JPS62283847A

JPS62283847A - 反応性に優れた精錬剤用の生石灰の製造方法

Info

Publication number: JPS62283847A
Application number: JP61122302A
Authority: JP
Inventors: 徹也藤井; 秀次竹内; 康夫岸本; 別所　永康; 野崎　努
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1986-05-29
Filing date: 1986-05-29
Publication date: 1987-12-09
Anticipated expiration: 2009-06-15
Also published as: JPH0645485B2

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】３、発明の詳細な説明〔産業上の利用分野〕本発明は、鉄鋼精錬用の精錬剤として多用されている生
石灰（以下ＣａＯと称す）の製造方法に関し、精錬剤の
反応効率に優れたＣａＯの製造法を提供する。

〔従来の技術〕

溶銑や溶鋼中の燐ＣＰ）や硫黄（Ｓ）の除去めための精
錬剤として多量のＣａＯが使用されている。その使用量
は大略前ｎ４１トンの製造に２０〜８０ｋｇにもなる。

これらのＣａＯは主成分がＣａＣＯ３からなる石灰石を
焙焼して、ＣａｃＯ３＋Ｃａｏ＋ｃｏ２なる分解反応で製造されている。木明細書ではＣａＣＯ
３を主成分とするもの、およびＣａＣＯ３を主成分とし
、その他にＭｇＣＯ３を含むものも石灰石と総称する。

これらには通常の石灰石、炭酸カルシウム、ドロマイト
を含む。

ところで、これらの石灰石の焙焼炉としては従来１］Ｑ
的に、ロータリーキルン、または、竪型炉が常用されて
いる。これらの従来の炉では、いずれも、石灰石の加熱
用に燃料油、微粉炭あるいはコークスなどの化石燃料あ
るいはこれらの化石燃料から得られるガスが用いられ、
これらの燃焼炎は石灰石と直接接触し、石灰石を加熱、
分解してＣａＯとする方法となっている。

石灰石の分解反応はＣＯ２の分圧が１気圧の条件下では
８９８℃で生じることが知られている。

実際には、８２０℃から部分的な分解が生じ、９００℃
前後で反応が完結する。このため、ＣａＯの生産工程で
は、炉内の最高温度域は９００　’Ｏ〜１０００℃程度
とされている。

ロータリーキルン、竪型炉ともに石灰石の加熱用の燃焼
炎が直接に石灰石と接触するので、９００°Ｃ〜１ｏｏ
ｏ℃の最高温度域では、石灰石の表面温度が局部的に１
０００　’Ｃ以上、時には、１１００’Ｃ以上となる。

このように高温で焙焼されたＣａＯは反応性が悪く、精
錬剤として使用された場合に、精錬効果が劣ることが問
題であった。

また、製造条件を厳密に制御し上述のようなｔ　ｏ　ｏ
　ｏ　’ｃ以上の高温になることを避けた操業下で製造
されたＣａＯであっても、これを用いて溶銑中のＳ（硫
黄）を除去する溶銑脱硫処理において、ＣａＯ＋ｆｉ→ＣａＳ＋Ｑなる反応によってＣａＳに転するＣａＯの割合、すなわ
ちＣａＯの脱硫反応効率は１０％程度と低く、反応効率
の低いことが問題であった。

ＣａＯの反応効率が低いことを解決して反応効率を増大
するために、例えば溶銑脱硫処理においては、使用する
ＣａＯを微粉末とし、溶銑中にインジェクションする方
法、あるいは、ＣａＯの融点を低下させるためにＣａＯ
にＣａＦ２を混合させる方法、さらには、脱硫処理時の
溶鉄にＡｉを添加して反応界面の酸素分圧を低下させ、
強還元性雰囲気とするなど、種々の改善方法が採用され
ている。しかし、いずれの方法も満足の得られる結果は
得られず１０％程度の脱硫反応効率となっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上のような実状に鑑み、反応効率に優れたＣａＯの製
造方法についても種々の検討が加えられている０例えば
、必要以上に高温で焙焼されたＣａＯは反応性に劣るこ
とが従来から知られていて、高温焙焼を避けてＣａＯは
製造されている（例えば、日本鉄鋼協会編、鉄鋼製造法
ｐｐ。

５３０〜５３２．［丸蓋］、１９７２）。

発明者らは、脱硫反応効率の高い石灰石の製造方法につ
いて種々の検討を行い、溶融金属、特に溶融鉄の精錬に
おいて反応効率に優れるＣａＯの製造法を発明するに至
った。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は脱硫反応効率の高い石灰石を製造する方法を提
供するものであって、その技術手段とするところは、石
灰石を焙焼して、溶融全屈精錬用のＣａＯを製造するに
当り、 ■焙焼のための燃焼炎と石灰石が直接接触することを防
止しつつ石灰石を加熱する。

■石灰石の分解反応の大部分をＣＯ２雰囲気下で進行さ
せること。

を特徴とする。

また木発明の好ましい実施態様として石灰石の加熱を密
閉雰囲気下で行い、発生する炭酸ガスを回収しながら焙
焼することを特徴とする。

〔作用〕

ＣａＯの反応効率を向上するために石灰石の焙焼条件に
着目し、焙焼温度、焙焼雰囲気などを検討した。その結
果、焙焼方法が反応効率と密接に関連することを見出し
、特に、焙焼のための熱源となる、重油、コークス、微
粉炭などの化石燃料の燃焼炎と石灰石とが直接に接触す
ることのない条件下で焙焼されたＣａＯが反応効率に優
れることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、石灰石の焙焼を間接加熱で行い、Ｃａ　ＣＯ
３＋　Ｃａ　Ｏ＋　ＣＯ２なる反応を、発生ＣＯ２ガスのみのＣＯ２雰囲気下で進
行させると、生成されるＣａＯの反応性が優れ、溶銑脱
硫に使用すると脱硫反応効率に優れることが明らかとな
った。

この理由は以下のように考えられる。

すなわち、木発明の焙焼方法では、石灰石が燃焼炎に直
接に接触しないので、局部的にも高温となることが完全
に防止されることに加えて、ＣａｃＯ３−＋Ｃａｏ＋ｃ
Ｏ２なる反応にて生成された９００〜１０００℃のＣａＯが
Ｃｏ２雰囲気下に保持されるため、Ｓなどの不純物の吸
着が防止され、ＣａＯの表面が分解反応で生成されたま
まの化学的に活性な状態に維持されるためである。

一方、従来法のような燃焼炎にＣａＯが接触する場合に
は、燃料中のＳなどの不純物が、分解反応で生成された
化学的に活性なＣａＯの表面に吸着し、ＣａＯの活性度
を低下させるためと考えられる。このようなＳ汚染によ
るＣａＯ表面の活性度の低下はＣａＯ粒子表面のみなら
ず、ＣａＯ粒内の無数の細孔（数４ｍ以下の直径の孔）
の内表面の活性度をも低下し、全体として著しくＣａＯ
の反応性を低下するものと推定される。

以上の結果、ＣＯ２雰囲気で焙焼される本発明では脱硫
効果に優れるＣａＯが得られる。

〔実施例〕

第１図に示すように、耐火物で内張すされた密閉タンク
ｌ内に、平均粒径が２００　ｇｍの微粉砕石灰石４を約
１０００ｋｇ装入し、タンク１の中心部をＬ下方向に貫
通する耐熱鋼管２内でコークス炉ガスを空気を用いてバ
ーナ３で燃焼させ、鋼管２の管壁を通じて鋼管周囲の石
灰石４を間接加熱した。

石灰石層内の温度分布を均一化して加熱効率を上ｙ１す
ること、および局所的な高温部の生成を避けるために、
タンク１から回収されたＣＯ２ガスの一部を、加熱中を
通じて吹込み管５から石灰石層内に吹込んで石灰石層を
攪拌した。タンク１内の石灰石層内の温度を熱電対６で
連続的に測定しながら、９００−１０００　’Ｃまで石
灰石を昇温し、ＣａｃＯ３→Ｃａｏ＋ｃＯ２なる反応を完結させた。

タンクから発生するＣｏ２ガスは冷却！ｊ１７を通して
常温まで冷却し、除塵機８を通してダストを除いて、回
収タンク９に回収した。このガスの一部はコンプレッサ
１０を用いて加圧して、前述のように攪拌用ガスとして
タンクに吹込んだ。以上のように、焙焼用の燃焼炎が石
灰石に直接に接触しない構造の焙焼炉でＣａＯを製造し
た。

このようにして製造したＣａＯに、炭素粉末５重量％、
ＣａＦ２粉末３重量％を加えてＣａＯ系脱硫剤として、
溶銑の脱硫処理を行った。なお、堅型炉による従来法で
製造されたＣａＯについてもほぼ同一の平均粒径まで粉
砕の同一の炭素とＣａＦ２含有のＣａＯ系脱硫剤も用い
た。

脱硫実験には５トンの溶銑を保持した取鍋に、脱硫剤を
吹込むことが可能なランスを浸漬させ、窒素ガスで脱硫
剤を搬送して溶銑中に吹込んだ。

窒素ガス量や溶銑組成などの脱硫処理条件は本発明によ
る脱硫剤と従来法による脱硫剤間でほぼ同一とし、以下
の条件で行った。

溶銑量：４５００〜５２００ｋｇ溶銑温度：１３４０〜１３７５℃ 溶銑組成：Ｃ／４．３〜４．５重量％５ｉ１０．２５〜０．３８重量％Ｓ１０．０２１〜０．０４５重量％搬送用Ｎ２ガス：２００１／ｍｉｎ脱硫剤吹込み速度：　６〜１１　ｋ　ｇ　／　ｍ　ｉ　
ｎ溶銑１トン当りの脱硫剤使用量：３〜１５ｋｇ脱硫処理前後の溶銑中の硫黄（Ｓ）の分析値に基づいて
、吹込まれたＣａＯのうち脱硫反応によってＣａＳに転
化した割合（ＣａＯの脱硫反応効率）を次式で求めた。

ＣａＯの脱硫反応効率（％）ここに、Ｗ：溶銑１トン昌りの脱硫剤の使用量（ｋｇ） ΔＳ：脱硫処理前と後の溶銑中のＳｅ度の差（％）（％Ｃａｂ）：脱硫剤中のｃａ０５度（％）Ｍｃａｏ　
：　Ｃａｏノ分子量（５６ｋｇ／ｋｍｏ　ｌｅ）ＭＳ：５（７）原子量（３２ｋｇ／ｋｍｏ　１　ｅ）で
ある。

脱硫処理前後のＳの濃度の平均値とＣａＯの脱硫反応効
率の関係を第２図に示す０図より、ＣａＯの脱硫反応効
率は溶銑中のｓ５度が高いほど高くなる傾向を示すが、
本発明のＣａＯを用いた脱硫剤では、いずれのＳレベル
においても従来法のＣａＯをを用いた脱硫剤より脱硫反
応効率に優れることが明らかである。

以上のように本発明のＣａＯが反応効率に優れることが
明らかとなった。

また、第１図に示す実施例では、焙焼開始初期のＣＯ２
純度の低いガスを除いて、９９％以上の純度のＣＯ２ガ
スを石灰石１ｋｇ当り０．２Ｎｒｎ’回収することがで
きた。

以上、本発明を第１図の実施例に基づいて説明したが、
本発明は第１図に限定されるものではない。石灰石の加
熱方法はタンク外部からの加熱でも可能であり、加熱方
法が限定され゛るものでなく、要するに加熱用の火炎が
石灰石あるいは反応生成物であるＣａＯに直接に接触し
ない構造とすればよいのであって、電気的な加熱法も包
含するものである。また、石灰石は、小径のものほど焙
焼には好都合である。しかし、使用する石灰石の粒度も
限定されるものでなく、塊状の石灰石の使用も可能であ
る。

さらに、ＣＯ２の回収系についても冷却、集塵システム
の構成に何らの限定はなく、密閉雰囲気下で石灰石を焙
焼して、副産物としてＣＯ２を回収しながら反応性に優
れたＣａＯを製造することができる。

〔発明の効果〕

本発明のＣａＯは溶銑脱硫に用いると脱硫反応効率が２
０〜３０％程度向上するので、同一のＳレベルまで脱硫
する場合には脱硫剤の使用量を節約することができる。

また、従来法と同一量の脱硫剤を用いればより低いｓｅ
度まで低下させることが可能であり、資源とエネルギー
の節約および、高純度鋼製造への寄与が大である。

さらに本発明の第２利点は、９９％といった純度の高い
Ｃｏ２ガスが副産物として回収可能であり、低価格のＣ
ｏ２が得られることも本発明の特長である。すなわち、
精錬剤として使用した場合に反応性に優れるＣａＯを製
造しながら、副産物として純度の高いＣＯ２ガスを回収
することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるＣａＯ製造方法の一実施例を示す
フローシート、第２図は本発明にょるＣａＯと従来法に
よるＣａＯを用いて脱硫処理した場合のＣａＯの脱硫反
応効率を示すグラフである。 ■・・・密閉タンク　　　２・・・耐熱鋼管３・・・八
−す　　　　　４・・・石灰石５・・・攪拌用のＣＯ２
ガス吹込み管６・・・熱電対　　　　　７・・・ガス冷却機８・・・
除塵機　　　　　９・・・回収タンク１０・・・コンプ
レッサ

Claims

【特許請求の範囲】１　石灰石を焙焼して溶融金属精錬剤用の生石灰を製造
するに当り、焙焼のための燃焼炎と石灰石とが直接接触
することを防止しつつ石灰石を加熱すると共に、石灰石
の分解反応の大部分を炭酸ガス雰囲気下で進行させるこ
とを特徴とする反応性に優れた精錬剤用の生石灰の製造
方法。２　石灰石の加熱を密閉雰囲気下で行い、発生する炭酸
ガスを回収しながら焙焼することを特徴とする特許請求
の範囲第１項に記載の方法。