領によって
は回避できること、溶湯に水素に混じっていても、その
後の精錬操作において現在は完全に水素を除去すること
ができる技術水準に達していることといった知見に基づ
いて本発明はなされたものである。
It is to be noted that it is desirable that the flux for the slagging action be porous, that is, have a large specific surface area, as described above. Phosphorus or sulfur enters each pore of the porous flux. This is because the dephosphorization and desulfurization reaction is promoted. Therefore, as can be seen from FIG. 3, when CaO having a large specific surface area, which has just been generated from calcium hydroxide, is used as a flux, the slagging reactivity becomes extremely excellent, and the decomposition of Ca (OH) 2 results. Water vapor explosion in the molten metal can be avoided depending on the supply method to the molten metal, and even if it is mixed with hydrogen in the molten metal, it has reached the technical level where hydrogen can be completely removed in the subsequent refining operation. The present invention has been made based on such findings.

【0029】[0029]

【課題を解決するための手段】本発明は、金属精錬炉に
おける溶湯に供給され、溶融金属中の硫黄分や燐酸分等
と反応して溶融スラグの生成を促進するために使用され
る石灰系フラックスに適用される。その特徴とするとこ
ろは、石灰系フラックスを粉状の水酸化カルシウムCa
(OH)2 としたことである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a lime-based system which is supplied to a molten metal in a metal refining furnace and is used to react with sulfur or phosphoric acid in the molten metal to promote the production of molten slag. Applies to flux. The feature is that lime-based flux is converted into powdered calcium hydroxide Ca
(OH) 2 .

【0030】上記の粉状石灰系フラックスに粉状の生石
灰CaOを混合しておいてもよい。そして、いずれのフ
ラックスにも蛍石,アルミ灰,ドロマイト,炭素,カリ
鉱物もしくはMgOを含めておいたり、微粉スケールま
たは酸化鉄を混入させておくことができる。
The powdered lime-based flux may be mixed with powdered quick lime CaO. Any of the fluxes may contain fluorite, aluminum ash, dolomite, carbon, potassium mineral or MgO, or may be mixed with fine powder scale or iron oxide.

【0031】石灰系フラックスとして、粉状の水酸化カ
ルシウムCa(OH)2 を造粒した粒状体もしくは塊状
体とし、これを假焼しないでおくことである。
As the lime-based flux, powdered calcium hydroxide Ca (OH) 2 is formed into granules or agglomerates, which are not calcined.

【0032】上記の造粒フラックスには、造粒前に予め
粉状の生石灰CaOを混合しておいてもよい。そしてい
ずれのフラックスにも蛍石,アルミ灰,ドロマイト,炭
素,カリ鉱物もしくはMgOを含めておいたり、微粉ス
ケールまたは酸化鉄を混入させておくことができる。
The granulated flux may be mixed with powdered quicklime CaO before granulation. Any of the fluxes may contain fluorite, aluminum ash, dolomite, carbon, potassium mineral or MgO, or may be mixed with fine powder scale or iron oxide.

【0033】造粒フラックスは、造粒後に自然養生する
か、造粒後に軟焼しておくことが好ましい。
The granulated flux is preferably cured naturally after granulation or soft-baked after granulation.

【0034】石灰系フラックスは粉状・造粒にかかわら
ず、水酸化カルシウムとしてカーバイドスラグを使用す
ることもできる。
Regarding the lime-based flux, carbide slag can also be used as calcium hydroxide, regardless of whether it is powdery or granulated.

【0035】[0035]

【発明の効果】本発明によれば、水酸化カルシウムを假
焼することなく主原料として石灰系フラックスに適用す
ることができる。水酸化カルシウムを假焼するためのエ
ネルギ消費はなく、比表面積の大きい高活性度の生石灰
を溶湯熱によって自動的に得ることができる。生石灰の
使用量を抑制できるので、CaCO3 を焼成するための
エネルギ消費を低減できるだけでなく、焼成時に原料か
ら発生する炭酸ガス量も少なくなる。
According to the present invention, calcium hydroxide can be applied to lime-based flux as a main raw material without burning. There is no energy consumption for calcining the calcium hydroxide, and high-activity quicklime having a large specific surface area can be automatically obtained by the heat of the molten metal. Since the amount of quicklime used can be suppressed, not only can the energy consumption for firing CaCO 3 be reduced, but also the amount of carbon dioxide gas generated from the raw material during firing is reduced.

【0036】石灰系フラックスを溶湯中にインジェクシ
ョンしたとき、溶湯の熱によって500℃前後に達した
微細な水酸化カルシウムは比表面積の大きい活性化石灰
となり、その滓化性が著しく改善される。加えて溶湯中
で水酸化カルシウムから生じる水蒸気により軽微な爆裂
が誘発され、キャリアガスによる溶湯の攪拌作用を増強
し、石灰系フラックスの分散性を上げることができる。
これによっても精錬中の溶湯とフラックスとの接触効率
が向上して脱燐脱硫作用が促進される。したがって、遊
離石灰の少ないスラグが生成されると共に、金属材中の
不純物元素を低減するように溶湯の介在物形態をも制御
することができる。
When the lime-based flux is injected into the molten metal, the fine calcium hydroxide which has reached about 500 ° C. due to the heat of the molten metal becomes activated lime having a large specific surface area, and its slagging property is remarkably improved. In addition, water vapor generated from calcium hydroxide in the molten metal induces a slight explosion, which enhances the agitation action of the molten metal by the carrier gas and improves the dispersibility of the lime-based flux.
This also improves the contact efficiency between the molten metal and the flux during refining and promotes the dephosphorization and desulfurization action. Therefore, slag with less free lime is generated, and the form of inclusions in the molten metal can be controlled so as to reduce impurity elements in the metal material.

【0037】上記の粉状石灰系フラックスに粉状の生石
灰CaOを混合しておく場合も同様である。なお、いず
れのフラックスにも蛍石,アルミ灰,ドロマイト,炭
素,カリ鉱物もしくはMgOを含めておけば脱硫作用を
高めることができる。微粉スケールまたは酸化鉄を含め
れば脱燐効果を上げることができる。
The same applies to the case where the powdered lime CaO is mixed with the powdered lime-based flux. If any of the fluxes contains fluorite, aluminum ash, dolomite, carbon, potassium mineral or MgO, the desulfurization action can be enhanced. Inclusion of fine powder scale or iron oxide can enhance the dephosphorization effect.

【0038】石灰系フラックスとして、粉状の水酸化カ
ルシウムCa(OH)2 を造粒した粒状体もしくは塊状
体とし、これを假焼しないでおくことにしても、粉状フ
ラックスと同様の滓化性を発揮させることができると共
に、有形化による取扱性がよくなる。
As the lime-based flux, powdered calcium hydroxide Ca (OH) 2 may be granulated or agglomerated, and even if this is not calcined, the same slagging as the powdery flux is performed. In addition to being able to exhibit the property, the handling property is improved due to the materialization.

【0039】上記の造粒フラックスに造粒前に予め粉状
の生石灰CaOを混合しておく場合や、蛍石,アルミ
灰,ドロマイト,炭素,カリ鉱物もしくはMgOを含め
ておいたり、微粉スケールまたは酸化鉄を添加しておい
たりすれば、脱硫・脱燐作用を発揮させることができ
る。
The above-mentioned granulated flux may be premixed with powdered quicklime CaO before granulation, or may contain fluorite, aluminum ash, dolomite, carbon, potassium mineral or MgO, or may have a fine powder scale or If iron oxide is added, desulfurization and dephosphorization can be exerted.

【0040】造粒フラックスは、造粒後に自然養生して
おけば、造粒物の表面にCaCO3が、造粒後に軟焼し
ておくと表面にCaOが生成されて、保形性が高くな
る。
If the granulated flux is naturally cured after granulation, CaCO 3 is formed on the surface of the granulated product, and if softened after granulation, CaO is generated on the surface, resulting in high shape retention. Become.

【0041】水酸化カルシウムとしてカーバイドスラグ
を使用すれば、産業廃棄物の利用の途も開かれ、天然資
源の有効な利用や資源のリサイクルが可能となる。そし
て、石灰石の消費が抑制されることによって省資源化も
図られ、また、焼成時の石灰石からの炭酸ガスの発生量
が少なくなり、環境保全にも寄与する。
When carbide slag is used as calcium hydroxide, the use of industrial waste is opened, and natural resources can be effectively used and resources can be recycled. Further, resource saving is achieved by suppressing the consumption of limestone, and the amount of carbon dioxide gas generated from limestone during firing is reduced, which also contributes to environmental conservation.

【0042】いずれの石灰系フラックスを金属精錬に使
用しても、それによって得られたスラグを原料として良
質のセメントや燐酸・カリ肥料が得られ、また路盤材と
することができる。本発明に係る石灰系フラックスは遊
離石灰が可及的に低減されることから、生成されたスラ
グをセメント原料として採用しても耐アルカリシリカ反
応性や耐酸性に優れた脱燐脱硫スラグセメントとするこ
とができる。路盤材としても未反応石灰が可及的に残存
していないことから化学的に安定した路盤材となる。加
えて、石灰系フラックスには原則的に蛍石が含まれてい
ないことから、反応性に富んだふっ素がスラグに残存す
る可能性は低く、スラグを燐酸・カリ肥料として使用し
た場合に有害なふっ素が溶出するということもなくな
る。
When any of the lime-based fluxes is used for metal refining, the resulting slag can be used as a raw material to obtain high-quality cement or phosphoric acid / potassium fertilizer, and can be used as a roadbed material. Since the lime-based flux according to the present invention reduces the free lime as much as possible, even if the generated slag is used as a cement raw material, it is a dephosphorized desulfurized slag cement excellent in alkali silica reactivity and acid resistance. can do. Since unreacted lime does not remain as much as possible as the roadbed material, the roadbed material is chemically stable. In addition, since lime-based flux does not contain fluorite in principle, it is unlikely that highly reactive fluorine will remain in the slag, and if slag is used as phosphoric acid / potassium fertilizer, it is harmful. Does not elute.

【0043】[0043]

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る金属精錬用
石灰系フラックスについて詳細に説明する。この石灰系
フラックスは、転炉,電気炉等の金属精錬炉における溶
湯やトピードカーや取鍋等に受けられた溶湯に供給さ
れ、溶湯中の不純物元素を低減させるべく溶融スラグ生
成の促進を図るために使用される。すなわち、溶湯の精
錬中に石灰系フラックスを副原料として溶湯へ投入し、
溶融金属中の硫黄分,燐酸分や珪酸分などと反応させて
金属スラグ生成を促し、さらには介在物の形態も制御す
ることができる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, a lime-based flux for metal refining according to the present invention will be described in detail. This lime-based flux is supplied to the molten metal in a metal smelting furnace such as a converter or an electric furnace, or to the molten metal received in a torpedo car or a ladle, etc., in order to promote the generation of molten slag to reduce impurity elements in the molten metal. Used for That is, during the refining of the molten metal, lime-based flux is injected into the molten metal as an auxiliary material,
It reacts with sulfur, phosphoric acid, silicic acid, and the like in the molten metal to promote the production of metal slag, and can also control the form of inclusions.

【0044】その石灰系フラックスは、粉状生石灰Ca
Oを含む石灰系フラックスに、微細な粉末の水酸化カル
シウムCa(OH)2 を添加したものである。その水酸
化カルシウムの含有率は任意でよいが、望ましくは3重
量%(以下%と表示する)以上としておけばよい。もち
ろん、Ca(OH)2 の含有率を上げておくことが好ま
しく、甚だしくは100%もしくはそれに近い状態、す
なわち水酸化カルシウム単味としておいてもよい。
The lime-based flux is powdered lime Ca
It is obtained by adding fine powder of calcium hydroxide Ca (OH) 2 to a lime-based flux containing O. The content of calcium hydroxide may be arbitrarily set, but is desirably set to 3% by weight (hereinafter referred to as%) or more. Needless to say, it is preferable to increase the content of Ca (OH) 2 , and it is also possible that the content of Ca (OH) 2 is extremely high or nearly 100%, that is, calcium hydroxide alone.

【0045】生石灰CaOは石灰石CaCO3 を約90
0℃で焼いてつくられる。その際に炭酸ガスCO2 の発
生は避けられないが、石灰系フラックスとして使用する
とき水酸化カルシウムと混合されるのでCaOの消費量
は少なくなり、製造時の炭酸ガスの発生は抑制され環境
保全にも寄与する。この炭酸ガスが抜けたところには空
孔が存在し、フラックスの比表面積は大きくなって、溶
湯中のサルファ分などと反応し、スラグを生成する活性
度の高いものとなる。
Quick lime CaO is approximately 90% of limestone CaCO 3.
It is made by baking at 0 ° C. Although the generation of carbon dioxide CO 2 is inevitable that time, since it is mixed with calcium hydroxide when used as lime-based flux consumption CaO is less, the generation of carbon dioxide gas during production is suppressed environmental Also contributes. Voids exist where the carbon dioxide gas escapes, the specific surface area of the flux increases, and the flux reacts with the sulfur component in the molten metal and becomes highly active in producing slag.

【0046】このCaOは圧縮強度も高くて衝撃に強い
が、粉状フラックスとするためには微粉化しておく必要
がある。その粉砕のために動力消費も不可避であるが、
上記したごとく消費量が少なく粉砕エネルギの増大も免
れる。
Although this CaO has high compressive strength and is strong against impact, it needs to be pulverized to obtain a powdery flux. Power consumption is inevitable for the crushing,
As described above, the consumption amount is small and the increase in the pulverization energy is also avoided.

【0047】一方、水酸化カルシウムは石灰(生石灰C
aO)に水を添加して生成される。H2 Oの代わりに水
と共にアルコールを使用して、Ca(OH)2 をつくる
こともできる。これは非常に細かい粒子であり、比表面
積は小さい。なお、Ca(OH)2 としてドロマイトを
水和した形態で実現してもよい。この場合、Mg(O
H)2 も同時に含まれており、後述するごとく脱硫を目
的とする場合などでは都合がよい。もちろん、水酸化カ
ルシウムとして市販の消石灰を使用してもよく、また、
水酸化カルシウムに代えてカーバイドスラグを使用して
もよい。カーバイドスラグはCa(OH)2 が90%以
上、多い場合には96%も含まれているからである。
On the other hand, calcium hydroxide is lime (quick lime C).
It is produced by adding water to aO). Alcohol with water can be used instead of H 2 O to make Ca (OH) 2 . These are very fine particles and have a small specific surface area. In addition, you may implement | achieve in the form which hydrated dolomite as Ca (OH) 2 . In this case, Mg (O
H) 2 is also contained at the same time, which is convenient for the purpose of desulfurization as described later. Of course, commercially available slaked lime may be used as calcium hydroxide,
Carbide slag may be used instead of calcium hydroxide. This is because carbide slag contains 90% or more of Ca (OH) 2 , and in many cases, 96%.

【0048】カーバイドスラグは、カーバイドCaC2
に水を加えてアセチレンガスC2 2 を製造するとき多
量に発生する。これはカーバイドを1トン生産する際に
1.16トンも排出され、わが国では年間50万トン以
上もの廃棄もしくは再利用処理が余儀なくされている。
本発明によれば産業廃棄物の利用の途も開かれ、天然資
源の有効な利用や資源のリサイクルが可能となる。この
ように、石灰石を原料とする他の産業分野から廃棄され
たものを、製鋼用などの造滓剤の製造に供することがで
きる。
The carbide slag is made of carbide CaC 2
A large amount is generated when acetylene gas C 2 H 2 is produced by adding water to water. This produces 1.16 tons of carbide when one ton of carbide is produced, and in Japan, more than 500,000 tons of waste must be disposed or reused annually.
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the way of utilization of industrial waste is also opened, and effective utilization of natural resources and recycling of resources are attained. Thus, limestone as a raw material and discarded from other industrial fields can be used for the production of slag-making agents for steelmaking and the like.

【0049】石灰系フラックスとしては、上記したCa
OとCa(OH)2 の混合物もしくはCa(OH)2
味を使用するだけでよい場合もある。しかし、脱燐を主
たる目的とする場合に、酸化鉄または微粉スケールや、
Fe(OH)2 、Al(OH)3 もしくは気体酸素を混
入させておくことが好ましい。
As the lime-based flux, the above-mentioned Ca
In some cases, it is only necessary to use a mixture of O and Ca (OH) 2 or only Ca (OH) 2 . However, when the main purpose is dephosphorization, iron oxide or fine powder scale,
It is preferable to mix Fe (OH) 2 , Al (OH) 3 or gaseous oxygen.

【0050】また、脱硫(脱酸)を目的とする場合に
は、金属Mg,MgO,Mg(OH)2 またはドロマイ
ト、炭素C、K2 CO3 やKClといったカリ鉱物、ア
ルミ灰(Al2 3 +金属Al)、蛍石を少し混入させ
ておくことが好ましい。これらはフラックスとしての品
質に悪い影響を与えない限り許容されるものであり、ま
た、脱燐脱硫スラグから製造される肥料等の加工品の品
質を阻害しない程度とされることは述べるまでもない。
For the purpose of desulfurization (deoxidation), metals such as metal Mg, MgO, Mg (OH) 2 or dolomite, carbon C, potassium minerals such as K 2 CO 3 and KCl, and aluminum ash (Al 2 O 3) 3 + metal Al) and fluorite are preferably mixed in a little. These are acceptable as long as they do not adversely affect the quality of the flux, and it is needless to say that they do not impair the quality of processed products such as fertilizers manufactured from dephosphorized and desulfurized slag. .

【0051】このような石灰系フラックスをフラックス
インジェクション法によりサブランス等を介して溶湯内
に吹き込むとき、その粉体混合物をキャリアガスとして
のアルゴンまたは窒素ガスに伴われて供給管内で移送さ
れる。この場合、主たる成分の生石灰と水酸化カルシウ
ムとが均一に混合され、溶湯に吹き込んだときに成分に
偏りの生じないようにしておく必要がある。
When such a lime-based flux is blown into the molten metal via a sublance or the like by a flux injection method, the powder mixture is transferred in a supply pipe along with argon or nitrogen gas as a carrier gas. In this case, it is necessary that the main component quicklime and calcium hydroxide are uniformly mixed so that the components are not biased when injected into the molten metal.

【0052】粉体フラックスがパイプやランス内を気流
搬送されることを考慮して1%程度のステアリン酸もし
くはシリコンオイルを添加し、水酸化カルシウムの混合
率が50%以上においては2%ないし3%程度といった
ように増量しておけば、その安息角低下作用によって管
内の均一な混合粉輸送を可能にすることができる。
Considering that the powder flux is transported in a pipe or a lance by air, about 1% of stearic acid or silicone oil is added. When the mixing ratio of calcium hydroxide is 50% or more, 2% to 3% is added. If the amount is increased to about%, the action of lowering the angle of repose makes it possible to transport the mixed powder uniformly in the pipe.

【0053】また、溶湯内においてもフラックスを均等
に拡散させ滓化性が向上することにもなる。なお、この
ステアリン酸は湿気を防止する性質があるので、CaO
がフケるのを抑えておくこともできる。ちなみに、この
ステアリン酸やシリコンオイルの添加によって鋼質に悪
影響を与えるということはない。
Further, even in the molten metal, the flux is evenly diffused, and the slag property is improved. Since this stearic acid has the property of preventing moisture, CaO
You can also keep the dandruff off. Incidentally, the addition of stearic acid or silicon oil does not adversely affect the steel quality.

【0054】溶湯中に吹き込まれた粉状石灰系フラック
スは直ちに浮上しようとするが、融点が580℃である
水酸化カルシウムは高温の溶湯に接触して直ちに500
℃前後となり、 Ca(OH)2 ─→CaO+H2
O の反応を呈してCaOが生成されたり、溶湯中の炭素分
によって以下の反応を呈する。 +Ca
(OH)2 ─→CaO+CO2 +H2
The powdered lime-based flux blown into the molten metal tends to float immediately, but calcium hydroxide having a melting point of 580 ° C. comes into contact with the high-temperature molten metal and immediately comes into contact with the molten metal.
℃, Ca (OH) 2 ─ → CaO + H 2
CaO is produced by the reaction of O 2, or the following reaction is caused by the carbon content in the molten metal. C + Ca
(OH) 2 ─ → CaO + CO 2 + H 2

【0055】これは吸熱反応であって周囲の温度低下を
きたすため、生成されたCaOの加熱が抑制される。し
たがって、CaOの緻密化(再結晶化)が急激に進むこ
とがなく、図3から分かるように、石灰石CaCO3
ら変化した生石灰よりも比表面積が大きく、その二倍な
いし三倍にあたる30m2 /g近くに達して、反応性の
高いものとなる(図3を参照)。
This is an endothermic reaction, which lowers the temperature of the surroundings, so that heating of the generated CaO is suppressed. Accordingly, the densification (recrystallization) of CaO does not proceed rapidly, and as can be seen from FIG. 3, the specific surface area is larger than that of quicklime changed from limestone CaCO 3 , which is 30 to 2 times or three times that of quicklime. g and become highly reactive (see FIG. 3).

【0056】なお、水酸化カルシウムから生石灰が生成
されるのは上記した二つの式の反応が併存して生じるの
で、H2 Oが大量に発生することは抑制される。フラッ
クスは鋼1トンあたり10kg程度使用されるが、10
分ないし30分をかけて少しずつインジェクションすれ
ば、溶湯の高熱による激しい水蒸気爆裂は生じることが
ない。
It should be noted that the generation of quicklime from calcium hydroxide occurs simultaneously with the above two reactions, so that the generation of a large amount of H 2 O is suppressed. About 10 kg of flux is used per ton of steel.
If the injection is performed little by little over a period of 30 minutes to 30 minutes, a severe steam explosion due to the high heat of the molten metal does not occur.

【0057】Ca(OH)2 から分解して生成された活
性化石灰CaOは、溶湯中のCやSとは次式のように反
応する。 CaO+H2 O+─→CaS+CO2 +H2 この反応から分かるようにCO2 ガスとH2 ガスが生じ
るが、CO2 ガスがキャリアガスと共にバブリング作用
して溶湯の攪拌を助長すること、水酸化カルシウムが分
解したとき発生する僅かな水蒸気は小規模な爆裂を誘発
して溶湯の攪拌とフラックスの分散を助長し、溶湯内を
浮上する間での反応性の促進で滓化作用のより一層の向
上が図られることは、本発明において注目すべきであ
る。なお、このような現象は、上記したごとく本石灰系
フラックスにコークス粉を添加しておいたとき、さらに
顕著となることは言うまでもない。
Activated lime CaO generated by decomposition from Ca (OH) 2 reacts with C and S in the molten metal as follows. CaO + H 2 O + C + S ─ → CaS + CO 2 + H 2 Although CO 2 gas and H 2 gas as can be seen from this reaction occurs, it facilitates stirring of the molten metal CO 2 gas is bubbled acts together with a carrier gas, hydroxide The small amount of water vapor generated when calcium is decomposed induces a small-scale explosion, which promotes stirring of the molten metal and dispersion of the flux, and further promotes the reactivity during floating in the molten metal to further enhance the slagging action. It is noteworthy in the present invention that the improvement is achieved. Needless to say, such a phenomenon becomes more remarkable when coke powder is added to the lime-based flux as described above.

【0058】なお、ランス等を用いてCaOの粉末を吹
き込むことは従前から行われているが、吹き出し後の分
散性が劣ることからランス近傍で反応が集中し、ランス
を振動させることがあった。しかし、本発明に係る石灰
系フラックスは上記した理由によるガス攪拌による溶湯
の流動とフラックスの拡散性が向上する結果、ランスを
振動させることも可及的に抑制されることが確認され
た。
Injection of CaO powder using a lance or the like has been conventionally performed. However, since the dispersibility after blowing is low, the reaction concentrates near the lance, and the lance may be vibrated. . However, it has been confirmed that the lime-based flux according to the present invention improves the flow of the molten metal and the diffusivity of the flux due to the gas agitation for the reasons described above, and as a result, the vibration of the lance is suppressed as much as possible.

【0059】ちなみに、発生したH2 Oが分解されるな
どして生じた水素が溶湯に混じることがある。しかし、
現在の技術では溶湯からその後の真空脱ガス処理(例え
ばRH法)において完全に水素を除去することができる
ので、鋼材の品質に全く影響することはない。
Incidentally, hydrogen generated by decomposition of generated H 2 O may be mixed with the molten metal. But,
With the current technology, hydrogen can be completely removed from the molten metal in a subsequent vacuum degassing process (for example, RH method), so that the quality of the steel material is not affected at all.

【0060】溶湯の有する熱エネルギーを利用して水酸
化カルシウムからおのずと生成されるCaOのみなら
ず、Ca(OH)2 と共に投入されたCaOによって、
溶湯中を浮上する間におよび溶湯面において高い滓化性
が発揮される。すなわち、精錬中に生じるスラグの溶融
温度の低下を目的として蛍石を積極的に投入するまでも
なく、比表面積の大きいフラックスによって滓化性を向
上させ、しかも通常投入される石灰系フラックスの投入
量を節減しながら鋼材中の不純物元素が低減するよう
に、溶湯の介在物の形態をも制御することできる。その
結果、溶融スラグには未反応石灰やふっ素がほとんど含
まれず、セメント原料や燐酸・カリ肥料などとして利用
可能な良質のスラグが生成され、また路盤材としても使
用される。
Not only CaO naturally generated from calcium hydroxide using the heat energy of the molten metal, but also CaO introduced together with Ca (OH) 2 ,
High slagging property is exhibited while floating in the molten metal and on the surface of the molten metal. In other words, without the need to actively add fluorite to lower the melting temperature of slag generated during refining, the slagging property is improved by a flux with a large specific surface area, and the addition of lime-based flux that is usually added The form of the inclusions in the molten metal can also be controlled so that the impurity elements in the steel material are reduced while reducing the amount. As a result, the molten slag contains almost no unreacted lime or fluorine, and produces high-quality slag that can be used as a raw material for cement, phosphoric acid, potassium fertilizer, and the like, and is also used as a roadbed material.

【0061】以上は、転炉や電気炉など製鋼炉を例にし
て、それに使用される石灰系フラックスとして説明し
た。なお、上記した石灰系フラックスの主たるものはC
aOとCa(OH)2 の混合物もしくはCa(OH)2
の単味であるが、それに他の副資材例えばアルミナ,珪
酸,酸化鉄等を含ませることができるのは上述したとお
りである。
The lime-based flux used for a steelmaking furnace such as a converter and an electric furnace has been described above as an example. The main lime-based flux is C
a mixture of aO and Ca (OH) 2 or Ca (OH) 2
As described above, other auxiliary materials such as alumina, silicic acid, iron oxide and the like can be contained therein.

【0062】次に、Ca(OH)2 単味もしくはCaO
を含む造粒石灰系フラックスについて述べる。粉状の水
酸化カルシウムCa(OH)2 に若干の水を加えてペレ
タイザー等によって造粒したりブリケットマシンを用い
て塊状とする。大きさは直径が1mmないし50mm程
度であって、所望する任意のものとしておけばよい。こ
のような粒状体もしくは塊状体の造粒物は、従来技術の
項で述べた先行技術とは違って假焼されることはない。
Next, Ca (OH) 2 plain or CaO
Granulated lime-based flux containing. Powdered calcium hydroxide Ca (OH) 2 is mixed with a small amount of water and granulated with a pelletizer or the like, or formed into a bulk using a briquette machine. The size is about 1 mm to 50 mm in diameter, and may be any desired one. Such granules or agglomerates are not burned unlike the prior art described in the section of the prior art.

【0063】なぜなら、前述したごとく水酸化カルシウ
ムは溶湯に投入しても二つの反応が並行して激しい水蒸
気爆裂を発生させるほどのH2 Oは発生しないこと、假
焼すれば図3に示したように5m2 /g以下の比表面積
となって滓化性が劣ることになるからである。
This is because, as described above, even if calcium hydroxide is introduced into the molten metal, H 2 O is not generated to such an extent that two reactions in parallel cause severe steam explosion. As described above, the specific surface area is 5 m 2 / g or less, and the slag property is inferior.

【0064】なお、あえて造粒しているのは運搬や炉投
入等における取扱性を粉体よりも上げるためである。前
述した粉体の石灰系フラックスは、そのまま溶湯に投入
すると表面で無秩序に広がり、そして排ガスに伴われて
炉外へ持ち去られることになるので、ランス等を用いて
インジェクションすることによってのみ使用可能とな
る。一方、造粒物としておけば、炉上より溶湯面に投入
したり、取鍋精錬等においては溶湯と共に流し込むこと
ができるようになる。
The purpose of the granulation is to improve the handling property in transporting, charging in a furnace, etc., as compared with powder. The powdered lime-based flux described above spreads randomly on the surface when poured directly into the molten metal, and is taken out of the furnace with the exhaust gas, so it can be used only by injection using a lance etc. Become. On the other hand, if it is granulated, it can be poured into the molten metal from the furnace or can be poured together with the molten metal in ladle refining and the like.

【0065】もちろん、水 化カルシウム単味とするの
ではなく、造粒前に予め粉状の生石灰CaOを混合して
おいてもよい。そして、粉状石灰系フラックスの場合と
同様に、蛍石,アルミ灰,ドロマイト,炭素,カリ鉱物
もしくはMgOが含められたり、微粉スケールまたは酸
化鉄が添加される。いずれも粉状にしておき造粒前に混
合される。これらによる作用効果は前述の場合と異なる
ところがない。
Of course, powdered quicklime CaO may be mixed before granulation, instead of using calcium hydroxide alone. Then, as in the case of the powdery lime-based flux, fluorite, aluminum ash, dolomite, carbon, potassium mineral, or MgO is included, or fine powder scale or iron oxide is added. All are powdered and mixed before granulation. The functions and effects of these are not different from the above-described case.

【0066】上記のごとく造粒した場合、その後に自然
養生させることが好ましい。これによって造粒物表面の
Ca(OH)2 が空気中のCO2 と反応し、CaCO3
のやや硬い皮膜が形成される。したがって、造粒物の保
形性が上がって取り扱いが一層容易となる。
When the granulation is carried out as described above, it is preferable to carry out natural curing thereafter. As a result, Ca (OH) 2 on the surface of the granulated material reacts with CO 2 in the air, and CaCO 3
A slightly hard film is formed. Therefore, the shape retention of the granulated material is increased, and the handling is further facilitated.

【0067】この自然養生に代えて軟焼してもよい。こ
の場合には造粒物の表面にCaOの皮膜が形成され、自
然養生の場合よりも保形性は向上する。軟焼する場合に
は、造粒物を110℃程度で乾燥させ、ロータリキルン
に投入して100℃ないし300℃で加熱すればよい。
Instead of this natural curing, soft baking may be performed. In this case, a CaO film is formed on the surface of the granulated material, and the shape retention is improved as compared with the case of natural curing. In the case of soft baking, the granulated product may be dried at about 110 ° C., put into a rotary kiln, and heated at 100 ° C. to 300 ° C.

【0068】なお、水酸化カルシウムとしてカーバイド
スラグを採用しておいてもよいことは、粉状フラックス
の場合と変わるところがない。そして、造粒フラックス
を使用して得られたスラグを原料としてセメントや燐酸
・カリ肥料を製造したり、そのまま路盤材とすることが
できるのも同じである。
The fact that carbide slag may be employed as calcium hydroxide is no different from the case of powdery flux. The same applies to the production of cement and phosphoric acid / potassium fertilizer using the slag obtained by using the granulated flux as a raw material, or the roadbed material as it is.

【0069】以上の説明から分かるように、水酸化カル
シウムを假焼することなく主原料として石灰系フラック
スに適用することができる。水酸化カルシウムの假焼エ
ネルギは必要でなく、溶湯中に吹き込んだり投入したと
き大きい比表面積を有した高活性度の生石灰を自動的に
得ることができる。これによって生石灰の使用量を抑制
できるので、石灰石を假焼して生石灰を得るためのエネ
ルギ消費を低減できるだけでなく、假焼時に原料から発
生する炭酸ガス量も少なくなる。
As can be seen from the above description, calcium hydroxide can be applied to lime-based flux as a main raw material without burning. The calcining energy of calcium hydroxide is not necessary, and high-activity quicklime having a large specific surface area can be automatically obtained when it is blown or poured into a molten metal. As a result, the amount of quicklime used can be suppressed, so that not only can the energy consumption for calcining limestone to obtain quicklime be reduced, but also the amount of carbon dioxide generated from the raw material during calcining is reduced.

【0070】滓化性が向上する結果未反応石灰は可及的
に減少し、遊離石灰の残存量は著しく低減されることか
ら、セメント原料として本発明に係る石灰系フラックス
を使用して生じた脱燐脱硫スラグを採用しても、耐アル
カリシリカ反応性や耐酸性に優れた高炉セメントと同等
かそれを凌ぐ脱燐脱硫スラグセメントを製造することが
できる。
The unreacted lime is reduced as much as possible as a result of the improved slagging property, and the residual amount of free lime is significantly reduced. Therefore, the lime-based flux according to the present invention is used as a cement raw material. Even if dephosphorized desulfurization slag is employed, it is possible to produce a dephosphorized desulfurized slag cement equivalent to or superior to blast furnace cement excellent in alkali silica reactivity and acid resistance.

【0071】上記のごとく本発明に係る石灰系フラック
スを使用して生成された脱燐脱硫スラグには遊離石灰が
少ないことから、これを原材料として路盤材をつくって
も未滓化石灰に原因する資質変化をきたすようなことは
なく、化学的に安定した路盤材を供給することができる
ようになる。なお、脱燐脱硫スラグはそのまま路盤材と
してもよいし、公知の方法によって若干の副資材を混合
してもよい。また、ブロック化のために成形するなどし
ても特に問題となることはない。
As described above, the dephosphorized desulfurized slag produced by using the lime-based flux according to the present invention has a small amount of free lime. There will be no qualitative change, and it will be possible to supply chemically stable roadbed materials. The dephosphorized desulfurized slag may be used as a roadbed material as it is, or may be mixed with some auxiliary materials by a known method. There is no particular problem even if molding is performed for blocking.

【0072】一方、水酸化カルシウムによる反応性の向
上により、スラグ融点の低下を目的として意図的に多量
の蛍石を添加することはないので脱燐脱硫スラグにはふ
っ素が可及的に少なく、これを原材料として肥料を製造
した場合ふっ素が含まれないことから、安全性の高い良
質の燐酸・カリ肥料として提供することができる。
On the other hand, by improving the reactivity with calcium hydroxide, a large amount of fluorite is not intentionally added for the purpose of lowering the melting point of the slag, so that the dephosphorized and desulfurized slag contains as little fluorine as possible. When this is used as a raw material to produce fertilizer, it does not contain fluorine, so that it can be provided as a safe and high-quality phosphoric acid / potassium fertilizer.

【0073】[0073]

【実施例】以下に、高周波炉内に設置または黒鉛発熱体
で覆った坩堝に溶湯を投入し、CaOにCa(OH)2
を適宜の量を混合するなどしてインジェクションしたテ
スト結果を示す。なお、各フラックスはアルゴンガスに
よってパイプ内を搬送し、溶湯下部に供給されるように
している。表2および表3は、CaO単味、CaOとC
a(OH)2 との混合比2%,5%,20%,50%お
よびCa(OH)2単味のフラックスに対して得られた
溶湯中のサルファ残留量や脱硫率を示している。
EXAMPLE A molten metal was put into a crucible placed in a high-frequency furnace or covered with a graphite heating element, and Ca (OH) 2 was added to CaO.
Shows the test results of injection by mixing an appropriate amount. In addition, each flux is conveyed in the pipe by argon gas and supplied to the lower part of the molten metal. Tables 2 and 3 show CaO alone, CaO and C
It shows the residual amount of sulfur and the desulfurization rate in the melt obtained with respect to the mixing ratio of a (OH) 2 to 2%, 5%, 20%, 50% and the flux of Ca (OH) 2 alone.

【表2】 [Table 2]

【表3】 [Table 3]

【0074】表2および表3の結果のうち中段の溶湯中
の時間の経過に伴うサルファ残留量は図1に、脱硫率は
図2に示されている。これらによれば、Ca(OH)2
の比率が増加すれば溶湯中のサルファ残留量が低減し、
時間の経過につれて脱硫率も著しく高く推移していくこ
とが分かる。水酸化カルシウムを石灰系フラックスとし
て多く使用すると、前述したがCaOよりも比表面積が
大きいことによる反応性の改善が上記テストで確認さ
れ、加えて、Ca(OH)2 分解時に生じる小さな水蒸
気爆裂に基因した攪拌効果や分散効果の向上に基づく滓
化反応の増進も確認することができた。
Of the results in Tables 2 and 3, FIG. 1 shows the amount of sulfur remaining with time in the molten metal at the middle stage, and FIG. 2 shows the desulfurization rate. According to these, Ca (OH) 2
If the ratio increases, the amount of sulfur remaining in the molten metal decreases,
It can be seen that the desulfurization rate changes remarkably over time. When calcium hydroxide is used in a large amount as a lime-based flux, as described above, the improvement in reactivity due to its larger specific surface area than CaO was confirmed in the above test, and in addition, small steam explosion generated during decomposition of Ca (OH) 2 It was also confirmed that the slagging reaction was enhanced based on the improvement of the stirring effect and the dispersion effect.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 生石灰と水酸化カルシウムとの混合比を変え
ることによって得られる石灰系フラックスの時間経過に
伴う滓化の進行による溶鋼中のサルファ残留量の推移を
示すグラフ。
FIG. 1 is a graph showing the transition of the sulfur content in molten steel due to the progress of slagging over time of a lime-based flux obtained by changing the mixing ratio of quicklime and calcium hydroxide.

【図2】 生石灰と水酸化カルシウムとの混合比を変え
ることによって得られる石灰系フラックスの時間経過に
伴う滓化の進行による脱硫率の変化を示すグラフ。
FIG. 2 is a graph showing a change in a desulfurization rate due to progress of slagging of a lime-based flux obtained by changing a mixing ratio of quicklime and calcium hydroxide over time.

【図3】 種々の温度で5時間加熱した水酸化カルシウ
ム,炭酸カルシウムのサンプルの比表面積を表したグラ
フ。
FIG. 3 is a graph showing the specific surface area of calcium hydroxide and calcium carbonate samples heated at various temperatures for 5 hours.

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 金属精錬炉における溶湯に供給され、溶
融金属中の硫黄分や燐酸分等と反応して溶融スラグの生
成を促進するために使用される石灰系フラックスにおい
て、 前記石灰系フラックスは、粉状の水酸化カルシウムCa
(OH)2 としたことを特徴とする金属精錬用石灰系フ
ラックス。
1. A lime-based flux which is supplied to a molten metal in a metal refining furnace and used to promote the generation of molten slag by reacting with a sulfur component or a phosphoric acid component in a molten metal, wherein the lime-based flux is , Powdered calcium hydroxide Ca
(OH) 2 A lime-based flux for metal refining, characterized by being (OH) 2 .
【請求項2】 請求項1に記載された石灰系フラックス
に、粉状の生石灰CaOを混合したことを特徴とする金
属精錬用石灰系フラックス。
2. A lime-based flux for metal refining, wherein powdered quicklime CaO is mixed with the lime-based flux described in claim 1.
【請求項3】 請求項1または請求項2に記載された石
灰系フラックスに、蛍石,アルミ灰,ドロマイト,炭
素,カリ鉱物もしくはMgOが含められていることを特
徴とする金属精錬用石灰系フラックス。
3. A lime-based flux for metal refining, characterized in that the lime-based flux according to claim 1 or 2 contains fluorite, aluminum ash, dolomite, carbon, potassium mineral or MgO. flux.
【請求項4】 請求項1または請求項2に記載された石
灰系フラックスに、微粉スケールまたは酸化鉄が含めら
れていることを特徴とする金属精錬用石灰系フラック
ス。
4. A lime-based flux for metal refining, wherein the lime-based flux according to claim 1 or 2 contains fine powder scale or iron oxide.
【請求項5】 金属精錬炉における溶湯に供給され、溶
融金属中の硫黄分や燐酸分等と反応して溶融スラグの生
成を促進するために使用される石灰系フラックスにおい
て、 前記石灰系フラックスは、粉状の水酸化カルシウムCa
(OH)2 を造粒した粒状体もしくは塊状体であって、
該造粒物は假焼されていないことを特徴とする金属精錬
用石灰系フラックス。
5. A lime-based flux which is supplied to a molten metal in a metal refining furnace and used to promote the production of molten slag by reacting with a sulfur component or a phosphoric acid component in the molten metal, wherein the lime-based flux is , Powdered calcium hydroxide Ca
(OH) 2 in the form of granules or agglomerates,
A lime-based flux for metal refining, wherein the granules are not burned.
【請求項6】 請求項5に記載された石灰系フラックス
には、造粒前に予め粉状の生石灰CaOが混合されてい
ることを特徴とする金属精錬用石灰系フラックス。
6. A lime-based flux for metal refining, wherein the lime-based flux according to claim 5 is mixed with powdered quicklime CaO before granulation.
【請求項7】 請求項5または請求項6に記載された石
灰系フラックスには、蛍石,アルミ灰,ドロマイト,炭
素,カリ鉱物もしくはMgOが含められていることを特
徴とする金属精錬用石灰系フラックス。
7. A lime for metal refining, characterized in that the lime-based flux according to claim 5 or 6 contains fluorite, aluminum ash, dolomite, carbon, potassium mineral or MgO. System flux.
【請求項8】 請求項5または請求項6に記載された石
灰系フラックスには、微粉スケールまたは酸化鉄が含め
られていることを特徴とする金属精錬用石灰系フラック
ス。
8. A lime-based flux for metal refining, wherein the lime-based flux described in claim 5 or 6 contains fine powder scale or iron oxide.
【請求項9】 請求項5ないし請求項8のいずれか一項
に記載された造粒フラックスは、造粒後に自然養生され
ていることを特徴とする金属精錬用石灰系フラックス。
9. A lime-based flux for metal refining, wherein the granulated flux according to any one of claims 5 to 8 is naturally cured after granulation.
【請求項10】 請求項5ないし請求項8のいずれか一
項に記載された造粒フラックスは、造粒後に軟焼されて
いることを特徴とする金属精錬用石灰系フラックス。
10. A lime-based flux for metal refining, wherein the granulated flux described in any one of claims 5 to 8 is soft-fired after granulation.
【請求項11】 前記水酸化カルシウムはカーバイドス
ラグであることを特徴とする請求項1ないし請求項10
のいずれか一項に記載された金属精錬用石灰系フラック
ス。
11. The method according to claim 1, wherein the calcium hydroxide is a carbide slag.
A lime-based flux for metal refining according to any one of the above.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000185987A (en) * 1998-10-15 2000-07-04 Nkk Corp Production of slow-release potassium fertilizer
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WO2018123666A1 (en) * 2016-12-27 2018-07-05 Jfeスチール株式会社 Method for dephosphorization of molten iron, and refining agent
JP2018127654A (en) * 2017-02-07 2018-08-16 Jfeスチール株式会社 Method for desulfurizing molten iron

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